JP2006184056A - Method for manufacturing selective-bonding substance immobilization carrier - Google Patents

Method for manufacturing selective-bonding substance immobilization carrier Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance yield in manufacturing a carrier with a selective-bonding substance immobilized on its projection parts by using pins for immobilizing a selective-bonding substance. <P>SOLUTION: A method is provided for immobilizing the selective-bonding substance on the plurality of projection-part upper surfaces among uneven parts on the carrier by using the pins for immobilizing the selective-bonding substance. This method for manufacturing the selective-bonding substance immobilization carrier is characterized in that the area of each pin head for immobilizing the selective-bonding substance is larger than the area of each projection-part upper surface. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、被検物質と選択的に結合する物質(本明細書において「選択結合性物質」)を固定化した担体を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a carrier on which a substance that selectively binds to a test substance (herein, “selective binding substance”) is immobilized.

各種生物の遺伝情報解析の研究が始められており、ヒト遺伝子をはじめとして、多数の遺伝子とその塩基配列、また遺伝子配列にコードされる蛋白質およびこれら蛋白質から二次的に作られる糖鎖に関する情報が急速に明らかにされつつある。配列の明らかにされた遺伝子、蛋白質、糖鎖などの高分子体の機能については、各種の方法で調べることができる。主なものとしては、核酸についてはノーザンハイブリダイゼーション、あるいはサザンハイブリダイゼーションのような、各種の核酸/核酸間の相補性を利用して各種遺伝子とその生体機能発現との関係を調べることができる。蛋白質については、ウエスタンハイブリダイゼーションに代表されるような、蛋白質/蛋白質間の反応を利用し蛋白質の機能および発現について調べることができる。   Research on genetic information analysis of various organisms has been started, and information on many genes and their base sequences including human genes, proteins encoded by the gene sequences, and sugar chains that are secondarily produced from these proteins Is being revealed rapidly. The functions of macromolecules such as genes, proteins, and sugar chains whose sequences have been clarified can be examined by various methods. Mainly, with respect to nucleic acids, the relationship between various genes and their expression of biological functions can be examined by utilizing complementarity between various nucleic acids / nucleic acids such as Northern hybridization or Southern hybridization. With respect to proteins, the function and expression of proteins can be examined using protein / protein reactions, as typified by Western hybridization.

近年、多数の遺伝子発現を一度に解析する手法としてDNAマイクロアレイ法(DNAチップ法)と呼ばれる分析法、ないし方法論が開発され、注目を集めている。これらの方法は、いずれも核酸/核酸間ハイブリダイゼーション反応に基づく核酸検出・定量法である点で原理的には従来の方法と同じであり、蛋白質/蛋白質間あるいは糖鎖/糖鎖間や糖鎖/蛋白質間のハイブリダイゼーションに基づく蛋白質や糖鎖検出・定量にも応用が可能ではある。これらの技術は、マイクロアレイ又はチップと呼ばれるガラスの平面基板片上に、多数のDNA断片や蛋白質、糖鎖が高密度に整列固定化されたものが用いられている点に大きな特徴がある。マイクロアレイ法の具体的使用法としては、例えば、研究対象細胞の発現遺伝子等を蛍光色素等で標識したサンプルを平面基板片上でハイブリダイゼーションさせ、互いに相補的な核酸(DNAあるいはRNA)同士を結合させ、その箇所を高解像度解析装置で高速に読みとる方法や、電気化学反応にもとづく電流値等の応答を検出する方法が挙げられる。こうして、サンプル中のそれぞれの遺伝子量を迅速に推定できる。   In recent years, an analysis method or methodology called a DNA microarray method (DNA chip method) has been developed and attracted attention as a method for analyzing many gene expressions at once. In principle, these methods are the same as conventional methods in that they are nucleic acid detection and quantification methods based on nucleic acid / nucleic acid hybridization reactions, and are performed between proteins / proteins or between sugar chains / sugar chains and sugars. It can also be applied to the detection and quantification of proteins and sugar chains based on hybridization between chains / proteins. These techniques have a great feature in that a large number of DNA fragments, proteins, and sugar chains are arranged and fixed at high density on a flat glass substrate called a microarray or chip. As a specific method of using the microarray method, for example, a sample obtained by labeling a gene expressed in a cell to be studied with a fluorescent dye or the like is hybridized on a flat substrate piece, and complementary nucleic acids (DNA or RNA) are bound to each other. There are a method of reading the part at high speed with a high resolution analyzer and a method of detecting a response such as a current value based on an electrochemical reaction. Thus, the amount of each gene in the sample can be quickly estimated.

核酸を基板上に固定化するための技術としては、スライドガラス等の平坦な基板の上にポリ−L−リジン、アミノシラン等をコーティングして、核酸固定化用のピンを有するスポッターと呼ばれる点着装置を用い、このピンを用いて各核酸を固定化する方法などが開発されている(例えば、特許文献1参照)。   As a technique for immobilizing nucleic acid on a substrate, it is called a spotter having a pin for immobilizing nucleic acid by coating poly-L-lysine, aminosilane, etc. on a flat substrate such as a glass slide. A method of immobilizing each nucleic acid using this pin using an attachment device has been developed (see, for example, Patent Document 1).

また、より良好なS/N(シグナル/ノイズ)を得るために平坦な基板に替わり凸部上にDNA等を固定化する担体も提案されている(例えば特許文献2参照)。このような基板は、スポット周りのノイズが抑えられ、高性能ではあるが、ピンを用いて凸部上面に選択結合性物質を固定化する際に、100μm程度の直径のピンヘッド位置と直径100μm程度の凸部上面の位置を合わせる必要があり、この位置あわせが不十分であると、凸部の一部分にしかピンヘッドが接触せず、この接触した部分にしかDNAなどの選択結合性物質を載せることができない。最悪の場合は、凸部上面とピンヘッドが接触することがなく、全くDNAなどを凸部上面に載せることができないといった問題点があった。   In addition, in order to obtain better S / N (signal / noise), a carrier for immobilizing DNA or the like on a convex portion instead of a flat substrate has also been proposed (see, for example, Patent Document 2). Such a substrate suppresses noise around the spot and has high performance. However, when a selective binding substance is immobilized on the upper surface of the convex portion using a pin, a pin head position having a diameter of about 100 μm and a diameter of about 100 μm are used. It is necessary to align the position of the upper surface of the convex part. If this alignment is insufficient, the pin head contacts only a part of the convex part, and a selective binding substance such as DNA is placed only on the contacted part. I can't. In the worst case, there is a problem that the upper surface of the convex portion and the pin head do not come into contact with each other, and DNA or the like cannot be placed on the upper surface of the convex portion.

このような問題点を解決するためには、例えば、カメラ等の撮像手段を具備したスポッターを用いて、この撮像手段からの画像情報から位置情報を算出し、この位置情報を元に、ピンヘッドの位置を制御するスポッターを利用することも考えられる(例えば特許文献3参照)。   In order to solve such a problem, for example, using a spotter equipped with imaging means such as a camera, position information is calculated from image information from the imaging means, and the pin head is calculated based on the position information. It is also conceivable to use a spotter that controls the position of (see Patent Document 3, for example).

しかし、このような撮影手段などを有するスポッターは複雑であり高価である。さらに、スポット時には生産性を上げるため、一度に複数のピンを使用してスポットすることが定法であるが、撮影手段と位置情報を算出する手段を備えたスポッターを用いても、この場合に発生する課題を解決することができなかった。この課題とは、以下のようなものである。すなわち、複数のピンは一般的にピンブロックと呼ばれる治具に固定化される。この固定化治具(ピンブロック)に固定化されたピンのピッチと、担体の凸部のピッチとは、同一に設計するが、ピンブロックや基板の数十ミクロン程度の作製誤差は避けられない。よって、複数ピンの内の一本のピンヘッドと凸部上面の位置を正確に合わせても、この誤差が原因で、図1のようにその他のピンと凸部上面との位置とが正確に合わず、凸部上面の一部分にしかDNAなどを固定化できないスポットが生じ、これは不良スポットとなってしまうといった問題点があった。すなわち、生産時の歩留まりが非常に低いといった問題点があった。
特表平10−503841号公報(特許請求の範囲) 特開2004−264289号公報(特許請求の範囲) 特開2003−149094号公報(特許請求の範囲)
However, a spotter having such a photographing means is complicated and expensive. Furthermore, in order to increase productivity at the time of spotting, it is a regular method to spot using a plurality of pins at once, but in this case even if using a spotter equipped with photographing means and means for calculating position information The problem that occurred could not be solved. This problem is as follows. That is, a plurality of pins are generally fixed to a jig called a pin block. The pitch of the pin fixed to the fixing jig (pin block) and the pitch of the convex portion of the carrier are designed to be the same, but a manufacturing error of about several tens of microns of the pin block or the substrate is inevitable. . Therefore, even if the position of one pin head of a plurality of pins and the top surface of the convex portion is accurately aligned, the position of the other pins and the top surface of the convex portion cannot be accurately aligned as shown in FIG. 1 due to this error. There is a problem that a spot where DNA or the like can be immobilized is formed only on a part of the upper surface of the convex portion, which becomes a defective spot. That is, there is a problem that the yield during production is very low.
JP 10-503841 A (Claims) JP 2004-264289 A (Claims) JP 2003-149094 A (Claims)

本発明が解決しようとする課題は、簡単な装置にて、確実に凸部の上面にDNAなどを固定化できる方法を提供することである。さらに、上記のような、複数のピンを用いて凸部上面にDNAなどを固定化する際、基板の製造誤差やピン位置の誤差によるピンヘッドの位置ずれによる、生産時の歩留まりを改善するというものである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a method capable of reliably immobilizing DNA or the like on the upper surface of a convex portion with a simple apparatus. Furthermore, when DNA is fixed on the upper surface of the convex portion using a plurality of pins as described above, the yield in production is improved due to the positional deviation of the pin head due to the manufacturing error of the substrate or the error of the pin position. It is.

すなわち本発明は、選択結合性物質の固定化用ピンを用いて、担体上の凹凸部の複数の凸部上面に選択結合性物質を固定化する方法であって、選択結合性物質の固定化用ピンヘッドの面積が凸部上面の面積よりも大きいことを特徴とする選択結合性物質固定化担体の製造方法である。   That is, the present invention is a method for immobilizing a selective binding substance on the upper surfaces of a plurality of convex portions of a concavo-convex portion on a carrier using a pin for immobilizing the selective binding substance, wherein the selective binding substance is immobilized. This is a method for producing a selective binding substance-immobilized carrier, wherein the area of the pin head for use is larger than the area of the upper surface of the convex portion.

