JP2006055025A - Method and vessel for hybridization utilizing bubble - Google Patents

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Kazuaki Takahata
和明 高畑
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a vessel for hybridization designed to efficiently stir a micro reaction liquid and improve the hybridization efficiency of a target DNA for a probe DNA immobilized on the substrate surface in measuring a probe carrier. <P>SOLUTION: The method is to stir a reaction liquid in a micro reaction vessel and is carried out as follows. Micro heaters provided in the micro reaction vessel are continuously pulse-heated and the hybridization is carried out while stirring the reaction liquid by expansion and condensation of produced bubbles. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、バブルの膨張、凝縮を利用したハイブリダイゼーション反応方法およびそのための容器に関する。   The present invention relates to a hybridization reaction method utilizing expansion and condensation of bubbles and a container therefor.

核酸の塩基配列の決定やサンプル中の標的核酸の検出、各種細菌の同定を迅速かつ正確に行える技術のひとつとして、例えば、特定の塩基配列を有する標的核酸と特異的に結合する物質、いわゆるプローブを利用して固相上に複数種のプローブをアレイ状に配置したプローブアレイ基板とした上で、同時に複数種のプローブに対する特異的な結合能力を評価する方法が提案されている。プローブ担体とは、プローブアレイとも言い、ガラス基板やプラスティック基板、メンブランなどの上に数十から一千種類以上の異なる種類のDNA断片などからなるプローブをスポットとして高密度に整列固定させた物である。   For example, a substance that specifically binds to a target nucleic acid having a specific base sequence, a so-called probe, can be used to quickly and accurately determine the base sequence of a nucleic acid, detect a target nucleic acid in a sample, and identify various bacteria. A method has been proposed in which a probe array substrate in which a plurality of types of probes are arranged in an array on a solid phase is used to simultaneously evaluate specific binding ability for a plurality of types of probes. A probe carrier, also called a probe array, is a glass substrate, plastic substrate, membrane, etc., on which a probe consisting of several tens to one thousand different types of DNA fragments, etc., is aligned and fixed at high density as spots. is there.

近年、このようなプローブアレイを利用する標的物質の検出や定量に関する研究は精力的に行われてきている。例えば、特許文献1にはフォトリソグラフィーを用いた固相担体上でのDNA逐次伸長反応によるプローブアレイ作製方法が、特許文献2には、キャピラリーを用いてDNAをメンブラン上へ供給するプローブアレイ作製方法が、特許文献3にはピエゾ・ジェット・ノズルを用いてDNA複数種を固相合成するプローブアレイ作製方法が、特許文献4にはインクジェットヘッドによりプローブを含む液体を液滴として固相に付着させるプローブアレイ作製方法が記載されている。   In recent years, research on detection and quantification of target substances using such probe arrays has been energetically performed. For example, Patent Document 1 discloses a probe array preparation method by sequential DNA extension reaction on a solid phase carrier using photolithography, and Patent Document 2 discloses a probe array preparation method for supplying DNA onto a membrane using a capillary. However, Patent Document 3 discloses a method for preparing a probe array in which a plurality of DNAs are solid-phase synthesized using a piezo-jet nozzle. Patent Document 4 attaches a liquid containing a probe as a droplet to a solid phase using an inkjet head. A probe array fabrication method is described.

上記の方法で作成されたプローブアレイは、未知配列を有する標的物質との反応工程(ハイブリダイゼーション)後に、プローブアレイ上のプローブと標的物質との結合の有無や、結合量をシグナルとして検出する事で、標的物質中に含まれる未知配列を特定したり、定量することができる。   The probe array prepared by the above method detects the presence or absence of the binding between the probe on the probe array and the target substance as a signal after the reaction step (hybridization) with the target substance having an unknown sequence. Thus, an unknown sequence contained in the target substance can be identified or quantified.

ハイブリダイゼーションの反応は、プローブが固定されたガラス板などから成るプローブアレイに、あらかじめ蛍光標識などを施した標的物質を含む反応溶液を滴下し、カバーガラスなどを乗せ、一定時間恒温槽に放置する方法で行っている。一部自動化容器も出現してはいるものの、容器が高価であることから、依然としてマニュアル(手動)ハイブリダイゼーションが広く行われている。その後、プローブアレイを取り出して洗浄液などでプローブアレイを洗浄し、検出器によって標識に用いた蛍光物質を励起させ、その蛍光を読み取る事でプローブとハイブリダイズを形成する標的物質を同定することができる。
米国特許第5,424,1865号明細書 国際公開第95/35505号パンフレット 欧州特許第0703825号明細書 特開平11−187900号公報
In the hybridization reaction, a reaction solution containing a target substance that has been previously labeled with a fluorescent label is dropped on a probe array consisting of a glass plate to which the probe is fixed, and a cover glass is placed on the probe array and left in a constant temperature bath for a certain period of time. Is done in the way. Although some automated containers have appeared, manual (manual) hybridization is still widely performed because the containers are expensive. After that, the probe array is taken out, washed with a cleaning solution or the like, the fluorescent substance used for labeling is excited by a detector, and the target substance that hybridizes with the probe can be identified by reading the fluorescence. .
US Pat. No. 5,424,1865 WO95 / 35505 pamphlet European Patent No. 0703825 Japanese Patent Laid-Open No. 11-187900

DNAチップはまたはDNAマイクロアレイにターゲットDNAを含む数〜数十μlのサンプルをプローブ担体に滴下し、カバーガラスでカバーして数時間置く必要がある。信頼できるハイブリダイゼーションの結果を得るためには、プローブ担体上のプローブDNAにターゲットDNAがハイブリダイゼーション可能な状態で接近できる必要がある。しかし、液量が微量であることから、液の撹拌は容易ではなく、無撹拌の場合、ハイブリダイゼーションの完了には18〜24時間必要であり、市販の撹拌機能を有するハイブリダイゼーション機器でもハイブリダイゼーションの完了には4時間程度必要である。さらに、市販の撹拌機能を有するハイブリダイゼーション機器は機構が複雑であることから高価であるという欠点もある。   A DNA chip or a DNA microarray must contain several to several tens of μl of a sample containing target DNA dropped on a probe carrier, covered with a cover glass, and placed for several hours. In order to obtain a reliable hybridization result, it is necessary to be able to approach the probe DNA on the probe carrier in a state where the target DNA can be hybridized. However, since the amount of the liquid is very small, it is not easy to stir the liquid, and when it is not stirred, it takes 18 to 24 hours to complete the hybridization. Even with a commercially available hybridization device having a stirring function, hybridization is possible. It takes about 4 hours to complete. Furthermore, a commercially available hybridization instrument having a stirring function has a drawback that it is expensive due to its complicated mechanism.

そこで本発明の目的は、微小反応容器内の反応液を効率よく撹拌することで、ハイブリダイゼーション効率を高め、定量性・再現性の高い信号を得ることのできる、安価かつ簡易で汎用性のあるハイブリダイゼーション方法および容器を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a low-cost, simple, and versatile device that can efficiently agitate a reaction solution in a micro reaction vessel to increase hybridization efficiency and obtain a signal with high quantitative and reproducibility. Hybridization methods and containers are provided.

