JP2010014669A - Analysis chip - Google Patents

Analysis chip Download PDF

Info

Publication number
JP2010014669A
JP2010014669A JP2008177040A JP2008177040A JP2010014669A JP 2010014669 A JP2010014669 A JP 2010014669A JP 2008177040 A JP2008177040 A JP 2008177040A JP 2008177040 A JP2008177040 A JP 2008177040A JP 2010014669 A JP2010014669 A JP 2010014669A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dna
substrate
analysis
selective binding
binding substance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008177040A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuki Takii
有樹 瀧井
Kunihisa Nagino
邦久 薙野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2008177040A priority Critical patent/JP2010014669A/en
Publication of JP2010014669A publication Critical patent/JP2010014669A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an analysis method equivalent to an analysis using two analysis chips without further thinning an analyte. <P>SOLUTION: In this analysis chip, selectively bonding substance immobilizing regions of a substrate to which selectively bonding substances are immobilized are arranged so as to face each other, and an analyte solution is held in space sandwiched between the selectively bonding substance immobilizing regions. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、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」)が固定化された基板から構成される分析チップに関する。   The present invention relates to an analysis chip including a substrate on which a substance that selectively binds (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いる。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は、各種の方法で調べることができる。主なものとして、核酸は、ノーザンブロッティング、あるいはサザンブロッティングのように、各種の核酸/核酸間の相補性を利用した方法により、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。一方、蛋白質は、ウエスタンブロッティングに代表される蛋白質/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 begun. Information on human genes and many other genes and their base sequences, proteins encoded by the gene sequences, and sugar chains that are secondarily produced from these proteins are rapidly being clarified. The functions of macromolecules such as genes, proteins, and sugar chains whose sequences have been clarified can be examined by various methods. Mainly, nucleic acids can be examined for the relationship between various genes and their biological function expression by a method utilizing complementarity between various nucleic acids / nucleic acids, such as Northern blotting or Southern blotting. On the other hand, the protein can be examined for the function and expression of the protein using a protein / protein reaction typified by Western blotting.

近年、多数の遺伝子発現を一度に解析する手法として、DNAチップ法(DNAマイククロアレイ法)と呼ばれる新しい分析法が開発され、注目を集めている。DNAチップは、数百〜数万という多数の遺伝子発現を同時に測定するための小型装置であり、ガラス、シリコンなどの基材の基板上にDNAなどの分子を高密度に配置したものである。DNAチップを使用することによって、各種疾患動物モデルや細胞生物学現象における体系的かつ網羅的な遺伝子発現解析を行うことができる。具体的には、遺伝子の機能、すなわち遺伝子がコードするタンパク質を明らかにするとともに、タンパク質が発現する時期や作用する場所を特定することが可能になる。生物の細胞又は組織レベルでの遺伝子発現の変動をDNAチップによって解析し、生理学的、細胞生物学的、生化学的事象データと組み合わせて遺伝子発現プロファイルデータベースを構築することによって、疾患遺伝子、治療関連遺伝子の検索や治療方法の探索が可能になると思われる。   In recent years, a new analysis method called a DNA chip method (DNA microarray method) has been developed and attracts attention as a method for analyzing many gene expressions at once. A DNA chip is a small device for simultaneously measuring hundreds to tens of thousands of gene expressions, and is a molecule in which molecules such as DNA are arranged at high density on a substrate such as glass or silicon. By using a DNA chip, systematic and comprehensive gene expression analysis in animal models of various diseases and cell biology phenomena can be performed. Specifically, it becomes possible to clarify the function of the gene, that is, the protein encoded by the gene, and to specify the time when the protein is expressed and the place where it acts. Analyzing gene expression fluctuations at the cell or tissue level of an organism using a DNA chip and constructing a gene expression profile database in combination with physiological, cell biology, and biochemical event data, thereby making disease genes and treatment-related It will be possible to search for genes and search for treatment methods.

現在、DNAチップの作製は、主に2つの基本的な方法、すなわちGeneChip法及びcDNAマイクロアレイ法が採用されている。   Currently, two basic methods, namely, the GeneChip method and the cDNA microarray method are adopted for the production of DNA chips.

