JP2005214797A - バイオチップへの検体注入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 異なる検体やバイオチップにおいても常に全てのプローブスポットに検体がスムーズかつ確実に拡散する検体注入装置を提供すること。
【解決手段】 複数のプローブを配列したバイオチップと、該バイオチップをカバーするカバー部材と、前記バイオチップ上に検体を注入する注入手段と、該注入手段を制御する注入制御手段と、前記バイオチップ上での検体の拡散速度を測定する速度測定手段を有し前記注入制御手段は前記計測手段による拡散速度計測結果に応じて注入速度の制御を行うことを特徴とする検体注入装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バイオチップを用いて標識物質で標識付けられた検体とハイブリダイズさせて、ハイブリダイズした検出体を特定する分析方法における、検体をバイオチップに注入する注入装置に関するものである。

近年マイクロアレイ、DNAチップ等の試験片を用いた遺伝子解析が行われている。スライドガラスやシリコン基板などからなる基板の表面に核酸やタンパク質などの多数の生体分子を検出体としてマトリクス上に配置固定したバイオチップと、蛍光色素などで標識付けられたDNAなどの検体とがハイブリダイゼーションされる。検出体及び検体にハイブリダイゼーションする生体分子が含まれていれば、検出体に蛍光色素などの標識物質が生体分子を介して固定される。そして試験片上のどこに蛍光色素などの標識物質が存在するかを検出することにより、ハイブリダイズした検出体の種類を特定することができるものである（例えば、特許文献１参照）。

図6はバイオチップを用いた従来のハイブリダイゼーションの説明図である。

バイオチップ11上にはカバー12が設置されており、バイオチップ11とカバー12の間には液体が拡散するための微小な隙間が設けられている。バイオチップ11上に注入手段13によって検体が注入され、検体はバイオチップ11上の各スポットに拡散する。その後図示しない手段によりハイブリダイゼーションを行い、蛍光検出を行っている。
特開平１１−１８７９００号公報

ところが注入される検体は、検体によって粘度は均一とは限らず大きくばらついている場合も存在する。これらの検体を同じ速度でバイオチップに注入すると、拡散ムラを生じて全体に拡散できない場合があった。また、同じ検体を注入した場合でもバイオチップの大きさによっては拡散に時間を要し効率が悪い場合があった。

本発明の目的は上述の問題点を解消し、異なる検体やバイオチップにおいても常に全てのプローブスポットに検体がスムーズかつ確実に拡散する検体注入装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る検体注入装置は複数のプローブを配列したバイオチップと、該バイオチップをカバーするカバー部材と、前記バイオチップ上に検体を注入する注入手段と、該注入手段を制御する注入制御手段と、前記バイオチップ上での検体の拡散速度を測定する速度測定手段を有することを特徴とする。

以上説明したように本発明に係る検体注入装置は、検体やバイオチップの種類に影響されず常に最適な検体拡散速度となるように検体の注入を行うことが可能であるため、効率・精度の良い拡散を行うことができ、精度の高いハイブリダイゼーションを行うことができる。

図１から図３に本発明の第一の実施例について説明する。図１は本発明の検体注入装置の構成図を示している。DNAスポットを有するDNAチップ１の上には透明な部材からなるカバー２が設置されている。その上方にはレンズ３、チャート４、ＣＣＤ５、DNAチップ１を照明する光源６が設置されており、CCD５の出力は制御手段８に接続されている。またDNAチップ１に検体DNAを注入する注入部７が制御手段８と接続されている。

この様な構成において、光源６はカバー２を通してDNAチップ１を照明している。注入部７よりDNAチップ１に検体が注入されると、CCD５はレンズ３、チャート４を通してDNAチップ１上での検体の拡散状態の変化を動画として撮影し、その画像を制御手段８に送る。制御手段８は送られた画像より拡散速度を算出し、その算出結果に応じて注入部７を制御して注入速度を変化させる。検体の注入後、拡散が終了すると、図示しない手段によってハイブリダイゼーションを行う。注入速度の変更は、注入部６において射出圧力を変更することによって行うことができる。或いは検体の状態に影響を与えない程度に検体の温度を変え、粘性を変えることによって注入速度を変更することも可能である。

図２は拡散速度検出方法の例である。図２(ａ)(ｂ)(ｃ)はCCD５の撮影画像である。Ｌ１、Ｌ２はチャート４に描かれた基準線であって、DNAチップ上１で所定距離を示すように設定されている。図２(a)はＬ１まで、(b)はＬ２まで検体ＤＮＡが拡散した状態である。この(a)(b)間の所要時間Ｔと、Ｌ１とＬ２間の距離Lより拡散速度を算出する。図２（ｃ）は基準Ｌ１，Ｌ２を円形に表示した例である。ここでは基準Ｌ１、Ｌ２は線状に示しているが、点等で表示してもよい。またここではＬ１、Ｌ２はＣＣＤ５に取り込まれる光学系上のチャート４上に配置しているが、ＤＮＡチップ１やカバー２に表示しておいてもよい。

