JP2008039584A - 帯電防止性カバーを有するマイクロアレイ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板とその一部に密着可能なカバーとを含むマイクロアレイであって、カバー表面に帯電防止加工が施されており、かつカバーがそれを貫通する少なくとも1つの孔を有していることを特徴とするマイクロアレイ。
【選択図】図1
Description
本発明のマイクロアレイのカバーの材料に混練する具体的な帯電防止剤としては、ペレスタット(登録商標、三洋化成工業)、アーモスタット(ライオン・アクゾ)、エレガン、ニューエレガン(日本油脂)、ECX(登録商標、三菱化学)、エレクトロストリッパー(登録商標、花王)、エレストマスター(登録商標、花王)、TPAEシリーズ(富士化成工業)等の市販品を利用できる。また、金属フィラー(例えば金属粉、金属フレーク、金属ファイバー)、カーボンフィラー(例えばカーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、活性炭)、導電性ウィスカ(例えばチタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛)が混練された樹脂を用いて、本発明のマイクロアレイのカバーを成形することも好ましい。
カバーの表面抵抗率はJIS K6911(1995年)に従い、温度20℃、相対湿度60%の測定条件において、ハイレスタUP MCP−HT450(三菱化学)を使用して測定した。
微粒子には直径180μmのジルコニア製微粒子(東ソー(株))を用い、それをカバーに設けられた貫通孔から、基板とカバーの空隙内に120mg封入した。操作性の評価基準は、微粒子の動きが固まることなく、容易かつスムーズに全量封入できた場合は「◎:封入が容易」、微粒子の動きが固まることがあっても、特に無理することなく全量封入できた場合は「○:封入が可能」、貫通孔付近で微粒子が固まり、全量封入するのに相当の時間がかかった場合は「△:封入がやや困難」、貫通孔付近で微粒子が固まり、全量封入できなかった場合は「×:封入が困難」、とした。
微粒子を封入したマイクロアレイを傾けて、側面を軽く叩いたとき、微粒子が動くかどうか観察した。評価基準は、微粒子全体がスムーズに動いたときは「○:動く」、大部分の微粒子は動くが、動かない微粒子もあるときは「△:一部が動く」、微粒子が殆ど動かないときは「×:動かない」、とした。
マイクロアレイによりハイブリダイゼーションを行う際に、カバーの貫通孔から検体溶液をアプライした後、注入された検体溶液中に気泡がないか、目視で観察して判定した。それぞれの実施例において、全20枚のマイクロアレイのうち、気泡が観察されたマイクロアレイの枚数の割合を算定し、その割合を気泡残存率(%)とした。
ハイブリダイゼーション後、洗浄した基板を、マイクロアレイスキャナにより励起波長532nmでスキャンしたときの蛍光強度について、それぞれの実施例において、20枚の平均値を算定し、それをシグナルの蛍光強度とした。また、それぞれの実施例において、20枚のシグナルの蛍光強度の変動係数、すなわち「蛍光強度の平均値/標準偏差)×100」の計算値をシグナルのCV値とした。CV値が小さいほど、バラツキが小さいことを意味する。なお、プローブDNAが固定化されていない部分の蛍光強度をバックグラウンドノイズとし、それぞれの実施例において20枚の平均値を求め、さらに蛍光強度/ノイズの比(S/N比)を求めた。
(DNA固定化基板の作製)
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5万であり、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、基板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。
配列番号1で表される塩基配列を有するDNA(60塩基、5’末端アミノ化)を合成した。なお、このDNAは5’末端がアミノ化されている。
射出成形法により図1に示す貫通孔を4つ有するカバー(外周部にオーバーハング構造有り)を作製した。
上記で得られたプローブDNAを固定した基板20枚のプローブDNAの固定化領域の外側に、PDMSポリマー(東レダウコーニングシリコーン)を塗布し、上記の帯電防止加工を施したカバーを接着した。50gの重しを載せた状態で42℃で2時間キュアして、PDMSポリマーを硬化させた後、検体溶液の注入口から直径180μmのジルコニア製微粒子(東ソー(株))を、基板とカバーの空隙内に120mg封入した。このとき、すべての基板において、容易に微粒子封入作業を行うことができた。
検体DNAとして、上記DNA固定化基板に固定化されたプローブDNAとハイブリダイズ可能な配列番号4で表される塩基配列を持つDNA(968塩基、以下、配列番号4のDNAともいう)を用いた。調製方法を以下に示す。
