JP2003156495A - Substrate for biomolecule microarray, its manufacturing method an biomolecule microarray - Google Patents

Substrate for biomolecule microarray, its manufacturing method an biomolecule microarray

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JP2003156495A JP2001358446A JP2001358446A JP2003156495A JP 2003156495 A JP2003156495 A JP 2003156495A JP 2001358446 A JP2001358446 A JP 2001358446A JP 2001358446 A JP2001358446 A JP 2001358446A JP 2003156495 A JP2003156495 A JP 2003156495A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate enabling an automatic gridding to surround spots with a circle, capable of collecting fluorescent data automatically without troubling a person from a biomolecule microarray, for example, a DNA microarray, and enabling digital analysis. SOLUTION: This substrate for the biomolecule microarray has a plurality of spots for immobilizing biomolecule probes on the substrate surface. The spot for immobilizing the biomolecule probe has a light reflection layer spot between itself and the substrate surface. This manufacturing method of the substrate for the biomolecule microarray is also provided. The biomolecule microarray has a plurality of biomolecule probe immobilized spots formed by immobilizing the biomolecule probes on the spots for immobilizing the biomolecule probes held by the substrate for the biomolecule microarray.

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】本発明は、高感度化及びデジ
タル解析が可能な生体分子マイクロアレイ用基板及びそ
の製造方法、さらには生体分子マイクロアレイに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a biomolecule microarray substrate capable of high sensitivity and digital analysis, a method for producing the same, and a biomolecule microarray.

【0002】[0002]

【従来の技術】遺伝子発現プロファイルを網羅的に解析
できるDNAマイクロアレイは、1枚につき数千〜数万
の遺伝子を解析する。従来のDNAマイクロアレイは、
DNAをスタンピングする装置(DNAアレイヤー)を用
い、先が割れたクイルピンでDNAを吸い取り、スライ
ドガラスに4〜48本程度のクイルピンを同時に打ち付
けることによりDNAスポットを作製する。このように
して作製されたDNAスポットは、形状や面積が一定し
ていないため、再現性や定量性に悪影響を与える。ま
た、DNAスポットの位置は、クイルピンごとに曲がっ
ている向きが異なっていたり、クイルピンがスタンピン
グ時にそれぞれ回転することで、それぞれのDNAスポ
ットが正確に整列することなくDNAスポットはゆがみ
が生じる結果となる。このようにして作製されたDNA
マイクロアレイは、蛍光標識した核酸試料をハイブリダ
イゼーション反応させた後、共焦点蛍光顕微鏡をベース
にした蛍光スキャナーによりDNAマイクロアレイ全体
の蛍光像を取得する。
2. Description of the Related Art A DNA microarray capable of comprehensively analyzing a gene expression profile analyzes thousands to tens of thousands of genes per sheet. The conventional DNA microarray is
Using a device for stamping DNA (DNA arrayer), a quill pin with a broken tip absorbs the DNA, and about 4 to 48 quill pins are simultaneously struck on a slide glass to form a DNA spot. The DNA spots produced in this way have a non-uniform shape and area, which adversely affects reproducibility and quantitativeness. Further, the positions of the DNA spots are different depending on the quill pins, and the quill pins are rotated during stamping, which results in the DNA spots being distorted without being aligned accurately. . DNA produced in this way
In a microarray, a nucleic acid sample labeled with fluorescence is subjected to a hybridization reaction, and then a fluorescence image of the entire DNA microarray is acquired by a fluorescence scanner based on a confocal fluorescence microscope.

【0003】DNAマイクロアレイの蛍光像は、そのま
まではスポットごとの蛍光強度を測定することができな
いため、解析用ソフトウエアにより、グリッディングと
いう操作を行う。グリッディングは、アレイ上のスポッ
トの縦横の数やスポットの間隔、スポットの直径の大き
さを入力し、スポットを円で囲む操作をいう。このグリ
ッディングは、スポットの位置がずれていると正確に囲
むことができないため、ソフトウエアにより、自動で位
置を補正する機能がついている。しかるに、すべての操
作が自動になっているわけではなく、手動でスポットの
開始点の設定や目視によりすべてのスポットのグリッド
を確認し補正する必要がある。そのため、この操作は、
非常に煩雑であり、DNAスポットの数が数千以上にな
ると非常に時間がかかる作業となり、解析スピードを遅
らせる要因となっている。
Since the fluorescence intensity of each spot cannot be measured as it is in the fluorescence image of the DNA microarray, an operation called gridding is performed by the analysis software. The gridding is an operation of inputting the number of vertical and horizontal spots on the array, the interval between the spots, and the size of the diameter of the spot, and enclosing the spot with a circle. Since this gridding cannot be accurately enclosed if the spot position is deviated, it has a function of automatically correcting the position by software. However, not all operations are automatic, and it is necessary to manually check and correct the grids of all spots by setting the spot start point and visually. Therefore, this operation is
It is very complicated, and when the number of DNA spots is several thousand or more, it takes a very long time, which is a factor of slowing down the analysis speed.

【0004】そこで本発明は、グリッディングを自動で
行うことを可能にし、生体分子マイクロアレイ、例え
ば、DNAマイクロアレイからの蛍光データの収集を、
人手を煩わすことなく自動で行うことができ、デジタル
解析を可能にする基板を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention makes it possible to perform gridding automatically and collect fluorescence data from a biomolecule microarray, for example, a DNA microarray.
It is an object of the present invention to provide a substrate which can be automatically analyzed without human labor and enables digital analysis.

