JP2005010138A - マイクロアレイチップの製造方法及びその検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 マイクロアレイチップの製造方法及びその検査方法の提供。
【解決手段】 ａ．複数の試薬を提供する、ｂ．マイクロアレイの必要とする配列順序により試薬をマイクロディスペンサーに装填する、ｃ．試験片上の試薬マイクロアレイとマイクロディスペンサーの試薬配列順序が相互に対応するように試験片上に複数の試薬を配置する、ｄ．試験片上の試薬の内容がマイクロディスペンサーの内含物と同じかを検査する、ｅ．マイクロディスペンサーで試薬を複数のマイクロアレイチップ上に配置する、ｆ．画像検出ユニットを利用しマイクロアレイチップの全画像を得る、ｇ．マイクロアレイチップに固定化反応を進行させて洗浄ステップでマイクロアレイチップ表面に未固定の試薬を除去する、以上のａ〜ｇのステップからなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は一種のマイクロアレイチップの製造方法及びその検査方法に係り、特にバイオチップの製造過程に適用される検査方法に関する。

マイクロアレイチップの生化学医薬領域にあっての発展は急速であり、強大な機能を有する検査工具である。マイクロアレイチップは通常基板（シリコンウエハー、ガラス、ナイロン薄膜或いはポリマー基板）を具え、その上に複数の異なる成分の試薬或いはプローブが固定されてその表面に規則的アレイを形成している。その採用する試薬（即ちプローブ）の多くはそれ自身の特異性或いはその他の活性、例えば結合の親和性、バイオサンプルの相補部分（即ち標的物）に基づき設計され、更に実際の条件により、バイオサンプルがプローブを固定したチップ上に加えられ、この時にチップ上のプローブとバイオサンプル中の標的物の反応が発生し、多種類の異なる標識システム、及び特定の測定機器により測定、分析が行なわれ、検査されるバイオサンプル中の標的物の質と量の情報が提供される。

マイクロアレイチップ技術の発展と要求が高まるにつれ、チップの品質と安定性に対する要求が高まり、高品質と高安定性の要求に対応できるチップ製造過程が求められるようになった。しかし、チップ製造過程での品質制御の方法は製造の方法の違いにより違いがある。

現在のマイクロアレイチップ、特にＤＮＡチップ生産の方法は、そのプローブのチップ表面における設置の方法に違いがあり、特許文献１〜３中に記載の「ｉｎ−ｓｉｔｕ合成法（ｉｎ−ｓｉｔｕ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ）」と、特許文献４〜６中に記載の「スポット法（ｓｐｏｔｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ）」とに大きく分けられる。そのうち、ｉｎ−ｓｉｔｕ合成法は、直接マイクロアレイチップの表面上にあってＤＮＡプローブを合成し、合成過程中に、予めプログラムされた位置上で複数のＤＮＡ合成反応を進行させる。プローブは直接チップ表面で合成され、即ちプローブ合成の前後のいずれでも品質と成分の検査を行なうことができない。現在、本領域中における検査根拠とされうる方法として、直接合成すると同時にある序列をコントロールセットとして加える方法があり、これは例えば非特許文献１に記載の技術である。それは、コントロールセットとされるプローブがその他のプローブと一緒にチップ表面上で合成され、並びにコントロールセットの専一性を具備する標的物と一緒にハイブリッド反応（ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ）を行なう。しかし、このような制御方法はｉｎ−ｓｉｔｕ合成法の製造工程を検査するのに限定され、且つこの方法の欠点は、チップ上の固定されたプローブが予めプログラムされた位置にあるか否かを検査することができず、このため直接合成と同時に合成された品質を検出することができない。

ｉｎ−ｓｉｔｕ合成法検査時に発生する制限はスポット法中には存在しない。スポット法は先に必要なプローブを製造し、更にマイクロディスペンサーを利用してプログラムしたアレイ様式を以て活性化された固体基板（例えば特許文献５に記載）に置く。予め合成したプローブは多種類の分子反応（例えば共有結合）により活性化された固体基板上に固定され、その発生する反応は固体器材の表面とプローブの属性により決定される。スポット法では先に必要なプローブを製造し、これによりプローブ配置前に先に品質の検査を行なうことができる。例えば、多くのマイクロアレイチップのメーカーは質量分析器を利用しプローブ分子量を検査してプローブ純度の根拠となしている。このほか、プローブを一つずつチップ上に配置し、これによりチップ製造過程中にプローブ液滴の存在の有無を観察することにより、品質を確保する（例えば特許文献７に記載）。