上記課題は下記の本発明によって解決された。   The above problems have been solved by the present invention described below.

(1)微小ヒータが少なくとも1つ以上設けられた微小反応容器を作製した。   (1) A minute reaction vessel provided with at least one minute heater was prepared.

(2)標的物質に対して特異的に結合可能なプローブを固定したプローブ固定担体と標的物質のハイブリダイゼーション反応において、少なくとも1つ以上の微小ヒータをパルス加熱し、発生したバブルの膨張、凝縮によって反応液を撹拌することができ、ハイブリダイゼーション効率を高めることによって、反応時間を短縮し、検出感度を高める事および検出感度のばらつき(標準偏差)の低減が可能となった。   (2) In the hybridization reaction between the target substance and the probe-immobilized carrier on which the probe capable of specifically binding to the target substance is immobilized, at least one or more micro heaters are pulse-heated, and the generated bubbles are expanded and condensed. By stirring the reaction solution and increasing the hybridization efficiency, it became possible to shorten the reaction time, increase the detection sensitivity, and reduce the variation (standard deviation) in detection sensitivity.

本発明の方法によれば、プローブ担体にターゲットDNAをハイブリダイゼーションさせる場合のように、微小反応容器内の反応液を効率よく撹拌できる。特に、プローブ担体にターゲットDNAをハイブリダイゼーションさせる場合、安定したハイブリダイゼーション結果を、短い時間で得ることができる。   According to the method of the present invention, the reaction solution in the micro reaction vessel can be efficiently stirred as in the case where the target DNA is hybridized to the probe carrier. In particular, when the target DNA is hybridized to the probe carrier, a stable hybridization result can be obtained in a short time.

本発明は、微小反応容器内の反応液を攪拌する方法であって、微小反応容器中に設けられた微小ヒータを連続的にパルス加熱し、発生したバブルの膨張、凝縮により反応液を攪拌しながら、ハイブリダイゼーションを行う方法および容器であることを特徴とする方法である。   The present invention is a method of stirring a reaction liquid in a micro reaction vessel, in which a micro heater provided in the micro reaction vessel is continuously pulse-heated, and the reaction liquid is stirred by expansion and condensation of generated bubbles. However, the method is characterized by being a method and a container for performing hybridization.

本発明において微小反応容器とは、例えば、プローブ担体のハイブリダイゼーション容器である。但し、微小反応容器は、ハイブリダイゼーション容器に限定されるものではない。微小反応容器上部に設けられた微小ヒータは、例えば、厚さ0.1〜1μm、大きさ15μm×15μm〜50μm×50μmの範囲であり、3×104〜3×105個/cm2の範囲で配置されている。また、ハイブリダイゼーション容器などの場合、微小反応容器は、対向する2枚のプレート(例えば、微小ヒータが設けられた微小反応容器上部とスライドガラス)の間のスペーサーとなり、かつプレート間に反応液を注入できるスペーサー部材(例えば、Oリング)からなる。この場合、微小反応容器の内部の厚み(即ち、スペーサー部材の厚みに相当する)は、例えば、5〜100μmの範囲である。 In the present invention, the micro reaction vessel is, for example, a probe carrier hybridization vessel. However, the micro reaction container is not limited to the hybridization container. The micro heater provided in the upper part of the micro reaction vessel has, for example, a thickness of 0.1 to 1 μm, a size of 15 μm × 15 μm to 50 μm × 50 μm, and 3 × 10 4 to 3 × 10 5 pieces / cm 2 . Arranged in a range. In the case of a hybridization container, the microreaction container serves as a spacer between two opposing plates (for example, the upper part of the microreaction container provided with a microheater and a slide glass), and the reaction solution is placed between the plates. It consists of a spacer member (for example, an O-ring) that can be injected. In this case, the internal thickness of the micro reaction vessel (that is, the thickness of the spacer member) is, for example, in the range of 5 to 100 μm.

上記微小反応容器を構成する2枚のプレートの少なくとも一方は、プローブ担体である。また、反応液は、ターゲットDNAを含有するハイブリダイゼーション溶液である。   At least one of the two plates constituting the micro reaction container is a probe carrier. The reaction solution is a hybridization solution containing target DNA.

上記プローブ担体としては、プローブを固定し、得られたプローブ固定基材を用いて検知物質(標的物質)を検出するのに支障のないものであれば特に限定されるものではないが、例えば無機材料または高分子材料などがあげられる。   The probe carrier is not particularly limited as long as it does not hinder the detection of the detection substance (target substance) using the probe-fixing substrate obtained by fixing the probe. Examples thereof include materials or polymer materials.

具体的には、基材に無機材料を使用する場合は塩基性基を導入するために、基材表面を例えば、アミノ基を有するシランカップリング剤で処理したものが好ましい。この場合には、効率的にシランカップリング剤で処理できるような材質、特には石英、ガラス、シリカ、アルミナ、タルク、クレー、アルミニウム、水酸化アルミニウム、鉄、マイカなどが好ましいが、酸化チタン、亜鉛華、酸化鉄などの酸化物などを使用することもできる。また、標的物質の検出や材料としての汎用性を考慮すると、アルカリ成分などが含まれない無アルカリガラスもしくは石英基板材料が特に好ましい。アミノ基を有するシランカップリング剤としては、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリアルコキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジアルコキシシラン、γ-アミノプロピルトリアルコキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジアルコキシシランなどがあげられる。アルコキシシリル基としては、加水分解が速やかに行えるメトキシシリル基もしくはエトキシシリル基が好ましい。   Specifically, when an inorganic material is used for the base material, in order to introduce a basic group, the base material surface treated with a silane coupling agent having an amino group is preferable. In this case, materials that can be efficiently treated with a silane coupling agent, particularly quartz, glass, silica, alumina, talc, clay, aluminum, aluminum hydroxide, iron, mica, etc. are preferred, but titanium oxide, Oxides such as zinc white and iron oxide can also be used. In view of detection of a target substance and versatility as a material, alkali-free glass or a quartz substrate material that does not contain an alkali component is particularly preferable. Examples of the silane coupling agent having an amino group include N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrialkoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldialkoxysilane, γ-aminopropyltrialkoxysilane, Examples thereof include γ-aminopropylmethyl dialkoxysilane. The alkoxysilyl group is preferably a methoxysilyl group or an ethoxysilyl group that can be rapidly hydrolyzed.

また高分子材料としては、アミノ基などの塩基性基を有する高分子材料または、塩基性基を容易に導入できる高分子材料が好ましい。例えば、末端にアミノ基を持つポリアミドなどを利用する方法、保護したアミノ基とビニル基を持つ物質を共重合させ、保護基を外す方法などがある。   The polymer material is preferably a polymer material having a basic group such as an amino group or a polymer material into which a basic group can be easily introduced. For example, there are a method of using a polyamide having an amino group at the terminal, a method of copolymerizing a substance having a protected amino group and a vinyl group, and removing the protecting group.