【0005】上記目的を達成する本発明は以下の通りで
ある。 [請求項1]基板表面に、生体分子プローブ固定化用ス
ポットを複数個有する生体分子マイクロアレイ用基板で
あって、前記生体分子プローブ固定化用スポットは、前
記基板表面との間に光反射層スポットを有する前記基
板。 [請求項2]前記光反射層スポットは、前記生体分子プ
ローブ固定化用スポットと、実質的に同一の平面形状を
有する請求項1に記載の基板。 [請求項3]前記生体分子プローブ固定化用スポット
が、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジン及びポリ
−L−リジン、並びにアミノ基、アルデヒド基、チオー
ル基、カルボキシル基、スクシンイミド基、マレイミド
基、エポキシド基及びイソチオシアネート基を有する化
合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の生体分子
プローブ固定化用化合物からなる請求項1または2に記
載の基板。 [請求項4]前記生体分子プローブ固定化用スポットは
円形であり、直径が10〜500μmの範囲であるか、
または矩形であり、一辺の長さが10〜500μmの範
囲である請求項1〜3のいずれか1項に記載の基板。 [請求項5]前記光反射層が金属層である請求項1〜4
のいずれか1項に記載の基板。 [請求項6]前記基板がガラス基板、シリコン基板また
は石英ガラス基板である請求項1〜5のいずれか1項に
記載の基板。 [請求項7]前記生体分子プローブ固定化用スポットが
被覆されていない前記基板表面に撥水層を有する請求項
1〜6のいずれか1項に記載の基板。 [請求項8]基板表面に光反射層を設ける工程、光反射
層の上に生体分子プローブ固定化層を設ける工程、生体
分子プローブ固定化層の上にフォトレジスト層を設ける
工程、フォトレジスト層をスポット形成用マスクを介し
て露光する工程、フォトレジスト層を現像する工程、フ
ォトレジスト層にて保護されていない光反射層部分をエ
ッチングして生体分子プローブ固定化層及び光反射層の
スポットを形成する工程、フォトレジスト層を除去する
工程を含む請求項1〜6のいずれか1項に記載の生体分
子マイクロアレイ用基板の製造方法。 [請求項9]エッチング工程とフォトレジスト層除去工
程との間に基板表面を撥水処理する工程を含む請求項8
に記載の製造方法。 [請求項10]前記生体分子プローブ固定化層が、光反
射層表面をアミノシラン処理した後に、生体分子プロー
ブ固定化用化合物を固定化することで形成される請求項
8または9に記載の製造方法。 [請求項11]光反射層がアルミニウム層であり、この
アルミニウム層表面をエタノールで酸化処理することに
より、アミノシラン処理された光反射層を形成する請求
項10に記載の製造方法。 [請求項12]前記光反射層が、金属の蒸着により形成
される請求項8〜11のいずれか1項に記載の製造方
法。 [請求項13]請求項1〜7のいずれか1項に記載の生
体分子マイクロアレイ用基板が有する生体分子プローブ
固定化用スポットに生体分子プローブが固定化された生
体分子プローブ固定スポットを複数個有する生体分子マ
イクロアレイ。 [請求項14]前記固定化された生体分子プローブがオ
リゴDNA、cDNA、RNA、またはPNAである請
求項13に記載の生体分子マイクロアレイ。 [請求項15]前記固定化された生体分子プローブが各
生体分子プローブ固定スポット間で、同一または異なる
塩基配列を有する請求項14に記載の生体分子マイクロ
アレイ。 [請求項16]前記固定化された生体分子プローブがタ
ンパク質またはペプチドである請求項13に記載の生体
分子マイクロアレイ。 [請求項17]前記固定化された生体分子プローブが各
生体分子プローブ固定スポット間で、同一または異なる
残基配列を有する請求項16に記載の生体分子マイクロ
アレイ。
The present invention that achieves the above object is as follows. [Claim 1] A biomolecule microarray substrate having a plurality of biomolecule probe immobilization spots on the substrate surface, wherein the biomolecule probe immobilization spots are light reflection layer spots between the biomolecule probe immobilization spots and the substrate surface. The substrate having. [Claim 2] The substrate according to claim 1, wherein the light reflection layer spot has substantially the same planar shape as the biomolecule probe immobilization spot. [Claim 3] The biomolecule probe-immobilized spot comprises biotin, avidin, streptavidin, and poly-L-lysine, and an amino group, an aldehyde group, a thiol group, a carboxyl group, a succinimide group, a maleimide group, an epoxide group, and The substrate according to claim 1 or 2, comprising at least one biomolecule probe-immobilizing compound selected from the group consisting of compounds having an isothiocyanate group. [Claim 4] The biomolecule probe immobilization spot is circular and has a diameter in the range of 10 to 500 µm.
Alternatively, the substrate according to any one of claims 1 to 3, which is a rectangle and has a side length of 10 to 500 µm. [Claim 5] The light reflection layer is a metal layer.
The substrate according to any one of 1. [Claim 6] The substrate according to any one of claims 1 to 5, wherein the substrate is a glass substrate, a silicon substrate or a quartz glass substrate. [7] The substrate according to any one of [1] to [6], which has a water-repellent layer on the surface of the substrate that is not covered with the biomolecule probe immobilization spot. [Claim 8] A step of providing a light reflecting layer on the surface of a substrate, a step of providing a biomolecule probe immobilization layer on the light reflecting layer, a step of providing a photoresist layer on the biomolecule probe immobilization layer, a photoresist layer Through the mask for spot formation, the step of developing the photoresist layer, the light reflection layer portion not protected by the photoresist layer is etched to form spots on the biomolecule probe immobilization layer and the light reflection layer. The method for producing a biomolecule microarray substrate according to claim 1, comprising a step of forming and a step of removing the photoresist layer. [Claim 9] A step of subjecting the substrate surface to a water repellent treatment between the etching step and the photoresist layer removing step.
The manufacturing method described in. [Claim 10] The method according to claim 8 or 9, wherein the biomolecule probe immobilization layer is formed by immobilizing a biomolecule probe immobilization compound after the surface of the light reflection layer is treated with aminosilane. . [11] The production method according to [10], wherein the light reflecting layer is an aluminum layer, and the aminosilane-treated light reflecting layer is formed by oxidizing the surface of the aluminum layer with ethanol. [Claim 12] The method according to any one of claims 8 to 11, wherein the light reflection layer is formed by vapor deposition of metal. [Claim 13] A plurality of biomolecule probe-immobilized spots having biomolecule probes immobilized on the biomolecule probe immobilization spots of the biomolecule microarray substrate according to any one of claims 1 to 7. Biomolecule microarray. [14] The biomolecule microarray according to [13], wherein the immobilized biomolecule probe is oligo DNA, cDNA, RNA, or PNA. [15] The biomolecule microarray according to [14], wherein the immobilized biomolecule probe has the same or different base sequence between the biomolecule probe fixed spots. [16] The biomolecule microarray according to [13], wherein the immobilized biomolecule probe is a protein or a peptide. [17] The biomolecule microarray according to [16], wherein the immobilized biomolecule probe has the same or different residue sequence between the biomolecule probe fixed spots.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明の第1の態様は、生体分子
プローブ固定化用スポットを複数個有する生体分子マイ
クロアレイ用基板である。上記生体分子マイクロアレイ
用基板の基板は、例えば、ガラス基板、シリコン基板ま
たは石英ガラス基板であることができる。上記生体分子
プローブ固定化用スポットは、ビオチン、アビジン、ス
トレプトアビジン及びポリ−L−リジン、並びにアミノ
基、アルデヒド基、チオール基、カルボキシル基、スク
シンイミド基、マレイミド基、エポキシド基及びイソチ
オシアネート基を有する化合物からなる群から選ばれる
少なくとも1種の生体分子プローブ固定化用化合物を所
定量固定化することにより形成される。生体分子プロー
ブ固定化用化合物の例としては、以下の化合物を挙げる
ことができる。但し、これらの化合物は例示にすぎず、
これらに限定される意図ではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first aspect of the present invention is a biomolecule microarray substrate having a plurality of biomolecule probe immobilization spots. The substrate of the biomolecule microarray substrate may be, for example, a glass substrate, a silicon substrate, or a quartz glass substrate. The biomolecule probe immobilization spot has biotin, avidin, streptavidin and poly-L-lysine, and an amino group, an aldehyde group, a thiol group, a carboxyl group, a succinimide group, a maleimide group, an epoxide group and an isothiocyanate group. It is formed by immobilizing a predetermined amount of at least one biomolecule probe-immobilizing compound selected from the group consisting of compounds. Examples of the compound for immobilizing a biomolecule probe include the following compounds. However, these compounds are merely examples,
It is not intended to be limited to these.

