JP2005345181A - Intersubstance interaction detecting part, bioassay substrate provided with detecting part, and intersubstance interaction detecting method - Google Patents

Intersubstance interaction detecting part, bioassay substrate provided with detecting part, and intersubstance interaction detecting method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To impart light transmission and an insulating property, and to effectively prevent nonspecific adsorption of a substance on a detection face. <P>SOLUTION: This intersubstance interaction detecting part/the like is provided with a light transmitting substrate (base material layer 11), a light-transmissive and insulating carbon compound layer 12 layered on the substrate, a reaction area 2 formed in an upper face side of the carbon compound layer 12 to provide an intersubstance interaction field, and counter electrodes E<SB>1</SB>, E<SB>2</SB>capable of impressing an electric field to a medium M stored or held in the reaction area 2, and the carbon compound layer 12 is formed of diamond or/and diamond-like carbon modified with a functional group charged with a negative charge. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、物質間の相互作用を検出するための技術に関する。より詳しくは、陰電荷を帯びる官能基で修飾された、光透過性及び絶縁性のダイヤモンド又は/及びダイヤモンドライクカーボンの物性を有効に用いる物質間の相互作用検出技術に関する。   The present invention relates to a technique for detecting an interaction between substances. More specifically, the present invention relates to a technique for detecting an interaction between substances that effectively uses the properties of light-transmitting and insulating diamond and / or diamond-like carbon modified with a negatively charged functional group.

基板表面に対してダイヤモンド薄膜やダイヤモンドライクカーボン薄膜(以下「DLC薄膜」と略称。)を形成する技術が知られている。   A technique for forming a diamond thin film or a diamond-like carbon thin film (hereinafter abbreviated as “DLC thin film”) on a substrate surface is known.

「ダイヤモンド薄膜」は、プラズマCVD法などの気相合成法を用いて形成でき、高熱伝導率、高絶縁耐性、耐熱性、耐腐食性、放射線耐性、X線吸収特性、化学物質に対する不活性、負の電子親和力などの特性を備えている。   "Diamond thin film" can be formed using a gas phase synthesis method such as plasma CVD, and has high thermal conductivity, high insulation resistance, heat resistance, corrosion resistance, radiation resistance, X-ray absorption characteristics, inertness to chemical substances, It has characteristics such as negative electron affinity.

「DLC薄膜」は、文字通り、ダイヤモンドの持つ前記特性を備える炭素系物質からなる薄膜であり、例えば、高真空中のアーク放電プラズマで炭化水素ガスを分解し、プラズマ中のイオンや励起分子を基板に衝突させる方法やイオン化蒸着法などの方法によって形成できる。このDLC薄膜は、緻密なアモルファス(非晶質)構造のために表面平滑性が高く、優れたトラボロジー(摩擦磨耗)を発揮するので、切削工具や磨耗部品などに主に採用されてきた。   The “DLC thin film” is literally a thin film made of a carbon-based material having the above-mentioned characteristics of diamond. For example, a hydrocarbon gas is decomposed by arc discharge plasma in a high vacuum, and ions and excited molecules in the plasma are used as a substrate. It can be formed by a method such as a method of making it collide with ion or an ionized vapor deposition method. This DLC thin film has been used mainly for cutting tools, wear parts, and the like because it has a high surface smoothness due to a dense amorphous structure and exhibits excellent trabology (friction wear).

現在では、これらの薄膜の特有の機能を活用して、半導体、平面パネルディスプレイ、放射線やX線などのモニター装置、歪み・圧力・温度・磁場などを検出するセンサ装置、電極材料などに利用され始めている。   At present, these thin films are used for semiconductors, flat panel displays, radiation and X-ray monitoring devices, sensor devices that detect strain, pressure, temperature, magnetic field, and electrode materials. I'm starting.

また、近年、分子生物学、ナノテクノロジーに代表される微細加工技術、バイオインフォマティクスなどの進展を主な背景として、種々の測定原理を活用して、微細狭小な表面上で生体物質間の相互作用を進行させ、これを検出する技術(以下、「センサ技術」と称する。)が開発され、実用化されている。   In recent years, the interaction between biological materials on minute and narrow surfaces using various measurement principles, with the main background of advances in molecular biology, microfabrication technology represented by nanotechnology, bioinformatics, etc. Has been developed and put into practical use (hereinafter referred to as “sensor technology”).

このセンサ技術の分野において、上記したダイヤモンド薄膜やDLC薄膜を利用する技術が提案されている。例えば、特許文献1には、粗面化処理を施した表面粗さRa:1〜500nmである基板表面上にダイヤモンド、DLC、グラファイト、あるいはこれらを混合した炭素系物質層を形成し、この炭素系物質の被膜上に、オリゴヌクレオチド断片、遺伝子、タンパク質、ペプチドなどの生体物質を担持させた粗面化スライドガラスが開示されている。また、この特許文献1には、DLC膜は、蛍光強度測定に照らし、透明膜であることが望ましいと記載されている。   In the field of this sensor technology, a technology using the above-described diamond thin film or DLC thin film has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses that a carbon-based material layer formed by diamond, DLC, graphite, or a mixture thereof is formed on a substrate surface having a surface roughness Ra of 1 to 500 nm subjected to a surface roughening treatment. A roughened slide glass is disclosed in which biological materials such as oligonucleotide fragments, genes, proteins, and peptides are supported on a coating of a system material. Further, Patent Document 1 describes that the DLC film is preferably a transparent film in view of fluorescence intensity measurement.

特許文献2には、ダイヤモンドから形成された基板上に、有機単分子膜を直接的な検出部として形成したDNAセンサなどの半導体センシングデバイスが開示されている。なお、この場合、ダイヤモンドは、基板自体の材料である。
特開2002−211954号公報(請求項1、請求項8、請求項9、段落0011、段落0015などを参照)。 特開2004−4007号公報(請求項6、請求項11などを参照)。
Patent Document 2 discloses a semiconductor sensing device such as a DNA sensor in which an organic monomolecular film is formed as a direct detection unit on a substrate formed from diamond. In this case, diamond is a material of the substrate itself.
JP 2002-211954 A (refer to claim 1, claim 8, claim 9, paragraph 0011, paragraph 0015, etc.). Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-4007 (refer to claims 6 and 11).

現在提案されている様々なDNAチップ等のバイオアッセイ用基板では、物質間の相互作用の場を提供する反応領域を基板上に予め設定しておき、この反応領域中に滴下等したプローブDNA等の検出用物質とサンプル溶液中の標的物質との間の特異的な相互作用(例えば、ハイブリダイゼーション)を進行させ、これを光ピックアップ手段(蛍光読み取り手段)により検出する。   In bioassay substrates such as various DNA chips that are currently proposed, a reaction region that provides a field of interaction between substances is set on the substrate in advance, and probe DNA or the like that is dropped into the reaction region, etc. The specific interaction (for example, hybridization) between the detection substance in the sample and the target substance in the sample solution is allowed to proceed, and this is detected by the optical pickup means (fluorescence reading means).

しかし、反応領域内の検出表面に対する物質の非特異的吸着が発生し、相互作用の進行の障害となるという問題を抱えている。また、前記非特異的吸着によって、蛍光強度読み取りの際のバックグランドノイズ値を高めてしまうという問題も発生する。具体的には、蛍光標識されたインターカレータを用いてハイブリダイゼーションを検出する場合を想定すると、当該インターカレータが反応領域表面に非特異的に吸着すると蛍光を発するため、ハイブリダイゼーションに基づく正規の蛍光強度測定の障害となり、ひいては検出精度低下の原因となる。   However, there is a problem that non-specific adsorption of the substance to the detection surface in the reaction region occurs and hinders the progress of the interaction. Further, the non-specific adsorption causes a problem that the background noise value at the time of reading the fluorescence intensity is increased. Specifically, assuming that hybridization is detected using a fluorescently labeled intercalator, the intercalator emits fluorescence when adsorbed nonspecifically on the surface of the reaction region. Therefore, normal fluorescence based on hybridization is used. It becomes an obstacle to intensity measurement, and in turn causes a decrease in detection accuracy.

また、反応領域に貯留又は保持される媒質中に存在する物質に対して電気的作用や効果を与えて、相互作用検出に利用する場合では、反応領域内に貯留又は保持され得るイオン性の媒質による電気化学的な反応を防止するために、反応領域を形成する表面は絶縁性が求められると考えられる。   In addition, when an electric action or effect is applied to a substance existing in a medium stored or held in the reaction region and used for detecting an interaction, an ionic medium that can be stored or held in the reaction region In order to prevent the electrochemical reaction due to the above, it is considered that the surface forming the reaction region is required to have insulating properties.

そこで、本発明は、光透過性と絶縁性を備え、かつ検出表面への物質の非特異的吸着を有効に防止できる物質間の相互作用検出部と該検出部を備えるバイオアッセイ用基板、並びに物質間の相互作用の検出方法を提供することを主な目的とする。   Therefore, the present invention provides an inter-substance detection unit capable of effectively preventing nonspecific adsorption of a substance on a detection surface, having a light transmission property and an insulating property, a bioassay substrate including the detection unit, and The main object is to provide a method for detecting an interaction between substances.

