JP2008256376A - 検体の検出方法及びバイオチップ - Google Patents
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Abstract
【課題】液滴を効率的に濃縮するとともに、液滴内の検体と検出用試薬との接触効率を高め、高精度かつ短時間で検出反応を行う。
【解決手段】検体と特異に反応し、検体の構造に対する情報を得るための検出用試薬14を用いたサンプル液中の検体の検出方法において、サンプル液を基板16上に滴下し、該液滴Dに対して気体を流すことにより液滴D中の溶媒を揮発させる工程と、液滴Dと検出用試薬14とを接触させる工程と、を備えた。
【選択図】 図1
【解決手段】検体と特異に反応し、検体の構造に対する情報を得るための検出用試薬14を用いたサンプル液中の検体の検出方法において、サンプル液を基板16上に滴下し、該液滴Dに対して気体を流すことにより液滴D中の溶媒を揮発させる工程と、液滴Dと検出用試薬14とを接触させる工程と、を備えた。
【選択図】 図1
Description
本発明は、検体の検出方法及びバイオチップに係り、特に、生体関連物質の反応により生体関連情報を得る方法に関する。
近年、生体から採取した生体関連物質を、生体外にて反応させることによって検出する研究が多くなされている。たとえば、特許文献1のように、人工的に作製したDNAを基板表面に固定化したDNAチップでは、生体から採取したDNAがチップ上のどの塩基配列のDNAに特異的に結合するかを検出することで、遺伝子情報を得ることができる。このように、検体と特異に反応する検出用試薬を基板表面に固定化した状態で、検体を含むサンプル液と接触させることによって、検出を行うことが一般的である。
このとき、サンプル液中の検体と、基板上の検出用試薬との結合体を生成することによって検出を行う。このため、検出できる量の結合体を生成するまでの間、サンプル液を基板表面上に保持する必要がある。一方で、検出を行う目的や検出反応の種類によっては、短時間で上記のような反応を行わせたい場合もある。このように、サンプル液中の検体と基板上の検出用試薬との拡散距離を短くして拡散時間を短縮することで、反応時間をできるだけ短縮することが要望されている。
これに対して、特許文献2には、液滴を細管端部に保持した状態で、その液滴の周りを吸引減圧することにより、液滴に含まれる溶媒を揮発させる方法が提案されている。これによれば、分析できる濃度まで濃縮できるとされている。また、表面化学処理を施したサンプルプレート上に液滴を滴下し、自然乾燥させることで濃縮させる方法も提案されている。これらは、いずれも比表面積、すなわち溶媒が蒸発する面積が広いという微小流体の特徴を生かしたものである。
特開2000−72822号公報
特開平5−256749号公報
しかしながら、上記特許文献2の方法では、液滴を濃縮することはできるものの、濃縮した後に検出用試料を添加しなければならないため、手間がかかるだけでなく、液滴内の検体と検出用試薬との反応に時間がかかるという問題があった。また、サンプル液の種類や分析の目的によっては、短時間で濃縮を行うとともに検出用試料と反応させたい場合もあるが、上記の方法では実現できなかった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、液滴を効率的に濃縮できるとともに、液滴内の検体と検出用試薬との接触効率を高めることができ、高精度かつ短時間で検出反応を行うことができる検体の検出方法及びバイオチップを提供することを目的とする。
本発明の請求項1は前記目的を達成するために、検体と特異に反応し、前記検体の構造に対する情報を得るための検出用試薬を用いたサンプル液中の検体の検出方法において、前記検体を含むサンプル液を基板上に滴下し、該液滴に対して気体を流すことにより前記液滴中の溶媒を揮発させる工程と、前記液滴と前記検出用試薬とを接触させる工程と、を備えたことを特徴とする検体の検出方法を提供する。
請求項1によれば、検体を含むサンプル液に対して気体を流すことにより、液滴に含まれる揮発成分(溶媒など)を揮発させる工程と、液滴内の検体と検出用試薬とを接触させる工程とを行う。これにより、液滴を効率的に濃縮できるとともに、液滴内の検体と検出用試薬との接触効率を高めることができ、高精度かつ短時間で検出反応を行うことができる。