【0007】<アミノ基を有する化合物> 3−アミノプロピルトリメトキシシラン N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメ
トキシシラン(EDA) トリメトキシシリルプロピルジエチレントリアミン(D
ETA) 3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシ
シラン <アルデヒド基を有する化合物> グルタルアルデヒド <チオール基を有する化合物> 4−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(MPT
S) <エポキシド基を有する化合物> 3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン <イソチオシアネート基を有する化合物> 4−フェニレンジイソチオシアネート(PDITC) <スクシンイミド及びマレイミド基有する化合物> ジスクシンイミジルカーボネート(DSC) スクシンイミジル4−(マレイミドフェニル)ブチレー
ト(SMPB) m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイ
ミドエステル(MBS) スクシンイミジル4−(N−マレイミドメチル)シクロ
ヘキサン−1−カルボキシレート(SMCC) m−マレイミドプロピオニックアシド−N−ヒドロキシ
スクシンイミドエステル(MPS)
<Compound Having Amino Group> 3-aminopropyltrimethoxysilane N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane (EDA) Trimethoxysilylpropyldiethylenetriamine (D
ETA) 3- (2-aminoethylaminopropyl) trimethoxysilane <compound having aldehyde group> glutaraldehyde <compound having thiol group> 4-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPT)
S) <Compound having an epoxide group> 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane <Compound having an isothiocyanate group> 4-Phenylenediisothiocyanate (PDITC) <Compound having a succinimide and maleimide group> Disuccinimidyl carbonate (DSC) ) Succinimidyl 4- (maleimidophenyl) butyrate (SMPB) m-maleimidobenzoyl-N-hydroxysuccinimide ester (MBS) Succinimidyl 4- (N-maleimidomethyl) cyclohexane-1-carboxylate (SMCC) m-maleimidopropionic acid -N-hydroxysuccinimide ester (MPS)

【0008】生体分子プローブ固定化用スポットに固定
化される生体分子プローブ固定化用化合物の量は、化合
物の種類に応じて適宜決定できる。生体分子プローブ固
定化用スポットの形状には特に制限は無いが、例えば、
円形であることができ、その直径は、例えば、10〜5
00μmの範囲であることができる。また、生体分子プ
ローブ固定化用スポットの形状は、矩形若しくは多角形
であることもでき、矩形または多角形の一辺の長さは、
例えば、10〜500μmの範囲であることができる。
The amount of the biomolecule probe-immobilizing compound immobilized on the biomolecule probe-immobilizing spot can be appropriately determined according to the kind of the compound. The shape of the biomolecule probe immobilization spot is not particularly limited, but, for example,
It can be circular and its diameter is, for example, 10 to 5
It can be in the range of 00 μm. Further, the shape of the biomolecule probe immobilization spot may be a rectangle or a polygon, and the length of one side of the rectangle or the polygon is
For example, it can be in the range of 10 to 500 μm.

【0009】本発明の基板は、生体分子プローブ固定化
用スポットと基板表面との間に光反射層を有する。さら
に、この光反射層は、その上に設けられた生体分子プロ
ーブ固定化用スポットと、実質的に同一の形状を有する
ことが好ましい。それにより、光反射層のスポットを検
出することにより、生体分子スポットの位置及び面積を
自動に認識することができるという利点がある。
The substrate of the present invention has a light reflecting layer between the biomolecule probe immobilization spot and the substrate surface. Further, it is preferable that the light reflection layer has substantially the same shape as the biomolecule probe immobilization spot provided on the light reflection layer. Accordingly, there is an advantage that the position and area of the biomolecule spot can be automatically recognized by detecting the spot on the light reflection layer.

【0010】光反射層を構成する物質は、光反射性を有
する物質であれば特に制限はない。光反射層は、例え
ば、金属層であることかでき、金属層としては、例え
ば、アルミニウム、金、銀、プラチナ、ニッケル等を挙
げることができる。あるいは、光反射層は、酸化物等か
らなる単層または多層の反射層であることもできる。
The substance constituting the light reflecting layer is not particularly limited as long as it is a substance having a light reflecting property. The light reflecting layer may be, for example, a metal layer, and examples of the metal layer may include aluminum, gold, silver, platinum, nickel and the like. Alternatively, the light reflecting layer may be a single-layer or multi-layer reflecting layer made of oxide or the like.

【0011】本発明の生体分子マイクロアレイ用基板
は、生体分子プローブ固定化用スポットが被覆されてい
ない基板表面に撥水層を有することができる。生体分子
プローブ固定化用スポットが被覆されていない基板表面
が撥水処理されていることで、生体分子プローブ固定化
用スポットへの生体分子プローブの固定化をより正確に
行うことができる。撥水層は、既存の撥水剤を用いて形
成することができる。撥水剤としては、例えば、シリコ
ンコート剤、フッ素コート剤、ナイロンコート剤、テフ
ロンコート剤(テフロンは登録商標)等を用いることが
できる。
The biomolecule microarray substrate of the present invention may have a water-repellent layer on the surface of the substrate which is not covered with the biomolecule probe immobilization spots. Since the surface of the substrate that is not covered with the biomolecule probe immobilization spot is subjected to the water repellent treatment, the biomolecule probe can be more accurately immobilized on the biomolecule probe immobilization spot. The water repellent layer can be formed using an existing water repellent agent. As the water repellent, for example, a silicon coating agent, a fluorine coating agent, a nylon coating agent, a Teflon coating agent (Teflon is a registered trademark), or the like can be used.

【0012】本発明の生体分子マイクロアレイ用基板に
固定化される生体分子プローブは、例えば、オリゴDN
AまたはcDNAであることができ、本発明の生体分子
マイクロアレイ用基板には、DNAマイクロアレイ用基
板が包含される。
The biomolecule probe immobilized on the biomolecule microarray substrate of the present invention is, for example, oligo DN.
It may be A or cDNA, and the substrate for biomolecule microarray of the present invention includes the substrate for DNA microarray.

【0013】上記本発明の生体分子マイクロアレイ用基
板は、以下の工程を含む本発明の製造方法により製造で
きる。基板表面に光反射層を設ける工程、光反射層の上
に生体分子プローブ固定化層を設ける工程、生体分子プ
ローブ固定化層の上にフォトレジスト層を設ける工程、
フォトレジスト層をスポット形成用マスクを介して露光
する工程、フォトレジスト層を現像する工程、フォトレ
ジスト層にて保護されていない光反射層部分をエッチン
グする工程、フォトレジスト層を除去する工程を含む本
発明の製造方法により製造できる。
The biomolecule microarray substrate of the present invention can be manufactured by the manufacturing method of the present invention including the following steps. A step of providing a light reflection layer on the substrate surface, a step of providing a biomolecule probe immobilization layer on the light reflection layer, a step of providing a photoresist layer on the biomolecule probe immobilization layer,
It includes a step of exposing the photoresist layer through a spot forming mask, a step of developing the photoresist layer, a step of etching a light reflection layer portion not protected by the photoresist layer, and a step of removing the photoresist layer. It can be manufactured by the manufacturing method of the present invention.

