JP2002527751A - Microarray system and method for performing biochemical reaction - Google Patents

Microarray system and method for performing biochemical reaction

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JP2002527751A
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マッツ・マルムクイスト
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ピクロン・マイクロアレイ・アクチボラゲット
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    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
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Abstract

(57)【要約】 用いるリアクタントの数に応じて少なくとも3つの別個な群に配置された粒子にリアクタントを固定化することによって、粒状または動的マイクロアレイシステムを作製する。好ましくは、該群は、固定化されたリアクタント分子を持たないか、または特定の信号分子を持つ介在群により分離される。さらに、該反応または分析物と固定化された試薬との間の反応に引続いて、固化し得る媒体に、該粒子を懸濁させる。本発明のシステムは、現在用いられている空間的静的マイクロアレイシステムよりもよい速度論的特性を提供し、ここに、リアクタント分子は、例えば、ゲルまたはチップ上に固定化される。 (57) Summary A particulate or dynamic microarray system is created by immobilizing reactants on particles arranged in at least three distinct groups depending on the number of reactants used. Preferably, the groups have no immobilized reactant molecules or are separated by an intervening group having a particular signal molecule. Further, following the reaction or reaction between the analyte and the immobilized reagent, the particles are suspended in a solidifiable medium. The system of the present invention provides better kinetic properties than currently used spatially static microarray systems, where the reactant molecules are immobilized, for example, on a gel or chip.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

本発明は生化学反応を実行する新しい概念および、この目的のためのシステム
および製品に関する。本発明は、さらに、該製品を製造する方法を開示する。特
に、本発明は、個別の群に分けられた粒状担体マトリックスを含む動的マイクロ
アレイシステムに関する。
The present invention relates to a new concept for performing biochemical reactions and to systems and products for this purpose. The present invention further discloses a method of making the product. In particular, the present invention relates to a dynamic microarray system comprising a discrete group of particulate carrier matrices.

【0002】 発明の背景 試料が大量に入手できる場合、それをいくつかの同一試料アリコートに分割し
得る。次いで、これらのアリコートは、例えば、各ウェルが一つの反応容器の機
能を有し、一つの反応を代表するマイクロタイタープレートに該アリコートを分
配することによって多数の試験に付し得る。限定された量しか入手できない他の
試料は、一つであって同一の反応容器中で同時に行う多重の分析に付すべきであ
る。以下の説明中、これを「多重分析」という。
BACKGROUND OF THE INVENTION If a sample is available in large quantities, it may be divided into several identical sample aliquots. These aliquots may then be subjected to multiple tests, for example, by dispensing the aliquots into microtiter plates, where each well has the function of one reaction vessel and represents one reaction. Other samples, which are only available in limited quantities, should be subjected to multiple analyzes, one at a time and in the same reaction vessel at the same time. This is referred to as "multiplex analysis" in the following description.

【0003】 マイクロアレイ技術として知られ、急速に発展している技術は、近年、生化学
および遺伝子工学の研究開発に関わる研究所にとって有望なツールとなっている
。マイクロアレイは単一試料の多重分析に用いられる。典型的なアプリケーショ
ンは、医薬化合物の高スループットスクリーニング、遺伝子工学方法に基づく医
療診断、遺伝子発見、遺伝子発現モニタリング、遺伝子マッピングおよびデオキ
シリボ核酸(DNA)分子の配列決定である。単一試料の多重分析用に従来から
および現在用いられているフォーマットは、ドットブロット分析およびディップ
スティック分析(dipstick-analysis)といわれる種々のタイプの技術、フラグ
メント分析等である。
The rapidly evolving technology, known as microarray technology, has recently become a promising tool for laboratories involved in biochemical and genetic engineering research and development. Microarrays are used for multiplex analysis of single samples. Typical applications are high throughput screening of pharmaceutical compounds, medical diagnosis based on genetic engineering methods, gene discovery, gene expression monitoring, gene mapping and sequencing of deoxyribonucleic acid (DNA) molecules. Traditional and currently used formats for multiplex analysis of a single sample include various types of techniques called dot blot analysis and dipstick-analysis, fragment analysis, and the like.

【0004】 最近、そのようなマイクロアレイを作製する新たな方法が開発された。遺伝子
工学の分野において、マイクロアレイは、DNAまたはペプチド核酸(PEA)
のオリゴマーのいわゆるin situ(オンチップ)合成によって作製される。別の
手法は、インクジェットプリンターに使用されるピエゾ電気印刷法を用いて、オ
リゴヌクレオチドDNAまたはPEA分子を固体ガラスまたはナイロン基板にス
ポットし、固定化することである。試料核酸は、直接または、例えば、ポリメラ
ーゼ連鎖反応(PCR)によって増幅した後、該アレイ上で相補配列にハイブリ
ダイズする。該ハイブリダイゼーションは、通常、該ハイブリダイズする分子に
組込まれた蛍光ラベルを用いてレーザースキャンすることによって検出される。
DNA関連マイクロアレイ技術の技術水準のレビューは、Ramsayにより[Nature
Biotechnology, 16, 1998, 40-44]に記載される。
Recently, new methods of making such microarrays have been developed. In the field of genetic engineering, microarrays use DNA or peptide nucleic acids (PEA)
By the so-called in situ (on-chip) synthesis of oligomers of Another approach is to spot and immobilize oligonucleotide DNA or PEA molecules on a solid glass or nylon substrate using the piezo-electric printing method used in inkjet printers. The sample nucleic acid hybridizes to the complementary sequence on the array, either directly or after amplification, for example, by the polymerase chain reaction (PCR). The hybridization is usually detected by laser scanning using a fluorescent label incorporated into the hybridizing molecule.
A state-of-the-art review of DNA-related microarray technology was published by Ramsay [Nature
Biotechnology, 16, 1998, 40-44].

【0005】 マイクロアレイ技術を上記のアプリケーションに適用することの本質は、一組
の個々のロケーションを二次元マトリックスにおけるそれらの特有な座標に関し
て特定することにある。各ロケーションにて、特別に興味のあるいくつかのイベ
ントが発生し、記録されるであろう。各ロケーションの特有の座標は既知なので
、これらのイベントを個別に観察し、他のロケーションでのイベントの性質と比
較し得る。この文脈中、イベントとは、典型的には、特別に興味のある化学反応
、例えば、互いに分子が化学結合するプロセスか、あるいは、種々の化学錯体の
形成である。これは、例えば、自発的にまたは他のプロセスによって誘発される
ハイブリダイゼーション、ポリメリゼーションまたは変化プロセスであろう。関
連するプロセスはいずれも光化学的または電気化学的性質のものであろう。
[0005] The essence of applying microarray technology to the above applications consists in specifying a set of individual locations with respect to their unique coordinates in a two-dimensional matrix. At each location, some events of special interest will occur and be recorded. Since the unique coordinates of each location are known, these events can be observed individually and compared to the nature of the events at other locations. In this context, an event is typically a chemical reaction of particular interest, for example, the process by which molecules chemically bond to each other, or the formation of various chemical complexes. This may be, for example, a hybridization, polymerization or transformation process spontaneously or induced by other processes. Any of the relevant processes may be of photochemical or electrochemical nature.