GeneChip法はAffymetrix社によって開発された方法で、フォトリソグラフ法によりガラス板上で25マー(mer)程度のオリゴDNAを合成し、1つの遺伝子あたり、塩基配列データから16カ所から20カ所の25マーを設定し、25マーの完全一致と13塩基目を意図的に違えた1塩基ミスマッチのオリゴマーセットを組にしてプローブDNAとする。この方法は、プローブDNAの長さが一定であり、配列が既知なため、ハイブリダイゼーションの強さに影響をあたえるGC含量を一定にすることができるので、発現量の定量的解析には理想的なアレイと考えられている。   The GeneChip method is a method developed by Affymetrix, which synthesizes about 25-mer oligo DNA on a glass plate by photolithographic method, and from 16 to 20 25-mer from one nucleotide sequence data per gene. Is set as a probe DNA by combining a 25-mer perfect match and a one-base mismatch oligomer set intentionally different in the 13th base. This method is ideal for quantitative analysis of the expression level because the length of the probe DNA is constant and the sequence is known, so that the GC content that affects the strength of hybridization can be made constant. It is considered an array.

一方、cDNAマイクロアレイ法は、Stanford大学によって開発された方法で、キャピラリー状のペンによるスポッティング方式や、インクジェット方式などの手法により、ガラス板にDNAを固定するものである。いずれの方法も、あらかじめ蛍光標識した測定する試料(遺伝子)を、DNAチップ上のプローブとハイブリダイゼーションにより結合させ、スキャナーを用いてその蛍光強度を測定することにより、遺伝子の発現を測定するものである。   On the other hand, the cDNA microarray method is a method developed by Stanford University, in which DNA is fixed to a glass plate by a spotting method using a capillary pen or an ink jet method. In both methods, a sample (gene) to be measured, which is fluorescently labeled in advance, is combined with a probe on a DNA chip by hybridization, and the fluorescence intensity is measured using a scanner to measure gene expression. is there.

DNAチップデータの解析の1つとして、階層的クラスタリングがある。これは、発現パターンの類似した遺伝子を集めて系統樹を作製することができる方法であり、多数の遺伝子の発現レベルが色で模式的に表示されうる。このようなクラスタリングによって、ある疾患に関連する遺伝子を識別することができる。   One analysis of DNA chip data is hierarchical clustering. This is a method by which genes having similar expression patterns can be collected to create a phylogenetic tree, and the expression levels of many genes can be schematically displayed in color. By such clustering, genes related to a certain disease can be identified.

DNAだけでなく、タンパク質や糖類などを基板に配置した分析チップも検査、解析手段としても利用されるようになってきた。とりわけ、タンパク質を配置したプロテインチップでは、抗体、抗原、酵素基質などのタンパク質が基板上に固定される。   An analysis chip in which not only DNA but also proteins and saccharides are arranged on a substrate has come to be used as an inspection and analysis means. In particular, in protein chips on which proteins are arranged, proteins such as antibodies, antigens and enzyme substrates are immobilized on the substrate.

一般的なガラスやシリコンではなくポリマーを基材とした、凹凸構造を有する特殊な形状のDNAチップが開発されている(特許文献1)。この方法により、基板の凸部上面にスポットされる物質量のばらつきが小さくなり、その結果、S/N比及び検出感度が大きく改善された。さらに、凹部内に微粒子を存在させることによって、反応液の攪拌効率を増大させることが可能となり、結果として反応促進効果も達成された(非特許文献1)。
特開2004−264289号公報 滝澤聡子ら、バイオテクノロジージャーナル:2005年7−8月号、418−420頁
A specially shaped DNA chip having a concavo-convex structure using a polymer instead of general glass or silicon has been developed (Patent Document 1). By this method, variation in the amount of material spotted on the upper surface of the convex portion of the substrate is reduced, and as a result, the S / N ratio and detection sensitivity are greatly improved. Furthermore, the presence of the fine particles in the recesses makes it possible to increase the stirring efficiency of the reaction solution, and as a result, a reaction promoting effect is also achieved (Non-Patent Document 1).
JP 2004-264289 A Reiko Takizawa et al., Biotechnology Journal: July-August 2005, pages 418-420