本発明により、非特異的な検体の吸着が少なく、かつ、ハイブリダイゼーション効率が良好であり、結果的にS/N比が良好な選択結合物質が固定化された担体の効率的な製造方法を提供することができる。具体的には、基板上の凹凸部の複数の凸部上面の全面にDNAに代表される選択結合性物質を確実に固定化でき、生産時の歩留まりを著しく向上する製造方法を提供することができる。   According to the present invention, there is provided an efficient method for producing a carrier on which a selective binding substance having a small amount of non-specific analyte adsorption, a good hybridization efficiency, and a good S / N ratio is immobilized. Can be provided. Specifically, it is possible to provide a manufacturing method capable of reliably immobilizing a selective binding substance typified by DNA on the entire upper surface of a plurality of convex portions of a concavo-convex portion on a substrate, and significantly improving the production yield. it can.

以下、本発明の選択結合性物質の固定化担体の製造方法について説明する。   Hereinafter, a method for producing an immobilization carrier for a selective binding substance of the present invention will be described.

本発明の選択結合性物質が固定化される担体には凹凸部があり、凸部上面に選択性適合物質が固定化されるものである。このような構造を取ることにより、検出の際、後述のように非特異的に吸着した検体を検出することがないので、ノイズが小さく、結果的によりS/Nが良好な選択結合性物質物質が固定化された担体を提供することができる。   The carrier on which the selective binding substance of the present invention is immobilized has a concavo-convex part, and the selective compatibility substance is immobilized on the upper surface of the convex part. By adopting such a structure, at the time of detection, a non-specifically adsorbed specimen is not detected as described later, so that the selective binding substance substance with low noise and consequently better S / N is obtained. Can be provided.

この担体の凸部上面に選択結合性物質の固定化用ピンを用いて固定化するとき、本発明では、固定化用ピンのピンヘッドの面積が凸部上面の面積よりも大きいことが必要である。その効果について、図1と図2を用いて説明する。図1は複数のピンを用いてDNAなどの選択結合性物質の溶液を基板の凸部上面にスポットする場合であり、ピンヘッドの面積と凸部上面の面積とが同一の場合を示している。12aのピンとその直下の凸部14aの上面との位置合わせを行った場合について示している。12aのピンヘッドと14aの基板の凸部上面との位置を合わせても、基板13やピンを固定するピンブロック11の誤差によりもう一つのピンヘッドの位置(12bで示す)と14bで示す凸部上面の位置がずれることが多い。このようにピンヘッドと凸部上面の位置がずれると、凸部の一部にしかスポットされないため不良品になり、製造時の歩留まりが非常に悪くなるといった問題点が生じる。凸部上面が円の場合その直径は概ね50〜400μmであるので、ピンヘッドの位置や基板の位置に数十ミクロンの誤差があると上記で述べた問題点が生じる。   When the selective binding substance fixing pin is used for fixing on the upper surface of the convex portion of the carrier, the present invention requires that the area of the pin head of the fixing pin is larger than the area of the upper surface of the convex portion. . The effect will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a case where a solution of a selective binding substance such as DNA is spotted on the upper surface of a convex portion of a substrate using a plurality of pins, and shows a case where the area of the pin head and the upper surface of the convex portion are the same. It shows a case where the position of the pin 12a and the upper surface of the convex portion 14a directly below it are aligned. Even if the positions of the pin head of 12a and the upper surface of the convex portion of the substrate of 14a are matched, another pin head position (shown by 12b) and the upper surface of the convex portion shown by 14b are caused by the error of the pin block 11 for fixing the substrate 13 and the pin. Is often out of position. Thus, if the position of the pin head and the upper surface of the convex portion is shifted, it is spotted only on a part of the convex portion, resulting in a defective product, resulting in a problem that the yield at the time of manufacture becomes very poor. When the upper surface of the convex portion is a circle, the diameter is approximately 50 to 400 μm. Therefore, if there is an error of several tens of microns in the position of the pin head or the position of the substrate, the above-described problem occurs.

このような問題点は、図2で示すように、ピンヘッドの面積を大きくすれば一挙に解決できる。ピンヘッドの面積を凸部上面の面積より大きくすることにより、多少の位置誤差は吸収可能である。なお、ピンヘッドの面積Spと凸部上面の面積Ssとの関係は、Sp/Ss≧1.4での間が好ましい。この数字は、仮に凸部上面の形状とピンヘッドの形状が円である場合、それぞれの直径のRpとRsの範囲は、概ねRp/Rs≧1.2となる。この範囲であれば、ピンブロックなどによる位置誤差を吸収できる。なお、Sp/SsやRp/Rsの上限は、25≧Sp/Ssすなわち5≧Rp/Rsが好ましい。特に好ましくは、9≧Sp/Ssすなわち3≧Rp/Rsである。この範囲であると隣接する凸部かつ、隣の凸部上面との距離を大きく離すことなく(すなわち、チップのスポット密度を低下させることなく)、スポットが可能である。   Such a problem can be solved at once by increasing the area of the pin head, as shown in FIG. Some positional errors can be absorbed by making the area of the pin head larger than the area of the upper surface of the convex portion. The relationship between the area Sp of the pin head and the area Ss of the upper surface of the convex portion is preferably between Sp / Ss ≧ 1.4. In this figure, if the shape of the upper surface of the convex portion and the shape of the pin head are circles, the range of Rp and Rs of each diameter is approximately Rp / Rs ≧ 1.2. Within this range, position errors due to pin blocks and the like can be absorbed. The upper limit of Sp / Ss and Rp / Rs is preferably 25 ≧ Sp / Ss, that is, 5 ≧ Rp / Rs. Particularly preferably, 9 ≧ Sp / Ss, that is, 3 ≧ Rp / Rs. Within this range, spotting is possible without greatly separating the distance between the adjacent convex portion and the upper surface of the adjacent convex portion (that is, without reducing the spot density of the chip).

また、ピンの形状としては、万年筆のようにピン自体に毛管を形成し、その中に選択結合性物資の溶液を保持するようにしたもの使用可能であるし、このような毛管を形成していないピンも使用可能である。毛管を形成していないピンの場合は、凸部上面に一定の液量を滴下できるということから、ピンヘッドに一文字や十文字の溝を形成したものを好ましく用いることができる。   As the shape of the pin, it is possible to use a capillary having a capillary formed on the pin itself like a fountain pen and holding a solution of a selective binding substance therein, and such a capillary is formed. No pins can be used. In the case of a pin that does not have a capillary tube, since a certain amount of liquid can be dropped on the upper surface of the convex portion, a pin head having a single-letter or cross-shaped groove can be preferably used.

そして、実際にスポットする時は、多数の基板をスポット用装置(スポッター)のステージ上に並べる。次いで、ピン先を選択結合性物質の溶液(以下プローブ溶液)に浸し、そのピンを目的の凸部まで移動させ、ピン先と凸部上面を軽く接触させることにより、選択結合性物質のスポッティングを行う。毛管を形成していないピンの場合は、一箇所スポットするたびに、「ピン先をプローブ溶液に浸す→凸部上面にスポット」の動作を繰り返し、全ての基板に同一種類のプローブ溶液をスポットした後は、ピンの洗浄を行い、次のプローブ溶液のスポットを行う。一方、毛管を形成したピンの場合は、ピンをプローブ溶液に浸し、そして、毛管の中に溶液を保持する。しかし、このままで基板と接触させると大過剰のプローブ溶液が流れ出てしまうので、ダミーの基板を数回軽く叩き、余剰なプローブ溶液を捨てる(タッピング)。次いで、ピン先を所望の凸部まで移動し、凸部上面とピン先を軽く接触させることにより、プローブ溶液のスポットを行う。そして、連続して次の基板の凸部にスポットを行う。全ての基板に同一種類のプローブ溶液をスポットした後は、ピンの洗浄を行い残ったプローブ溶液を捨て、「毛管中に次のプローブ溶液の保持→タッピング→スポットDNAのスポット→洗浄」の動作を繰り返すことになる。   When actually spotting, a large number of substrates are arranged on the stage of a spotting device (spotter). Next, the tip of the selective binding substance is spotted by immersing the pin tip in a solution of the selective binding substance (hereinafter referred to as probe solution), moving the pin to the target convex part, and lightly contacting the pin tip and the upper surface of the convex part. Do. In the case of a pin that does not form a capillary tube, every time it is spotted, the operation of “immerse the tip of the pin in the probe solution → spot on the top surface of the convex portion” is repeated to spot the same type of probe solution on all the substrates. After that, the pins are washed and the next probe solution spotted. On the other hand, in the case of a pin formed with a capillary, the pin is immersed in the probe solution and the solution is held in the capillary. However, if the substrate is brought into contact with the substrate as it is, a large excess of the probe solution flows out, so the dummy substrate is tapped several times to discard the excess probe solution (tapping). Next, the probe tip is spotted by moving the pin tip to the desired convex portion and bringing the upper surface of the convex portion into contact with the pin tip lightly. And a spot is continuously performed on the convex part of the following board | substrate. After spotting the same type of probe solution on all substrates, wash the pins, discard the remaining probe solution, and perform the operation of `` holding the next probe solution in the capillary → tapping → spot DNA spot → washing ''. Will repeat.

ピンヘッドと基板の凸部の位置合わせは、カメラ等の撮像手段を具備したスポッターを用いて、この撮像手段からの画像情報から位置情報を算出し、この位置情報を元に、ピンヘッドの位置を制御できるスポッターを使用しても良いし、マイクロカメラなどで、ピンヘッドと凸部上面の位置を撮影し、目視で確認しながら微調整を行っても良い。   The position of the pin head and the convex portion of the substrate is calculated by calculating position information from image information from the image pickup means using a spotter equipped with image pickup means such as a camera, and the position of the pin head is determined based on the position information. A controllable spotter may be used, and the positions of the pin head and the upper surface of the convex portion may be photographed with a micro camera or the like, and fine adjustment may be performed while visually confirming.