【0006】 化学であるにもかかわらず、現在のマイクロアレイ技術は、互いに異なる観察
を分離するのに要する個別の同定を与えるために特定の固体表面領域にて分離さ
れたロケーションを使用する。これらの分離されたロケーションを「ドット」と
いい、これらのドットがある固体表面領域を「マトリックス」と称する。一つの
単一二次元x−y座標系が該マトリックスを覆い、かくして、各ドットにその特
有のxおよびyの値を付与するために必要な参照を供する。一つの「アレイ」は
、従来のマイクロアレイ技術に準じて、そのような二次元マトリックス中の完全
なる組のドットとして規定される。
[0006] Despite being chemistry, current microarray technology uses discrete locations at specific solid surface areas to provide the individual identification required to separate different observations. These separated locations are called "dots" and the solid surface area where these dots are located is called a "matrix". One single two-dimensional xy coordinate system covers the matrix, thus providing the necessary reference to give each dot its unique x and y value. An "array" is defined as a complete set of dots in such a two-dimensional matrix, according to conventional microarray technology.

【0007】 マトリックス中で各ドット間の距離をできるだけ短く保つことに特別の利点が
ある。一つの利点は、該ドット対ドット距離ができるだけ短ければ、該アレイ上
の化学濃度勾配がより急速に平衡化されることである。もう一つの利点は、いわ
ゆるドットの密度、すなわち、面積単位当たりのドット数が高ければ、マイクロ
アレイ技術に基づく機器の全体のサイズを縮小することができることである。現
在使用されているシステムにおいて、およそ20〜30.000プローブ/cm の密度に達しており、理論限界の10が議論される。しかしながら、ドット
間の距離には下限長があり、それは該マトリックス上で分離した観察を得るため
に用いる手段の解像度によって規定される。
A special advantage is keeping the distance between dots in the matrix as short as possible.
is there. One advantage is that if the dot-to-dot distance is as short as possible,
Is more rapidly equilibrated. Another advantage is that
If the density of loose dots, that is, the number of dots per area unit is high,
The ability to reduce the overall size of equipment based on array technology. Present
In currently used systems, approximately 20-30.000 probes / cm 2 Density, which is the theoretical limit of 106Will be discussed. However, the dot
There is a lower limit on the distance between which is to obtain a separate observation on the matrix
Is defined by the resolution of the means used.

【0008】 ドット間距離を短く保つためおよび高解像度を得るための両方の努力の結果と
して、該マトリックスが置かれる固体表面は剛直であることが重要である。これ
は、該参照マトリックスに対して不明瞭なドットの位置が該特定の観察イベント
の同定に混同を招くからであろう。かくして、従来用いられているマイクロアレ
イはそのような剛直な固体表面に作製される。かくして、これらマイクロアレイ
は空間的に静的なマイクロアレイと説明でき、本明細書において、「静的」マイ
クロアレイ」という。
[0008] As a result of both efforts to keep the interdot distance short and to obtain high resolution, it is important that the solid surface on which the matrix is placed is rigid. This may be because the location of the obscured dots with respect to the reference matrix can cause confusion in identifying the particular observation event. Thus, conventionally used microarrays are fabricated on such rigid solid surfaces. Thus, these microarrays can be described as spatially static microarrays, and are referred to herein as "static" microarrays.

【0009】 しかしながら、静的マイクロアレイには問題がある。これは遅い化学反応のた
めである。液層で起る化学反応の速度論的特性は、該リアクタント分子がお互い
に適切に位置して、特定の化学反応につき必要とされる該リアクタント間の分子
相互作用が生じるようになるのにかかる時間に対応する。関連するリアクタント
分子が化学環境中でより速く移動する程、平均して、より速い化学反応であるこ
とは事実である。これを遅い速度論に対して速い速度論という。該リアクタント
分子の一つが特定の位置に固定されているならば、該速度論は、全リアクタント
分子が移動できる場合に比べてより遅い。
[0009] However, there are problems with static microarrays. This is due to a slow chemical reaction. The kinetic properties of the chemical reactions that take place in the liquid phase are such that the reactant molecules are properly positioned relative to each other so that the molecular interactions between the reactants required for a particular chemical reaction occur. Respond to time. It is true that the faster the relevant reactant molecule moves through the chemical environment, on average, the faster the chemical reaction. This is called fast kinetics versus slow kinetics. If one of the reactant molecules is fixed at a particular location, the kinetics will be slower than if all the reactant molecules were able to move.

【0010】 残念ながら、遅い速度論はマイクロアレイのほとんどのアプリケーションにお
いて著しい欠点である。遅い速度論は、個々の観測の低解像度ならびに化学結合
イベントに基づくアッセイの低感度に関連する。ハイブリダイゼーションによる
配列決定に用いる場合、低解像度は、不明瞭または誤った配列決定に結びつくで
あろう。種々のmRNA−ディスプレイ分析に用いる場合、遅い速度論は、間違
った結論が出されることか、または、偽りの臨床診断がなされることに結びつく
であろう。医薬リードの高スループットスクリーニングに用いる場合、重要な薬
物標的分子が遅い速度論的特性のため無視されであろう。
[0010] Unfortunately, slow kinetics is a significant drawback in most microarray applications. Slow kinetics is associated with low resolution of individual observations as well as low sensitivity of assays based on chemical binding events. When used for sequencing by hybridization, low resolution will lead to imprecise or incorrect sequencing. When used for various mRNA-display analyses, slow kinetics may lead to incorrect conclusions or false clinical diagnosis. When used for high-throughput screening of drug leads, important drug target molecules will be ignored due to their slow kinetic properties.

【0011】 マイクロアレイに基づく手法において、多数の、例えば、数百または数千の異
なる化学反応をお互いに分離することが可能であることは、重要なことである。
残念ながら、異なる化学反応を観測し、同一の溶液中で発生する他の化学反応か
ら識別することは容易ではない。第1の化学反応は、例えば、同一の核酸分子の
一組と、この組に相補的である他の核酸分子との間のハイブリダイゼーションで
あろう。第2の化学反応は、核酸分子の第2の組と、それらに相補的な部分との
間のハイブリダイゼーションであろう。
In microarray-based approaches, it is important to be able to separate a large number, for example hundreds or thousands, of different chemical reactions from each other.
Unfortunately, it is not easy to observe different chemical reactions and distinguish them from other chemical reactions that occur in the same solution. The first chemical reaction may be, for example, a hybridization between a set of identical nucleic acid molecules and another nucleic acid molecule that is complementary to the set. The second chemical reaction will be a hybridization between a second set of nucleic acid molecules and their complementary parts.