DNAチップ等の分析チップを用いた分析において、その感度を優先するためには、検体を高濃度に調製することが必要である。高濃度に検体溶液を調製することができれば、高感度な検出が可能となり、微少な変化を検出することが期待できる。しかし、分析チップによる分析では、実験の精度を高めるために分析チップを2枚以上用いた分析を行うことがあり、この場合、検体溶液は、分析チップを1枚用いた分析と比べて、体積を2倍に希釈して用いられ、濃度が2分の1になった状態で分析されることになり、本来の感度が損なわれ、重要な結果を見逃すことが起こりえる。本発明は、検体を更に薄めることなく、2枚の分析チップを用いた分析と同等の分析を可能にすることを目的とする。   In an analysis using an analysis chip such as a DNA chip, it is necessary to prepare a sample at a high concentration in order to prioritize the sensitivity. If the sample solution can be prepared at a high concentration, highly sensitive detection is possible and it can be expected to detect minute changes. However, in the analysis using an analysis chip, an analysis using two or more analysis chips may be performed in order to increase the accuracy of the experiment. In this case, the sample solution has a volume compared to the analysis using one analysis chip. Is used after being diluted twice, and the analysis is performed in a state where the concentration is halved, the original sensitivity is lost, and important results may be missed. An object of the present invention is to enable an analysis equivalent to an analysis using two analysis chips without further diluting a specimen.

上記課題に鑑みて、本発明者らは鋭意検討した結果、選択結合性物質が固定化された基板が向かい合うように配置された分析チップにより上記課題を解決することを見出し、本発明を完成させた。   In view of the above problems, the present inventors have intensively studied and found that the above problems can be solved by an analysis chip arranged so that substrates on which a selective binding substance is immobilized face each other, thereby completing the present invention. It was.

すなわち、本発明は以下の(1)〜(6)で構成される。
(1)選択結合性物質が固定化された基板の選択結合性物質固定化領域が向かい合うように配置された分析チップであって、該選択結合性物質固定化領域に挟まれた空間で検体溶液を保持することを特徴とする分析チップ。
(2)前記基板2枚が向かい合うように配置することを特徴とする(1)に記載の分析チップ。
(3)前記基板に貫通孔が設けられていることを特徴とする(1)または(2)に記載の分析チップ
(4)前記選択結合性物質固定化領域の少なくとも一方が凹凸構造を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の分析チップ。
(5)前記選択結合性物質固定化領域に挟まれた空間に微粒子を含むことを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の分析チップ。
(6)前記選択結合性物質が核酸であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の分析チップ。
That is, this invention is comprised by the following (1)-(6).
(1) An analysis chip in which a selective binding substance-immobilized region of a substrate on which a selective binding substance is immobilized is arranged so as to face each other, and a sample solution in a space sandwiched between the selective binding substance-immobilized regions An analysis chip, characterized by holding.
(2) The analysis chip according to (1), wherein the two substrates are disposed so as to face each other.
(3) The analysis chip according to (1) or (2), wherein the substrate is provided with a through hole. (4) At least one of the selective binding substance-immobilized regions has an uneven structure. The analysis chip according to any one of (1) to (3).
(5) The analysis chip according to any one of (1) to (4), wherein fine particles are contained in a space sandwiched between the selective binding substance immobilization regions.
(6) The analysis chip according to any one of (1) to (5), wherein the selective binding substance is a nucleic acid.

本発明の分析チップにおいて、調製した検体溶液を薄めることなく、従来の分析チップ2枚分の分析を一度で実施できる。さらに、本発明の分析チップでは、2つの選択結合性物質固定化領域において全く同一の環境で検体溶液と選択結合性物質を接触させることができるため、感度を損ねることなくより正確な分析データを得ることができる。   In the analysis chip of the present invention, the analysis of two conventional analysis chips can be performed at one time without diluting the prepared sample solution. Furthermore, in the analysis chip of the present invention, since the sample solution and the selective binding substance can be brought into contact with each other in the same environment in the two selective binding substance immobilization regions, more accurate analysis data can be obtained without losing sensitivity. Obtainable.

以下に、本発明をさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically.

