JP2003014749A - 生化学解析システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生化学解析において、人為的なミスを防ぎ、
正しい解析結果を得る。 【解決手段】 スポット工程において、スポットされる
メンブレン１０のメンブレンＩＤとスポット情報、ハイ
ブリダイズ工程において、ハイブリダイズされるメンブ
レン１０のメンブレンＩＤとサンプルＩＤ、露光過程に
おいて、露光に用いられるメンブレン１０のメンブレン
ＩＤとＩＰシートＩＤ、検出工程において、データとＩ
ＰシートＩＤを関連付けて記憶させる生化学解析システ
ム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は生化学解析システ
ム、より詳細には、基板上の異なる位置に、生体由来の
物質と特異的に結合可能で、かつ、構造または特性が既
知の複数の種類の特異的結合物質が夫々固定されてなる
複数のスポット状の領域を有する生化学解析用チップを
用いて、生体由来の物質の構造または特性を解析する生
化学解析システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、生体由来の物質の構造または特性
を解析するシステムとして、例えば、スライドガラス板
やメンブレンフィルタなどの担体表面上の異なる位置
に、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、ア
ブザイム、疎の外の蛋白質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、
ＲＮＡなど、生体由来の物質と特異的に結合可能で、か
つ、塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結
合物質を、スポッター装置を用いて滴下して、多数の独
立したスポットを形成し、次いで、ホルモン類、腫瘍マ
ーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、疎の外の蛋白
質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなど、抽出、単
離などによって生体から採取され、あるいは、化学的、
化学修飾などの処理が施された生体由来の物質であっ
て、蛍光物質、蛍光色素などの蛍光標識物質によって標
識された物質を、ハイブリダイゼーションなどによっ
て、特異的結合物質に、特異的に結合させたマイクロア
レイに、励起光を照射して、蛍光物質、色素などの標識
物質から発せられた蛍光などを光電的に検出して、生体
由来の物質を解析するマイクロアレイ解析システムが開
発されている。このマイクロアレイ解析システムによれ
ば、スライドガラス板やメンブレンフィルタなどの担体
表面上の異なる位置に、数多くの特異的結合物質のスポ
ットを高密度に形成して、標識物質によって標識された
生体由来の物質をハイブリダイズさせることによって、
短時間で生体由来の物質を解析することが可能になると
いう利点がある。

【０００３】また、蛍光物質を標識物質として利用した
マイクロアレイ解析システム以外に、放射性標識物質を
利用したマイクロアレイ解析システムも提案されてい
る。放射性標識物質を用いたマイクロアレイ解析システ
ムにおいて、メンブレンフィルタなどの担体表面上の異
なる位置に、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、
抗原、アブザイム、疎の外の蛋白質、核酸、ｃＤＮＡ、
ＤＮＡ、ＲＮＡなど、生体由来の物質と特異的に結合可
能で、かつ、塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の
特異的結合物質を、スポッター装置を用いて滴下して、
多数の独立したスポットを形成し、次いで、ホルモン
類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、疎
の外の蛋白質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡな
ど、抽出、単離などによって生体から採取され、あるい
は、化学的、化学修飾などの処理が施された生体由来の
物質であって、放射性標識物質によって標識された物質
を、ハイブリダイゼーションなどによって特異的結合物
質に特異的に結合させたマイクロアレイを、輝尽性蛍光
体を含む輝尽性蛍光体層が形成された蓄積性蛍光体シー
トと密着させて、輝尽性蛍光体層を露光し、その後、輝
尽性蛍光体層に励起光を照射し、輝尽性蛍光体層から発
せられた輝尽発光光を光電的に検出して生化学解析用画
像データを生成し、生体由来の物質を解析することが行
われている。

【０００４】また、担体表面の異なる位置に、特異的結
合物質をスポット状に高密度に形成し、化学発光基質と
接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質
によって標識された生体由来の物質を、スポット状の特
異的結合物質に特異的に結合させて、選択的に標識して
得たマイクロアレイを、化学発光基質と接触させて可視
光波長域の化学発光を生じさせ、この化学発光を光電的
に検出してデジタル画像データを生成し、画像処理を施
して、ＣＲＴなどの表示手段または写真フィルムなどの
記録材料上に、化学発光画像を再生して、遺伝子情報な
どの生体由来の物質に関する情報を得るようにしたマイ
クロアレイ解析システムも知られている。

【０００５】上述した放射性標識物質、蛍光標識物質、
化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じ
させる標識物質のいずれか１つを用いたマイクロアレイ
解析システムの他に、上記３つの標識物質全部、または
任意の２つの組合せを標識物質として利用したマイクロ
アレイ解析システムも提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、生体由
来の物質と結合処理が行われる前のマイクロアレイ（支
持体などの担体上の異なる位置に、複数の種類の特異的
結合物質が夫々固定されてなるスポットを多数有するも
の、以下、生化学解析用チップという）は、各々のスポ
ットを形成する夫々の特異的結合物質の種類、スポット
の位置パターンなどが様々であり、対象となる生体由来
の物質の構造、特性を解析するために、この生体由来の
物質は、どのような生化学解析用チップを用いたかを知
る必要があるのに対して、上述したいずれのマイクロア
レイ解析システムにおいても、生化学解析用チップと、
解析対象となる生体由来の物質との対応関係を管理しな
ければならない。そのため、解析を行う操作者は、解析
用画像データが、どの生化学解析用チップを用いて、ど
の生体由来の物質を解析対象としたのかを覚えておき、
最終的に解析を行う際に、自分の記憶や、メモなどに基
づいて生化学解析用チップと生体由来の物質とを対応付
ける処理が必要であった。そのため、記憶ミス、入力ミ
スなどから起因するエラーが発生し、正しい解析結果を
得ることができない場合がある。腫瘍の検査などを行う
医療現場においては、間違った解析結果は致命的となる
場合もあるので、人為的なミスを避け、生化学解析用チ
ップと検査対象となる生体由来の物質との対応関係を正
確に把握することは重要である。

