JP2003294744A - 生体試料測定方法及び装置 - Google Patents
生体試料測定方法及び装置Info
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Abstract
すると共に、定点(一点)において測定することができ
る生体試料を測定する方法を提供する。 【解決手段】 生体試料測定方法は、(i)所定の流路
20内に、複数個のリガンド試料24を流れ方向に整列
させて固定化したアレイ部位22を準備し、(ii)前
記流路内に生体試料を含有する溶液Fを流し、(ii
i)前記リガンド試料に吸着あるいは反応した前記生体
試料26を、該リガンド試料から解離させることのでき
る解離手段30を作動させ、(iv)前記アレイ部位の
下流側に配設された検出手段10により、前記リガンド
試料に前記生体試料が付着していたか否かを検出するよ
うに構成されている。
Description
料を測定する方法及び装置に関する。
る場合には、予め、これらの試料と選択的に吸着あるい
は反応するリガンドDNAを適当数付着させたDNAア
レイを準備し、被験体としてのDNA試料あるいはRN
A試料を予め蛍光物質で標識付けし、この標識付けられ
たDNA試料をDNAアレイ上のリガンドDNAと反応
させた後、各リガンドDNAへのDNA試料あるいはR
NA試料の結合の有無を、各リガンドにおける蛍光物質
の蛍光光量を励起光下で蛍光検出装置によって観察する
ことで測定していた。
量を観察するためには、上述したように、予め、DNA
試料あるいはRNA試料を蛍光色素により標識付けする
必要があり、この事前処理に多くの手間がかかる上、蛍
光色素や標識のための反応試薬、酸素等が必要となり、
検査の処理時間が嵩むと共に、コスト高になるという問
題が生じていた。また、事前処理における反応にバラツ
キが生じることがあり、測定再現性の低下を招く恐れも
存在していた。
め、このDNAアレイに設けられた複数個のリガンドを
検査するためには、蛍光検出手段と各リガンドとの相対
位置を移動させて、列状あるいは面状に多点観測する必
要があった。すなわち、蛍光検出手段を固定しておい
て、DNAアレイの位置を移動させるか、あるいは、D
NAアレイ自体は固定しておいて、蛍光検出手段を移動
させる必要があり、計測装置全体を複雑になると共に、
相対位置の位置決めなどのバラツキにより、測定誤差が
生じてしまい、測定の信頼性が低くなることも考えられ
る。
に励起光を照射し、リガンド付着面全体の蛍光を画像デ
ータとして取得し、データを画像解析して各リガンドに
おける蛍光を判定する方法も存在する。しかし、この場
合、観察面全体を照射することから、リガンドが存在し
ない部分からも蛍光(バックグラウンド)が生じ、その
一方、個々のリガンド付着点近傍の励起光強度が低くな
り、捉えるべき蛍光が弱くなることから、測定の信頼性
が低くなることが考えられる。
問題を解決するためになされたもので、DNA試料等の
生体試料の事前処理を不要にすると共に、定点(一点)
において測定することができ、装置全体の構造を簡単に
することのできる生体試料を測定する方法及び装置を提
供することを主な目的とするものである。
め、請求項1に記載の生体試料測定方法は、(i)所定
の流路内に、複数個のリガンド試料を流れ方向に整列さ
せて固定化したアレイ部位を準備し、(ii)前記流路
内に生体試料を流し、(iii)前記リガンド試料に吸
着あるいは反応した前記生体試料を、該リガンド試料か
ら解離させることのできる解離手段を作動させ、(i
v)前記アレイ部位の下流側に配設された検出手段によ
り、前記リガンド試料に前記生体試料が付着していたか
否かを検出する、ことを特徴とする。
化されたリガンド試料に対して吸着あるいは反応した生
体試料を解離手段によってリガンド試料から解離させて
下流側の検出手段で検出することができるので、被験体
である生体試料に対して特別な事前処理を必要とするこ
とがなく、また、定点(一点)において生体試料の有無
を観測することができる。
ガンド試料が固定化された各々の部分に対して局所的に
作動可能であり、前記検出手段側である下流側に固定化
された前記リガンド試料から上流側に固定化された前記
