JP2005077308A - 検体トレー、及び検体トレーの使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 バイオ関連分野において、種々の分析のサンプルを極少量に抑えることができ、分析の自動化に適するとともに、分析における温度調整や観察の容易な検体トレーの提供。
【解決手段】 一又は二以上のウェルを備えた検体トレーであって、それぞれのウェルが、水平断面の形状がほぼ四角形である大ウェル２を有し、この大ウェル２の内部に、柱状に形成され、底部に開口部６を有し、内部が空洞で、上端に平坦部４を有するとともに、この平坦部４が透明に形成された小ウェル３を有する検体トレーとする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、バイオ関連分野において、種々の分析や検体の保存に使用可能な検体トレー及びその使用方法に関し、特にサンプルを極少量に抑えることができ、分析の自動化に適するとともに、分析における温度調整や観察の容易な検体トレー及びその使用方法に関する。

近年、バイオ関連産業の発展は著しく、様々な分析方法が開発されており、またそれらの方法を自動化し、ハイスループット化することが望まれている。例えば、蛋白質の立体構造を解明するためには、蛋白質を結晶化してＸ線構造解析を行うことが非常に有効である。しかし、蛋白質の結晶化を行うためには、膨大な結晶化条件を検討する必要がある。このため、これらを手作業で行うことは、研究者に多大な負担であり、世界規模で加熱する蛋白質に関する研究において、重要な課題となっている。

このような状況において、蛋白質の結晶化を自動化し、蛋白質の立体構造解析や機能解析を効率的に行うための様々な技術開発が行われている。
ここで、蛋白質の結晶化を行う技術としては、バルクバッチ法やマイクロバッチ法、蒸気拡散法など種々の方法を挙げることができるが、中でも蒸気拡散法は現在広く一般に用いられており、その結晶化工程は、概ね次の通りである。
１．対象となる精製された蛋白質溶液を作成する。
２．ウェルに沈殿剤を充填する。
３．ウェル内に蛋白サンプルを設置する。
４．ウェルの開口部を密閉して、一定温度下で保存し、蒸気拡散による蛋白サンプルの濃縮効果による結晶化を待つ。

このような蛋白質の結晶化に用いる検体トレーとしては、例えば、特許文献１に記載のウェルプレートを挙げることができる。このウェルプレートは、多数のウェルを有しており、ハンギングドロップ法による結晶化に用いることができることが記載されている。また、このウェル内に、支持部材を設置して、シッティングドロップ法による結晶化に用いることができることについても記載されている。
また、非特許文献１記載には、図９及び図１０に示すように、大ウェル１０１と小ウェル１０２とからなる多数のウェルを有するマイクロプレート１００が記載されており、これを用いることによって、より多様な条件での蛋白質の結晶化などに用いることが可能となっている。

一方、バイオ関連産業において、近年広く利用されているマイクロアレイは、ハイブリダイゼーション法により、ＤＮＡあるいはＲＮＡの状態を定量的又は定性的に解析する分析方法であり、患者の発現遺伝子の診断などを行うことができることから、創薬等の分野においてテーラーメイド医療の実現を可能とするものなどとして期待されている。このマイクロアレイは、一般的に一枚のチップに多数の遺伝子を固定化することで、多くの遺伝情報の解析を可能としている。
また、一方で、バイオ関連産業においては、スクリーニングなどに多量のサンプルを使用する場合等に、多くのサンプルを異なる条件で保存する必要があるが、このサンプルの保存は、一般的にはバイアルなどの容器を用いて行われている。

特開２００２−１７９４９９号公報 "ＣＲＹＳＴＡＬＬＩＺＡＴＩＯＮ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＴＯＯＬＳ" Ｖｏｌｕｍｅ １３，Ｎｕｍｂｅｒ １，２００３，１１０頁〜１１６頁 ハンプトン・リサーチ社（ＨＡＭＰＴＯＮ ＲＥＳＥＡＲＣＨ）

しかしながら、従来のマイクロプレート等には、分析の自動化には必ずしも適さず、また、サンプルを極少量に抑えることが困難であるという問題があった。さらに、ウェルの温度調節や生成した結晶などの観察に対する工夫は何らされておらず、より利用しやすい検体トレーの提供が望まれていた。
すなわち、特許文献１記載の検体トレーは、ウェル内に、結晶化用液体保持装置を設置することにより、結晶化すべき生体高分子を沈殿剤から離せる構成としたものであるが、結晶化用液体保持装置の設置位置が必ずしも特定されないため、適切に自動化できない場合があるという問題があった。また、サンプルの少量化やウェルの温度調節、結晶の観察等に対する工夫を加えたものでもなかった。