なお、本発明におけるシランカップリング剤とは、樹脂などの有機化合物と反応しうる有機官能基と、ガラスなどの無機化合物とシロキサン結合を介して結合しうる部分を併せ持つ化合物のことを言う。   Note that the silane coupling agent in the present invention refers to a compound having both an organic functional group capable of reacting with an organic compound such as a resin and a portion capable of binding to an inorganic compound such as glass via a siloxane bond.

また、基材の形状は制約されるものではないが、DNAチップを例として挙げるならば検出方法および容器などの汎用性から基板状であることが好ましい。更に、基板材料は、表面の平滑性が高い基板材料であることが好ましく、具体的には1インチ×3インチ、厚さ0.7〜1.5mm程度の基板であることが好ましい。   Further, the shape of the base material is not limited, but if a DNA chip is taken as an example, a substrate shape is preferable from the viewpoint of versatility of detection methods and containers. Furthermore, the substrate material is preferably a substrate material having high surface smoothness, and specifically, a substrate having a size of about 1 inch × 3 inches and a thickness of about 0.7 to 1.5 mm is preferable.

上記基材の表面をシランカップリング剤で処理する際には、基材上を予め洗浄しておくことが好ましい。洗浄方法としては、水による洗浄、薬液による洗浄、プラズマによる洗浄、UVオゾンによる洗浄など多くの方法が知られているが、簡易的に尚且つ均一に洗浄する方法としては、薬液による洗浄方法が適当である。基材の種類によっても好適な洗浄方法は異なるが、例えば、基材としてガラスを用いる場合は、所定濃度の水酸化ナトリウム水溶液を用いて基材表面を十分に洗浄し、基材上に付着した汚れを除去する方法が挙げられる。具体的には、60℃程度に加温した1M水酸化ナトリウム水溶液を用意し、水溶液中で基材表面をワイピングするもしくは水溶液をシャワーリングしながらブラッシングすることにより基材上に付着した汚れを確実に除去する。汚れを除去した後、余分な水酸化ナトリウム分を十分に水で洗い流す。最後にN2などの不活性ガスでブローするなどの方法で水分除去を行う。 When the surface of the substrate is treated with a silane coupling agent, it is preferable to wash the substrate in advance. As cleaning methods, there are many known methods such as cleaning with water, cleaning with chemicals, cleaning with plasma, cleaning with UV ozone, etc., but cleaning methods with chemicals are simple and uniform cleaning methods. Is appropriate. Although a suitable cleaning method varies depending on the type of the substrate, for example, when glass is used as the substrate, the substrate surface is sufficiently cleaned using a sodium hydroxide aqueous solution of a predetermined concentration and adhered onto the substrate. A method for removing dirt is mentioned. Specifically, a 1M sodium hydroxide aqueous solution heated to about 60 ° C. is prepared, and wiping of the substrate surface in the aqueous solution or brushing while showering the aqueous solution ensures reliable adhesion on the substrate. To remove. After removing the dirt, thoroughly wash away excess sodium hydroxide with water. Finally perform water removal by methods such as blown with an inert gas such as N 2.

シランカップリング剤のコーティングの方法としては、浸漬法(ディッピング法)、スピンコート法、スプレーコート法などの方法が利用できる。特に簡便且つ均一に処理できる浸漬法が好ましい。濃度が0.1〜2.0wt%の水に溶解させたシランカップリング剤水溶液に、洗浄した基材を浸漬し、反応終了後余分なシランカップリング剤を含む溶液を洗い流すことで処理をすることが好ましいが、コーティングの方法は、特に限定されるものではない。   As a method for coating the silane coupling agent, a dipping method (dipping method), a spin coating method, a spray coating method, or the like can be used. In particular, a dipping method that allows simple and uniform treatment is preferred. It is preferable to treat the substrate by immersing the cleaned substrate in an aqueous solution of silane coupling agent dissolved in water having a concentration of 0.1 to 2.0 wt%, and washing away the solution containing excess silane coupling agent after completion of the reaction. However, the coating method is not particularly limited.

また、基材から余分なシランカップリング剤を除去し、100〜120℃くらいの温度で乾燥させることが好ましい。   Moreover, it is preferable to remove an excess silane coupling agent from a base material, and to dry at the temperature of about 100-120 degreeC.

本発明に使用されるプローブとしては、タンパク質(複合タンパク質を含む)、核酸、糖鎖(複合糖質を含む)、脂質(複合脂質を含む)等の生体高分子などが含まれる。具体的には、酵素、ホルモン、フェロモン、抗体、抗原、ハプテン、ペプチド、合成ペプチド、DNA、合成DNA、RNA、合成RNA、PNA、合成PNA、ガングリオシド、レクチンなどがあげられる。媒体中に含まれるプローブの量としては、例えば、核酸プローブの場合、プローブ安定性を考慮すると、媒体中には例えば2mer〜500mer、特には2mer〜80merの核酸プローブを、0.05〜500μM、特には0.5〜50μMの濃度となるように調整することが好ましい。   Probes used in the present invention include biopolymers such as proteins (including complex proteins), nucleic acids, sugar chains (including complex carbohydrates), lipids (including complex lipids), and the like. Specific examples include enzymes, hormones, pheromones, antibodies, antigens, haptens, peptides, synthetic peptides, DNA, synthetic DNA, RNA, synthetic RNA, PNA, synthetic PNA, ganglioside, and lectin. The amount of the probe contained in the medium is, for example, in the case of a nucleic acid probe, considering probe stability, for example, a nucleic acid probe of 2 mer to 500 mer, particularly 2 mer to 80 mer, 0.05 to 500 μM, In particular, it is preferable to adjust the concentration to 0.5 to 50 μM.

プローブにチオール基を導入する際、例えば、自動合成するDNAをプローブとする場合にはDNA自動合成機での合成時にチオールモディファイア(Thiol−Modifier)(グレンリサーチ(GlenResearch)社製)を用いる事ができる。なお、効率良くチオール基の導入することができれば、特に限定されるものではない。   When introducing a thiol group into a probe, for example, when a DNA to be synthesized automatically is used as a probe, a thiol modifier (manufactured by Glen Research) should be used for synthesis with an automatic DNA synthesizer. Can do. In addition, if a thiol group can be introduce | transduced efficiently, it will not specifically limit.

プローブの付与は、プローブを水性媒体に溶解あるいは分散した水性液を、インクジェット法、ピン法あるいはピン&リング法などにより塩基性基を有する基材にスポットする。   In applying the probe, an aqueous liquid in which the probe is dissolved or dispersed in an aqueous medium is spotted on a substrate having a basic group by an inkjet method, a pin method, a pin & ring method, or the like.