【0012】[0012]

【従来の技術】[Prior art]

Lentrichiaらによる米国特許第4,721,681号は、いわゆる、競合または
阻害アッセイについての二元系を開示し、第1および第2の粒子を相補的結合ペ
アメンバーと共に含む。その開示された発明の具体例において、第1の重い粒子
は適当な抗原を吸着しており、第2の軽い粒子は対応する抗体を吸着している。
ある程度または完全なる免疫化学反応後、遠心は、該重い粒子およびいずれの重
い/軽い組合せも遠心力場で外側に移動させる。そのような粒子が光路中心を越
えて外側に移動してしまうまで待つことによって、ある濃度の軽い粒子だけが反
応媒体中に懸濁して留まっているはずである。吸収または光散乱を測定すること
によって、軽い粒子の濃度についての分量が得られる。次いで、この値を予め作
成された標準曲線の助けにより分析物濃度と関連付ける。
U.S. Pat. No. 4,721,681 to Lentrichia et al. Discloses a binary system for so-called competition or inhibition assays, comprising first and second particles with complementary binding pair members. In an embodiment of the disclosed invention, the first heavy particle adsorbs the appropriate antigen and the second light particle adsorbs the corresponding antibody.
After some or complete immunochemical reaction, centrifugation causes the heavy particles and any heavy / light combinations to move outward in a centrifugal field. By waiting for such particles to move outward beyond the center of the light path, only a certain concentration of light particles should remain suspended in the reaction medium. By measuring absorption or light scattering, the quantity for the concentration of light particles is obtained. This value is then related to the analyte concentration with the aid of a pre-made standard curve.

【0013】 複数のビーズ群の概念が、MarkmanおよびPaleyovによるWO97/35201
に開示される。当該説明および実施例において、各ビーズ群は少なくとも一つの
共通して認識される物理的特性を有すると規定されている。しかしながら、ビー
ズ形状、サイズおよび色しか記述されていない。さらに、該ビーズサイズは0.
5ないし10μmの上限によって特定されている。なお、WO97/35201
に開示された概念は、該ビーズをそれら各々の認識される物理的特性に従って、
分類するために適合されたソーターを含意する。該ソーターはさらに蛍光活性化
されたセル分類装置として規定され、それは該ビーズをそれらからの蛍光発光に
従って分類する。
The concept of multiple bead groups is described in WO97 / 35201 by Markman and Paleyov.
Is disclosed. In the description and examples, each bead group is defined as having at least one commonly recognized physical property. However, only the bead shape, size and color are described. Further, the bead size is 0.
It is specified by an upper limit of 5 to 10 μm. In addition, WO97 / 35201
The concept disclosed in U.S. Pat.
Entails a sorter adapted to classify. The sorter is further defined as a fluorescence activated cell sorter, which sorts the beads according to the fluorescence emission from them.

【0014】 上記の観点から、個々の化学反応の認識システムであって、容易に自動化され
、現在知られているマイクロアレイ方法よりもより良い速度論的特性を有する該
システムの必要が依然として存在することは明かである。また、現在二次元アレ
イの使用を阻止する、空間的限界や該リアクタントの制限された接近性(restri
cted accessibility of the reactant)の問題に取り組む必要がある。
In view of the above, there remains a need for a recognition system for individual chemical reactions that is easily automated and has better kinetic properties than currently known microarray methods. Is clear. Also, spatial limitations and the limited accessibility of the reactants, which currently prevent the use of two-dimensional arrays,
We need to address the issue of cted accessibility of the reactant).

【0015】[0015]

【発明の概要】Summary of the Invention

本発明は、特許請求の範囲に記載のマイクロアレイタイプアッセイを実行する
新規な概念を導入することによって、現在用いられているマイクロアレイシステ
ムの上で概説した問題および短所を解決する。本発明の概念によるマイクロアレ
イシステム、方法およびキットは、より良い速度論的特性を提供するのみならず
、リアクタントおよび試料のハンドリングを簡便化し得、より速くより容易な結
果の検出を提供し、反応混合物のインキュベーションおよび遠心のごとき、従来
の研究所のやり方の測定を集約する。
The present invention solves the problems and disadvantages outlined above of currently used microarray systems by introducing a novel concept for performing the claimed microarray-type assays. The microarray systems, methods and kits according to the concepts of the present invention not only provide better kinetic properties, but also can simplify handling of reactants and samples, provide faster and easier detection of results, and Integrates measurements in traditional laboratory practices, such as incubation and centrifugation.

【0016】 本発明は、以下の説明、実施例および図面においてより詳しく記載される。The present invention is described in more detail in the following description, examples and figures.

【0017】[0017]

【発明の説明】DESCRIPTION OF THE INVENTION

例えば水溶液のような溶液中の粒子懸濁物は、粒子が溶液中で多かれ少なかれ
自由に移動する真の溶液との同様性を示す。さらに、粒子懸濁物は、大きな全表
面積を曝して、該水溶液と接している。本発明は、もし、粒子懸濁物中の個々の
粒子が同時に1以上のリアクタントと結合し、かつ、該粒子が明確に認識され、
すなわち、いずれかの手段によって他の粒子から分離されるならば、そのような
システムに基づくマイクロアレイを開発することが可能であるという考えに基づ
く。
A suspension of particles in a solution, such as an aqueous solution, exhibits a similarity to a true solution in which the particles move more or less freely in the solution. In addition, the particle suspension is in contact with the aqueous solution exposing a large total surface area. The present invention relates to a method wherein the individual particles in a particle suspension bind simultaneously to one or more reactants and said particles are clearly recognized,
That is, it is based on the idea that it is possible to develop a microarray based on such a system if it is separated from other particles by any means.

【0018】 本発明は、リアクタントおよび担体マトリックスを含むマイクロアレイシステ
ムを含み、該担体マトリックスは少なくとも3つの多数の群の粒状物質を含み、
各群は別個の特性を有すること、および該リアクタントは該粒子に固定化され、
一つのリアクタントそれぞれはその特定の特性でもって一つの特定の群に対応し
ていることを特徴とする。該特定の特性は、粒径すなわち直径、粒子密度、沈降
特性、磁気特性、放射能、色、化学親和性、またはそれらの組合せから選択する
。 好ましい具体例によれば、該選択された特性は粒子密度である。
The present invention comprises a microarray system comprising a reactant and a carrier matrix, wherein the carrier matrix comprises at least three multiple groups of particulate matter,
Each group has distinct properties, and the reactants are immobilized on the particles,
Each reactant is characterized in that it corresponds to a specific group with its specific characteristics. The particular property is selected from particle size or diameter, particle density, sedimentation properties, magnetic properties, radioactivity, color, chemical affinity, or a combination thereof. According to a preferred embodiment, the selected property is particle density.

【0019】 さらに、本発明は上記のシステムを含み、固定化されたリアクタントを持つ密
度群が固定化されたリアクタントを持たない中間密度群により分離されることを
特徴とする。 好ましくは、固定化されたリアクタントを担持する該密度群は、特定の信号分
子、例えば、比色試薬、蛍光発色団または発色団を持つ中間密度群により分離さ
れる。
Further, the present invention includes the above-mentioned system, and is characterized in that a group of densities having immobilized reactants is separated by an intermediate group having no immobilized reactants. Preferably, the density groups carrying the immobilized reactants are separated by a specific density of signal molecules, such as colorimetric reagents, fluorophores or chromophores.

