JP2002300877A - Ｄｎａマイクロアレイ - Google Patents
ＤｎａマイクロアレイInfo
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- JP2002300877A JP2002300877A JP2001105595A JP2001105595A JP2002300877A JP 2002300877 A JP2002300877 A JP 2002300877A JP 2001105595 A JP2001105595 A JP 2001105595A JP 2001105595 A JP2001105595 A JP 2001105595A JP 2002300877 A JP2002300877 A JP 2002300877A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 分析時間を短縮でき、携行性に優れたＤＮＡ
マイクロアレイを提供する。 【解決手段】 反応部１５及びハイブリダイゼーション
部３１を温度制御する。リザーバー５からリザーバー７
へ向かって流れる電気浸透流を発生させ、流路２１，２
３，２５を介して、リザーバー９から検体を、リザーバ
ー１１から参照試料を、リザーバー１３から試薬を反応
部１５に導入し、反応部１５で検体の塩基配列に基づく
標識ｃＤＮＡを合成する。反応部１５の混合液を流路２
７を介して精製部１７に送って精製し、さらに流路２９
を介してハイブリダイゼーション部３１に送る。標識ｃ
ＤＮＡ及び参照試料はハイブリダイゼーション部３１内
に固定された相補的なＤＮＡプローブとハイブリダイゼ
ーションを形成して保持される。標識ｃＤＮＡが保持さ
れたＤＮＡプローブを特定することにより検体の塩基配
列を特定する。
マイクロアレイを提供する。 【解決手段】 反応部１５及びハイブリダイゼーション
部３１を温度制御する。リザーバー５からリザーバー７
へ向かって流れる電気浸透流を発生させ、流路２１，２
３，２５を介して、リザーバー９から検体を、リザーバ
ー１１から参照試料を、リザーバー１３から試薬を反応
部１５に導入し、反応部１５で検体の塩基配列に基づく
標識ｃＤＮＡを合成する。反応部１５の混合液を流路２
７を介して精製部１７に送って精製し、さらに流路２９
を介してハイブリダイゼーション部３１に送る。標識ｃ
ＤＮＡ及び参照試料はハイブリダイゼーション部３１内
に固定された相補的なＤＮＡプローブとハイブリダイゼ
ーションを形成して保持される。標識ｃＤＮＡが保持さ
れたＤＮＡプローブを特定することにより検体の塩基配
列を特定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多数のＤＮＡ（デ
オキシリボ核酸）プローブが固相表面に固定されたＤＮ
Ａマイクロアレイに関するものである。ＤＮＡマイクロ
アレイは、生物学分野や医学分野、薬学分野、農学分野
などにおいて、ＤＮＡハイブリダイゼーションに基づく
ＤＮＡの発現解析や診断などに用いられる。本明細書に
おいて、ＤＮＡプローブの語は、オリゴヌクレオチド、
ポリヌクレオチド、及びＤＮＡのホスホジエステル結合
をペプチド結合に変換した人工核酸（ペプチド核酸）を
含む。ＤＮＡプローブとしては、例えばｍＲＮＡ（メッ
センジャーリボ核酸）の相補的な配列をもつｃＤＮＡ
（相補的なＤＮＡ）を１本鎖にしたものが用いられる。
オキシリボ核酸）プローブが固相表面に固定されたＤＮ
Ａマイクロアレイに関するものである。ＤＮＡマイクロ
アレイは、生物学分野や医学分野、薬学分野、農学分野
などにおいて、ＤＮＡハイブリダイゼーションに基づく
ＤＮＡの発現解析や診断などに用いられる。本明細書に
おいて、ＤＮＡプローブの語は、オリゴヌクレオチド、
ポリヌクレオチド、及びＤＮＡのホスホジエステル結合
をペプチド結合に変換した人工核酸（ペプチド核酸）を
含む。ＤＮＡプローブとしては、例えばｍＲＮＡ（メッ
センジャーリボ核酸）の相補的な配列をもつｃＤＮＡ
（相補的なＤＮＡ）を１本鎖にしたものが用いられる。
【０００２】
【従来の技術】検体に含まれるＤＮＡの塩基配列を特定
するに当って、まず、ガラスやシリコンからなる基板の
上に、複数個のＤＮＡプローブを固定したＤＮＡマイク
ロアレイを準備する。検体としてのｍＲＮＡからｃＤＮ
Ａを合成し、さらに標識を施す。得られた標識されたｃ
ＤＮＡ（標識ｃＤＮＡという）をＤＮＡマイクロアレイ
に接触させ、ＤＮＡマイクロアレイに固定されたＤＮＡ
プローブとの間でハイブリダイゼーションさせる（以
下、ハイブリダイゼーション処理という）。標識ｃＤＮ
Ａは配列が相補的なＤＮＡプローブに保持され、過剰量
の標識ｃＤＮＡは洗浄操作で除去される。標識ｃＤＮＡ
がハイブリダイゼーションを形成したＤＮＡプローブを
特定することにより、検体に含まれるＤＮＡの塩基配列
を特定することができる。漏れを無くすためにできるだ
け多くのＤＮＡプローブを基板の上に固定するのが現在
の主流である。ＤＮＡハイブリダイゼーション処理は、
感染症や食品衛生分野における感染源の特定、ＤＮＡの
発現解析などにおいて非常に有用な手段である。
するに当って、まず、ガラスやシリコンからなる基板の
