JP2003098060A - プローブ顕微鏡を用いて標的部位を選択的に採取する方法、その標的部位に含有される物質をそこにおいて反応させる方法、およびそれらの方法を行うための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不要な物質のコンタミネーションが少なく、
微細な領域に含まれる標的物質を選択的に採取および／
または反応させることが可能な方法を提供する。 【解決手段】 プローブ顕微鏡を用いて標的部位を選択
的に採取する方法であって、（１）標本に具備される試
料をコーティング剤で被覆することと、（２）前記プロ
ーブ顕微鏡により前記被覆された標本を画像化すること
と、（３）前記プローブ顕微鏡に具備される探針によっ
て、当該標本における標的部位のコーティング剤を掻爬
することと、（４）前記試料の露出した標的部位に対し
て、所望の処理を行い、該標的部位に含有される物質を
選択的に採取することとを具備する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、染色体およびゲノ
ムＤＮＡ等の微小領域、特に、ナノ領域で生物学的活性
を有する材料を具備する標本において、目的とする部位
のみを特異的に採取したり反応させるための方法と装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】染色体の特定部位からＤＮＡを回収する
方法は、例えば、公知のＦＩＳＨ実験プロトコールにお
いて用いられる方法や特開平１０−１２７２６７、Ｊｏ
ｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｂｉｏｌｏ
ｇｙ １１９，２３２−２３７（１９９７）、特公平０
５−０１３５７８、特公平０８−００７２０９等の文献
で使用されている方法がある。

【０００３】第１の文献では、共に基板上に展開され露
出された染色体サンプルから、特定部位のＤＮＡを切断
し回収する方法が開示される。これらは、光学顕微鏡で
染色体を観察しながら、マイクロマニピュレーターに取
り付けられた微小ガラス針を用いて染色体の一部を掻爬
し、染色体を切断して回収する方法である。

【０００４】第３の文献は、原子間力顕微鏡を用いるマ
イクロダイセクションにより、染色体の特定部位からＤ
ＮＡを回収する方法を開示する。この方法は、原子間力
顕微鏡のカンチレバーを用いて、基板上に展開され露出
された染色体サンプルから、目的とする部分を掻き取る
ものである。

【０００５】後者の２つの文献、即ち、特公平０５−０
１３５７８および特公平０８−００７２０９では、染色
体試料溶液中で特定の染色体部位を切断しＤＮＡを回収
する方法が開示されている。これらは、レーザービーム
を用いて、液体中の染色体を切断し、切断された染色体
に電荷を与えることにより、染色体断片を選択的に回収
するものである。

【０００６】このような従来使用されている方法には、
以下のような問題点がある。即ち、問題とは、主に、サ
ンプルの調製中、サンプルの調製後および染色体の切断
中等、種々の工程において不要なＤＮＡ、タンパク、試
薬およびゴミ等の混入や付着によるコンタミネーション
が生じること、また、目的とする染色体を切断して得た
ＤＮＡを回収する場合に、必要とされる試料またはその
一部分が脱落してしまうことである。

【０００７】また、マイクロマニピュレーターや原子間
力顕微鏡を使用するマイクロダイセクションでは、微小
ガラス針やカンチレバーによって掻爬し採取を行うた
め、極微細な領域、例えば、ナノメーターレベルまたは
ＤＮＡファイバー単位でのゲノムレベルでの操作を行う
ことは不可能であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような状況に鑑
み、本発明の目的は、不要な物質のコンタミネーション
が少なく、微細な領域に含まれる標的物質を選択的に採
取することが可能な方法を提供することである。例え
ば、染色体や核酸等を扱う場合であれば、不要なＤＮ
Ａ、タンパク、試薬およびゴミ等の混入や付着によるコ
ンタミネーションが少なく、極微細な領域における染色
体およびＤＮＡの所望の一部分のみを選択的に採取する
ことが可能な方法を提供することである。