本発明の分析チップは、選択結合性物質が固定化された基板において、選択結合性物質固定化領域が向かい合うように配置された分析チップである。ここでいう分析チップとは、検体を含む溶液を当該チップにアプライし、検体の存在の有無や、検体の量や、検体の性状等を測定するために用いるチップをいう。具体的には、基板表面に固定化された選択結合性物質と検体との反応により、検体の量や、検体の有無を調べるバイオチップが挙げられる。より具体的には、核酸を基板表面に固定化したDNAチップ、抗体に代表されるタンパク質を基板表面に固定化したタンパク質チップ、糖鎖を基板表面に固定化した糖鎖チップ、及び基板表面に細胞を固定化した細胞チップ等が挙げられる。選択結合性物質及びその固定化の態様については後述する。   The analysis chip of the present invention is an analysis chip arranged on a substrate on which a selective binding substance is immobilized so that the selective binding substance immobilization regions face each other. The analysis chip here refers to a chip used to apply a solution containing a sample to the chip and measure the presence / absence of the sample, the amount of the sample, the properties of the sample, and the like. Specifically, a biochip that examines the amount of the specimen and the presence or absence of the specimen by a reaction between the selective binding substance immobilized on the substrate surface and the specimen. More specifically, a DNA chip having a nucleic acid immobilized on the substrate surface, a protein chip having a protein typified by an antibody immobilized on the substrate surface, a sugar chain chip having a sugar chain immobilized on the substrate surface, and a substrate surface Examples thereof include a cell chip on which cells are immobilized. The selective binding substance and its immobilization mode will be described later.

本発明の分析チップは、選択結合性物質固定化領域を向かい合うように配置することを特徴としており、具体例としては図1に開示される態様が挙げられるが、好ましくは選択結合性物質が固定化された2枚の基板を向かい合うように配置する態様である(図1の上段参照)。該基板2枚を向かい合うように配置した分析チップは、検体溶液を保持する空間を設けるように該基板を接着させることで得られる。該基板2枚は、前記空間が形成される限りにおいて、どのような態様で接着されてもよいが、基板が損傷されることなく脱離することが可能である態様が好ましく、両面テープ、樹脂組成物等の接着部材を介して好ましく接着される。   The analysis chip of the present invention is characterized in that the selective binding substance immobilization regions are arranged so as to face each other. As a specific example, the embodiment disclosed in FIG. 1 can be mentioned, but preferably the selective binding substance is immobilized. This is a mode in which two formed substrates are arranged to face each other (see the upper part of FIG. 1). The analysis chip in which the two substrates are arranged to face each other can be obtained by bonding the substrates so as to provide a space for holding the sample solution. The two substrates may be bonded in any manner as long as the space is formed, but an embodiment in which the substrate can be detached without being damaged is preferable. Double-sided tape, resin It is preferably bonded via an adhesive member such as a composition.

接着層として樹脂組成物を用いる場合、当該樹脂組成物としては、アクリル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、及びこれらの混合物からなる群より選択されるポリマーを含む樹脂組成物等を用いることができる。これらの樹脂組成物を利用することにより、両面テープに比べて密閉性を高めることが可能となるとともに、両面テープに比べて、長期間のインキュベーションに対しても安定であるため、そのような長期間のインキュベーションが必要な分析系においては特に好ましい。特に、接着層としてシリコーン系のエラストマーを用いると、密閉性が良好であり、しかも、容易に脱離が可能な状態でカバーを接着することができる。このようなエラストマーとしては、具体的には、ダウコーニング社のシルガード(登録商標)や、信越化学工業社製の型取り用二液型RTVゴムを挙げることができる。   When using a resin composition as an adhesive layer, as the resin composition, a resin composition containing a polymer selected from the group consisting of acrylic polymers, silicone polymers, and mixtures thereof can be used. By using these resin compositions, it becomes possible to improve the sealing property as compared with the double-sided tape, and it is more stable for long-term incubation than the double-sided tape. It is particularly preferred in analytical systems that require a period of incubation. In particular, when a silicone-based elastomer is used as the adhesive layer, the sealing property is good and the cover can be bonded in a state where it can be easily detached. Specific examples of such an elastomer include Dow Corning Sylgard (registered trademark) and Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., two-component RTV rubber for molding.

