JP2009109222A - 生体物質検出装置および生体物質検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ターゲットとプローブをハイブリダイゼーションさせるための複数のチャンバー1011と、チャンバー1011間に設けられた流路1012とを備え、流路1012は、試料溶液が移動する方向に垂直な断面の面積がチャンバー1011の断面積よりも小さく形成され、チャンバー1011の内壁の全面にプローブ固定領域1013が設けられている。1つのチャンバー1011には1種類のプローブを固定し、ハイブリダイゼーション工程では、チャンバー1011および流路1012内でポンプ102を用いて試料溶液を往復移動させる。
【選択図】図3
Description
また、特許文献2には、試料溶液中に微粒子を分散させて攪拌することにより、反応効率を高める方法が開示されている。
これにより、チャンバーの内壁の全ての面でプローブとターゲットとなる生体物質が接することが可能となり、反応効率が向上する。
これにより、チャンバーの外側からチャンバー内の観測を行うことができるので、反応処理と検出処理を同一の装置で行うことができ、装置の小型化および処理の効率化を図ることができる。
これにより、チャンバー内から射出される光が集光され、反応結果の検出する際、より検出感度を高めることができる。
本発明によれば、各々のチャンバーに、それぞれ異なる1種類のプローブを固定することにより、1度に複数種類のターゲットの検出を行うことができる。また、1つのチャンバー内では1種類のプローブのみを用いれば、反応結果の検出を、発光物質が溶液中に浮遊する化学発光物質を用いて行っても、発光物質が混ざり合ってどのプローブとの反応結果なのか区別がつかなくなる問題がない。
これにより、チャンバーの内壁の全ての面でプローブとターゲットとなる生体物質が接することが可能となり、反応効率が向上する。
一般に、化学発光物質を用いた方法では、発光物質の産出量を加える基質の量を増やすことにより増加させることができるので、検出感度を高めることが容易である。
これにより、反応処理と検出処理を同一の装置で行うことができ、装置の小型化および処理の効率化を図ることができる。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による核酸検出装置(生体物質検出装置)10の構成を示す斜視図である。図に示すように、核酸検出装置10は、検出カートリッジ101、ポンプ102、試料容器103、ステージ104、CCDカメラ105を備えている。
透明基板101a、101bがガラス基板である場合には、前記官能基はこれを有するカップリング剤(例えば、シラン系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等)で処理することにより導入することができる。
CCDカメラ105は、ハイブリダイゼーション反応の検出処理の際、産出された化学発光物質の発光強度を測定するために用いる。CCDカメラ105は、検出カートリッジ101から射出される光の検出可能な位置に設置されている。
試料溶液は、例えば血液、尿、唾液、髄液のような生体サンプルを含む。必要に応じて、PCR法を用いて、ターゲットとなる核酸の増幅処理を行っておく。
具体的には、まず、試料中に第1及び第2のプライマーを加え、温度サイクルをかける。第1のプライマーはターゲットとなる核酸の一部と特異的に結合し、第2のプライマーはターゲット核酸と相補的な核酸の一部と特異的に結合する。ターゲット核酸を含む二本鎖核酸と第1及び第2のプライマーが結合すると伸長反応によってターゲット核酸を含む二本鎖核酸が増幅される。十分に標的核酸を含む二本鎖核酸が増幅された後に、試料中に第3のプライマーを加えて温度サイクルをかける。第3のプライマーは、伸長反応時にビオチンの取込みが可能であり、ターゲット核酸と相補的な核酸の一部と特異的に結合する。ターゲット核酸に相補的な核酸と、第3のプライマーが結合すると伸長反応によってビオチンで標識されたターゲット核酸が増幅される。結果として、試料中にターゲット核酸が含まれている場合は標識されたターゲット核酸が生成され、試料中にターゲット核酸が含まれない場合は標識されたターゲット核酸は生成されない。なお、ここでは、標識物質はビオチンとしたが、他の酵素や、蛍光物質、等でも良い。
次に、HRP液を排出した後、検出カートリッジ101内に洗浄液を充填し、充填した洗浄液を検出カートリッジ101内で往復送液することにより、チャンバー1011および流路1012内部を十分に洗浄する。
図5は、本発明の変形例1による核酸検出装置10の検出カートリッジ101の構成を示す断面図である。図5(A)は図2に示すA−A断面の一部、図5(B)は図2に示すB−B断面の一部を示している。図に示すように、変形例1では、上側の透明基板101aのチャンバー1011の外壁にあたる部分に、レンズ形状部1014を設けている。これにより、発光物質から射出される光が集光され、CCDカメラ105で発光を検出する際、より検出感度を高めることができる。
図6は、本発明の変形例2による核酸検出装置10の検出カートリッジ101の構成を示す断面図である。図6は、図2に示すA−A断面の一部を示したものである。図に示すように、変形例による核酸検出装置10の検出カートリッジ101では、プローブ固定領域1013がチャンバー1011の内壁ではなく、流路1012の内壁に設けられている。このような構成でも、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
Claims (9)
- 試料溶液に含まれる特定の生体物質を検出するためのプローブを固定する領域を各々有し、前記生体物質と前記プローブを反応させるための複数のチャンバーと、
前記複数のチャンバー間に設けられた流路と、
前記チャンバーおよび前記流路内で前記試料溶液を往復移動させるためのポンプと、を備え、
前記流路は、前記試料溶液が移動する方向に垂直な断面の面積が前記チャンバーの断面積よりも小さいことを特徴とする生体物質検出装置。 - 前記プローブを固定する領域が、前記チャンバーの内壁の全面に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の生体物質検出装置。
- 前記チャンバーおよび前記流路は、透明基板で形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の生体物質検出装置。
- 前記チャンバーの外壁にレンズ状に形成された領域を設けたことを特徴とする請求項3に記載の生体物質検出装置。
- 流路を介して繋がった複数のチャンバー内に試料溶液を供給し、前記試料溶液に含まれる特定の生体物質と、前記チャンバー内に固定され、前記生体物質を検出するためのプローブとを反応させる反応工程と、
前記プローブと反応した前記生体物質を検出する検出工程と、を備え、
前記反応工程では、前記チャンバーおよび前記流路内で前記試料溶液を往復移動させ、
前記流路は、前記試料溶液が移動する方向に垂直な断面の面積が前記チャンバーの断面積よりも小さいことを特徴とする生体物質検出方法。 - 1つの前記チャンバーには、1種類の前記プローブが固定されていることを特徴とする請求項5に記載の生体物質検出方法。
- 前記プローブは、前記チャンバーの内壁の全面に固定されていることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の生体物質検出方法。
- 前記検出工程では、化学発光物質を用いた方法により、前記プローブと反応した前記生体物質の検出を行うことを特徴とする請求項5から請求項7のいずれかに記載の生体物質検出方法。
- 前記チャンバーおよび前記流路は透明基板で形成されており、
前記検出工程では、前記チャンバーを通して発光を測定することを特徴とする請求項8に記載の生体物質検出方法。
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