【０００９】本発明のもう１つの目的は、標本上で、当
該標本の標的部分の物質を所望の反応に供することが可
能な方法を提供することである。例えば、その標本上
で、染色体標本の標的部分のみを選択的に増幅反応およ
び／またはハイブリダイゼーション反応等、所望の反応
を部位選択的に行うことができる方法を提供することで
ある。

【００１０】また更に、本発明の目的は、上述の方法を
実施するための装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】鋭意研究の結果、上記目
的を解決するための手段が発明者により見出された。即
ち、プローブ顕微鏡を用いて標的部位を選択的に採取す
る方法であって、（１） 標本に具備される試料をコー
ティング剤で被覆することと、（２） 前記プローブ顕
微鏡により前記被覆された標本を画像化することと、
（３） 前記プローブ顕微鏡に具備される探針によっ
て、標的部位を掻爬することと、（４） 前記試料の露
出した標的部位に対して、所望の処理を行い、該標的部
位に含有される物質を選択的に採取することと、を具備
する方法；プローブ顕微鏡を用いて標的部位を選択的に
採取する方法であって、（１） 標本に具備される試料
をコーティング剤で被覆することと、（２） 前記プロ
ーブ顕微鏡により前記被覆された標本を画像化すること
と、（３） 前記プローブ顕微鏡に具備される探針によ
って、標的部位を掻爬することと、（４） 前記試料の
露出した標的部位に対して、所望の処理を行うことによ
って、該標的部位に含有される物質を選択的に反応させ
ることと、を具備する方法；およびプローブ顕微鏡を用
いて標的部位を選択的に採取および／または反応させる
ための装置であって、そこにおいて標本を支持する標本
支持手段と、標本に具備される試料の表面の凹凸を感知
する検出手段と、該検出手段により感知された凹凸の情
報から画像化を行う画像化手段と、該画像化された情報
を出力するための出力手段と、該試料の標的部位を掻爬
するための掻爬手段と、該標本支持手段、検出手段、画
像化手段、出力手段および掻爬手段の機能を制御する制
御手段と、を具備する装置である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の１つの側面に従うと、プ
ローブ顕微鏡を用いて標本の標的部位を選択的に採取す
る方法が提供される。また本発明の１つの側面に従う
と、プローブ顕微鏡を用いて標的部位を選択的に反応さ
せる方法が提供される。図１を用いて、本発明の概念を
１態様を例に説明する。

【００１３】まず、標本を用意する（図１ａ）。例え
ば、試料としての染色体を基板１上に展開する。染色体
の展開領域２の拡大図を図１ａの右側に示す。続いて、
該標本に具備される試料をコーティング剤で被覆する
（図１ｂ）。図中コーティング剤の被覆領域３を斜線で
示す。被覆された染色体の拡大図を図１ｂの右側に示
す。次に、探針４を具備したカンチレバー５と、カンチ
レバー制御装置６と、制御装置７と、モニター８とを具
備するプローブ顕微鏡を用いて、該展開した染色体の画
像を得て、その画像を基に試料中の標的部位を決定する
（図１ｃ）。この画像化と標的部位の決定と同時か、ま
たは該決定に続いて、該探針４を具備したカンチレバー
５を用いて、該試料の標的部位のコーティング剤の薄膜
を掻爬する（図１ｃ）。図１ｃの右側には、コーティン
グ剤が掻爬された部分９の拡大図を示す（図１ｃ）。こ
れによって、標的部位だけが該コーティング剤から露出
させる。続いて、該標的部位の採取または反応に必要な
溶液または試薬１１を添加手段１０により添加する（図
１ｄ）。ここで使用するコーティング剤の薄膜は、当該
溶液または試薬１１に対して耐薬品性であり、且つ耐熱
性であって可塑性を有している。従って、この状態で、
標的部位に対して所望する反応および／または採取を行
うことが可能である。

【００１４】当該カンチレバー５の押さえ付ける力は使
用者が任意に調節することができる。好ましくは当該探
針４が当該コーティング剤のみを掻爬するようにカンチ
レバー５を操作する。しかしながら、仮に試料自体を掻
爬したとしても、標的部位以外の部分は以前としてコー
ティングされているので、そのまま、所望の処理を続け
ることが可能である。従って、ここで「標的部位を掻爬
する」とは、該コーティング剤のみを掻爬しても、標的
部位の試料自体を掻爬してもよいと解釈されるべきであ
る。