【0020】 本発明の一つの具体例は、多重分析の実行用のキットであって、該キットは別
個の密度を持つ多数の粒子群を含み、各粒子群はその群の粒子に結合する試薬を
担持することを特徴とする。当該種々の粒子群を別々の容器および環境容易化貯
蔵庫(an environment facilitating storage)に別々に運搬することができる
。これは、所望する測定に従って粒子群を固定化されたリアクタントと組合せる
ことによって、特定の試験を「仕立てること」を容易にするであろう。当該単一
の基準を観測すれば、得られた試験は密度または選ばれた特性に関する個別の群
を含有するに違いない。これは、静的マイクロアレイの使用と比較して、大きな
柔軟性をユーザーに提供するであろう。
One embodiment of the present invention is a kit for performing a multiplex assay, wherein the kit comprises a number of groups of particles having distinct densities, each group comprising a reagent that binds to the particles of the group. Is carried. The various particle populations can be separately transported to separate containers and an environment facilitating storage. This will facilitate "tailoring" a particular test by combining the particles with the immobilized reactants according to the desired measurements. Observing that single criterion, the resulting test must contain a separate group for density or selected property. This will provide users with a great deal of flexibility compared to using static microarrays.

【0021】 一組の粒子群が対応する試薬と共に「すぐ使用できる(ready-to-use)」キッ
ト中で一緒に配布されることも考えられる。本発明によるキットは、さらに、反
応媒体、1以上の適当な反応容器、分析を実行するための指示書および結果を解
釈するための指示書を含む。
It is also conceivable that a set of particles is distributed together with the corresponding reagents in a “ready-to-use” kit. The kit according to the invention further comprises a reaction medium, one or more suitable reaction vessels, instructions for performing the analysis and instructions for interpreting the results.

【0022】 本発明の好ましい具体例によれば、該反応媒体は以下の特性: 分析の実行中は液状であり、粒状担体マトリックスの固定化に制限を課さ
ず;および 必要な反応が生じた後、および、遠心による分離のごとき、別個の群の必
要な分離を実行した後、該媒体を強制的に固化し、かくして、分離された群の順
序を保存し得ること を有する組成物である。
According to a preferred embodiment of the present invention, the reaction medium has the following characteristics: it is liquid during the performance of the analysis and does not impose any restrictions on the immobilization of the particulate carrier matrix; and after the necessary reactions have taken place. And, after performing the required separation of separate groups, such as separation by centrifugation, the medium can be forcibly solidified, thus preserving the order of the separated groups.

【0023】 所望により、該媒体は、該測定に付されるか、または該測定で用いられる機能
部分を保存し、保護し、または維持する組成物を有するバッファー化溶液である
。予備処理ステップを含むことが所望される場合、該媒体を適合させることによ
って、これを分析に組込み得る。この具体例によれば、該媒体は、例えば、溶菌
バッファーからなる。この特定の具体例によるプロセスにおいて、細胞試料を標
識粒子を含有する媒体と混合し、渦動させ、遠心する。細胞デブリを遠心の間に
分離し、該リアクタントを該粒子に結合させる。該遠心ステップの間にまたは後
に、特定の試薬を含有するどの粒子群が該試料中に存在する化合物と反応したか
を決定することによって、該分析の結果を解釈する。
Optionally, the medium is a buffered solution having a composition that preserves, protects, or maintains the functional moiety that is subjected to or used in the measurement. If it is desired to include a pre-processing step, this can be incorporated into the analysis by adapting the medium. According to this embodiment, the medium comprises, for example, a lysis buffer. In a process according to this particular embodiment, a cell sample is mixed with a medium containing labeled particles, swirled, and centrifuged. Cell debris is separated during centrifugation and the reactants are allowed to bind to the particles. During or after the centrifugation step, the results of the analysis are interpreted by determining which population of particles containing a particular reagent has reacted with the compound present in the sample.

【0024】 本発明によれば、一つの可能性は、遠心の完了後、温度を低下させることによ
って凍結する水溶液の使用である。他の適当な媒体は、ポリマー性または重合可
能な成分を含有する媒体である。次いで、架橋または重合は、分離した群の順序
を妨害することなく、例えば、照射によって開始させ得る。 本発明により用いられる他の媒体は、室温にて粘稠またはかなり粘稠であって
、上昇した温度にて、希薄なまたは移動可能な液体である。必然的に、上昇した
温度、好ましくは、約50℃ないし約100℃の区間、より好ましくは、約60
℃ないし約90℃に間の温度にてインキュベーションおよび遠心を行う。
According to the present invention, one possibility is the use of an aqueous solution that freezes by lowering the temperature after completion of the centrifugation. Other suitable media are those containing polymeric or polymerizable components. Crosslinking or polymerization can then be initiated without interfering with the order of the separated groups, for example by irradiation. Other media used according to the invention are viscous or quite viscous at room temperature and are dilute or mobile liquids at elevated temperatures. Inevitably, elevated temperatures, preferably in the range of about 50 ° C. to about 100 ° C., more preferably about 60 ° C.
Incubate and centrifuge at a temperature between 0 ° C and about 90 ° C.

【0025】 よく記録され、高度に開発された粒子技術は、いわゆるナノビーズ技術である
。微粒子、シリカビーズ、ポリスチレンビーズ、ラテックスビーズ、ガラスミル
ク、常磁性粒子およびそれらの組合せに基づく技術は、とりわけ、このカテゴリ
ーの技術に属する。しかしながら、個々の粒子を観察することおよびそれらを互
いに別々に分離することは非常に困難で、時間がかかる。例えば、WO97/3
5201に記載されたFACS装置および方法を参照せよ。また、顕微鏡のよう
な特定の機器または典型の信号増幅手段を用いるべきであろう。しかしながら、
各群が数百または数千の同様の粒子からなる粒子群の観察は、より一層容易に行
われる。
A well documented and highly developed particle technology is the so-called nanobead technology. Technologies based on microparticles, silica beads, polystyrene beads, latex beads, glass milk, paramagnetic particles and combinations thereof, among others, belong to this category of technology. However, observing the individual particles and separating them separately from each other is very difficult and time consuming. For example, WO97 / 3
See FACS apparatus and method described in 5201. Also, specific equipment such as a microscope or typical signal amplification means would have to be used. However,
Observation of groups of particles, each group consisting of hundreds or thousands of similar particles, is made much easier.

【0026】 そのような粒子の少なくとも2つの別個の特性があり、同定に用いることがで
きる。一つは粒径すなわち直径である。もう一つは粒子密度である。さらに、沈
降速度および他の挙動特性を用い得る。粒子を色マーカー、蛍光染料で染色する
か、または、磁性または放射性マーカーのごとき他のマーカーと結び付けること
もし得る。これら全ての特性を用いて、互いにいくつかのカテゴリーに分離する
ことができる。
There are at least two distinct properties of such particles and can be used for identification. One is particle size or diameter. Another is particle density. In addition, sedimentation velocity and other behavioral characteristics may be used. The particles may be stained with color markers, fluorescent dyes, or associated with other markers, such as magnetic or radioactive markers. All of these properties can be used to separate each other into several categories.