前記基板の選択結合性物質固定化領域の表面は、図2および図3に見られるように微細な凹凸構造を有することが好ましい。凹部及び凸部の形状は特に限定されないが、特に凸部は角柱、円柱、円錐台などの柱状構造が好ましい。また凸部の上面の形状は、円形又は三〜八角形などの角形が好ましい。凹部又は凸部は完全に又は実質的に同一の構造を有しており、また交互に規則的に配列していることが好ましい。このような規則的な配列の場合、凸部の形状に応じて凹部の形状が決まる。   The surface of the selective binding substance immobilization region of the substrate preferably has a fine concavo-convex structure as seen in FIGS. The shape of the concave portion and the convex portion is not particularly limited, but the convex portion is preferably a columnar structure such as a prism, a cylinder, or a truncated cone. Moreover, the shape of the upper surface of the convex portion is preferably a circle or a square such as a tri-octagon. The recesses or protrusions have completely or substantially the same structure, and are preferably alternately arranged regularly. In the case of such a regular arrangement, the shape of the concave portion is determined according to the shape of the convex portion.

選択結合性物質は凹凸構造の凸部に結合されることが好ましい。その際、向かい合う凸部の上面の間の空間のサイズは、好ましくは高さ方向で、1〜500μmである。これより小さい範囲であると、固定された選択結合性物質に検体が接触する機会が極端に少なくなり、ハイブリダイゼーション後のシグナルが著しく小さくなるため、一方空間サイズが500μmを超えると、多くの液量が必要となり、微量な検体を用いる場合、検体溶液の濃度が薄くなってハイブリダイゼーションの反応性が低下し、検出時のシグナルが弱くなる。   The selective binding substance is preferably bonded to the convex portion of the concavo-convex structure. In that case, the size of the space between the upper surfaces of the convex portions facing each other is preferably 1 to 500 μm in the height direction. If the area is smaller than this range, the chance that the specimen will come into contact with the immobilized selective binding substance is extremely reduced, and the signal after hybridization becomes extremely small. On the other hand, if the spatial size exceeds 500 μm, many liquids When a small amount of sample is used, the concentration of the sample solution is reduced, the hybridization reactivity is lowered, and the signal at the time of detection is weakened.

凸部のサイズは、好ましくは高さ10〜200μm、幅50〜150μmであるが、このような範囲に限定されない。凸部と凸部の間隔は、例えば50〜600μmであるが、好ましくは複数の微粒子が入ることが可能なサイズである。また、特開2004−264289に示す理由から、凸部の高さについては、その周りの平坦部と同じ高さであることが好ましい。   The size of the projection is preferably 10 to 200 μm in height and 50 to 150 μm in width, but is not limited to such a range. The interval between the protrusions is, for example, 50 to 600 μm, and preferably a size that allows a plurality of fine particles to enter. Further, for the reason described in JP-A-2004-264289, the height of the convex portion is preferably the same height as the surrounding flat portion.

基板の凸部の上面に選択結合性物質を固定化するために、凸部の上面は、選択結合性物質と結合可能な官能基(例えばアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アルデヒド基、エポキシ基など)を含むことができる。このような官能基を導入するために、例えば該表面にプラズマ処理や放射線処理(例えばγ線、電子線など)を施し、この後さらにグラフト重合処理することによって極性基を導入したり、ポリカチオン(例えばポリ−L−リシン、シランカップリング剤など)をコートしたりすることができる。ここで用いられるシランカップリング剤としては、例えば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などが挙げられる。   In order to immobilize the selective binding substance on the upper surface of the convex portion of the substrate, the upper surface of the convex portion has a functional group (for example, an amino group, a hydroxy group, a carboxyl group, an aldehyde group, or an epoxy group that can bind to the selective binding material). Etc.). In order to introduce such a functional group, for example, plasma treatment or radiation treatment (for example, γ-ray, electron beam, etc.) is applied to the surface, and then a polar group is introduced by further graft polymerization treatment, or polycation (For example, poly-L-lysine, a silane coupling agent, etc.) can be coated. Examples of the silane coupling agent used here include 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyldiethoxymethylsilane, and 3- (2-aminoethylaminopropyl) trimethoxysilane. Etc.