スポッティング方法に関し、上述した方法の中でも特にインクジェット法は高密度で尚且つ正確なスポッティングができることから好適なスポッティング方法である。インクジェット法とは、ごく細いノズルの中にプローブを含む溶媒を入れ、ノズルの先端近くを瞬間的に加圧ないし加熱し、ノズルの先端から正確に極微量のプローブを含む溶媒を飛び出させ、空間を飛翔させて基材面に付着させるというものである。インクジェット法によるスポッティング方法において、プローブ媒体に含まれる成分はプローブ媒体としてインクジェットヘッドから吐出させた時にプローブに対して実質的に影響を与えないものであって、且つインクジェットヘッドを用いて基材上に正常に吐出可能である媒体組成を満たすものであれば、特に限定されるものではない。例えば、インクジェットヘッドが媒体に熱エネルギーを付与して吐出させる機構を備えるバブルジェット(登録商標)ヘッドである場合、グリセリン、チオジグリコール、イソプロピルアルコール、アセチレンアルコールを含む液体はプローブ媒体に含まれる成分として好ましいものである。更に具体的には、グリセリン5〜10wt%、チオジグリコール5〜10wt%、アセチレンアルコール0.5〜1wt%を含む液体がプローブ媒体として好適に用いられる。また、インクジェットヘッドが圧電素子を用いて媒体を吐出させるピエゾジェットヘッドである場合、エチレングリコール、イソプロピルアルコールを含む液体はプローブ媒体に含まれる成分として好ましいものである。更に具体的には、エチレングリコール5〜10wt%、イソプロピルアルコール0.5〜2wt%を含む液体がプローブ媒体として好適に用いられる。   Regarding the spotting method, among the above-described methods, the inkjet method is a preferred spotting method because high-density and accurate spotting can be performed. Inkjet method is a method in which a solvent containing a probe is placed in a very thin nozzle, and the vicinity of the nozzle tip is momentarily pressurized or heated, and the solvent containing a very small amount of probe is ejected from the nozzle tip accurately. Is made to fly and adhere to the substrate surface. In the spotting method based on the ink jet method, the components contained in the probe medium do not substantially affect the probe when ejected from the ink jet head as the probe medium, and are formed on the substrate using the ink jet head. There is no particular limitation as long as it satisfies a medium composition that can be normally ejected. For example, when the inkjet head is a bubble jet (registered trademark) head having a mechanism for applying thermal energy to the medium and ejecting it, the liquid containing glycerin, thiodiglycol, isopropyl alcohol, and acetylene alcohol is a component contained in the probe medium Is preferable. More specifically, a liquid containing glycerin 5 to 10 wt%, thiodiglycol 5 to 10 wt%, and acetylene alcohol 0.5 to 1 wt% is suitably used as the probe medium. When the inkjet head is a piezo jet head that ejects a medium using a piezoelectric element, a liquid containing ethylene glycol and isopropyl alcohol is preferable as a component contained in the probe medium. More specifically, a liquid containing 5 to 10 wt% ethylene glycol and 0.5 to 2 wt% isopropyl alcohol is preferably used as the probe medium.

このようにして得られたプローブ媒体をインクジェットヘッドより吐出させ基材上に付着させた時、スポットの形状が円形で、また吐出された範囲が広がることがない。高密度にプローブ媒体をスポッティングした場合にも、隣接するスポットとの連結を有効に抑えることができる。なお、本発明のプローブ媒体の特性は上記のものに限定されるものではない。   When the probe medium thus obtained is ejected from the ink jet head and deposited on the substrate, the spot shape is circular and the ejected range does not widen. Even when the probe medium is spotted at a high density, the connection with adjacent spots can be effectively suppressed. The characteristics of the probe medium of the present invention are not limited to the above.

また、予めプローブと塩基性基を有するシランカップリング剤を水性媒体に溶解あるいは分散した水性液を、インクジェット法もしくはピン法などの方法により、基材表面に接触させ、基材への塩基性基の導入と、プローブの固定を同時に行っても良い。   In addition, an aqueous liquid in which a silane coupling agent having a probe and a basic group is dissolved or dispersed in an aqueous medium is brought into contact with the substrate surface by a method such as an ink jet method or a pin method, so that the basic group to the substrate is contacted. And the probe may be fixed at the same time.

さらにスポットのプローブの乾燥を低減するために、プローブが溶解あるいは分散してなる水性液中に、高沸点の物質を添加してもよい。高沸点の物質としては、プローブが溶解あるいは分散してなる水性液に溶解し得るものであって、かつ粘性の大きくない物質であることが好ましい。このような物質としては、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、チオジグリコール、ジメチルスルホキシドおよび低分子の親水性ポリマーを挙げることができる。親水性ポリマーとしては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、パオゲン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、デキストラン、プルラン、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸ナトリウム等を挙げることができる。高沸点の物質としては、エチレングリコールまたはジエチレングリコールを用いることがさらに好ましい。高沸点の物質の濃度は、プローブの水性液中、0.1〜10容量%の範囲にあることが好ましい。また、プローブを付与した後の固相担体を、90%以上の湿度および20〜50℃の温度範囲の環境にいてもよい。   Further, in order to reduce the drying of the spot probe, a substance having a high boiling point may be added to an aqueous liquid in which the probe is dissolved or dispersed. The substance having a high boiling point is preferably a substance that can be dissolved in an aqueous solution in which the probe is dissolved or dispersed and that is not highly viscous. Such materials include glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, thiodiglycol, dimethyl sulfoxide and low molecular weight hydrophilic polymers. Examples of the hydrophilic polymer include polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, paogen, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, dextran, pullulan, polyacrylamide, polyethylene glycol, and sodium polyacrylate. More preferably, ethylene glycol or diethylene glycol is used as the high boiling point substance. The concentration of the high-boiling substance is preferably in the range of 0.1 to 10% by volume in the probe aqueous solution. Moreover, the solid phase carrier after application of the probe may be in an environment having a humidity of 90% or more and a temperature range of 20 to 50 ° C.

スポッティング後、過剰のプローブを洗浄して除去することが好ましい。プローブの種類にもよるが、チオール基を導入した1本鎖DNAプローブを用いた場合1分以内でプローブは固定されるが、10分以上放置した後に除去することが好ましい。   After spotting, it is preferable to remove excess probe by washing. Although depending on the type of probe, when a single-stranded DNA probe into which a thiol group is introduced is used, the probe is fixed within 1 minute, but it is preferable to remove it after standing for 10 minutes or longer.

このようにして得られたプローブ固定基材は、標的物質を検出するためのプローブ固定担体として好適である。   The probe-immobilized substrate thus obtained is suitable as a probe-immobilized carrier for detecting a target substance.