【００１５】ここで使用される「プローブ顕微鏡」と
は、微細な探針(一般的に、プローブとも称す)で固体表
面を走査し、電気、光学または磁気等の物理学的現象を
検知することによりその空間分布を測定し、それによっ
てその構造や電子状態を画像化したり解析する手段を指
す。本発明の態様において使用されるプローブ顕微鏡
は、このような手段として使用される何れの装置でも使
用することが可能である。例えば、アトムプローブ顕微
鏡(APMと称する)または走査型プローブ顕微鏡(以下SPM
と称する）としての原子間力顕微鏡(Atomic force micr
oscope、以下AFMと称する)、マクスウェル応力顕微鏡お
よび磁気力顕微鏡、トンネル音響顕微鏡（以下、TAMと
称する）、走査型熱プロファイラ（以下、STPと称す
る）等を有効に利用できるが、本発明の目的である微小
部位の採取および／または反応を実行する構成を備える
ように適宜設計変更されたものでもよく、そのように設
計されたプローブ顕微鏡を分析装置の一部として組み込
むことも可能である。

【００１６】ここで使用される「標本」の語は、前記プ
ローブ顕微鏡において一般的に用いられる、基板に試料
を具備する標本をいう。但し、本発明の態様に従うと、
コーティング剤が被覆されるまでは、当該標本の試料は
露出している必要がある。即ち、当該基板上に試料がマ
ウントされた状態の標本である。前記試料は、例えば、
染色体、ゲノムＤＮＡ、プラスミド、種々の核酸、遺伝
子、タンパクおよびその他の生体由来の種々の物質、並
びに細胞、組織切片、微生物およびウイルス等である。
また、以上のような生物由来の試料ばかりではなく、そ
の他の天然物質および人工物質等であっても、本発明の
態様に従って試料として取り扱うことが可能である。

【００１７】前記基板は、例えば、ガラス基板、グラフ
ァイト基板、雲母基板およびサファイヤ基板等の平坦な
基板を使用してよい。また、種々の材質からなるビーズ
等、表面が平坦な基板以外であっても、試料自体の表面
の凹凸が観察できるものであれば使用できる。標本の作
製は、使用する試料と基板とに応じて、夫々一般的に使
用される手段によって該試料を基板上に配置した後で、
当該試料を覆うようにコーティング剤を被覆する。

【００１８】また、当該標本中の試料のアドレスを更に
詳細に得るためには、試料をマウントした後で、染色ま
たは金コロイドのハイブリダイゼーション等を行うこと
が好ましい。

【００１９】ここで使用される「標的部位」の語は、採
取または反応の対象となる試料中の物質またはその一部
分であればよい。即ち、用いられる試料や、使用者の所
望に応じて決定され得る。そのような物質は、例えば、
ＤＮＡおよびＲＮＡ等の種々の核酸分子の各種遺伝子領
域や変位部位、タンパク質およびアミノ酸の各機能領域
や異常配列部位、初期癌等の微小病理部位、菌・ウイル
ス等の微小表皮部分等であり得る。

【００２０】ここで使用される「反応」の語は、標的部
位に対して行う処理により得られる全ての反応を示し、
例えば、標的部位が核酸であれば、ヌクレアーゼによる
分解反応、ＤＮＡポリメラーゼ等による所望塩基配列の
合成、ポリメラーゼ連鎖反応等による増幅反応、ハイブ
リダイゼーション反応、熱による解離反応、ライゲーシ
ョン並びに制限酵素等による消化反応等である。即ち、
処理対象物質により、使用する試薬および反応が選択さ
れ得る。また、同様に、基板上で行うことが可能な処理
は、熱処理、アルカリ処理、酵素処理、沈殿処理、抽出
処理、標識化処理、洗浄処理、回収処理、採集処理およ
び可溶化処理等である。しかしながら、対象となる物質
や処理実施者の所望に応じて、これ以外の処理および反
応が任意に選択されることは当業者には明らかであろ
う。