プローブ溶液の組成としては、プローブとなる選択結合性物質をSSC(標準食塩-クエン酸緩衝液)などの緩衝液に溶かしたものを用いることができる。選択結合性物質の濃度としては、1〜100μMの範囲が好ましい。特に好ましくは10〜50μMの範囲である。プローブ溶液中には、基板表面の官能基と選択結合性物質の官能基の組合せにより、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)、4−(4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン−2−イル)−4−メチル−モルホリニウムクロリド(DMT−MM)等の縮合剤も好ましく含有させることができる。また、プローブ溶液にドデシル硫酸ナトリウム(SDS)などの界面活性剤を含有させると、凸部上面でのプローブ溶液の「延び」が良くなり、ムラのないスポットを得ることが可能であることから、特に好ましく用いることができる。   As the composition of the probe solution, a selective binding substance serving as a probe dissolved in a buffer solution such as SSC (standard saline-citrate buffer solution) can be used. The concentration of the selective binding substance is preferably in the range of 1 to 100 μM. Especially preferably, it is the range of 10-50 micromol. In the probe solution, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC), 4- (4,6-dimethoxy-) is obtained depending on the combination of the functional group of the substrate surface and the functional group of the selective binding substance. A condensing agent such as 1,3,5-triazin-2-yl) -4-methyl-morpholinium chloride (DMT-MM) can also be preferably contained. In addition, when a probe solution such as sodium dodecyl sulfate (SDS) is included in the probe solution, the probe solution “extends” on the upper surface of the convex portion, and a spot without unevenness can be obtained. It can be particularly preferably used.

ステージ上への基板の設置法しては、図3に示すような方法を好ましく用いることができる。すなわち、基板の基準となる面を33のような突き当てに押しつける。突き当てへの押しつけは、例えば、34で示すようなバネで基板を押しつけることにより達成できる。このような形状の突き当てとバネのセットを多数ステージ上に並べ、これに基板をセットすることが好ましく用いられる。   As a method for placing the substrate on the stage, a method as shown in FIG. 3 can be preferably used. That is, the reference surface of the substrate is pressed against the abutment 33. The pressing against the abutment can be achieved, for example, by pressing the substrate with a spring as shown by 34. It is preferable to arrange a large number of sets of abutments and springs on the stage and set the substrate on the stage.

次いで担体の形状について述べる。凹凸部の複数の凸部に選択結合性物質が固定化されるが、この高さに関しては、凸部の上面の高さが略同一であるであることが好ましい。ここで、高さが略同一とは、多少高さの違う凸部の表面に選択結合性物質を固定化し、これと蛍光標識した被検体とを反応させ、そして、スキャナーでスキャンした際、その信号レベルの強度差が問題とならない高さをいう。具体的に高さが略同一とは、高さの差が100μmより小さいことをいい、より好ましくは50μm以下である。   Next, the shape of the carrier will be described. Although the selective binding substance is immobilized on the plurality of convex portions of the concavo-convex portion, the height of the upper surface of the convex portion is preferably substantially the same with respect to this height. Here, when the height is substantially the same, a selective binding substance is immobilized on the surface of a convex part having a slightly different height, and this is reacted with a fluorescently labeled analyte, and then scanned with a scanner. The height at which the difference in signal level strength does not matter. Specifically, the substantially same height means that the difference in height is less than 100 μm, and more preferably 50 μm or less.

すなわち、一般にマイクロアレイは、蛍光標識化された検体と担体に固定化された選択結合性物質とを反応させ、スキャナーと呼ばれる装置で蛍光を読みとることが一般的である。スキャナーは励起光であるレーザー光を対物レンズで絞り込み、レーザー光を集光する。この集光された光をマイクロアレイの表面に照射して、レーザー光の焦点をマイクロアレイ表面に合わせる。そして、この条件のまま、対物レンズもしくは、マイクロアレイ自体を走査することによりマイクロアレイから発生する蛍光を読み込むような仕組みとなっている。   That is, in general, a microarray generally reacts a fluorescently labeled specimen with a selective binding substance immobilized on a carrier, and reads fluorescence with a device called a scanner. The scanner condenses the laser light by narrowing down the laser light as excitation light with an objective lens. The condensed light is irradiated on the surface of the microarray, and the laser beam is focused on the surface of the microarray. Under this condition, the fluorescence generated from the microarray is read by scanning the objective lens or the microarray itself.

このような、スキャナーを用いて本発明の凸部上面に選択結合性物質を固定化した担体をスキャンすると、凹凸部の凹部に非特異的に吸着した検体DNAの蛍光(ノイズ)を検出しがたいという効果を発揮する。この理由は、凸部上面にレーザー光の焦点が合っているため、凹部ではレーザー光がデフォーカスされるからである。逆に言えば、選択結合性物質が固定化された複数の凸部の内、最も高い凸部上面の高さと、最も低い凸部上面の高さの差が50μm以下であることが好ましい。なぜなら、凸部上面の高さにこれ以上のばらつきがあると、スキャナーの焦点深度の関係で正確な蛍光強度を測定できないことが起こりうるし、スポッティングの際の高さの差が、思わぬばらつきの原因となりうるからである。   When such a scanner is used to scan the carrier on which the selective binding substance is immobilized on the upper surface of the convex portion of the present invention, fluorescence (noise) of the sample DNA adsorbed nonspecifically in the concave portion of the concave and convex portion is detected. Demonstrate the effect that you want. This is because the laser beam is focused on the upper surface of the convex portion, so that the laser beam is defocused in the concave portion. In other words, the difference between the height of the upper surface of the highest convex portion and the height of the upper surface of the lowest convex portion among the plurality of convex portions to which the selective binding substance is immobilized is preferably 50 μm or less. This is because if there is more variation in the height of the upper surface of the convex part, it may happen that accurate fluorescence intensity cannot be measured due to the depth of focus of the scanner, and the difference in height during spotting may cause unexpected variation. It can be a cause.

なお、選択結合性物質が固定化された複数の凸部の内、最も高い凸部上面の高さと、最も低い凸部上面の高さの差は、50μm以下であれば良いが、30μm以下であることがより好ましく、高さが同一であればなお好ましい。なお、本願でいう同一の高さとは、生産等で発生するばらつきによる誤差も含むものとする。   The difference between the height of the upper surface of the highest convex portion and the height of the upper surface of the lowest convex portion among the plurality of convex portions to which the selective binding substance is immobilized may be 50 μm or less, but 30 μm or less. It is more preferable that the height is the same. In addition, the same height as used in this application shall also include the error by the dispersion | variation which generate | occur | produces by production etc.

なお、選択結合性物質が固定化された複数の凸部とは、データとして必要な選択結合性物質(例えば核酸)が固定化された部分をいうのであって、ただ単にダミーの選択結合性物質を固定化した部分は除く。   The plurality of convex portions on which the selective binding substance is immobilized means a portion on which the selective binding substance (for example, nucleic acid) necessary as data is immobilized, and is simply a dummy selective binding substance. The part where is fixed is excluded.

また、一般にスキャナーの焦点を調整する方法は、以下の通りである。すなわち、スキャナーがマイクロアレイの表面に励起光の焦点を合わせる際には、マイクロアレイの隅で励起光の焦点を合わせるか、図6に示すように、治具にマイクロアレイを突き当て、レーザー光の焦点をマイクロアレイ表面に合わせる。そして、その条件のまま、マイクロアレイ全体をスキャンする。したがって、本発明の担体には、特に凹凸部と平坦部が設けられていることが好ましい。具体例を図4、図5に示す。41が平坦部であり、かつ、42で示される凹凸部の凸部上面に選択結合性物質(例えば核酸)が固定化されている。さらに、凹凸部の凸部の上面の高さと平坦部分の高さの差が50μm以下であることが好ましい。このようにしておけば、選択結合性物質が固定化された担体をスキャンする場合は、いったん平坦部の上面で励起光の焦点を合わせたり、平坦部を治具に突き当てることが可能である。すなわち、スキャナーの焦点合わせが容易になる。このようにして、平坦部で励起光の焦点を合わせるので、選択結合性物質が固定化された凸部の上面は、平坦であり、かつ、凸部上面の高さと平坦部の高さの差が50μm以下であることが好ましい。   In general, the method of adjusting the focus of the scanner is as follows. That is, when the scanner focuses the excitation light on the surface of the microarray, the excitation light is focused at the corner of the microarray, or the microarray is abutted against a jig as shown in FIG. Fit to microarray surface. Then, the entire microarray is scanned under the conditions. Therefore, the carrier of the present invention is particularly preferably provided with an uneven portion and a flat portion. Specific examples are shown in FIGS. Reference numeral 41 denotes a flat portion, and a selective binding substance (for example, nucleic acid) is immobilized on the upper surface of the convex portion of the concavo-convex portion indicated by 42. Furthermore, it is preferable that the difference between the height of the upper surface of the convex portion of the concavo-convex portion and the height of the flat portion is 50 μm or less. In this way, when scanning the carrier on which the selective binding substance is immobilized, it is possible to focus the excitation light once on the upper surface of the flat portion or to hit the flat portion against the jig. . That is, the scanner can be easily focused. Thus, since the excitation light is focused on the flat portion, the upper surface of the convex portion on which the selective binding substance is immobilized is flat, and the difference between the height of the upper surface of the convex portion and the height of the flat portion is the same. Is preferably 50 μm or less.

凸部の上面の高さと平坦部の高さの差が50μmより大きいと、以下のような問題点が生じることがある。すなわち、励起光の焦点は平坦部の上面で調整されているので、凸部の上面の高さが異なると、凸部上面での励起光の焦点がぼやけてしまい、最悪の場合、選択結合性物質と検体が反応したことによる蛍光が全く検出されないことが起こりうる。同様なことは、凸部上面と高さが同じ平坦部が設けられていない場合でも起こりうる。   If the difference between the height of the upper surface of the convex part and the height of the flat part is larger than 50 μm, the following problems may occur. That is, since the focal point of the excitation light is adjusted on the upper surface of the flat part, if the height of the upper surface of the convex part is different, the focal point of the excitation light on the upper surface of the convex part is blurred. It may happen that no fluorescence due to the reaction between the substance and the analyte is detected. The same thing can occur even when a flat portion having the same height as the upper surface of the convex portion is not provided.

なお、凸部の上面の高さと平坦部分の高さの差は、50μm以下であればよいが、30μm以下であることがより好ましく、凸部の上面の高さと平坦部分の高さが同一であればなお好ましい。なお、本願でいう同一の高さとは、生産等で発生するばらつきによる誤差も含むものとする。   The difference between the height of the upper surface of the convex portion and the height of the flat portion may be 50 μm or less, more preferably 30 μm or less, and the height of the upper surface of the convex portion and the height of the flat portion are the same. It is still preferable if it exists. In addition, the same height as used in this application shall also include the error by the dispersion | variation which generate | occur | produces by production etc.