【０００７】また、同様な理由で、蓄積性蛍光体シート
を用いた解析システムにおいては、生化学解析用チップ
と生体由来の物質との対応関係以外に、蓄積性蛍光体シ
ートと生化学解析用チップとの対応関係も正確に把握す
る必要がある。

【０００８】また、生化学解析を行う際に、市販のもの
など、基板上に既に特異的結合物質によりスポット形成
済みの生化学解析用チップを用いることもあれば、メン
ブレンなどの基板だけを購入し、スポッター装置などを
用いて、生体由来の物質の種類、解析の目的などに応じ
て、基板上に特異的結合物質を滴下してスポットを形成
して作成した生化学解析用チップを用いることもある。
スポット形成済みの生化学解析用チップを用いた場合
も、1回の解析を終えた生化学解析用チップを洗浄し、
基板だけを再利用する場合もある。この場合、正しい解
析結果を得るためには、作成した生化学解析用チップと
スポット情報（各々の特異的結合物質の種類およびこれ
らの特異的結合物質が夫々スポッティングされた位置な
どの情報）も正確に把握する必要がある。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、人為的なミスを避け、正しい解析結果を得ること
ができる成生化学解析システムを提供することを目的と
するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による生化学解析
システムは、基板上の異なる位置に、生体由来の物質と
特異的に結合可能で、かつ、構造または特性が既知の複
数の種類の特異的結合物質が夫々固定されてなる複数の
スポット状の領域を有する固有の識別情報を備えた生化
学解析用チップに対して、放射性標識物質、蛍光性標識
物質および化学発光基質と接触させることによって化学
発光を生じさせる標識物質のうち少なくとも１つの標識
物質によって標識された、固有の識別情報を有する生体
由来の物質を、前記生化学解析用チップの夫々のスポッ
ト状の領域の前記結合物質と特異的に結合させることに
よって前記スポット状の領域を選択的に標識する特異的
結合手段と、前記特異的結合手段により処理済みの前記
生化学解析用チップを用いて、選択的に標識された前記
スポット状の領域の位置に対応した標識信号を発生する
標識信号生成手段と、前記標識信号生成手段により生成
された前記標識信号を読み取って、生化学解析用データ
を生成する読取手段と、前記生化学解析用データに基づ
いて生化学解析を実行する解析手段とからなる生化学解
析システムであって、前記生化学解析用チップの識別情
報と前記生体由来の物質の識別情報とを取得し、この２
つの前記識別情報を関連付けて前記解析手段に提供する
第1の関連付手段を備えたものであることを特徴とする
ものである。

【００１１】ここで、前記「スポット状の領域」とは、
前記基板上に点着された前記特異的結合物質およびその
部位を意味し、本発明の説明においては「スポット」と
同様な意味を有するものとする。

【００１２】また、前記生化学解析用チップが有する
「識別情報」とは、前記生化学解析用チップ上の各々の
前記スポット状の領域の位置や、これらのスポット状の
領域を形成する前記特異的結合物質の種類など（以下、
生化学解析用チップの構成情報という）、前記解析手段
により前記生体由来の物質の構造や、特性などを解析す
る時に前記生化学解析用チップに関わる必要な情報を直
接的にまたは間接的に示すものを意味し、例えば、前記
生化学解析用チップのＩＤ番号と前記生化学解析用チッ
プの構成情報とを対応して管理している生化学解析シス
テムにおいては、この「識別情報」は間接的に前記生化
学解析チップの構成情報を示すＩＤ番号であればよい
が、前記生化学解析用チップのＩＤ番号などと前記生化
学解析用チップの構成情報とを対応して管理していない
システムにおいては、この「識別情報」は、前記生化学
解析用チップの構成情報そのものを用いればよい。

【００１３】同様に、前記生体由来の物質の「識別情
報」とは、前記生体由来の物質（以下サンプルという）
を識別できる情報を意味し、例えば、前記サンプルの採
取日や、採取対象（例えば、前記サンプルとして腫瘍部
の細胞が採取された患者）の名前や部位などを特定でき
る情報（以下サンプル特定情報）を意味し、例えば、前
記サンプルのＩＤ番号などと前記サンプル特定情報とを
対応して管理しているシステムにおいては、この「識別
情報」は間接的に前記サンプル特定情報を示すＩＤ番号
などであればよいが、前記サンプルのＩＤ番号などと前
記サンプル特定情報とを対応して管理していないシステ
ムにおいては、この「識別情報」は、前記サンプル特定
情報そのものを用いればよい。

【００１４】また、前記生体由来の物質と「結合物質と
特異的に結合」とは、例えばＤＮＡやＲＮＡ等で見られ
る相補的なヌクレオチド配列の間に安定な二重鎖が形成
されるような場合（ハイブリダイゼーション）や、抗原
と抗体、ビオチンとアビジン等のように、特定の物質と
のみ選択的に反応する極めて特異性の高い結合を意味す
る。

