JP2005292051A - Carrier, substance detection device, manufacturing method thereof, and detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクで染色された担持体、その担持体を有する物質検出用器具とその製造方法、及びその担持体に担持された物質を検出する検出方法に関する。 The present invention relates to a carrier dyed with ink, a substance detection device having the carrier, a manufacturing method thereof, and a detection method for detecting a substance carried on the carrier.
担持体上にDNAやRNA、タンパク質をアレイ状に固定したデバイスとして、マクロアレイやマイクロアレイが知られている。これらのアレイは、生物学、医学の分野において研究や診断に用いられている。 Macroarrays and microarrays are known as devices in which DNA, RNA, and proteins are fixed in an array on a carrier. These arrays are used for research and diagnosis in the fields of biology and medicine.
アレイの表面にはDNAやRNA、タンパク質などが固定される。固定法としては、従来、サザンブロッティング法、ノーザンブロッティング法、ウエスタンブロッティング法で用いられてきた方法や、基板上で直接DNA合成を行うDNAチップ法や、cDNAクローンやPCR法で増幅されたDNA、合成されたDNA等をスポッターと呼ばれる装置を用いて基板に整列固定するDNAマイクロアレイ法等がある。また、タンパク質はDNAマイクロアレイ法と同様にスポッターを用いて基板上へ固定できる。 DNA, RNA, proteins, etc. are fixed on the surface of the array. Examples of immobilization methods include those conventionally used in Southern blotting, Northern blotting, Western blotting, DNA chip methods for direct DNA synthesis on a substrate, DNA clones and DNA amplified by PCR, There is a DNA microarray method in which synthesized DNA or the like is aligned and fixed on a substrate using an apparatus called a spotter. The protein can be immobilized on a substrate using a spotter as in the DNA microarray method.
一般に、これらのアレイ上のプローブに結合するターゲット分子を検出するために、RI(ラジオアイソトープ)や蛍光色素でラベルしたターゲット分子が用いられる。また、RIと同様の検出感度をもちながら危険性のきわめて低いRLSアッセイシステム(Qiagen社)も開発されている。この手法は、フルオレセインやビオチンなどでラベルしたターゲットDNAと、そのターゲットDNAを認識する抗フルオレセイン抗体や抗ビオチン抗体を結合させた光散乱パーティクル(RLS particle、商標)を用い、白色光を照射して光散乱パーティクルから得られる散乱光を検出する。 In general, target molecules labeled with RI (radioisotope) or fluorescent dyes are used to detect target molecules that bind to the probes on these arrays. In addition, an RLS assay system (Qiagen) has been developed that has the same detection sensitivity as RI and has a very low risk. This method uses target DNA labeled with fluorescein or biotin, etc., and light scattering particles (RLS particle (trademark)) combined with anti-fluorescein antibody or anti-biotin antibody that recognizes the target DNA. Scattered light obtained from the light scattering particles is detected.
マクロアレイとマイクロアレイは、担持体の大きさや担持させた物質の密度、全体の大きさが異なる。マクロアレイにはニトロセルロースやナイロン、PVDFなどのメンブレンや、プラスチックなどが用いられ、マイクロアレイにはガラス、シリコンなどの基板が用いられる。Fast(登録商標;Schleicher & Schuell社)-slideのようにニトロセルロースでコーティングしたスライドガラスなども用いられているが、マイクロアレイで使用するときに用いる蛍光の検出系では、バックグランドが高い理由からほとんど使用されていない。しかし、メンブレンでコーティングされた表面に担持された物質は、その量や固定力が基板のものと比べて格段に向上している。 Macroarrays and microarrays differ in the size of the carrier, the density of the substance carried, and the overall size. For the macroarray, a membrane such as nitrocellulose, nylon, PVDF, or plastic is used, and for the microarray, a substrate such as glass or silicon is used. Glass slides coated with nitrocellulose, such as Fast (registered trademark; Schleicher & Schuell) -slide, are also used, but most of the fluorescence detection systems used in microarrays have a high background. not being used. However, the amount and fixing force of the substance supported on the surface coated with the membrane are remarkably improved as compared with those of the substrate.
このようなDNAマイクロアレイに対する担持体としてポリオレフィンが用いられ、バックグラウンドを下げるために黒色または透明にすることが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、DNAやタンパク質の担持体としてポリオレフィンを用い、その担持体を黒色または透明にすることは、通常、市販の担持体を用いる実験者にとっては容易ではない。すなわち、これまでに、実験者側で、担持体の種類に関わらず簡便にバックグラウンドノイズを下げる方法はなかった。 However, it is usually not easy for an experimenter using a commercially available carrier to use a polyolefin as a carrier for DNA or protein and make the carrier black or transparent. That is, until now, there has been no method for the experimenter to easily reduce the background noise regardless of the type of carrier.
そこで、本発明は、簡便にバックグラウンドノイズを減少させることのできる、インクで染色された担持体、及びその担持体を有する物質検出用器具とその製造方法、並びに、簡便にバックグラウンドノイズを減少させることのできる、担持体に担持された検出対象物質の検出方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can easily reduce background noise, a carrier dyed with ink, a substance detection device having the carrier, a manufacturing method thereof, and a background noise can be easily reduced. It is an object of the present invention to provide a method for detecting a substance to be detected carried on a carrier, which can be carried out.