また本発明では、平面状の担体に選択結合性物質を点着するのではなく、凹凸部分の凸部上面にのみ選択結合性物質を固定化している。したがって、凸部上面以外の部分に非特異的に検体試料が吸着しても、凸部上面以外の部分では、励起光の焦点がぼやけてるため、望まざる非特異的な吸着をした検体試料からの蛍光を検出することがない。このため、ノイズが小さくなり、結果的にS/Nが良くなるという効果を発揮する。   In the present invention, the selective binding substance is not spotted on the planar carrier, but is fixed only on the upper surface of the convex portion of the concavo-convex portion. Therefore, even if the specimen sample is non-specifically adsorbed on a portion other than the top surface of the convex portion, the focus of the excitation light is blurred on the portion other than the top surface of the convex portion. No fluorescence is detected. For this reason, the noise is reduced, and as a result, the S / N ratio is improved.

また、凸部の上面の面積は略同一であることが好ましい。このようにすることにより、多種の選択結合性物質が固定化される部分の面積を同一にできるので、後の解析に有利である。ここで、凸部の上部の面積が略同一とは、凸部の中で最も大きい上面面積を、最も小さい上面面積で割った値が1.2以下であることを言う。   Moreover, it is preferable that the area of the upper surface of a convex part is substantially the same. By doing in this way, the area of the part by which various selective binding substances are immobilized can be made the same, which is advantageous for later analysis. Here, the area of the upper part of the convex part is substantially the same means that the value obtained by dividing the largest upper surface area in the convex part by the smallest upper surface area is 1.2 or less.

凸部の上面の面積は、特に限定される物ではないが、選択結合性物質の量を少なくすることができる点とハンドリングの容易さの点から、4mm以下、10μm以上が好ましい。 The area of the upper surface of the convex portion is not particularly limited, but is preferably 4 mm 2 or less and 10 μm 2 or more from the viewpoint that the amount of the selective binding substance can be reduced and handling is easy.

凹凸部における凸部の高さとしては、0.01mm以上、1mm以下が好ましい。凸部の高さがこれより低いと、スポット以外の部分の非特異的に吸着した検体試料を検出してしまうことがあり、結果的にS/Nが悪くなることがある。また、凸部の高さが1mm以上であると、凸部が折れて破損しやすいなどの問題が生じる場合がある。   The height of the convex portion in the concavo-convex portion is preferably 0.01 mm or more and 1 mm or less. If the height of the convex portion is lower than this, a non-specifically adsorbed specimen sample other than the spot may be detected, resulting in a poor S / N. Further, when the height of the convex portion is 1 mm or more, there may be a problem that the convex portion is easily broken and damaged.

本発明の選択結合性物質の固定化担体は、選択結合性物質を固定化するため、担体表面が低自家蛍光樹脂からなることが好ましい。ここで、低自家蛍光樹脂とは、Axon Instruments社のGenePix 4000Bを用いて、厚み1mmの清浄な平板を、励起波長532nm、フォトマルチプライヤーの設定ゲインを700、レーザーパワーを33%の条件で測定したとき、蛍光強度が1000以下であるものを言う。これを満たさない樹脂は、検出の際のS/Nが悪化するので、好ましくない。このような低自家蛍光樹脂としては、例えば下記一般式(1)で表されるポリマーを挙げることができる。   In the selective binding substance-immobilized carrier of the present invention, the carrier surface is preferably made of a low autofluorescent resin in order to immobilize the selective binding substance. Here, the low autofluorescent resin is a 1 mm thick clean flat plate using GenePix 4000B manufactured by Axon Instruments, under conditions of excitation wavelength of 532 nm, photomultiplier setting gain of 700, and laser power of 33%. When the fluorescence intensity is 1000 or less. Resins that do not satisfy this condition are not preferable because the S / N ratio during detection deteriorates. Examples of such a low autofluorescent resin include a polymer represented by the following general formula (1).

Figure 2006184056
Figure 2006184056

(一般式(1)のR1、R2、R3は、アルキル基、アリール基もしくは水素原子を表す。)
前記ポリマーとしては、単独重合体あるいは共重合体が用いられる。前記ポリマーは、少なくとも一つのタイプのモノマーを原料に用いており、そのモノマーは、重合に関与し得る二重結合および重縮合に関与し得る官能基ならびに、ケトンもしくはカルボン酸またはそれらの誘導体の形態で存在する。また前記ポリマーは、一般式(1)の構造を有することがより好ましい。
(R1, R2, and R3 in the general formula (1) represent an alkyl group, an aryl group, or a hydrogen atom.)
A homopolymer or a copolymer is used as the polymer. The polymer uses at least one type of monomer as a raw material, and the monomer includes a double bond that can participate in polymerization and a functional group that can participate in polycondensation, and a form of a ketone or a carboxylic acid or a derivative thereof. Exists. The polymer preferably has a structure represented by the general formula (1).

なお、前記ポリマーが共重合体の場合、一般式(1)で表される構造単位を全モノマー単位の10%以上含有していることが好ましい。一般式(1)で表される構造単位の含有量が10%以上であると、後に説明するようなステップにて、表面に多くのカルボキシル基を生成でき、プローブ核酸を多く固定化できるので、結果的にS/N比がより向上する。   In addition, when the said polymer is a copolymer, it is preferable to contain the structural unit represented by General formula (1) 10% or more of all the monomer units. When the content of the structural unit represented by the general formula (1) is 10% or more, many carboxyl groups can be generated on the surface and many probe nucleic acids can be immobilized in steps as described later. As a result, the S / N ratio is further improved.

本発明において、ポリマーとは、数平均重合度が50以上のものを言う。このポリマーの数平均重合度の好ましい範囲は、100から1万である。特に好ましくは、200以上、5000以下である。なお、数平均重合度はGPC(ゲルパーメイションクロマトグラフ)を用い定法にてポリマーの分子量を測定することにより、容易に測定できる。   In the present invention, the polymer means a polymer having a number average degree of polymerization of 50 or more. The preferred range of the number average degree of polymerization of this polymer is 100 to 10,000. Particularly preferably, it is 200 or more and 5000 or less. The number average degree of polymerization can be easily measured by measuring the molecular weight of the polymer by a conventional method using GPC (gel permeation chromatograph).

一般式(1)において、R1およびR2はアルキル基、アリール基または水素原子を表し、それぞれ同一であっても異なっていても良い。前記アルキル基は直鎖状であってもまたは枝別れしていても良く、好ましくは1から20の炭素数を有する。前記アリール基は、好ましくは6から18、さらに好ましくは6から12の炭素数を有する。官能基XはO、NR3 、またはCH2の中から任意に選ばれる。R3は前記R1およびR2と同様に定義される官能基である。 In the general formula (1), R1 and R2 each represents an alkyl group, an aryl group or a hydrogen atom, and may be the same or different. The alkyl group may be linear or branched and preferably has 1 to 20 carbon atoms. The aryl group preferably has 6 to 18, more preferably 6 to 12 carbon atoms. Functional group X O, NR3, or chosen arbitrarily from among CH 2. R3 is a functional group defined in the same manner as R1 and R2.

前記各種のような官能基を含むポリマーで、好ましいものとしては、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチルメタクリレート(PEMA)またはポリプロピルメタクリレートのポリメタクリル酸アルキル(PAMA)等がある。これらの中で最も好ましいものは、射出成形やホットエンボス法にて成形が容易であり、かつ、比較的ガラス転移温度が高い点からポリメチルメタクリレートである。さらに、ポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸シクロヘキシルまたはポリメタクリル酸フェニル等も用いることができる。また、前記ポリマーの構成要素を組み合わせた、または前記ポリマーの構成要素に他の一種または複数種のポリマーの構成要素を加えた構造の、共重合体も用いることができる。前記他のポリマーとしては、ポリスチレン等がある。   Preferred examples of the polymer containing various functional groups include polymethyl methacrylate (PMMA), polyethyl methacrylate (PEMA), polypropyl methacrylate polyalkyl methacrylate (PMMA), and the like. Among these, polymethyl methacrylate is most preferable because it can be easily molded by injection molding or hot embossing and has a relatively high glass transition temperature. Furthermore, polyvinyl acetate, polycyclohexyl methacrylate, polyphenyl methacrylate, or the like can also be used. Further, a copolymer having a structure in which the constituent elements of the polymer are combined or the constituent elements of the polymer are added with one or more kinds of constituent elements of the polymer can also be used. Examples of the other polymer include polystyrene.

共重合体の場合、各構成要素の比の範囲は、カルボニル基を含むモノマー、例えばメタクリル酸アルキルの割合は、10モル%以上が好ましい。こうすることにより、表面に多くのカルボン酸を生成できプローブ核酸を多く固定化できるので、結果的にS/N比がより向上するからである。ポリマーの構造単位のうち、より好ましい該モノマーの割合は50モル%以上である。   In the case of a copolymer, the range of the ratio of each component is preferably 10 mol% or more in the proportion of the monomer containing a carbonyl group, for example, alkyl methacrylate. By doing so, a large amount of carboxylic acid can be generated on the surface and a large amount of probe nucleic acid can be immobilized. As a result, the S / N ratio is further improved. Among the structural units of the polymer, the more preferable proportion of the monomer is 50 mol% or more.

さらに本発明では、一般式(1)で表される構造単位を少なくとも1つ有するポリマーを有する担体に選択結合性物質を固定化するため、これにアルカリもしくは酸で前処理を施すことが好ましい。こうすることにより、担体表面にカルボキシル基を形成させることができる。。担体表面にカルボキシル基を生成する手段としては、アルカリ、酸などで処理する方法を単独で用いるだけではなく、温中での超音波処理、酸素プラズマ、アルゴンプラズマ、放射線に担体を晒す方法などと組み合わせても良い。これらの方法の中でも、担体の損傷が少なく、また、容易に実施できるという点から温度を上げたアルカリ、もしくは酸に担体を漬け込んで表面にカルボキシル基を生成させることが好ましい。具体的な例としては、水酸化ナトリウムや硫酸の水溶液(好ましい濃度は、1N〜20N)に担体を漬け込み、好ましくは30℃から80℃の温度にして、1時間から100時間の間保持すればよい。   Furthermore, in the present invention, in order to immobilize a selective binding substance on a carrier having a polymer having at least one structural unit represented by the general formula (1), it is preferable to pre-treat this with an alkali or an acid. By doing so, a carboxyl group can be formed on the surface of the carrier. . As a means for generating a carboxyl group on the surface of the carrier, not only a method of treating with an alkali or an acid is used alone, but also a method of exposing the carrier to ultrasonic treatment, oxygen plasma, argon plasma, radiation, etc. in warm. You may combine. Among these methods, it is preferable to generate a carboxyl group on the surface by immersing the carrier in an alkali or acid whose temperature has been increased from the viewpoint that the carrier is less damaged and can be easily carried out. As a specific example, if the carrier is immersed in an aqueous solution of sodium hydroxide or sulfuric acid (preferred concentration is 1N to 20N), preferably at a temperature of 30 ° C. to 80 ° C. and held for 1 to 100 hours. Good.