【００１５】本発明の生化学解析システムにおいて、前
記生化学解析用チップとして、放射線および／または光
を減衰させる性質を有する材料によって形成され、複数
の孔が形成された基板を備え、前記基板の前記複数の孔
内に、夫々吸着性領域が形成されており、前記スポット
状の領域が、前記吸着性領域に、前記特異的結合物質が
固定されて形成されたものを用いることが好ましい。

【００１６】ここで、「吸着性領域」は、前記孔内に吸
着性材料、望ましくは多孔質材料または繊維材料を充填
することによって形成されることができる。多孔質材料
と繊維材料を併用して、前記吸着性領域を形成してもよ
い。

【００１７】また、前述の多孔質材料は、有機材料、無
機材料のいずれでもよく、有機／無機複合体でもよい。

【００１８】また、前記複数の孔が、規則的なパターン
で形成されていることが好ましい。

【００１９】また、前記複数の孔が、貫通孔であること
が好ましく、さらに、加工の容易さから、前記複数の貫
通孔に、吸着性材料を含んだ吸着性膜を圧入して前記吸
着性領域を形成することが望ましい。

【００２０】また、「放射線を減衰させる性質を有する
材料」とは、前記基板が、隣り合う前記吸着性領域の間
の距離に等しい距離だけ、放射線が前記基板中を透過し
た時に、放射線のエネルギーを、１／５、望ましくは１
／１０、より望ましくは１／１００以下に減衰させる性
質を有する材料を意味する。

【００２１】また、前記放射線を減衰させる性質を有す
る材料を用いて前記基板を形成する場合、一般に、比重
が大きいほど、放射線の減衰能が高くなるので、前記基
板は、比重が１．０ｇ／ｃｍ^３以上の化合物材料または
複合材料によって形成されることが好ましく、比重が
１．５ｇ／ｃｍ^３以上、２３ｇ／ｃｍ^３以下の化合物材
料または複合材料によって形成されることが、特に好ま
しい。

【００２２】前記生体由来の物質が、前記放射性標識物
質によって標識されたものである場合、本発明の望まし
い態様においては、前記標識信号生成手段は、固有の識
別情報を有する蓄積性蛍光体シートと、前記特異的結合
手段により処理済みの前記生化学解析用チップとを重ね
合わせて、前記放射性標識物質によって前記蓄積性蛍光
体シートを露光する露光手段と、前記放射性標識物質に
よって露光された前記蓄積性蛍光体シートに励起光を照
射し、該蓄積性蛍光体シートから輝尽発光光を前記標識
信号として発生させる蓄積性蛍光体シート励起手段とか
らなるものであり、前記読取手段は、前記輝尽発光光を
光電的に検出して生化学解析用データを生成するもので
ある。

【００２３】ここで、「蓄積性蛍光体シート」は、支持
体の上に輝尽性蛍光体層が形成されたものであり、前記
生化学解析用チップと前記蓄積性蛍光体シートと重ね合
わせることとは、前記蓄積性蛍光体シートの前記輝尽性
蛍光体層が、前記生化学解析用チップの前記スポット状
の領域がある側と対向するように密着させて重ね合わせ
ることを意味する。

【００２４】また、前記蓄積性蛍光体シートは、支持体
の上に複数のドット状の輝尽性蛍光体層領域が互いに離
間して設けられて形成され、前記複数のドット状の輝尽
性蛍光体層領域の位置および大きさは、前記生化学解析
用チップの前記スポット状の領域の位置および大きさに
対応しているものであることが好ましい。

【００２５】また、本発明の生化学解析システムにおい
て、前記生化学解析用のチップの識別情報と前記蓄積性
蛍光体シートの識別情報とを取得し、この２つの前記識
別情報を関連付けて前記解析手段に提供する第2の関連
付手段を備えることが好ましい。

【００２６】ここで、前記蓄積性蛍光体シートの「識別
情報」とは、該蓄積性蛍光体シートを特定できる情報を
意味し、例えばシート番号などを用いることができる。

【００２７】本発明の生化学解析システムは、前記蛍光
性標識物質によって標識された前記生体由来の物質の解
析にも適用することが可能であり、この場合、前記標識
信号生成手段は、前記特異的結合手段により処理済みの
前記生化学解析用チップに励起光を照射し、前記蛍光物
質を励起して蛍光を前記標識信号として発生させる蛍光
物質励起手段であり、前記読取手段は、前記蛍光を光電
的に検出して生化学解析用データを生成するものであ
る。

【００２８】また、本発明の生化学解析用システムは、
前記化学発光基質と接触させることによって化学発光を
生じさせる標識物質によって標識された生体由来の物質
の解析にも適用することが可能であり、この場合、前記
標識信号生成手段は、前記特異的結合手段により処理済
みの前記生化学解析用チップに前記化学発光基質を接触
させ、前記標識物質から化学発光を前記標識信号として
発生させる化学発光発生手段であり、前記読取手段は、
前記化学発光を光電的に検出して生化学解析用データを
生成するものである。

【００２９】さらに、本発明の生化学解析用システム
は、前記基板上の異なる位置に、生体由来の物質と特異
的に結合可能で、かつ、構造または特性が既知の複数の
種類の特異的結合物質を夫々スポッティングして、多数
の独立したスポット状の領域を生成して前記生化学解析
用チップを作成するスポッティング手段を備え、各々の
前記スポット状の領域の位置および各々のスポット状の
領域を形成する前記結合物質の種類情報などからなるス
ポット情報と前記生化学解析用チップの識別情報とを関
連付けて、前記解析手段に提供する第3の関連付手段と
備えたものであることが好ましい。