また、液滴に気体を流すことにより、液滴界面にせん断力を付与して液滴内を流動させることができる。これにより、液滴内における検体と検出用試薬との接触効率を更に向上できる。
なお、濃縮する工程と検出反応させる工程の前後については、特に制限はなく、たとえば、液滴を濃縮した後に検出用試薬と接触させて反応させてもよいし、液滴の濃縮と検出用試薬との反応を同時にさせてもよい。なお、検体としては、サンプル液中に元来含まれる検出対象物質、又は検体と反応させた後の検出用試薬と更に反応することにより検出シグナルを発振する物質(シグナル発振物質)が含まれる。
請求項2は請求項1において、前記検出用試薬は、前記基板上に固定化されていることを特徴とする。
これにより、液滴の濃縮と検出用試薬との反応を同時に行うことができるので、短時間で反応させることができる。
請求項3は請求項1又は2において、前記液滴を加熱することにより前記液滴中の溶媒を揮発させることを特徴とする。
これにより、液滴中の溶媒が揮発する速度をより高めることができ、短時間で濃縮することができる。
請求項4は請求項1〜3の何れか1項において、前記気体に含まれる溶媒濃度を低下させることを特徴とする。
これにより、液滴中の溶媒の揮発速度を一層高めることができ、短時間で濃縮することができる。
請求項5は請求項1〜4の何れか1項において、前記検出用試薬は、生体関連物質であることを特徴とする。
請求項6は請求項1〜5の何れか1項において、前記生体関連物質は、アミノ酸、ペプチド、たんぱく質、核酸のうちいずれか1以上を含むことを特徴とする。
本発明の請求項7は前記目的を達成するために、サンプル液に含まれる検体を検出するためのバイオチップであって、前記サンプル液に含まれる検体と特異に反応し、前記検体の構造に対する情報を得るための検出用試薬が固定された基板と、前記基板上に形成され、前記検出用試薬と前記サンプル液の液滴とを接触させるための空間と、前記空間の一端側に連通し、前記液滴に対して気体を供給するための供給流路と、前記空間の他端側に連通し、前記空間内から前記気体を排出するための排出流路と、を備え、前記空間内の基板上には、疎水性の領域が形成されたことを特徴とするバイオチップを提供する。
水を主に含む液滴は、基板面が親水性であると接触角が小さく濡れ広がるため、気体を流したときに濃縮ムラが生じ易い。請求項7によれば、液滴の基板に対する接触角を大きくすることができる。このため、液滴の濃縮ムラが生じるのを抑制し、液滴を均一に濃縮できる。なお、本発明において、液滴とは湾曲した界面を有するサンプル液をいう。
請求項8は請求項7において、前記疎水性の領域の内側には、親水性の領域が形成されたことを特徴とする。
請求項8によれば、疎水性の領域よりも内側に親水性の領域が形成されているので、基板面に対して適度な接触角を維持しながら、気体の流れの中でも液滴を安定に保持できる。また、液滴を親水性の領域に保持したまま濃縮できるので、液滴全体を比較的均一に濃縮できる。
請求項9は請求項7又は8において、前記空間内には、前記サンプル液を収納する凹部が設けられたことを特徴とする。
請求項9によれば、凹部内にサンプル液を満たし、その液面上に液滴を配置できる。液面上の液滴界面は気体との接触面積が大きいため、液滴内の溶媒は揮発し易いが、凹部内のサンプル液は液滴界面よりも気体との接触面積が小さいため揮発しにくい。したがって、液滴界面から溶媒を積極的に揮発させた後、凹部内に濃縮後のサンプル液を残すことができ、過剰に濃縮されることを抑制できる。
請求項10は請求項7〜9の何れか1項において、前記供給流路及び排出流路は、等価直径が1mm以下のマイクロ流路であることを特徴とする。
請求項10によれば、等価直径を1mm以下の供給流路に気体を流すと層流を形成しやすくなる。これにより、液滴界面がせん断力を受けるため、液滴内を流動させることができ、検体と検出用試薬との接触効率を一層向上できる。なお、等価直径は0.5mm以下がより好ましい。
請求項11は請求項7〜10の何れか1項において、前記空間内の液滴を加熱するための加熱手段を備えたことを特徴とする。
このような加熱手段としては、例えば、各種ヒータ等が挙げられる。
請求項12は請求項7〜11の何れか1項において、前記気体に含まれる溶媒濃度を調整するための溶媒濃度調整手段を備えたことを特徴とする。