上記の方法にて、カルボキシル基が担体表面に生成したかどうかは、XPS(X線光電子分光法)にて確認できる。具体的には、フッ素を含むラベル化試薬(例えばトリフルオロエタノール)を用いてカルボキシル基をフッ素でラベル化する。そして、ラベル化後の試料でのC1s、F1sピーク面積強度に反応率を考慮して官能基量を推定することが可能である。さらに精度を上げるためには、トリフルオロエタノールで標識化された試料の表面のフッ素分布をTOF−SIMS(飛行時間型二次イオン質量分析法)で観察することにより、カルボキシル基が担体表面に生成しているかどうかを確認すればよい。   It can be confirmed by XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) whether or not a carboxyl group is generated on the surface of the carrier by the above method. Specifically, the carboxyl group is labeled with fluorine using a labeling reagent containing fluorine (for example, trifluoroethanol). Then, it is possible to estimate the functional group amount in consideration of the reaction rate with respect to the C1s and F1s peak area intensity in the labeled sample. To further improve the accuracy, the surface of the sample labeled with trifluoroethanol is observed with TOF-SIMS (time-of-flight secondary ion mass spectrometry) to generate carboxyl groups on the surface of the carrier. You can check whether you are doing.

このようにカルボキシル基を担体の表面に生成すれば、これを足がかりに、担体側をビオチンもしくはアビチン修飾し、選択結合性物質をアビチンもしくはビオチン修飾して、アビチン・ビオチン相互作用にて選択結合性物質を担体に固定化する方法や、担体側をエチレンジアミン等のリンカーと反応させて、さらにこのリンカーと選択結合性物質を反応させ固定化することも考えられる。しかし、これらの方法では、2段階の反応を行うため、反応収率の関係から、担体に固定化できる選択結合性物質が少なくなりがちである。従って、担体のカルボキシル基と選択結合性物質との官能基とを直接反応させ、選択結合性物質を固定化することが好ましい。すなわち、担体表面のカルボキシル基と選択結合性物質のアミノ基や水酸基とを共有結合により固定化することが好ましい。一般的には、これらの結合の反応を助長するため、ジシクロヘキシルカルボジイミド、N−エチル−5−フェニルイソオキサゾリウム−3’−スルホナートなどの様々な縮合剤が用いられている。これらの中でも、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)は、毒性が少ないことや、反応系からの除去が比較的容易なことから、選択結合性物質と担体表面のカルボキシル基との縮合反応にはもっとも有効な縮合剤の1つである。その他、有望な縮合剤としては4−(4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン−2−イル)−4−メチル−モルホリニウムクロリド(DMT−MM)がある。これらEDCなどの縮合剤は、選択結合性物質の溶液と混ぜて使用しても良いし、カルボキシル基が表面に生成された担体を予めEDCの溶液に浸漬しておき、表面のカルボキシル基を活性化しておいても良い。   If the carboxyl group is generated on the surface of the carrier in this way, using this as a foothold, the carrier side is modified with biotin or avidin, the selective binding substance is modified with avidin or biotin, and selective binding is achieved by the interaction between avidin and biotin. It is also conceivable to immobilize the substance on the carrier, or to react the carrier side with a linker such as ethylenediamine, and further react and immobilize this linker with a selective binding substance. However, in these methods, since a two-step reaction is performed, the selective binding substance that can be immobilized on the carrier tends to be less due to the reaction yield. Therefore, it is preferable to immobilize the selective binding substance by directly reacting the carboxyl group of the carrier with the functional group of the selective binding substance. That is, it is preferable to fix the carboxyl group on the surface of the carrier and the amino group or hydroxyl group of the selective binding substance by a covalent bond. In general, various condensing agents such as dicyclohexylcarbodiimide, N-ethyl-5-phenylisoxazolium-3'-sulfonate are used to facilitate the reaction of these bonds. Among these, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) is less toxic and relatively easy to remove from the reaction system. It is one of the most effective condensing agents for the condensation reaction with a carboxyl group. Another promising condensing agent is 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl) -4-methyl-morpholinium chloride (DMT-MM). These condensing agents such as EDC may be used by mixing with a solution of a selective binding substance, or a carrier having a carboxyl group formed on the surface is previously immersed in an EDC solution to activate the surface carboxyl group. You may make it.

このような縮合剤を用い、担体表面のカルボキシル基と選択結合性物質のアミノ基とを反応させた場合は、アミド結合により担体表面と選択結合性物質が固定化されることになり、担体表面のカルボキシル基と選択結合性物質の水酸基とを反応させた場合は、エステル結合により担体表面と選択結合性物質とが固定化されることになる。選択結合性物質を含む試料を担体に作用させる際の温度は、5℃〜95℃が好ましく、15℃〜65℃が更に好ましい。処理時間は通常5分〜24時間であり、1時間以上が好ましい。   When such a condensing agent is used and the carboxyl group on the support surface is reacted with the amino group of the selective binding substance, the support surface and the selective binding substance are immobilized by an amide bond. When the carboxyl group of this is reacted with the hydroxyl group of the selective binding substance, the support surface and the selective binding substance are fixed by an ester bond. The temperature at which the sample containing the selective binding substance is allowed to act on the carrier is preferably 5 ° C to 95 ° C, more preferably 15 ° C to 65 ° C. The treatment time is usually 5 minutes to 24 hours, preferably 1 hour or longer.

前述した方法により、ポリマー表面に選択結合性物質を固定化することにより、スポット部分以外は、電荷がマイナスのカルボキシル基が存在しているので、検体(代表的にはDNA)の非特異的な吸着を抑え、さらに、共有結合で強固に、かつ、高密度に選択結合性物質を固定化でき、さらに、ガラスに比べ、固定化された選択結合性物質の空間的な自由度が高いという推定理由のために、検体とのハイブリダイゼーション効率が高い担体を得ることができる。空間的な自由度が高い利点は、特に固定化されている選択結合性物質がオリゴDNAと呼ばれる塩基長が10塩基から100塩基のDNAの場合に、検体とのハイブリダイゼーション効率が非常に向上するという優れた特性を与える。   By immobilizing a selective binding substance on the polymer surface by the above-described method, since a carboxyl group having a negative charge is present except for the spot portion, a non-specific sample (typically DNA) is not present. It is estimated that the selective binding substance can be immobilized firmly and densely by covalent bond, and the degree of spatial freedom of the immobilized selective binding substance is higher than that of glass. For this reason, it is possible to obtain a carrier having a high hybridization efficiency with the specimen. The advantage of the high degree of spatial freedom is that the efficiency of hybridization with a specimen is greatly improved, particularly when the immobilized selective binding substance is DNA having a base length of 10 to 100 bases called oligo DNA. Gives excellent characteristics.

上述の方法により得られた選択結合性物質固定化担体は、選択結合性物質を固定した後、適当な処理をすることができる。例えば、熱処理、アルカリ処理、界面活性剤処理などを行うことにより、固定された選択結合性物質を変性させることもできる。   The selective binding substance-immobilized carrier obtained by the above-described method can be appropriately treated after fixing the selective binding substance. For example, the fixed selective binding substance can be denatured by performing heat treatment, alkali treatment, surfactant treatment, or the like.

また、選択結合性物質固定化担体は、蛍光標識化された検体と担体に固定化された選択結合性物質とをハイブリダイゼーション反応させ、スキャナーと呼ばれる装置で蛍光を読みとることが一般的である。スキャナーは励起光であるレーザー光を対物レンズで絞り込み、レーザー光を集光する。しかし、担体表面から自家蛍光が生じる場合、その発光がノイズとなり検出精度の低下に繋がることがある。これを防ぐため一般式(1)の構造単位を有するポリマーに黒色を呈し、またレーザー照射により発光を生じない物質を含有させて表面を黒色にすることにより、担体自身からの自家蛍光を低減させることができるので好ましい。このような担体を用いることにより、検出の際、担体からの自家蛍光を低減できるのでよりノイズが小さく、結果的にS/N比が良好な選択結合性物質物質が固定化された担体を提供することができる。   In addition, the selective binding substance-immobilized carrier is generally subjected to a hybridization reaction between a fluorescently labeled specimen and the selective binding substance immobilized on the carrier, and the fluorescence is read by a device called a scanner. The scanner condenses the laser light by narrowing down the laser light as excitation light with an objective lens. However, when autofluorescence is generated from the surface of the carrier, the emitted light becomes noise and may lead to a decrease in detection accuracy. In order to prevent this, the polymer having the structural unit of the general formula (1) exhibits a black color and contains a substance that does not emit light by laser irradiation to make the surface black, thereby reducing autofluorescence from the carrier itself. This is preferable. By using such a carrier, autofluorescence from the carrier can be reduced at the time of detection, so that a carrier with a selectively binding substance substance immobilized with a smaller noise and a better S / N ratio is provided. can do.

ここで、担体が黒色とは、可視光(波長が400nmから800nm)範囲において、担体の黒色部分の分光反射率が特定のスペクトルパターン(特定のピークなど)を持たず、一様に低い値であり、かつ、担体の黒色部分の分光透過率も、特定のスペクトルパターンを持たず、一様に低い値であることをいう。   Here, the black carrier means that the spectral reflectance of the black part of the carrier does not have a specific spectral pattern (such as a specific peak) in the visible light (wavelength range of 400 nm to 800 nm) and is a uniformly low value. In addition, the spectral transmittance of the black portion of the carrier also has a specific spectral pattern and is uniformly low.