【0014】基板表面に光反射層を設ける工程は、例え
ば、金属を基板表面に蒸着することにより行うことがで
きる。金属の蒸着方法及び条件は、公知の方法及び条件
をそのまま用いることができる。尚、金属を基板表面に
蒸着する前に、基板表面を洗浄しておくことが好まし
い。次いで、光反射層の上に生体分子プローブ固定化層
を形成するが、光反射層がアルミニウム層の場合、生体
分子プローブ固定化層形成の前に、アルミニウム層表面
をエタノールで酸化処理し、さらにアミノシラン化合物
を用いてアミノシラン処理することができる。光反射層
をアミノシラン処理することで、DNA等の生体分子を
物理吸着ではなく化学的固定が可能となるため、その後
の操作におけるDNA等の生体分子の損失を少なくする
ことができるという利点がある。
The step of providing the light reflection layer on the surface of the substrate can be carried out, for example, by depositing a metal on the surface of the substrate. As the metal vapor deposition method and conditions, known methods and conditions can be used as they are. It is preferable to wash the surface of the substrate before depositing the metal on the surface of the substrate. Then, a biomolecule probe immobilization layer is formed on the light reflection layer. When the light reflection layer is an aluminum layer, the aluminum layer surface is oxidized with ethanol before the biomolecule probe immobilization layer is formed, and further. The aminosilane compound can be used for aminosilane treatment. By treating the light-reflecting layer with aminosilane, biomolecules such as DNA can be chemically fixed instead of physically adsorbed, and thus there is an advantage that loss of biomolecules such as DNA in subsequent operations can be reduced. .

【0015】光反射層の上に生体分子プローブ固定化層
を設ける工程は、光反射層上に生体分子プローブ固定化
用化合物を固定化することにより行うことができる。生
体分子プローブ固定化用化合物は上記本発明の基板にお
いて挙げた物質から適宜選択できる。生体分子プローブ
固定化用化合物がビオチンの場合、その固定化は、例え
ば、ビオチンスクシンイミドエステルをアミノシラン処
理した光反射層表面に反応させることで実施できる。生
体分子プローブ固定化用化合物がアルデヒド基を有する
化合物であるグルタルアルデヒドの場合、その固定化
は、グルタルアルデヒドをアミノシラン処理した光反射
層表面に反応させることで実施できる。
The step of providing the biomolecule probe immobilization layer on the light reflection layer can be carried out by immobilizing the biomolecule probe immobilization compound on the light reflection layer. The compound for immobilizing the biomolecule probe can be appropriately selected from the substances listed for the substrate of the present invention. When the biomolecule probe-immobilizing compound is biotin, the immobilization can be carried out, for example, by reacting biotin succinimide ester with the aminosilane-treated light-reflecting layer surface. When the biomolecule probe-immobilizing compound is glutaraldehyde, which is a compound having an aldehyde group, the immobilization can be carried out by reacting glutaraldehyde with the aminosilane-treated light-reflecting layer surface.

【0016】生体分子プローブ固定化層の上にフォトレ
ジスト層を設ける工程は、例えば、既存のレジスト材を
常法、例えば、スピンコート法によりコーティングし、
次いでレジスト材を熱硬化させることで行うことができ
る。レジスト材の種類、コーティング方法、硬化条件に
は特に制限はないが、例えば、ポジ型レジスト材をスビ
ンコーターで約1μmの厚みにコートし、オーブンで加
熱することで、レジストの熱硬化を行うことができる。
In the step of providing a photoresist layer on the biomolecule probe-immobilized layer, for example, an existing resist material is coated by a conventional method, for example, spin coating,
Then, the resist material can be thermally cured. The type of resist material, coating method, and curing conditions are not particularly limited. For example, a positive resist material is coated with a spin coater to a thickness of about 1 μm and heated in an oven to thermally cure the resist. You can

【0017】フォトレジスト層をスポット形成用マスク
を介して露光する工程は、レジスト材がポジ型又はネガ
型かに応じて、所望の寸法、形状及び間隔で生体分子プ
ローブ固定化用スポットが形成されるようなマスクを用
意し、このマスクを介して行われる。露光条件は、フォ
トレジスト材の種類に応じて適宜決定される。
In the step of exposing the photoresist layer through the spot forming mask, the biomolecule probe immobilizing spots are formed in desired sizes, shapes and intervals depending on whether the resist material is positive or negative. Such a mask is prepared, and this mask is used. The exposure conditions are appropriately determined according to the type of photoresist material.

【0018】フォトレジスト層を現像する工程は、露光
したフォトレジスト層を、現像液で処理し、必要により
洗浄することで行われる。現像液は、使用するレジスト
材に応じて適宜選択できる。
The step of developing the photoresist layer is carried out by treating the exposed photoresist layer with a developing solution and washing it if necessary. The developing solution can be appropriately selected according to the resist material used.

【0019】現像後、フォトレジスト層にて保護されて
いない光反射層部分をエッチングする。この工程は、光
反射層をエッチングできるエッチング液を適宜選択して
行われる。例えば、光反射層が金属層の場合、エッチン
グ液は酸水溶液であることができ、酸水溶液に含まれる
酸の種類や濃度等は、エッチングすべき金属の種類や層
の厚みを考慮して適宜決定できる。
After the development, the light reflection layer portion not protected by the photoresist layer is etched. This step is performed by appropriately selecting an etching solution capable of etching the light reflecting layer. For example, when the light reflecting layer is a metal layer, the etching solution may be an acid aqueous solution, and the type and concentration of the acid contained in the acid aqueous solution may be appropriately determined in consideration of the type of metal to be etched and the layer thickness. I can decide.

【0020】エッチング後、フォトレジスト層を除去す
る。この工程は、フォトレジストを溶解できる有機溶
媒、例えば、アセトンを用いて行うことができる。フォ
トレジスト層除去後、必要により洗浄し、本発明の生体
分子マイクロアレイ用基板が得られる。
After etching, the photoresist layer is removed. This step can be performed using an organic solvent capable of dissolving the photoresist, for example, acetone. After removing the photoresist layer, if necessary, the substrate is washed to obtain the biomolecule microarray substrate of the present invention.

【0021】本発明の製造方法においては、エッチング
工程とフォトレジスト層除去工程との間に基板表面を撥
水処理する工程を含むことができる。この段階で撥水処
理することで、生体分子プローブ固定化用スポットが被
覆されていない基板表面に撥水層を形成することができ
る。撥水処理は、撥水剤の種類に応じて適宜行うことが
でき、例えば、撥水剤に基板を浸漬することで行うこと
ができる。
The manufacturing method of the present invention may include a step of water repellent treatment of the substrate surface between the etching step and the photoresist layer removing step. By performing the water repellent treatment at this stage, a water repellent layer can be formed on the surface of the substrate that is not covered with the biomolecule probe immobilization spots. The water repellent treatment can be appropriately performed depending on the type of the water repellent, and can be performed, for example, by immersing the substrate in the water repellent.

【0022】本発明は、生体分子マイクロアレイを包含
し、本発明の生体分子マイクロアレイは、上記本発明の
生体分子マイクロアレイ用基板の生体分子プローブ固定
化用スポットに生体分子プローブが固定化されたもので
ある。生体分子プローブ固定スポットは、基板上に複数
個設けられる。生体分子プローブ固定スポットの個数に
は特に制限はなく、基板の大きさ、スポットの大きさ及
びスポットの間隔等を勘案して適宜決定される。
The present invention includes a biomolecule microarray, and the biomolecule microarray of the present invention has a biomolecule probe immobilized on the biomolecule probe immobilization spot of the above-mentioned biomolecule microarray substrate of the present invention. is there. A plurality of biomolecule probe fixing spots are provided on the substrate. The number of biomolecule probe-immobilized spots is not particularly limited and is appropriately determined in consideration of the size of the substrate, the size of the spots, the interval between the spots, and the like.