本発明の担持体は、検出対象の物質を担持させるための担持体であって、インクで染色されていることを特徴とする。ここで、インクとは有色の液体をいい、主に筆記用や印刷用に用いられるが、本来の用途が筆記用や印刷用でなくても構わない。上記担持体は、材質としてニトロセルロースを含んでいることが好ましいが、他の材質でも構わない。 The carrier of the present invention is a carrier for carrying a substance to be detected and is characterized by being dyed with ink. Here, the ink refers to a colored liquid and is mainly used for writing or printing, but the original use may not be for writing or printing. The carrier preferably contains nitrocellulose as a material, but other materials may be used.
また、前記担持体に担持されている前記物質を検出するために、照射光を前記担持体に照射して、前記物質が担持されている場合に放射される放射光を検出してもよい。前記放射光が、蛍光または共鳴散乱光であってもよい。 Further, in order to detect the substance carried on the carrier, irradiation light may be applied to the carrier and radiation emitted when the substance is carried may be detected. The emitted light may be fluorescence or resonance scattered light.
また、上記担持体は、黒色インクまたは前記照射光の波長の光を吸収する特性を有するインクで染色されていてもよい。 The carrier may be dyed with black ink or ink having a characteristic of absorbing light having the wavelength of the irradiation light.
また、上記担持体は、検出対象となる物質を担持していてもよい。 The carrier may carry a substance to be detected.
また、前記全ての検出対象となる物質は、DNAであってもよい。 Further, all the substances to be detected may be DNA.
さらに、本発明の物質検出用器具は、検出対象の物質を担持させるための担持体を有する物質検出用器具であって、前記担持体がインクで染色されていることを特徴とする。前記担持体が材質としてニトロセルロースを含んでもよい。 Furthermore, the substance detection instrument of the present invention is a substance detection instrument having a carrier for carrying a substance to be detected, wherein the carrier is dyed with ink. The carrier may contain nitrocellulose as a material.
また、前記物質検出用器具において、前記担持体に担持された前記物質を検出するために、照射光を前記担持体に照射して、前記物質が担持されている場合に放射される放射光を検出してもよい。前記放射光が、蛍光または共鳴散乱光であってもよい。 Further, in the substance detection instrument, in order to detect the substance carried on the carrier, irradiation light is applied to the carrier, and radiation emitted when the substance is carried is emitted. It may be detected. The emitted light may be fluorescence or resonance scattered light.
また、前記物質検出用器具において、前記インクが黒色インクまたは前記照射光の波長の光を吸収する特性を有するインクであってもよい。 In the substance detection instrument, the ink may be black ink or ink having a characteristic of absorbing light having the wavelength of the irradiation light.
また、前記物質が、DNAであってもよい。 The substance may be DNA.
さらに、本発明の検出方法は、担持体に担持された物質を検出する検出方法であって、前記担持体に照射光を照射するステップと、前記物質が存在する場合に放射される放射光を検出するステップと、を含み、前記担持体がインクで染色されていることを特徴とする。前記担持体が材質としてニトロセルロースを含んでもよい。また、前記放射光が、蛍光または共鳴散乱光であってもよい。また、前記担持体が、黒色インクまたは前記照射光の波長の光を吸収する特性を有するインクで染色されていてもよい。また、前記物質が、DNAであってもよい。なお、この検出方法が、前記担持体の屈折率を変化させる処理を行うステップをさらに含んでもよい。 Furthermore, the detection method of the present invention is a detection method for detecting a substance carried on a carrier, and includes a step of irradiating the carrier with irradiation light, and radiation emitted when the substance is present. Detecting, and the carrier is dyed with ink. The carrier may contain nitrocellulose as a material. Further, the emitted light may be fluorescence or resonance scattered light. The carrier may be dyed with black ink or ink having a characteristic of absorbing light having the wavelength of the irradiation light. The substance may be DNA. Note that this detection method may further include a step of performing a process of changing the refractive index of the carrier.
さらに、本発明の物質検出用器具の製造方法は、検出対象の物質を担持させるための担持体を有する物質検出用器具の製造方法であって、前記担持体をインクで染色するステップを含むことを特徴とする。また、前記担持体が材質としてニトロセルロースを含んでもよい。また、前記担持体を黒色インクで染色するステップを含んでもよい。あるいは、前記担持体が担持した前記物質を検出するために、照射光を前記担持体に照射し、前記担持体に前記物質が担持されている場合に放射される放射光を検出するのに用いられる担持体を有する物質検出用器具の製造方法であって、前記担持体を、前記照射光の波長の光を吸収する特性を有するインクで染色するステップを含んでもよい。 Furthermore, the method for producing a substance detection instrument of the present invention is a method for producing a substance detection instrument having a carrier for carrying a substance to be detected, and includes a step of dyeing the carrier with ink. It is characterized by. The carrier may contain nitrocellulose as a material. The carrier may be dyed with black ink. Alternatively, in order to detect the substance carried by the carrier, it is used to irradiate the carrier with irradiation light and detect radiation emitted when the substance is carried on the carrier. In the method for manufacturing a substance detection instrument having a carrier, the carrier may be dyed with an ink having a characteristic of absorbing light having a wavelength of the irradiation light.