【0027】 しかしながら、本発明の好ましい具体例によれば、マイクロアレイ技術にとっ
て必要な多数のカテゴリーを特徴付けるための特性として、密度を選択する。か
くして、本発明は、リアクタントが固定化され、溶液中で他のリアクタントと反
応することが可能な懸濁微粒子の密度勾配に基づくマイクロアレイを提供する。 好ましくは、該密度勾配を調査すべき試料に適合させる。好ましい具体例によ
れば、例えば溶菌媒体のように試料調製に携わる媒体のごとき、単なる粒子の懸
濁物に加えてある機能を持つ媒体と共に、適合させた勾配を用いる。このように
、予備処理ステップをこの分析に容易に取込み得る。
However, according to a preferred embodiment of the present invention, density is selected as a property to characterize the large number of categories required for microarray technology. Thus, the present invention provides a microarray based on a density gradient of suspended particulates in which the reactants are immobilized and capable of reacting with other reactants in solution. Preferably, the density gradient is adapted to the sample to be investigated. According to a preferred embodiment, an adapted gradient is used with a medium having some function in addition to a mere suspension of particles, such as a medium involved in sample preparation, such as a lysis medium. Thus, pre-processing steps can be easily incorporated into this analysis.

【0028】 特定の密度を持つ粒子群を他の密度を有する他の粒子群から分離する。各密度
の粒子群の粒子表面上に、この密度群に特異的なリアクタント分子を固定化する
。次いで、全粒子群を該溶液および該固定化されたリアクターの相当物であるリ
アクター分子を含有する同一の容器に一緒にプールする。反応に充分な時間が経
過した後、異なる密度群を遠心によって互いに分離する。これにより、最も高い
密度を有する粒子を容器の底に収集する。次の粒子カテゴリーは2番目に高い密
度のものなどである。
Particles having a specific density are separated from other particles having other densities. Reactant molecules specific to this density group are immobilized on the particle surface of the particle group of each density. The entire population of particles is then pooled together into the same container containing the solution and the reactor molecules that are the counterparts of the immobilized reactor. After a sufficient time has passed for the reaction, the different density groups are separated from one another by centrifugation. This collects the particles with the highest density at the bottom of the container. The next particle category is the second highest density and so on.

【0029】 該粒子は、重力静置、透析濾過または蒸発によっても濃縮し得る。得られた勾
配の重要な特性は、選択した粒子特性についてのその別個の分配である。粒子特
性について分割した個々の群は、選択した検出方法につき明瞭に、明確に識別さ
れる。
The particles can also be concentrated by gravity standing, diafiltration or evaporation. An important property of the obtained gradient is its separate distribution for the selected particle properties. The individual groups divided for particle characteristics are clearly and clearly identified for the detection method chosen.

【0030】 種々の群を遠心によって分離する本発明の一つの具体例において、重要なステ
ップは該遠心によって達成される粒子層の定着化または安定化である。これは、
例えば、該粒状担体マトリックスを水性媒体中に懸濁させることによってなし得
る。該試料を混合し、該反応が生じた後、次いで、該試料−マトリックス−懸濁
物を該粒子群の明瞭な分離に結びつく方法で処理する。該粒子群が別個の異なる
密度を有する具体例において、遠心がこれを達成する好ましいやり方である。
In one embodiment of the invention in which the various groups are separated by centrifugation, an important step is the establishment or stabilization of the particle layer achieved by said centrifugation. this is,
For example, it can be done by suspending the particulate carrier matrix in an aqueous medium. After the sample has been mixed and the reaction has taken place, the sample-matrix-suspension is then treated in a manner that leads to a clear separation of the particles. In embodiments where the particles have distinct and different densities, centrifugation is the preferred way to achieve this.

【0031】 細胞フラグメントのごとき細かく分割された物質、または、現在のアプリケー
ションにおいて、ほんの少しの密度差しか示さない粒子群の遠心に関連する一つ
の問題は、ローターの減速中に発生する振動である。該遠心が行われ、該ロータ
ー速度をゆっくりと減速させる場合、速度が特定の臨界レベルを通過するとき、
ローターはしばしば振動する。これは、該ローターの固有共鳴周波数に関連する
。これらの振動は、該遠心によって達成された微細な層を覆すか、少なくともか
く乱する。この問題を克服するため、本発明者らは、該層構造が遠心の完了時に
定着されるが、該ローター速度が低くなる前には定着されない媒体の使用および
方法を開示する。これは、固化させ得る媒体中に該粒子を懸濁させることによっ
て達成する。実施例は、凍結させ得る水性媒体、重合プロセスまたは架橋を光ま
たは放射によって、例えば、光重合によって開始し得る媒体を含む。 好ましくは、該媒体の固化を非侵襲のやり方で開始し得、それは、該固化を当
該分析物および/またはリアクタントに有害な影響を与えず、かつ、分析結果を
歪曲せずに達成することを意味する。この局面において、水性媒体の凍結はほと
んどのアプリケーションにとって適当である。適当な開始剤を含有する重合性物
質の光重合も適当である。
One problem associated with centrifugation of finely divided materials, such as cell fragments, or particles that show only a small density in current applications, is the vibrations that occur during rotor deceleration. . If the centrifugation is performed and the rotor speed is slowly reduced, when the speed passes a certain critical level,
Rotors often vibrate. This is related to the natural resonance frequency of the rotor. These vibrations overturn or at least disrupt the fine layers achieved by the centrifugation. To overcome this problem, we disclose the use and method of media in which the layer structure is fixed at the completion of centrifugation, but not before the rotor speed is reduced. This is achieved by suspending the particles in a solidifiable medium. Examples include aqueous media that can be frozen, media that can initiate the polymerization process or crosslinking by light or radiation, for example, by photopolymerization. Preferably, solidification of the medium can be initiated in a non-invasive manner, which achieves the solidification without adversely affecting the analyte and / or reactant and without distorting the analytical results. means. In this aspect, freezing the aqueous medium is suitable for most applications. Photopolymerization of a polymerizable material containing a suitable initiator is also suitable.

【0032】 本発明による使用に適当な粒子の例は、ラテックスビーズ、ポリスチレンビー
ズ、鉱物粒子、シリカ粒子および、種々の起源のポリマーおよび巨大分子を含む
。現在入手可能なタイプの粒子は粒子は、Sigma Inc.から得られるポリスチレン
・ラテックス・ビーズである。0.5〜10ミクロンの範囲にある二酸化ケイ素
粒子はSigma Inc.から入手可能である。さらに、密度約1.2のメタクリレート
粒子および密度約1.3〜1.4のレゾルシノール/ホルムアルデヒド粒子はノ
ルウェイのDyno Speciality Polymers ASから入手し得る。
Examples of particles suitable for use in accordance with the present invention include latex beads, polystyrene beads, mineral particles, silica particles, and polymers and macromolecules of various origins. A currently available type of particle is polystyrene latex beads obtained from Sigma Inc. Silicon dioxide particles ranging from 0.5 to 10 microns are available from Sigma Inc. In addition, methacrylate particles having a density of about 1.2 and resorcinol / formaldehyde particles having a density of about 1.3-1.4 are available from Dyno Specialty Polymers AS, Norway.