リガンド試料へと順次作動させることが好ましい。この
ように下流側のリガンド試料に対して解離手段を作動さ
せることにより、上流側のリガンド試料に付着していた
生体試料が解離して下流側に流される場合に、下流側の
解離手段が作動しているために、下流側のリガンド試料
に再度付着してしまうことを防止できる。また、下流側
から順次解離させることにより、連続して計測すること
が可能となる。
料測定装置は、(i)所定の流路内に配設され、被験体
である生体試料が吸着あるいは反応する複数個のリガン
ド試料を流れ方向に整列させて固定化したアレイ部位
と、(ii)該アレイ部位の下流側に配設され、前記生
体試料を検出可能な検出手段と、(iii)前記リガン
ド試料に吸着あるいは反応した前記生体試料を、該リガ
ンド試料から解離させることのできる解離手段と、を備
えることを特徴とする。このような構成により、上記の
方法と同様の作用効果を生じさせることができる。
前記リガンド試料が固定化された部分を局所的に加熱す
ることができる加熱機構を有することも、あるいは、前
記アレイ部位において前記リガンド試料が固定化された
部分へ局所的に液体を噴出させることができる液体噴出
部位を有することも、またあるいは、前記アレイ部位に
おいて前記リガンド試料が固定化された部分に磁気を印
加することができる磁気印加機構を有することも好まし
い。
を、図1を参照しながら説明する。図1は、本発明に係
る生体試料計測装置1の全体を示す概要図である。生体
試料計測装置1は、概略的には、生体試料を検出可能な
検査手段たる検出装置10と、被験体である生体試料を
流す流路20と、アレイ部位22に固定化されたリガン
ド試料24に付着した生体試料26を解離させる解離手
段30とを備えている。以下に、これらを詳述する。
料を吸着する、あるいは生体試料と反応するリガンド試
料24を複数個固定化したアレイ部位22が設けられて
いる。これら複数個のリガンド試料24は、溶液Fの流
れ方向に沿って整列している。そして、この流れ方向の
下流側には、生体試料を検出することができる検出装置
10が配設されている。この検出装置10は、リガンド
試料24の整列方向に沿った流れ方向の延長線上に位置
している(図2及び図3参照)。
やRNA試料等の溶液Fを流せるような形状であれば良
く、例えば、図2に示すように、内部にリガンド試料2
4を一列状に整列させることができる細長状あるいは細
管状の流路20aや、図3に示すように、リガンド試料
24を複数列状に整列させることができる二次元的すな
わち平面的な広がりを有する流路20b及び20cにす
ることができる。流路20内での溶液Fの流し方は、溶
液に含まれる生体試料の液の量や濃度等の条件により、
一過性の流下、循環、往復、あるいは滞留等がある。
合には、図3の(a)図に示すように、各々の列に対応
して検出装置10を複数個配設しても、あるいはアレイ
状のセンサを幅方向に配設してもよい。あるいは、図3
の(b)図に例を示すような順序(算用数字参照)でリ
ガンドからの解離を行ない、更に、アレイ部位からセン
サ部位に至る間で流路を絞ることにより、単一のセンサ
で検出を行なうこともできる。この順序はあくまでも例
示でありこれに限定されるものではなく、例えば、各列
毎に解離を行なわせることもできるが、下流側のリガン
ドから解離させるのが好ましい。また、検出装置として
は、紫外吸光光度計、熱レンズ顕微鏡、表面プラズモン
共鳴分析装置、電気化学検出器、蛍光検出装置等が考え
られるが、溶液に含まれる試料に応じて、既存の種々の
検出装置を使用することができる。
のリガンド試料24に対応する位置には、解離手段30
が複数個設けられている。解離手段30は、リガンド試
料24にハイブリダイズした生体試料26を、このリガ
ンド試料24から遊離すなわち解離させることができる
機能を有する。この実施形態では、アレイ部位22に固
定化された複数個のリガンド試料24対して、局所的に
加熱することができる複数個のヒータ32が設けられて
いる。このように複数個のヒータ32を設けることによ
り、例えば、溶液Fの流れ方向の下流側のリガンド試料
24に対するヒータ32から順次解離処理を行うことが
できる。なお、複数個のヒータを配設することなく、例