さらに、本発明の検出方法は、照射光を担持体に照射して、前記担持体に物質が担持されている場合に放射される放射光を検出する、担持体に担持された物質を検出する検出方法において、前記担持体が人工材料であって、前記担持体の屈折率を変化させる処理を行うことを特徴とする。 Furthermore, the detection method of the present invention detects a substance carried on the carrier by irradiating the carrier with irradiation light and detecting radiation emitted when the substance is carried on the carrier. In the detection method, the carrier is an artificial material, and a process of changing a refractive index of the carrier is performed.
この検出方法において、前記担持体が、ニトロセルロース、ナイロン、PVDF、またはそれらの混合物からなるメンブレンであることを特徴としてもよい。また、前記担持体を透明化することによって、前記担持体の屈折率を変化させてもよい。この場合、前記担持体の屈折率を変化させることにより、照射光の角度を変えてもよく、放射光の角度を変えてもよい。なお、組織標本封入剤を用いることによって、前記担持体の屈折率を変化させてもよい。 In this detection method, the support may be a membrane made of nitrocellulose, nylon, PVDF, or a mixture thereof. Further, the refractive index of the carrier may be changed by making the carrier transparent. In this case, the angle of the irradiated light may be changed or the angle of the emitted light may be changed by changing the refractive index of the carrier. In addition, you may change the refractive index of the said support body by using the tissue specimen mounting agent.
本発明によれば、簡便にバックグラウンドノイズを減少させることのできる、インクで染色された担持体、及びその担持体を有する物質検出用器具とその製造方法、並びに、簡便にバックグラウンドノイズを減少させることのできる、担持体に担持された検出対象物質の検出方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to easily reduce background noise, a carrier stained with ink, a substance detection device having the carrier, a method for manufacturing the same, and a background noise can be easily reduced. It is possible to provide a method for detecting a substance to be detected carried on a carrier, which can be carried out.
本発明の物質検出用器具が有する担持体に担持された物質を検出する検出方法は、担持体に照射光を照射し、その物質が存在する場合に放射される放射光を検出する工程を含む。以下、担持体及び物質検出用器具の作製方法及び検出対象となる物質の検出方法を、実施例と共に詳細に記述する。 A detection method for detecting a substance carried on a carrier having a substance detection instrument of the present invention includes a step of irradiating the carrier with irradiation light and detecting radiation emitted when the substance is present. . Hereinafter, a method for producing a carrier and a substance detection device and a method for detecting a substance to be detected will be described in detail together with examples.
なお、本発明の目的、特徴、利点、及びそのアイデアは、本明細書の記載により、当業者には明らかであり、本明細書の記載から、当業者であれば、容易に本発明を再現できる。以下に記載された発明の実施の形態及び具体的な実施例などは、本発明の好ましい実施態様を示すものであり、例示又は説明のために示されているのであって、本発明をそれらに限定するものではない。本明細書で開示されている本発明の意図並びに範囲内で、本明細書の記載に基づき、様々な改変並びに修飾ができることは、当業者にとって明らかである。 The objects, features, advantages, and ideas of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the description of the present specification, and those skilled in the art can easily reproduce the present invention from the description of the present specification. it can. The embodiments and specific examples of the invention described below show preferred embodiments of the present invention and are shown for illustration or explanation, and the present invention is not limited to them. It is not limited. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made based on the description of the present specification within the spirit and scope of the present invention disclosed herein.
==担持体及び物質検出用器具の作製方法==
検出対象となる物質は、例えば、in vitro合成したオリゴヌクレオチド、cDNA、BACなどのDNA、単離したmRNAやin vitro合成したRNAなどのRNA、in vitro合成したペプチドや、組織抽出液に含まれるタンパク質、抗体などのタンパク質などが好ましいが、その物質が担持体に担持されて、且つ、上記検出方法により検出できるものであれば、これらに限定されない。なお、この物質を含む検体の形態は、DNA溶液など液体状でもよく、組織切片など固体状でもよい。また、アガロースをはじめとする寒天やポリアクリルアミドをはじめとするポリマーなどの有機物や、シリコンや金属などの無機物など、コロイド状、ゲル状、半固体状、などであってもよい。
== Method for producing carrier and substance detection instrument ==
Substances to be detected include, for example, oligonucleotides synthesized in vitro, DNA such as cDNA and BAC, RNA such as isolated mRNA and RNA synthesized in vitro, peptides synthesized in vitro, and tissue extracts Proteins such as proteins and antibodies are preferred, but the present invention is not limited to these as long as the substance is supported on a carrier and can be detected by the above detection method. Note that the form of the specimen containing this substance may be liquid such as a DNA solution, or may be solid such as a tissue section. Further, it may be an organic material such as agarose including agarose or a polymer including polyacrylamide, an inorganic material such as silicon or metal, a colloidal shape, a gel shape, a semi-solid shape, or the like.