【0023】固定化された生体分子プローブは、例え
ば、オリゴDNAまたはcDNAであることができる。
即ち、本発明の生体分子マイクロアレイには、DNAマ
イクロアレイが包含される。この場合、固定化された生
体分子プローブは、各生体分子プローブ固定スポット間
で、同一または異なる塩基配列を有することができる。
さらに固定化された生体分子プローブは、例えば、タン
パク質またはペプチドであることもできる。この場合、
固定化された生体分子プローブは各生体分子プローブ固
定スポット間で、同一または異なる残基配列を有するこ
とができる。
The immobilized biomolecule probe can be, for example, oligo DNA or cDNA.
That is, the biomolecule microarray of the present invention includes a DNA microarray. In this case, the immobilized biomolecule probe can have the same or different base sequence between the biomolecule probe fixed spots.
The further immobilized biomolecule probe can also be, for example, a protein or peptide. in this case,
The immobilized biomolecule probe may have the same or different residue sequence between the biomolecule probe-immobilized spots.

【0024】生体分子プローブ固定化用スポットへの生
体分子プローブの固定化は、生体分子プローブ固定化用
スポットを形成する生体分子プローブ固定化用化合物と
結合性を有する物質または官能基を生体分子プローブに
予め固定化しておき、例えば、この生体分子プローブを
含む溶液を、本発明の生体分子マイクロアレイ用基板の
生体分子プローブ固定化用スポットに滴下することで、
行うことができる。上記結合性を有する物質としては、
例えば、アビジン、ストレプトアビジン、及びビオチン
を挙げることができ、上記結合性を有する官能基として
は、例えば、カルボキシル基、アミノ基、アルデヒド
基、チオール基、スクシンイミド基、及びマレイミド基
を挙げることができる。
The immobilization of the biomolecule probe on the biomolecule probe immobilization spot is carried out by using a biomolecule probe having a substance or a functional group having a binding property with the biomolecule probe immobilization compound forming the biomolecule probe immobilization spot. Have been immobilized in advance, for example, by adding a solution containing this biomolecule probe to the biomolecule probe immobilization spot of the biomolecule microarray substrate of the present invention,
It can be carried out. As the substance having the above-mentioned binding property,
Examples thereof include avidin, streptavidin, and biotin. Examples of the functional group having the above-mentioned binding property include a carboxyl group, an amino group, an aldehyde group, a thiol group, a succinimide group, and a maleimide group. .

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明は、生体分子マイクロアレイの生
体分子スポットの形状、面積、位置を一定にし、生体分
子スポットの下層に光反射層を設けることにより高感度
化でき、かつ生体分子スポットと実質的に同一の平面形
状を有する光反射層を検出することにより、生体分子ス
ポットの位置及び面積を自動に認識することができる。
それにより生体分子スポットの蛍光強度をデジタルに解
析することができ、大幅な解析人工の縮小と解析時間の
短縮が可能となる。生体分子スポットの位置及び面積を
認識することから、生体分子スポットの蛍光強度のみを
測定し、不必要な部分(マイクロアレイ上の生体分子ス
ポット以外の領域)の蛍光強度を測定せず、検出時間を
より短縮することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the shape, area, and position of the biomolecule spots of the biomolecule microarray can be made constant, and a light reflecting layer can be provided under the biomolecule spots to enhance the sensitivity, and the biomolecule spots can be effectively treated. By detecting the light reflection layer having the same planar shape, the position and area of the biomolecule spot can be automatically recognized.
As a result, the fluorescence intensity of the biomolecule spot can be digitally analyzed, and it is possible to significantly reduce the analysis artificial and the analysis time. Since the position and area of the biomolecule spots are recognized, only the fluorescence intensity of the biomolecule spots is measured, and the fluorescence intensity of unnecessary parts (areas other than the biomolecule spots on the microarray) is not measured. It can be shortened more.

【0026】実施例 以下本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。 実施例1 基板作成法 1.スライドガラスの洗浄 傷のないスライドガラス20枚を選出し、スライドラック
に入れ、200mlのアセトン中30分間超音波洗浄した後、
超純水(500ml×2,200ml×1)ですすいだ。過酸化水素と
硫酸(1:1、200ml)を氷浴中混合し、スライドガラスを浸
し30分間超音波洗浄を行い、超純水(500ml×3)ですすい
だ後、更に超純水200ml中30分間超音波洗浄を行った。
スライドラックごと超純水(流水)にて十分すすいだ後、
500mlの超純水に浸して洗浄した。洗浄したスライドガ
ラスをラックごとアルミ箔をかぶせ200℃のオーブンで1
5分間乾燥し、アルミ箔で包みデシケーター中で室温ま
で冷却し、使用時までそのまま保存した。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples. Example 1 Substrate preparation method 1. Cleaning of slide glass 20 scratch-free slide glasses were selected, placed in a slide rack, and ultrasonically cleaned in 200 ml of acetone for 30 minutes.
Rinse with ultrapure water (500 ml x 2,200 ml x 1). Mix hydrogen peroxide and sulfuric acid (1: 1, 200 ml) in an ice bath, soak a slide glass for 30 minutes in ultrasonic cleaning, rinse with ultrapure water (500 ml x 3), and then in 200 ml of ultrapure water. Ultrasonic cleaning was performed for 30 minutes.
After thoroughly rinsing the slide rack with ultrapure water (running water),
It was immersed in 500 ml of ultrapure water and washed. Cover the cleaned slide glass with aluminum foil together with the rack in an oven at 200 ℃ 1
It was dried for 5 minutes, wrapped in aluminum foil, cooled to room temperature in a desiccator, and stored as it was until use.

【0027】2.アルミニウムの蒸着 アセトンで拭いたタングステンボードを真空蒸着装置に
セットし、その上にアセトンで拭き1cm長さのアルミニ
ウム線(Φ1.Omm、99.999%)をのせ、洗浄したスライドガ
ラスをセットし、4.0×10-3Paまで減圧し10nm/secのス
ピードで300〜500nmの膜厚になるようにアルミニウムの
蒸着を行った。
[0027] 2. Aluminum vapor deposition Set a tungsten board wiped with acetone in a vacuum vapor deposition device, wipe it with acetone and put a 1 cm long aluminum wire (Φ 1.Omm, 99.999%) on it, and set the washed slide glass, 4.0 × The pressure was reduced to 10 -3 Pa, and aluminum was vapor-deposited at a speed of 10 nm / sec to a film thickness of 300 to 500 nm.

【0028】3.アルミニウム表面のエタノール処理 超純水とエタノールを5分間超音波にかけよく混合し調
製した70%エタノールを、アルミニウム蒸着スライドガ
ラスを5枚入れたコプリンジャーに約70ml加え、30分間
超音波処理を行った。エタノール処理したスライドガラ
スを一枚ずつ超純水(500ml×3)ですすぎ、更にスライド
ラックに入れ、ラックごと超純水(500ml)ですすいだ。
[0028] 3. Ethanol treatment of aluminum surface Ultrapure water and ethanol were sonicated for 5 minutes and mixed well to prepare 70% ethanol, about 70 ml was added to a Coplin jar containing 5 aluminum vapor-deposited glass slides, and sonicated for 30 minutes. . Each slide glass treated with ethanol was rinsed with ultrapure water (500 ml x 3) one by one, further placed in a slide rack, and the rack was rinsed with ultrapure water (500 ml).