このような溶媒濃度調整手段としては、たとえば、気体中の水分や溶媒を凝縮させる凝縮手段、冷却手段等が挙げられる。
請求項13は請求項7〜12の何れか1項において、前記検出用試薬は、生体関連物質であることを特徴とする。
請求項14は請求項7〜13の何れか1項において、前記生体関連物質は、アミノ酸、ペプチド、たんぱく質、核酸のうちいずれか1以上を含むことを特徴とする。
本発明によれば、液滴を効率的に濃縮できるとともに、液滴内の検体と検出用試薬との接触効率を高めることができ、高精度かつ短時間で検出反応を行うことができる。
以下、添付図面に従って、本発明に係る検体の検出方法及びバイオチップの好ましい実施の形態について詳説する。
図1は、本発明に係る検体の検出方法が適用されるバイオチップ10の構成の一例について説明する概念図である。なお、同図では、バイオチップ10が、センサ(分析部)12に装着された状態を示している。図2は、図1のA−A線断面図である。
本実施形態は、検体を含む液滴を、基板上に予め固着させた抗体上に配置して抗原抗体反応させる際に、液滴に乾燥エアを流すことにより液滴中の溶媒を揮発させて濃縮することで、液滴内の検体の反応速度を向上させる方法である。
図1、2に示すように、バイオチップ10は、主に、板状体の表面に、検体と特異に反応する検出用試薬14が固定された基板16と、この基板16の表面に密着固定されることにより、基板16上に液滴を収納するポート18Aを形成するための凹部18を備えた覆い板20と、より構成される。
覆い板20において、凹部18の両端側には溝22、23が連通している。溝22の他端は、覆い板20に形成された円柱状空洞部である供給口24に連通し、溝23の他端は、覆い板20に形成された円柱状空洞部である排出口26に連通している。覆い板20表面に形成された凹部18、溝22、23に、基板16を密着固定することにより、それぞれポート18A、流路22A、及び流路23Aが形成される。
ポート18Aの上部には円柱状空洞部30が連通しており、シール部材28が嵌めこまれることにより密閉できるようになっている。そして、円柱状空洞部30から、ポート18A内に液滴を配置できる。
図3は、ポート18A付近を示す拡大断面図である。このうち、図3(A)は、ポート18A付近の拡大斜視図であり、図3(B)は、図3(A)のA−A線断面図である。
ポート18Aは、図3(A)に示すように、基板16表面に形成された検出用試薬14の上に液滴を配置できる大きさに形成される。ポート18Aのサイズは、例えば、幅Wが5mm、長さLが5mm、高さHが3mmとすることができる。ポート18Aの断面形状は、図3(B)のような矩形に限定されず、台形、V形、半円形等、各種の形状が採用できる。
ポート18Aの位置に対応する基板16上には、図3(B)に示すように、疎水部32Aが形成されており、更に検出用試薬14が固定されている。
疎水部32Aは、液滴Dに対する親和性が低い層であり、例えば、各種表面化学処理(撥水コートなど)が施されることで形成されている。疎水部32Aは、基板16面に対する液滴の接触角が90度以上となるように形成される。これにより、液滴Dの基板面に対する接触角を大きくすることができ、液滴が基板上に不均一に残って濃縮ムラが生じるのを抑制できる。
検出用試薬14としては、検体と特異的に反応し、検体の情報を得ることができるものであれば特に限定されないが、例えば、各種抗体が使用できる。検出用試薬14の固定方法としては、例えば、インクジェット装置のノズルから検出用試薬14を噴出させて基板16上に吹き付けることで固定する方法を好適に採用できる。ただし、この固定方法に限定されるものではない。
供給口24、排出口26の容積は、流体を流したときの圧力損失が高くなりすぎない程度であれば特に限定されないが、例えば、5〜5000mm3であることが好ましい。このような容積にすることにより、マイクロなチャンネルの中で起こる各現象のコントロールが容易に行える。
基板16及び覆い板20の平面サイズは、特に制限はないが、携帯できるサイズ、たとえば、40×40mmとすることができる。基板16及び覆い板20の厚さも、特に制限はないが、強度、経済性等より、たとえば、基板16を1mm程度、覆い板20を5mm程度、とすることができる。