上に、複数個のＤＮＡプローブを固定したＤＮＡマイク
ロアレイを準備する。検体としてのｍＲＮＡからｃＤＮ
Ａを合成し、さらに標識を施す。得られた標識されたｃ
ＤＮＡ（標識ｃＤＮＡという）をＤＮＡマイクロアレイ
に接触させ、ＤＮＡマイクロアレイに固定されたＤＮＡ
プローブとの間でハイブリダイゼーションさせる（以
下、ハイブリダイゼーション処理という）。標識ｃＤＮ
Ａは配列が相補的なＤＮＡプローブに保持され、過剰量
の標識ｃＤＮＡは洗浄操作で除去される。標識ｃＤＮＡ
がハイブリダイゼーションを形成したＤＮＡプローブを
特定することにより、検体に含まれるＤＮＡの塩基配列
を特定することができる。漏れを無くすためにできるだ
け多くのＤＮＡプローブを基板の上に固定するのが現在
の主流である。ＤＮＡハイブリダイゼーション処理は、
感染症や食品衛生分野における感染源の特定、ＤＮＡの
発現解析などにおいて非常に有用な手段である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のＤＮＡマイクロ
アレイでは、検体から合成したｃＤＮＡなどの試料を多
くのＤＮＡプローブと同時に接触させるので効率よくハ
イブリダイゼーション処理を行なうことができる。しか
し、試料の調製には専用の装置を用いており、試料の調
製に手間がかかり、分析時間が長くなるという問題があ
った。さらに、試料の調製に専用の装置を用いるので、
従来のＤＮＡマイクロアレイは携行性などの点で現場で
の分析には向かなかった。そこで本発明は、分析時間を
短縮できるとともに、携行性に優れたＤＮＡマイクロア
レイを提供することを目的とするものである。
アレイでは、検体から合成したｃＤＮＡなどの試料を多
くのＤＮＡプローブと同時に接触させるので効率よくハ
イブリダイゼーション処理を行なうことができる。しか
し、試料の調製には専用の装置を用いており、試料の調
製に手間がかかり、分析時間が長くなるという問題があ
った。さらに、試料の調製に専用の装置を用いるので、
従来のＤＮＡマイクロアレイは携行性などの点で現場で
の分析には向かなかった。そこで本発明は、分析時間を
短縮できるとともに、携行性に優れたＤＮＡマイクロア
レイを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるＤＮＡマ
イクロアレイは、１又は複数の基板により構成され、そ
の基板上に、バッファーを収容するための上流側バッフ
ァー収容部と、検体を収容するための検体収容部と、検
体と反応して検体に基づく増幅物を生成するための試薬
を収容するための試薬収容部と、検体収容部からの検体
と試薬収容部からの試薬を混合して増幅物を生成させる
ための反応部と、反応部からの混合液から増幅物を精製
するための精製部と、ＤＮＡプローブが固定されてお
り、ＤＮＡプローブと精製部からの増幅物をハイブリダ
イゼーションさせるためのハイブリダイゼーション部
と、バッファーを収容するための下流側バッファー収容
部と、上流側バッファー収容部と反応部との間、検体収
容部と反応部との間、試薬収容部と反応部との間、反応
部と精製部との間、精製部とハイブリダイゼーション部
との間、及びハイブリダイゼーション部と下流側バッフ
ァー収容部との間をそれぞれ連通するための流路が形成
されてなるものである。
イクロアレイは、１又は複数の基板により構成され、そ
の基板上に、バッファーを収容するための上流側バッフ
ァー収容部と、検体を収容するための検体収容部と、検
体と反応して検体に基づく増幅物を生成するための試薬
を収容するための試薬収容部と、検体収容部からの検体
と試薬収容部からの試薬を混合して増幅物を生成させる
ための反応部と、反応部からの混合液から増幅物を精製
するための精製部と、ＤＮＡプローブが固定されてお
り、ＤＮＡプローブと精製部からの増幅物をハイブリダ
イゼーションさせるためのハイブリダイゼーション部
と、バッファーを収容するための下流側バッファー収容
部と、上流側バッファー収容部と反応部との間、検体収
容部と反応部との間、試薬収容部と反応部との間、反応
部と精製部との間、精製部とハイブリダイゼーション部
との間、及びハイブリダイゼーション部と下流側バッフ
ァー収容部との間をそれぞれ連通するための流路が形成
されてなるものである。
【０００５】本発明にかかるＤＮＡマイクロアレイを用
いたハイブリダイゼーション処理では、基板上に形成さ
れた各部及び流路にバッファーを充填する。検体収容部
には検体を収容し、試薬収容部には試薬を収容する。電
気浸透流又は機械的な吸引もしくは加圧により、上流側
バッファー収容部、反応部、精製部、ハイブリダイゼー
ション部、下流側バッファー収容部の順に各部間の流路
を介してバッファーの流れを形成する。上記バッファー
の流れにより、又は電気浸透流もしくは機械的な加圧に
より、検体収容部及び試薬収容部と反応部との間の両流
路に液体の流れを生じさせ、検体収容部に収容された検
体及び試薬収容部に収容された試薬を反応部に導入し、
反応部において検体に基づく増幅物を生成させる。上記
バッファーの流れにより、増幅物を含む反応部の混合液
を精製部に送り、精製部で増幅物を精製する。精製した