この分光反射率、分光透過率の値としては、可視光(波長が400nmから800nm)の範囲の分光反射率が7%以下であり、同波長範囲での分光透過率が2%以下であることが好ましい。なお、ここでいう分光反射率は、JIS Z 8722 条件Cに適合した、照明・受光光学系で、担体からの正反射光を取り込んだ場合の分光反射率をいう。   As the values of the spectral reflectance and the spectral transmittance, the spectral reflectance in the range of visible light (wavelength is 400 nm to 800 nm) is 7% or less, and the spectral transmittance in the same wavelength range is 2% or less. Is preferred. Note that the spectral reflectance here refers to the spectral reflectance when regular reflected light from a carrier is captured in an illumination / light-receiving optical system conforming to JIS Z 8722 Condition C.

黒色にする手段としては、担体に黒色物質を含有させることにより達成しうるが、この黒色物質の好ましいものを挙げると、カーボンブラック、グラファイト、チタンブラック、アニリンブラック、Ru、Mn、Ni、Cr、Fe、CoおよびCuの酸化物、Si、Ti、Ta、ZrおよびCrの炭化物などの黒色物質が使用できる。   As a means for blackening, it can be achieved by adding a black substance to the carrier. Preferred examples of the black substance include carbon black, graphite, titanium black, aniline black, Ru, Mn, Ni, Cr, Black materials such as Fe, Co and Cu oxides, carbides of Si, Ti, Ta, Zr and Cr can be used.

これらの黒色物質は単独で含有させる他、2種類以上を混合して含有させることもできる。この中の黒色物質の中でも、カーボンブラック、グラファイト、チタンブラックを好ましく含有させることができ、ポリマーに一様に分散しやすいことから特にカーボンブラックを好ましく用いることができる。   These black materials can be contained alone or in combination of two or more. Among these black materials, carbon black, graphite, and titanium black can be preferably contained, and carbon black can be particularly preferably used because it can be uniformly dispersed in the polymer.

また、担体の形状としてガラス、金属などの熱変形をし難い材料からなる支持体層の上に、一般式(1)で表される構造単位を少なくとも1つ有するポリマーからなる選択結合性物質固定化層を設けると、熱や外力による担体の形状変化を防げることから好ましい。支持体層としては、ガラスや、鉄、クロム、ニッケル、チタン、ステンレスなどの金属が好ましい。その他支持体層としては、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドなどの比較的高温に耐えられる樹脂などを用いても良い。また、この支持体層と選択結合性物質固定化層との密着性を良くするため、支持体層の表面を、アルゴン、酸素、窒素ガスでのプラズマ処理やシランカップリング剤での処理を施すことが好ましい。このようなシランカップリング剤としては3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルジエトキシメチルシラン、3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノプロピル)ジメトキシメチルシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ジメトキシ−3−メルカプトプロピルメチルシランなどが挙げられる。支持体層の上に選択結合性物質固定化層を設ける手段としては、ポリマーを有機溶媒に溶解し、スピンコートやディッピングなどの公知の手段を用いることができる。より簡単には、支持体層に接着剤で貼り付けることもできる。   In addition, the selective binding substance immobilization comprising a polymer having at least one structural unit represented by the general formula (1) on a support layer composed of a material that is difficult to be thermally deformed such as glass or metal as the shape of the carrier. It is preferable to provide a chemical layer because it prevents the shape of the carrier from changing due to heat or external force. As a support body layer, metals, such as glass and iron, chromium, nickel, titanium, stainless steel, are preferable. In addition, as the support layer, a resin that can withstand relatively high temperatures such as polycarbonate, polyimide, and polyamide may be used. In order to improve the adhesion between the support layer and the selective binding substance fixing layer, the surface of the support layer is subjected to a plasma treatment with argon, oxygen or nitrogen gas or a treatment with a silane coupling agent. It is preferable. Examples of such silane coupling agents include 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyldiethoxymethylsilane, 3- (2-aminoethylaminopropyl) trimethoxysilane, 3- (2-aminoethylaminopropyl) dimethoxymethylsilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, dimethoxy-3-mercaptopropylmethylsilane and the like. As a means for providing the selective binding substance-immobilized layer on the support layer, known means such as spin coating and dipping can be used by dissolving the polymer in an organic solvent. More simply, it can be attached to the support layer with an adhesive.

ここで、「選択結合性物質」とは、被検物質と直接的又は間接的に、選択的に結合し得る物質を意味し、代表的な例として、核酸、タンパク質、糖類及び他の抗原性化合物を挙げることができる。核酸は、DNAやRNAでもPNAでもよい。特定の塩基配列を有する一本鎖核酸は、該塩基配列又はその一部と相補的な塩基配列を有する一本鎖核酸と選択的にハイブリダイズして結合するので、本発明でいう「選択結合性物質」に該当する。また、タンパク質としては、抗体及びFabフラグメントやF(ab')2フラグメントのような、抗体の抗原結合性断片、並びに種々の抗原を挙げることができる。抗体やその抗原結合性断片は、対応する抗原と選択的に結合し、抗原は対応する抗体と選択的に結合するので、「選択結合性物質」に該当する。糖類としては、多糖類が好ましく、種々の抗原を挙げることができる。また、タンパク質や糖類以外の抗原性を有する物質を固定化することもできる。本発明に用いる選択結合性物質は、市販のものでもよく、また、生細胞などから得られたものでもよい。「選択結合性物質」として、特に好ましいものは、核酸である。この核酸の中でも、オリゴ核酸と呼ばれる、長さが10塩基から100塩基までの核酸は、合成機で容易に人工的に合成が可能であり、また、核酸末端のアミノ基修飾が容易であるため、担体表面への固定化が容易となることから好ましい。さらに、20塩基未満ではハイブリダイゼーションの安定性が低いという観点から20〜100塩基がより好ましい。ハイブリダイゼーションの安定性を保持するため、特に好ましくは40〜100塩基の範囲である。   Here, the “selective binding substance” means a substance that can selectively bind to a test substance directly or indirectly, and representative examples thereof include nucleic acids, proteins, saccharides and other antigenic properties. A compound can be mentioned. The nucleic acid may be DNA, RNA or PNA. A single-stranded nucleic acid having a specific base sequence selectively hybridizes and binds to a single-stranded nucleic acid having a base sequence complementary to the base sequence or a part thereof. Falls under the category of Examples of the protein include an antibody and an antigen-binding fragment of an antibody such as a Fab fragment or F (ab ′) 2 fragment, and various antigens. Since an antibody or an antigen-binding fragment thereof selectively binds with a corresponding antigen, and the antigen selectively binds with a corresponding antibody, it corresponds to a “selective binding substance”. As the saccharide, a polysaccharide is preferable, and various antigens can be exemplified. In addition, antigenic substances other than proteins and saccharides can be immobilized. The selective binding substance used in the present invention may be a commercially available substance or may be obtained from a living cell or the like. Particularly preferred as the “selective binding substance” is a nucleic acid. Among these nucleic acids, nucleic acids called oligonucleic acids having a length of 10 to 100 bases can be easily artificially synthesized with a synthesizer, and the amino group at the end of the nucleic acid can be easily modified. It is preferable because it can be easily fixed on the surface of the carrier. Furthermore, if it is less than 20 bases, 20 to 100 bases are more preferable from the viewpoint that the stability of hybridization is low. In order to maintain the stability of hybridization, the range of 40 to 100 bases is particularly preferable.

本発明の担体を用いた測定方法に供せられる被検物質としては、測定すべき核酸、例えば、病原菌やウイルス等の遺伝子や、遺伝病の原因遺伝子等並びにその一部分、抗原性を有する各種生体成分、病原菌やウイルス等に対する抗体等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、これらの被検物質を含む検体としては、血液、血清、血漿、尿、便、髄液、唾液、各種組織液等の体液や、各種飲食物並びにそれらの希釈物等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。また、被検物質となる核酸は、血液や細胞から常法により抽出した核酸を標識してもよいし、該核酸を鋳型として、PCR等の核酸増幅法によって増幅したものであってもよい。後者の場合には、測定感度を大幅に向上させることが可能である。核酸増幅産物を被検物質とする場合には、蛍光物質等で標識したヌクレオチド三リン酸の存在下で増幅を行うことにより、増幅核酸を標識することが可能である。また、被検物質が抗原又は抗体の場合には、被検物質である抗原や抗体を常法により直接標識してもよいし、被検物質である抗原又は抗体を選択結合性物質と結合させた後、担体を洗浄し、該抗原又は抗体と抗原抗体反応する標識した抗体又は抗原を反応させ、担体に結合した標識を測定することもできる。   Examples of the test substance used in the measurement method using the carrier of the present invention include nucleic acids to be measured, for example, genes such as pathogenic bacteria and viruses, causative genes of genetic diseases, and a part thereof, and various living organisms having antigenicity. Examples include components, antibodies against pathogenic bacteria, viruses and the like, but are not limited thereto. Examples of specimens containing these test substances include body fluids such as blood, serum, plasma, urine, feces, spinal fluid, saliva, various tissue fluids, various foods and beverages, and dilutions thereof. It is not limited to these. Moreover, the nucleic acid to be the test substance may be labeled with a nucleic acid extracted from blood or cells by a conventional method, or may be amplified by a nucleic acid amplification method such as PCR using the nucleic acid as a template. In the latter case, the measurement sensitivity can be greatly improved. When a nucleic acid amplification product is used as a test substance, the amplified nucleic acid can be labeled by performing amplification in the presence of a nucleotide triphosphate labeled with a fluorescent substance or the like. When the test substance is an antigen or antibody, the test substance antigen or antibody may be directly labeled by a conventional method, or the test substance antigen or antibody may be bound to a selective binding substance. Thereafter, the carrier is washed, and a labeled antibody or antigen that reacts with the antigen or antibody with an antigen-antibody is reacted, and the label bound to the carrier can be measured.

固定化物質と被検物質を相互作用させる工程は、従来と全く同様に行うことができる。反応温度及び時間は、ハイブリダイズさせる核酸の鎖長や、免疫反応に関与する抗原及び/又は抗体の種類等に応じて適宜選択されるが、核酸のハイブリダイゼーションの場合、通常、50℃〜70℃程度で1分間〜十数時間、免疫反応の場合には、通常、室温〜40℃程度で1分間〜数時間程度である。   The step of causing the immobilized substance and the test substance to interact can be performed in the same manner as in the past. The reaction temperature and time are appropriately selected according to the chain length of the nucleic acid to be hybridized, the type of antigen and / or antibody involved in the immune reaction, and in the case of nucleic acid hybridization, usually 50 ° C. to 70 ° C. In the case of an immune reaction, it is usually from room temperature to about 40 ° C. for about 1 minute to several hours.