えばアレイ部位22に対応する解離手段を1個設け、下
流側のリガンド試料24から順次局所的に解離作用が生
じるように制御させることも可能である。
て生体試料を検出する方法を説明する。まず、所定形状
の流路20内に、複数個(本実施形態では4個)のリガ
ンド試料24を流れ方向に整列させて固定化したアレイ
部位22を準備する。次に、流路20内に、所定の試料
を含有する生体試料の溶液Fを流す。この段階で、溶液
中の生体試料26は、所定のリガンド試料24に吸着し
たり反応したりして、リガンド試料24に付着する。
ヒータ32aから加熱処理を開始し、図1(b)に示す
ように、生体試料26aをリガンド試料24から解離さ
せる。その後、生体試料26bは、下流側に流されてい
き、検出装置10により検出される(生体試料26c参
照)。このような計測方法によれば、解離処理を施した
リガンド試料24に、そのリガンド試料と反応し得る特
定の生体試料が付着していたか否かを確認することがで
きる。また、特定の生体試料を検出するために溶液中の
生体試料に特別な事前処理を施す必要が無く、さらに、
定点において生体試料の有無を観測することができる。
ータ32c、そしてヒータ32dと順次加熱処理を開始
していき、上述した計測処理を繰り返す。これにより、
連続検出が可能となる。また、下流側から順次解離処理
を施すことにより、上流側において解離した生体試料が
下流側のリガンド試料に再度付着することなく、検出装
置10まで確実に流下する。
態としては、例えば、図4に示すように、個々のリガン
ド試料24の上方よりレーザ光24を照射することによ
り加熱する方法がある。このような加熱により、リガン
ド試料24にハイブリダイズした生体試料26を遊離さ
せることができる。
噴出機構がある。例えば、図5に示すように、流路20
を構成する本体部に局所的に小孔を設け、個々のリガン
ド試料24の上方より、このリガンド試料24に向けて
局所的に液体36を噴出させることにより、リガンド試
料24にハイブリダイズした生体試料26を遊離させる
ものである。噴出する液体としては、例えば、局所的に
加熱し得るような熱水等の加熱溶液や、低イオン強度溶
液等DNA−DNAないしDNA−RNAハイブリッド
を解離させる効果を有する化学的な反応を生じさせる液
体などがある。
は、磁気印加機構がある。例えば、図6に示すように、
個々のリガンド試料24の近傍に磁石38を配設し、こ
の磁石に磁気を印加することによって磁界を生じさせ
て、リガンド試料24にハイブリダイズした生体試料2
6を遊離させるものである。
め固定化させておく物質としては、抗体や酵素等のタン
パク質、DNA等の生体由来物質、あるいは、その他の
物質を選択的に吸着あるいは物体と反応する様々な物質
が考えられる。そして、これらのカップリング材に付着
した生体試料の試料により、DNAの特定の成分の識別
や、タンパク質や核酸のハイブリダイゼーション、抗体
アッセイ、DNAチップ(あるいはDNAアレイ)を検
出することができる。
れば、従来のDNAアレイに用いられる蛍光標識を行な
った試料を用いた測定も可能である。さらに、本生体試
料測定装置においては、各リガンドに結合したDNAな
いしRNAを改めて遊離させてから検出する。そのた
め、遊離したDNAないしRNAを、さらに質量分析や
塩基配列解析等の生化学的、分子生物的操作の試料に供
することが可能であり、これにより従来のDNAアレイ
よりも高度な分析、研究が可能となる。
の流路内のアレイ部位に固定化されたリガンド試料に対
して、このリガンド試料にハイブリダイズされた生体試
料を遊離させるような解離処理を施して、解離した生体
試料を下流側の検出装置にって検出するので、被験体で
ある生体試料に対して特別な事前処理を必要とすること
がなく、また、定点(一点)において生体試料の有無を
観測することができる。
所定の流路内に複数個のリガンド試料を流れ方向に整列
させて固定化したアレイ部位と、該アレイ部位の下流側
に配設された検出手段と、前記リガンド試料に吸着ある
いは反応した前記生体試料を解離させることのできる解
離手段と、を備えるので、上記の方法と同様の作用効果
を生じさせることができる。
概要図である。
ある。
を示す概要図である。
る。
である。