現在、多くのスポット法工程品質検査の方法があるが、解決すべき多くの問題を有している。例えば、プローブ合成過程中及び後続の処理過程、例えばプローブの包装、運送及びマイクロディスペンサーに充填する時、いずれもエラーが発生する可能性がある。このようなエラーには、合成後のプローブの非表示エラー、間違ったマイクロディスペンサーへの充填等がある。このようなエラーはプローブの処理プロセス完成後に、配置されたプローブ内の成分を検査することにより回避できる。このほか、現在あるプローブ配置観測システムは量産時の検査に運用するのに十分ではなく、例えば特許文献７に記載のプローブ液滴観測装置は、毎回の観測中にただ単一配置点の観測しか行なえず、この方法は高密度マイクロアレイチップ及び高生産量時には使用できない。

スポット法は工程上、キーステップを有し、即ち固体基板上のプローブの固定化効率である。製造されるマイクロアレイチップの品質を安定させるためには、チップ表面に固定されるプローブ分子量を一致させる必要がある。Ｂａｔｔａｌｉａ氏等は２０００年に発表した固体基板の上表面に固定されたＤＮＡプローブ分子量の測定方法を提出しており、この方法はＤＮＡ分子上で染色を行なう染料であるＳＹＢＲ ｇｒｅｅｎIIを利用し、固体基板の上表面に固定されたＤＮＡプローブ分子量を判断する。この方法の欠点は、マイクロアレイチップの製造工程のほかに、別に、染色、測定、染料除去のステップが必要で、明らかに製造効率を下げることである。これによりこの方法はハイブリッド反応後のデータを分析するような少量製造において、プローブ固定効率の不一致が結果データにもたらす変化を減らすのに適用される。これにより、マイクロアレイチップの製造工程において、固定基板表面に固定されたプローブ分子量を検査する方法には改善が求められている。

米国特許第５，４３６，３２７号明細書 米国特許第５，７００，６３７号明細書 米国特許第５，４４５，９３４號明細書 米国特許第５，５５１，４８７号明細書 米国特許第５，８０７，５２２号明細書 米国特許第６，１１０，４２６号明細書 米国特許第５，６０１，８９０号明細書 「Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄＶａｌｉｄａｔｉｏｎ Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ＧｅｎｅＣｈｉｐＲ Ａｒｒａｙｓ」Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ社の技術指南書

本発明はマイクロアレイチップの製造工程中にあって、スポット法に使用される品質検査方法を提供し、本方法は製造工程中にプローブの質量及びその成分を検査して、マイクロアレイチップの正確な位置上に安定量のプローブ分子を配置できるようにするものである。

本発明の目的は、一種のマイクロアレイチップの製造方法及びその検査方法を提供することにある。この製造工程及び製造過程の検査方法を用いて、製品の品質を生産者が設定した標準に合致させることができる。特に製品が類似医療検査機器の認証を通過する必要がある時、類似の品質検査は更に重要となる。

本発明の特色は、予め製造した試薬或いはプローブを使用し、一回の製造で十分に大きなバッチのチップを製造でき、ゆえに一回の試薬或いはプローブ純度の確認検査を実行すれば、同一バッチの試薬或いはプローブを使用して生産されたチップを証明することができ、そのうちの試薬或いはプローブはオリゴヌクレオチド（ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ）、ペプチド或いはその誘導体とされる。

マイクロディスペンサーの形式は単一ディスペンサー或いは複数のディスペンサーを具えた一組のディスペンスディスクとされる。試薬純度の分析は分子量の差異を以て行ない、分析方法は電気泳動、質量分析器、高圧液相層分析法、分光度計を含む。純度検査済の試薬或いはプローブをマイクロディスペンサーに充填し、さらに試験片上に配置し、試験片上の試薬マイクロアレイとマイクロディスペンサーの配列順序を対応させる。