【0029】4.アミノシラン処理 196mlの超純水に3-(2-アミノエチルアミノプロピル)ト
リメトキシシラン4mlを加えて暗室下30分間撹絆し、そ
こにエタノール処理したスライドガラスをスライドラッ
クごと浸し、暗室下10分間反応させた。超純水(200ml×
2)で緩やかにすすいだ後、110℃のオーブンにスライド
ラックごといれアルミ箔をかぶせ45分間加熱し、アルミ
箔で包みデシケー夕ー中で室温まで冷却した。
[0029] 4. Aminosilane treatment To 196 ml of ultrapure water, add 4 ml of 3- (2-aminoethylaminopropyl) trimethoxysilane and stir for 30 minutes in a dark room, immerse the slide glass treated with ethanol together with the slide rack in the dark room for 10 minutes. It was made to react. Ultrapure water (200 ml x
After gently rinsing in 2), the slide rack was placed in an oven at 110 ° C, covered with aluminum foil, heated for 45 minutes, wrapped with aluminum foil, and cooled to room temperature in a desiccator.

【0030】5.ビオチン化 Biotin (Long Arm) NHS-Water Soluble (Vector Labora
tories)を50mM Na2C03-NaHCO3(pH8.7)バッファーに1mg/
mlの濃度になるように溶解しビオチン化バッファーを調
製した。アミノシラン処理した前記スライドガラスを角
型シャーレに5枚並べ、そこにビオチン化バッファー25m
lを加えて蓋をし、マイルドミキサーで緩やかに一晩攪
拌した。超純水(500ml×3)で洗浄し、60℃のオーブンで
45分間乾燥した。
5. Biotin (Long Arm) NHS-Water Soluble (Vector Labora
tories) in 50 mM Na 2 C0 3 -NaHCO 3 (pH 8.7) buffer at 1 mg /
A biotinylated buffer was prepared by dissolving to a concentration of ml. Arrange 5 slides of the aminosilane-treated slides in a square dish, and add 25m of biotinylated buffer there.
l was added thereto, the vessel was covered with a lid, and the mixture was gently stirred with a mild mixer overnight. Wash with ultrapure water (500 ml x 3), then in an oven at 60 ° C
Dry for 45 minutes.

【0031】6.パターニング ビオチン化したスライドに、スピンコーターでポジ型レ
ジスト(シプレイ・ファーイースト株式会社、MP S1813)
を1μmの厚みになるようコートし(300rpm、3秒;slop
e、5秒;3000rmp、l0秒)、60℃のオーブンで45分間加熱
した。次に、レジストコートした前記スライドガラス
に、DNAプローブ固定化用スポットのパターンが形成
してあるマスクを通して、紫外線を露光した。露光操作
には、YAGレーザーの第3高調波(波長:355nm、レーザー
パワー:80mW)を走査露光できる試作装置を用いた。走査
時間は、実験的に適切な時間を求め、120秒(30×80mmの
エリア)とした。現像液(シプレイ・ファーイースト株式
会社、MF CD-26)で激しく振とうしながら45秒間現像
し、超純水(500ml×2)ですすいだ後、エッチング溶液
(リン酸:酢酸:硝酸:超純水=16:2:1:1、200ml)に浸して3
分間超音波処理を行った。エッチングしたスライドガラ
スを超純水(500ml×5)で十分すすいだ。この操作によっ
て、レジストの下層になったアルミニウム層及びDNA
プローブ固定化用スポットのみがスライドガラス上に残
った。
6. Patterning Biotinylated slides are spin coated with a positive resist (Chipley Far East Co., Ltd., MP S1813).
Is coated to a thickness of 1 μm (300 rpm, 3 seconds; slop
e, 5 seconds; 3000 rpm, 10 seconds), and heated in an oven at 60 ° C. for 45 minutes. Then, the resist-coated slide glass was exposed to ultraviolet light through a mask having a pattern of spots for immobilizing DNA probes. For the exposure operation, a prototype device capable of scanning and exposing the third harmonic of the YAG laser (wavelength: 355 nm, laser power: 80 mW) was used. The scanning time was determined to be 120 seconds (30 × 80 mm area) by obtaining an appropriate time experimentally. Develop with developing solution (Chipley Far East Co., Ltd., MF CD-26) for 45 seconds with vigorous shaking, rinse with ultrapure water (500 ml x 2), then etch solution
Soak in (phosphoric acid: acetic acid: nitric acid: ultrapure water = 16: 2: 1: 1, 200 ml) for 3
Ultrasonic treatment was performed for a minute. The etched slide glass was thoroughly rinsed with ultrapure water (500 ml x 5). By this operation, the aluminum layer and DNA which are the lower layer of the resist
Only the probe immobilization spot remained on the glass slide.

【0032】7.シリコンコーティング(撥水処理) 70℃に温めた超純水195mlにシリコンコーティング試薬
(岩城硝子株式会社、SIL-COAT 5)を5ml加えて10分間攪
拌した。エッチングしたスライドガラスを10秒間浸した
後、超純水(500ml×3)でよく洗浄し、スライドガラスを
ラックごとアルミ箔をかぶせて110℃で30分間焼き、ア
ルミ箔に包みデシケータ一中で室温まで冷却し、使用時
までそのまま保存した。
7. Silicon coating (water repellent treatment) Silicon coating reagent on 195 ml of ultrapure water heated to 70 ℃
(Iwaki Glass Co., Ltd., SIL-COAT 5) (5 ml) was added and stirred for 10 minutes. After soaking the etched slide glass for 10 seconds, wash it thoroughly with ultrapure water (500 ml x 3), cover the slide glass with aluminum foil on the rack, bake at 110 ° C for 30 minutes, wrap in aluminum foil, and store in a desiccator at room temperature. It was cooled to room temperature and stored as it was until use.

【0033】8.レジストの溶解 エッチング、シリコンコーティングしたスライドガラス
を1枚ずつアセトン(70ml×3)で洗浄し、スポット上に残
っていたレジストを溶解した。超純水(500ml×2)で十分
すすいだ後、70mlの超純水中で30分間超音波処理しなが
ら洗浄し、更に70ml超純水ですすいだ。
8. Dissolving and etching the resist, the glass slides coated with silicon were washed one by one with acetone (70 ml × 3) to dissolve the resist remaining on the spots. After thoroughly rinsing with ultrapure water (500 ml x 2), it was washed in 70 ml of ultrapure water for 30 minutes while sonicating, and then rinsed with 70 ml of ultrapure water.

