JP2003028877A - 反応チップ用担体及び反応チップ - Google Patents

反応チップ用担体及び反応チップ

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JP2003028877A
JP2003028877A JP2001216915A JP2001216915A JP2003028877A JP 2003028877 A JP2003028877 A JP 2003028877A JP 2001216915 A JP2001216915 A JP 2001216915A JP 2001216915 A JP2001216915 A JP 2001216915A JP 2003028877 A JP2003028877 A JP 2003028877A
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carrier
reaction chip
corona discharge
plate
dna
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English (en)
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Masayuki Yokoi
正之 横井
Takayuki Oka
孝之 岡
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 担持される反応性物質の量の制御が容易であ
る、反応チップ用担体を提供する。 【解決手段】 検体中の物質を検出するために、該物質
と反応する、DNA、RNA、タンパク質、抗体または
酵素などの反応性物質が表面に担持される反応チップ用
担体であって、表面がコロナ放電処理されており、該コ
ロナ放電処理の程度を調節することにより、表面の親水
性基の量が制御され、それによって反応性物質の担持量
が容易に制御される反応チップ用担体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばバイオチッ
プのような反応チップに用いられる反応チップ用担体及
び該反応チップに関する。
【0002】
【従来の技術】DNAチップなどのバイオチップ類は、
従来、ガラスやプラスチックからなるプレートを用いて
作製されていた。
【0003】例えば、特開2000−295990号公
報には、ガラスプレート表面に、DNA断片と親水性ボ
リマーとを含む水性液を点着することにより、DNAを
ガラス表面に結合させたDNAチップが開示されてい
る。
【0004】従来、DNAチップなどの反応チップを作
製する際には、上記のように、DNA断片などの反応性
物質を、物理的または化学的処理により担体表面に固定
していた。
【0005】しかしながら、従来法では、反応性物質の
固定量を制御することが非常に困難であった。すなわ
ち、感度を高めるために、反応性物質の固定量を増大し
たり、逆に使用する反応性物質量を減らすために固定量
を削減しようとしたい場合であっても、固定量が担体表
面の官能基を物性により一義的に定まるため、反応性物
質の固定量を幅広く制御することが困難であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、担持
される反応性物質の量を容易に制御することができる、
反応チップ用担体及び反応チップを提供することある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る反応チップ
用担体は、検体中の物質を検出するために、該物質と反
応する反応性物質が表面に担持される反応チップ用担体
であって、ポリオレフィンからなることを特徴とする。
【0008】本発明の特定の局面では、上記反応チップ
用担体の表面のぬれ張力は、35〜95dyne/cm
の範囲とされる。好ましくは、上記反応チップ用担体
は、黒色または透明性を有するように構成されている。
【0009】本発明に係る反応チップは、本発明に従っ
て構成された反応チップ用担体と、該反応チップ用担体
表面に担持された反応性物質とを備える。以下、本発明
の詳細を説明する。
【0010】本発明に係る反応チップ用担体は、様々な
材料で構成されることができ、例えば、ポリオレフィン
もしくはポリカーボネートのようなプラスチック、また
はガラス、金属もしくは炭素材料のような無機材料によ
り構成されることができる。
【0011】好ましくは、反応チップ用担体は、コロナ
放電処理により親水化されやすいため、プラスチックに
より構成され、中でもポリエチレン、ポリプロピレンま
たはポリスチレンなどが好適に用いられる。この場合、
ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリスチレンのグレ
ードや種類は特に限定されない。例えば、ポリエチレン
の場合、高密度ボリエチレン及び低密度ポリエチレンの
いずれを用いてもよい。
【0012】本発明において、「反応性物質」における
「反応性」とは、化学反応によりイオン結合や共有結合
による化学構造が変化する場合だけでなく、水素結合、
配位結合、ファンデルワールス力、化学吸着、物理吸着
などの様々な様式により、他の物質と結合した状態を構
成し得る性質を広く含むものとする。このような反応性
物質としては、例えば、DNA断片、酵素、抗原、固
体、エピトープ、タンパク質などを挙げることができる
が、これらに限定されるものではない。
【0013】また、本発明に係る反応チップを用いて検
出される検体中の物質は、上記反応性物質と反応する様
々な物質を広く含むものとし、例えば、DNA、酵素、
酵素に対する器質、抗原、固体、エピトープ、タンパク
質などが挙げられる。
【0014】本発明に係る反応チップ用担体の形状は特
に限定されず、プレート状、あるいはプレート以外の任