覆い板20の表面に形成される溝22、23の断面積としては、特に制限されないが、ポート18A内の液滴表面に層流を形成できる範囲に設定することが好ましい。このため、溝22、23の断面積は、既述のように、1mm2以下が好ましく、0.0025〜0.64mm2がより好ましく、0.01〜0.25mm2が最も好ましい。この溝22、23の断面形状は、特に制限はなく、矩形(正方形、長方形)、台形、V形、半円形等、各種の形状が採用できる。また、溝22、23の長さlも特に限定されないが、例えば、10mm程度とすることができる。
基板16及び覆い板20の材質としては、特に制限はないが、ポート18A内の液滴の状態を視覚により認識可能とすることより、透明であることが好ましい。このような材料として、各種樹脂板、より具体的には、ポリジメチルスルホキシド(PDMS)、ポリメチルメタアクリレート(PMMA)、ポリ塩化ビニル(PVC)、紫外線硬化樹脂、ポリカーボネート(PC)等、各種樹脂膜、より具体的には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、トリアセチルセルロース(TAC)等が採用できる。
また、基板16、覆い板20を製作するための材料としては、上記のほかにも、耐熱、耐圧及び耐溶剤性、加工容易性等の要求に応じて、金属、ガラス、セラミックス、プラスチック、シリコン、及びテフロン(登録商標)等の樹脂を好適に使用でき、特に、ポリスチレン樹脂、PMMA樹脂、石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラスが好ましい。
上述したような微小なポート18Aや溝22、23等が形成された覆い板20を製作する方法としては、微細加工技術が好適に使用される。微細加工技術としては、例えば、次のようなものがある。
(1) X線リソグラフィと電気メッキを組み合わせたLIGA技術
(2) EPON SU8を用いた高アスペクト比フォトリソグラフィ法
(3) 機械的マイクロ切削加工(ドリル径がマイクロオーダのドリルを高速回転するマイクロドリル加工等)
(4) Deep RIEによるシリコンの高アスペクト比加工法
(5) Hot Emboss加工法
(6) 光造形法
(7) レーザー加工法
(8) イオンビーム法
このように構成されたバイオチップ10は、例えば、図1に示すように、検出用センサ12からの光が、基板16上に多数配列された各液滴に照射されるようにセットされることにより、各液滴内で生成した結合体を光学的に分析する。
(2) EPON SU8を用いた高アスペクト比フォトリソグラフィ法
(3) 機械的マイクロ切削加工(ドリル径がマイクロオーダのドリルを高速回転するマイクロドリル加工等)
(4) Deep RIEによるシリコンの高アスペクト比加工法
(5) Hot Emboss加工法
(6) 光造形法
(7) レーザー加工法
(8) イオンビーム法
このように構成されたバイオチップ10は、例えば、図1に示すように、検出用センサ12からの光が、基板16上に多数配列された各液滴に照射されるようにセットされることにより、各液滴内で生成した結合体を光学的に分析する。
本発明に使用される気体としては、検体を含むサンプル液に対して不活性な気体であれば、特に限定されず、例えば、乾燥エア、窒素ガス等が好ましい。
本発明に使用される検体としては、特に限定されないが、生体関連物質、例えば、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、核酸等が含まれる。
次に、上記のように構成されたバイオチップ10を用いて、本発明に係る検体の検出手順について、図4を参照して説明する。図4は、本発明の作用を説明する図である。
まず、底面に検出用試薬14が予め固定されたポート18A内にサンプル液を滴下し、シール部材28で密閉する。液適量は、50μL以下であることが好ましく、10μL以下であることが好ましい。そして、液滴D内の検体と基板16上の検出用試薬14とを接触させることにより反応させる。
このとき、液滴Dを濃縮させるための気体(例えば、乾燥エアなど)を、供給口24から図示しないポンプ等により流路22Aを通してポート18Aに供給する(矢印F)。液滴Dは、気体と広い液滴界面にて接触するので、液滴D中の溶媒が揮発しはじめる。さらに、液滴Dの溶媒成分が揮発しても気体は常に流れているので、揮発した溶媒成分がポート18A内で飽和して揮発速度が低下するおそれもない。