本発明では、まず、光透過性の基板(基材層)と、該基板に積層された光透過性及び絶縁性の炭素化合物層と、該炭素化合物層の上面側に形成され、物質間のハイブリダイゼーションなどの相互作用の場を提供する反応領域と、該反応領域内に貯留又は保持される媒質に対して電界印加可能な対向電極と、を備えており、前記炭素化合物層を、陰電荷を帯びる官能基で修飾したダイヤモンド又は/及びダイヤモンドライクカーボンで形成した物質間の相互作用検出部、該相互作用検出部が配設されたDNAチップなどを含むバイオアッセイ用基板を提供する。   In the present invention, first, a light-transmitting substrate (base material layer), a light-transmitting and insulating carbon compound layer laminated on the substrate, and an upper surface side of the carbon compound layer are formed. A reaction region providing an interaction field such as hybridization, and a counter electrode capable of applying an electric field to a medium stored or held in the reaction region, wherein the carbon compound layer is negatively charged. Provided is a bioassay substrate comprising an interaction detection part between substances formed of diamond or / and diamond-like carbon that is modified with a functional group bearing a carbon atom, a DNA chip on which the interaction detection part is disposed, and the like.

ダイヤモンド又はダイヤモンドライクカーボン、あるいはこれらを混合した構成の炭素化合物層は、光透過性、絶縁性を備えているので、相互作用検出のための光ピックアップや反応領域内での電界印加を用いたアッセイに好適である。   Diamond or diamond-like carbon, or a mixture of these carbon compound layers, has optical transparency and insulation properties. Therefore, an optical pickup for interaction detection and an assay using electric field application in the reaction region It is suitable for.

この炭素化合物層を、陰電荷を帯びるカルボキシル基などの官能基で修飾しておくことによって、反応領域内に存在する陰電荷を帯びる物質の反応領域内表面への非特異的吸着を電気的反発により有効に防止することができる。   By modifying the carbon compound layer with a functional group such as a negatively charged carboxyl group, non-specific adsorption of the negatively charged substance existing in the reaction region to the surface of the reaction region is electrically repelled. Can be effectively prevented.

例えば、ハイブリダイゼーションを検出するために、相補鎖(二本鎖)に挿入結合する蛍光インターカレータを用いる構成では、該蛍光インターカレータの反応領域表面に対する非特異的吸着を防止できる。この結果、蛍光強度測定のバックグランドノイズ値を大幅に低減できるので、検出精度向上に大きく寄与する。   For example, in a configuration using a fluorescent intercalator that is inserted and bonded to a complementary strand (double strand) to detect hybridization, non-specific adsorption of the fluorescent intercalator to the reaction region surface can be prevented. As a result, the background noise value of the fluorescence intensity measurement can be greatly reduced, which greatly contributes to improvement in detection accuracy.

基板と該基板に積層される炭素化合物層の両方を光透過性とすることで、基板の裏面側から反応領域に向けて所定波長の励起光を照射して得られる蛍光強度を測定することにより、物質間の相互作用を検出することが可能となる。なお、反応領域へ向かう光や該反応領域から発せられる蛍光の進行経路中に、電極が介在する基板構成の場合では、この電極もITO(インジウム−スズ−オキサイド)等の光透過性の導体で形成する。   By measuring the fluorescence intensity obtained by irradiating excitation light of a predetermined wavelength from the back surface side of the substrate toward the reaction region by making both the substrate and the carbon compound layer laminated on the substrate light-transmissive. It becomes possible to detect the interaction between substances. In the case of a substrate configuration in which an electrode is interposed in the traveling path of light directed to the reaction region and fluorescence emitted from the reaction region, this electrode is also a light-transmitting conductor such as ITO (indium-tin-oxide). Form.

上記説明から理解できるように、本発明では、光透過性の基板と、該基板の積層された光透過性及び絶縁性のダイヤモンド又は/及びダイヤモンドライクカーボンから形成された炭素化合物層と、該炭素化合物層の上面側に形成され、物質間の相互作用の場を提供する反応領域と、該反応領域内に貯留又は保持される媒質に対して電界印加可能な対向電極と、を備える物質間の相互作用検出部を用いて、前記基板の裏面側から前記反応領域に向けて、所定波長の励起光を照射して得られる蛍光強度を測定することにより、前記相互作用を検出する物質間の相互作用の検出方法を提供することができる。   As can be understood from the above description, in the present invention, a light-transmitting substrate, a carbon compound layer formed of light-transmitting and insulating diamond and / or diamond-like carbon laminated on the substrate, and the carbon A reaction region formed on the upper surface side of the compound layer and providing a field of interaction between the materials, and a counter electrode capable of applying an electric field to a medium stored or held in the reaction region. Using an interaction detection unit, the fluorescence intensity obtained by irradiating excitation light of a predetermined wavelength from the back surface side of the substrate toward the reaction region is measured, whereby the interaction between substances that detect the interaction is measured. An action detection method can be provided.

本方法では、基板の裏面側からの光ピックアップ手段を採用できることにより、所定の媒質を反応領域に滴下又は注入等して供給するための装置群を基板上方領域に集約でき、基板裏面側領域に光ピックアップに用いる光学系の装置群を集約させることができる。   In this method, the optical pickup means from the back side of the substrate can be adopted, so that a group of devices for supplying a predetermined medium by dropping or injecting the reaction medium into the reaction region can be concentrated in the upper region of the substrate, A group of optical systems used for the optical pickup can be integrated.

本方法では、検出対象の相互作用がハイブリダイゼーションである場合では、該ハイブリダイゼーションにより得られる相補鎖に対して挿入結合する蛍光インターカレータの蛍光強度を測定する方法を採用できる。陰電荷を帯びる官能基で修飾されたダイヤモンド又は/及びダイヤモンドライクカーボンから形成された炭素化合物層を採用することによって、該炭素化合層に対する蛍光インターカレータの非特異的吸着を確実に防止できるからである。なお、本方法では、蛍光インターカレータを用いるハイブリダイゼーションの検出以外にも、蛍光標識された標的核酸を用いてハイブリダイゼーションを検出することも可能である。   In this method, when the interaction to be detected is hybridization, a method of measuring the fluorescence intensity of a fluorescence intercalator that is inserted and bonded to a complementary strand obtained by the hybridization can be employed. By adopting a carbon compound layer formed of diamond or / and diamond-like carbon modified with a negatively charged functional group, nonspecific adsorption of the fluorescent intercalator to the carbon compound layer can be reliably prevented. is there. In this method, in addition to the detection of hybridization using a fluorescent intercalator, it is also possible to detect hybridization using a fluorescently labeled target nucleic acid.

ここで、本発明で使用する主たる技術用語の定義付け等を行う。   Here, definition of main technical terms used in the present invention is performed.

「光透過性」とは、相互作用検出に使用される所定波長の励起光並びに所定波長の蛍光を少なくとも透過する性質を有するという意味であり、光透過率は蛍光強度測定が可能な程度あればよい。   “Light transmittance” means that it has the property of transmitting at least the excitation light of a predetermined wavelength and the fluorescence of the predetermined wavelength used for detecting the interaction, and the light transmittance is as long as the fluorescence intensity can be measured. Good.

「反応領域」は、ハイブリダイゼーションその他の相互作用の反応場を提供できる領域又は空間であり、例えば、液相やゲルなどを貯留できるウエル形状を有する反応場などを挙げることができる。この反応領域で行われる相互作用は、本発明の目的や効果に沿う限りにおいて、狭く限定されない。また、この反応領域の形状やサイズは特に限定されないが、その長さ、幅、深さは、それぞれ数μmから数百μm程度のものであり、このサイズ値は、励起光のスポット径やサンプル溶液(検出用物質含有媒質、標的物質含有媒質)の最小滴下可能量に基づいて決定することができる。   The “reaction region” is a region or space that can provide a reaction field for hybridization or other interaction, and examples thereof include a reaction field having a well shape that can store a liquid phase, a gel, and the like. The interaction performed in this reaction region is not narrowly limited as long as the object and effect of the present invention are met. Further, the shape and size of the reaction region are not particularly limited, but the length, width, and depth are about several μm to several hundred μm, respectively. It can be determined based on the minimum possible dripping amount of the solution (detection substance-containing medium, target substance-containing medium).

「相互作用」は、物質間の非共有結合、共有結合、水素結合を含む化学的結合あるいは解離を広く意味し、例えば、核酸(ヌクレオチド鎖)間の相補結合であるハイブリダイゼーション、高分子−高分子、高分子−低分子、低分子−低分子の特異的な結合又は会合を広く含む。   “Interaction” broadly means non-covalent bonds, covalent bonds, chemical bonds or dissociations including hydrogen bonds between substances, for example, hybridization that is a complementary bond between nucleic acids (nucleotide strands), polymer-high Widely includes molecules, macromolecule-small molecules, small molecule-small molecule specific bonds or associations.

「ハイブリダイゼーション」は、相補的な塩基配列構造を備える間の相補鎖(二本鎖)形成反応を意味する。「ミスハイブリダイゼーション」は、正規ではない前記相補鎖形成反応を意味し、本発明では、しばしば「ミスハイブリ」と略称する。   “Hybridization” means a complementary strand (double strand) formation reaction between complementary base sequence structures. “Mishybridization” means the complementary strand formation reaction that is not normal, and is often abbreviated as “mishybridization” in the present invention.

「蛍光インターカレータ」は、二本鎖核酸に挿入結合可能な蛍光標識された物質であり、ハイブリダイゼーション検出に用いられる物質である。例えば、POPO−1、TOTO−1、SYBERGreenI、PicoGreenなどを用いることができる。   A “fluorescence intercalator” is a fluorescently labeled substance that can be inserted and bound to a double-stranded nucleic acid, and is a substance used for hybridization detection. For example, POPO-1, TOTO-1, SYBERGreen I, PicoGreen, etc. can be used.

「検出用物質」とは、反応領域に貯留又は保持された媒質中に存在し、当該物質と特異的に相互作用する物質を検出するための検出子として機能する物質であり、反応領域中の表面に固定又は遊離して存在する。代表例は、DNAプローブなどの検出用核酸であるが、タンパク質などの他の生体関連物質も広く含む。   A “detection substance” is a substance that exists in a medium stored or held in a reaction region and functions as a detector for detecting a substance that specifically interacts with the substance. It exists fixed or free on the surface. A typical example is a nucleic acid for detection such as a DNA probe, but widely includes other biological materials such as proteins.