本発明を以下の実施例によって更に詳細に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではない。   The invention is illustrated in more detail by the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1)
(DNA固定化担体の作製および処理)
公知の方法であるLIGA(Lithographie Galvanoformung Abformung)プロセスを用いて、射出成形用の型を作製し、射出成型法により後述するような形状を有するPMMA製の基板を得た。なお、この実施例で用いたPMMAの平均分子量は15万であり、PMMA中には1重量%の割合で、カーボンブラック(三菱化学製 #3050B)を含有させており、基板は黒色である。この黒色基板の分光反射率と分光透過率を測定したところ、分光反射率は、可視光領域(波長が400nmから800nm)のいずれの波長でも5%以下であり、また、同範囲の波長で、透過率は0.5%以下であった。分光反射率、分光透過率とも、可視光領域において特定のスペクトルパターン(ピークなど)はなく、スペクトルは一様にフラットであった。なお、分光反射率は、JIS Z 8722の条件Cに適合した照明・受光光学系を搭載した装置(ミノルタカメラ製、CM−2002)を用いて、担体からの正反射光を取り込んだ場合の分光反射率を測定した。
Example 1
(Preparation and treatment of DNA immobilization carrier)
A mold for injection molding was produced using a known method LIGA (Lithographie Galvanoformung Abformung), and a substrate made of PMMA having a shape as described later was obtained by the injection molding method. The average molecular weight of PMMA used in this example is 150,000, PMMA contains 1% by weight of carbon black (Mitsubishi Chemical # 3050B), and the substrate is black. When the spectral reflectance and the spectral transmittance of this black substrate were measured, the spectral reflectance was 5% or less at any wavelength in the visible light region (wavelength 400 nm to 800 nm), and in the same range of wavelengths, The transmittance was 0.5% or less. Neither spectral reflectance nor spectral transmittance had a specific spectral pattern (such as a peak) in the visible light region, and the spectrum was uniformly flat. Note that the spectral reflectance is the spectrum when specularly reflected light from a carrier is captured using an apparatus (manufactured by Minolta Camera, CM-2002) equipped with an illumination / light receiving optical system that conforms to condition C of JIS Z 8722. The reflectance was measured.

基板の形状は、大きさが縦76mm、横26mm、厚み1mmであり、基板の中央部分を除き表面は平坦であった。基板の中央には、13×10mm、深さ0.2mmの凹んだ部分が設けてあり、この凹みの中に、直径0.2mm、高さ0.2mmの凸部を256箇所箇所設けた。256個の凸部の内訳は、64(8×8)個の凸部を1ブロックとし、このブロックが4つある形になっている。凹凸部分の凸部上面の高さ(256箇所の凸部の高さの平均値)と平坦部分との高さの差を測定したところ、5μm以下であった。また、256個の凸部上面の高さのばらつき(最も高い凸部上面の高さと最も低い凸部上面との高さの差)、さらには、凸部上面の高さの平均値と平坦部上面の高さの差を測定したところそれぞれ5μm以下であった。具体的な凸部のレイアウトを図7にしめす。図7で左上の網がけしている8×8の部分が1つのブロックに相当し、隣のブロックとのピッチは4.5mmとなっている。   The shape of the substrate was 76 mm in length, 26 mm in width, and 1 mm in thickness, and the surface was flat except for the central portion of the substrate. In the center of the substrate, a recessed portion having a size of 13 × 10 mm and a depth of 0.2 mm is provided. In this recess, 256 convex portions having a diameter of 0.2 mm and a height of 0.2 mm are provided. The breakdown of the 256 convex portions has 64 (8 × 8) convex portions as one block, and there are four such blocks. When the height difference between the height of the upper surface of the convex portion of the concavo-convex portion (the average value of the height of 256 convex portions) and the flat portion was measured, it was 5 μm or less. In addition, the height of 256 convex top surfaces varies (the difference in height between the highest convex top surface and the lowest convex top surface), and the average value of the convex top surface and the flat portion. The difference in height between the upper surfaces was measured and found to be 5 μm or less. A specific convex layout is shown in FIG. The 8 × 8 portion shaded in the upper left in FIG. 7 corresponds to one block, and the pitch with the adjacent block is 4.5 mm.

上記のPMMA基板を10Nの水酸化ナトリウム水溶液に65℃で12時間浸漬した。これを、純水、0.1NのHCl水溶液、純水の順で洗浄し、基板表面にカルボキシル基を生成した。なお、Axon Instruments社のGenePix4000Bを用いて、本実施例で用いたカーボンブラック入りのPMMAの平板を、励起波長532nm、フォトマルチプライヤーの設定ゲインを700、レーザーパワーを33%の条件で測定したとき、この板の自家蛍光強度は250であった。
(プローブ溶液の調製)
配列番号1(70塩基、5’末端アミノ化)のDNAを合成した。このDNAを、純水に0.27nmol/μlの濃度で溶かして、ストックソリューションとした。基板に点着する際は、PBS(NaClを8g、NaHPO・12HOを2.9g、KClを0.2g、KHPOを0.2g純水に溶かし1lにメスアップしたものにpH調整用の塩酸を加えたもの、pH6.5)でプローブの終濃度を0.027nmol/μlとし、かつ、担体表面のカルボキシル基とプローブDNAの末端のアミノ基とを縮合させるため、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)を加え、この終濃度を50mg/mlとした。さらに、スポットムラを減らすためドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を0.005%で加えた。そして、これらの混合溶液を384ウェルマイクロタイタープレートの4箇所に30μlづつ分注した。
(スポッティング)
日本レーザー電子製のスポッター(Gene StampII)のピンブロックに、4.5mmの頂点の四隅にセットする形で、4本のステンレス製のピンをセットした。そして、上記で調製した基板20枚をスポッターのステージに並べにプローブ溶液をスポットした。なお、ピンには毛管は設けていないが、ピンヘッドに幅50μm、深さ30μmの一文字状の溝を刻んでいる。
The PMMA substrate was immersed in a 10N aqueous sodium hydroxide solution at 65 ° C. for 12 hours. This was washed in the order of pure water, 0.1N HCl aqueous solution, and pure water to generate carboxyl groups on the substrate surface. When a PMMA flat plate containing carbon black used in this example was measured under the conditions of an excitation wavelength of 532 nm, a photomultiplier setting gain of 700, and a laser power of 33% using GenePix 4000B of Axon Instruments. The autofluorescence intensity of this plate was 250.
(Preparation of probe solution)
The DNA of SEQ ID NO: 1 (70 bases, 5 ′ terminal amination) was synthesized. This DNA was dissolved in pure water at a concentration of 0.27 nmol / μl to obtain a stock solution. When spotting on the substrate, PBS (NaCl 8 g, Na 2 HPO 4 · 12H 2 O 2.9 g, KCl 0.2 g, KH 2 PO 4 0.2 g in pure water was diluted to 1 l. In order to condense the carboxyl group on the surface of the carrier and the amino group at the end of the probe DNA, the final concentration of the probe is 0.027 nmol / μl with hydrochloric acid for pH adjustment added to the pH 6.5) 1-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) was added to bring the final concentration to 50 mg / ml. Further, sodium dodecyl sulfate (SDS) was added at 0.005% in order to reduce spot unevenness. Then, 30 μl of these mixed solutions were dispensed into 4 locations of a 384 well microtiter plate.
(Spotting)
Four stainless steel pins were set on a pin block of a spotter (Gene Stamp II) manufactured by Nippon Laser Electronics in the form of being set at the four corners of the apex of 4.5 mm. Then, the 20 substrates prepared above were spotted on the spotter stage, and the probe solution was spotted. In addition, although the capillary is not provided in the pin, the 1-letter-shaped groove | channel which is 50 micrometers in width and 30 micrometers in depth is carved in the pin head.

そして、マイクロカメラで観察しながら、20枚それぞれの基板について、ある一つの凸部上面をスポッティングする時にピンが下降する位置と、この凸部上面の位置とが合致するように微調整を行った後、先に述べた384ウェルマイクロタイタープレートに入れた4つのプローブ溶液に一度に4つのピン先を浸漬し、そして、一度に4つの凸部の上にプローブ溶液をスポットした。「ピン先をプローブ溶液に浸漬」→「凸部上面にスポット」を64回繰り返し、計256個の凸部の上にプローブ溶液のスポッティングを行った。なお、ピンヘッドの大きさの検討のため直径220μm、240μm、300μm、400μm、600μmのようにピンヘッドの大きさを変えた。   Then, while observing with the micro camera, fine adjustment was performed on each of the 20 substrates so that the position where the pin descends when spotting the upper surface of a certain convex portion matches the position of the upper surface of the convex portion. Later, four pin tips were dipped at once into the four probe solutions placed in the 384 well microtiter plate described above, and the probe solution was spotted onto the four protrusions at a time. “Dip the tip of the pin in the probe solution” → “spot on the upper surface of the convex portion” was repeated 64 times, and the probe solution was spotted on a total of 256 convex portions. In order to examine the size of the pin head, the pin head size was changed to 220 μm, 240 μm, 300 μm, 400 μm, and 600 μm.

(検体DNAの調整)
検体DNAとして、上記DNA固定化基板とハイブリダイズ可能な塩基配列を持つ配列番号2のDNA(968塩基)を用いた。調整方法を以下に示す。
(Adjustment of sample DNA)
As the sample DNA, DNA of SEQ ID NO: 2 (968 bases) having a base sequence capable of hybridizing with the DNA-immobilized substrate was used. The adjustment method is shown below.

配列番号3と配列番号4のDNAを合成した。これを純水にとかして濃度を100μMとした。次いで、pKF3 プラスミドDNA(タカラバイオ(株)製品番号;3100)(配列番号5:2264塩基)を用意して、これをテンプレートとし、配列番号3および配列番号4のDNAをプライマーとして、PCR反応(Polymerase Chain Reaction)により増幅を行った。   The DNAs of SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4 were synthesized. This was dissolved in pure water to a concentration of 100 μM. Next, pKF3 plasmid DNA (Takara Bio Inc. product number: 3100) (SEQ ID NO: 5: 2264 bases) was prepared, and this was used as a template. Amplification was performed by Polymerase Chain Reaction.