【００３０】ここで、「スポット情報」は、前記生化学
解析用チップの構造情報と同様なものとすることができ
る。

【００３１】さらに、前記生化学解析用チップの識別情
報に、前記基板の識別情報も含まれていることが好まし
い。

【００３２】

【発明の効果】本発明の生化学解析システムによれば、
生化学解析用チップと、放射性標識物質、蛍光性標識物
質および化学発光基質と接触させることによって化学発
光を生じさせる標識物質のいずれか１つまたは任意の組
合せにより標識された生体由来の物質とを結合させ、し
かる後に、結合時に用いられた標識物質に対応した標識
信号生成手段により標識信号を放出させ、該標識信号を
読み取って生化学解析用データを生成し、生体由来の物
質の構造や、特性などの解析に供する際に、生化学解析
用チップと生体由来の物質の識別情報を夫々自動的に取
得して対応付けることによって、操作者の記憶や、メモ
などに頼らず、どの生化学解析用チップと、どの生体由
来の物質と結合させたかを正確に把握することができる
ので、人為的なミスを防ぎ、正しい解析結果を得ること
ができる。

【００３３】また、本発明における生化学解析用チップ
は、請求項２記載の生化学解析用チップを用いれば、基
板上にスポットを高密度に形成し、解析の効率向上を図
ることを可能にすると共に、特異的結合手段により処理
済みの生化学解析用チップを用いて標識信号を発生する
時、スポットから発せられた放射線や、蛍光や、化学発
光の散乱を防ぐことができるので、ノイズを減らし良い
解析結果を得ることができる。

【００３４】また、放射性標識物質および放射性標識物
質に対応して蓄積性蛍光体シートを用いた生化学解析用
システムにおいて、生化学解析用チップと蓄積性蛍光体
シートとの識別情報も取得して対応付けるようにしてい
るので、蓄積性蛍光体シートに蓄積された放射線情報
は、どの生化学解析用チップ（間接的にはどの生体由来
の物質）を用いて得られたかを自動的に把握することが
でき、蓄積性蛍光体シートを用いた生化学解析システム
において、人為的なミスをより良く防ぐことができる。

【００３５】また、蓄積性蛍光体シートの識別情報を取
得することによって、ある蓄積性蛍光体シートの使用回
数をカウントすることも可能なので、蓄積性蛍光体シー
トの使用回数に基づいて廃却時期の管理などを簡単に行
うことができ、劣化した蓄積性蛍光体シートを使用する
ことを防ぐことができる。

【００３６】さらに、蓄積性蛍光体シートとして、請求
項４記載の蓄積性蛍光体シートを用いれば、蓄積性蛍光
体シートと特異的結合手段により処理済みの生化学解析
用チップと重ね合わせる際に、蓄積性蛍光体シートの各
々のドット状の輝尽性蛍光体層領域と、生化学解析用チ
ップの各々のスポットと、夫々位置を合せて重ね合わせ
ることができるので、各々のスポットから発せられた放
射線が、自分と対応したドット状の輝尽性蛍光体層だけ
を露光するので、隣接するスポットと対応した蓄積性蛍
光体シートにおける部位を露光し、ノイズを生じさせる
ことを防ぐことができる。

【００３７】また、ドット状の輝尽性蛍光体層領域が設
けられてなる蓄積性蛍光体シートと請求項２記載の生化
学解析用チップとを合せて用いれば、蓄積性蛍光体シー
トの各々のドット状の輝尽性蛍光体層領域の位置および
大きさを生化学解析用チップの各々の孔の位置と大きさ
を対応しているので、ノイズの発生を一層防ぐことがで
きる。

【００３８】さらに、基板上に特異的結合物質を滴下し
てスポットを形成させて生化学解析用チップを作成する
スポッティング装置を備えた生化学解析用システムにお
いて、作成された生化学解析用チップの識別情報とスポ
ット情報を取得し、どの生化学解析用チップにどのよう
な特異的結合物質がどのような位置パターンで形成され
ているかを自動的に把握することができるので、市販の
生化学解析用チップを使用しない場合や、使用済みの生
化学解析用チップを再利用する場合においても、人為的
なミスを防ぐことができる。

【００３９】また、生化学解析用チップの識別情報とし
て、該生化学解析用チップの基板の識別情報も取得すれ
ば、ある基板の使用回数を把握し、基板の廃却時期など
を簡単に管理することができる。劣化した基板を使用す
ることによって解析に与える悪影響を防ぐことができ
る。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
よる生化学解析システムの実施形態について説明する。

【００４１】図1は、本発明による生化学解析用システ
ムの実施形態の1例を示すブロック図であり、図２は本
実施形態の解析システムに用いられた生化学解析用チッ
プの基板（メンブレン１０）の詳細構造を示す図であ
る。

【００４２】図２に示すように、本実施形態の解析シス
テムに用いられるメンブレン１０は、放射線を減衰させ
る性質を有するアルミニウム金属板の上に、多数の略円
形の貫通孔１２が高密度に形成され、これらの多数の貫
通孔１２の内部には、酢酸セルロースなどの多孔質材料
１４が充填されてなるものである。また、メンブレン１
０のＩＤ番号を示す情報を有するバーコード１６がメン
ブレン１０の縁側に張付けられている。