a,20b,20c…流路、22…アレイ部位、24…
リガンド試料、26…生体試料、30…解離手段、3
2,32a〜32d…ヒータ、34…レーザ光、36…
液体、38…磁石、F…溶液。
Claims (6)
- 【請求項1】 所定の流路内に、複数個のリガンド試料
を流れ方向に整列させて固定化したアレイ部位を準備
し、 前記流路内に生体試料を流し、 前記リガンド試料に吸着あるいは反応した前記生体試料
を、該リガンド試料から解離させることのできる解離手
段を作動させ、 前記アレイ部位の下流側に配設された検出手段により、
前記リガンド試料に前記生体試料が付着していたか否か
を検出する、生体試料測定方法。 - 【請求項2】 前記解離手段は、前記アレイ部位の前記
リガンド試料が固定化された各々の部分に対して局所的
に作動可能であり、前記検出手段側である下流側に固定
化された前記リガンド試料から上流側に固定化された前
記リガンド試料へと順次作動させる、請求項1に記載の
生体試料測定方法。 - 【請求項3】 所定の流路内に配設され、被験体である
生体試料が吸着あるいは反応する複数個のリガンド試料
を流れ方向に整列させて固定化したアレイ部位と、 該アレイ部位の下流側に配設され、前記生体試料を検出
可能な検出手段と、 前記リガンド試料に吸着あるいは反応した前記生体試料
を、該リガンド試料から解離させることのできる解離手
段と、を備える生体試料測定装置。 - 【請求項4】 前記解離手段は、前記アレイ部位におい
て前記リガンド試料が固定化された部分を局所的に加熱
することができる加熱機構を有する、請求項3に記載の
生体試料測定装置。 - 【請求項5】 前記解離手段は、前記アレイ部位におい
て前記リガンド試料が固定化された部分へ局所的に液体
を噴出させることができる液体噴出部位を有する、請求
項3に記載の生体試料測定装置。 - 【請求項6】 前記解離手段は、前記アレイ部位におい
て前記リガンド試料が固定化された部分に磁気を印加す
ることができる磁気印加機構を有する、請求項3に記載
の生体試料測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002101494A JP3621927B2 (ja) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | 生体試料測定方法及び装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009075100A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-04-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 分子認識素子及び該分子認識素子を用いたバイオセンサ並びに該バイオセンサを用いた測定方法。 |
JP2010066271A (ja) * | 2009-11-06 | 2010-03-25 | Fujitsu Ltd | 被検体定量デバイスおよび被検体定量方法 |
JP2011237454A (ja) * | 2006-03-21 | 2011-11-24 | Koninklijke Philips Electronics Nv | 加熱アレイを有するマイクロエレクトロニクスデバイス |
US8865454B2 (en) | 2007-03-22 | 2014-10-21 | Scandinavian Micro Biodevices Aps | Flow through system, flow through device and a method of performing a test |
-
2002
- 2002-04-03 JP JP2002101494A patent/JP3621927B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2010066271A (ja) * | 2009-11-06 | 2010-03-25 | Fujitsu Ltd | 被検体定量デバイスおよび被検体定量方法 |
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