マイクロピペットを用いて、基板とカバーの空隙(反応槽)にハイブリダイゼーション検体溶液165μLを貫通孔より注入した。このとき、容易に溶液を注入でき、気泡が混入することはなかった。、封止材としてカプトンテープ(アズワン)を用い、4つの貫通孔を塞いだ。ハイブリダイゼーションチャンバー(Takara Hybridization chamber(タカラバイオ(株))をシート振盪台(東京理化器械(株)製 MMS FIT−S)に密着させて固定し、基板をハイブリダイゼーションチャンバー内にセットした。このとき、基板をセットする位置の両端の凹みに、15μLずつ超純水を滴下した。ハイブリダイゼーションチャンバーのふたを閉めた後、6本の固定ネジを締めて固定し、42℃に設定した恒温チャンバー(東京理化器械(株)製 FMS−1000)内に据え付けた振盪機(東京理化器械(株)製 MMS−310)の上に載せて固定した。恒温チャンバーの前面をアルミホイルで遮光して、250回転/分で旋回振盪しながら、42℃で16時間インキュベートした。インキュベート後、ハイブリダイゼーションチャンバーから基板を取り出し、基板に接着したカバーと両面テープを脱離した後、洗浄、乾燥した。
DNAチップ用のスキャナー(Axon Instruments社製 GenePix 4000B)に上記処理後の基板をセットし、レーザー出力33%、フォトマルチプライヤーの電圧設定を500にした状態において、前記のとおり、シグナルの蛍光強度、シグナルのCV値、バックグラウンドノイズ、蛍光強度/ノイズを測定した。結果を表1に示す。十分な蛍光シグナルが得られ、バックグラウンドノイズも低く抑えられた。20枚のDNAチップを使用したが、操作も簡便であって、気泡が残ることは全くなかった。ハイブリダイゼーション後の蛍光強度、CV値は良好であった。
帯電防止剤にSB−8(ショーワ(株))を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行った。結果を表1に示す。処理後のカバーの表面抵抗率は、5×108(Ω)であった。このとき、20枚すべての基板において、容易に微粒子封入作業を行うことができた。また、容易に検体溶液を注入でき、気泡が混入することはなかった。ハイブリダイゼーション後の蛍光強度、CV値は良好であった。
帯電防止剤にファインESDコート(日本ファインケミカル(株))を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行った。結果を表1に示す。処理後のカバーの表面抵抗率は、5×107(Ω)であった。このとき、20枚すべての基板において、容易に微粒子封入作業を行うことができた。また、容易に検体溶液を注入でき、1枚だけ少量の気泡が混入したが、他は気泡が混入することはなかった。ハイブリダイゼーション後の蛍光強度、CV値は良好であった。
帯電防止剤にコルコートNR−121−X9(コルコート(株))を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行った。結果を表1に示す。処理後のカバーの表面抵抗率は、2×107(Ω)であった。このとき、20枚すべての基板において、容易に微粒子封入作業を行うことができた。また、容易に検体溶液を注入でき、気泡が混入することはなかった。なお、コルコートNR−121−X9は、刷毛を用いてカバー表面に均一に塗布後、風乾させた。ハイブリダイゼーション後の蛍光強度、CV値は良好であった。
帯電防止剤にコニソル(ティーエーケミカル(株))を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行った。なお、コニソルはイソプロパノール/水(1/1)で2倍希釈してから、刷毛を用いてカバー表面に均一になるよう塗布後、風乾させた。結果を表1に示す。処理後のカバーの表面抵抗率は、1×106(Ω)であった。このとき、20枚すべての基板において、容易に微粒子封入作業を行うことができた。また、容易に検体溶液を注入でき、1枚だけ少量の気泡が混入したが、他は気泡が混入することはなかった。ハイブリダイゼーション後の蛍光強度、CV値は良好であった。
帯電防止加工を行っていないカバーを基板に接着した場合の実験を行った。図1に示すカバーを何も処理をせずに基板に接着する以外は、全て実施例1と同様に実験を行った。結果を表1に示す。すべての基板において、微粒子封入作業中に帯電が生じ、微粒子が注入孔付近で固まってしまったため、非常に作業性が悪かった。また、検体溶液を注入したところ、20枚中14枚に気泡が残存した。さらに、気泡が生じた基板については、ハイブリダイゼーション後のシグナルにむらが生じ、CV値が実施例と比較して高い結果となった。実施例1〜4と比べて蛍光強度が低く、かつCV値が大きい結果であり、バラツキが大きかった。
2 基板
3 接着層
4 液面駐止チャンバー
5 貫通孔
6 空隙
7 封止材
8 基板に固定化された選択結合性物質
9 微粒子(ビーズ)
Claims (7)
- 基板および該基板の一部に密着可能なカバーを備え、該カバーと該基板との間に空隙を有するマイクロアレイであって、該カバーがそれを貫通する少なくとも1つの孔を有し、該カバーの内側表面が帯電防止性を有するマイクロアレイ。
- 前記カバーの内側表面の表面抵抗率が1012Ω以下である請求項1に記載のマイクロアレイ。
- 前記カバーが樹脂製である請求項1〜3のいずれかに記載のマイクロアレイ。
- 前記樹脂が帯電防止剤が混練された樹脂である請求項3に記載のマイクロアレイ。
- 前記カバーの内側表面が帯電防止剤で被覆された請求項1〜3のいずれかに記載のマイクロアレイ。
- 前記カバーと基板との間の空隙に微粒子が封入された請求項1〜5のいずれかに記載のマイクロアレイ。
- 前記基板が複数の凹凸構造を有し、その凸部の上面に選択結合性物質が固定された請求項1〜6のいずれかに記載のマイクロアレイ。
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