そして、ポート18A内を流れた後の気体を、流路23Aを通して排出口26から排出する。
そして、液滴Dを所定の濃度まで濃縮した後、気体の供給を停止し、必要に応じて濃縮した液滴Dに検出用のシグナルを発振させる物質を添加することにより、検体を光学的方法又は目視により検出する。
このように、本実施形態によれば、液滴に対して気体を流すことにより、短時間で液滴を濃縮することができる。これにより、液滴内における検体と検出用試薬との接触効率を更に向上できる。
また、液滴に対して気体を流すことにより液滴界面にせん断力を付与して、液滴内を流動、攪拌させることもできる。
したがって、基板16上の検出用試薬14との接触効率を向上させ、短時間かつ精度よく検出を行うことができる。
また、検出用試薬14を多数配列したバイオチップを用いるので、再現性を調べたり、異なる種類の分析を一度で実施したりすることができる。
図5は、液滴が配置される基板16の表面状態の他の例を説明する図である。このうち図5(A)は、基板16を側面からみた図であり、図5(B)は上面からみた図である。また、図6は、図5の作用を説明する説明図である。
図5に示すように、液滴Dが配置される基板16上に、疎水部32Aが形成され、さらにその内側に親水部32B、及び検出用試薬14が形成されている。
親水の領域32Bは、(液滴Dが溶媒として水を含む場合は)液滴Dとの親和性が高いため、液滴Dを安定に固定しやすい。一方、疎水部32Aは液滴Dとの親和性が低いため、液滴Dを固定しにくい。なお、ポート18A内の基板16の上面からみたときに、疎水部32Aの内側に親水部32B及び検出用試薬14が形成されたものであれば、図5の態様に限定されない。
疎水部32Aの径は、例えば、約1.5mmとすることができ、親水部32Bの径は、約0.5mm程度とすることができる。なお、親水部32Bの径は、濃縮後に残したいサンプル液量に応じて設定できる。
疎水部32Aや親水部32Bの形成方法としては、特に制限はなく、表面化学処理などの公知の方法が採用できる。
これにより、図6(A)に示すように、濃縮初期では、液滴Dの界面は疎水部32Aに接触しているが、液滴Dの基板16に対する濡れ性が小さいため、濃縮が進むのに伴って液滴界面は(液滴の)中心側に移動する。そして、図6(B)から図6(C)に示すように、液滴Dは親水部32Bに安定に保持された状態で、更に濃縮される。
このように、親水部32Bを疎水部32Aの内側に形成することで、濃縮される過程で移動する液滴界面を、親水部32Bで安定に保持し続けることができる。したがって、濃縮させたサンプル液を、基板16上の中心に効率的に集めることができる。
図7は、基板16上における液滴の保持形態の他の例を説明する説明図である。このうち図7(A)は、ポート18A内の基板16上の一部を示す斜視図であり、図7(B)は図7(A)のA−A線断面図である。また、図8は、図7の作用を説明する説明図である。
図7に示すように、液滴Dが配置される基板16上に円筒状空洞部34を設けることができる。
円筒状空洞部34の底面には、図7(B)に示すように、検出用試薬14が形成されている。円筒状空洞部34の径や高さは、濃縮後に残したいサンプル液の量に応じて設定されることが好ましい。
これにより、図8(A)に示すように、サンプル液を円筒状空洞部34に注入し、更にその液面上に液滴Dを形成する。この状態で、気体(矢印)を流し始める。
そして、図8(B)に示すように、気体との接触面積が大きい液滴界面から溶媒が揮発しはじめ、徐々に液滴の大きさは小さくなる。
そして、図8(C)に示すように、円筒状空洞部34の上部に形成された液滴Dがほぼなくなるまで濃縮すると、円筒状空洞部34内のサンプル液は気体と接触しにくくなるため、濃縮がそれ以上進行しにくくなる。この結果、円筒状空洞部34内のみに濃縮後のサンプル液が残るようになる。
このように、気体を流すことによって液滴の濃縮が進行しすぎる危険性を低減し、検出可能な範囲のサンプル液を残すことができる。したがって、液滴を効率的に濃縮できるとともに、液滴内の検体と検出用試薬との接触効率を高めることができ、高精度かつ短時間で検出反応を行うことができる。