「標的物質」とは、前記検出用物質と特異的な相互作用を示す物質である。   The “target substance” is a substance that shows a specific interaction with the detection substance.

「核酸」とは、プリンまたはピリミジン塩基と糖がグリコシド結合したヌクレオシドのリン酸エステルの重合体(ヌクレオチド鎖)を意味し、プローブDNAを含むオリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、プリンヌクレオチドとピリミジンヌクレオチオドが重合したDNA(全長あるいはその断片)、逆転写により得られるcDNA(cプローブDNA)、RNA、ポリアミドヌクレオチド誘導体(PNA)等を広く含む。   “Nucleic acid” means a polymer (nucleotide chain) of a nucleoside phosphate ester in which a purine or pyrimidine base and a sugar are glycosidically bonded, and an oligonucleotide, polynucleotide, purine nucleotide and pyrimidine nucleotide containing a probe DNA are polymerized. DNA (full length or a fragment thereof), cDNA obtained by reverse transcription (c probe DNA), RNA, polyamide nucleotide derivative (PNA) and the like are widely included.

「バイオアッセイ用基板」は、基板上の所定の反応領域において、物質間の相互作用を進行させ、該相互作用を検出するための基板を意味し、前記物質の種類に関係なく広く包含し、前記相互作用の検出原理は問わない。   “Bioassay substrate” means a substrate for detecting the interaction by causing an interaction between substances to proceed in a predetermined reaction region on the substrate, and widely includes regardless of the type of the substance, The detection principle of the interaction is not limited.

「DNAチップ」は、前記バイオアッセイ用基板の一つであり、DNAプローブなどの検出用核酸が遊離状態又は、固定化されて微細配列された状態とされたハイブリダイゼーション検出用基板を意味し、DNAマイクロアレイの概念も含む。   “DNA chip” is one of the bioassay substrates, and means a hybridization detection substrate in which nucleic acids for detection such as DNA probes are in a free state or in a state of being immobilized and finely arranged, It also includes the concept of DNA microarray.

本発明によれば、検出表面への物質の非特異的吸着を有効に防止できる。また、基板裏面からの光ピックアップ手段を採用でき、さらには、反応領域内での電界アッセイを行うことができる。   According to the present invention, nonspecific adsorption of a substance on a detection surface can be effectively prevented. Moreover, an optical pickup means from the back surface of the substrate can be employed, and furthermore, an electric field assay can be performed in the reaction region.

以下、本発明を実施するための好適な形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、添付図面に示された各実施形態は、本発明に係わる物や方法の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the accompanying drawings. Each embodiment shown in the attached drawings shows an example of a typical embodiment of the thing and method concerning the present invention, and, thereby, the scope of the present invention is not interpreted narrowly.

まず、図1は、本発明に係る物質間の相互作用検出部に用いることができる基板の基本的な層構造を簡略に示す図である。   First, FIG. 1 is a diagram schematically showing a basic layer structure of a substrate that can be used in a substance interaction detection unit according to the present invention.

図1中の基板1aは、光透過性の基材層11と、該基材層11に積層された光透過性の炭素化合物層12と、該炭素化合物層12に積層されたポリイミドなどから形成された合成樹脂層13と、からなり、該合成樹脂層13にはウェル状の微小な反応領域2が形成されている。この反応領域2の底面は、前記炭素化合物層12によって構成されている。なお、図1では、反応領域2内に貯留又は保持された媒質が符号Mで示されている。   A substrate 1a in FIG. 1 is formed of a light-transmitting base material layer 11, a light-transmitting carbon compound layer 12 laminated on the base material layer 11, and a polyimide laminated on the carbon compound layer 12. The synthetic resin layer 13 is formed with a well-shaped minute reaction region 2 formed in the synthetic resin layer 13. The bottom surface of the reaction region 2 is constituted by the carbon compound layer 12. In FIG. 1, a medium stored or held in the reaction region 2 is indicated by a symbol M.

反応領域2は、媒質Mを貯留又は保持可能であって、物質間の相互作用の場となり得る微細な領域又は空間であればよい。このような微細な構造の反応領域2の形成には、通常の半導体や機械の微細加工技術の分野で公知の光リソグラフィー法やエッチング法などを用いることができる。   The reaction region 2 may be a fine region or space that can store or hold the medium M and can be an interaction field between substances. In order to form the reaction region 2 having such a fine structure, a photolithography method, an etching method, or the like known in the field of normal semiconductor or mechanical microfabrication technology can be used.

基材層11は、例えば、CD(Compact Disc)、DVD(Degital Versatile Disc)、MD(Mini Disc)等の光情報記録媒体と同様の基材から形成することができる。例えば、光透過性のある石英ガラスやシリコン、ポリカーボネート、ポリスチレン等の合成樹脂、好ましくは射出成形可能な合成樹脂によって、所望の形態に成形する。なお、安価な合成樹脂を用いて基板を成形することで、従来使用されていたガラスチップに比して、低ランニングコストを実現できる。   The base material layer 11 can be formed from a base material similar to an optical information recording medium such as a CD (Compact Disc), a DVD (Degital Versatile Disc), or an MD (Mini Disc). For example, it is molded into a desired form using a synthetic resin such as quartz glass, silicon, polycarbonate, polystyrene, etc. having light transmissivity, preferably a synthetic resin that can be injection molded. In addition, by forming the substrate using an inexpensive synthetic resin, a low running cost can be realized as compared with a conventionally used glass chip.

炭素化合物層12は、ダイヤモンド又はダイヤモンドライクカーボン(以下「DLC」と略称)、あるいはこれらを混合した材料から形成された層であって、当該層12は、光透過性に加え、絶縁性を備えている(以下、同様)。炭素化合物層12の形成方法は、特に限定されない。炭素化合物層12の膜厚は、1−100nmが望ましい。光透過性は1%以上あればよいが、光ピックアップを想定すると、より高い光透過性が望ましい。なお、ダイヤモンドやDLCは、屈折率が高いので、多重反射膜を形成して光透過選択性を与える場合に利用することができる。   The carbon compound layer 12 is a layer formed of diamond, diamond-like carbon (hereinafter abbreviated as “DLC”), or a mixture of these, and the layer 12 has an insulating property in addition to light transmittance. (Hereinafter the same). The method for forming the carbon compound layer 12 is not particularly limited. The film thickness of the carbon compound layer 12 is desirably 1 to 100 nm. The light transmittance may be 1% or more. However, when an optical pickup is assumed, higher light transmittance is desirable. Since diamond and DLC have a high refractive index, they can be used when providing a light transmission selectivity by forming a multiple reflection film.

図2は、本発明に係る検出部に用いることが可能な基板の他の層構造及び該基板に対する好適な光ピックアップ手段の概念を簡略に示す図である。   FIG. 2 is a diagram schematically showing another layer structure of a substrate that can be used in the detection unit according to the present invention and a concept of a suitable optical pickup means for the substrate.

図2に示された基板1bでは、基材層11と炭素化合物層12との間に、光透過性の導体層14が形成されている。この導体層14は、光透過性の導体であれば採用することができる。例えば、ITO(インジウム−スズ−オキサイド)を基材層11にスパッタリング蒸着することにより形成できる。この導体層14は、反応領域2内の媒質Mに電界を印加する際に使用する対向電極の片方として用いることができる。また、基板1bでは、基材層11と導体層14の間に酸化チタン膜を設けて、後述するサーボ光用の反射層とすることができる。   In the substrate 1 b shown in FIG. 2, a light transmissive conductor layer 14 is formed between the base material layer 11 and the carbon compound layer 12. The conductor layer 14 can be employed as long as it is a light transmissive conductor. For example, ITO (indium-tin-oxide) can be formed by sputtering vapor deposition on the base material layer 11. This conductor layer 14 can be used as one of the counter electrodes used when an electric field is applied to the medium M in the reaction region 2. Moreover, in the board | substrate 1b, a titanium oxide film can be provided between the base material layer 11 and the conductor layer 14, and it can be set as the reflective layer for servo light mentioned later.

図1の基板1aでは、基材層11と炭素化合物層12の両方が光透過性であり、図2の基板1bでは、基材層11、導体層14、炭素化合物層12がすべて光透過性であるので、基板1a、1bの各裏面100b側から所定波長の励起光(励起用レーザ光)Pを、集光レンズ3(図6の符号Lで示す集光レンズに相当)を介して反応領域2(反応領域2内の蛍光物質)へ向けて照射し、これにより該反応領域2内で発生した蛍光Fの強度をディテクタ4(図6の符号111で示すディテクタに相当)で検出する。 In the substrate 1a of FIG. 1, both the base material layer 11 and the carbon compound layer 12 are light transmissive, and in the substrate 1b of FIG. 2, the base material layer 11, the conductor layer 14, and the carbon compound layer 12 are all light transmissive. since it is, the substrate 1a, the excitation light (excitation laser beam) P of a predetermined wavelength from the rear surface 100b side 1b, the through the condensing lens 3 (corresponding to the condensing lens shown by reference numeral L 2 in FIG. 6) Irradiation is directed toward the reaction region 2 (fluorescent substance in the reaction region 2), whereby the intensity of the fluorescence F generated in the reaction region 2 is detected by the detector 4 (corresponding to the detector indicated by reference numeral 111 in FIG. 6). .