増幅物をハイブリダイゼーション部に送り、ハイブリダ
イゼーション部に固定されたＤＮＡプローブとハイブリ
ダイゼーションさせる。増幅物がハイブリダイゼーショ
ンしたＤＮＡプローブを特定することにより、検体の塩
基配列を特定する。このように、試料調製から塩基配列
の特定までを行なうことができるので、分析時間を短縮
でき、携行性に優れている。さらに、反応スケールを低
減することができ、検体、試薬及びバッファーの消費量
削減の効果も得られる。
いたハイブリダイゼーション処理では、基板上に形成さ
れた各部及び流路にバッファーを充填する。検体収容部
には検体を収容し、試薬収容部には試薬を収容する。電
気浸透流又は機械的な吸引もしくは加圧により、上流側
バッファー収容部、反応部、精製部、ハイブリダイゼー
ション部、下流側バッファー収容部の順に各部間の流路
を介してバッファーの流れを形成する。上記バッファー
の流れにより、又は電気浸透流もしくは機械的な加圧に
より、検体収容部及び試薬収容部と反応部との間の両流
路に液体の流れを生じさせ、検体収容部に収容された検
体及び試薬収容部に収容された試薬を反応部に導入し、
反応部において検体に基づく増幅物を生成させる。上記
バッファーの流れにより、増幅物を含む反応部の混合液
を精製部に送り、精製部で増幅物を精製する。精製した
増幅物をハイブリダイゼーション部に送り、ハイブリダ
イゼーション部に固定されたＤＮＡプローブとハイブリ
ダイゼーションさせる。増幅物がハイブリダイゼーショ
ンしたＤＮＡプローブを特定することにより、検体の塩
基配列を特定する。このように、試料調製から塩基配列
の特定までを行なうことができるので、分析時間を短縮
でき、携行性に優れている。さらに、反応スケールを低
減することができ、検体、試薬及びバッファーの消費量
削減の効果も得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明にかかるＤＮＡマイクロア
レイにおいて、上記基板上に、参照試料を収容するため
の参照試料収容部と、参照試料収容部と反応部との間を
連通するための流路がさらに形成されていることが好ま
しい。その結果、ハイブリダイゼーション処理時に参照
試料とハイブリダイゼーション部のＤＮＡプローブがハ
イブリダイゼーションを形成したか否かを検出すること
により、ハイブリダイゼーション処理が適切に行なわれ
たかどうかを判定することができ、測定の信頼性を向上
させることができる。
レイにおいて、上記基板上に、参照試料を収容するため
の参照試料収容部と、参照試料収容部と反応部との間を
連通するための流路がさらに形成されていることが好ま
しい。その結果、ハイブリダイゼーション処理時に参照
試料とハイブリダイゼーション部のＤＮＡプローブがハ
イブリダイゼーションを形成したか否かを検出すること
により、ハイブリダイゼーション処理が適切に行なわれ
たかどうかを判定することができ、測定の信頼性を向上
させることができる。
【０００７】
【実施例】図１は一実施例を示す平面図である。図２は
その実施例を示す斜視図である。ＤＮＡマイクロアレイ
１は、例えばガラス又はシリコンからなる１枚の板状基
板３により構成される。基板３の寸法は、例えば長さが
１０〜３０ｍｍ、幅が３０〜１２０ｍｍである。
その実施例を示す斜視図である。ＤＮＡマイクロアレイ
１は、例えばガラス又はシリコンからなる１枚の板状基
板３により構成される。基板３の寸法は、例えば長さが
１０〜３０ｍｍ、幅が３０〜１２０ｍｍである。
【０００８】基板３の表面には、例えば円筒状の凹部か
らなる上流側バッファーリザーバー５（上流側バッファ
ー収容部）、下流側バッファーリザーバー（下流側バッ
ファー収容部）７、検体リザーバー（検体収容部）９、
リファレンスリザーバー（参照試料収容部）１１及び試
薬リザーバー（試薬収容部）１３、並びに例えば直方体
状の凹部からなる反応部１５及び精製部１７が形成され
ている。
らなる上流側バッファーリザーバー５（上流側バッファ
ー収容部）、下流側バッファーリザーバー（下流側バッ
ファー収容部）７、検体リザーバー（検体収容部）９、
リファレンスリザーバー（参照試料収容部）１１及び試
薬リザーバー（試薬収容部）１３、並びに例えば直方体
状の凹部からなる反応部１５及び精製部１７が形成され
ている。
【０００９】バッファーリザーバー５，７は電気浸透流
媒体としてのバッファーを収容するためのものであり、
それらの寸法は、例えば直径が１〜５ｍｍ、深さが１〜
３ｍｍである。検体リザーバー９は例えばｍＲＮＡを含
む検体を収容するためのものである。リファレンスリザ
ーバー１１は参照試料を収容するためのものである。試
薬リザーバー１３は検体としてのｍＲＮＡからｃＤＮＡ
を合成するための試薬及びｃＤＮＡの合成過程でｃＤＮ
Ａに標識物質を組み込むための試薬を収容するためのも
のである。検体リザーバー９、リファレンスリザーバー
１１及び試薬リザーバー１３の寸法は、例えば直径が１
〜３ｍｍ、深さが１〜３ｍｍである。
媒体としてのバッファーを収容するためのものであり、
それらの寸法は、例えば直径が１〜５ｍｍ、深さが１〜
３ｍｍである。検体リザーバー９は例えばｍＲＮＡを含
む検体を収容するためのものである。リファレンスリザ