【００４３】図１に示すように、本実施形態の生化学解
析用システムは、メンブレン１０に張付けられたバーコ
ード１６を読み取って、メンブレン１０のＩＤ番号を取
得するバーコードリーダ２０と、メンブレン１０の各々
の貫通孔１２に特異的結合物質を滴下してスポットを形
成して、生化学解析用チップを作成するスポット装置３
０と、後述するハイブリダイズ装置５０によりハイブリ
ダイズされる直前の生化学解析用チップのメンブレン１
０のバーコード１６を読み取って、ハイブリダイズされ
ようとするメンブレン１０のＩＤ番号を取得するバーコ
ードリーダ３０と、メンブレン１０に特異的結合物質が
スポッティングされて作成された生化学解析用チップ
に、ＲＩ（放射性同位素）により標識済み、解析対象と
なるサンプルを投与し、生化学解析用チップのスポット
を形成する特異的結合物質と選択的に結合させて標識す
る（ハイブリダイズする）ハイブリダイズ装置５０と、
蓄積性蛍光体シート（以下ＩＰシートという）とハイブ
リダイズされた生化学解析用チップとを重ね合わせ、Ｉ
Ｐシートを露光する露光装置７０と、露光されようとす
るＩＰシートに張付けられたバーコードおよび露光装置
７０に入れられようとする生化学解析用チップのメンブ
レン１０のバーコード１６を夫々読み取り、重ね合わせ
られようとするＩＰシートおよび生化学解析用チップの
メンブレン１０のＩＤ番号を夫々取得するバーコード６
０と、露光装置７０により露光済みのＩＰシートのバー
コードを読み取って該ＩＰシートのＩＤ番号を取得する
バーコード８５を備え、該ＩＰシートに励起光を照射し
て輝尽発光光を発生させ、発せられた輝尽発光光を光電
的に読み取って、生化学解析用データを生成する検出装
置８０と、スポット装置３０にスポット条件、ハイブリ
ダイズ装置５０にハイブリダイズ条件、露光装置７０に
露光条件、検出装置８０に検出条件を夫々送信し、各々
のバーコードリーダからのＩＤ情報およびスポット装置
３０のスポット情報、ハイブリダイズ装置５０に用いら
れたサンプルのＩＤ情報、検出装置８０からのデータな
どを受信して関連付けて記憶すると共に、データの解析
を行う解析／制御部１００とからなるものである。

【００４４】次いで、本実施形態の生化学解析用システ
ムの動作について説明する。

【００４５】図２に示す構造を有するメンブレン１０が
スポット工程に入るに当って、まず、露光工程用バーコ
ードリーダ２０は、メンブレン１０のバーコード１６を
読み取り、メンブレン１０のＩＤ番号を取得する。次に
スポット装置３０は、解析／制御部１００から送信され
てきたスポット条件（スポット位置や、特異的結合物質
の種類など）に基づいて、メンブレン１０の多数の貫通
孔１２に特異的結合物質を滴下し、生化学解析用チップ
を作成する。同時に、該生化学解析用チップのメンブレ
ン１０のＩＤ番号とスポット情報（この場合、スポット
条件に相当する）が解析／制御部１００に送信される。

【００４６】解析／制御部１００は、バーコードリーダ
２０から送信されて来たメンブレンのＩＤ番号（以下メ
ンブレンＩＤという）と、スポット装置３０から送信さ
れて来たスポット情報を図示しない記憶部に対応付けて
記憶させ、後の解析に供する。

【００４７】スポット装置３０によりスポットされて作
成された生化学解析用チップは、ハイブリダイズ工程に
入るが、ハイブリダイズ装置５０によりハイブリダイズ
される前に、ハイブリダイズ工程用バーコードリーダ４
０は、該生化学解析用チップのメンブレン１０のバーコ
ード１６を読み取り、メンブレンＩＤを取得する。その
後、該生化学解析用チップは、ハイブリダイズ装置５０
により、解析／制御部１００から送信されて来たハイブ
リダイズ条件（投与するサンプルのＩＤ番号、ハイブリ
ダイズする時間など）に基づいてハイブリダイズされ、
ＲＩ標識済みのサンプルによりスポットが選択的に標識
される。同時に、該生化学解析用チップのメンブレンＩ
ＤとサンプルのＩＤ番号（以下サンプルＩＤという）が
解析／制御部１００に送信される。

【００４８】解析／制御部１００は、バーコードリーダ
４０から送信されて来たメンブレンＩＤに基づいて、ハ
イブリダイズ装置５０から送信されて来たサンプルＩＤ
を、既に記憶されているメンブレンＩＤのうち、同じメ
ンブレンＩＤと対応て記憶されているスポット情報と対
応付けて、図示しない記憶部に記憶させ、後の解析に供
する。

【００４９】ハイブリダイズ装置５０によりハイブリダ
イズ済みの生化学解析用チップは、次に露光工程に入る
が、露光装置６０においてＩＰシートと重ね合わせる前
に、露光工程用バーコードリーダ６０は、該生化学解析
用チップのメンブレン１０のバーコード１６と、該生化
学解析用チップと重ね合わせようとするＩＰシートのバ
ーコードとを前後に夫々読み取り、メンブレンＩＤおよ
びＩＰシートのＩＤ番号（以下ＩＰシートＩＤという）
を取得して、解析／制御部１００に送信する。その後、
露光装置７０は解析／制御部１００から送信されて来た
露光条件（露光時間など）に基づいて、該生化学解析用
チップと、ＩＰシートと重ね合わせ、ＩＰシートを露光
する。