なお、図7では、基板16上に円筒状空洞部34を形成する例で示したが、これに限らず、角筒状などでもよいし、基板16面に凹部を形成し、この凹部にサンプル液を注入するようにしてもよい。
図9は、バイオチップ10の変形例を説明する説明図である。
図9に示すように、基板16又は覆い板20を加熱する加熱手段36を設けることが好ましい。
加熱手段36としては、金属抵抗線やPolysilicon等のヒータ構造を容器12に作り込む方法などがある。金属抵抗線やPolysilicon等のヒータ構造の場合には、加熱についてはこれを使用し、冷却については自然冷却でサーマルサイクルを行うことで温度を制御する。この場合の温度のセンシングについては、金属抵抗線の場合には同じ抵抗線をもう一つ作り込んでおき、その抵抗値の変化に基づいて温度検出を行い、Polysilicon の場合には、熱電対を用いて温度検出を行う方法が一般的に採用されている。
また、ペルチェ素子を用いた温度制御機能をバイオチップ10に組み込むことで、サンプル液の温度制御を精度良く行うこともできる。いずれにしても、温度制御そのものは、従来からの温度制御技術でもペルチェ素子に代表される新規な温度制御技術でも可能であり、基板16又は覆い板20の材料等に応じた加熱・冷却機構と温度センシング機構の選択、並びに外部制御系の構成を組み合わせて最適な方法を選択することができる。
液滴温度は、液滴内の溶媒が揮発すると低下するため、加熱温度は、例えば40℃以下とすることが好ましい。
これにより、液滴Dが加熱されて溶媒の揮発速度が大きくなり、液滴Dを短時間で濃縮できる。
図10は、バイオチップ10の変形例を説明する説明図である。
図10に示すように、バイオチップ10内に流す気体中の溶媒濃度を調整する溶媒濃度調整手段40を設けることが好ましい。
溶媒濃度調整手段40としては、特に限定されないが、例えば、液滴に供給する気体を冷却する手段や圧縮する手段等が挙げられる。具体的には、前述したようなペルチェ素子等の温度制御手段が好ましく使用できる。
たとえば、図10に示すように、バイオチップ10内へ供給する気体を循環使用する場合、バイオチップ10内を通過した気体を溶媒濃度調整手段40により凝縮させて湿度を低くした後、再度ポンプ38によりバイオチップ10内に供給する。これにより、液滴Dに常に乾燥させた気体を供給できるので、液滴Dに含まれる溶媒の揮発速度を一層高めることができる。
以上、本発明に係る検体の検出方法及びバイオチップの好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
たとえば、上記各実施形態では、サンプル液の液滴に対して気体を積極的に流すことにより液滴中の溶媒の蒸発を促進するようにしたが、気体を流さずに(自然対流のみで)液滴中の溶媒を蒸発させて濃縮することもできる。この場合、溶媒の蒸発を促進するために、液滴周囲の雰囲気における溶媒濃度(湿度など)を下げておくことが好ましい。
上記各実施形態では、サンプル液として、抗原又は抗体等の生体関連物質を含むサンプル液を用いたが、これに限らず、その他のサンプル液の分析に適用できる。
上記各実施形態では、基板上に予め検出用試薬14を固着させておき、その上から検体を含むサンプル液を滴下することにより検出反応を行う場合について本発明を適用したが、これに限定されず、サンプル液を基板上に滴下した後、検出用試薬14を添加する場合にも適用できる。
また、上記実施形態では、サンプル液を円筒状空洞部30から注入し、シール部材28により密閉できる構造としたが、これらを用いない構成であってもよい。たとえば、基板16と覆い板とを解体した状態で、基板16上に液滴を形成した後、覆い板をかぶせることによりバイオチップ内に液滴を配置してもよい。
また、上記実施形態では、流路22A、ポート18A、及び流路23Aを同一線上に設けたバイオチップについて説明したが、これに限定されず、ポート18A内の液滴に気体を流すことができる構成であればいずれでもよい。また、図1の態様では、気体を供給、排出する流路22A、23Aを各ポート18Aごとに独立に設けたが、これに限定されず、同一の列又は行に配列された複数のポート18A・・・について、供給流路(又は排出流路)を共有するように(例えば、各ポート18Aに連通する流路を相互に連結させて共通流路とする構造)構成してもよい。