【0033】 一般に、微粒子は多くの異なる寸法および密度で入手可能である。商業的に入
手可能なシリカ粒子は0.01ないし20μmの範囲にわたる。ラテックス粒子
は、少なくとも以下のサイズにて入手可能である:0.05〜0.10μm、0
.10〜0.15μm、0.15〜0.2μm、0.20〜0.25μm、0.
25〜0.30μm、0.3〜0.4μm、0.4〜0.5μm、0.5〜0.
6μm、0.6〜0.7μm、0.7〜0.8μm、0.8〜0.9μm、0.
9〜1.0μm、2〜2.5μm、3〜5μm、および5〜10μm(標準ダウ
・ラテックス)。
Generally, microparticles are available in many different sizes and densities. Commercially available silica particles range from 0.01 to 20 μm. Latex particles are available in at least the following sizes: 0.05-0.
. 10 to 0.15 μm, 0.15 to 0.2 μm, 0.20 to 0.25 μm,
25-0.30 μm, 0.3-0.4 μm, 0.4-0.5 μm, 0.5-0.
6 μm, 0.6-0.7 μm, 0.7-0.8 μm, 0.8-0.9 μm, 0.
9-1.0 μm, 2-2.5 μm, 3-5 μm, and 5-10 μm (standard Dow latex).

【0034】 次いで、現在のマイクロアレイ技術に用いられるタイプの従来の蛍光性または
発光性レポーター系を使用して、種々の化学反応に対応する種々粒子密度群を同
定することができる。 さらに、種々の密度のマイクロビーズ/微粒子の使用を信号分子、例えば、蛍
光発色団としても知られる信号分子と組合せることによって、より高い解像度が
得られる。現在入手可能な蛍光発色団の数は5ないし10程度である。たった5
つの蛍光発色団を3つの別個の密度または粒径の微粒子を含む垂直アレイ(a ve
rtical array)を組合せるだけで、15の識別試験(discernible tests)が得
られる。密度または直径のごとき微粒子の別個の物理的特質と蛍光発色団のごと
き信号システムとの組合せは、高解像度を有する多重分析用キットの製造を可能
にする。とりわけ、本発明は、入手可能な蛍光発色団のより効率的な使用を可能
にする。
[0034] The conventional fluorescent or luminescent reporter systems of the type used in current microarray technology can then be used to identify different particle density groups corresponding to different chemical reactions. In addition, higher resolution is obtained by combining the use of different densities of microbeads / microparticles with signal molecules, eg, signal molecules also known as fluorophores. Currently the number of available fluorophores is on the order of 5 to 10. Only 5
A vertical array containing three fluorophores of three distinct densities or sizes (a ve
Only 15 discriminative tests can be obtained by simply combining rtical arrays. The combination of the discrete physical properties of the microparticles, such as density or diameter, and the signal system, such as a fluorophore, allows for the production of multiplexed analysis kits with high resolution. In particular, the present invention allows for more efficient use of available fluorophores.

【0035】 本発明の垂直マイクロアレイまたは粒子マイクロアレイで得られる解像度の上
限は、当然、得ることが可能な別個のフラクションの数および入手可能なマーカ
ーの数に依存する。蛍光発色団に加えて、他のマーカー、例えば、放射性マーカ
ーも使用し得る。本発明のシステムについて考え得る解像度限界は、1000桁
以上の位置/試料であろう。
The upper limit of the resolution that can be obtained with the vertical or particle microarrays of the invention depends, of course, on the number of distinct fractions that can be obtained and the number of markers that are available. In addition to fluorophores, other markers, such as radioactive markers, may be used. Possible resolution limits for the system of the invention would be positions / samples of more than 1000 orders of magnitude.

【0036】[0036]

【実施例】【Example】

製造例1: 種々の密度を有するシリカ粒子の懸濁液(「原料」勾配)を媒体中で遠心して
、種々の密度につき粒子を分離する。それで、多かれ少なかれ連続的な密度勾配
が形成される。遠心の間は液相である遠心媒体は、例えば、温度を下げることに
よって、または、ある化学反応、例えば、重合、好ましくは光開始重合の結果と
して固化される。該固化は可逆プロセスであるべきである。該遠心容器は好まし
くは長方形であって、その末端が閉じられたプラスチック管であろう。該遠心媒
体が固体であるとき、該遠心容器を個々のセグメントに切り分け、それらをセグ
メント1、セグメント2などと呼ぶことができ、ここに、セグメント1は該遠心
容器の末端に最も近く、セグメント2は該末端にその2番目に近いなどである。
この後、セグメント1、セグメント3およびセグメント5などを一つの単一遠心
管にいれる。次いで、該セグメント内の遠心媒体を再液化し、別の遠心サイクル
、固化、沈降およびセグメントの分類を行う。該プロセスを多数回繰り返すこと
によって、別個の粒子密度勾配を形成する。密度群を密度群1、密度群2などと
呼び、呼称はセグメント呼称に対応する。概略図については、図2を参照せよ。
Production Example 1: A suspension of silica particles with different densities ("raw" gradient) is centrifuged in a medium to separate the particles for different densities. Thus, a more or less continuous density gradient is formed. The centrifugal medium, which is in the liquid phase during centrifugation, is solidified, for example, by lowering the temperature or as a result of some chemical reaction, such as polymerization, preferably photoinitiated polymerization. The solidification should be a reversible process. The centrifuge vessel will preferably be a rectangular, closed plastic tube at its end. When the centrifugation medium is solid, the centrifuge vessel can be cut into individual segments and they can be referred to as segment 1, segment 2, etc., where segment 1 is closest to the end of the centrifuge vessel and segment 2 Is the second closest to the end, and so on.
Thereafter, the segments 1, 3 and 5 are put into one single centrifuge tube. The centrifuged medium in the segment is then reliquefied and another centrifugation cycle, solidification, sedimentation and segment classification is performed. By repeating the process a number of times, a discrete particle density gradient is formed. The density groups are called density group 1, density group 2, etc., and the names correspond to the segment names. See FIG. 2 for a schematic diagram.