ーバー１１は参照試料を収容するためのものである。試
薬リザーバー１３は検体としてのｍＲＮＡからｃＤＮＡ
を合成するための試薬及びｃＤＮＡの合成過程でｃＤＮ
Ａに標識物質を組み込むための試薬を収容するためのも
のである。検体リザーバー９、リファレンスリザーバー
１１及び試薬リザーバー１３の寸法は、例えば直径が１
〜３ｍｍ、深さが１〜３ｍｍである。
【００１０】反応部１５は検体リザーバー９に収容され
た検体と試薬リザーバー１３に収容された試薬及び標識
物質とを反応させるためのものである。精製部１７は反
応部１５で反応された後の混合液から過剰量の標識物質
及びハイブリダイゼーションに不要な夾雑物を除去する
ためのものであり、例えば標識物質及び夾雑物除去用の
ゲル濾過を行なうためのゲルや、標識物質及び夾雑物除
去を選択的に吸着するための物質が表面に固定されたガ
ラスビーズなどが収容されている。反応部１５及び精製
部１７の寸法は、例えば長さが１〜３ｍｍ、幅が０.２
〜１.０ｍｍ、深さが０.２〜１.０ｍｍである。
た検体と試薬リザーバー１３に収容された試薬及び標識
物質とを反応させるためのものである。精製部１７は反
応部１５で反応された後の混合液から過剰量の標識物質
及びハイブリダイゼーションに不要な夾雑物を除去する
ためのものであり、例えば標識物質及び夾雑物除去用の
ゲル濾過を行なうためのゲルや、標識物質及び夾雑物除
去を選択的に吸着するための物質が表面に固定されたガ
ラスビーズなどが収容されている。反応部１５及び精製
部１７の寸法は、例えば長さが１〜３ｍｍ、幅が０.２
〜１.０ｍｍ、深さが０.２〜１.０ｍｍである。
【００１１】リザーバー５、反応部１５間は基板３表面
に形成された流路１９により、検体リザーバー９、反応
部１５間は基板３表面に形成された流路２１により、リ
ファレンスリザーバー１１、反応部１５間は基板３表面
に形成された流路２３により、試薬リザーバー１３、反
応部１５間は基板３表面に形成された流路２５により、
反応部１５、精製部１７間は基板３表面に形成された流
路２７よりそれぞれ連通されている。流路１９，２１，
２３，２５，２７の寸法は、例えば幅が５０〜１００μ
ｍ、深さが５０〜１００μｍである。
に形成された流路１９により、検体リザーバー９、反応
部１５間は基板３表面に形成された流路２１により、リ
ファレンスリザーバー１１、反応部１５間は基板３表面
に形成された流路２３により、試薬リザーバー１３、反
応部１５間は基板３表面に形成された流路２５により、
反応部１５、精製部１７間は基板３表面に形成された流
路２７よりそれぞれ連通されている。流路１９，２１，
２３，２５，２７の寸法は、例えば幅が５０〜１００μ
ｍ、深さが５０〜１００μｍである。
【００１２】精製部１７とリザーバー７との間の基板３
表面に、ハイブリダイゼーション部３１が形成されてい
る。ハイブリダイゼーション部３１は精製部１７とリザ
ーバー７との間に設けられており、精製部１７、ハイブ
リダイゼーション部３１間は流路２９により、ハイブリ
ダイゼーション部３１、リザーバー７間は流路３３によ
り連通されている。ハイブリダイゼーション部３１の寸
法は、例えば全長が５〜５０ｍｍ、幅が５０〜１００μ
ｍ、深さが５０〜１００μｍである。図３に示すよう
に、ハイブリダイゼーション部３１内にはＤＮＡプロー
ブを含むスポット３５が配列されている。例えばスポッ
ト３５の直径は１００μｍであり、各スポット３５では
分子数１０6〜１０9程度のＤＮＡプローブ（重さで約１
ｎｇ（ナノグラム））がハイブリダイゼーション部３１
内面に固定されている。各スポット３５にはそれぞれ１
種類のＤＮＡプローブが固定されている。これらのスポ
ット３５は分離して配置されており、どのスポット３５
位置にどの種類のＤＮＡプローブを固定したかが明確に
されている。流路２９，３３の寸法は、例えば幅が５０
〜１００μｍ、深さが５０〜１００μｍである。
表面に、ハイブリダイゼーション部３１が形成されてい
る。ハイブリダイゼーション部３１は精製部１７とリザ
ーバー７との間に設けられており、精製部１７、ハイブ
リダイゼーション部３１間は流路２９により、ハイブリ
ダイゼーション部３１、リザーバー７間は流路３３によ
り連通されている。ハイブリダイゼーション部３１の寸
法は、例えば全長が５〜５０ｍｍ、幅が５０〜１００μ
ｍ、深さが５０〜１００μｍである。図３に示すよう
に、ハイブリダイゼーション部３１内にはＤＮＡプロー
ブを含むスポット３５が配列されている。例えばスポッ
ト３５の直径は１００μｍであり、各スポット３５では
分子数１０6〜１０9程度のＤＮＡプローブ（重さで約１
ｎｇ（ナノグラム））がハイブリダイゼーション部３１
内面に固定されている。各スポット３５にはそれぞれ１
種類のＤＮＡプローブが固定されている。これらのスポ
ット３５は分離して配置されており、どのスポット３５
位置にどの種類のＤＮＡプローブを固定したかが明確に
されている。流路２９，３３の寸法は、例えば幅が５０
〜１００μｍ、深さが５０〜１００μｍである。
【００１３】図１から図３を用いて検体に含まれるＤＮ
Ａの塩基配列を特定する操作を説明する。この操作で