ここで、このプローブ固定担体を用いて、例えば、標的物質の検出等を行う場合の検出精度(S/N比)の向上を図ることを目的として、プローブを固相表面に固定した後、基材上のプローブ非結合部分が検体(サンプル)中に含まれる標的物質等と結合しないようにブロッキングを行っても良い。ブロッキングは例えば、基材を1〜2%ウシ血清アルブミン水溶液中に、2時間程度浸すことにより行なわれる。しかし、基材上のプローブ固定部位以外への標識物質の吸着を防ぐ効果からすると、ウシ血清アルブミン水溶液が好適である。なお、このブロッキングの工程は必要に応じて行えば良く、例えば、サンプルのプローブ固定基材への供給を各々のスポットに対して限定的に行い、スポット以外の部位へのサンプルの付着が実質的にない場合には行わなくても良い。スポット以外の部位へのサンプルが付着される場合においては基材となる材料や、シランカップリング剤の種類によって異なる。また、基材がガラス,石英などである場合において、塩基性基を有するシランカップリング剤のような物質とチオール基を有するプローブを含むプローブ媒体をスポッティングする場合にも、ブロッキング操作は必要ない。   Here, for example, for the purpose of improving the detection accuracy (S / N ratio) when detecting a target substance using this probe-immobilized carrier, Blocking may be performed so that the probe non-binding portion on the material does not bind to the target substance or the like contained in the specimen (sample). The blocking is performed, for example, by immersing the base material in a 1-2% bovine serum albumin aqueous solution for about 2 hours. However, in view of the effect of preventing the labeling substance from adsorbing to other than the probe fixing site on the substrate, an aqueous bovine serum albumin solution is preferable. This blocking step may be performed as necessary. For example, the sample is supplied to the probe-fixing base material in a limited manner for each spot, so that the sample adheres to a portion other than the spot substantially. If not, you do not have to. When a sample is attached to a site other than the spot, the sample differs depending on the material used as the base material and the type of the silane coupling agent. Further, when the base material is glass, quartz or the like, the blocking operation is not necessary when spotting a probe medium including a substance such as a silane coupling agent having a basic group and a probe having a thiol group.

この様にして作製するプローブ固定基材はその用途に応じて、例えば、同じプローブを含む複数のスポットを有するように構成しても良く、また異種のプローブを各々含む複数のスポットを有する様に構成してもよい。プローブの種類,数量,配置は必要に応じて適宜変更することが可能である。そして、この様な方法によってプローブが高密度に配置されたプローブ固定基材は、その後標的物質の検出や、標的物質塩基配列の特定等に用いられる。   The probe fixing base material thus produced may be configured to have, for example, a plurality of spots including the same probe, or a plurality of spots each including a different type of probe, depending on the application. It may be configured. The type, quantity, and arrangement of the probes can be changed as necessary. The probe-immobilized base material on which the probes are arranged at high density by such a method is then used for detection of the target substance, identification of the target substance base sequence, and the like.

例えば、サンプル中に含まれている可能性のある、塩基配列が既知の標的物質である一本鎖核酸の検出に用いる場合には、標的物質の一本鎖核酸の塩基配列に対して相補的な塩基配列を有する一本鎖核酸をプローブとして用い、プローブを含む複数のスポットが固相上に配置されているプローブ固定基材を用意し、プローブ固定基材の各々のスポットに、検知物質を含むサンプルを付与して該標的物質の一本鎖核酸とプローブとがハイブリダイズするような条件下に置いた後、各々のスポットにおけるハイブリッドの有無を、例えば、蛍光、電波、磁力による検出等の既知の方法で検出する。それによって、サンプル中における標的物質の有無の検出を行うことができる。   For example, when used to detect a single-stranded nucleic acid whose target sequence may be contained in a sample and whose target sequence is a known target substance, it is complementary to the base sequence of the single-stranded nucleic acid of the target substance. A single-stranded nucleic acid having a simple base sequence is used as a probe, and a probe-fixing substrate in which a plurality of spots including probes are arranged on a solid phase is prepared, and a detection substance is applied to each spot on the probe-fixing substrate. After the sample is applied and placed under conditions such that the single-stranded nucleic acid of the target substance and the probe hybridize, the presence or absence of the hybrid in each spot is detected, for example, by detection by fluorescence, radio waves, magnetic force, etc. Detect with a known method. Thereby, the presence or absence of the target substance in the sample can be detected.

また、サンプル中に含まれている標的物質の一本鎖核酸における塩基配列の特定に用いる場合には、標的物質の一本鎖核酸における塩基配列の複数の候補を設定し、塩基配列群に対して各々相補的な塩基配列を有する一本鎖核酸をプローブとして基材上にスポッティングする。次いで、各々のスポットにサンプルを供給して標的物質の一本鎖核酸とプローブとがハイブリダイズするような条件下に置いた後、各々のスポットにおけるハイブリッドの有無を蛍光検出等の既知の方法で検出する。これにより、標的物質である一本鎖核酸の塩基配列の特定を行うことができる。また、本発明に係わるプローブ固定基材の他の用途としては、例えばDNA結合蛋白質が認識する特異的な塩基配列のスクリーニングやDNAに結合する性質を有する化学物質のスクリーニングへの適用が考えられる。   In addition, when using to identify the base sequence of a single-stranded nucleic acid of a target substance contained in a sample, multiple candidates for the base sequence of a single-stranded nucleic acid of the target substance are set, and Then, single-stranded nucleic acids each having a complementary base sequence are spotted on a substrate as a probe. Next, after supplying a sample to each spot and placing under conditions such that the single-stranded nucleic acid of the target substance and the probe hybridize, the presence or absence of the hybrid in each spot is determined by a known method such as fluorescence detection. To detect. Thereby, the base sequence of the single-stranded nucleic acid which is a target substance can be specified. Further, as other uses of the probe-immobilizing substrate according to the present invention, for example, application to screening of a specific base sequence recognized by a DNA-binding protein and screening of a chemical substance having a property of binding to DNA can be considered.

ハイブリダイゼーションは、標識した試料核酸断片が溶解あるいは分散してなる水性液を、上記で作製したDNAチップ上に付与することによって実施することが好ましい。ハイブリダイゼーションは、室温〜70℃の温度範囲で、そして2〜20時間の範囲で実施することが好ましい。このとき、微小反応容器上部に設けられた少なくとも1つ以上の微小ヒータを連続的にパルス加熱し、発生したバブルの膨張、凝縮により反応液を撹拌する。加熱のための方法は、例えば、加熱パルス幅0.5〜3.5μsec、印加電圧6〜15V、加熱パルス周波数1〜10KHzの範囲である。   Hybridization is preferably performed by applying an aqueous solution in which a labeled sample nucleic acid fragment is dissolved or dispersed on the DNA chip prepared above. Hybridization is preferably carried out in the temperature range of room temperature to 70 ° C. and in the range of 2 to 20 hours. At this time, at least one or more micro heaters provided in the upper part of the micro reaction vessel are continuously pulse-heated, and the reaction liquid is stirred by expansion and condensation of the generated bubbles. The method for heating is, for example, a heating pulse width of 0.5 to 3.5 μsec, an applied voltage of 6 to 15 V, and a heating pulse frequency of 1 to 10 KHz.

ハイブリダイゼーション終了後、界面活性剤と緩衝液との混合溶液を用いて洗浄を行い、未反応の試料核酸断片を除去することが好ましい。界面活性剤としては、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を用いることが好ましい。緩衝液としては、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、トリス緩衝液、グッド緩衝液等を用いることができるが、クエン酸緩衝液を用いることが特に好ましい。   After completion of the hybridization, it is preferable to remove the unreacted sample nucleic acid fragment by washing with a mixed solution of a surfactant and a buffer solution. As the surfactant, sodium dodecyl sulfate (SDS) is preferably used. As the buffer solution, a citrate buffer solution, a phosphate buffer solution, a borate buffer solution, a Tris buffer solution, a Good buffer solution, and the like can be used, and it is particularly preferable to use a citrate buffer solution.