なお、図2中の符号5は、前記ディテクタ4の前に配置される集光レンズ(図6の符号Lで示す集光レンズに相当)を示している。なお、光ピックアップ手段の詳細は、後述する。 Reference numeral 5 in FIG. 2 shows an arrangement is the condenser lens in front of the detector 4 (corresponding to the condensing lens shown by reference numeral L 3 of Figure 6). Details of the optical pickup means will be described later.

図3は、図2中に示されたX部の拡大図である。この拡大図には、反応領域2の底面を構成する炭素化合物層12の表面12aに、DNAプローブ等の検出用物質(検出用核酸)Dの一端が、アミド結合により固定された状態が示されている。   FIG. 3 is an enlarged view of a portion X shown in FIG. This enlarged view shows a state in which one end of a detection substance (detection nucleic acid) D such as a DNA probe is fixed to the surface 12a of the carbon compound layer 12 constituting the bottom surface of the reaction region 2 by an amide bond. ing.

ダイヤモンドやDLC、あるいはこれらの混合物で形成された炭素化合物層12の表面12aに対する標的物質Dの固定化は、例えば、該表面12aを紫外線照射中に気相中で反応性のガスを注入する工程を経て官能基を化学修飾して形成し、この官能基と反応性を持つ官能基で修飾した標的物質Dとの間で反応を行わせることにより実施できる。   The immobilization of the target substance D on the surface 12a of the carbon compound layer 12 formed of diamond, DLC, or a mixture thereof is, for example, a step of injecting a reactive gas in the gas phase while the surface 12a is irradiated with ultraviolet rays. Then, the functional group is chemically modified and formed, and the reaction is performed with the target substance D modified with the functional group having reactivity with the functional group.

例えば、前記化学修飾により炭素化合物層12の表面12aにカルボキシル基を形成しておき、このカルボキシル基とアミノ基修飾したDNAプローブと反応させ、アミド結合によって、炭素化合物層12上に前記DNAプローブを固定できる。   For example, a carboxyl group is formed on the surface 12a of the carbon compound layer 12 by the chemical modification, the carboxyl group is reacted with an amino group-modified DNA probe, and the DNA probe is formed on the carbon compound layer 12 by an amide bond. Can be fixed.

なお、検出用物質Dそれ自体が持っている官能基と表面12aの官能基とを反応させることができる場合は、これらの官能基同士を反応させることによって、検出用物質Dを固定することもできる。   In addition, when the functional group which the substance for detection D itself has and the functional group of the surface 12a can be reacted, the substance D for detection may be fixed by reacting these functional groups. it can.

また、図3には、炭素化合物層12の表面に固定された検出用物質Dに対して、これと相補性のある塩基配列を有する標的物質(ここでは、標的核酸)Tがハイブリダイゼーションしている様子、並びに、該ハイブリダイゼーションによって得られた相補鎖の塩基対部分に蛍光インターカレータIが挿入結合している様子が示されている。なお、図示はしないが、蛍光インターカレータIを用いずに、蛍光物質がラベルされた標的物質(標的核酸)Tを用いてもよい。   Further, in FIG. 3, the detection substance D immobilized on the surface of the carbon compound layer 12 is hybridized with the target substance (here, the target nucleic acid) T having a complementary base sequence. And a state where the fluorescent intercalator I is inserted and bonded to the base pair portion of the complementary strand obtained by the hybridization. Although not shown, a target substance (target nucleic acid) T labeled with a fluorescent substance may be used without using the fluorescent intercalator I.

図3に示されているように、ダイヤモンド、DLC、あるいはこれらの混合物からなる炭素化合物層12の表面12aをカルボキシル基のような陰電荷を帯びる官能基で修飾しておくと、同様に陰電荷を帯びる検出用あるいは標的の生体物質(例えば、核酸)や蛍光インターカレータIの非特異的吸着を電気的な反発により有効に防止できる。   As shown in FIG. 3, if the surface 12a of the carbon compound layer 12 made of diamond, DLC, or a mixture thereof is modified with a negatively charged functional group such as a carboxyl group, the negative charge is similarly obtained. Non-specific adsorption of the detection or target biological substance (for example, nucleic acid) or fluorescent intercalator I can be effectively prevented by electrical repulsion.

炭素化合物層12の表面12aに対する非特異的吸着がないと、検出用物質Dの固定化、検出用物質Dと標的物質Tとの間の相互作用(例えば、ハイブリダイゼーション)、蛍光インターカレータIの挿入結合反応などのアッセイを、非特異的吸着との間の競合がない条件で、効率よく、かつ確実に進行させることができるので、好適である。また、非特異的吸着した蛍光インターカレータI由来の蛍光、あるいは、非特異的吸着した蛍光標識された標的物質T由来の蛍光を極めて少なくできるので、相互作用検出のための蛍光強度測定を高精度に行うことができる。   Without non-specific adsorption to the surface 12a of the carbon compound layer 12, the detection substance D is immobilized, the interaction between the detection substance D and the target substance T (for example, hybridization), the fluorescence intercalator I Assays such as insertion binding reactions are preferred because they can proceed efficiently and reliably under conditions where there is no competition with non-specific adsorption. In addition, fluorescence from non-specifically adsorbed fluorescent intercalator I or non-specifically adsorbed fluorescently labeled target substance T can be extremely reduced, allowing high-precision fluorescence intensity measurement for interaction detection. Can be done.

ここで、図4に、電界印加手段を具体的に備える検出部の好適な実施形態の一例を簡略に示す。   Here, FIG. 4 simply shows an example of a preferred embodiment of a detection unit specifically including an electric field applying unit.

この図4中に符号10で示された検出部は、光透過性の基材層11と、該基材層11に積層された光透過性の炭素化合物層12と、該炭素化合物層12に積層されたポリイミドなどの合成樹脂層13と、からなり、この合成樹脂層13にはウェル状の微小な反応領域2が形成されている。さらに、反応領域2下方の炭素化合物層12の一部には、ITO(インジウム−スズ−オキサイド)などの透明な導体部141が形成されている。この導体部141は、電極Eとして機能する。なお、基材層11と炭素化合物層12の間に酸化チタン膜を設けて、後述するサーボ光用の反射層とすることができる。 4 includes a light-transmitting base material layer 11, a light-transmitting carbon compound layer 12 laminated on the base material layer 11, and a carbon compound layer 12. The synthetic resin layer 13 made of polyimide or the like is laminated, and the well-shaped minute reaction region 2 is formed in the synthetic resin layer 13. Further, a transparent conductor portion 141 such as ITO (indium-tin-oxide) is formed on a part of the carbon compound layer 12 below the reaction region 2. The conductor portion 141 functions as an electrode E 1. In addition, a titanium oxide film can be provided between the base material layer 11 and the carbon compound layer 12 to form a reflective layer for servo light described later.

前記電極Eに対向する位置に電極Eが形成された、ポリイミドなどによってなる上方基板15が配置されている(図4参照)。この場合、反応領域2は、一部の開口部21、22を除き蓋がされた状態となっている。なお、開口部21又は22に対して媒質Mをインクジェットノズル等により滴下し、毛細管現象を利用して、反応領域2へ送り込むようにすることも可能である。 The electrode E 2 at a position opposed to the electrodes E 1 is formed, the upper substrate 15 made by the polyimide is arranged (see FIG. 4). In this case, the reaction region 2 is in a state of being covered except for some of the openings 21 and 22. It is also possible to drop the medium M into the opening 21 or 22 by an ink jet nozzle or the like and send it into the reaction region 2 using a capillary phenomenon.

ここで、図4に示されているように、電極E−Eは、反応領域2を挟むように相対向しており、電源Gにより通電可能な対向電極となっており、スイッチSのオン/オフ操作によって、反応領域2中の媒質Mに対して、電界を印加したり、電界オフにしたり自在にできるようにされている。また、電極Eを一方の電極Eよりも面積狭小に形成することにより、電極Eのエッジ付近に電気力線を集中させることができるように工夫されている。 Here, as shown in FIG. 4, the electrodes E 1 -E 2 are opposed to each other so as to sandwich the reaction region 2, and are opposed electrodes that can be energized by the power supply G. By an on / off operation, an electric field can be applied to the medium M in the reaction region 2 or the electric field can be turned off. In addition, by forming the electrode E 1 with a smaller area than the one electrode E 2, it is devised so that the lines of electric force can be concentrated near the edge of the electrode E 1 .

電界は、直流、交流、低周波、高周波の電界を目的に応じて選択できるようにしてもよい。直流電界では、電気泳動が可能であり、交流電界では、電気分解が起こらない条件下で、例えば、所定条件の高周波交流電界を印加することにより、誘電泳動の作用によって、電界密度の高い方へ、核酸分子を移動させたり、あるいは伸張させたりすることができるので、検出用核酸Dの固定化やハイブリダイゼーションのアッセイに有効に利用できる。また、低周波では、ミスハイブリダイゼーションしたDNAに振動を与えて、これを検出用核酸から解離させる場合などに利用できる。   The electric field may be selected from DC, AC, low frequency, and high frequency depending on the purpose. In a DC electric field, electrophoresis is possible. In an AC electric field, for example, by applying a high-frequency AC electric field under a predetermined condition under conditions where electrolysis does not occur, the electric field density is increased by the action of dielectrophoresis. Since the nucleic acid molecule can be moved or extended, it can be effectively used for immobilization of the detection nucleic acid D or a hybridization assay. In addition, at low frequency, it can be used when the hybridized DNA is vibrated and dissociated from the nucleic acid for detection.