は、検体や試薬、標識物質、ｃＤＮＡなどの物質を移動
させる手段として電気浸透流を用いた。また、この操作
では、検体としてｍＲＮＡを用いた。リザーバー５，
７、反応部１５、精製部１７、流路１９，２１，２３，
２５，２７，２９，３３及びハイブリダイゼーション部
３１にバッファーを充填する。精製部１７に標識物質及
び夾雑物除去を選択的に吸着するための物質が表面に固
定されたガラスビーズを収容する。検体リザーバー９に
ｍＲＮＡを含む検体を収容し、リファレンスリザーバー
１１に参照試料を収容し、試薬リザーバー１３にｍＲＮ
ＡからｃＤＮＡを合成するための試薬及びｃＤＮＡの合
成過程でｃＤＮＡに標識物質を組み込むための試薬を収
容する。
Ａの塩基配列を特定する操作を説明する。この操作で
は、検体や試薬、標識物質、ｃＤＮＡなどの物質を移動
させる手段として電気浸透流を用いた。また、この操作
では、検体としてｍＲＮＡを用いた。リザーバー５，
７、反応部１５、精製部１７、流路１９，２１，２３，
２５，２７，２９，３３及びハイブリダイゼーション部
３１にバッファーを充填する。精製部１７に標識物質及
び夾雑物除去を選択的に吸着するための物質が表面に固
定されたガラスビーズを収容する。検体リザーバー９に
ｍＲＮＡを含む検体を収容し、リファレンスリザーバー
１１に参照試料を収容し、試薬リザーバー１３にｍＲＮ
ＡからｃＤＮＡを合成するための試薬及びｃＤＮＡの合
成過程でｃＤＮＡに標識物質を組み込むための試薬を収
容する。
【００１４】反応部１５及びハイブリダイゼーション部
３１をそれぞれ温度制御する。リザーバー５，７間への
電圧の印加によってリザーバー５，７間の流路１９、反
応部１５、流路２７、精製部１７、流路２９、ハイブリ
ダイゼーション部３１及び流路３３に収容されたバッフ
ァーに、リザーバー５からリザーバー７へ向かって流れ
る電気浸透流が発生するようにリザーバー５，７間に所
定の電圧を印加する。
３１をそれぞれ温度制御する。リザーバー５，７間への
電圧の印加によってリザーバー５，７間の流路１９、反
応部１５、流路２７、精製部１７、流路２９、ハイブリ
ダイゼーション部３１及び流路３３に収容されたバッフ
ァーに、リザーバー５からリザーバー７へ向かって流れ
る電気浸透流が発生するようにリザーバー５，７間に所
定の電圧を印加する。
【００１５】流路１９、反応部１５、流路２７、精製部
１７、流路２９、ハイブリダイゼーション部３１及び流
路３３に収容されたバッファーに生じた電気浸透流によ
り、流路２１，２３，２５において反応部１５に向かう
液の流れが発生し、検体リザーバー９からは検体が、リ
ファレンスリザーバー１１からは参照試料が、試薬リザ
ーバー１３からは試薬が反応部１５に送られる。反応部
１５では、検体と試薬が反応し、標識されたｃＤＮＡが
ｍＲＮＡから合成される。ｃＤＮＡを合成する方法とし
ては、所定の一定温度によりｍＲＮＡからｃＤＮＡを合
成できる方法を用いることが好ましい。
１７、流路２９、ハイブリダイゼーション部３１及び流
路３３に収容されたバッファーに生じた電気浸透流によ
り、流路２１，２３，２５において反応部１５に向かう
液の流れが発生し、検体リザーバー９からは検体が、リ
ファレンスリザーバー１１からは参照試料が、試薬リザ
ーバー１３からは試薬が反応部１５に送られる。反応部
１５では、検体と試薬が反応し、標識されたｃＤＮＡが
ｍＲＮＡから合成される。ｃＤＮＡを合成する方法とし
ては、所定の一定温度によりｍＲＮＡからｃＤＮＡを合
成できる方法を用いることが好ましい。
【００１６】標識ｃＤＮＡや過剰量の標識物質、参照試
料などを含む反応部１５の混合液は、電気浸透流により
流路２７を介して精製部１７に送られる。精製部１７で
は、精製部１７に収容されたガラスビーズにより、過剰
量の標識物質やハイブリダイゼーションの夾雑物などが
除去される。標識ｃＤＮＡ及び参照試料は精製部１７及
び流路２９を通過し、電気浸透流によりハイブリダイゼ
ーション部３１を移動し、ハイブリダイゼーション部３
１を移動する間に、スポット３５に固定された相補的な
ＤＮＡプローブとハイブリダイゼーションを形成し、相
補的なＤＮＡプローブが固定されたスポット３５位置に
保持される。標識ｃＤＮＡ及び参照試料が流路３３を介
してリザーバー７に到達した後、リザーバー５，７への
電圧の印加を停止する。
料などを含む反応部１５の混合液は、電気浸透流により
流路２７を介して精製部１７に送られる。精製部１７で
は、精製部１７に収容されたガラスビーズにより、過剰
量の標識物質やハイブリダイゼーションの夾雑物などが
除去される。標識ｃＤＮＡ及び参照試料は精製部１７及
び流路２９を通過し、電気浸透流によりハイブリダイゼ
ーション部３１を移動し、ハイブリダイゼーション部３
１を移動する間に、スポット３５に固定された相補的な
ＤＮＡプローブとハイブリダイゼーションを形成し、相
補的なＤＮＡプローブが固定されたスポット３５位置に
保持される。標識ｃＤＮＡ及び参照試料が流路３３を介
してリザーバー７に到達した後、リザーバー５，７への
電圧の印加を停止する。
【００１７】ハイブリダイゼーション部３１に存在する
標識物質を検出することにより、標識ｃＤＮＡがどのス
ポット３５位置に保持されているかを検出し、標識ｃＤ