【0034】実施例2 生体分子マイクロアレイの作製 実施例1で作製した基板全面に0.05mg/mlストレプトア
ビジン溶液(Vector社、溶解バッファー:1XPBS;137mM
NaCl、8.10mM Na2HPO4、2.68mM KCl、1.47mM KH 2PO4、p
H 7.4)をのせ、室温で30分間静置した。その後、1XPBS
で10分間3回洗浄し、未反応のストレプトアビジンを除
去した。超純水でストレプトアビジンが結合した基板を
すすいだ後、遠心分離機で水をとばし、乾燥した。この
基板のDNA固定化用スポットにはストレプトアビジンが
結合している。次に、この基板にビオチン化オリゴヌク
レオチドDNAを固定化するために、スポット装置によ
り、この基板のDNAプローブ固定化用スポットに正確に
ビオチン化オリゴヌクレオチドDNA溶液をスタンピング
した。スタンピング後、未反応のDNAを除去するために1
XSSPEバッファー(150mM NaCl、8.65mM NaH2PO4、1.25mM
EDTA; pH7.4)で洗浄し、DNAマイクロアレイを作製し
た。
Example 2 Fabrication of biomolecule microarray 0.05 mg / ml streptoa was prepared on the entire surface of the substrate prepared in Example 1.
Vidin solution (Vector, Lysis buffer: 1XPBS; 137 mM
NaCl, 8.10 mM Na2HPOFour, 2.68mM KCl, 1.47mM KH 2POFour, P
H 7.4) was put on the plate, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 30 minutes. Then 1XPBS
Wash 3 times for 10 minutes to remove unreacted streptavidin.
I left. Substrates with streptavidin bound with ultrapure water
After rinsing, the water was removed with a centrifuge and dried. this
Streptavidin is applied to the DNA immobilization spot on the substrate.
Are connected. Next, the biotinylated oligo
To immobilize the leotide DNA, a spot device was used.
Accurately on the spot for DNA probe immobilization on this substrate
Stamping biotinylated oligonucleotide DNA solution
did. After stamping to remove unreacted DNA 1
XSSPE buffer (150 mM NaCl, 8.65 mM NaH2POFour, 1.25 mM
Wash with EDTA; pH 7.4) to prepare a DNA microarray.
It was

【0035】実施例3 検出感度比較 実施例1で得られた生体分子マイクロアレイ用基板(DN
Aマイクロアレイ用基板)と市販されているDNAマイクロ
アレイ用のポリ−L−リジンがコートされたガラス基板
(PLLスライドガラス)に、実施例2と同様にしてCy3-オ
リゴDNAの希釈系列(0、0.06、0.13、0.25、0.50、1.
0、2.0、4.0、8.0pmol/μl)をスポッティングし、洗浄
せず各スポットの蛍光強度を以下の方法で測定した。得
られた結果を図1に示す。図1に示す結果から、実施例1
で得られたDNAマイクロアレイ用基板では、0.13pmol
/μlのスポットから、明確な蛍光シグナルが計測された
のに対し、光反射層を有さない市販のDNAマイクロア
レイ用基板では、明確な蛍光シグナルが計測されたのは
0.50pmol/μlからであった。即ち、本発明のDNAマイ
クロアレイ用基板は、光反射層を有さないDNAマイク
ロアレイ用基板と比較して、約4倍の高感度化が可能で
あることが分かる。
Example 3 Comparison of Detection Sensitivity Substrates for biomolecule microarrays obtained in Example 1 (DN
A microarray substrate) and a commercially available poly-L-lysine-coated glass substrate for DNA microarray (PLL slide glass) were added to a Cy3-oligo DNA dilution series (0, 0.06) in the same manner as in Example 2. , 0.13, 0.25, 0.50, 1.
(0, 2.0, 4.0, 8.0 pmol / μl) was spotted, and the fluorescence intensity of each spot was measured by the following method without washing. The obtained results are shown in FIG. From the results shown in FIG. 1, Example 1
The substrate for DNA microarray obtained in
A clear fluorescent signal was measured from the spot of / μl, whereas a clear fluorescent signal was measured on a commercially available substrate for a DNA microarray having no light reflecting layer.
It was from 0.50 pmol / μl. That is, it is understood that the substrate for a DNA microarray of the present invention can have a sensitivity about 4 times higher than that of a substrate for a DNA microarray having no light reflection layer.

【0036】なお、上記蛍光スポットの計測は、以下の
方法によって行った。蛍光マイクロアレイスキャナー
(日本レーザー電子社)を用いて両基板の蛍光像を取得
した。その際、スキャナーの検出器(光電子増倍管)の
印加電圧を両基板の測定において同一条件で行った。蛍
光スポットの強度のグラフ化は画像解析ソフト(NIHイ
メージ)を用いて行った。
The measurement of the fluorescent spot was performed by the following method. Fluorescent images of both substrates were obtained using a fluorescent microarray scanner (Japan Laser Electronics Co., Ltd.). At that time, the applied voltage of the detector (photomultiplier tube) of the scanner was measured under the same conditions in the measurement of both substrates. The graph of the intensity of the fluorescent spot was made using image analysis software (NIH image).

【0037】実施例4 生体分子プローブ固定化用スポットの特定 上記実施例1で得られたDNAマイクロアレイの生体分子プ
ローブ固定化用スポットの特定を次の方法で行った。蛍
光マイクロアレイスキャナ−(日本レーザー電子社)の
検出器(光電子増倍管)の入射光側に設置してある光学
カットフィルターを外し、DNAマイクロアレイの表面で
反射されたレーザー光が直接光電子増倍管に入射するよ
うにした。その際、光電子増倍管の印加電圧は、通常、
蛍光を測定する場合よりも低く設定した。この方法によ
り、実施例1で得られたDNAマイクロアレイ表面からの反
射光を計測したものが、図2である。検出器に入射した
光の強度が高いほど、白く表示される。この結果による
と、光反射層スポットを有する生体分子プローブ固定化
用スポットは、それが被覆されていない基板表面よりも
レーザー光の反射光の強度が高くなっていることがわか
る。この特性を利用することで、生体分子プローブ固定
化用スポットの特定が可能となる。
Example 4 Identification of Biomolecule Probe Immobilization Spots The biomolecule probe immobilization spots of the DNA microarray obtained in Example 1 above were identified by the following method. Fluorescence microarray scanner- (Japan Laser Electronics Co., Ltd.) Remove the optical cut filter installed on the incident light side of the detector (photomultiplier tube), and the laser light reflected on the surface of the DNA microarray is directly photomultiplier tube. To be incident on. At that time, the applied voltage of the photomultiplier tube is usually
It was set lower than when measuring fluorescence. FIG. 2 shows the measurement of reflected light from the surface of the DNA microarray obtained in Example 1 by this method. The higher the intensity of light incident on the detector, the whiter it is displayed. According to this result, it is understood that the intensity of the reflected light of the laser light is higher in the biomolecule probe immobilization spot having the light reflection layer spot than in the substrate surface not covered with the spot. By utilizing this characteristic, it becomes possible to identify the spot for immobilizing the biomolecule probe.

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

【図1】実施例3で得られた結果を示す。試験例1で得
られた結果を示す。
FIG. 1 shows the results obtained in Example 3. The results obtained in Test Example 1 are shown.

【図2】実施例4で得られた結果を示す。FIG. 2 shows the results obtained in Example 4.