また、非特許文献１には、異なるサイズのウェルを結合させた構成のマイクロプレートが記載されているが、この従来のマイクロプレートは、生成した蛋白質の結晶を容易に取り出すために十分な開口を得るように密閉フィルムを開封することが困難であり、自動化が難しいという問題があった。
さらに、小ウェルに設置される微量なサンプル水滴が、レンズ状のウェルの壁面と近接することになるため、静電気により移動しやすく、ピペッティングを自動化する妨げになるという問題があった。
その上、非対称なウェル設計のため、射出成形にて製作した場合、上面にへこみが生じやすく、フィルムでの密閉が困難であり、その凹みが顕著な場合には、となりのウェルとのコンタミネーションが発生する可能性もあるという問題もあった。

また、マイクロアレイによる患者の診断などに関して、従来は、多数のプローブを固定化したチップを使用することが主流であったが、これは大人数の患者のサンプルを効率よく処理することには向いておらず、その医療技術の普及のためにも改善が期待されている状況であった。
すなわち、従来のマイクロアレイは、スクリーニング的な要素が強く、膨大なプローブを使用して、どの遺伝子等が発現しているかを判断することに使用されているのがほとんどである。このため、特定の遺伝子の発現や欠損だけを判断する場合には無駄が多く、サンプルの少量化を阻害し、分析コストの増大を招いていた。また、従来のマイクロアレイは、スライドガラスなどに膨大な数量のプローブのスポットを作成して使用するものであり、ある程度限られた数量のプローブを用いて、多数のサンプルを処理することには適していなかった。さらに、従来のマイクロアレイでは、ハイブリダイゼーション後の結合しなかったサンプルを洗浄除去する工程において、十分な洗浄効果を得ることができないためにバックグラウンドの上昇を招いたり、あるいは直接サンプルに洗浄液をかけた場合には、スポットの欠損を招く場合もあった。

さらに、検体の保存に関しては、従来、スクリーニングによる多量のサンプルを作成し、試験する場合などにおいて、一般的にバイアルなどを使用して、このようなサンプルの保存を行っていたが、より保管性に優れた容器の提供が望まれている状況であった。
すなわち、通常のバイアルなどを使用する検体保存においては、容器が比較的大きいことから、多数の容器を保存する場合、保存スペースを確保することが困難であるという問題があった。また、例えば、脱酸素剤や加湿剤、乾燥剤などと接触させずに共存させることでサンプルの安定性を増すことができるサンプルの保存には適さないという問題があった。さらに、キャップの開閉などサンプルの取り出しの自動化が困難であるという問題もあった。

本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、バイオ関連分野において、種々の分析や検体の保存に使用可能な検体トレー及びその使用方法に関し、特にサンプルを極少量に抑えることができ、分析の自動化に適するとともに、分析における温度調整や観察の容易な検体トレー及びその使用方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の検体トレーは、一又は二以上のウェルを備えた検体トレーであって、それぞれのウェルが、大ウェルと、当該大ウェルの内部に、柱状に形成された小ウェルとからなる構成としてある。
検体トレーをこのような構成にすれば、大ウェルの内部に形成された小ウェル上で、蛋白質の結晶化を行うことができ、サンプルの使用量を極少量に抑えることができるとともに、分析の自動化に適したものとすることが可能となる。

すなわち、小ウェルを大ウェルの内部に形成したことによって、サンプル水滴を壁面から離すことができ、静電気力によるサンプル水滴の移動を低減させることが可能となる。このため、少量のサンプルにより分注の自動化を実現することが可能となる。
また、従来、分析の自動化において、蛋白質の結晶化後に密閉フィルムを開封し、結晶を取り出すことの自動化は困難であったが、大ウェルの内部に小ウェルを形成することによって、フィルムの開口を大きくすることができ、結晶の取り出しが容易となり、自動化に適したものとすることが可能となる。

さらに、本発明の検体トレーは、小ウェルが、大ウェルの中央に形成された構成とすることが好ましい。
検体トレーをこのような構成にすれば、上述の検体トレーによる効果をさらに増大させることが可能となる。
すなわち、小ウェルを大ウェルの中央に形成することによって、静電気力によるサンプル水滴の移動を排除することができ、より少量のサンプルで分注の自動化を実現することができるとともに、密閉フィルムの開封及び結晶の取り出しの自動化を容易化することが可能となる。

また、本発明の検体トレーは、小ウェルの上端部が、平坦であり、かつ、周囲に壁を有する構成とすることが好ましい。
検体トレーをこのような構成にすれば、サンプル水滴の移動をより効果的に排除することが可能となるとともに、小ウェルの上端部の面積が小さくとも、サンプル水滴を十分に保持可能な小ウェルにすることが可能となる。また、ＤＮＡプローブなどを固定化（スポッティング）した小プレートを、小ウェル上に設置することの可能な検体トレーとすることができる。