意の形状とすることができるが、一般的に反応チップを
構成するのに用いられているプレート状の形状が好まし
い。
【0015】本発明に係る反応チップ用担体は、その表
面がコロナ放電処理されている。コロナ放電処理は、プ
ラズマ放電の一種であり、極性基の少ないポリオレフィ
ン表面に、高周波及び高電圧を加え、大気中でコロナ放
電を発生させ、それによって生成される官能基と電子と
をポリオレフィン表面に付与する方法である。
【0016】上記コロナ放電処理により、空気中の酸素
が活性化され、担体表面に親水基が形成される。コロナ
放電の強度を調節することにより、担体表面の親水基の
量を制御することができる。従って、反応性物質を化学
結合や物理吸着などにより担体表面に担持させる場合、
担体表面の親水基や官能基の量をコロナ放電処理により
制御することにより、担体表面への反応性物質の固定量
を容易に制御することができる。
【0017】もっとも、コロナ放電処理に際し、印加電
力が大きくなりすぎると、反応チップ用担体表面が物理
的に荒らされた状態がひどくなり、担体表面に穴が形成
されたり、あるいは荒らされた表面にゴミが沈着したり
することがあり、観察に支障をきたす恐れがある。
【0018】本発明に係る反応チップ用担体では、上記
のようにコロナ放電処理により親水性が高められる。親
水性の程度については、ぬれ張力が35dyne/cm
〜95dyne/cmの範囲とすることが好ましい。ぬ
れ張力が35dyne/cm未満では、親水性が低くな
り、静電気を帯び易くなり、埃やゴミが付着しやすくな
る。また、液体の検体の場合には、反応チップ用担体上
での検体の拡がり方が悪くなり、観察が困難となること
がある。他方、95dyne/cmを超えると、水蒸気
などの影響を受けて空気中のイオン性の埃が集まりやす
くなり、担体の汚染が進行し、観察に支障が生じること
がある。
【0019】また、反応チップ用担体の色については特
に限定されないが、蛍光分析により検体中の物質を検出
する場合には、黒または透明であることが好ましく、そ
れによって、感度を高めることができる。特に、黒色の
場合、蛍光分析に際してのバックグランドノイズが低く
なるため、感度を効果的に高めることができる。
【0020】本発明に係る反応チップでは、上記反応チ
ップ用担体表面に反応性物質が担持されるが、この担持
方法は特に限定されない。すなわち、反応性物質を担体
表面に化学的に結合する方法、担体表面に反応性物質を
吸着させる方法あるいは担体表面に反応性物質を載置し
た状態などを広く含むものとする。
【0021】本発明に係る反応チップを用いた検体中の
物質の検出方法は特に限定されない。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施例を
挙げることにより、本発明をより詳細に説明する。
【0023】(プレートの作製)図1に示すように、平
面形状が2.5cm×8cmの矩形の黒色のプレート1
を、下記の表1に示す種々の材料を用いて作製した。
【0024】なお、表1における低密度ポリエチレン、
ポリプロピレン及びガラスの詳細は以下の通りである。 ポリエチレン:(日本ポリケム社製:LOWDENSITYグレー
ド) ポリプロピレン:(日本ポリケム社製:ランダムPDグレ
ード) ガラス:(塩谷ガラス製:顕微鏡プレートグレード) これらの各材料からなるプレートについて、(春日電機
社製:コロナ放電システムCOROTEC)を用い、出力を
0.5kWとし、放電時間を5秒、10秒または20秒
とし、コロナ放電処理を行ない、下記の表1に示すサン
プルNoL5、L10、L20、G5、G10、G2
0、P5、P10及びP20の各プレートを作製した。
また、比較のために、コロナ放電処理を行っていない、
低密度ポリエチレン、ガラス及びポリプロピレンからな
る各プレートをサンプルNoL0、G0、P0として用
意した。L0が低密度ポリエチレンからなり、G0がガ
ラスからなり、P0がポリプロピレンからなる。
【0025】これらの各サンプルのプレートのぬれ張力
を(コロナテック社製:COROTEC試薬)により測定し
た。結果を下記の表1に合わせて示す。
【0026】
【表1】
【0027】上記のようにして用意されたサンプルNo
L0〜L20、G0〜G20、P0〜P20、各プレー
トについて、以下の要領でDNAチップを作製し、評価
した。
【0028】(DNAチップの作製)各サンプルについ
て90枚のプレートをラックに入れ、0.1N水酸化ナ
トリウム水溶液に沈めた。室温で30分間振とうし、蒸
留水でプレートをリンスした。
【0029】280mLの蒸留水に70mLのポリLリ
ジン(シグマ社製)を加え、ポリLリジン希釈液を調製
した。上記30枚のプレートをラックごと上記ポリLリ
ジン希釈液に沈め、1時間放置し、しかる後、ラックご
と500rpmで1分間遠心した。このようにして、ポ
リLリジン希釈液を除き、しかる後、40℃で50分間
乾燥させた。
【0030】(DNAスポッティング)アミノ基が導入
されている約2000塩基対からなる酵母の遺伝子断片
であるPCR産物の3×SSC(標準食塩−クエン酸緩
衝液)水溶液(PCR産物濃度が0.5mg/mL)を
96穴マイクロタイタープレートに移す。上記PCR産
物の3×SSC水溶液の1/10体積量の3m酢酸ナト
リウムと、PCR産物の3×SSC水溶液と等量のイソ
プロパノールとを加え、−20℃で3時間放置した後、
3500rpmで45分間遠心し、DNAを沈殿させ、
次に上清を除去した。
【0031】70%エタノールを用い上記沈殿を洗浄
し、3500rpmで45分間遠心し、しかる後、上清
を除去した。次に、沈殿を室温で乾燥した。上記沈殿
に、12μLの3×SSC液を加え、3時間放置し、D
NAを完全に溶解した。このようにして得られたDNA
溶液を、U底96穴マイクロタイタープレートに写し、
アレイ機(GMS417Arrayer、宝酒造社製)にセッ