【0037】 該密度群1の粒子表面上に、この密度群に特異的なリアクタント分子を固定化
する。しかしながら、第2の組のリアクタント分子を隣接する密度群、すなわち
密度群2に属する粒子に固定化するならば、これらの群をお互いに分離するのは
困難である。代りに、該第2の組のリアクタント分子を密度群3に属する粒子に
固定化するならば、それらを区別することをより簡単にする密度群間の間隙が存
在する。密度群4、5またはそれ以上を第2の組のリアクタント分子の固定化に
用いれば、より一層高い解像度が達成される。さらなる解像度を要求するならば
、特定の信号分子を該密度群または、リアクタント分子を担持する群間のスペー
サーとして用いた群に固定化することができる。 このように、第3およびさらなる組のリアクタント分子は、分析を実行可能に
するのに必要とされる解像度に応じて領域を離すことによって互いに分離した連
続的に低くなる密度群の粒子に固定化することができる。分析の好ましい方法は
、従来のバーコード読取システムに類似するレーザー走査である。各密度群の同
定は、信号を有していてスペースと称されるか、または、信号を有さずにそれも
スペースと称されるであろう隣接する密度群に対するその位置から決定される。
On the particle surface of the density group 1, a reactant molecule specific to the density group is immobilized. However, if the second set of reactant molecules are immobilized on particles belonging to adjacent density groups, ie density group 2, it is difficult to separate these groups from each other. Alternatively, if the second set of reactant molecules are immobilized on particles belonging to density group 3, there are gaps between the density groups that make them easier to distinguish. Even higher densities are achieved when density groups 4, 5 or more are used for immobilization of the second set of reactant molecules. If further resolution is required, specific signal molecules can be immobilized in the density groups or groups used as spacers between groups carrying reactant molecules. In this way, the third and further sets of reactant molecules are immobilized on successively lower density groups of particles separated from each other by separating regions according to the resolution required to make the analysis feasible. can do. The preferred method of analysis is laser scanning, similar to conventional bar code reading systems. The identity of each density group is determined from its position relative to an adjacent density group that has a signal and is referred to as a space, or has no signal and will also be referred to as a space.

【0038】 製造例2: 溶液中の粒状物質の均質な母液を複数のアリコートに分割する。好ましくは、
ポリマー性物質を用いる。第1のアリコートに粒径減少剤、例えば、該粒状物質
を消化する酸またはアルカリを添加する。次のアリコートに同一の試薬であるが
、より低い用量にて添加するか、あるいは、同一の用量を添加するが、より短い
作用時間しか供給しない。サイズ減少剤が添加されないアリコートに達するまで
、次のアリコートにさらに低用量を添加する。その後、ポリマー、基質、被覆剤
等のごときサイズ増大剤を増加する容量にて次のアリコートに添加する。概略図
については、図3を参照せよ。 あるいは、種々のアリコートを粒径に影響する加熱処理、超音波または化学的
/酵素的処理に付す。 種々のアリコートにおいて別個の密度を得た後、これらを適当な試薬および信
号分子と反応させる。次いで、粒子と所望する特性とを組合せることによって、
垂直マイクロアレイシステムを組立て得る。
Production Example 2: A homogeneous mother liquor of particulate matter in solution is divided into multiple aliquots. Preferably,
Use polymeric material. To the first aliquot is added a particle size reducing agent, for example, an acid or alkali that digests the particulate material. Either add the same reagent to the next aliquot, but at a lower dose, or add the same dose but supply a shorter duration of action. Further lower doses are added to the next aliquot until an aliquot to which no size reducing agent is added is reached. Thereafter, a size-increasing agent, such as a polymer, substrate, coating, etc., is added to the next aliquot in increasing volumes. See FIG. 3 for a schematic diagram. Alternatively, the various aliquots are subjected to heat treatment, ultrasonic or chemical / enzymatic treatment which affects the particle size. After obtaining different densities in different aliquots, they are reacted with appropriate reagents and signal molecules. Then, by combining the particles with the desired properties,
A vertical microarray system can be assembled.

【0039】 製造例3: 大きな密度変動を含む粒状物質の懸濁液を遠心し、異なる層を別々の容器に回
収する。充分な解像度を達成するため、2番目のフラクション毎に同一のキット
または同一の目的に使用するのに回収する。概略図に関しては、図4を参照せよ
Production Example 3: A suspension of particulate matter containing large variations in density is centrifuged and the different layers are collected in separate vessels. To achieve sufficient resolution, each second fraction is collected for use in the same kit or for the same purpose. See FIG. 4 for a schematic diagram.

【0040】 実施例4: 本発明による分析を以下のように行う:微少量の試料、例えば、診断分析に付
すべき少量の体液を患者から採取する。所望により、該試料を予備処理、例えば
、固体粒子を除去するために濾過する。必要な試薬が別個の粒子群に固定化され
ている適当な試験キットを選択する。所望により、該試験キットは、例えば、媒
体を添加するか、あるいは凍結媒体を解凍し、および/または、例えば、該粒子
懸濁液を含有する容器を渦動させて該粒子を懸濁させることによって、準備され
た状態に置かれるべきであろう。次いで、試料を当該反応容器に添加し、中身を
混合し、反応が起るのに充分な時間後、該反応容器を遠心する。該粒子群が別個
の層に分離したら、遠心を中断せずに、該媒体の固化を開始する。一つの好まし
い具体例において、水性媒体を用い、該懸濁液の凍結または固化温度以下に温度
を低下させることによって、固化を達成する。該媒体が固化したら、回転速度を
ゆっくりと落とすことによって遠心を中断する。最後に、反応結果は、例えば、
適当な機器、例えば、適当に改良したバーコード読取機または同様の機器で該層
を走査して読取る。
Example 4: The analysis according to the invention is carried out as follows: a small sample is taken from a patient, for example a small body fluid to be subjected to a diagnostic analysis. If desired, the sample is pre-treated, eg, filtered to remove solid particles. Select an appropriate test kit in which the required reagents are immobilized on separate particles. If desired, the test kit may be, for example, by adding a medium or by thawing a freezing medium and / or by, for example, vortexing a container containing the particle suspension to suspend the particles. , Should be in a prepared state. The sample is then added to the reaction vessel, the contents mixed, and after sufficient time for the reaction to occur, the reaction vessel is centrifuged. Once the particles have separated into distinct layers, solidification of the medium is initiated without interrupting centrifugation. In one preferred embodiment, solidification is achieved by using an aqueous medium and reducing the temperature below the freezing or solidification temperature of the suspension. Once the medium has solidified, the centrifugation is interrupted by slowing down the rotation speed. Finally, the reaction results, for example,
The layer is scanned and read by a suitable instrument, for example a suitably modified bar code reader or similar.

【0041】 本発明は、その好ましい具体例について説明したが、それは本発明者が現時点
で知っている最善の態様を構成するものであって、特許請求の範囲に記載した発
明の範囲を逸脱することなく当業者にとって明白であろう様々な変更および修正
をすることができると理解されるべきである。
Although the present invention has been described in terms of its preferred embodiments, it constitutes the best mode known to the present inventor and departs from the scope of the invention as set forth in the appended claims. It should be understood that various changes and modifications can be made without obvious to those skilled in the art.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は、異なる位置が、異なる試薬を担持する別個の粒子群をい
かに表すかを概略的に示す。
FIG. 1 schematically shows how different locations represent distinct groups of particles carrying different reagents.

【図2】 図2は製造例1に記載される原理を例示する。FIG. 2 illustrates the principle described in Production Example 1.