物質検出用器具の有する担持体は、上記のような検出対象の物質を担持することができ、その物質を上記検出方法で検出でき、且つインクで染色できるものであれば、特に限定されない。検出対象の物質を担持する担持体の材質はニトロセルロースであることが好ましいが、ナイロンやプラスチックなどでもよく、特に限定されない。担持体の形態はメンブレンであってもよく、スライドガラスや基板にコーティングされたものであってもよいが、これらに限定されない。例えば、代表的なメンブレンとしては、サザンブロッティング、ノーザンブロッティング、ウエスタンブロッティング、など、従来のブロッティングや、マクロアレイなどに用いられるニトロセルロースメンブレンやナイロンメンブレンなどがあるが、これらに限定されない。スライドガラスや基板にコーティングされた担持体としては、Fast(登録商標;Schleicher & Schuell社)-slideにコーティングされたニトロセルロースのような例がある。 There are no particular limitations on the carrier possessed by the substance detection device as long as it can carry the substance to be detected as described above, and can detect the substance by the detection method described above and can be stained with ink. The material of the carrier carrying the substance to be detected is preferably nitrocellulose, but may be nylon or plastic, and is not particularly limited. The form of the carrier may be a membrane or may be a glass slide or substrate coated, but is not limited thereto. For example, representative membranes include, but are not limited to, conventional blotting such as Southern blotting, Northern blotting, Western blotting, and nitrocellulose membranes and nylon membranes used for macroarrays. Examples of the support coated on the slide glass or the substrate include nitrocellulose coated on Fast (registered trademark; Schleicher & Schuell) -slide.
これらの担持体を用いる際、バックグラウンドノイズを減少させるため、インクで染色する。インクは、黒色インクであることが好ましいが、物質を検出するために照射する照射光の波長の光を吸収する特質を持つ色のインクであれば構わない。これにより、担持体によって反射された照射光が、放射光とともに検出されることにより、担持体によるバックグラウンドノイズを生じるのを防止することができる。このインクの本来の用途は、筆記用・印刷用に限定されないが、ボールペンインクであることが好ましい。担持体をインクで染色するためには、例えば、担持体をインク中に所定時間浸せばよく、その後、染色した担持体を水で洗浄することにより、担持体の染色濃度を調節できる。このように染色にインクを用いることにより、物質を検出する実験者側で担持体を染色することができるようになるため、本発明の担持体の作製が容易になる。 When these carriers are used, they are dyed with ink in order to reduce background noise. The ink is preferably a black ink, but may be any color ink having a characteristic of absorbing light having a wavelength of irradiation light used for detecting a substance. Thereby, it is possible to prevent the background noise caused by the carrier from being generated by detecting the irradiation light reflected by the carrier together with the emitted light. The original use of this ink is not limited to writing and printing, but it is preferably a ballpoint pen ink. In order to dye the carrier with ink, for example, the carrier may be immersed in ink for a predetermined time, and then the dyed density of the carrier can be adjusted by washing the dyed carrier with water. By using ink for dyeing in this way, it becomes possible to dye the carrier on the side of the experimenter detecting the substance, so that the carrier of the present invention can be easily produced.
この担持体に、検出対象の物質を担持させる具体的な方法は、例えば、DNAを担持体の上で合成しても、合成したDNAを担持体に載せてもよいが、それらDNAを、架橋剤などを用いて担持体表面と共有結合させたり、担持体を真空オーブンで焼いたりすることにより、固定してもよい。メンブレンの場合、アルカリ溶液で架橋したり、真空オーブンで焼いたりすることもできる。また、タンパク質の場合、末端にシステインを付加した後、チオールカップリング法により担持体表面に固定してもよいが、ブロットするだけで固定される場合もある。その他、担持方法や固定方法はこれらに限らず、検出対象の物質に対し適切なものが選ばれる。 As a specific method for supporting the substance to be detected on the carrier, for example, DNA may be synthesized on the carrier or the synthesized DNA may be placed on the carrier. It may be fixed by covalently bonding to the surface of the support using an agent or by baking the support in a vacuum oven. In the case of a membrane, it can be crosslinked with an alkaline solution or baked in a vacuum oven. In addition, in the case of proteins, cysteine may be added to the terminal and then fixed to the surface of the support by a thiol coupling method, but may be fixed only by blotting. In addition, the carrying method and the fixing method are not limited to these, and an appropriate one for the substance to be detected is selected.
これらの担持体を備えた物質検出用器具は、例えば、ゼラチンやシリカでコーティングしたスライドガラス、Fast-slideのようなニトロセルロースでコーティングしたスライドガラスなど、担持体でコーティングされたスライドガラスや、ニトロセルロースメンブレンを貼り付けた基板などがあるが、本発明の物質検出用器具は、これらに限定されない。 Substance detection devices equipped with these supports include, for example, glass slides coated with gelatin and silica, glass slides coated with nitrocellulose such as Fast-slide, Although there exists a board | substrate etc. which a cellulose membrane was affixed, the instrument for substance detection of this invention is not limited to these.
以上の事柄から、検出対象の物質を担持させた物質検出用器具の具体的な形態の例としては、組織切片を貼り付けたスライドガラス、核酸やタンパク質をブロットしたニトロセルロースメンブレン、多種類のオリゴヌクレオチドやBACをもつDNAアレイ、他種類の抗体が固定されたタンパク質用マイクロアレイ、など様々な形態が考えられるが、本発明の物質検出用器具は特にこれらに限定されるものではない。 In view of the above, examples of specific forms of a substance detection instrument carrying a substance to be detected include a slide glass on which a tissue section is pasted, a nitrocellulose membrane on which nucleic acids and proteins are blotted, and various types of oligos Various forms such as a DNA array having nucleotides and BACs, and a protein microarray to which other types of antibodies are immobilized are conceivable, but the substance detection instrument of the present invention is not particularly limited thereto.