図1は、本発明の方法を実施するためのハイブリ容器の概略図である。上図は平面図、下図は側面図である。ハイブリ容器1は、スライドガラス5(DNAチップ)、スライドガラス5と対向して設けられた少なくとも1つ以上の微小ヒータ6が設けられたカバープレート10、スライドガラス5とカバープレート10との空間を保つためのスペーサー部材であるOリング4、反応容器7への液体の注入口3、排出口2、反応液の温度調節のためのヒータ8、カバープレートを固定するための固定ネジ9より構成され、その範囲は、約20mm×60mm、その厚みは約0.12mmであり、容量は約150μlである。   FIG. 1 is a schematic view of a hybrid container for carrying out the method of the present invention. The upper figure is a plan view and the lower figure is a side view. The hybrid container 1 includes a slide glass 5 (DNA chip), a cover plate 10 provided with at least one or more micro heaters 6 provided facing the slide glass 5, and a space between the slide glass 5 and the cover plate 10. It consists of an O-ring 4 that is a spacer member for maintaining, a liquid injection port 3 to the reaction vessel 7, a discharge port 2, a heater 8 for adjusting the temperature of the reaction liquid, and a fixing screw 9 for fixing the cover plate. The range is about 20 mm × 60 mm, the thickness is about 0.12 mm, and the volume is about 150 μl.

反応容器7に所定量(150μl)反応液が注入口3から注入される。少なくとも1つ以上の微小ヒータ6は、図1で示すように、カバープレート10の全面にわたり配置されている。反応液注入後、少なくとも1つ以上の微小ヒータ6を順次加熱することで、微小ヒータ6上で順次バブルを発生させ膨張させた後、少なくとも1つ以上の微小ヒータ6を順次加熱を停止し、微小ヒータ6上で膨張したバブルが凝縮することで、反応液体が移動(流動)する。この反応液の移動に伴って反応液が撹拌される。   A predetermined amount (150 μl) of the reaction solution is injected into the reaction vessel 7 from the injection port 3. At least one or more micro heaters 6 are disposed over the entire surface of the cover plate 10 as shown in FIG. After injecting the reaction solution, at least one or more micro heaters 6 are sequentially heated to generate bubbles on the micro heater 6 and expand them, and then stop at least one or more micro heaters 6 from being heated sequentially. The reaction liquid moves (flows) as the bubbles expanded on the minute heater 6 condense. The reaction solution is stirred as the reaction solution moves.

この状態を図2に示す。図2では、微小ヒータ6 1)を加熱することで発生したバブルが膨張している状態、微小ヒータ6 2)、3)では加熱していないためバブルが凝縮している状態を示し、バブルの膨張、凝縮によって反応液は左から右に移動(流動)する。   This state is shown in FIG. FIG. 2 shows a state where bubbles generated by heating the minute heater 61) are expanding, and a state where bubbles are condensed because the minute heaters 62) and 3) are not heated. The reaction liquid moves (flows) from left to right by expansion and condensation.

図2では、微小ヒータ6を順次加熱し、一方向の液体の移動(流動)を起こし反応液を撹拌したが、例えば、微小ヒータ6をあるエリア毎に複数同時加熱をしたり、または、隣接しあう微小ヒータ6を交互に加熱するなどして、バブルを発生させ、その膨張、凝縮によって、反応液体を移動(流動)することで、撹拌することもできる。   In FIG. 2, the minute heaters 6 are sequentially heated to cause a liquid movement (flow) in one direction and stir the reaction liquid. For example, a plurality of minute heaters 6 may be heated simultaneously in each area or adjacent to each other. Stirring can also be performed by generating bubbles by alternately heating the minute heaters 6 that are in contact with each other and moving (flowing) the reaction liquid by expansion and condensation.

バブルの膨張、凝縮による反応液の撹拌中、反応液の温度は、反応に適した温度にヒータ8を用いて調節することができる。反応液の温度は、ハイブリダイゼーションの場合、例えば、常温〜90℃である。また、反応時間は、反応の種類に応じて適宜決定できる。但し、本発明の方法によれば、微小量の反応液であってもより効率よく撹拌できるので、反応時間を短縮することができる。   During stirring of the reaction solution by bubble expansion and condensation, the temperature of the reaction solution can be adjusted using the heater 8 to a temperature suitable for the reaction. In the case of hybridization, the temperature of the reaction solution is, for example, from room temperature to 90 ° C. Moreover, reaction time can be suitably determined according to the kind of reaction. However, according to the method of the present invention, even a very small amount of reaction solution can be stirred more efficiently, so that the reaction time can be shortened.

反応終了後、反応液は、排出口2から排出され、反応容器7内は適宜洗浄および乾燥され、ヒータ8により一定温度に保たれる。スライドガラス5が、プローブ担体である場合、スライドガラス5は回収され、ハイブリダイゼーションの検出操作(例えば、ハイブリダイズしたDNAの検出のための蛍光分析等)が行われる。   After completion of the reaction, the reaction solution is discharged from the discharge port 2, the reaction vessel 7 is appropriately washed and dried, and kept at a constant temperature by the heater 8. When the slide glass 5 is a probe carrier, the slide glass 5 is recovered and subjected to a hybridization detection operation (for example, fluorescence analysis for detecting hybridized DNA).

上記図1には、1つの反応容器を示したが、本発明の方法に使用する容器は、少なくとも1つ以上の反応容器と反応容器に反応液、洗浄液を供給または回収するためのユニット(廃液タンク、洗浄液タンク、液送パイプおよびポンプ等)を備えた複合装置とすることもできる。   Although FIG. 1 shows one reaction container, the container used in the method of the present invention is a unit (waste liquid) for supplying or recovering at least one reaction container and a reaction liquid and a washing liquid to the reaction container. It is also possible to provide a composite apparatus including a tank, a cleaning liquid tank, a liquid feeding pipe and a pump.

以下に、本発明をより詳細に説明する。かかる実施例はここに例示するものに限られるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail. Such embodiments are not limited to those illustrated here.

(1)プローブの合成
標的物質に対して特異的に結合可能なプローブとして一本鎖DNAプローブを用いた。DNA自動合成機を用いて配列番号1の一本鎖核酸を合成した。なお配列番号1の一本鎖DNA末端にはDNA自動合成機での合成時に、5’末端側にメルカプト(SH)基を導入した。続いて脱保護を行ない、DNAを回収し、高速液体クロマトグラフィーにて精製し、以下の実験に用いた。
配列番号:1 5' ACTGGCCGTCGTTTTACA 3'
(2)担体の準備
特許文献4の(0087)実施例1〜(0088)に記載してある方法と同様な方法で、担体6枚の担体表面にマレイミド基を導入した。
(1) Probe synthesis A single-stranded DNA probe was used as a probe capable of specifically binding to a target substance. A single-stranded nucleic acid of SEQ ID NO: 1 was synthesized using an automatic DNA synthesizer. Note that a mercapto (SH) group was introduced into the 5 ′ end of the single-stranded DNA end of SEQ ID NO: 1 at the time of synthesis using an automatic DNA synthesizer. Subsequently, deprotection was performed, the DNA was recovered, purified by high performance liquid chromatography, and used in the following experiments.
SEQ ID NO: 1 5 'ACTGGCCGTCGTTTTACA 3'
(2) Preparation of carrier Maleimide groups were introduced on the surface of six carriers in the same manner as described in (0087) Examples 1 to (0088) of Patent Document 4.