【００２１】本発明により実行される反応は、１以上の
所望の標的部位のみを反応の場として限定されるので、
従来の反応処理のように標的部位に特異的に作用する組
成や反応条件が不要になるため、反応の迅速化、簡略
化、低コスト化、スループットの向上等に寄与するとい
う利点もある。従って、大規模スクリーニングや創薬等
の用途にも適している。

【００２２】ここで使用される「コーティング剤」と
は、採取または反応の目的に応じて適宜、耐水性、耐薬
品性および耐酵素性を有する可塑性物質を示し、例え
ば、種々のプラスチック樹脂が好ましく使用できる。具
体的には、ポリメチルメタクリレートが好ましく使用で
きる。また、コーティング剤による被覆は、検出対象と
なる試料表面の凹凸を、被覆表面に反映することが可能
な程度に薄く且つ均等に行うことが望ましい。好ましい
コーティング被覆の厚みは０．５ｎｍから５０ｎｍ、更
に好ましくは１ｎｍから１０ｎｍである。

【００２３】また、被覆の際に用いるコーティング剤の
濃度は０．０１から５％、好ましくは０．０５から１
％、特に、０．１から０．５％であり、使用にあたって
は、揮発性の適宜の溶媒をコーティング剤の種類に応じ
て適宜選択すればよい。

【００２４】具体的には、本発明の態様に従うと、該膜
を掻爬した部分以外は、当該コーティング膜上で所望の
処理および反応を行う。従って、当該コーティング剤は
膜上に載せた薬品類とは反応をおこなさないものを用い
ることが好ましく、それにより、所望する部分のみに対
して所望の処理を行うことが可能である。

【００２５】また、標的部位の採取においては、従来の
方法のように単に針等の採取手段によって掻き取るだけ
では、コンタミネーションや、試料またはその一部分の
脱落を防止することは不可能である。しかし、本発明の
態様に従えば、コンタミネーションや脱落を防ぎ、その
上、採取に当たっては、適切な処理により消化または切
断することによって、より繊細に且つ正確に所望の部位
の採取を達成することが可能になる。しかしながら、本
発明の態様に従う採取または回収は、液体を使用する方
法に限らず、例えば、ピペットおよびシリンジ等の回収
手段によって吸引して行ってもよく、この場合には、コ
ーティング剤が、吸引圧で破壊されない程度の耐圧性も
しくは厚みを有しているのが好ましい。また、公知のレ
ーザーキャプチャーマイクロダイゼクションのように、
粘着性フィルムを回収手段に取り付けて試料に接触させ
ながら赤外線等の熱レーザーを照射するようにして、試
料の露出部位のみを粘着させてはがしてもよく、この場
合にはコーティング剤と粘着性フィルムの粘着が生じな
いようにコーティング面の表面材質を非粘着性にするの
が好ましい。

【００２６】前述のコーティング剤を被覆する手段は、
使用する物質に応じて一般的に使用されるコーティング
手段を用いることが可能である。例えば、スピンコーテ
ィング、ディップコーティング、塗布およびスパッタリ
ング等の手段を使用してよい。また、予め製作しておい
た膜を張り付けることも可能である。このように、膜で
覆うことにより、外部から試料へのコンタミネーション
が防止でき、且つ基板上より試料が脱落することも防止
できる。

【００２７】ここで使用される「画像化」の語は、試料
表面を反映するような凹凸に関する測定データに基づく
形態的画像に限らず、試料固有の特性（電荷、磁性、波
動、自家発光等）や予め処理された可視化試薬による光
学特性（蛍光、発色、偏光等）に関する測定データに基
づく物性分布ないし光学特性分布による擬似的な画像を
含む。従って、画像化手段としてはプローブ顕微鏡に限
らず、物性ないし光学的測定を行う任意の手段であり得
る。