なお、このときの高周波電界の好適な条件としては、1MV/m以上及び1MHz以上が望ましく、例えば、約1×10V/m、約1MHzを選択できる(Masao Washizu and Osamu Kurosawa:”Electrostatic Manipulation of DNA in Microfabricated Structures”,IEEE Transaction on Industrial Application Vol.26,No.26,p.1165-1172(1990)参照)。 In addition, as a suitable condition of the high frequency electric field at this time, 1 MV / m or more and 1 MHz or more are desirable. For example, about 1 × 10 6 V / m and about 1 MHz can be selected (Masao Washizu and Osamu Kurosawa: “Electrostatic Manipulation of DNA in Microfabricated Structures ”, IEEE Transaction on Industrial Application Vol.26, No.26, p.1165-1172 (1990)).

なお、電極E−Eの配置構成は、図4に示された実施形態に限定されず、反応領域2の少なくともいずれかの領域を挟むように対向する配置構成を目的に応じて適宜選択できる。また、対向電極は必ずしも一対である必要はなく、場合によっては、二対以上形成してよい。例えば、対向軸が直交するように二対の対向電極を設けてもよい。 The arrangement configuration of the electrodes E 1 -E 2 is not limited to the embodiment shown in FIG. 4, and an arrangement configuration facing each other so as to sandwich at least one of the reaction regions 2 is appropriately selected according to the purpose. it can. The counter electrodes do not necessarily have to be a pair, and depending on circumstances, two or more pairs may be formed. For example, two pairs of counter electrodes may be provided so that the counter axes are orthogonal to each other.

本発明では、以上説明した検出部10が複数配設された構成を有するバイオアッセイ用基板を提供することができる。一例を挙げると、図5に示されたような形態の円盤状のバイオアッセイ用基板100を提供することも可能である。なお、バイオアッセイ用基板100に配設された検出部10の対向電極E−Eは、反応領域2を挟むように左右に振り分けて配置されている(図5参照)。 In the present invention, a bioassay substrate having a configuration in which a plurality of the detection units 10 described above are arranged can be provided. As an example, it is also possible to provide a disc-shaped bioassay substrate 100 having a form as shown in FIG. Note that the counter electrodes E 1 -E 2 of the detection unit 10 disposed on the bioassay substrate 100 are arranged so as to be laterally distributed so as to sandwich the reaction region 2 (see FIG. 5).

以下、この円盤状のバイオアッセイ用基板100を用いた場合を代表例として、本発明に好適な光ピックアップ手段を詳しく説明する。   In the following, the optical pickup means suitable for the present invention will be described in detail by taking the case of using this disk-shaped bioassay substrate 100 as a representative example.

なお、図6は、同光ピックアップ手段の好適な実施形態の一例を示すブロック図である。なお、以下の説明では、バイオアッセイ用基板100がDNAチップである場合を想定して説明する。   FIG. 6 is a block diagram showing an example of a preferred embodiment of the optical pickup means. In the following description, it is assumed that the bioassay substrate 100 is a DNA chip.

まず、図6に示されたバイオアッセイ用基板(DNAチップ)100を、回転手段を備えるディスク支持台101の上方に突設されたスピンドル(治具)102に固定する。このスピンドル102は、基板100中心の孔(図5参照)に位置決めされた状態で挿着される。   First, the bioassay substrate (DNA chip) 100 shown in FIG. 6 is fixed to a spindle (jig) 102 protruding above a disk support base 101 having a rotating means. The spindle 102 is inserted while being positioned in a hole (see FIG. 5) in the center of the substrate 100.

なお、基板100の各反応領域2には、DNAチップの製造段階では検出用核酸Dを含む媒質Mが滴下又は注入され、ハイブリダイゼーション検出段階では、標的核酸Tを含む媒質Mが滴下又は注入される。なお、標的核酸Tと一緒に蛍光インターカレータIを滴下又は注入してもよい。 Note that each reaction region 2 of the substrate 100, is the medium M 1 is dropped or injected containing nucleic acid D for detection in the manufacturing stage of the DNA chip, the hybridization detection step, the medium M 2 containing the target nucleic acid T is dropped or Injected. The fluorescent intercalator I may be dropped or injected together with the target nucleic acid T.

これらの媒質M,Mは、溶液状や粘度調製されたゲル状を成すのが一般的である。特に、溶液状の媒質の場合は、液ダレ等の種々の問題を避けるために、前記媒質Mが滴下又は注入される基板100は、水平に保持するのが望ましい。 These media M 1 and M 2 are generally in the form of a solution or a viscosity-adjusted gel. In particular, in the case of a solution-like medium, it is desirable to hold the substrate 100 on which the medium M is dropped or injected in order to avoid various problems such as liquid dripping.

図6に示されている構成においては、ノズルヘッドNが基板100の上面100a側(上方側)に複数配置されている。このノズルヘッドNは、所定の媒質M(例えば、M〜M、Mはインターカレータを含む媒質)を、所定位置に配列された検出部10の各反応領域2に正確に追従しながら、所定のタイミングで滴下、あるいは注入できる構成とされている。 In the configuration shown in FIG. 6, a plurality of nozzle heads N are arranged on the upper surface 100 a side (upper side) of the substrate 100. The nozzle head N accurately follows a predetermined medium M (for example, M 1 to M 3 , M 3 is a medium including an intercalator) following each reaction region 2 of the detection unit 10 arranged at a predetermined position. In addition, it is configured such that it can be dropped or injected at a predetermined timing.

図6中の符号103は、「制御部」をブロック図的に簡略に示している。この制御部103は、基板100に対する「フォーカス情報」と該基板100から得られる「トラッキング情報」に基づいて、ノズルヘッドNの滴下又は注入の動作全体を制御している。   Reference numeral 103 in FIG. 6 simply indicates the “control unit” in a block diagram. The control unit 103 controls the entire dropping or injection operation of the nozzle head N based on “focus information” with respect to the substrate 100 and “tracking information” obtained from the substrate 100.

ここで、図6に符号Pで示されている励起光は、ハイブリダイゼーション検出段階で使用する情報読み取り用の光である。この励起光Pは、レーザーダイオード104から出射され、コリメータレンズLにて平行光とされた後、ダイクロイックミラー105で90°屈折される。 Here, the excitation light indicated by symbol P in FIG. 6 is information reading light used in the hybridization detection stage. This excitation light P is emitted from the laser diode 104, converted into parallel light by the collimator lens L 1, and then refracted by 90 ° by the dichroic mirror 105.

その後、励起光Pは、光の進行方向前方に配置されたミラー106で90°屈折された後、アクチュエータ107によって支持された集光レンズLへ入射し、基板100の裏面100b側から選択された検出部10(の反応領域2)に照射される。なお、符号108は、制御部103から送信されるレーザーダイオードドライバ109を制御するための信号である。 Thereafter, the excitation light P, after the mirror 106 disposed ahead in the traveling direction of the light is 90 ° refracted, is incident on the condenser lens L 2 supported by the actuator 107, is selected from the back 100b of the substrate 100 The detection unit 10 (the reaction region 2) is irradiated. Reference numeral 108 denotes a signal for controlling the laser diode driver 109 transmitted from the control unit 103.

励起光Pは、前記集光レンズLによって基板100の裏面で数μm程度の大きさまで絞り込まれる。この微小な励起光スポット径を活かすためには、基板100上に、検出用核酸Dを含む媒質M、標的核酸Tを含む媒質Mなどを滴下又は注入するノズルヘッドNとして、ピコリットルオーダーの微少量溶液を滴下可能なインクジェットプリンティングノズルが好適である。 Excitation light P is narrowed down to a size of about several μm on the back surface of the substrate 100 by the condenser lens L 2. In order to make use of this minute excitation light spot diameter, the nozzle head N for dropping or injecting the medium M 1 containing the detection nucleic acid D, the medium M 2 containing the target nucleic acid T, etc. on the substrate 100 is in the picoliter order. An ink jet printing nozzle capable of dripping a very small amount of the solution is suitable.

ノズルヘッドNの一例であるインクジェットプリンティングノズルの数は、使用する媒質の数や種類だけ用意してもよいし、1種類の媒質を滴下後、一旦ノズルを洗浄し、別種類の溶液を滴下することによって、より少ないノズル数で多種の媒質を扱うようにしてもよい。   The number of ink jet printing nozzles, which are an example of the nozzle head N, may be prepared as many as the number and type of the medium to be used. After one type of medium is dropped, the nozzle is once washed and another type of solution is dropped. By doing so, various media may be handled with a smaller number of nozzles.

なお、このインクジェットプリンティングノズルを用いて、インターカレータI(図3参照)を含む媒質Mを、標的核酸を含む媒質Mと同時に反応領域2へ滴下又は注入できるし、ハイブリダイゼーション後の所定タイミングで、反応領域2に滴下又は注入することもできるし、あるいは、所定の洗浄溶液を固定化工程後の所定タイミングで、反応領域2に滴下又は注入することもできる。 Incidentally, by using the ink jet printing nozzle, the medium M 3 including the intercalator I (see Fig. 3), to be dropped or injected into the medium M 2 simultaneously reaction region 2 containing the target nucleic acid, the predetermined timing after the hybridization Thus, the reaction region 2 can be dropped or injected, or a predetermined cleaning solution can be dropped or injected into the reaction region 2 at a predetermined timing after the immobilization step.

基板100上に媒質M〜Mを滴下又は注入する際には、サーボ用レーザー光V(後述)を用いて、基板100上に予め記録されているアドレスマーク情報を読み取りながら、所望のアドレス(番地)に、媒質を滴下又は注入する。 When the media M 1 to M 3 are dropped or injected onto the substrate 100, a desired address is read while reading address mark information recorded in advance on the substrate 100 using servo laser light V (described later). The medium is dropped or injected into (address).