続いて、試験片上の試薬の内容がマイクロディスペンサーの内容物と同じであるかを検査し、試薬がオリゴヌクレオチド、ペプチドのいずれであっても、マトリックス支援イオン化―飛行時間型質量分析計（ｍａｔｒｉｘ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｌａｓｅｒ ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｏｆ ｆｌｉｇｈｔ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｕｍ；ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ）を使用して試薬の一部序列分析を行なうことができる。分析した一部序列がもともとの試薬序列に対応しているかにより、マイクロアレイ設定位置上の試薬の正確度を検査する。

全てのプローブ試薬配置後、画像検出ユニット、好ましくは画像分析ソフトを具えたコンピュータ測定機器で、マイクロアレイチップの全画像をキャプチャし、マイクロアレイチップ上の試薬或いはプローブが正常に配置されているか否かを検査し、もし遺漏があれば、そのチップは不良品として処置し並びにリアルタイムで試薬或いはプローブ配置設備を修正し、故障を排除し、これにより試薬或いはプローブの配置の正確性を確認することができる。欠陥のないマイクロアレイチップに固定化反応を行なわせ、さらに洗浄ステップによりマイクロアレイチップ表面に未固定の試薬を洗い流す。

本発明で使用する試薬或いはプローブは化学性或いは酵素性標識特性を具えた物質を選択的に混合したものとされ得て、さらに特定測定機器でその標識が検出される。標識特性を具えた物質は、蛍光物質とされ得て、且つ蛍光走査高度計を利用して蛍光強度分析を行なうことができる。本発明の検査方法は選択的に更に一つのステップを具備するものとされ、それは、固定化反応及び洗浄ステップの後のマイクロアレイチップ上の標記の強度により試薬の固定化効率を推定するステップである。

以上のステップで製造された遺伝子チップは、そのプローブ序列、プローブアドレス、プローブ配置とプローブ固定化効率がいずれも確認可能とされる。

以上の本発明の応用は遺伝子チップに限られるものではなく、その他の、例えば、タンパク質チップ（ｐｒｏｔｅｉｎ ｃｈｉｐ）、ペプチドチップ、化学品チップ或いはその他のマイクロアレイ高速スループットスクリーニング（ｈｉｇｈ ｔｈｒｏｕｐｈｐｕｔ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ；ＨＴＳ）のいずれにも同じ方法を運用することで製品品質を確保することができる。

本発明の提供するチップに使用される基板は、シリコンウエハー、ガラス、ナイロン薄膜、或いはその他の高分子キャリア基板とされ、好ましくは活性化処理したガラスとされる。