PCRの条件は以下の通りである。すなわち、ExTaq 2μl、 10×ExBuffer 40μl、 dNTP Mix 32μl(以上はタカラバイオ(株)製 製品番号RR001Aに付属)、配列番号5の溶液を2μl、配列番号6の溶液を2μl、 テンプレート(配列番号7)を0.2μlを加え、純水によりトータル400μlにメスアップした。これらの混合液を、4つのマイクロチューブに分け、サーマルサイクラーを用いてPCR反応を行った。これを、エタノール沈殿により精製し、40μlの純水に溶解した。PCR反応後の溶液の一部をとり電気泳動で確認したところ、増幅したDNAの塩基長は、およそ960塩基であり配列番号2(968塩基)が増幅されていることを確認した。   The conditions for PCR are as follows. That is, ExTaq 2 μl, 10 × ExBuffer 40 μl, dNTP Mix 32 μl (the above is attached to product number RR001A manufactured by Takara Bio Inc.), SEQ ID NO: 5 solution 2 μl, SEQ ID NO: 6 solution 2 μl, Template (SEQ ID NO: 7 0.2 μl was added, and the volume was made up to 400 μl with pure water. These mixed solutions were divided into four microtubes, and PCR reaction was performed using a thermal cycler. This was purified by ethanol precipitation and dissolved in 40 μl of pure water. When a part of the solution after the PCR reaction was taken and confirmed by electrophoresis, it was confirmed that the base length of the amplified DNA was about 960 bases and that SEQ ID NO: 2 (968 bases) was amplified.

次いで、9塩基のランダムプライマー(タカラバイオ(株)製;製品番号3802)を6mg/mlの濃度に溶かし、上記のPCR反応後精製したDNA溶液にに2μl加えた。この溶液を100℃に加熱した後、氷上で急冷した。これらにKlenow Fragment(タカラバイオ(株)製;製品番号2140AK)付属のバッファーを5μl、dNTP混合物(dATP、dTTP、dGTPの濃度はそれぞれ2.5mM、dCTPの濃度は400μM)を2.5μl加えた。さらに、Cy3−dCTP(アマシャムファルマシアバイオテク製;製品番号PA53021)を2μl加えた。この溶液に10UのKlenow Fragmentを加え、37℃で20時間インキュベートし、Cy3で標識された検体DNAを得た。なお、標識の際ランダムプライマーを用いたので検体DNAの長さには、ばらつきがある。最も長い検体DNAは配列番号2(968塩基)となる。なお、検体DNAの溶液を取り出して、電気泳動で確認したところ、960塩基に相当する付近にもっとも強いバンドが現れ、それより短い塩基長に対応する領域に薄くスメアがかかった状態であった。。そして、これをエタノール沈殿により精製し、乾燥した。   Next, a 9-base random primer (manufactured by Takara Bio Inc .; product number 3802) was dissolved at a concentration of 6 mg / ml, and 2 μl was added to the DNA solution purified after the PCR reaction. This solution was heated to 100 ° C. and then rapidly cooled on ice. 5 μl of buffer attached to Klenow Fragment (Takara Bio Inc .; product number 2140AK) and 2.5 μl of dNTP mixture (dATP, dTTP, and dGTP concentrations of 2.5 mM and dCTP concentration of 400 μM, respectively) were added thereto. . Furthermore, 2 μl of Cy3-dCTP (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech; product number PA53021) was added. To this solution, 10 U of Klenow Fragment was added and incubated at 37 ° C. for 20 hours to obtain sample DNA labeled with Cy3. Since the random primer is used for labeling, the length of the sample DNA varies. The longest sample DNA is SEQ ID NO: 2 (968 bases). When the sample DNA solution was taken out and confirmed by electrophoresis, the strongest band appeared in the vicinity corresponding to 960 bases, and the area corresponding to a shorter base length was thinly smeared. . This was purified by ethanol precipitation and dried.

この標識化された検体DNAを、1重量体積%BSA(ウシ血清アルブミン)、5×SSC(5×SSCとはNaClを43.8g、クエン酸3ナトリウム水和物22.1gを純水にとかし、1lにメスアップしたもの。またNaClを43.8g、クエン酸3ナトリウム水和物22.1gを純水にとかし、5lにメスアップしたものを1×SSCと表記し、これの10倍濃縮液を10×SSC、5倍希釈液を0.2×SSCと表記する。)、0.1重量体積%SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)、0.01重量体積%サケ精子DNAの溶液(各濃度はいずれも終濃度)、400μlに溶解し、ハイブリダイゼーション用の溶液とした。   This labeled sample DNA was dissolved in 1% by volume BSA (bovine serum albumin), 5 × SSC (5 × SSC is 43.8 g of NaCl and 22.1 g of trisodium citrate hydrate is dissolved in pure water. Concentrated to 1 liter, 43.8 g of NaCl and 22.1 g of trisodium citrate hydrate dissolved in pure water, quantified to 5 liter, expressed as 1 × SSC, 10 times concentrated The solution is expressed as 10 × SSC, and the 5-fold diluted solution is expressed as 0.2 × SSC.), 0.1 wt% SDS (sodium dodecyl sulfate), 0.01 wt% salmon sperm DNA solution (each concentration is All were dissolved in 400 μl to obtain a solution for hybridization.

(ハイブリダイゼーション)
上記で得られたプローブDNAを固定化した基板に上記検体DNAをハイブリダイゼーションさせた。具体的には、先に用意したプローブ核酸が固定化されている担体にハイブリダイゼーション用の溶液を50μl滴下し、その上にカバーガラスをかぶせた。これを、プラスチック容器の中に入れ、65℃、湿度100%の条件で10時間インキュベートした。インキュベート後、カバーガラスを剥離後に洗浄、乾燥した。
(Hybridization)
The sample DNA was hybridized to the substrate on which the probe DNA obtained above was immobilized. Specifically, 50 μl of a hybridization solution was dropped on a carrier on which the probe nucleic acid prepared previously was immobilized, and a cover glass was placed thereon. This was placed in a plastic container and incubated at 65 ° C. and 100% humidity for 10 hours. After incubation, the cover glass was peeled off, washed and dried.

(測定)
DNAチップ用のスキャナー(Axon Instruments社のGenePix 4000B)に上記処理後の担体をセットし測定を行った。そして、スポットに欠けがある場合、すなわち、ピンヘッドが凸部上面の一部にしか接触していない場合については、それを不良スポットとしてカウントした。ピンの直径1種類について、20×256=5120個のスポットをについて観察した結果を表1に示す。
(比較例1)
ピンヘッドの直径を200μmとした以外は、実施例1と全く同様な実験を行った。実施例1と同様にスポットの形状を観察した結果を表1に示す。
(Measurement)
The carrier after the above treatment was set in a scanner for DNA chip (GenePix 4000B manufactured by Axon Instruments) for measurement. And when there is a chip in the spot, that is, when the pin head is in contact with only a part of the upper surface of the convex portion, it was counted as a defective spot. Table 1 shows the results of observation of 20 × 256 = 5120 spots for one type of pin diameter.
(Comparative Example 1)
The same experiment as in Example 1 was performed except that the diameter of the pin head was set to 200 μm. The results of observing the spot shape in the same manner as in Example 1 are shown in Table 1.

Figure 2006184056
Figure 2006184056

このように、凸部上面の面積よりピンヘッドの面積を大きくすると、正常スポット率が明らかに向上する。また、ピンヘッドと凸部上面の面積比を1.4倍以上にすると特に効果的なことが分かる。   Thus, when the area of the pin head is made larger than the area of the upper surface of the convex portion, the normal spot rate is clearly improved. It can also be seen that it is particularly effective to increase the area ratio of the pin head to the upper surface of the convex portion by 1.4 times or more.

凸部とピンヘッドの面積が同じ時の様子を示す図The figure which shows a mode when the area of a convex part and a pin head is the same 凸部上面面積よりもピンヘッドの面積が大きい場合の様子を示す図The figure which shows a mode when the area of a pin head is larger than the convex part upper surface area スポッターのステージに担体をセットしたときの模式図Schematic diagram when the carrier is set on the spotter stage 本発明に用いる担体の模式図Schematic diagram of the carrier used in the present invention 本発明に用いるの担体の断面模式図Schematic cross-sectional view of the carrier used in the present invention 担体を突け当てるための治具の例Example of jig for hitting the carrier 実施例で用いた担体の凸部のレイアウトを示す図The figure which shows the layout of the convex part of the support | carrier used in the Example

符号の説明Explanation of symbols

11 ピンブロック
12 固定化用ピン
13 基板
14 凸部
21 ピンブロック
22 固定化用ピン
23 基板
24 凸部
31 平坦部
32 凸部
33 突き当て部
34 突き当て用バネ
41 平坦部
42 凹凸部
63 DNAチップ
64 対物レンズ
65 励起光
66 DNAチップを治具につき充てるためのバネ
71 凸部
11 Pin block 12 Immobilization pin 13 Substrate 14 Convex portion 21 Pin block 22 Immobilization pin 23 Substrate 24 Convex portion 31 Flat portion 32 Convex portion 33 Abutment portion 34 Abutment spring 41 Flat portion 42 Concavity and convexity portion 63 DNA chip 64 Objective lens 65 Excitation light 66 Spring 71 for filling DNA chip with jig 71 Convex part

Claims (2)

選択結合性物質の固定化用ピンを用いて、担体上の凹凸部の複数の凸部上面に選択結合性物質を固定化する方法であって、選択結合性物質の固定化用ピンヘッドの面積が凸部上面の面積よりも大きいことを特徴とする選択結合性物質固定化担体の製造方法。 A method of immobilizing a selective binding substance on the upper surfaces of a plurality of convex portions of a concavo-convex part on a carrier using a pin for immobilizing a selective binding substance, wherein the area of the pin head for immobilizing the selective binding substance is A method for producing a selective binding substance-immobilized carrier, wherein the area is larger than the area of the upper surface of the convex portion. 固定化用ピンのピンヘッドの面積Spと凸部上面の面積Ssの関係がSp/Ss≧1.4であることを特徴とする請求項1記載の選択結合性物質固定化担体の製造方法。 The method for producing a selective binding substance-immobilized carrier according to claim 1, wherein the relationship between the area Sp of the pin head of the immobilizing pin and the area Ss of the upper surface of the convex portion is Sp / Ss≥1.4.
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