==検出対象となる物質の検出方法==
本発明の物質検出用器具の有する担持体に担持された物質を検出する具体的な方法は、検出対象の物質に対し適切なものが選ばれる。典型的には、蛍光などの標識でラベルした検出手段を投与して検出対象の物質に結合させ、担持体に照射光を照射し、放射される放射光を検出する。
== Detection method of substances to be detected ==
As a specific method for detecting the substance carried on the carrier having the substance detection instrument of the present invention, an appropriate method is selected for the substance to be detected. Typically, a detection means labeled with a label such as fluorescence is administered to bind to the substance to be detected, the support is irradiated with irradiation light, and the emitted radiation is detected.
検出手段としては、例えば、検出対象が一本鎖DNAやRNA等の核酸である場合、相補鎖の配列を持つDNAやRNAなどを用いることができ、検出対象がタンパク質である場合は、そのタンパク質に特異的に結合する抗体など、あるいは検出対象が抗体の場合、その抗体が認識するタンパク質などを用いることができる。実際には、これらのDNA、RNA、タンパク質などの検出対象とは結合しない物質が検出手段に混入していてもよく、例えば組織からの抽出物や粗精製核酸などを検出手段として用いてもよい。このように、実験目的を考慮し、検出対象の物質により、適切な検出手段を選択する。 As the detection means, for example, when the detection target is a nucleic acid such as single-stranded DNA or RNA, DNA or RNA having a complementary strand sequence can be used. When the detection target is a protein, the protein When the detection target is an antibody, a protein that is recognized by the antibody can be used. Actually, a substance that does not bind to a detection target such as DNA, RNA, or protein may be mixed in the detection means. For example, an extract from a tissue or a crudely purified nucleic acid may be used as the detection means. . In this way, an appropriate detection means is selected according to the substance to be detected in consideration of the experimental purpose.
検出手段を直接ラベルするための1次標識には、例えば、蛍光標識、ビオチン標識、その他のタグを用いることができる。蛍光標識でラベルした場合、担持体に、励起光を照射し、放射光を検出することにより、検出対象の物質に結合した検出手段を検出する。また、いずれの場合も、2次標識として蛍光や光散乱パーティクルでラベルした1次標識特異的抗体を用いて、1次標識を検出することにより、間接的に検出対象の物質に結合した検出手段を検出してもよい。2次標識が光散乱パーティクルの場合、担持体に白色光を照射し、共鳴散乱光を検出することにより、検出対象の物質を検出する。その他、ABC法など、免疫化学的手法を用いて、シグナルを増幅することもできる。 As the primary label for directly labeling the detection means, for example, a fluorescent label, a biotin label, and other tags can be used. In the case of labeling with a fluorescent label, the detection means bound to the substance to be detected is detected by irradiating the support with excitation light and detecting the emitted light. In any case, the detection means indirectly bound to the substance to be detected by detecting the primary label using the primary label-specific antibody labeled with fluorescence or light scattering particles as the secondary label. May be detected. When the secondary label is a light scattering particle, the carrier is irradiated with white light, and the substance to be detected is detected by detecting the resonance scattered light. In addition, signals can be amplified using immunochemical techniques such as the ABC method.
以上のような検出方法によって放射された放射光は、蛍光の場合、DNAマイクロアレイスキャナーなどの蛍光検出装置、共鳴散乱光の場合、HiLightアレイ検出システム(Qiagen社)によって検出、解析できる。 The emitted light emitted by the detection method as described above can be detected and analyzed by a fluorescence detection device such as a DNA microarray scanner in the case of fluorescence, and by a HiLight array detection system (Qiagen) in the case of resonance scattered light.
==担持体の屈折率の調節==
生物の組織を顕微鏡で観察する際、組織は半透明なので内部の観察が出来ない。そこでキシレンなどを組織中の水分と置換して透明化し、さらに組織標本封入剤で置換して透明度を維持する。
== Adjustment of refractive index of carrier ==
When observing biological tissue with a microscope, the internal structure cannot be observed because the tissue is translucent. Therefore, xylene and the like are replaced with water in the tissue to be transparent, and further replaced with a tissue specimen mounting agent to maintain transparency.
一方、照射光を担持体に照射して、担持体に物質が担持されている場合に放射される放射光を検出する、担持体に担持された物質を検出する検出方法においても、照射光の反射がバックグラウンドノイズとして検出されることがある。その際、担持体の屈折率を変化させる処理を行うことによって、バックグラウンドノイズの発生を抑えることができる。 On the other hand, in the detection method for detecting the substance carried on the carrier, the radiation is emitted when the carrier is irradiated with the irradiation light and the substance is carried on the carrier. Reflection may be detected as background noise. At this time, the occurrence of background noise can be suppressed by performing a process of changing the refractive index of the carrier.
ここで使用する担持体は人工材料であればよく、例えばメンブレン、基板、プラスチック、アクリルアミドゲルなどが挙げられるが、これらに限定されない。また、担持体の屈折率を変化させるためには、担持体を透明にすればよいが、必ずしも透明にする必要はない。担持体の屈折率を変化させる方法は、キシレンや組織標本封入剤を用いて透明にする事が出来るが、その薬剤は、担持体を透明化でき、なおかつその状態を維持できるならばこれらに限定されず、また複数の試薬を組み合わせて用いてもよい。 The carrier used here may be an artificial material, and examples thereof include membranes, substrates, plastics, acrylamide gels, and the like, but are not limited thereto. In order to change the refractive index of the carrier, the carrier may be transparent, but it is not necessarily transparent. The method of changing the refractive index of the carrier can be made transparent by using xylene or a tissue specimen mounting agent, but the drug is limited to these if the carrier can be made transparent and the state can be maintained. In addition, a plurality of reagents may be used in combination.