本発明中で使用する標識特性を具備する物質は、蛍光物質、放射性物質或いは色酵素とされうるが、好ましくは蛍光物質とされる。

本発明のチップ検査方法により、製造中の各ステップの品質を確定でき、並びに製造工程の効果と効率を追跡でき、製品の品質向上と製造コスト削減を達成することができる。

請求項１の発明は、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、
ａ．複数の試薬を提供するステップ、
ｂ．マイクロアレイの必要とする配列順序により試薬をマイクロディスペンサーに装填するステップ、
ｃ．試験片上の試薬マイクロアレイとマイクロディスペンサーの配列順序が相互に対応するように試験片上に複数の試薬を配置するステップ、
ｄ．試験片上の試薬の内容がマイクロディスペンサーの内含物と同じかを検査するステップ、
ｅ．マイクロディスペンサーで試薬を複数のマイクロアレイチップ上に配置するステップ、
ｆ．画像検出ユニットを利用しマイクロアレイチップの全画像を得て、マイクロアレイチップ上の試薬の液滴配置スポットを検査するステップ、
ｇ．マイクロアレイチップに固定化反応を進行させて洗浄ステップでマイクロアレイチップ表面の未固定の試薬を除去するステップ、
以上のａ〜ｇのステップからなることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法としている。
請求項２の発明は、請求項１記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、
ｈ．試薬上の標記の強度を測定して試薬固定化効率を推定するステップ、
を更に具え、該標記はａのステップで提供される試薬に設けられることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法としている。
請求項３の発明は、請求項１記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、
ａ１．複数の試薬の純度を分析するステップ、
を更に具えたことを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法としている。
請求項４の発明は、請求項１記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、ａのステップの複数の試薬は生物性分子とすることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法としている。
請求項５の発明は、請求項４記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、生物性分子はオリゴヌクレオチド、ペプチド或いはその誘導体とすることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法としている。
請求項６の発明は、請求項１記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、試験片は多孔盤、一組のマイクロチューブ、或いは固形基質とすることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法としている。
請求項７の発明は、請求項１記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、ｂとｃのステップの順序を連続させるか、逆とするか、或いは同時進行となすことを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法としている。
請求項８の発明は、請求項３記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、ａ１のステップ中、複数の試薬の純度の分析は分子量差異を以て行なうことを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法としている。
請求項９の発明は、請求項８記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、分子量差異の検査方法は、電気泳動、質量分析器、高圧液相分析法、分光光度計を用いるものとすることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法としている。
請求項１０の発明は、請求項１記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、ｄのステップで生物性分子を決まった順序で検査することを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法としている。
請求項１１の発明は、請求項１０記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、試験片上の試薬に対して、マトリックス支援イオン化―飛行時間型質量分析計（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ）を用いてオリゴヌクレオチド、ペプチド序列を検査することを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法としている。
請求項１２の発明は、請求項１０記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、検査結果が予期されたものに合致すれば、そのマイクロディスペンサーをマイクロアレイチップの製造に用いることができることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法としている。
請求項１３の発明は、請求項１記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、ｆのステップの画像検出ユニットがＣＣＤ或いはＣＭＯＳ撮影システムを具えたことを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法としている。
請求項１４の発明は、請求項１３記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、画像検出ユニットが更に画像分析ソフトを具えたコンピュータ測定機器を具えてマイクロアレイチップ表面に配置された試薬を検査することを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法としている。
請求項１５の発明は、請求項２記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、標記は化学物質或いは活性を具えた酵素とすることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法としている。
請求項１６の発明は、請求項２記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、標記は放射性同位元素或いは蛍光物質とすることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法としている。

本発明はマイクロアレイチップの製造工程中にあって、スポット法に使用される品質検査方法を提供し、本方法は製造工程中にプローブの質量及びその成分を検査して、マイクロアレイチップの正確な位置上に安定量のプローブ分子を配置できるようにする方法を提供している。

本発明は一系列の試薬或いはプローブの検査方法を提示し、試薬或いはプローブの品質と成分検査、試薬或いはプローブの配置効率、及びマイクロアレイチップ上の試薬或いはプローブ固定化効率を検査し、この方法は、ａ．複数の試薬を提供する、ｂ．マイクロアレイの必要とする配列順序により試薬をマイクロディスペンサーに装填する、ｃ．試験片上の試薬マイクロアレイとマイクロディスペンサーの配列順序が相互に対応するように試験片上に複数の試薬を配置する、ｄ．試験片上の試薬の内容がマイクロディスペンサーの内含物と同じかを検査する、ｅ．マイクロディスペンサーで試薬を複数のマイクロアレイチップ上に配置する、ｆ．画像検出ユニットを利用しマイクロアレイチップの全画像を得る、ｇ．マイクロアレイチップに固定化反応を進行させて洗浄ステップでマイクロアレイチップ表面に未固定の試薬を除去する、以上のａ〜ｇのステップからなる。検査結果が予期されたものに合致したら、ｅ．このマイクロディスペンサーをマイクロアレイチップの組立生産ラインに応用するステップを行なう。