ＮＡひいては検体に含まれていたｍＲＮＡの塩基配列を
特定する。検出方法としては、例えば標識物質として蛍
光物質を用いれば、ガラス又はシリコンからなる基板３
を通して蛍光検出する方法を用いることができる。ま
た、参照試料を検出することにより、ハイブリダイゼー
ション処理が適切に行なわれたか否かを判断することが
できる。
標識物質を検出することにより、標識ｃＤＮＡがどのス
ポット３５位置に保持されているかを検出し、標識ｃＤ
ＮＡひいては検体に含まれていたｍＲＮＡの塩基配列を
特定する。検出方法としては、例えば標識物質として蛍
光物質を用いれば、ガラス又はシリコンからなる基板３
を通して蛍光検出する方法を用いることができる。ま
た、参照試料を検出することにより、ハイブリダイゼー
ション処理が適切に行なわれたか否かを判断することが
できる。
【００１８】この実施例では、１枚の基板３に、リザー
バー５、検体リザーバー９、リファレンスリザーバー１
１、試薬リザーバー１３、反応部１５、精製部１７及び
ハイブリダイゼーション部３１を形成しているが、本発
明はこれに限定されるものではなく、各部分又は複数の
部分を別々の基板上に作成し、使用時にそれらの基板を
直接接合又はインターフェース部を介して接合し、実質
的に１枚の基板として使用してもよい。
バー５、検体リザーバー９、リファレンスリザーバー１
１、試薬リザーバー１３、反応部１５、精製部１７及び
ハイブリダイゼーション部３１を形成しているが、本発
明はこれに限定されるものではなく、各部分又は複数の
部分を別々の基板上に作成し、使用時にそれらの基板を
直接接合又はインターフェース部を介して接合し、実質
的に１枚の基板として使用してもよい。
【００１９】また、上記操作では検体や標識ｃＤＮＡな
どの物質を移動させる手段として電気浸透流を用いてい
るが、本発明はこれに限定されるものではなく、ペリス
ターポンプなどの機械的な吸引及び加圧機構など、物質
を移動させることができる手段であればどのような手段
であってもよい。また、上記操作では、検体としてｍＲ
ＮＡを用いているが、本発明が適用される測定対象はｍ
ＲＮＡに限定されるものではなく、ＤＮＡ断片など、他
の測定対象の塩基配列の決定に用いることもできる。ま
た、上記実施例では、検体リザーバー９に予め抽出した
ｍＲＮＡを注入するように各部及び流路が設けている
が、本発明はこれに限定されるものではなく、基板上に
ｍＲＮＡを抽出するための部位を設けて、ｍＲＮＡを抽
出するところからハイブリダイゼーション処理を行なう
ことができるようにしてもよい。
どの物質を移動させる手段として電気浸透流を用いてい
るが、本発明はこれに限定されるものではなく、ペリス
ターポンプなどの機械的な吸引及び加圧機構など、物質
を移動させることができる手段であればどのような手段
であってもよい。また、上記操作では、検体としてｍＲ
ＮＡを用いているが、本発明が適用される測定対象はｍ
ＲＮＡに限定されるものではなく、ＤＮＡ断片など、他
の測定対象の塩基配列の決定に用いることもできる。ま
た、上記実施例では、検体リザーバー９に予め抽出した
ｍＲＮＡを注入するように各部及び流路が設けている
が、本発明はこれに限定されるものではなく、基板上に
ｍＲＮＡを抽出するための部位を設けて、ｍＲＮＡを抽
出するところからハイブリダイゼーション処理を行なう
ことができるようにしてもよい。
【００２０】また、上記実施例では精製部１７にガラス
ビーズを充填して過剰量蛍光物質及び夾雑物の除去を行
なっているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば過剰量標識物質及び夾雑物除去用のゲル濾過
を行なうためのゲルを精製部１７に充填してゲル濾過に
より過剰量標識物質及び夾雑物を除去してもよいし、電
気泳動により過剰量標識物質及び夾雑物を除去してもよ
い。また、基板３の材料、形状及び寸法、リザーバー
５，７，９，１１，１３、反応部１５、精製部１７、流
路１９，２１，２３，２５，２７及びハイブリダイゼー
ション部３１の形状及び寸法並びにそれらの構成は上記
実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記
載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能であ
る。
ビーズを充填して過剰量蛍光物質及び夾雑物の除去を行
なっているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば過剰量標識物質及び夾雑物除去用のゲル濾過
を行なうためのゲルを精製部１７に充填してゲル濾過に
より過剰量標識物質及び夾雑物を除去してもよいし、電
気泳動により過剰量標識物質及び夾雑物を除去してもよ
い。また、基板３の材料、形状及び寸法、リザーバー
５，７，９，１１，１３、反応部１５、精製部１７、流
路１９，２１，２３，２５，２７及びハイブリダイゼー
ション部３１の形状及び寸法並びにそれらの構成は上記
実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記