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 (72)発明者 橘内 徳司 埼玉県和光市広沢2番1号 理化学研究所 内 (72)発明者 本田 香織 埼玉県和光市広沢2番1号 理化学研究所 内 Fターム(参考) 4B024 AA11 CA09 HA14 HA19 4B029 AA07 AA21 AA23 BB20 CC03 CC08 FA15 Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI theme code (reference) G01N 37/00 102 C12N 15/00 F (72) Inventor Tokuji Tachibana 2-1, Hirosawa, Wako, Saitama Prefectural Institute of Physical and Chemical Research (72) Inventor Kaori Honda, No. 2 Hirosawa, Wako City, Saitama Prefecture, F-Term, RIKEN (Reference) 4B024 AA11 CA09 HA14 HA19 4B029 AA07 AA21 AA23 BB20 CC03 CC08 FA15

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板表面に、生体分子プローブ固定化用ス
ポットを複数個有する生体分子マイクロアレイ用基板で
あって、前記生体分子プローブ固定化用スポットは、前
記基板表面との間に光反射層スポットを有する前記基
板。
1. A biomolecule microarray substrate having a plurality of biomolecule probe immobilization spots on a substrate surface, wherein the biomolecule probe immobilization spot is a light reflection layer spot between the biomolecule probe immobilization spot and the substrate surface. The substrate having.
【請求項2】前記光反射層スポットは、前記生体分子プ
ローブ固定化用スポットと、実質的に同一の平面形状を
有する請求項1に記載の基板。
2. The substrate according to claim 1, wherein the light reflection layer spot has substantially the same plane shape as the biomolecule probe immobilization spot.
【請求項3】前記生体分子プローブ固定化用スポット
が、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジン及びポリ
−L−リジン、並びにアミノ基、アルデヒド基、チオー
ル基、カルボキシル基、スクシンイミド基、マレイミド
基、エポキシド基及びイソチオシアネート基を有する化
合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の生体分子
プローブ固定化用化合物からなる請求項1または2に記
載の基板。
3. The biomolecule probe-immobilized spot comprises biotin, avidin, streptavidin and poly-L-lysine, and an amino group, an aldehyde group, a thiol group, a carboxyl group, a succinimide group, a maleimide group, an epoxide group and The substrate according to claim 1 or 2, comprising at least one biomolecule probe-immobilizing compound selected from the group consisting of compounds having an isothiocyanate group.
【請求項4】前記生体分子プローブ固定化用スポットは
円形であり、直径が10〜500μmの範囲であるか、
または矩形若しくは多角形であり、一辺の長さが10〜
500μmの範囲である請求項1〜3のいずれか1項に
記載の基板。
4. The biomolecule probe immobilization spot is circular and has a diameter in the range of 10 to 500 μm.
Or it is rectangular or polygonal, and the length of one side is 10
The substrate according to any one of claims 1 to 3, which has a range of 500 µm.
【請求項5】前記光反射層が金属層である請求項1〜4
のいずれか1項に記載の基板。
5. The light reflection layer is a metal layer.
The substrate according to any one of 1.
【請求項6】前記基板がガラス基板、シリコン基板また
は石英ガラス基板である請求項1〜5のいずれか1項に
記載の基板。
6. The substrate according to claim 1, wherein the substrate is a glass substrate, a silicon substrate or a quartz glass substrate.
【請求項7】前記生体分子プローブ固定化用スポットが
被覆されていない前記基板表面に撥水層を有する請求項
1〜6のいずれか1項に記載の基板。
7. The substrate according to claim 1, further comprising a water-repellent layer on the surface of the substrate that is not covered with the biomolecule probe immobilization spot.
【請求項8】基板表面に光反射層を設ける工程、光反射
層の上に生体分子プローブ固定化層を設ける工程、生体
分子プローブ固定化層の上にフォトレジスト層を設ける
工程、フォトレジスト層をスポット形成用マスクを介し
て露光する工程、フォトレジスト層を現像する工程、フ
ォトレジスト層にて保護されていない光反射層部分をエ
ッチングして生体分子プローブ固定化層及び光反射層の
スポットを形成する工程、フォトレジスト層を除去する
工程を含む請求項1〜6のいずれか1項に記載の生体分
子マイクロアレイ用基板の製造方法。
8. A step of providing a light reflecting layer on the surface of a substrate, a step of providing a biomolecule probe immobilization layer on the light reflecting layer, a step of providing a photoresist layer on the biomolecule probe immobilization layer, and a photoresist layer. Through the mask for spot formation, the step of developing the photoresist layer, the light reflection layer portion not protected by the photoresist layer is etched to form spots on the biomolecule probe immobilization layer and the light reflection layer. The method for producing a biomolecule microarray substrate according to claim 1, comprising a step of forming and a step of removing the photoresist layer.
【請求項9】エッチング工程とフォトレジスト層除去工
程との間に基板表面を撥水処理する工程を含む請求項8
に記載の製造方法。
9. The method according to claim 8, further comprising a step of subjecting the surface of the substrate to a water repellent treatment between the etching step and the photoresist layer removing step.
The manufacturing method described in.
【請求項10】前記生体分子プローブ固定化層が、光反
射層表面をアミノシラン処理した後に、生体分子プロー
ブ固定化用化合物を固定化することで形成される請求項
8または9に記載の製造方法。
10. The production method according to claim 8, wherein the biomolecule probe immobilization layer is formed by immobilizing a biomolecule probe immobilization compound after the surface of the light reflecting layer is treated with aminosilane. .
【請求項11】光反射層がアルミニウム層であり、この
アルミニウム層表面をエタノールで酸化処理することに
より、アミノシラン処理された光反射層を形成する請求
項10に記載の製造方法。
11. The method according to claim 10, wherein the light reflection layer is an aluminum layer, and the aminosilane-treated light reflection layer is formed by oxidizing the surface of the aluminum layer with ethanol.
【請求項12】前記光反射層が、金属の蒸着により形成
される請求項8〜11のいずれか1項に記載の製造方
法。
12. The manufacturing method according to claim 8, wherein the light reflecting layer is formed by vapor deposition of metal.
【請求項13】請求項1〜7のいずれか1項に記載の生
体分子マイクロアレイ用基板が有する生体分子プローブ
固定化用スポットに生体分子プローブが固定化された生
体分子プローブ固定スポットを複数個有する生体分子マ
イクロアレイ。
13. A plurality of biomolecule probe-fixed spots, each having a biomolecule probe immobilized on the biomolecule probe-immobilized spots of the biomolecule microarray substrate according to any one of claims 1 to 7. Biomolecule microarray.
【請求項14】前記固定化された生体分子プローブがオ
リゴDNA、cDNA、RNA、またはPNAである請
求項13に記載の生体分子マイクロアレイ。
14. The biomolecule microarray according to claim 13, wherein the immobilized biomolecule probe is oligo DNA, cDNA, RNA, or PNA.
【請求項15】前記固定化された生体分子プローブが各
生体分子プローブ固定スポット間で、同一または異なる
塩基配列を有する請求項14に記載の生体分子マイクロ
アレイ。
15. The biomolecule microarray according to claim 14, wherein the immobilized biomolecule probes have the same or different base sequences between the biomolecule probe fixed spots.
【請求項16】前記固定化された生体分子プローブがタ
ンパク質またはペプチドである請求項13に記載の生体
分子マイクロアレイ。
16. The biomolecule microarray according to claim 13, wherein the immobilized biomolecule probe is a protein or a peptide.
【請求項17】前記固定化された生体分子プローブが各
生体分子プローブ固定スポット間で、同一または異なる
残基配列を有する請求項16に記載の生体分子マイクロ
アレイ。
17. The biomolecule microarray according to claim 16, wherein the immobilized biomolecule probe has the same or different residue sequence between the biomolecule probe fixed spots.
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