本発明中で使用する試薬は周知の任意の試薬とされるが、好ましくは生物性分子の試薬とされ、更に好ましくは、オリゴヌクレオチド、ペプチド或いはその誘導体とされる。ほとんどの状況にあって、試薬或いはプローブは予め製造されるか、或いは市販されているものを利用し、大バッチのチップを製造できる量を提供する。これらのプローブは適量の溶液中において、マイクロディスペンサー内に装填されてマイクロアレイチップ上に配置される。本実施例では、用いるプローブは予め製造したオリゴヌクレオチドとし、溶媒は二次蒸留液とする。オリゴヌクレオチドの最終濃度は０．１から１００μＭ、好ましい濃度は５から５０μＭとする。プローブをマイクロディスペンサーに装填する前に、純度の検査を行なわねばならず、純度の分析は分子量差異を以て行ない、分析方法は、電気泳動、質量分析器、高圧液相分析法、分光光度計を用いるものとする。分析結果が予期されたものに合致すれば、マイクロディスペンサーに充填する。プローブを正式にマイクロアレイチップに配置する前に、先に一つの試験片上に配置し、試験片上のプローブマイクロアレイとマイクロディスペンサーの配列順序を対応させると共に、正式なマイクロアレイチップと同じ配列順序を具備するようにする。これにより該試験片上の試薬の内容が該マイクロディスペンサーの内容物質と同じであるかを検査することで、正式なチップ上のマイクロアレイの内容に対応させることができる。使用する試験片は多孔盤、一組のマイクロチューブ、或いは固形基質とされうる。

試薬検査の方法は非常に多く、どれを使用するかは試薬の属性により決定される。図１に示されるように、オリゴヌクレオチドの検査方法ではマトリックス支援イオン化―飛行時間型質量分析計（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ）を使用して一部の序列分析を行なう。実施のステップは、（１）蛇毒ホスホジエステラーゼ（Ｓｎａｋｅ Ｖｅｎｏｍ Ｐｈｏｓｐｈｏｄｉｅｓｔｅｒａｓｅ）でオリゴヌクレオチドプローブの一部序列を降解させる、（２）ステップ（１）の降解物をＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ機器に送り分子量差異の測定を行なう、（３）分子間分子量の差異を序列に変換する、（４）分析により得られた序列結果をもとのプローブ序列データと対比する。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳを使用してＤＮＡ序列決定を行なう原理及び使用変数の詳細なデータについては、Ｒｏｓｋｅｙ等による論文（１９９６）を参照されたい。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳでオリゴヌクレオチドプローブの部分序列を決定するのに必要な時間は非常に短いが、その敏感度及び正確性は非常に高く、このような長所によりこの検査方法はマイクロアレイチップの製造に適用される。しかし、この方法の使用で考慮しなければならない状況として、試験片上の試薬量が検査に十分であるか、ということがあり、且つ試薬内に含まれる成分、例えば塩類或いは有機溶剤が検査結果の正確性に影響を与え得る。しかし適当な状況下にあっては、この検査方法は試薬を配置した試験片の検査に応用できる。

本発明の別の実施例は図２に示されるようであり、ほとんどの状況は実施例１と同じであるが、異なるところは、本実施例の実施は、試薬純度検査の後であり、まず、得ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ検査に十分な量を試験片上に配置し、残った試薬を更にマイクロディスペンサーに装填し、正式なマイクロアレイチップの製造を行なう。試験片上の試薬マイクロアレイと該マイクロディスペンサーの配列順序は相互に対応する。これにより、該試験片上の試薬の内容が該マイクロディスペンサーの内容物と同じであるかを検査することで、正式なチップ上のマイクロアレイの内容に対応させられる。マイクロディスペンサーの移動と配置スポットは事前にプログラムされ、且つ監査可能である。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳで試験片上の試薬を検査した結果が予期されたものに合致すれば、このマイクロディスペンサーで正式なマイクロアレイチップ上に配置した試薬もまた試験に合格する。