載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能であ
る。
【００２１】
【発明の効果】本発明にかかるＤＮＡマイクロアレイで
は、基板上に上流側バッファー収容部と、検体収容部
と、試薬収容部と、反応部と、精製部と、ハイブリダイ
ゼーション部と、下流側バッファー収容部と、上流側バ
ッファー収容部と反応部との間、検体収容部と反応部と
の間、試薬収容部と反応部との間、反応部と精製部との
間、精製部とハイブリダイゼーション部との間、及びハ
イブリダイゼーション部と下流側バッファー収容部との
間をそれぞれ連通するための流路が形成され、上流側バ
ッファー収容部、反応部、精製部、ハイブリダイゼーシ
ョン部、下流側バッファー収容部の順に各部間の流路を
介するバッファーの流れにより、検体収容部に収容され
た検体及び試薬収容部に収容された試薬を反応部に導入
して検体に基づく増幅物を生成し、増幅物を含む反応部
の混合液を精製部に送って精製し、精製した増幅物をハ
イブリダイゼーション部に送ってハイブリダイゼーショ
ン処理を行なうことができるようにしたので、分析時間
を短縮でき、携行性に優れている。さらに、反応スケー
ルを低減することができ、検体、試薬及びバッファーの
消費量削減の効果も得られる。
は、基板上に上流側バッファー収容部と、検体収容部
と、試薬収容部と、反応部と、精製部と、ハイブリダイ
ゼーション部と、下流側バッファー収容部と、上流側バ
ッファー収容部と反応部との間、検体収容部と反応部と
の間、試薬収容部と反応部との間、反応部と精製部との
間、精製部とハイブリダイゼーション部との間、及びハ
イブリダイゼーション部と下流側バッファー収容部との
間をそれぞれ連通するための流路が形成され、上流側バ
ッファー収容部、反応部、精製部、ハイブリダイゼーシ
ョン部、下流側バッファー収容部の順に各部間の流路を
介するバッファーの流れにより、検体収容部に収容され
た検体及び試薬収容部に収容された試薬を反応部に導入
して検体に基づく増幅物を生成し、増幅物を含む反応部
の混合液を精製部に送って精製し、精製した増幅物をハ
イブリダイゼーション部に送ってハイブリダイゼーショ
ン処理を行なうことができるようにしたので、分析時間
を短縮でき、携行性に優れている。さらに、反応スケー
ルを低減することができ、検体、試薬及びバッファーの
消費量削減の効果も得られる。
【００２２】本発明にかかるＤＮＡマイクロアレイにお
いて、上記基板上に、参照試料収容部と、参照試料収容
部と反応部との間を連通するための流路がさらに形成さ
れているようにすれば、ハイブリダイゼーション処理時
に、参照試料とハイブリダイゼーション部のＤＮＡプロ
ーブがハイブリダイゼーションを形成したか否かを検出
することにより、ハイブリダイゼーション処理が適切に
行なわれたかどうかを判定することができ、測定の信頼
性を向上させることができる。
いて、上記基板上に、参照試料収容部と、参照試料収容
部と反応部との間を連通するための流路がさらに形成さ
れているようにすれば、ハイブリダイゼーション処理時
に、参照試料とハイブリダイゼーション部のＤＮＡプロ
ーブがハイブリダイゼーションを形成したか否かを検出
することにより、ハイブリダイゼーション処理が適切に
行なわれたかどうかを判定することができ、測定の信頼
性を向上させることができる。
【図１】一実施例を示す平面図である。
【図２】同実施例を示す斜視図である。
【図３】同実施例のハイブリダイゼーション部の一部分
を拡大して示す平面図である。
を拡大して示す平面図である。
１ ＤＮＡマイクロアレイ ３ 基板 ５ 上流側バッファーリザーバー ７ 下流側バッファーリザーバー ９ 検体リザーバー １１ リファレンスリザーバー １３ 試薬リザーバー １５ 反応部 １７ 精製部 １９，２１，２３，２５，２７，２９，３３ 流路 ３１ ハイブリダイゼーション部 ３５ スポット
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 37/00 １０２ Ｃ１２Ｎ 15/00 Ｆ Ａ Ｆターム(参考） 4B024 AA11 AA20 CA01 HA14 4B029 AA23 CC03 4B063 QA01 QA13 QA18 QQ42 QQ52 QR08 QR32 QR55 QR62 QS02 QS25 QS34
Claims (2)
- 【請求項１】 １又は複数の基板により構成され、その
基板上に、 バッファーを収容するための上流側バッファー収容部
と、 検体を収容するための検体収容部と、 検体と反応して検体に基づく増幅物を生成するための試
薬を収容するための試薬収容部と、 前記検体収容部からの検体と前記試薬収容部からの試薬
を混合して増幅物を生成させるための反応部と、 前記反応部からの混合液から増幅物を精製するための精
製部と、 ＤＮＡプローブが固定されており、ＤＮＡプローブと前
記精製部からの増幅物をハイブリダイゼーションさせる
ためのハイブリダイゼーション部と、 バッファーを収容するための下流側バッファー収容部
と、 前記上流側バッファー収容部と前記反応部との間、前記
検体収容部と前記反応部との間、前記試薬収容部と前記
反応部との間、前記反応部と前記精製部との間、前記精