以下の実施例では、組織標本封入剤を用いて担持体を透明にした。ここでは、組織標本封入剤としてビオライト(製造元:株式会社 高研 販売元:応研商事株式 会社、商標)を用いた。なお、組織標本封入剤は、担持体の固定や色素の褪色を防ぐ効果もある。 In the following examples, the support was made transparent using a tissue specimen mounting medium. Here, biolite (manufacturer: Koken Co., Ltd., distributor: Oken Shoji Co., Ltd., trademark) was used as a tissue specimen mounting medium. Note that the tissue specimen mounting agent also has an effect of preventing the fixation of the carrier and the fading of the pigment.
QIAGEN社のRLSアッセイシステムをメンブレンに用いると、照射光の反射が強くてバックグランドに影響し、検出不可能になってしまう。封入剤を用いてメンブレンを透明にし、そのことによってバックグランドノイズを減少させることができる。 When QIAGEN's RLS assay system is used for the membrane, the reflected light is so strong that it affects the background and cannot be detected. Encapsulants can be used to make the membrane transparent, thereby reducing background noise.
本実施例では、DNAマイクロアレイの解析をする際に、簡便にバックグラウンドノイズを減少させる方法について詳細に述べる。 In this example, a method for easily reducing background noise when analyzing a DNA microarray will be described in detail.
==染色FAST-slideの作製==
FAST-slideを三菱鉛筆社製PIN101インクに迅速に浸し、約5分間静置した。FAST-slideを取りだし、迅速に水中に入れ、流水で約5分間洗浄した。洗浄したFAST-slideを、プレート用遠心機で、5分間、2000rpmで遠心し、水分を除去・乾燥した後、デシケータで乾燥し、そのまま保存した。対照には、染色していないFAST-slideを用いた。
== Preparation of stained FAST-slide ==
FAST-slide was quickly immersed in PIN101 ink manufactured by Mitsubishi Pencil Co., Ltd. and allowed to stand for about 5 minutes. The FAST-slide was taken out, quickly put into water, and washed with running water for about 5 minutes. The washed FAST-slide was centrifuged at 2000 rpm for 5 minutes with a plate centrifuge to remove and dry the water, and then dried with a desiccator and stored as it was. As a control, unstained FAST-slide was used.
==DNAマイクロアレイの作製==
4μlの1μg/μlBAC DNAを0.5ml微小遠心チューブに入れ、バスタブ式超音波洗浄機で約1時間超音波をかけることにより切断した。1μlの5x変性用バッファーを加え、ピペットマンで約20回ピペッティングして、DNAを変性させた。DNAマイクロアレイ作製装置(Genetix社製QArray)を用いて、BAC DNAをFAST-slideにスポッティングした(湿度60%)。このFAST-slideを、真空オーブンを用いて、真空中80℃30分間加熱した後、中和バッファーに約100回出し入れすることにより洗浄、さらに流水で洗浄した。プレート用遠心機で、5分間、2000rpmで遠心し、水分を除去・乾燥した後、デシケータで乾燥し、そのまま保存した。
== Preparation of DNA microarray ==
4 μl of 1 μg / μl BAC DNA was placed in a 0.5 ml microcentrifuge tube and cut by applying ultrasonic waves for about 1 hour in a bathtub-type ultrasonic cleaner. 1 μl of 5 × denaturing buffer was added and pipetted with pipetman about 20 times to denature the DNA. BAC DNA was spotted on FAST-slide (humidity 60%) using a DNA microarray production apparatus (QArray manufactured by Genetix). The FAST-slide was heated in a vacuum oven at 80 ° C. for 30 minutes, then washed by putting it in and out of the neutralization buffer about 100 times, and further washed with running water. After centrifuging at 2000 rpm for 5 minutes with a plate centrifuge to remove and dry the moisture, the plate was dried with a desiccator and stored as it was.
==プレ・ハイブリダイゼーション==
FAST-slide kitに添付されている1xMicroHybridization Prehyb/Wash Buffer600μlに、10μg/μlのサケ精子1本鎖DNA10μl加え、DNAマイクロアレイに滴下し、同kitに添付されているHybridization Chamberを用いて、37℃1時間撹拌震とうした。
== Pre-hybridization ==
10 μl of 10 μg / μl salmon sperm single-stranded DNA was added to 600 μl of 1 × MicroHybridization Prehyb / Wash Buffer attached to the FAST-slide kit, added dropwise to the DNA microarray, and 37 ° C. using the Hybridization Chamber attached to the kit. Shake for hours.
==CGHハイブリダイゼーション〜蛍光イメージング及びその解析==
Cy3またはCy5でラベルしたヒトゲノムDNA1μgとCot−1 DNA30μlを混合し、エタノール沈殿し、FAST-slideに添付されているHybridization Buffer600μlに懸濁し、100℃5分処理後、37℃120分インキュベートした。
== CGH hybridization to fluorescence imaging and analysis thereof ==
1 μg of human genomic DNA labeled with Cy3 or Cy5 and 30 μl of Cot-1 DNA were mixed, ethanol precipitated, suspended in 600 μl of Hybridization Buffer attached to FAST-slide, treated at 100 ° C. for 5 minutes, and incubated at 37 ° C. for 120 minutes.