基板100の反応領域2(の検出表面部分)に固定された検出用核酸Dと後からから滴下又は注入されてくる標的核酸Tとがハイブリダイゼーションを示し、相補的な二本鎖核酸を形成した後、あるいは、標的核酸Tの滴下又は注入と同時に、所定のノズルヘッドNを介して、前記二本鎖核酸に対して挿入結合可能な蛍光インターカレータIを含む媒質Mを、反応領域2へ滴下又は注入することができる。 The detection nucleic acid D immobilized on the reaction region 2 (detection surface portion) of the substrate 100 and the target nucleic acid T dropped or injected later showed hybridization, forming complementary double-stranded nucleic acids. Later, or simultaneously with the dropping or injection of the target nucleic acid T, the medium M 3 containing the fluorescent intercalator I that can be inserted and bonded to the double-stranded nucleic acid is passed through the predetermined nozzle head N to the reaction region 2. Can be dripped or injected.

励起光Pが照射されると、符号Fで示される蛍光がインターカレータI(図3参照)から発せられ、基板100の裏面100b側に該蛍光Fが戻ってくる。この蛍光Fは、基板100の下方に配置された前記ミラー106で90°屈折された後、蛍光Fの光進行方向に配置された前記ダイクロイックミラー105を透過して直進し、更に前方に配置されたダイクロイックミラー110で90°屈折される。   When the excitation light P is irradiated, the fluorescence indicated by the symbol F is emitted from the intercalator I (see FIG. 3), and the fluorescence F returns to the back surface 100b side of the substrate 100. The fluorescence F is refracted by 90 ° by the mirror 106 disposed below the substrate 100, passes through the dichroic mirror 105 disposed in the light traveling direction of the fluorescence F, travels straight, and is disposed further forward. The light is refracted by 90 ° by the dichroic mirror 110.

続いて、この蛍光Fは、ダイクロイックミラー110の上方のレンズLに入射して集光された後に、ディテクタ111に導かれる。このように、ダイクロイックミラー110は、蛍光Fを反射する性質を有するとともに、後述するサーボ用レーザー光Vに対しては、透光性を有する性質を備える。 Subsequently, the fluorescence F enters the lens L 3 above the dichroic mirror 110 and is collected, and then guided to the detector 111. As described above, the dichroic mirror 110 has the property of reflecting the fluorescence F, and has the property of transmitting light to a servo laser beam V described later.

ここで、蛍光強度は、一般の光ディスクRF信号等と比較して、非常に弱いことが予想される。従って、蛍光検出用のディテクタ111には、一般のフォトダイオードと比較して非常に感度の高いフォトマルチプライヤー(光電管)やアバランシェフォトダイオード(APD)を採用するのが好適である。   Here, the fluorescence intensity is expected to be very weak compared to a general optical disk RF signal or the like. Therefore, it is preferable to employ a photomultiplier (photoelectric tube) or an avalanche photodiode (APD) having a higher sensitivity than a general photodiode as the detector 111 for detecting fluorescence.

前記ディテクタ111で検出された蛍光Fは、AD変換機112によって所定ビット数のデジタル信号113に変換される。このデジタル信号113は、例えば、基板100上のアドレスと発せられた蛍光強度とを対応させたマップの作成等の解析に利用される。   The fluorescence F detected by the detector 111 is converted into a digital signal 113 having a predetermined number of bits by the AD converter 112. This digital signal 113 is used, for example, for analysis such as creation of a map in which addresses on the substrate 100 are associated with emitted fluorescence intensity.

次に、本発明に関連する「サーボ機構」について具体的に説明する。   Next, the “servo mechanism” related to the present invention will be specifically described.

まず、基板100の下方に配置される上記集光レンズLは、上記アクチュエータ107によって、フォーカス方向(上下方向)及びトラッキング方向(周方向)に駆動される構成となっている。このアクチュエータ107としては、光ディスクのピックアップに使用されるものと同じタイプの、2軸ボイスコイル型のものが好適である。 First, the condenser lens L 2 which is disposed below the substrate 100 by the actuator 107, are configured to be driven in the focusing direction (vertical direction) and the tracking direction (circumferential direction). The actuator 107 is preferably a biaxial voice coil type of the same type as that used for optical disk pickup.

上記したように、基板100は水平に保持され、かつ前記集光レンズLは、基板100から見て鉛直方向下方位置に設置されているので、励起光P並びにフォーカスサーボ及びトラッキングサーボに利用されるサーボ用レーザー光Vは、基板100の裏面側100bから照射可能となる。 As described above, substrate 100 is held horizontally, and the condenser lens L 2 is because it is installed in a vertically downward position when viewed from the substrate 100, it is utilized to the excitation light P as well as focusing servo and tracking servo The servo laser beam V can be irradiated from the back side 100b of the substrate 100.

基板100の裏面100b側からサーボ用レーザー光Vを照射する構成を採用したことによって、このサーボ用レーザー光Vは、基板100の検出部10の媒質中に存在している検出用核酸Dや標的核酸Tの影響を全く受けることなく、基板100の裏面100bから、基板100に設けられた酸化チタン膜などから形成された反射層(図示せず)などによって反射されて戻ってくる。   By adopting the configuration in which the servo laser light V is irradiated from the back surface 100b side of the substrate 100, the servo laser light V is detected by the detection nucleic acid D and the target existing in the medium of the detection unit 10 of the substrate 100. Without being affected at all by the nucleic acid T, the light is reflected back from the back surface 100b of the substrate 100 by a reflective layer (not shown) formed from a titanium oxide film or the like provided on the substrate 100.

このため、基板100が回転しても、基板100中の媒質により反射光の方向及び強度が乱されることはないので、非常に好適である。即ち、フォーカスエラー及びトラッキングエラーも外乱を受けることなく、サーボが安定して動作できるようになる。   For this reason, even if the substrate 100 rotates, the direction and intensity of the reflected light are not disturbed by the medium in the substrate 100, which is very suitable. That is, the servo can operate stably without being affected by the disturbance of the focus error and the tracking error.

具体的に説明すると、まず、図6中の符号114は、サーボ用レーザーダイオードを示しており、その後方には前記ダイオード114を制御するためのドライバ115が配置されている。サーボ用レーザーダイオード114の光出射方向には、コリメータレンズLが配置されている。 Specifically, first, reference numeral 114 in FIG. 6 denotes a servo laser diode, and a driver 115 for controlling the diode 114 is arranged behind the servo laser diode. A collimator lens L 4 is disposed in the light emitting direction of the servo laser diode 114.

このコリメータレンズLによって、サーボ用レーザー光Vは、平行光に変換されて直進する。なお、コリメータレンズLの前方に配置されたダイクロイックミラー116は、サーボ用レーザー光Vに対して透光性を有する性質を備える。 This collimator lens L 4, the servo laser beam V is straight is converted into parallel light. Incidentally, the dichroic mirror 116 disposed in front of the collimator lens L 4 includes the property of having a light-transmitting property with respect to the servo laser beam V.

ここで、フォーカスエラーの発生には、非点収差法、ナイフエッジ法、スキュー法等、幾つかの方法が考えられるが、図6の構成の場合、非点収発生レンズLを用いた非点収差法採用している。 Here, several methods such as an astigmatism method, a knife edge method, and a skew method are conceivable for the generation of the focus error. In the case of the configuration shown in FIG. 6, non-astigmatism generation lens L 5 is used. The point aberration method is adopted.

また、トラッキングエラーの発生には、ディファレンシャルプシュプル法と3スポット法が好適であると考えられる。両方法ともディスク上で3つの光スポットを得る必要がある。   In addition, the differential push-pull method and the three-spot method are suitable for the generation of tracking errors. Both methods require obtaining three light spots on the disc.

従って、光ディスクのピックアップで一般的であるように、図6中に示された回折格子117を、サーボ用レーザー光学系のコリメータレンズLとダイクロイックミラー116の間に挿設して、回折された0次及び±1次光を、集光レンズLを介して基板100に照射する。 Accordingly, the diffraction grating 117 shown in FIG. 6 is inserted between the collimator lens L 4 of the servo laser optical system and the dichroic mirror 116 and is diffracted as is common in optical disk pickups. the zero-order and ± 1-order light is irradiated to the substrate 100 via the condenser lens L 2.

図6における符号118は、サーボ用レーザー反射光のディテクタを示している。なお、上記したドライバ115並びに及び該ディテクタ1118は、制御部103によって制御されている(図6参照)。   Reference numeral 118 in FIG. 6 indicates a detector of servo laser reflected light. The driver 115 and the detector 1118 described above are controlled by the control unit 103 (see FIG. 6).

上記した励起光Pの波長、蛍光Fの波長、サーボ用レーザー光Vの波長は、それぞれ異なっていてもよい。これらの光P、F、Vの波長が異なるようにした構成を採用する場合には、基板1に設けた反射層が、蛍光Fの波長に対して所定程度の透光性(透過率)を有し、かつサーボ動作が可能なレーザー光反射率を備える物性が要求される。つまり、反射率・透過率に波長依存性があってもかまわず、好ましくはローパスフィルタ的な周波数特性があればよい。単一の波長の場合では、蛍光Fの透過率とレーザー光Vの反射率の両方を向上させることは困難であるが、波長依存性を持たせることによって、蛍光Fの透過率及びレーザー光Vの反射率を向上させることができる。   The wavelength of the excitation light P, the wavelength of the fluorescence F, and the wavelength of the servo laser light V may be different from each other. When adopting a configuration in which the wavelengths of these lights P, F, and V are different, the reflective layer provided on the substrate 1 has a certain degree of translucency (transmittance) with respect to the wavelength of the fluorescence F. There is a need for a physical property having a laser beam reflectivity that has a servo operation. That is, the reflectivity / transmittance may have wavelength dependency, and preferably has a low-pass filter-like frequency characteristic. In the case of a single wavelength, it is difficult to improve both the transmittance of the fluorescence F and the reflectance of the laser beam V. However, by providing the wavelength dependence, the transmittance of the fluorescence F and the laser beam V can be improved. The reflectance can be improved.