(3)BJプリンターによるプローブの吐出、および担体への結合
プローブのスポッティングに用いるスポッティング溶液として、グリセリン7.5質量%、尿素7.5質量%、チオジグリコール7.5質量%、及びアセチレンアルコール(商品名:アセチレノールEH;川研ファインケミカル(株)社製)1質量%を含む水溶液を用意し、上記(1)の一本鎖DNAを含む溶液(一本鎖DNA濃度が約400mg/mlであるTE溶液(10mM Tris−HCl(pH8)/1mM EDTA水溶液))に加え、一本鎖DNAの最終濃度が8μMとなるように調整した。このプローブを含むスポッティング溶液の表面張力は20〜50dyne/cmの範囲内であり、また粘度は1.2〜2.0cps(E型粘度計:東京計器(株)社製)である。
(3) Probe ejection by BJ printer and binding to carrier As spotting solutions used for probe spotting, 7.5% by mass of glycerin, 7.5% by mass of urea, 7.5% by mass of thiodiglycol, and acetylene alcohol (Product name: Acetylenol EH; manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) An aqueous solution containing 1% by mass is prepared, and the solution containing the single-stranded DNA (1) (single-stranded DNA concentration is about 400 mg / ml). In addition to a certain TE solution (10 mM Tris-HCl (pH 8) / 1 mM EDTA aqueous solution), the final concentration of single-stranded DNA was adjusted to 8 μM. The surface tension of the spotting solution containing this probe is in the range of 20 to 50 dyne / cm, and the viscosity is 1.2 to 2.0 cps (E-type viscometer: manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.).

上記のプローブを含むスポッティング溶液をバブルジェット(登録商標)プリンター(商品名:BJF850;キヤノン(株)社製)用インクタンクに充填しバブルジェット(登録商標)ヘッドに装着した。なおここで用いたバブルジェット(登録商標)プリンター(商品名:BJF850;キヤノン(株)社製)は平板への印刷が可能な様に改造を施したものである。次いでこのプリンターに上記(2)で用意した担体を装着し、プローブを含むスポッティング溶液を担体上にスポッティングしてプローブ担体を作製した。ここでバブルジェット(登録商標)ヘッドの液体吐出面と担体の液体付着面との距離は1.2〜1.5mmであった。スポッティング終了後、担体を顕微鏡により観察したところ、担体表面にマトリックス状のスポット配列が形成されていることが確認された。マレイミド基とチオール基の反応終了後、プローブ担体を1M NaCl/50mMリン酸緩衝液(pH7.0)で洗浄し、プローブ担体表面のプローブを含む液体を完全に洗い流した。作製したプローブ担体6枚は、そのまま1M NaCl/50mMリン酸緩衝液(pH7.0)中に浸漬させた状態で保管した。   The spotting solution containing the probe was filled in an ink tank for a bubble jet (registered trademark) printer (trade name: BJF850; manufactured by Canon Inc.) and mounted on a bubble jet (registered trademark) head. In addition, the bubble jet (registered trademark) printer (trade name: BJF850; manufactured by Canon Inc.) used here is modified so that printing on a flat plate is possible. Next, the carrier prepared in (2) above was mounted on this printer, and a spotting solution containing the probe was spotted on the carrier to produce a probe carrier. Here, the distance between the liquid ejection surface of the bubble jet (registered trademark) head and the liquid adhesion surface of the carrier was 1.2 to 1.5 mm. After the spotting, the carrier was observed with a microscope, and it was confirmed that a matrix spot array was formed on the carrier surface. After completion of the reaction between the maleimide group and the thiol group, the probe carrier was washed with 1 M NaCl / 50 mM phosphate buffer (pH 7.0), and the liquid containing the probe on the surface of the probe carrier was completely washed away. Six prepared probe carriers were stored as they were immersed in 1M NaCl / 50 mM phosphate buffer (pH 7.0).

(4)ブロッキング処理
上記(3)で作製したプローブ担体6枚を2%ウシ血清アルブミン水溶液中に浸して2時間放置し、ブロッキング処理を行った。
(4) Blocking treatment Six probe carriers prepared in the above (3) were immersed in a 2% bovine serum albumin aqueous solution and left for 2 hours to perform a blocking treatment.

(5)ハイブリダイゼーション処理
上記(1)に記載の配列番号1の一本鎖DNAプローブと相補的な塩基配列を有する一本鎖DNAプローブをDNA自動合成機で合成し、5’末端にローダミンを結合させて標識化した一本鎖DNAプローブを得た。この標識化一本鎖DNAを1M NaCl/50mMリン酸緩衝液(pH7.0)に最終濃度1μMとなるように溶解し、ハイブリダイゼーション反応溶液を作製した。
(5) Hybridization treatment A single-stranded DNA probe having a base sequence complementary to the single-stranded DNA probe of SEQ ID NO: 1 described in (1) above is synthesized by an automatic DNA synthesizer, and rhodamine is added to the 5 ′ end. A single-stranded DNA probe labeled by binding was obtained. This labeled single-stranded DNA was dissolved in 1 M NaCl / 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) to a final concentration of 1 μM to prepare a hybridization reaction solution.

上記(4)のブロッキング処理終了後のプローブ担体6枚を用意し、プローブ担体6枚を微小反応容器に入れ、ヒータ(ペルチェ素子)の上に設置した。   Six probe carriers after completion of the blocking treatment of (4) above were prepared, and the six probe carriers were placed in a micro reaction vessel and placed on a heater (Peltier element).

合計6つの微小反応容器は、ハイブリダイゼーション反応溶液を満たして、ヒータ(ペルチェ素子)の温度を45度に保ち、2時間ハイブリダイゼーションの反応を行った。実施例(撹拌あり)では、微小反応容器3つの微小反応容器上部に設置した微小ヒータを連続的にパルス加熱し、発生したバブルの膨張、凝縮によりハイブリダイゼーション反応溶液を移動(流動)させ反応溶液を撹拌した。比較例(撹拌なし)は、残りの微小反応容器3つの微小ヒータの加熱を行わない以外は、実施例と同様に行った。   A total of six micro reaction containers were filled with the hybridization reaction solution, and the temperature of the heater (Peltier element) was kept at 45 degrees to perform the hybridization reaction for 2 hours. In the example (with stirring), the microheater installed on the top of the three microreaction vessels is continuously pulse-heated, and the reaction solution is moved (flowed) by the expansion and condensation of the generated bubbles. Was stirred. The comparative example (without stirring) was performed in the same manner as in the example except that the remaining three micro reaction vessels were not heated by the three micro heaters.