トし、前述のようにして用意されたプレートにスポッテ
ィングした。
【0032】(スポッティング後処理)60℃の蒸留水
が入れられたトレイ上にスポッティングが完了したプレ
ートをDNAが付着している面を下にして載せ、1分間
保持した。しかる後、DNAが付着している面を上側と
なるようにして、該プレートを95℃のホットプレート
上に配置した。しかる後、DNA付着している面に60
mJの強度でUV光を照射し、DNAを架橋した。
【0033】(ブロッキング)無水コハク酸(アルドリ
ッチ社)5gと、N−メチル−ピロリドン(アルドリッ
チ社)315mLと、0.2Mホウ酸ナトリウム緩衝液
(pH8.0)とを混合し、後処理液を作製した。この
後処理液に、スポッティング後処理が終了したプレート
を浸漬し、20秒間浸透し、しかる後、15分間沈積し
た。
【0034】次に、上記プレートを取り出し、95℃の
蒸留水に2分間浸漬し、次に蒸留水からプレートを取り
出し、95%エタノールに1分浸漬した。しかる後、5
00rpmで1分間遠心し、室温でプレートを乾燥保存
した。
【0035】(標識された核酸の調製(検出すべき物質
の調整))酵母から抽出したmRNAを逆転写反応させ
たものに、Cy5で標識したdCTPを取り込ませ、蛍
光標識cDNAを調製した。
【0036】(ハイブリダイゼーションと測定)上記標
識cDNA(1mM)をハイブリダイゼーション用溶液
(4×SSC及び10%SDS混合溶液、混合割合は、
体積比で1対10)20μLに分散させたものを、上記
のようにして得られたDNAチップに重層し、モイスチ
ャーチャンバー内にて60℃で20時間インキュベート
した。次に、これを0.1重量%SDS(水溶液)と2
×SSCとの混合液(混合比は体積比で1対1)に浸漬
した。次に、0.1重量%SDSと2×SSCとの混合
溶液、0.1重量%SDSと0.2×SSCとの混合溶
液並びに0.2×SSC液で順次洗浄した後、600r
pmで20秒間遠心し、室温で乾燥した。
【0037】このようにして乾燥されたプレート表面の
蛍光強度をScanArray5000(ビーエム機器社製)で
測定した。なお、レーザー出力は100%、検出ゲイン
は100%、励起光の波長は550nm、発光波長は5
70nmとした。結果を下記の表2に示す。
【0038】
【表2】
【0039】
【発明の効果】本発明に係る反応チップ用担体は表面が
コロナ放電処理の条件を調製することにより、担体表面
の親水基や官能基の量を制御することができ、それによ
って担体表面に担持される反応性物質量を容易に制御す
ることができる。従って、反応性物質の担持される量を
増大させて感度を高めることができる。また、逆に、使
用する反応性物質量を低減することも容易である。
【0040】本発明においては、上記コロナ放電処理の
程度を調製することにより、担体表面の親水性を容易に
制御でき、特に、ぬれ張力が35〜95dyne/cm
の範囲とされている場合には、充分な親水性を有するた
め、埃の付着を抑制することができ、担体表面に液体の
サンプルを容易に展延することができ、かつ親水性が高
すぎないため、イオン性の埃などの付着も生じ難い。
【0041】上記反応チップ用担体が黒色または透明で
ある場合には、蛍光分析に際してのバックグランドノイ
ズを低くすることができ、検出感度を高めることができ
る。
【0042】本発明に係る反応チップは本発明にしたが
って構成された反応チップ用担体表面に反応性物質を担
持した構造を有するので、上記コロナ放電処理の程度を
調整することにより、反応性物質の固定量を容易に調整
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で容易されたプレートの平面形状を示す
平面図。
【符号の説明】
1…プレート(反応チップ用担体)
───────────────────────────────────────────────────── 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) C12N 15/09 G01N 33/53 M G01N 33/53 33/566 33/566 37/00 102 37/00 102 C12N 15/00 F

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検体中の物質を検出するために、該物質
    と反応する反応性物質が表面に担持される反応チップ用
    担体であって、表面がコロナ放電処理されていることを
    特徴とする反応チップ用担体。
  2. 【請求項2】 表面のぬれ張力が35〜95dyne/
    cmである請求項1に記載の反応チップ用担体。
  3. 【請求項3】 黒色または透明である請求項1または2
    に記載の反応チップ用担体。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3に記載の反応チップ用担体
    と、該反応チップ用担体表面に担持された反応性物質と
    を備える、反応チップ。
JP2001216915A 2001-07-17 2001-07-17 反応チップ用担体及び反応チップ Pending JP2003028877A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007189961A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Toppan Printing Co Ltd 容器の製造方法及び表面処理装置
JP2010515924A (ja) * 2007-01-16 2010-05-13 ラブ901 リミテッド マイクロ流体デバイス

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