【００５０】解析／制御部１００は、バーコードリーダ
６０から送信されて来たメンブレンＩＤに基づいて、バ
ーコードリーダ６０から送信されて来たＩＰシートＩＤ
を、既に記憶されているメンブレンＩＤのうち、同じメ
ンブレンＩＤと対応付けて記憶されているスポット情報
およびサンプルＩＤと対応付けて、図示しない記憶部に
記憶させ、後の解析に供する。

【００５１】露光済みのＩＰシートは、次に検出工程に
入る。まず、検出装置８０に備え付けのバーコード８５
は、検出しようとするＩＰシートのバーコードを読み取
り、ＩＰシートＩＤを取得する。次に検出装置８０は、
該ＩＰシートに励起光を照射し、輝尽発光光を発生さ
せ、ＩＰシートから発せられた輝尽発光光を光電的に読
み取って、デジタルデータを得、このデータを、ＩＰシ
ートＩＤと共に、解析／制御部１００に送信する。

【００５２】解析／制御部１００は、検出装置８０から
送信されて来たＩＰシートＩＤに基づいて、データを、
既に記憶されているＩＰシートＩＤのうち、同様なＩＰ
シートＩＤと対応付けて記憶されているメンブレンＩ
Ｄ、スポット情報、サンプルＩＤと対応付けて図示しな
い記憶部に記憶させ、後に解析を行う。

【００５３】一方、ＩＰシートの露光に使用した生化学
解析用チップは、洗浄されれば、再利用可能となる。

【００５４】図３は、解析／制御部１００の記憶部にデ
ータ、スポット情報および各々のＩＤ番号の記憶の形式
を示している。図示のように、１つのデータに対して、
該データを取得するのに使用したメンブレンのメンブレ
ンＩＤ、該メンブレンを用いて生化学解析用チップを作
成する際のスポット情報、該生化学解析用チップに対し
てハイブリダイズを行う際に使用したサンプルのサンプ
ルＩＤ、ハイブリダイズ済みの該生化学解析用チップを
用いて露光したＩＰシートのＩＰシートＩＤは全て対応
付けて記憶されている。なお、本実施形態の生化学解析
／制御部１００の図示しない記憶部には、メンブレンＩ
Ｄに対応してメンブレン１０の孔位置パターン、サンプ
ルＩＤに対応して該サンプルの特定情報が予め入力さ
れ、記憶されている。

【００５５】解析／制御部１００は、後にデータに対し
て解析を行う際に、該データに対応付けて記憶されたメ
ンブレンＩＤからメンブレンの孔位置パターン情報を取
得し、サンプルＩＤサンプル特定情報を取得し、スポッ
ト情報と合せれば、データの解析が可能となる。

【００５６】本実施形態の生化学解析システムにおい
て、検出装置８０においてもバーコードリーダ８５を設
け、データとＩＰシートＩＤの対応付けをするようにし
ているが、露光装置と検出装置が近距離にあり、露光装
置により露光済みのＩＰシートが露光の順番で検出装置
により検出されるシステムなどにおいては、検出装置に
バーコードリーダを設けず、露光の順番とデータの検出
の順番と照り合わせ、データとＩＰシートＩＤと対応付
けするようにし、装置の簡略化を図るようにしてもよ
い。

【００５７】また、本実施形態の生化学解析システム
は、生化学解析用チップにスポットを高密度に形成可能
で、かつハイブリダイズされた生化学解析用チップを用
いてＩＰシートを露光する際に、放射性標識物質から発
せられた電子線がメンブレン内部で散乱することと、隣
接するスポットから発せられた電子線が露光されるべき
ＩＰシートの領域に散乱した電子線が入射することとを
防ぐことができるように、図2に示す構造のメンブレン
を用いたが、このようなメンブレンに限られるものでは
ない。

【００５８】また、メンブレンを洗浄して再利用する時
の便利さおよびメンブレンから生化学解析用チップを製
造する際の容易さから、本実施形態の生化学解析システ
ムに用いられたメンブレンは、その孔が貫通孔になって
いるが、基板上に複数の非貫通孔が形成され、これらの
非貫通孔の凹部内に吸着性材料が充填されてなるメンブ
レンを用いても勿論よい。

【００５９】また、本実施形態の生化学解析システムに
おいて、基板を形成する材料としてアルミニウムを用い
たが、標識物質として放射性物質を用いた生化学解析シ
ステムにおいては、基板を形成する材料としては、放射
線を減衰させる性質を有していれば、金属材料、セラミ
ック材料またはプラスチック材料を用いることが好まし
いが、特に限定されるものではなく、無機化合物質材料
や、有機化合物質材料のいずれも使用することができ
る。

【００６０】また、蓄積性蛍光体シート（ＩＰ）シート
として、支持体の上にドット状の輝尽性蛍光体層を離間
して設けてなるものを用いてもよい。そうすることによ
って、生化学解析用チップから発せられた放射線が、蓄
積性蛍光体シート内部で散乱することを防ぐことがで
き、ノイズを一層減少させることができる。

【００６１】このように、本実施形態の生化学解析シス
テムによれば、スポット工程、ハイブリダイズ工程、露
光工程において、夫々メンブレンＩＤとスポット情報、
メンブレンＩＤとサンプルＩＤ、メンブレンＩＤとＩＰ
シートＩＤとを対応付けるようにしているので、操作者
の記憶や、メモなどに頼らず、取得したデータは、どの
生化学解析用チップ（メンブレン）を用いて得たか、ど
のサンプルを用いたかなどを正確に、かつ自動的に把握
することができるので、人為的なミスを防ぎ、正しい解
析結果を得ることができる。