マイクロアレイチップ製造の過程で、常に発生する問題は試薬配置位置エラー或いは不完全であり、更には配置遺漏の状況も発生しうる。問題を発生する原因としては、機器のエラー或いは製造過程中の環境条件の予期せぬ改変がある。本発明はまた図３に示されるような一つの実施例を提供しており、それは試薬の配置位置が予期された位置であるかを検査するのに用いられる。マイクロアレイチップを製造する時、試薬配置完成後のチップに対して、生産ライン上に位置する画像検出システムを利用し、試薬を配置したチップの全表面の画像のキャプチャを行なう。使用する試薬は周知の任意の試薬とされ、好ましくは生物性分子の試薬とされ、更に好ましくはオリゴヌクレオチド、ペプチド或いはその誘導体とされる。必要な試薬中に染料を加えることで、画像検出の効果を高めることができる。本実施例の画像検出システムは任意の周知の画像検出システムとされるが、好ましくはＣＣＤ或いはＣＭＯＳセンサとされる。画像検出システムはさらに画像分析ソフトを具えたコンピュータ測定機器を具え、マイクロアレイチップ表面に配置された試薬を研鑽する。検査の結果が不合格であれば、該マイクロアレイチップは生産ラインより取り除かれ並びに廃棄される。検査の結果が合格であれば、マイクロアレイチップに対して固定化反応ステップと、マイクロアレイチップ表面に未固定の試薬を洗い落とす洗浄ステップを実行する。

マイクロアレイチップの品質の一致を達成するため、本発明はまた図４に示されるように、試薬の固定化効率検査の実施例を提供している。本実施例の目的は、各マイクロアレイチップ上に含まれる試薬の固定量を維持することにある。その使用する試薬は周知の任意の試薬とされ、好ましくは生物性分子の試薬とされ、更に好ましくはオリゴヌクレオチド、ペプチド或いはその誘導体とされる。本発明で使用する試薬は化学性或いは酵素性標識特性を具えた物質を選択的に混合したものとされ得て、さらに特定測定機器でその標識が検出される。本実施例中、標識特性を具えた物質は、蛍光物質とされ、且つ蛍光走査高度計を利用して蛍光強度分析が行なわれる。本実施例では、欠陥のないマイクロアレイチップに固定化反応を行なわせ、さらに洗浄ステップによりマイクロアレイチップ表面に未固定の試薬を洗い流した後に、蛍光走査光度計でマイクロアレイチップ表面の試薬より発される蛍光の強度分析を行ない、並びに得られた強度により試薬固定化効率を推定する。検査の結果が不合格であれば、マイクロアレイチップを生産ラインより取り下げて廃棄する。

本発明は広くマイクロアレイチップ或いはその他のマイクロアレイ概念を運用した異なる試薬バイオ検査工具に応用できる。例えば、タンパク質、ペプチド、オリゴヌクレオチド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、或いは化学物質チップのいずれも本発明を運用して生産できる。本発明の適用される固体基質は周知の任意の固体基質とされうるが、好ましくはシリコンウエハー、ガラス、ナイロン薄膜或いはポリマー基板とされる。

図１は本発明の実施例１の試薬或いはプローブ品質検査フローチャートである。それは、ａ．複数の試薬１１を提供するステップ、ｂ．マイクロアレイの必要とする配列順序により、試薬１１を独立したマイクロディスペンサー１０に装填するステップ、ｃ．試験片２０上の試薬マイクロアレイとマイクロディスペンサー１０の試薬配列順序が相互に対応するように試験片２０上に複数の試薬１１を配置するステップ、ｄ．試験片２０上の試薬１１の内容がマイクロディスペンサー１０の内含物と同じかを検査するステップ、ｅ．マイクロディスペンサー１０で試薬１１を複数のマイクロアレイチップ３０上に配置するステップを具えている。本実施例で使用するプローブは予め製造されたオリゴヌクレオチドとし、溶解用の溶媒は二次蒸留水とする。オリゴヌクレオチドの最終濃度は０．１〜１００μＭ、好ましい濃度は５〜５０μＭとする。