また、本発明の検体トレーは、大ウェルの水平断面の形状が、ほぼ四角形である構成とすることが好ましい。
さらに、本発明の検体トレーは、小ウェルが、円柱形状である構成とすることが好ましい。
検体トレーをこのような構成にすれば、大ウェルへの沈殿剤などの充填を行いやすいものとすることが可能となる。
すなわち、本発明によれば、小ウェルが大ウェルの内部に形成されていることによって、小ウェルへのサンプル等の設置は容易化し、さらに、大ウェルの水平断面の形状がほぼ四角形であるとともに、小ウェルが円柱形状であることから、大ウェルへの沈殿剤などの充填がしにくくなることを防止することが可能となる。

また、本発明の検体トレーは、小ウェルが底部に開口部を有し、その内部が空洞である構成とすることが好ましい。
検体トレーをこのような構成にすれば、小ウェルの開口部に、種々の器機等を挿入したり、この開口部を介して試料の観察を行うことなどが可能となり、より分析効果を向上させることが可能となる。

また、本発明の検体トレーは、小ウェルの上端部が、透明である構成とすることが好ましい。
検体トレーをこのような構成にすれば、小ウェルの下部から顕微鏡等を用いて、小ウェル上に生成した蛋白質の結晶などを観察することが可能となる。

また、本発明の検体トレーは、大ウェルが、二以上の小ウェルを内部に有する構成とすることも好ましい。
検体トレーをこのような構成にすれば、同一の沈殿剤を用いるサンプルについて、同一の大ウェル内に形成された複数の小ウェルを用いて蛋白質の結晶化を行うことなどができ、一層効率的で、利用しやすいものとすることが可能となる。

また、本発明の検体トレーは、小ウェルの上端部が、二以上の区画に分割されている構成とすることも好ましい。
検体トレーをこのような構成にすれば、一つの小ウェル上に二以上のサンプルをのせて分析を行うことができる。また、サンプルに対する緩衝液の使用量を低減させることも可能となる。

また、本発明の検体トレーは、小ウェルの上端部に、プローブが固定化されている構成とすることも好ましい。
検体トレーをこのような構成にすれば、検体トレーをマイクロアレイに容易に使用することができ、一枚の検体トレーを用いて多数の患者を効率的に診断することが可能となる。

また、本発明の検体トレーの使用方法は、小ウェルの開口部に、温度調節器を挿入して、小ウェル及び／又は大ウェルの温度を調整する方法としてある。
検体トレーの使用方法をこのような方法にすれば、ウェル内を蛋白質の結晶化などに適した温度に調整することが可能となる。
また、このような温度の調整を可能とすることによって、本発明の検体トレーを、マイクロアレイや検体保存用などに使用した場合にも、検体トレーのウェルをそれぞれに適した温度に保つことができるため、極めて適切に使用することが可能となる。
なお、温度調節器としては、例えば、保温のためのヒートブロックなどを用いることができ、温度を調整可能なものであれば、加熱、冷却のいずれであってもかまわない。

さらに、本発明の検体トレーの使用方法は、小ウェルの開口部を介し、顕微鏡を用いて小ウェル上の試料を観察する方法としてある。
検体トレーの使用方法をこのような方法にすれば、生成した蛋白質の結晶などを小ウェルの開口部を介して顕微鏡により観察したり、あるいは小ウェルの下部から開口部に顕微鏡等を挿入して、小ウェル上に生成した蛋白質の結晶などを観察することも可能となる。これによって、生成した蛋白質の結晶を下部から詳細に観察することが可能となる。
なお、「試料」は、小ウェル上にのせるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、蛋白サンプル，沈殿剤，ＤＮＡ，ＲＮＡ，ＰＮＡ（ペプチド核酸）などを挙げることができる。また、生成した結晶なども広く「試料」に含めて用いている。

また、本発明の検体トレーの使用方法は、小ウェルの上端部にプローブを固定化するとともに、ターゲットをのせ、大ウェルに緩衝液を充填することにより、検体トレーをマイクロアレイに使用する方法とすることも好ましい。
検体トレーの使用方法をこのようなマイクロアレイに用いる方法とすれば、従来のようにチップ一枚に対して患者一人分のサンプルのみではなく、一枚の検体トレーを用いて多数のサンプルを分析することが可能となり、多く患者の診断を効率よく行うことが可能となる。