まず、シリコン製の基板上に10nm厚のDLC薄膜を形成し、化学修飾によってDLC薄膜表面にカルボキシル基を形成した。次に、固定用の溶液中でアミノ修飾されている30塩基の一本鎖DNAプローブ(オリゴヌクレオチド)と前記カルボキシル基を反応させて、アミド結合によりDLC薄膜上に、前記DNAプローブを固定した。なお、DNAプローブの溶液中の濃度は、1μM、5μM,10μMの三種類を準備して、それぞれの固定化表面を形成した。   First, a 10 nm thick DLC thin film was formed on a silicon substrate, and carboxyl groups were formed on the surface of the DLC thin film by chemical modification. Next, the carboxyl group was reacted with a 30-base single-stranded DNA probe (oligonucleotide) that was amino-modified in an immobilization solution, and the DNA probe was immobilized on the DLC thin film by an amide bond. In addition, the concentration in the solution of a DNA probe prepared three types, 1 micromol, 5 micromol, and 10 micromol, and formed each fixed surface.

前記DNAプローブと相補的な配列を持つ30塩基の一本鎖である標的DNA(オリゴヌクレオチド、Comp)、相補的な配列を全く持たない30塩基の一本鎖である標的DNA(オリゴヌクレオチド、Scramble)の両方で,蛍光色素であるCy3で修飾したものをそれぞれ用意した。それらを用いて、ハイブリダイゼーションを緩衝液(クエン酸緩衝液)中で行い、ハイブリダイゼーション後は、SDS(Sodium dodecyl sulfate)を含有したクエン酸緩衝液で、基板表面を洗浄した。なお、本試験で用いたすべてのオリゴヌクレオチドは、エスペックオリゴサービス社の受託合成品を採用した。   30-base single-stranded target DNA (oligonucleotide, Comp) having a sequence complementary to the DNA probe, 30-base single-stranded target DNA having no complementary sequence (oligonucleotide, Scramble) ) And those modified with Cy3, a fluorescent dye, were prepared. Using them, hybridization was performed in a buffer solution (citrate buffer solution). After hybridization, the substrate surface was washed with a citrate buffer solution containing SDS (Sodium dodecyl sulfate). In addition, all the oligonucleotides used in this test were contracted synthetic products from Espec Oligo Service.

蛍光色素Cy3で修飾された標的DNAを用いた試験区(試験区1)では、前記洗浄作業後、そのまま蛍光測定(570nm)を行った。即ち、「試験区1」は、インターカレータを用いないで、ハイブリダイゼーションを検出する場合を想定したものである。その結果を図7に示す(縦軸は蛍光量を示す、後述の図8も同様)。前記蛍光測定の分光システムとしては、蛍光顕微鏡(ニコンインスティック社製)と光ファイバー型瞬間マルチ測光検出システムを組み合わせた顕微分光システム(大塚電子社製)を用い、受光の感度は一定にして行った。   In the test group (test group 1) using the target DNA modified with the fluorescent dye Cy3, the fluorescence measurement (570 nm) was performed as it was after the washing operation. That is, “test group 1” assumes a case where hybridization is detected without using an intercalator. The results are shown in FIG. 7 (the vertical axis indicates the amount of fluorescence, and also in FIG. 8 described later). As the spectroscopic system for the fluorescence measurement, a microspectroscopic system (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) that combines a fluorescence microscope (manufactured by Nikon Instick Co., Ltd.) and an optical fiber type instantaneous multiphotometric detection system was used. .

前記Cy3で修飾していない標的DNAを用いた場合(試験区2)では、二本鎖DNAに選択的にインターカレーションする蛍光色素であるSYBERGreenI(Molecular Probes)を含むトリス・EDTA緩衝液を用いて染色した後に,蛍光測定(520nm)を行った。即ち、「試験区2」は、インターカレータを用いてハイブリダイゼーションを検出する場合である。その結果を図8に示す。   When the target DNA not modified with Cy3 is used (test group 2), a Tris • EDTA buffer containing SYBERGreen I (Molecular Probes), which is a fluorescent dye that selectively intercalates with double-stranded DNA, is used. After staining, fluorescence measurement (520 nm) was performed. That is, “Test Group 2” is a case where hybridization is detected using an intercalator. The result is shown in FIG.

まず、「試験区1」の結果を示す図7を見ると、相補的な配列を持つ相補的な標的DNA(図7中に「Comp-Cy3」で示す。)は、5μMと10μMの場合において、ほぼ同等の蛍光量を示していることがわかる。即ち、5μM以上の濃度では、プローブ固定量がほぼ飽和すると考えられる。   First, looking at FIG. 7 showing the results of “Test Group 1”, complementary target DNAs having complementary sequences (indicated by “Comp-Cy3” in FIG. 7) are in the case of 5 μM and 10 μM. It can be seen that almost the same amount of fluorescence is shown. That is, at a concentration of 5 μM or more, the probe fixation amount is considered to be almost saturated.

一方、1−5μMの濃度では、DLC薄膜表面に対するDNAプローブの固定量が増加することから、それに応じて、標的DNAとのハイブリダイゼーション量も増加すると考えられる。   On the other hand, at a concentration of 1-5 μM, the amount of DNA probe immobilized on the surface of the DLC thin film increases, and accordingly, the amount of hybridization with the target DNA is considered to increase accordingly.

これに対して、「試験区1」において、相補的な配列を全く持たない標的DNA(図7中に「Scramble-Cy3」で示す)の場合では、DNAプローブの溶液中の濃度に関係なく、蛍光が殆ど測定されず、また蛍光量もほとんど変化しなかった。   On the other hand, in the case of the target DNA having no complementary sequence (shown as “Scramble-Cy3” in FIG. 7) in the “test group 1”, regardless of the concentration of the DNA probe in the solution, Fluorescence was hardly measured and the amount of fluorescence hardly changed.

「試験区1」における以上の結果から、相補的な配列を持つ標的DNAのみで蛍光が測定されたことより、DLC薄膜を設けたシリコン基板上において、ハイブリダイゼーションを正規に進行させることが可能であることが理解できる。   From the above results in “Test Zone 1”, it was possible to allow normal hybridization to proceed on a silicon substrate provided with a DLC thin film, since fluorescence was measured only with a target DNA having a complementary sequence. I can understand.

なお、図7中に示された「対照区X」は、蛍光染色を全く行わない状態で、DLC薄膜を設けたシリコン基板の蛍光強度を測定した結果を示しており、相補的な配列を持たないDNAの場合の蛍光量は、これとほとんど差がないことがわかる(図7中の「Scramble-Cy3」参照)。   “Control group X” shown in FIG. 7 shows the result of measuring the fluorescence intensity of the silicon substrate provided with the DLC thin film in a state where no fluorescence staining is performed, and has a complementary sequence. It can be seen that there is almost no difference in the amount of fluorescence in the case of no DNA (see “Scramble-Cy3” in FIG. 7).

次に、上記した「試験区2」の結果を示す図8には、相補的である標的DNA(図8中「Comp-SBGr」で示す。)と相補的でないDNA(図8中「Scramble-SBGr」で示す。)のそれぞれの場合のDNAプローブの濃度別の蛍光強度が示されている。   Next, FIG. 8 showing the result of the above-mentioned “test group 2” shows DNA that is not complementary to target DNA that is complementary (indicated by “Comp-SBGr” in FIG. 8) (“Scramble-” in FIG. 8). In this case, the fluorescence intensity according to the concentration of the DNA probe is shown.

相補的な標的DNAを用いた場合(図8中「Comp-SBGr」参照)、蛍光強度が、図7の結果と同様に、DNAプローブ濃度が5μMで飽和を示していることがわかる。一方、相補的な配列を全く持たないDNA(図8中「Scramble-SBGr」参照)の場合は、相補的な標的DNAの場合の5分の1程度の蛍光強度が測定された。   When complementary target DNA is used (see “Comp-SBGr” in FIG. 8), it can be seen that the fluorescence intensity shows saturation at a DNA probe concentration of 5 μM, as in the result of FIG. On the other hand, in the case of DNA having no complementary sequence (see “Scramble-SBGr” in FIG. 8), the fluorescence intensity was measured about one-fifth that of complementary target DNA.

相補的な配列を持たないDNAを用いた場合には、ハイブリダイゼーションが見られず、また、インターカレータ・SYBERGreenIは、一本鎖DNAにもある程度吸着し,発光を持つことが知られていることから、相補的な配列を全く持たないDNAの場合において測定された蛍光は、基板表面に固定された一本鎖のDNAプローブに吸着したインターカレータ・SYBERGreenI由来の蛍光であると考えられる。   When DNA that does not have a complementary sequence is used, hybridization is not observed, and the intercalator SYBERGreen I is known to adsorb to single-stranded DNA to some extent and have luminescence. Thus, the fluorescence measured in the case of DNA having no complementary sequence is considered to be fluorescence derived from the intercalator SYBERGreen I adsorbed on a single-stranded DNA probe fixed on the substrate surface.

なお、「試験区2」において、相補的でないDNAを用いた場合の蛍光強度が、図7の相補的な配列を持つ標的DNA(Comp-Cy3)の結果と同様のプローブ濃度依存性を持つことから(図8参照)、インターカレータ・SYBERGreenIを用いて、基板上の一本鎖DNAの量を蛍光強度から測定できることもわかった。   In “Test Group 2”, the fluorescence intensity when using non-complementary DNA has the same probe concentration dependency as the result of the target DNA (Comp-Cy3) having a complementary sequence in FIG. (See FIG. 8), it was also found that the amount of single-stranded DNA on the substrate can be measured from the fluorescence intensity using intercalator SYBERGreen I.