図２は本発明の実施例２の試薬或いはプローブ検査フローチャートである。それは、ａ．複数の試薬１１を提供するステップ、ｂ．マイクロアレイの必要とする配列順序により、試薬１１を独立したマイクロディスペンサー１０に装填するステップ、ｂ’．上記ｂのステップと同時進行で、試験片２０上の試薬マイクロアレイとマイクロディスペンサー１０の試薬配列順序が相互に対応するように試験片２０上に複数の試薬１１を配置するステップ、ｃ．試験片２０上の試薬１１の内容がマイクロディスペンサー１０の内含物と同じかを検査するステップ、ｄ．マイクロディスペンサー１０で試薬１１を複数のマイクロアレイチップ３０上に配置するステップ、を具えている。本実施例で使用するプローブは予め製造し、６０個のヌクレオチドを含み、溶解用の溶媒は二次蒸留水をされる。試薬の配置は手動或いはマシンアームで実施する。オリゴヌクレオチドの最終濃度は０．１〜１００μＭ、好ましい濃度は５〜５０μＭとする。試薬の試験片２０上に配置する量は１０μＬとする。図５は本実施例のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳにより行なった試薬或いはプローブ序列Ｄ１検査の序列グラフである。図８の序列表ＳＥＱ．ＩＤ．ＮＯ．１も参照されたい。原始の序列Ｄ１は５’−ＧＡＡ ＡＧＡ ＧＧＣ ＴＧＴ ＴＡＴ ＴＣＴ ＣＡＴ ＴＴＡ ＴＴＴ ＴＧＣ ＴＡＴ ＡＣＡ ＧＧＡ ＴＧＴ ＡＡＴ ＡＧＧ ＴＣＡ ＧＧＴ ＡＴＴ ＴＧＧ−３’であり、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ分析により得られた一部序列は５’−ＣＴＧ ＴＴＡ ＴＴＣＴ−３’であり、その対応する原始序列は図５中に示される下線を引いた部分であり、この結果はＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳが分析した一部序列が確実に原始の序列Ｄ１由来のものであることを表示している。

図３は本発明の実施例３の試薬或いはプローブの配置検査フローチャートである。四つのマイクロアレイチップ３１、３２、３３及び３４は異なる工程ステップ、即ち、試薬の配置ａ１、画像キャプチャａ２、不良品の生産ラインからの取り下げａ３、固定化反応進行ａ４のステップにあるマイクロアレイチップを示す。画像検出ユニット５１がマイクロアレイチップ３３よりキャプチャした画像は、画像処理ソフト５０による分析により、四カ所の配置スポットの欠失があることを表示し、並びにこの欠失信号が生産ライン上に送られて不良品のマイクロアレイチップ３３が取り除かれる。欠失のないマイクロアレイチップ３４には直接固定化反応ａ４のステップが実行される。

図６は本実施例のＣＣＤイメージセンシングユニットでキャプチャした画像を示し、チップ上の欠失は非常に急速に肉眼で配置スポットの不規則性により察知され、配置遺漏スポットの位置は説明に便利なように、特に三カ所の厳重な遺漏位置を白枠で囲んで表示される。

図４は本発明の実施例４の試薬或いはプローブ固定化検査フローチャートである。本実施例では、プローブに蛍光物質が混入され、且つ蛍光走査光度計で蛍光強度の分析が行なわれる。図４に示されるように、五個のマイクロアレイチップ３５、３６、３７、３８及び３９は工程ステップ、即ち、プローブ固定化処理ｂ１、未固定の試薬洗浄ｂ２、蛍光走査光度計５２で蛍光強度走査ｂ３、不良品を生産ラインより取り下げるｂ４、次のステップを実行ｂ５にあるマイクロアレイチップを示す。マイクロアレイチップ３８の表面で検出される蛍光強度はその他のチップに較べて低く、マイクロアレイチップ３８表面に固定された試薬が比較的少ないことを示している。蛍光強度分析システム５３は固定化効率の欠失を検出し、並びにこの欠失信号を生産ライン上に伝え、製造された不良のマイクロアレイチップ３８を取り除かせる。欠失のないマイクロアレイチップ３９は直接次のステップを実行ｂ５する。図７は本実施例の固定化効率検査の蛍光強度結果図であり、Ａ組は低い固定化効率の蛍光画像を表示し、画像は図４のマイクロアレイチップ３８よりキャプチャしたものである。Ｂ組は正常固定化効率の蛍光画像を示し、画像は図４のマイクロアレイチップ３９よりキャプチャしたものである。本実施例で使用するプローブは蛍光物質Ｃｙ3 により標示される。