【００２８】ここで使用される「探針」の語は、一般的
にプローブとも称されるものであり、前記プローブ顕微
鏡のカンチレバーの先端に装備された非常に尖った微小
な針をいう。例えば、シリコン、タングステン、ガラ
ス、Ｐｔ−Ｉｒ合金および金線等で形成される。探針の
先端の曲率半径は、一般的に約５ｎｍから１００ｎｍで
ある。本発明の態様に従うと、このように微小な探針に
より標的部位を掻爬するので、探針の測定分解能とは無
関係に、目的とする部位のみを数ｎｍ単位でコーティン
グ部分から露出させ、係る限定された露出領域について
の採取および／または反応させることが可能である。例
えば、ＤＮＡを対象とする場合では、ナノメーターレベ
ルで、即ち、ゲノムレベルで採取および反応を行うこと
が可能でる。これによりＤＮＡを１本または数本のファ
イバーとして扱うことが可能で合る。また、高解像度且
つ高精度なプローブ顕微鏡を用いて行うので、高精度に
掻爬部位、掻爬深度および掻爬面積を所望に応じて正確
に限定することが可能である。

【００２９】上述の例では、試料の観察の前に、該試料
に対して被覆を行っているが、この手順に限定されるも
のではなく、観察した後に被覆を行ってもよい。この場
合、被覆処理の際に標本を顕微鏡の観察位置から一時移
動させることになるので、プローブ顕微鏡により観察す
る試料の位置、即ち、目的のステージアドレスを再生す
ることが可能な手段が、該プローブ顕微鏡および標本に
具備されていることが好ましい。また、試料上の標的部
位が可視化されるように、試料を基板上に固定する前後
で且つコーティング剤の被覆前に、可視化用の試薬を試
料に接触させるようにしてもよい。

【００３０】本発明の更なる側面に従うと、プローブ顕
微鏡を用いて標的部位を選択的に採取および／または反
応させる方法を行うための装置が提供される。図２を用
いて、当該装置について説明する。

【００３１】本発明の態様に従うと、少なくとも該装置
は、標本支持手段２２、検出兼掻爬手段２３、制御手段
２４、出力手段２５、入力手段２６および演算手段２７
を具備する。

【００３２】標本支持手段２２は、そこにおいて標本２
１を支持するための手段である。例えば、一般的な顕微
鏡用のステージでよく、ＸＹステージまたは可動ステー
ジと称される手段を使用してよい。また、当該装置に
は、ステージアドレス情報の記録および再生の可能な手
段が具備されてもよい。それによって、コーティング剤
の被覆の前に試料の観察を行って所望の標的部位を決定
した後で、標本を該ステージから外し或いはステージに
載せたままでコーティング剤の被覆を行い、その後、再
び該ステージに配置して、該プローブ顕微鏡に対する前
記標的部位のステージアドレス情報により当該位置を再
生し、所望の処理および反応が可能になる。

【００３３】検出兼掻爬手段２３は、試料を検出するた
めの検出手段と標的部位を掻爬するための掻爬手段とを
兼ねる手段である。検出兼掻爬手段２３は、例えば、上
述したようなプローブ顕微鏡の夫々の検出部を使用すれ
ばよい。そのような検出部は、ＡＦＭであれば、例え
ば、探針を具備したカンチレバーと、カンチレバー駆動
手段と、カンチレバー制御手段と、位置検出手段と、レ
ーザーとを少なくとも具備すればよい。また、検出兼掻
爬手段２３は、検出手段と掻爬手段に分かれていてもよ
い。その場合、検出手段と掻爬手段とは互いに同じ手段
から構成されてもよく、また少なくとも一部または全て
異なる手段から構成されてもよい。