また、患者のＤＮＡサンプルなどは、小ウェルにのせる分量を用意するのみでよいため、従来に比較してサンプルを少量化することが可能となる。さらに、ハイブリダイゼーション後の洗浄工程において、緩衝液を洗浄液として大ウェルに充填し、検体トレーを震盪攪拌することにより洗浄を行うことができるため、小ウェルにおける過剰なサンプルに対して十分な量の洗浄液で洗浄することができる。このため、効率のよい洗浄が行え、バックグラウンドを低減することができるとともに、サンプルに対する洗浄液の直接の注入を防止でき、形成されたハイブリダイゼーションの損傷等を防止することも可能となる。

なお、「プローブ」とは、本明細書においては、例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ＰＮＡ、蛋白質等などにより構成され、小ウェル上などに固定化されるものを意味している。また、「ターゲット」とは、患者のＤＮＡなどを意味しており、蛍光標識などを施されて、プローブと相補的な結合を構成するか否かを判別するために用いられるものを意味している。

さらに、本発明の検体トレーの使用方法は、小ウェルの上端部上にプローブを固定化した小プレートを設置するとともに、ターゲットをのせ、大ウェルに緩衝液を充填することにより、検体トレーをマイクロアレイに使用する方法とすることも好ましい。
検体トレーの使用方法をこのような方法にすれば、小ウェルに直接プローブをスポッティングするのではなく、別個の小プレートにプローブをスポッティングし、この小プレートを小ウェル上にのせることによって、検体トレーをマイクロアレイに使用することが可能となる。
このような方法によれば、ＤＮＡ，ＲＮＡ，ＰＮＡ，ペプチドなどの吸着性により優れたガラス板やフィルター（メンブレン）などを用いて、これらをスポッティングすることができるため、検体トレーに使用されるプラスチック材料などでは補いきれない吸着強度などをカバーすることが可能となる。

本発明によれば、バイオ関連分野において、種々の分析や検体の保存に使用可能な検体トレー及びその使用方法に関し、特にサンプルを極少量に抑えることができ、分析の自動化に適するとともに、分析における温度調整や観察の容易な検体トレー及びその使用方法を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
まず、本発明の第一実施形態の構成について、図１〜図５を参照して説明する。図１は、本実施形態の検体トレーを説明するための平面図である。図２は、本実施形態の検体トレーにおけるウェルを説明するための部分拡大断面図である。図３は、本実施形態の検体トレーにおける密閉フィルムを施したウェルを説明するための部分拡大断面図である。図４は、本実施形態の検体トレーのマイクロアレイ用途における密閉した小ウェルを説明するための部分拡大断面図である。図５は、本実施形態の検体トレーの保存用途における栓の開閉を説明するための部分拡大斜視図である。

図１に示すように、本実施形態の検体トレー１は、一又は二以上のウェルを有しており、それぞれのウェルは、大ウェル２と、その内部の壁面に接しないように形成された小ウェル３とで形成されている。同図における検体トレー１は、９６個のウェルを有するものを表示しているが、これに限定されるものではなく、より多くのウェルを有する構成とすることも、より少ないウェルを有する構成とすることも可能である。

図２は、本実施形態の検体トレー１におけるひとつのウェルの断面を示している。図１及び図２に示すように、大ウェル２の中央には、円柱状の小ウェル３が形成されており、その円柱の上端部には、サンプルの水滴を保持するための平坦部４と、その平坦部４の周縁上に、上端部を取り囲むように小ウェル壁５が形成されている。本発明では、サンプルの水滴が静電気などにより移動することがほとんどないため、この小ウェル壁５の高さは、図３に示すような低いものでかまわない。
また、同図に示すように、円柱の高さは、小ウェル３上にサンプル水滴９を載せて、ウェルを密閉した場合に、そのサンプル水滴９に密閉フィルム８が接触しない高さに形成されている。

さらに、小ウェル３は、下部に開口部６を有しており、その内部に空洞が形成されている。したがって、当該開口部６からヒートブロックなどの温度調節器を挿入することにより、ウェル内に温度を適切に調節することが可能となっている。
また、当該開口部６から顕微鏡を使用して観察することによって、サンプル水滴９に生成する蛋白質の結晶や蛍光、その他の発色などの観察を効果的に行うことが可能となっている。
さらに、このような観察の効果をより一層高めるため、小ウェル３の平坦部４の表面と、その裏面に相当する開口部６の天井部分の表面については、平滑度を可能な限り高く形成することが好ましく、図２に示す透明部７の透明度をできるだけ高く形成することが好ましい。