以上の実施例は本発明を説明するために提示されたものであり、本発明の実施範囲はそれらに限定されるものではない。

本発明の実施例１の試薬或いはプローブ品質検査フローチャートである。 本発明の実施例２の試薬或いはプローブ検査フローチャートである。 本発明の実施例３の試薬或いはプローブの配置検査フローチャートである。 本発明の実施例４の試薬或いはプローブ固定化検査フローチャートでる。 本発明の実施例２でＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳにより行なった試薬或いはプローブ序列検査の序列グラフである。 本発明の実施例３のＣＣＤ画像検出ユニットでキャプチャした画像表示図である。 本発明の実施例４の固定化検査の蛍光強度結果図である。 本発明の実施例３の序列表である。

符号の説明

１０ マイクロディスペンサー １１ 試薬
２０ 試験片 ３０ マイクロアレイチップ
３１ マイクロアレイチップ ３２ マイクロアレイチップ
３３ マイクロアレイチップ ３４ マイクロアレイチップ
３５ マイクロアレイチップ ３６ マイクロアレイチップ
３７ マイクロアレイチップ ３８ マイクロアレイチップ
３９ マイクロアレイチップ
５０ 画像処理ソフト ５１ 画像検出ユニット
５２ 蛍光走査光度計 ５３ 蛍光強度分析システム

Claims (16)

1. マイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、
   ａ．複数の試薬を提供するステップ、
   ｂ．マイクロアレイの必要とする配列順序により試薬をマイクロディスペンサーに装填するステップ、
   ｃ．試験片上の試薬マイクロアレイとマイクロディスペンサーの配列順序が相互に対応するように試験片上に複数の試薬を配置するステップ、
   ｄ．試験片上の試薬の内容がマイクロディスペンサーの内含物と同じかを検査するステップ、
   ｅ．マイクロディスペンサーで試薬を複数のマイクロアレイチップ上に配置するステップ、
   ｆ．画像検出ユニットを利用しマイクロアレイチップの全画像を得て、マイクロアレイチップ上の試薬の液滴配置スポットを検査するステップ、
   ｇ．マイクロアレイチップに固定化反応を進行させて洗浄ステップでマイクロアレイチップ表面の未固定の試薬を除去するステップ、
   以上のａ〜ｇのステップからなることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法。
2. 請求項１記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、
   ｈ．試薬上の標記の強度を測定して試薬固定化効率を推定するステップ、
   を更に具え、該標記はａのステップで提供される試薬に設けられることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法。
3. 請求項１記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、
   ａ１．複数の試薬の純度を分析するステップ、
   を更に具えたことを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法。
4. 請求項１記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、ａのステップの複数の試薬は生物性分子とすることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法。
5. 請求項４記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、生物性分子はオリゴヌクレオチド、ペプチド或いはその誘導体とすることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法。
6. 請求項１記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、試験片は多孔盤、一組のマイクロチューブ、或いは固形基質とすることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法。
7. 請求項１記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、ｂとｃのステップの順序を連続させるか、逆とするか、或いは同時進行となすことを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法。
8. 請求項３記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、ａ１のステップ中、複数の試薬の純度の分析は分子量差異を以て行なうことを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法。
9. 請求項８記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、分子量差異の検査方法は、電気泳動、質量分析器、高圧液相分析法、分光光度計を用いるものとすることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法。
10. 請求項１記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、ｄのステップで生物性分子を決まった順序で検査することを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法。
11. 請求項１０記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、試験片上の試薬に対して、マトリックス支援イオン化―飛行時間型質量分析計（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ）を用いてオリゴヌクレオチド、ペプチド序列を検査することを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法。
12. 請求項１０記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、検査結果が予期されたものに合致すれば、そのマイクロディスペンサーをマイクロアレイチップの製造に用いることができることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法。
13. 請求項１記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、ｆのステップの画像検出ユニットがＣＣＤ或いはＣＭＯＳ撮影システムを具えたことを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法。
14. 請求項１３記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、画像検出ユニットが更に画像分析ソフトを具えたコンピュータ測定機器を具えてマイクロアレイチップ表面に配置された試薬を検査することを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法。
15. 請求項２記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、標記は化学物質或いは活性を具えた酵素とすることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法。
16. 請求項２記載のマイクロアレイチップ製造工程の検査方法において、標記は放射性同位元素或いは蛍光物質とすることを特徴とする、マイクロアレイチップ製造工程の検査方法。
    

Images