図1のバイオチップ10を用いて、CRP(C−Reactive Protein)抗原の検出に要する反応速度を比較した。
基板16としては、厚さが1mmのポリスチレン基板を使用した。また、バイオチップ10のポート18Aの底面にCRP抗原と特異的に結合する抗体(検出用試薬14)を固定化し、CRP抗原(検体)を5μg/mL含有するりん酸緩衝生理食塩液(PBS、Phosphate Buffer Saline)を1μL滴下した。
そして、バイオチップ10の供給口24より、乾燥エア(湿度4%)を流した。そして、標識用の抗体と約15分接触させて蛍光シグナルを検出した。
一方、比較例として、乾燥エアのかわりに加湿エア(湿度70%)を供給した以外は上記実施例と同様とした。
この結果、実施例では、高い蛍光シグナルを検出できたが、比較例では蛍光シグナルをほとんど検出できなかった。
以上から、本発明を適用することで、低濃度のサンプル液でも効率的に濃縮でき、短時間でサンプル液中の検体を検出できることがわかった。
10…バイオチップ、12…分析部(センサ)、14…検出用試薬、16…基板、18…凹部、18A…ポート、20…覆い板、22、23…溝、22A、23A…流路、24…供給口、26…排出口、28…シール部材、30…円筒状空洞部、32A…疎水部、32B…親水部、36…加熱手段、40…溶媒濃度調整手段
Claims (14)
- 検体と特異に反応し、前記検体の構造に対する情報を得るための検出用試薬を用いたサンプル液中の検体の検出方法において、
前記検体を含むサンプル液を基板上に滴下し、該液滴に対して気体を流すことにより前記液滴中の溶媒を揮発させる工程と、
前記液滴と前記検出用試薬とを接触させる工程と、
を備えたことを特徴とする検体の検出方法。 - 前記検出用試薬は、前記基板上に固定化されていることを特徴とする請求項1に記載の検体の検出方法。
- 前記液滴を加熱することにより前記液滴中の溶媒を揮発させることを特徴とする請求項1又は2に記載の検体の検出方法。
- 前記気体に含まれる溶媒濃度を低下させることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の検体の検出方法。
- 前記検出用試薬は、生体関連物質であることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の検体の検出方法。
- 前記生体関連物質は、アミノ酸、ペプチド、たんぱく質、核酸のうちいずれか1以上を含むことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の検体の検出方法。
- サンプル液に含まれる検体を検出するためのバイオチップであって、
前記サンプル液に含まれる検体と特異に反応し、前記検体の構造に対する情報を得るための検出用試薬が固定された基板と、
前記基板上に形成され、前記検出用試薬と前記サンプル液の液滴とを接触させるための空間と、
前記空間の一端側に連通し、前記液滴に対して気体を供給するための供給流路と、
前記空間の他端側に連通し、前記空間内から前記気体を排出するための排出流路と、を備え、
前記空間内の基板上には、疎水性の領域が形成されたことを特徴とするバイオチップ。 - 前記疎水性の領域の内側には、親水性の領域が形成されたことを特徴とする請求項7に記載のバイオチップ。
- 前記空間内には、前記サンプル液を収納する凹部が設けられたことを特徴とする請求項7又は8に記載のバイオチップ。
- 前記供給流路及び排出流路は、等価直径が1mm以下のマイクロ流路であることを特徴とする請求項7〜9の何れか1項に記載のバイオチップ。
- 前記空間内の液滴を加熱するための加熱手段を備えたことを特徴とする請求項7〜10の何れか1項に記載のバイオチップ。
- 前記気体に含まれる溶媒濃度を調整するための溶媒濃度調整手段を備えたことを特徴とする請求項7〜11の何れか1項に記載のバイオチップ。
- 前記検出用試薬は、生体関連物質であることを特徴とする請求項7〜12の何れか1項に記載のバイオチップ。
- 前記生体関連物質は、アミノ酸、ペプチド、たんぱく質、核酸のうちいずれか1以上を含むことを特徴とする請求項7〜13の何れか1項に記載のバイオチップ。
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