【００６２】また、本実施形態の生化学解析システム
は、蓄積性蛍光体シートの識別情報（ＩＰシートＩＤ）
を取得することによって、ある蓄積性蛍光体シートの使
用回数をカウントすることが可能となり、シートの使用
回数に基づいて廃却時期の管理などを簡単に行うことが
でき、劣化した蓄積性蛍光体シートを使用することを防
ぐことができる。

【００６３】また、本実施形態の生化学解析システム
は、スポットが形成されていないメンブレンの利用およ
び使用済みのメンブレンの再利用のため、スポット装置
を備え、メンブレンＩＤとスポット情報とを関連付けて
記憶させることによって、生化学解析用チップにどのよ
うな特異的結合物質がどのような位置パターンで形成さ
れているかを自動的に把握することができるので、市販
の生化学解析用チップを使用しない場合や、使用済みの
生化学解析用チップを再利用する場合においても、人為
的なミスを防ぐことができる。

【００６４】また、本実施形態の生化学解析システム
は、スポットが形成されていないメンブレンの利用およ
び使用済みのメンブレンの再利用のため、スポット装置
を備え、スポット工程においてバーコードリーダにより
メンブレンのバーコードを読み取って得たメンブレンの
ＩＤ番号を、該メンブレンを用いて作成した生化学解析
用チップの識別情報としたが、スポット済みの市販の生
化学解析用チップを用いる場合、スポット装置を設け
ず、ハイブリダイズ工程および露光工程に夫々バーコー
ドリーダを設け、生化学解析用チップのＩＤ番号を取得
して、夫々サンプルＩＤとＩＰシートＩＤと対応させて
管理できるようにした生化学解析システムにおいても、
図1に示す実施形態の生化学解析システムと同様に、操
作者の記憶や、メモなどに頼らず、取得したデータは、
どの生化学解析用チップを用いて得たか、どのサンプル
を用いたかなどを正確に、かつ自動的に把握することが
できるので、人為的なミスを防ぎ、正しい解析結果を得
ることができる。

【００６５】また、本実施形態の生化学解析用システム
は、メンブレンＩＤを生化学解析用チップの識別情報と
して用いているので、あるメンブレンの使用回数を把握
し、基板の廃却時期などを簡単に管理することができ
る。劣化した基板を使用することによって解析に与える
悪影響を防ぐことができる。

【００６６】上述の生化学解析システムは、標識物質に
放射性物質（ＲＩ）を用い、ハイブリダイズ済みの生化
学解析用チップとＩＰシートとを重ね合わせてＩＰシー
トを露光させ、後に該ＩＰシートを検出して生化学解析
用データを得るシステムを例としたが、本発明はもちろ
んこれに限られるものではなく、例えば、前述の蛍光物
質や、化学発光基質と接触させることによって化学発光
を生じさせる標識物質を標識物質として用い、標識物質
の種類に対応した標識信号生成手段と読取手段を備えた
生化学解析システムにも適用可能であることは言うまで
もない。

【００６７】さらに、図１に示す実施形態の生化学解析
システムにおいて、解析／制御部によって、スポット工
程、ハイブリダイズ工程、露光工程および検出工程にお
ける夫々の処理条件（スポット条件、ハイブリダイズ条
件、露光条件、検出条件）をその都度該当する装置（ス
ポット装置、ハイブリダイズ装置、露光装置、検出装
置）に送信するようにして制御し、適宜な調整、例え
ば、ハイブリダイズ工程において、量が少ないサンプル
が用いられた場合、該サンプルとハイブリダイズされた
生化学解析用チップに放射性標識物質の量が少ないの
で、検出工程において励起光の照射時間を長くするなど
の調整を可能にし、解析システムの効率向上を図るよう
にしているが、決まった種類のサンプルや、生化学解析
用チップしか使わないなどの場合、各々の処理条件を調
整する制御を行わず、固定した処理条件を用いても勿論
よい。

【００６８】また、本実施形態の生化学解析システムに
おいて、メンブレン、サンプル、ＩＰシートの識別情報
としてＩＤ番号を使用し、このＩＤ番号をバーコードリ
ーダを用いて取得するようにしているが、各々の識別情
報としてＩＤ番号に限られることなく、識別情報の取得
手段も、バーコードリーダに限られるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の生化学解析システムのの一実施形態を
示す構成図

【図２】図１に示した生化学解析システムに用いられた
メンブレンの構成を示す図

【図３】図1に示した生化学解析システムの解析／制御
部１００により記憶されたデータの形式

【符号の説明】

１０ メンブレン １２ 貫通孔 １４ 多孔性物質 １６ バーコード ２０，４０，６０，８５ バーコードリーダ ３０ スポット装置 ５０ ハイブリダイズ装置 ７０ 露光装置 ８０ 検出装置 １００ 解析／制御部

───────────────────────────────────────────────────── 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 33/60 Ｇ０１Ｎ 37/00 １０２ 37/00 １０２ Ｇ２１Ｈ 3/00 Ｌ Ｇ２１Ｈ 3/00 Ｃ１２Ｎ 15/00 Ｆ Ｆターム(参考） 2G045 AA34 AA35 DA12 DA13 DA14 DA20 DA36 DA54 FA29 FB02 FB07 FB08 FB12 FB13 FB15 GC15 HA14 HA16 2G054 AA06 AB07 BB20 CA22 CA23 CA28 CE01 CE02 EA01 EA03 EA10 EB01 FA21 GA04 GA10 GE01 JA02 4B024 AA11 HA14 4B029 AA07 AA21 FA12 FA13