ハイブリダイゼーション反応の終了後、1M NaCl/50mMリン酸緩衝液(pH7.0)で洗浄し、ハイブリダイゼーション反応しなかった標識化一本鎖DNAを洗い流した。ついで、純水で余分な塩分を除去した後、窒素ブローにより各担体を乾燥させた。次に各担体上のスポットの蛍光を、蛍光スキャナ(商品名:GenePix4000B;Axon Instruments,Inc.製)を用いて蛍光強度を評価した。評価するにあたり、レーザーパワーを100%に設定し、PMTを400Vに設定した。   After completion of the hybridization reaction, washing was performed with 1M NaCl / 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) to wash away the labeled single-stranded DNA that had not undergone the hybridization reaction. Then, after removing excess salt with pure water, each carrier was dried by nitrogen blowing. Next, the fluorescence intensity of the spots on each carrier was evaluated using a fluorescence scanner (trade name: GenePix4000B; manufactured by Axon Instruments, Inc.). In the evaluation, the laser power was set to 100% and the PMT was set to 400V.

(6)結果
上記(5)での蛍光スキャナ評価結果を解析し、比較例(撹拌なし)の各担体3枚の蛍光強度を平均したところ、プローブ担体上の配列番号1のプローブと完全マッチでハイブリダイゼーション反応をした、標識化一本鎖DNAプローブの532nmでの蛍光強度は8320であった。また、プローブの存在しないプローブ担体の部分の蛍光強度は81であり、S/Nは約100であった。
(6) Results The fluorescence scanner evaluation results in (5) above were analyzed, and the fluorescence intensity of each of the three carriers in the comparative example (without stirring) was averaged. The fluorescence intensity at 532 nm of the labeled single-stranded DNA probe subjected to the hybridization reaction was 8320. The fluorescence intensity of the portion of the probe carrier where no probe was present was 81, and the S / N was about 100.

一方、実施例(撹拌あり)の各担体3枚の蛍光強度を平均したところ、プローブ担体上の配列番号1のプローブと完全マッチでハイブリダイゼーション反応をした、標識化一本鎖DNAプローブの532nmでの蛍光強度は16120であった。また、プローブの存在しないプローブ担体の部分の蛍光強度は82であり、S/Nは約200であった。さらに、各プローブの蛍光強度ばらつき(標準偏差)が比較例(撹拌なし)に比べ、30%程度小さくなった。   On the other hand, when the fluorescence intensities of the three carriers in the examples (with stirring) were averaged, the labeled single-stranded DNA probe that had undergone a hybridization reaction with a perfect match with the probe of SEQ ID NO: 1 on the probe carrier at 532 nm The fluorescence intensity was 16120. The fluorescence intensity of the portion of the probe carrier where no probe was present was 82, and the S / N was about 200. Furthermore, the fluorescence intensity variation (standard deviation) of each probe was about 30% smaller than that of the comparative example (without stirring).

本発明を実施するためのハイブリ容器。A hybrid container for carrying out the present invention. 本発明の方法における微小ヒータより発生したバブルの膨張、凝縮による撹拌の想像図。The imaginary view of the stirring by expansion | swelling of the bubble generated from the micro heater in the method of this invention, and condensation.

符号の説明Explanation of symbols

1 ハイブリ容器
2 排出口
3 注入口
4 Oリング
5 スライドガラス
6 微小ヒータ
7 反応容器
8 ヒータ(温調用)
9 固定ネジ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hybrid container 2 Outlet 3 Inlet 4 O-ring 5 Slide glass 6 Micro heater 7 Reaction container 8 Heater (for temperature control)
9 Fixing screw

Claims (11)

微小反応容器中に設けられた少なくとも1つ以上の微小ヒータを加熱し、発生したバブルの膨張、凝縮により反応液を攪拌することを特徴とするハイブリダイゼーション反応方法。   A hybridization reaction method comprising heating at least one or more minute heaters provided in a minute reaction vessel and stirring the reaction solution by expansion and condensation of the generated bubbles. バブルの膨張、凝縮の変動は、微小反応容器の内部に設けられた少なくとも1つ以上の微小ヒータを順次もしくはランダムに加熱することにより行う請求項1に記載の方法。   2. The method according to claim 1, wherein fluctuations in bubble expansion and condensation are performed by sequentially or randomly heating at least one or more micro heaters provided in the micro reaction vessel. バブルの膨張、凝縮の変動は、微小反応容器の内部に設けられた少なくとも1つ以上の微小ヒータを同時に加熱することにより行う請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the bubble expansion and condensation fluctuations are performed by simultaneously heating at least one or more micro heaters provided in the micro reaction vessel. バブルの膨張、凝縮の変動は、微小反応容器の内部に設けられた少なくとも1つ以上の微小ヒータの加熱時間を変化させることにより行う請求項1に記載の方法。   2. The method according to claim 1, wherein fluctuations in expansion and condensation of the bubble are performed by changing a heating time of at least one or more micro heaters provided inside the micro reaction vessel. バブルの膨張、凝縮の変動は、微小反応容器の内部に設けられた少なくとも1つ以上の微小ヒータの印加電圧を変化させることにより行う請求項1に記載の方法。   2. The method according to claim 1, wherein fluctuations in bubble expansion and condensation are performed by changing an applied voltage of at least one or more micro heaters provided inside the micro reaction vessel. バブルの膨張、凝縮の変動は、微小反応容器の内部に設けられた少なくとも1つ以上の微小ヒータの加熱周波数を変化させることにより行う請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the fluctuation of bubble expansion and condensation is performed by changing a heating frequency of at least one or more micro heaters provided inside the micro reaction vessel. 微小反応容器は、請求項1〜6に記載の微小ヒータが上面に複数設けられていることを特徴とするプローブ担体のハイブリダイゼーション容器。   A probe carrier hybridization container, wherein a plurality of the micro heaters according to claim 1 are provided on an upper surface of the micro reaction container. 前記微小ヒータは、厚さ0.1〜1μmの範囲であることを特徴とする請求項7に記載のハイブリダイゼーション容器。   8. The hybridization container according to claim 7, wherein the minute heater has a thickness in a range of 0.1 to 1 μm. 前記微小ヒータの大きさは、15μm×15μm〜50μm×50μmの範囲であることを特徴とする請求項7または8に記載のハイブリダイゼーション容器。   9. The hybridization container according to claim 7, wherein a size of the micro heater is in a range of 15 μm × 15 μm to 50 μm × 50 μm. 前記微小ヒータが微小反応容器の内部に、3×104〜3×105個/cm2の範囲で配置されていることを特徴とする請求項7〜9に記載のハイブリダイゼーション容器。 The hybridization container according to any one of claims 7 to 9, wherein the micro heater is arranged in a range of 3 x 10 4 to 3 x 10 5 pieces / cm 2 inside the micro reaction container. 微小反応容器の内部の厚みが、5〜100μmの範囲である請求項7〜10記載のハイブリダイゼーション容器。   The hybridization container according to claim 7 to 10, wherein the internal thickness of the micro reaction container is in the range of 5 to 100 µm.
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