また、大ウェル２は、図１に示すようにその水平断面がほぼ四角形となるように形成する。これによって、大ウェル２を円形等にした場合に比較して、その内容積を大きくとることができるとともに、大ウェル２の開口部を大きくすることができ、大ウェル２への沈殿剤などの充填が容易になるとともに、蒸気平衡の効率や洗浄効果を向上させることが可能となる。
さらに、本実施形態の検体トレー１は、大ウェル２と小ウェル３が上下左右とも対称になるように形成してある。検体トレー１をこのようにすることによって、射出成形にて製作した場合に、上面にたわみが生じにくく、フィルムでの密閉を適切に行うことが可能となる。なお、たわみの問題に関しては、大ウェル２と小ウェル３の配置を、このようなたわみが生じない範囲内で、上下左右を非対称としてもよいが、サンプルのピペッティングやフィルムの開封の自動化の面において、上下左右ともできるだけ対称になるように形成することがより好ましい。

本実施形態の検体トレーの材質は、光学的に影響の少ない透明な材料であることが好ましく、例えば、ポリスチレン，アクリルスチロール，アクリル，ポリカーボネート，ポリエステル，ポリサルホン，メタクリル樹脂，塩化ビニル，ポリメチルペンテン等を好適に用いることが可能である。
また、本実施形態の検体トレーは、種々の自動分析において使用されるものであるため、製品全体のたわみはできるだけ少なく形成することが好ましい。
さらに、プローブを小ウェルに強く吸着させるため、各ウェルの表面処理を施すことが好ましい。

次に、本実施形態の検体トレーの好適な使用方法について説明する。
［１．蛋白質の結晶化］
まず、本実施形態の検体トレーを蛋白質の結晶化に使用する方法の一例について説明する。なお、本例では、蛋白質の結晶化を蒸気拡散法により行う場合について説明するが、例えば、マクロシーディング法やマイクロシーディング法など、その他の結晶化方法に使用してもかまわない。
１．まず、蛋白サンプルとして使用するために、精製された蛋白質溶液を作成する。

２．次に、本実施形態の検体トレー１の大ウェル２に、１５０〜２００マイクロリットルの沈殿剤を充填する。この充填は、マイクロプレート分注機及びピペットチップを用いて、自動的に実行することが可能である。また、これ以降の操作についても、本実施形態の検体トレーを用いれば適切に自動化することができる。
３．次に、本実施形態の検体トレー１の小ウェル３に、大ウェル２に充填した沈殿剤と同一成分の沈殿剤を０．５マイクロリットル載せ、さらに等量の蛋白サンプルを混和する。この操作は、高精度に調整されたマイクロプレート分注機及びピペットチップを用いて自動的に実行する。

４．次に、圧着テープなどを用いて、検体トレー単位で、ウェルの開口部を密閉する。
５．そして、一定温度下で保存し、蒸気拡散によるサンプルの濃縮効果による結晶化を待つ。また、ウェル内の温度調節を行うにあたっては、小ウェル３の下部に形成された開口部６に温度調節器を挿入することができるため、ウェル単位で適切に温度を調整することが可能である。さらに、小ウェル３の下部に形成された開口部６から顕微鏡を用いて、結晶の観察を行うことも可能である。

６．次に、結晶が確認されたものについて、密閉フィルムを開封し、結晶の回収を行う。このとき、小ウェル３が大ウェル２の中央に形成されているため、小ウェル３の同心円状にフィルムを大きくカットすることができる。このため、従来の大ウェルに小ウェルが接合した形状のマイクロプレートに比較すると、フィルムカットの自動化が行いやすく、かつ、結晶を容易に取り出すのに十分な開口を得ることの可能なフィルムカットを行うことができる。
このフィルムカットに際しては、開口したい小ウェルの中央真上の密閉フィルム上に吸引管を当てて吸引し、回転式カッターによって、フィルムカットを行うことが好ましい。これによって、カットしたフィルムをウェル内に落とすことなく、密閉フィルムの開封を行うことが可能となる。

以上のように、本実施形態の検体トレーを蛋白質の結晶化に用いることにより、従来に比較して、サンプルの使用量を低減することが可能になるとともに、特に密閉フィルムの開封工程や結晶の取り出し工程の自動化を行いやすくすることが可能となる。
さらに、小ウェル３の下部に設けた開口部６から、温度調節器や顕微鏡を挿入することができるため、ウェルの温度調整や生成した結晶の観察の行いやすいものとすることが可能となる。

［２．マイクロアレイ］
次に、本実施形態の検体トレーをマイクロアレイに使用する方法の一例について説明する。
１．まず、小ウェル３の平坦部４の平滑表面上にプローブとするＤＮＡ等を固定化する。これにより、小ウェル３上にプローブがスポッティングされたスポットが作成される。
２．次に、蛍光標識などを施されたターゲットＤＮＡ等を含むサンプルを小ウェル３の平坦部４にのせる。
３．さらに、小ウェルを密閉する。その方法としては、図４に示すように、一の小ウェルの上端部より大きい面積の平面をもつ密閉板１０を、小ウェルの上部から被せることにより密閉することが好ましい。