また、「試験区2」では、カルボキシル基が修飾されたDLC薄膜が積層されているシリコン製の基板をインターカレータ・SYBERGreenIで染色する試験も行なった(図8中の対照区B)。この対照区Bでは、該染色を全く施さない対照区Aと同様に、蛍光が殆ど観察されなかった。このことから,カルボキシル基で修飾されたDLC薄膜表面に対するインターカレータ・SYBERGreenIの非特異的な吸着は、ほとんどないということが確認できた。   In “Test group 2”, a test was also conducted in which a silicon substrate on which a DLC thin film modified with a carboxyl group was laminated was stained with an intercalator SYBERGreen I (control group B in FIG. 8). In this control group B, almost no fluorescence was observed as in the control group A where no staining was performed. From this, it was confirmed that there was almost no non-specific adsorption of the intercalator SYBERGreen I on the surface of the DLC thin film modified with a carboxyl group.

以上から、カルボキシル基を化学修飾したDLC薄膜表面を備える基板を用いれば、DLC薄膜表面に対する蛍光インターカレータの非特異的吸着が発生しないので、基板表面上では従来困難であったハイブリダイゼーション量の測定を、蛍光インターカレータを用いて容易に実現できることが確認できた。   From the above, if a substrate having a DLC thin film surface chemically modified with a carboxyl group is used, nonspecific adsorption of the fluorescent intercalator to the DLC thin film surface does not occur. It was confirmed that can be easily realized using a fluorescent intercalator.

石英基板上に、ITOをスパッタリング蒸着によって設け、その上にDLC薄膜を形成した。そしてウォール構造体をポリイミドで形成し、基板上にウェル構造を設けた(図2の基板構成参照)。   ITO was provided on a quartz substrate by sputtering deposition, and a DLC thin film was formed thereon. The wall structure was formed of polyimide, and a well structure was provided on the substrate (see the substrate configuration in FIG. 2).

次に、DLC薄膜に対して表面処理を施し、カルボキシル基を修飾した。これに、アミノ基で修飾され、かつCy3で標識された核酸分子を固定溶液で処理し,ウェルに滴下した。そして、このウェルを覆うようにアルミ基板を置き,倒立蛍光顕微鏡を用いて、基板の裏面から水銀灯の光を照射し,戻り光の蛍光測定を行った。   Next, the DLC thin film was subjected to a surface treatment to modify the carboxyl group. To this, a nucleic acid molecule modified with an amino group and labeled with Cy3 was treated with a fixing solution and dropped into a well. Then, an aluminum substrate was placed so as to cover the well, and using an inverted fluorescence microscope, the light from the mercury lamp was irradiated from the back surface of the substrate, and the fluorescence of the return light was measured.

その結果、光透過性は90%以上あり、ウェル内の蛍光を観察できた。これにより,微細構造を形成した基板上のウェル内に存在する蛍光物質を、基板の裏面側から光照射手段により、光学的に測定できることが分かった。   As a result, the light transmittance was 90% or more, and the fluorescence in the well could be observed. As a result, it has been found that the fluorescent substance existing in the well on the substrate on which the fine structure is formed can be optically measured from the back side of the substrate by the light irradiation means.

本発明は、物質間の相互作用検出技術として有用である。特に、蛍光標識された標的物質や蛍光インターカレータなどの蛍光強度の測定に基づいて、ハイブリダイゼーションなどの相互作用を検出する技術として利用できる。   The present invention is useful as a technique for detecting an interaction between substances. In particular, it can be used as a technique for detecting an interaction such as hybridization based on measurement of fluorescence intensity of a fluorescently labeled target substance or fluorescent intercalator.

本発明に係る物質間の相互作用検出部に用いることが可能な基板の基本的な層構造を簡略に示す図である。It is a figure which shows simply the basic layer structure of the board | substrate which can be used for the interaction detection part between the substances concerning this invention. 本発明に係る検出部に用いることが可能な基板の他の層構造及び該基板に対する好適な光ピックアップ手段の概念を簡略に示す図である。It is a figure which shows simply the concept of the suitable optical pick-up means with respect to the other layer structure of the board | substrate which can be used for the detection part which concerns on this invention, and this board | substrate. 図2中に示されたX部の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a portion X shown in FIG. 2. 電界印加手段を具体的に備える検出部の好適な実施形態の一例を簡略に示す図である。It is a figure which shows simply an example of suitable embodiment of a detection part provided with an electric field application means concretely. 本発明に係るバイオアッセイ用基板の一例である実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment which is an example of the board | substrate for bioassays concerning this invention. 本発明に好適な光ピックアップ手段の好適な実施形態の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of suitable embodiment of the optical pick-up means suitable for this invention. 実施例の試験区1の結果を示す図(グラフ)である。It is a figure (graph) which shows the result of the test section 1 of an Example. 実施例の試験区2の結果を示す図(グラフ)である。It is a figure (graph) which shows the result of the test section 2 of an Example.

符号の説明Explanation of symbols

1a,1b 基板
2 反応領域
3,5 集光レンズ
4 ディテクタ
10 物質間の相互作用検出部(略称「検出部」)
11 基材層
12 炭素化合物層
13 合成樹脂層
14 導体層
100 (円盤状の)バイオアッセイ用基板
100b 裏面
141 狭小な導体層(電極)
D 検出用物質(例、DNAプローブ)
,E 対向電極
F 蛍光
G 電源
M 媒質
P 読み取り用の励起光
S スイッチ
T 標的物質
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b Substrate 2 Reaction area | region 3, 5 Condensing lens 4 Detector 10 Interaction detection part between substances (abbreviation "detection part")
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Base material layer 12 Carbon compound layer 13 Synthetic resin layer 14 Conductor layer 100 (Disc-shaped) bioassay substrate 100b Back surface 141 Narrow conductor layer (electrode)
D Substance for detection (eg, DNA probe)
E 1 , E 2 Counter electrode F Fluorescence G Power source M Medium P Excitation light S for reading S Switch T Target substance

Claims (9)

光透過性の基板と、該基板に積層された光透過性及び絶縁性の炭素化合物層と、該炭素化合物層の上面側に形成されて、物質間の相互作用の場を提供する反応領域と、該反応領域内に貯留又は保持される媒質に対して電界印加可能な対向電極と、を備え、前記炭素化合物層が陰電荷を帯びる官能基で修飾されたダイヤモンド又は/及び同修飾されたダイヤモンドライクカーボンから形成されている物質間の相互作用検出部。 A light-transmitting substrate; a light-transmitting and insulating carbon compound layer laminated on the substrate; and a reaction region formed on an upper surface side of the carbon compound layer to provide an interaction field between substances. And a counter electrode capable of applying an electric field to a medium stored or held in the reaction region, wherein the carbon compound layer is modified with a negatively charged functional group and / or the modified diamond. An interaction detector between substances formed from like carbon. 前記官能基はカルボキシル基であることを特徴とする請求項1記載の相互作用検出部。 The interaction detection unit according to claim 1, wherein the functional group is a carboxyl group. 前記相互作用は、ハイブリダイゼーションであることを特徴とする請求項1記載の相互作用検出部。 The interaction detection unit according to claim 1, wherein the interaction is hybridization. 前記媒質には、前記ハイブリダイゼーションを検出するための蛍光インターカレータが存在することを特徴とする請求項1記載の相互作用検出部。 The interaction detection unit according to claim 1, wherein the medium includes a fluorescence intercalator for detecting the hybridization. 前記基板の裏面側から前記反応領域に向けて、所定波長の励起光を照射して得られる蛍光強度を測定することにより、前記相互作用を検出することが可能に構成されたことを特徴とする請求項1記載の相互作用検出部。 The interaction may be detected by measuring fluorescence intensity obtained by irradiating excitation light of a predetermined wavelength from the back surface side of the substrate toward the reaction region. The interaction detection unit according to claim 1. 請求項1記載の相互作用検出部が配設されたことを特徴とするバイオアッセイ用基板。 A bioassay substrate comprising the interaction detection unit according to claim 1. DNAチップである請求項6記載のバイオアッセイ用基板。 The bioassay substrate according to claim 6, which is a DNA chip. 光透過性の基板と、該基板の積層された光透過性及び絶縁性のダイヤモンド又は/及びダイヤモンドライクカーボンから形成された炭素化合物層と、該炭素化合物層の上面側に形成され、物質間の相互作用の場を提供する反応領域と、該反応領域内に貯留又は保持される媒質に対して電界印加可能な対向電極と、を備える物質間の相互作用検出部を用いて、
前記基板の裏面側から前記反応領域に向けて、所定波長の励起光を照射して得られる蛍光強度を測定することにより、前記相互作用を検出することを特徴とする物質間の相互作用の検出方法。
A light-transmitting substrate, a carbon compound layer formed of light-transmitting and insulating diamond or / and diamond-like carbon laminated on the substrate, and an upper surface side of the carbon compound layer; Using an interaction detection unit between substances comprising a reaction region that provides an interaction field, and a counter electrode capable of applying an electric field to a medium stored or held in the reaction region,
Detection of an interaction between substances, wherein the interaction is detected by measuring fluorescence intensity obtained by irradiating excitation light of a predetermined wavelength from the back side of the substrate toward the reaction region. Method.
前記相互作用であるハイブリダイゼーションを、相補鎖に挿入結合する蛍光インターカレータの蛍光強度を測定することを特徴とする請求項8記載の相互作用の検出方法。 9. The method for detecting an interaction according to claim 8, wherein the fluorescence intensity of a fluorescence intercalator that inserts and binds the hybridization that is the interaction to a complementary strand is measured.
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