図３は検体注入速度の制御フローチャートである。

まずステップＳ１で注入部６から検体を注入すると、検体はＤＮＡチップ１上で拡散を開始する。ステップＳ２で検体がＬ１まで拡散したこと検出し、ステップＳ３で時間の計測を開始する。ステップＳ４では検体がＬ２まで拡散したことを検出し、ステップＳ５で時間の計測を停止し、ステップＳ６で検体のＬ１からＬ２までの拡散所要時間を算出する。ステップＳ７でＴ１と予め設定されている拡散基準時間Ｔと比較する。Ｔ１が拡散基準時間Ｔ内であれば注入工程は終了する。そうでない場合、ステップＳ８で制御手段８は拡散所要時間を基準時間Ｔにするための最適な検体注入速度を算出し、ステップＳ９で注入速度の変更を指示し、ステップＳ１０にて変更された速度で検体の注入の速度を行い注入工程を終了する。

ここでは一度注入速度変更した後は拡散速度の検出を行っていないが、再度検出を行うような構成とすることも可能である。

また本実施例ではＬ１、Ｌ２の間一箇所のみで拡散速度の算出を行っているが、算出個所を複数設け、複数箇所で拡散速度の変化を検出するようにすることも可能である。

またＣＣＤ５の出力をモニターに接続し、モニター上に拡散時間と基準時間の比較結果を表示させたり、或いは変更が必要なことを告知する警告を表示したりして操作者に告知するような構成とすることも可能である。

図４、５に本発明の第２実施例を説明する。

図４は第１実施例の制御手段８に入力手段９が接続されている。この構成において、入力手段９からDNAチップの情報、或いは検体の情報が入力されると制御手段８は最適な検体注入速度を算出し、算出結果に応じて注入部６を制御する。ＤＮＡチップ情報とは、ＤＮＡチップのサイズに関連する情報であり、検体情報とは主に検体の粘性に関連する情報である。入力手段９は、キーボードなど検査者が入力するものでもよいし、或いは検体またはDNAチップに機械的に読み取り可能な情報が付与されている場合にはその情報を読み取り装置から入力するようにしてもよい。また図示しない検査情報などのデータベースと接続して、そのデータベースから情報を入力するようにしてもよい。

図５は第２実施例のフローチャートである。ステップＳ１でＤＮＡチップ情報或いは検体情報が入力されると、ステップＳ２で検体注入速度を決定し、ステップＳ３で検体を注入する。ステップＳ４で検体がＬ１まで拡散したことを検出してステップＳ５で時間計測を開始する。ステップＳ６で検体がＬ２に到達したことを検出してステップＳ７で時間の計測を停止し、ステップＳ８でＬ１からＬ２までの拡散の所要時間Ｔ１を算出する。ステップＳ９で所要時間Ｔ１が基準時間Ｔ内かを判定し、時間内の時は注入工程を終了する。そうでない場合は、ステップＳ１０で最適な検体注入速度を算出し、ステップＳ１１で注入速度変更を指示する。ステップＳ１２で変更内容を記録し、ステップＳ１３で検体の注入を行い、注入工程を終了する。

第1実施例の検体注入装置の側面図である。 第1実施例検体拡散の説明図である。 第1実施例の検体注入のフローチャートである。 第２実施例の検体注入装置の側面図である。 第２実施例の検体注入のフローチャートである。 従来の検体注入の説明図である。

符号の説明

1,11 DNAチップ
2,12 カバー
4 チャート
5 CCD
7,13 検体注入手段
8 制御手段

Claims (2)

1. 複数のプローブを配列したバイオチップと、
   該バイオチップをカバーするカバー部材と、
   前記バイオチップ上に検体を注入する注入手段と、
   該注入手段を制御する注入制御手段と、
   前記バイオチップ上での検体の拡散速度を測定する速度測定手段
   を有し
   前記注入制御手段は前記計測手段による拡散速度計測結果に応じて注入速度の制御を行うことを特徴とする検体注入装置。
2. 前記速度計測手段は、
   前記注入手段により注入された検体の拡散状態を観察撮影する撮像手段と、
   該撮像手段から取得した画像から検体の拡散速度を算出する算出手段から構成されることを特徴とする請求項１に記載の検体注入装置。
   

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