４．６５℃で、６〜１６時間程度ハイブリダイゼーションさせる。これにより、プローブと相補的な構造を有するターゲットが、プローブと相補的結合を行う。
５．次に、洗浄用の緩衝液を大ウェル２に充填する。そして、震盪攪拌した後、洗浄用緩衝液を抜き取る。洗浄用緩衝液を交換して、この洗浄を３回繰り返す。これにより、プローブと相補的結合を行わなかったサンプルをウェルから除去する。

６．次に、ウェルを乾燥させて遮光条件で保存し、スキャナで蛍光標識のシグナルを検出して、得られたデータをもとに解析を行う。
なお、検体トレーをこのようなマイクロアレイに使用する場合においても、小ウェル３の開口部６から温度調整器等を挿入して使用することが可能である。
また、本発明の検体トレーを用いれば、小さな反応系を多数集積させることができるため、多数のサンプルの分析を比較的簡単に自動化することが可能となる。

以上のように、本実施形態の検体トレーをマイクロアレイに用いれば、従来のＤＮＡチップを用いた場合に比較して、サンプルの使用量を極めて少量に抑えることが可能となる。すなわち、従来は、ＤＮＡチップ一枚に必要なサンプルを用意する必要があり、ターゲットの検出のためには多くのサンプルを必要としたが、本実施形態の検体トレーをマイクロアレイに用いれば、所定のプローブを固定化した小ウェル３にサンプルをのせることにより、標的の遺伝子の検出を行うことができるため、サンプルの使用量を極少量に抑えることが可能となる。

また、従来のＤＮＡチップは、一枚のＤＮＡチップ上に多数のプローブを固定化したもので、一人の患者がどのような遺伝子をもっているかを分析するのに適したものであり、一枚のＤＮＡチップを複数の患者に利用することは考慮されておらず、そのような利用は極めて困難であった。しかしながら、本発明の検体トレーは、ウェルごとに異なる患者のサンプルをのせて、分析することができるため、多くの患者の遺伝子分析を極めて効率的に処理することが可能となる。例えば、９６ウェルを備えた検体トレーにおける全ての小ウェル３上に同一のプローブを固定化し、９６人の異なる患者が、このプローブの遺伝子を保有するかどうかを分析するといった手法が可能となる。

さらに、大ウェル２に洗浄用緩衝液を入れて、過剰なサンプルを洗い流すことができるため、高い洗浄効率を得ることも可能となっている。
なお、本実施形態の検体トレーを所定の蛋白質等の検出などに用いることも可能である。例えば、抗原又は抗体をプローブとして使用し、これと特異的に結合する抗体又は抗原をターゲットとして、抗原抗体反応による抗原抗体複合体を検出するようにすることも可能である。

［３．検体保存］
次に、本実施形態の検体トレーを検体保存に使用する方法の一例につき図５を参照して説明する。
１．保存対象サンプルを、小ウェル３の平坦部４上にのせる。
２．大ウェル２には、サンプルに共存させることでサンプルの安定性を向上させることができる物質を配置する。この物質としては、例えば、脱酸素剤、加湿剤、乾燥剤等を挙げることができる。
３．図５の（ａ）に示すように、栓１１をウェルにはめ込むことによって、ウェルを密閉する。同図では、一のウェルについてのみ表示しているが、全てのウェルについて、同様な栓１１を用いて密閉することができる。もちろん、全てのウェルを使用するのではなく、一つおきにウェルを検体保存用のウェルとして使用することなどとしてもよく、その使用方法は特に限定されない。また、フィルムを用いて、ウェルの密閉を行ってもよい。

４．検体を使用する場合は、密閉したウェルを開栓する。その方法としては、例えば、図５の（ｂ）〜（ｄ）に示すようにして、開栓棒１２を栓１１上に形成された穴に挿入し、この開栓棒１２を斜め横に傾けることによって開栓するようにすることができる。また、密閉フィルムを用いた場合は、蛋白質の結晶化において説明した方法と同様に、密閉フィルムを同心円状にカットすることによって、開封するようにすることもできる。
なお、検体トレーをこのような検体保存用として使用する場合においても、小ウェル３の開口部６から温度調整器等を挿入して使用することが可能である。
また、本発明の検体トレーを用いれば、多数のサンプル保存区画をプレートに集積できるため、多数の検体の保管及び取り出しを比較的簡単に自動化することが可能となる。