【００３４】本発明の態様に従うと、制御手段２４は、
当該装置の機能を制御するための手段である。従って、
標本支持手段２２、検出兼掻爬手段２３、出力手段２５
および入力手段２６を、夫々にまたは連動して制御でき
る手段であればよく、一般的に使用される制御手段であ
ればよい。また、当該装置の各手段は、プログラムに従
って、また演算手段２７によって演算された結果に従っ
てその機能が制御されてもよい。例えば、検出手段によ
り検出されたデータを演算手段２７によって画像化処理
を行って、その後、出力手段２５から出力してもよい。
ここで使用し得る演算手段２７は、一般的に使用される
演算を行うための演算手段を用いることができる。

【００３５】本発明の態様に従うと、出力手段２５は、
モニターおよびプリンター等、一般的に使用される、画
像、プログラム、並びに数値および文章等のパラメータ
等の情報を任意に出力するための手段であればよい。ま
た、出力手段２５は、目的に応じて複数で具備されても
良い。例えば、パラメータ等の情報が出力されるモニタ
ーと画像を出力するモニターをそれぞれ具備させること
が可能である。

【００３６】本発明の態様に従うと、入力手段２６は、
キーボード、マウスおよびジョイスッティック等の情報
の入力操作において一般的に使用される手段であればよ
い。

【００３７】更に、本発明の態様に従うと、上述の手段
の他に、更に、試薬を供給するための試薬供給手段、サ
ンプリングを行うためのサンプリング手段、および試料
をコーティング剤により被覆するためのコーティング手
段等を具備してもよい。

【００３８】このようは装置に利用できるプローブ顕微
鏡としては、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒａ
ｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ １１９，２３２−２３７（１９９
７）等に開示されている装置が例として挙げられるが、
これらに限るものではない。

【００３９】以下に実施例を用いて更に本発明を詳細に
説明するが、これらは例示のために示すものであり、本
発明を制限するものではない。また、本発明は以下の例
に限定されず種々の変更が可能である。

【００４０】

【実施例】本発明の態様に従い、原子間力顕微鏡をプロ
ーブ顕微鏡として用い、染色体標本からＤＮＡを採取し
た。

【００４１】１．染色体標本の作製 ヒト末梢血リンパ球を使用し染色体標本を作製した。ま
ず、ヒト末梢血リンパ球を採取し、２２から２６時間の
短期培養を行った。この培養後、培養液を最終濃度０．
０１μｇ／ｍＬのコルセミドで置き換え、３０分から１
時間に亘って静置した。これを、１５００ｒｐｍで５分
間、遠心した。上清を除いた後、５ｍＬの低張液（組成
は０．２％のＮａＣｌ、０．２％のＫＣｌである）を加
え、室温にて２０分間処理をした。次に、１００％のメ
タノールを添加して約１０ｍＬとした後にピペッティン
グをして固定した。１２００ｒｐｍで５分間の遠心を
し、上清を除いた。５ｍＬの１００％のメタノールを加
えて細胞浮遊液を作製した。この細胞浮遊液と酢酸を
３：１で混合し、素早くスライドグラス上に展開した。
この標本に、９：１のメタノール：酢酸混合液を滴下
し、速やかに乾燥した。乾燥後、リン酸緩衝液（ｐＨ
６．８）中で１回洗浄し、７０％のエタノール中で４回
洗浄した後で風乾した。これに０．０２％のトリプシン
を滴下し、４０〜７０秒間の処理をした。次に、５％の
ギムザにより染色した（即ち、ＧＴＧ分染である）。

【００４２】２．原子間力顕微鏡による観察 上記で得た染色体標本を原子間力顕微鏡で観察した。市
販の原子間力顕微鏡（オリンパス光学工業株式会社製）
を使用した。

【００４３】得られた画像を図３Ａに示す。図中の色彩
のうち、白が強い部分ほど試料の高さが高く、黒が強い
部分ほど試料の高さが低い。結果として染色体像全体が
明瞭に可視化された。

【００４４】続いて、当該標本にコーティング剤を施
す。コーティング剤は、メチルエチルケトンを溶媒中で
０．１％のポリメチルメタクリレートを使用し、これを
スピンコーティングにより厚さ約５ｎｍで塗布した。乾
燥後、同様に原子間力顕微鏡で観察した。得られた画像
を図３Ｂに示す。当該被覆の後であっても、被覆前の状
態とほぼ同じように原子間力顕微鏡により画像を得るこ
とが可能であった。