このハイブリダイゼーション溶液を、DNAマイクロアレイ上のプレ・ハイブリダイゼーション溶液と交換し、Hybridization Chamberを用いて、37℃12時間以上インキュベートした。 This hybridization solution was replaced with a pre-hybridization solution on a DNA microarray, and incubated at 37 ° C. for 12 hours or more using a hybridization chamber.
ハイブリダイゼーションを終えたDNAマイクロアレイを、1xMicroHybridization Prehyb/Wash Bufferを用いて、42℃で20分、3回洗浄後、1xSSCを用いて、室温で5分、1回洗浄した。プレート用遠心機で、5分間、2000rpmで遠心し、水分を除去・乾燥した後、60℃のインキュベータで、5分間、再度乾燥した。この後、後述の方法に従って、ビオライトを用いて、FAST-slideを透明化した。 After completion of hybridization, the DNA microarray was washed twice at 42 ° C. for 20 minutes using 1 × MicroHybridization Prehyb / Wash Buffer, and then washed once at room temperature for 5 minutes using 1 × SSC. After centrifuging with a plate centrifuge at 2000 rpm for 5 minutes to remove moisture and drying, it was dried again in a 60 ° C. incubator for 5 minutes. Thereafter, FAST-slide was made transparent using biolite according to the method described later.
DNAマイクロアレイスキャナー(Packerd社製ScanArray5000)を用いて、上記DNAマイクロアレイをスキャンした(Focus: 約−1986、Laser Power: 100%、PMT: 約50%)。 The DNA microarray was scanned using a DNA microarray scanner (ScanArray5000 manufactured by Packerd) (Focus: about -1986, Laser Power: 100%, PMT: about 50%).
図1及び図2は、無加工のFAST-slideを用いた結果で、検出対象として、それぞれCy3及びCy5でラベルしたヒトゲノムDNAを用いた。図5は、各DNAサンプルに関して、Cy3のシグナル強度をx軸に、Cy5のシグナル強度をy軸にプロットしたドット・プロット解析の結果である。図7に、図5の解析可能領域(ドットの値がバックグランドノイズの値よりも大きい領域)の拡大図を示す。 1 and 2 show the results of using unprocessed FAST-slide, and human genomic DNAs labeled with Cy3 and Cy5, respectively, were used as detection targets. FIG. 5 shows the results of dot plot analysis in which the signal intensity of Cy3 is plotted on the x-axis and the signal intensity of Cy5 is plotted on the y-axis for each DNA sample. FIG. 7 shows an enlarged view of the analyzable region (region in which the dot value is larger than the background noise value) in FIG.
また、図3及び図4は、黒色インクで染色したFAST-slideを用いた結果で、検出対象として、図1及び図2同様、それぞれCy3及びCy5でラベルしたヒトゲノムDNAを用いた。図6に、染色したFAST-slideを用いた時のドット・プロット解析の結果を示す。図8に、図6の解析可能領域の拡大図を示す。 3 and 4 show the results of using FAST-slide stained with black ink, and human genomic DNAs labeled with Cy3 and Cy5, respectively, were used as detection targets, as in FIGS. FIG. 6 shows the results of dot plot analysis when using stained FAST-slide. FIG. 8 shows an enlarged view of the analyzable region of FIG.
Cy3を用いた実験に関しては図1と図3を比較し、Cy5を用いた実験に関しては図2と図4を比較すると、どちらの場合においても、一見して、染色したFAST-slideを用いた時のほうがSN比の上昇が見られ、多くのシグナルが検出できることがわかる。実際に測定したシグナル強度でSN比を比較すると、解析可能領域におけるシグナルの弱い部分で、Cy3を用いたときは平均1.94倍、Cy5を用いた時は平均1.23倍に増加した。同様に、解析可能領域におけるシグナルの強い部分で、Cy3を用いたときは平均2.00倍、Cy5を用いた時は平均5.27倍にSN比が増加した。 1 and 3 are compared for the experiment using Cy3, and FIGS. 2 and 4 are compared for the experiment using Cy5. In both cases, the stained FAST-slide was used at first glance. It can be seen that the signal-to-noise ratio increases with time, and that many signals can be detected. When the S / N ratio was compared with the actually measured signal intensity, the signal was weak in the analyzable region, and the average increased 1.94 times when using Cy3 and 1.23 times when using Cy5. Similarly, the signal-to-noise ratio increased in an area where the signal was strong in the analyzable region, with an average of 2.00 times when using Cy3 and an average of 5.27 times when using Cy5.
また、図7と図8を比較すると、染色したFAST-slideを用いることにより、微量なシグナルも検出できるようになり、解析可能なサンプル数は、242クローンから582クローンに増加した。 Further, comparing FIG. 7 and FIG. 8, it became possible to detect a trace amount of signal by using stained FAST-slide, and the number of samples that could be analyzed increased from 242 clones to 582 clones.
==RLSアッセイシステムを用いたCGHハイブリダイゼーション〜解析==
ビオチンまたはフルオレセインでラベルしたヒトゲノムDNA1μgとCot−1 DNA30μlを混合し、エタノール沈殿し、FAST-slideに添付されているHybridization Buffer600μlに懸濁し、100℃5分処理後、37℃120分インキュベートした。
== CGH hybridization using RLS assay system-analysis ==
1 μg of human genomic DNA labeled with biotin or fluorescein and 30 μl of Cot-1 DNA were mixed, ethanol precipitated, suspended in 600 μl of Hybridization Buffer attached to FAST-slide, treated at 100 ° C. for 5 minutes, and incubated at 37 ° C. for 120 minutes.