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上の異なる位置に、生体由来の物質
   と特異的に結合可能で、かつ、構造または特性が既知の
   複数の種類の特異的結合物質が夫々固定されてなる複数
   のスポット状の領域を有する固有の識別情報を備えた生
   化学解析用チップに対して、放射性標識物質、蛍光性標
   識物質および化学発光基質と接触させることによって化
   学発光を生じさせる標識物質のうち少なくとも１つの標
   識物質によって標識された、固有の識別情報を有する生
   体由来の物質を、前記生化学解析用チップの夫々のスポ
   ット状の領域の前記結合物質と特異的に結合させること
   によって前記スポット状の領域を選択的に標識する特異
   的結合手段と、 前記特異的結合手段により処理済みの前記生化学解析用
   チップを用いて、選択的に標識された前記スポット状の
   領域の位置に対応した標識信号を発生する標識信号生成
   手段と、 前記標識信号生成手段により生成された前記標識信号を
   読み取って、生化学解析用データを生成する読取手段
   と、 前記生化学解析用データに基づいて生化学解析を実行す
   る解析手段とからなる生化学解析システムであって、 前記生化学解析用チップの識別情報と前記生体由来の物
   質の識別情報とを取得し、この２つの前記識別情報を関
   連付けて前記解析手段に提供する第1の関連付手段を備
   えたものであることを特徴とする生化学解析システム。
2. 【請求項２】 前記生化学解析用チップが、放射線およ
   び／または光を減衰させる性質を有する材料によって形
   成され、複数の孔が形成された基板を備え、 前記基板の前記複数の孔内に、夫々吸着性領域が形成さ
   れており、 前記スポット状の領域が、前記吸着性領域に、前記特異
   的結合物質が固定されて形成されたものであることを特
   徴とする請求項１記載の生化学解析システム。
3. 【請求項３】 前記生体由来の物質が、前記放射性標識
   物質によって標識されたものであり、 前記標識信号生成手段が、固有の識別情報を有する蓄積
   性蛍光体シートと、前記特異的結合手段により処理済み
   の前記生化学解析用チップとを重ね合わせて、前記放射
   性標識物質によって前記蓄積性蛍光体シートを露光する
   露光手段と、 前記放射性標識物質によって露光された前記蓄積性蛍光
   体シートに励起光を照射し、該蓄積性蛍光体シートから
   輝尽発光光を前記標識信号として発生させる蓄積性蛍光
   体シート励起手段とからなるものであり、 前記読取手段が、前記輝尽発光光を光電的に検出して生
   化学解析用データを生成するものであることを特徴とす
   る請求項１または２記載の生化学解析システム。
4. 【請求項４】 前記蓄積性蛍光体シートが、支持体の上
   に複数のドット状の輝尽性蛍光体層領域が互いに離間し
   て設けられて形成されたものであり、 前記複数のドット状の輝尽性蛍光体層領域の位置および
   大きさは、前記生化学解析用チップの前記スポット状の
   領域の位置および大きさに対応していることを特徴とす
   る請求項３記載の生化学解析システム。
5. 【請求項５】 前記生化学解析用のチップの識別情報と
   前記蓄積性蛍光体シートの識別情報とを取得し、この２
   つの前記識別情報を関連付けて前記解析手段に提供する
   第2の関連付手段を備えたものであることを特徴とする
   請求項３または４記載の生化学解析システム。
6. 【請求項６】 前記生体由来の物質が、前記蛍光性標識
   物質によって標識されたものであり、 前記標識信号生成手段が、前記特異的結合手段により処
   理済みの前記生化学解析用チップに励起光を照射し、前
   記蛍光物質を励起して蛍光を前記標識信号として発生さ
   せる蛍光物質励起手段であり、 前記読取手段が、前記蛍光を光電的に検出して生化学解
   析用データを生成するものであることを特徴とする請求
   項１または２記載の生化学解析システム。
7. 【請求項７】 前記生体由来の物質が、前記化学発光基
   質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識
   物質によって標識されたものであり、 前記標識信号生成手段が、前記特異的結合手段により処
   理済みの前記生化学解析用チップに前記化学発光基質を
   接触させ、前記標識物質から化学発光を前記標識信号と
   して発生させる化学発光発生手段であり、 前記読取手段が、前記化学発光を光電的に検出して生化
   学解析用データを生成するものであることを特徴とする
   請求項1または２記載の生化学解析システム。
8. 【請求項８】 前記基板上の異なる位置に、生体由来の
   物質と特異的に結合可能で、かつ、構造または特性が既
   知の複数の種類の特異的結合物質を夫々スポッティング
   して、多数の独立したスポット状の領域を生成して前記
   生化学解析用チップを作成するスポッティング手段を備
   え、 各々の前記スポット状の領域の位置および各々のスポッ
   ト状の領域を形成する前記結合物質の種類情報などから
   なるスポット情報と前記生化学解析用チップの識別情報
   とを関連付けて、前記解析手段に提供する第3の関連付
   手段と備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれ
   か1項記載の生化学解析システム。
9. 【請求項９】 前記生化学解析用チップの識別情報に、
   前記基板の識別情報も含まれていることを特徴とする請
   求項１から８のいずれか1項記載の生化学解析システ
   ム。