【００４５】３．掻爬 続いて、上述の原子間力顕微鏡のカンチレバーを用いて
掻爬を行った。探針は、シリコンにより形成されたもの
を使用した。具体的な掻爬の操作としては、顕微鏡装置
のモニター画面を見ながら掻爬すべき場所を入力して、
指定範囲を往復させるように探針を動作させた。

【００４６】掻爬後に得られた画像を図３Ｃに示す。図
３Ｃから明らかであるように、ほぼ数平方ｎｍの範囲で
当該コーティング剤が掻爬出来た。図３Ｄの写真は、図
３Ｃの写真のコントラストを変更して視覚的に深度を観
察可能にした写真である。この写真からも、目的とした
標的部位のみが掻爬されているのが確認できた。この例
では掻爬の回数を変更することにより、コーティング剤
のみを完全に取り除くことができた。この掻爬後に露出
された染色体部位は、核酸プローブやバンド染色剤等の
核酸特異反応試薬によって充分且つ選択的に反応を行え
るものである。

【００４７】本発明の態様に従った装置の細部および掻
爬後の標本の模式図を図４に示す。標本３０は可動ステ
ージ３４に配置される。標本３０は、基板３１と試料３
２とコーティング剤３３とを具備する。探針を具備した
カンチレバー３７に掻爬した部位３５から、試料の標的
部位が露出している。当該掻爬部位３５の上部には、試
薬等の液体３６が滴下されている。一方、探針を具備し
たカンチレバー３７は、ピエン素子によるカンチレバー
駆動手段４０により駆動される。また、この駆動は、カ
ンチレバー制御装置を具備する原子間力顕微鏡の制御系
４１により制御される。検出は、レーザー３９からのレ
ーザーをカンチレバーに照射し、その反射を検出手段３
８により検出される。そのデータは原子間力顕微鏡４１
に具備される演算手段により画像化され、出力手段４２
により出力される。

【００４８】

【発明の効果】以上のような本発明によって、不要な物
質のコンタミネーションが少なく、微細な領域に含まれ
る標的物質を選択的に採取することが可能である。例え
ば、染色体や核酸等を扱う場合であれば、不要なＤＮ
Ａ、タンパク、試薬およびゴミ等の混入や付着によるコ
ンタミネーションが少なく、且つ極微細な領域における
目的染色体およびＤＮＡの所望の一部分のみを選択的に
採取することが可能である。

【００４９】また、本発明によれば、標本上で、当該標
本の標的部分の物質を所望の反応に供することが可能で
ある。例えば、その標本上で、染色体標本の標的部分の
みに対して選択的に、増幅反応および／またはハイブリ
ダイゼーション反応等の所望の反応を行うことができ
る。

【００５０】更に、本発明によれば、上記の採取および
反応を都合良く行うことが出来る装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の態様に従った方法の概要を示すスキー
ム。

【図２】本発明の態様に従った装置を示すブロック図。

【図３】本発明の態様に従い原子間力顕微鏡により撮影
した顕微鏡写真。

【図４】本発明の態様に従った装置を示す図。

【符号の説明】

１．基板 ２．展開領域 ３．被覆領域 ４．カ
ンチレバー ５．探針６．カンチレバー ７．制御
装置 ８．モニター ９．コーティング剤が掻爬さ
れた部分 １０．添加手段 １１．試薬 ２１．
標本 ２２．標本支持手段 ２３．検出兼掻爬手段
２４．制御手段 ２５．出力手段 ２６．入力
手段 ２７．演算手段 ３０．標本 ３１．基板
３２．試料 ３３．コーティング剤 ３４．可
動ステージ ３５．掻爬部位３６．液体 ３７．探
針を具備したカンチレバー ３８．検出手段 ３９．レーザー ４０．カンチレバー駆動手段 ４
１．原子間力顕微鏡の制御系 ４２．出力手段