【図3】 図3は製造例2に記載される原理を例示する。FIG. 3 illustrates the principle described in Production Example 2;

【図4】 図4は製造例3に記載される原理を例示する。FIG. 4 illustrates the principle described in Production Example 3;

───────────────────────────────────────────────────── 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 33/58 G01N 37/00 102 37/00 102 103 103 C12N 15/00 F (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD ,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL, PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,S L,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US ,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 2G045 AA35 BB10 BB50 DA12 DA13 DA14 FA12 FB02 FB07 FB15 JA20 4B024 AA11 AA19 CA01 CA09 CA11 HA14 HA20 4B029 AA07 AA08 BB01 BB15 BB20 CC01 CC02 CC13 FA12 FA15 GA02 GB06 GB09 GB10 4B063 QA01 QA13 QA17 QA18 QA19 QQ42 QQ52 QR32 QR35 QR38 QR55 QR83 QS34 QS39 QX02──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01N 33/58 G01N 37/00 102 37/00 102 103 103 103 C12N 15/00 F (81) Designated country EP ( AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM , AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG , KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZWF terms (reference) 2G045 AA35 BB10 BB50 DA12 DA13 DA14 FA12 FB02 FB07 FB15 JA20 4B024 AA11 AA19 CA01 CA09 CA11 HA14 HA20 4B029 AA07 AA08 BB01 BB15 BB20 CC01 CC02 CC13 FA12 FA15 GA02 GB06 GB09 GB10 4B063 QA01 QA13 QA17 QA18 QA19 QQ42 QQ52 QR32 QR35 QR38 QR55 QR83 QS34 QS34 QS34

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リアクタント、担体マトリックスおよび媒体を含むマイクロ
アレイシステムであって、該担体マトリックスが少なくとも3つの多数の群中の
粒状物質を含み、各群は別個の物理的特性を有し;該リアクタントは該粒子に固
定化され、一つのリアクタントはそれぞれ一つの特定の群に対応していることを
特徴とする該システム。
1. A microarray system comprising a reactant, a carrier matrix and a medium, wherein the carrier matrix comprises particulate matter in at least three multiple groups, each group having distinct physical properties; Is immobilized on the particles, wherein one reactant corresponds to one particular group.
【請求項2】 該別個の特性が次の:粒径、粒子密度、沈降特性、磁気特性
、放射能特性、色、化学親和性またはそれらの組合せから選択されることを特徴
とする請求項1記載のマイクロアレイシステム。
2. The method of claim 1, wherein said distinct property is selected from the following: particle size, particle density, sedimentation properties, magnetic properties, radioactivity properties, color, chemical affinity, or a combination thereof. A microarray system as described.
【請求項3】 該別個の特性が粒子密度であることを特徴とする請求項1記
載のマイクロアレイシステム。
3. The microarray system according to claim 1, wherein said distinct characteristic is particle density.
【請求項4】 該媒体が固化し得る媒体であることを特徴とする請求項1な
いし3いずれか1記載のマイクロアレイシステム。
4. The microarray system according to claim 1, wherein said medium is a solidifiable medium.
【請求項5】 固定化されたリアクタントを持つ別個の群がリアクタントが
固定化されたリアクタントを持たない中間群によって分離されていることを特徴
とする請求項1ないし4いずれか1記載のマイクロアレイシステム。
5. The microarray system according to claim 1, wherein the separate groups having immobilized reactants are separated by an intermediate group in which the reactants do not have immobilized reactants. .
【請求項6】 固定化されたリアクタントを持つ別個の群が、例えば、比色
蛍光発色団または発色団などの特定の信号分子を持つ中間群によって分離されて
いることを特徴とする請求項1ないし4いずれか1記載のマイクロアレイシステ
ム。
6. The method according to claim 1, wherein the separate groups having the immobilized reactants are separated by an intermediate group having a specific signal molecule, such as a colorimetric fluorescent chromophore or a chromophore. 5. The microarray system according to any one of items 4 to 4.
【請求項7】 多数の試薬および粒状担体マトリックスでの多重分析を実行
する方法であって、以下のステップ: それらの物理的特性に関して別個の群を含む担体粒子の懸濁液に試料を添
加し、各試薬は別個の群に固定化され、 試料と試薬との間の反応が起るのに充分な時間、該試料を該粒子と流動接
触させ、 該個別の群が分離するまで該懸濁液を遠心し、次いで 各試薬または粒子群についての反応結果を測定することを含むことを特徴
とする該方法。
7. A method for performing multiplex analysis on a large number of reagents and a particulate carrier matrix, comprising the steps of: adding a sample to a suspension of carrier particles comprising distinct groups with respect to their physical properties. Each reagent is immobilized in a separate group, and the sample is placed in fluid contact with the particles for a time sufficient for a reaction between the sample and the reagent to occur, and the suspension is suspended until the individual group separates. Centrifuging the liquid, and then measuring the reaction result for each reagent or group of particles.
【請求項8】 多数の試薬および粒状担体マトリックスでの多重分析を実行
する方法であって、以下のステップ: それらの物理的特性に関して別個の群を含む担体粒子の懸濁液に試料を添
加し、各試薬は別個の群に固定化され、 試料と試薬との間の反応が起るのに充分な時間、該試料を該粒子に流動接
触させ、 該個別の群が分離するまで該懸濁液を遠心し、 該懸濁液を固化させ、次いで 各試薬または粒子群についての反応結果を測定することを含むことを特徴
とする該方法。
8. A method for performing multiplex analysis on a large number of reagents and a particulate carrier matrix, comprising the steps of: adding a sample to a suspension of carrier particles comprising distinct groups with respect to their physical properties. Each reagent is immobilized in a separate group, and the sample is placed in fluid contact with the particles for a time sufficient for the reaction between the sample and the reagent to occur, and the suspension is suspended until the individual group separates. Centrifuging the liquid, solidifying the suspension, and then measuring the reaction result for each reagent or group of particles.
【請求項9】 多重分析実行用のキットであって、該キットは別個の特性を
持つ多数の粒子群、各粒子群はその群の粒子に結合した試薬を担持し;該粒子を
懸濁させる反応媒体、該反応媒体は分析物と試薬との間の反応に引続く遠心後、
固化し得るように選択され;および該分析を行うための指示書を含むことを特徴
とする該キット。
9. A kit for performing a multiplex analysis, wherein the kit comprises a number of particles having distinct characteristics, each particle carrying a reagent bound to the particles of the group; suspending the particles. Reaction medium, said reaction medium after centrifugation following the reaction between analyte and reagent,
Said kit selected to be capable of solidifying; and comprising instructions for performing said analysis.
【請求項10】 該媒体は、分析が行われた後、該粒子群を定着させる目的
で、温度が低下すると固化する媒体であることを特徴とする請求項9記載のキッ
ト。
10. The kit according to claim 9, wherein the medium is a medium that solidifies when the temperature is lowered for the purpose of fixing the particles after the analysis is performed.
【請求項11】 該媒体は、例えば、照射によって非侵襲的に、その重合を
開始し得る媒体であることを特徴とする請求項9記載のキット。
11. The kit according to claim 9, wherein the medium is a medium capable of initiating its polymerization non-invasively by irradiation.
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