以上のように、本実施形態の検体トレーを検体保存に用いることにより、従来のバイアルなどを用いた保存方法に比較して、保管スペースを節約できるとともに、サンプルの安定性を向上させることができる物質をウェルごとに共存させて保存することができるため、検体の保存をウェルごとに最適な保存環境で行うことが可能となる。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図６を参照して説明する。同図は、本実施形態の検体トレーを説明するための部分拡大斜視図である。
本実施形態は、大ウェル２内に、二以上の小ウェル３を形成した点で第一実施形態と異なる。その他の点については、第一実施形態と同様であり、本実施形態の検体トレーのその他の構造上の特徴や、材質についても第一実施形態の検体トレーと同様のものとすることができる。また、本実施形態の検体トレーも、蛋白質の結晶化、マイクロアレイ、検体保存等に好適に使用することができる。

図６に示す例では、検体トレー１における大ウェル２の内部に、壁面に接しないように円柱状の小ウェル３が、４つ形成されている。
これらの４つの小ウェル３は、大ウェル２内で上下左右に均等に配置されている。これは、サンプル水滴に対する静電気の影響ができるだけ少なく、また、検体トレーの成形上、表面のたわみが発生しないように考慮したものである。大ウェル２内における小ウェル３の個数を、これ以外の個数、例えば、２，３，５，あるいはそれ以上にすることも可能である。この場合も、４つの場合と同様に、サンプル水滴に対する静電気の影響や、表面のたわみを考慮して形成する。
また、このような大ウェル２内への二以上の小ウェル３の形成にあたっては、第一実施形態における一のウェルについて、その大ウェル２内に二以上の小ウェル３を形成することも、あるいは４つなど複数の大ウェル２を、一のより大きなウェルとして、形成するようにすることもできる。

検体トレーをこのような構成とすることによって、二以上の小ウェル３が一の大ウェル２を共有することができるため、例えば、同一の分析を複数行いたい場合や、同一の環境下で複数の異なる分析を行いたい場合などに、好適に利用することが可能となる。

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について、図７を参照して説明する。同図は、本実施形態の検体トレーを説明するための部分拡大斜視図である。
本実施形態は、小ウェル３上に、二以上の小区画を形成した点で第一実施形態と異なる。その他の点については、第一実施形態と同様であり、本実施形態の検体トレーのその他の構造上の特徴や、材質についても第一実施形態の検体トレーと同様のものとすることができる。また、本実施形態の検体トレーも、蛋白質の結晶化、マイクロアレイ、検体保存等に好適に使用することができる。

図７に示す例では、検体トレー１における小ウェル３の平坦部４が、境界壁１３と小ウェル壁５により４つの小区画に分割されている。
検体トレーをこのような構成とすることによって、一つの小ウェル上に二以上のサンプルをのせて分析を行うことができるとともに、サンプルに対する緩衝液の使用量を低減させることもでき、より効率的な分析を行うことが可能となる。

［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態について、図８を参照して説明する。同図は、本実施形態の検体トレーを説明するための部分拡大断面図である。
本実施形態の検体トレーは、マイクロアレイとして使用する場合において、小ウェル上に直接プローブを固定化するのではなく、別個の小プレートにプローブを固定化して、この小プレートを小ウェルの上端部にはめ込んだ構成とした点で第一実施形態と異なる。

すなわち、本実施形態の検体トレー１は、図８に示すように、小ウェル３の平坦部４上に小プレート１４を備えている。
この小プレート１４は、例えば、ガラス板やフィルターとすることができ、検体トレーの材質に比較して、ＤＮＡ，ＲＮＡ，ＰＮＡ，ペプチドなどの吸着性により優れたものなどとすることができる。
これによって、プラスチック材料などで作製された検体トレー１の小ウェル３上に直接プローブを固定化した場合よりも、プローブの吸着強度を向上させることが可能となる。

［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態について、図９を参照して説明する。同図は、本実施形態の検体トレーの使用方法を説明するための部分拡大断面図である。
本実施形態の検体トレーは、図９に示すように、上述の各実施形態における検体トレーと異なり、各ウェルは、小ウェルを備えておらず、ウェルの下部に開口部も有していない。また、各ウェルの水平断面の形状は、四角形でなくてもよく、従来から一般的に使用されているマイクロプレートを用いることができる。

同図に示すように、本実施形態の検体トレーの使用方法は、ウェル内部の底面上にＤＮＡプローブ等を固定化することにより、マイクロアレイに使用するものである。
すなわち、プローブを固定化したウェル内のスポット１５上に、蛍光標識等を施されたターゲットＤＮＡ等を含むサンプルをのせて密閉し、所定の温度下にてハイブリダイゼーションさせる。