製部と前記ハイブリダイゼーション部との間、及び前記
ハイブリダイゼーション部と前記下流側バッファー収容
部との間をそれぞれ連通するための流路が形成されてな
るＤＮＡマイクロアレイ。 - 【請求項２】 前記基板上に、参照試料を収容するため
の参照試料収容部と、前記参照試料収容部と前記反応部
との間を連通するための流路がさらに形成されている請
求項１に記載のＤＮＡマイクロアレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001105595A JP2002300877A (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | Ｄｎａマイクロアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001105595A JP2002300877A (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | Ｄｎａマイクロアレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002300877A true JP2002300877A (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=18958260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001105595A Pending JP2002300877A (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | Ｄｎａマイクロアレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002300877A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005195492A (ja) * | 2004-01-08 | 2005-07-21 | Casio Comput Co Ltd | 分析装置及び分析方法 |
| JP2006022807A (ja) * | 2004-06-07 | 2006-01-26 | Science Solutions International Laboratory Inc | 電気浸透流ポンプシステム及び電気浸透流ポンプ |
| JP2006507002A (ja) * | 2002-11-25 | 2006-03-02 | セフィード | ポリヌクレオチド増幅反応およびマイクロ流体デバイスのための組成物、方法およびキット |
| WO2006046433A1 (ja) * | 2004-10-27 | 2006-05-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 遺伝子検査用マイクロリアクタ |
| JP2006275016A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Science Solutions International Laboratory Inc | 液体輸送装置及び液体輸送システム |
-
2001
- 2001-04-04 JP JP2001105595A patent/JP2002300877A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006507002A (ja) * | 2002-11-25 | 2006-03-02 | セフィード | ポリヌクレオチド増幅反応およびマイクロ流体デバイスのための組成物、方法およびキット |
| JP2005195492A (ja) * | 2004-01-08 | 2005-07-21 | Casio Comput Co Ltd | 分析装置及び分析方法 |
| JP2006022807A (ja) * | 2004-06-07 | 2006-01-26 | Science Solutions International Laboratory Inc | 電気浸透流ポンプシステム及び電気浸透流ポンプ |
| JP4593373B2 (ja) * | 2004-06-07 | 2010-12-08 | ナノフュージョン株式会社 | 電気浸透流ポンプシステム及び電気浸透流ポンプ |
| WO2006046433A1 (ja) * | 2004-10-27 | 2006-05-04 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | 遺伝子検査用マイクロリアクタ |
| JP2006275016A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Science Solutions International Laboratory Inc | 液体輸送装置及び液体輸送システム |
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