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 1/04 Ｇ０１Ｎ 33/50 Ｐ 33/50 Ｃ１２Ｎ 15/00 Ａ Ｆターム(参考） 2F069 AA60 BB40 HH30 2G045 AA24 BA13 CB01 FA11 JA01 2G052 AA28 AB20 AB21 AD14 AD34 AD54 BA11 FD06 GA11 4B024 AA11 BA80 CA01 CA09 CA11 HA12 4B029 AA09 BB20 CC02 HA10

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローブ顕微鏡を用いて標的部位を選択
   的に採取する方法であって、 （１） 標本に具備される試料をコーティング剤で被覆
   することと、 （２） 前記被覆された標本を画像化することと、 （３） 前記プローブ顕微鏡に具備される探針によっ
   て、当該標本における標的部位を掻爬することと、 （４） 前記試料の露出した標的部位に対して、所望の
   処理を行い、該標的部位に含有される物質を選択的に採
   取することと、を具備する方法。
2. 【請求項２】 プローブ顕微鏡を用いて標的部位を選択
   的に反応させる方法であって、 （１） 標本に具備される試料をコーティング剤で被覆
   することと、 （２） 前記被覆された標本を画像化することと、 （３） 前記プローブ顕微鏡に具備される探針によっ
   て、当該標本における標的部位を掻爬することと、 （４） 前記試料の露出した標的部位に対して、所望の
   処理を行うことによって、該標的部位に含有される物質
   を選択的に反応させることと、を具備する方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の方法であっ
   て、前記コーティング剤が可塑性物質であることを特徴
   とする方法。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載の方法であっ
   て、前記コーティング剤がポリメチルメタクリレートで
   あることを特徴とする方法。
5. 【請求項５】 前記試料が染色体であることを特徴とす
   る請求項１から４の何れか１項に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記標的部位がＤＮＡ断片であることを
   特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の方法。
7. 【請求項７】 請求項１または２に記載の方法であっ
   て、（２）の画像化がプローブ顕微鏡を用いて実行され
   ることを特徴とする方法。
8. 【請求項８】 請求項５または６の何れか１項に記載の
   方法であって、（４）における前記反応が、酵素反応、
   ハイブリダイゼーション反応、結合反応、標識化、解離
   反応およびライゲーション反応からなる群より選択され
   ることを特徴とする方法。
9. 【請求項９】 前記探針がカンチレバーに具備されるこ
   とを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の方
   法。
10. 【請求項１０】 プローブ顕微鏡を用いて標的部位を選
    択的に採取および／または反応させるための装置であっ
    て、 そこにおいてコーティング剤で被覆された標本を支持す
    る標本支持手段と、 標本に具備される試料の表面の凹凸を感知する検出手段
    と、 該検出手段により感知された凹凸の情報から画像化を行
    う画像化手段と、 該画像化された情報を出力するための出力手段と、 該試料の標的部位を掻爬するための掻爬手段と、 該標本支持手段、検出手段、画像化手段、出力手段およ
    び掻爬手段の機能を制御する制御手段と、を具備する装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項１から９の何れか１項に記載の
    方法を行うための装置であって、 そこにおいて標本を支持する標本支持手段と、 標本に具備される試料の表面の凹凸を感知する検出手段
    と、 該検出手段により感知された凹凸の情報から画像化を行
    う画像化手段と、 該画像化された情報を出力するための出力手段と、 該試料の標的部位を掻爬するための掻爬手段と、 該標本支持手段、検出手段、画像化手段、出力手段およ
    び掻爬手段の機能を制御する制御手段と、を具備する装
    置。
12. 【請求項１２】 請求項１０または１１の何れか１項に
    記載の装置であって、更に、コーティング剤の被覆を行
    うコーティング手段と、所望の物質を供給するための供
    給手段と、サンプリングを行うためのサンプリング手段
    とを具備する装置。
13. 【請求項１３】 請求項１０から１２の何れか１項に記
    載の装置であって、前記掻爬手段が、探針を具備したカ
    ンチレバーである装置。