このような検体トレーの使用方法を用いれば、従来既存の多くのマイクロプレートを用いて、マイクロアレイを行うことができるため、従来のＤＮＡチップを用いた場合に比較して、より多くの患者の診断等を効率的に行うことが可能となる。
また、図示しないが、あらかじめプローブを固定した小プレートを、ウェルの底部にはめ込むことにより、マイクロアレイに使用することも可能である。

なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態を組み合わせて、一つの大ウェル２内に二以上の小ウェル３を形成した検体トレーについて、その小ウェル３の平坦部４上に、プローブを固定化した小プレート１４をのせて使用するなど適宜変更することが可能である。

本発明は、バイオ関連分野において、種々の分析や検体の保存に使用可能な検体トレー及びその使用方法として利用することができる。
特に、蛋白質の結晶化やマイクロアレイにおいて、サンプルを極少量に抑えることができ、分析の自動化に適するとともに、分析における温度調整や観察の容易な検体トレー及びその使用方法として利用することが可能である。

本発明の第一実施形態の検体トレーを説明するための平面図である。 本発明の第一実施形態の検体トレーにおけるウェルを説明するための部分拡大断面図である。 本発明の第一実施形態の検体トレーにおける密閉フィルムを施したウェルを説明するための部分拡大断面図である。 本発明の第一実施形態の検体トレーのマイクロアレイ用途における密閉した小ウェルを説明するための部分拡大断面図である。 本発明の第一実施形態の検体トレーの保存用途における栓の開閉を説明するための部分拡大斜視図である。 本発明の第二実施形態の検体トレーを説明するための部分拡大斜視図である。 本発明の第三実施形態の検体トレーを説明するための部分拡大斜視図である。 本発明の第四実施形態の検体トレーを説明するための部分拡大断面図である。 本発明の第五実施形態の検体トレーの使用方法を説明するための部分拡大断面図である。 従来の検体トレーを説明するための部分平面図である。 従来の検体トレーにおけるウェルを説明するための部分拡大断面図である。

符号の説明

１ 検体トレー
２ 大ウェル
３ 小ウェル
４ 平坦部
５ 小ウェル壁
６ 開口部
７ 透明部
８ 密閉フィルム
９ サンプル水滴
１０ 密閉板
１１ 栓
１２ 開栓棒
１３ 境界壁
１４ 小プレート
１５ スポット
１００ マイクロプレート
１０１ 大ウェル
１０２ 小ウェル

Claims (14)

1. 一又は二以上のウェルを備えた検体トレーであって、
   前記ウェルが、大ウェルと、当該大ウェルの内部に、柱状に形成された小ウェルとからなることを特徴とする検体トレー。
2. 前記小ウェルが、前記大ウェルの中央に形成されたことを特徴とする請求項１記載の検体トレー。
3. 前記小ウェルの上端部が、平坦であり、かつ、周囲に壁を有することを特徴とする請求項１又は２記載の検体トレー。
4. 前記大ウェルの水平断面の形状が、ほぼ四角形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の検体トレー。
5. 前記小ウェルが、円柱形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の検体トレー。
6. 前記小ウェルが底部に開口部を有し、前記小ウェルの内部が空洞であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の検体トレー。
7. 小ウェルの上端部が、透明であることを特徴とする請求６記載の検体トレー。
8. 前記大ウェルが、二以上の前記小ウェルを内部に有することを特徴とする請求項１，３〜７のいずれかに記載の検体トレー。
9. 前記小ウェルの上端部が、二以上の区画に分割されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の検体トレー。
10. 前記小ウェルの上端部に、プローブが固定化されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の検体トレー。
11. 請求項６記載の検体トレーの使用方法であって、前記小ウェルの開口部に、温度調節器を挿入して、前記小ウェル及び／又は前記大ウェルの温度を調整することを特徴とする検体トレーの使用方法。
12. 請求項７記載の検体トレーの使用方法であって、前記小ウェルの開口部を介し、顕微鏡を用いて前記小ウェル上の試料を観察することを特徴とする検体トレーの使用方法。
13. 請求項１〜９のいずれかに記載の検体トレーの使用方法であって、前記小ウェルの上端部にプローブを固定化するとともに、ターゲットをのせ、前記大ウェルに緩衝液を充填することにより、前記検体トレーをマイクロアレイに使用することを特徴とする検体トレーの使用方法。
14. 請求項１〜９のいずれかに記載の検体トレーの使用方法であって、前記小ウェルの上端部上にプローブを固定化した小プレートを設置するとともに、ターゲットをのせ、前記大ウェルに緩衝液を充填することにより、前記検体トレーをマイクロアレイに使用することを特徴とする検体トレーの使用方法。

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