このハイブリダイゼーション溶液をDNAマイクロアレイ上のプレ・ハイブリダイゼーション溶液と交換し、Hybridization Chamberを用いて、37℃12時間以上インキュベートした。 This hybridization solution was replaced with a pre-hybridization solution on a DNA microarray, and incubated at 37 ° C. for 12 hours or more using a hybridization chamber.
ハイブリダイゼーションを終えたDNAマイクロアレイを、1xMicroHybridization Prehyb/Wash Bufferを用いて、42℃で20分、3回洗浄後、1xSSCを用いて、室温で5分、1回洗浄した。プレート用遠心機で、5分間、2000rpmで遠心し、水分を除去・乾燥した後、60℃のインキュベータで、5分間、再度乾燥した。 After completion of hybridization, the DNA microarray was washed twice at 42 ° C. for 20 minutes using 1 × MicroHybridization Prehyb / Wash Buffer, and then washed once at room temperature for 5 minutes using 1 × SSC. After centrifuging with a plate centrifuge at 2000 rpm for 5 minutes to remove moisture and drying, it was dried again in a 60 ° C. incubator for 5 minutes.
以下、QIAGEN社製RLS法を用い、QIAGEN社提供のプロトコールに従って光散乱パーティクルでFAST-slideをラベルした後、後述の方法に従ってビオライトを用いてFAST-slideを透明化し、専用スキャナーでシグナルを検出した。図9にその結果を示す。 Below, using the RIA method manufactured by QIAGEN, labeled FAST-slide with light scattering particles according to the protocol provided by QIAGEN, then transparentized FAST-slide using biolite according to the method described below, and detected the signal with a dedicated scanner. . FIG. 9 shows the result.
==担持体の透明化==
まず、ラベルしたDNAマイクロアレイを乾燥し、DNAマイクロアレイ上にビオライトを300μl載せた。ビオライトが乾燥する前に、気泡が入らないようにビオライトをカバーガラスで伸ばし、そのままカバーガラスでカバーした。室温で約30分ほどビオライトが乾燥するのを待ち、スライドガラスからはみ出たビオライトを削り取り、検出用スキャナーでシグナルを検出した。
== Transparency of carrier ==
First, the labeled DNA microarray was dried, and 300 μl of violite was placed on the DNA microarray. Before the biolite was dried, the biolite was stretched with a cover glass so that bubbles did not enter, and was covered with the cover glass. After waiting for the biolite to dry for about 30 minutes at room temperature, the biolite protruding from the slide glass was scraped off, and a signal was detected with a detection scanner.
図10に、CGHハイブリダイゼーションを行った後、RLSアッセイシステムを用いてラベルしたFAST-slideに対して、透明化する前に得られたシグナル(図10右)と透明化した後に得られたシグナル(図10左)の比較を示す。透明化する前は、バックグラウンドノイズが約24000であったのに対し、透明化した後は、バックグラウンドノイズが約15000にまで低下していた。 FIG. 10 shows the signal obtained before clearing (right of FIG. 10) and the signal obtained after clearing for FAST-slide labeled using the RLS assay system after CGH hybridization. The comparison of (FIG. 10 left) is shown. Prior to clearing, the background noise was about 24,000, whereas after clearing, the background noise was reduced to about 15000.
Claims (30)
インクで染色されていることを特徴とする担持体。 A carrier for carrying a substance to be detected,
A carrier characterized by being dyed with ink.
前記担持体に照射光を照射するステップと、
前記物質が存在する場合に放射される放射光を検出するステップと、
を含み、
前記担持体がインクで染色されていることを特徴とする検出方法。 A detection method for detecting a substance carried on a carrier,
Irradiating the carrier with irradiation light;
Detecting radiation emitted in the presence of the substance;
Including
A detection method, wherein the carrier is dyed with ink.
前記担持体をインクで染色するステップを含むことを特徴とする物質検出用器具の製造方法。 A method for producing a substance detection instrument having a carrier for carrying a substance to be detected,
A method for producing a substance detection instrument, comprising the step of dyeing the carrier with ink.
前記担持体を、前記照射光の波長の光を吸収する特性を有するインクで染色するステップを含むことを特徴とする物質検出用器具の製造方法。 In order to detect the substance carried on the carrier, it is used to irradiate the carrier with irradiation light and detect radiation emitted when the substance is carried on the carrier. A method for producing a substance detection instrument according to claim 22 or 23, comprising a carrier to be obtained,
A method for producing a substance detection instrument, comprising the step of dyeing the carrier with ink having a characteristic of absorbing light having a wavelength of the irradiation light.
前記担持体が人工材料からなり、
前記担持体の屈折率を変化させる処理を行うことを特徴とする検出方法。 In a detection method for detecting a substance carried on a carrier, irradiating the carrier with irradiation light and detecting radiation emitted when the substance is carried on the carrier,
The carrier is made of an artificial material,
The detection method characterized by performing the process which changes the refractive index of the said support body.
The detection method according to any one of claims 16 to 21, further comprising a step of performing a process of changing a refractive index of the carrier.
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