基板の材質としては、例えば、ガラス、セラミックス、シリコンなどの無機材料、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチレンテレフタレート、酢酸セルロース、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリジメチルシロキサン、シリコンゴムなどのポリマーを挙げることができ、好ましくは、成形が容易な合成ポリマー、例えばPMMAである。   Examples of the material of the substrate include glass, ceramics, inorganic materials such as silicon, polymers such as polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate, cellulose acetate, polycarbonate, polystyrene, polydimethylsiloxane, and silicon rubber. Preferably, it is a synthetic polymer that can be easily molded, such as PMMA.

基板の成形としては、ポリマーの場合、射出成形法、ホットエンボス法などの方法、ガラスやセラミックの場合、サンドブラスト法などの方法、シリコンの場合、公知の半導体プロセスで使用される方法が挙げられる。   Examples of the molding of the substrate include a method such as an injection molding method or a hot embossing method in the case of a polymer, a method such as a sand blasting method in the case of glass or ceramic, and a method used in a known semiconductor process in the case of silicon.

基板は、その全体又は一部を黒色にすることができる。黒色とは、可視光範囲(波長400〜800nm)において、基板の黒色部分の分光反射率が特定のスペクトルパターンを持たず、一様に低い値、好ましくは7%以下であり、かつ、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、好ましくは2%以下であることを意味する。基板の少なくとも一部を黒色にすることによって、検体を検出する際のS/N比を向上させることができる。黒色にする手段として、基板材料又は絶縁材料に黒色物質、例えばカーボンブラック、グラファイト、チタンブラック、アニリンブラック、金属(Ru,Mn,Ni,Cr, Fe,Co,Cuなど)の酸化物、Si,Ti,Ta,Zr,Crの炭化物を混入させることにより達成される。   The substrate can be entirely or partially black. Black means that in the visible light range (wavelength 400 to 800 nm), the spectral reflectance of the black portion of the substrate does not have a specific spectral pattern, is uniformly low, preferably 7% or less, and the black portion This means that the spectral transmittance of the light does not have a specific spectral pattern and is uniformly low, preferably 2% or less. By making at least a part of the substrate black, it is possible to improve the S / N ratio when detecting the specimen. As a means for blackening, a black material such as carbon black, graphite, titanium black, aniline black, oxides of metals (Ru, Mn, Ni, Cr, Fe, Co, Cu, etc.), Si, This is achieved by mixing Ti, Ta, Zr, and Cr carbides.

本発明で使用可能な好ましい基板及びその製法は、例えば本出願人による特開2004−264289、バイオテクノロジージャーナル:2005年7−8月号、418−420頁などに記載されている。   Preferred substrates that can be used in the present invention and methods for producing the same are described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-264289, Biotechnology Journal: July-August 2005, pages 418-420 by the present applicant.

本発明の分析チップにおいては、一方の選択結合性物質固定化領域を含む平面に、空間に連通する貫通孔を有することが好ましい。貫通孔は、被検試料、反応用バッファーなどの液体を注入するために利用され、また同時に、該空間内部の圧力を大気圧に保持するためにも利用される。貫通孔は、一つの空間に対して複数個あることが好ましく、中でも3〜6個とすることにより、検体溶液の充填が容易となるのでより好ましい。なお、後述するように、空間が互いに連通しない複数の空間に分かれている場合は、各空間あたりに複数個あることが好ましく、各空間あたりに3〜6個の貫通孔を有することがより好ましい。   In the analysis chip of the present invention, it is preferable that a plane including one selectively binding substance immobilization region has a through hole communicating with the space. The through hole is used for injecting a liquid such as a test sample and a reaction buffer, and at the same time, used for maintaining the pressure inside the space at atmospheric pressure. It is preferable that there are a plurality of through-holes for one space, and it is more preferable that the number of through-holes is 3 to 6 because the specimen solution can be easily filled. In addition, as described later, when the space is divided into a plurality of spaces that do not communicate with each other, it is preferable that there are a plurality of spaces per space, and it is more preferable that each space has 3 to 6 through holes. .

貫通孔は、その少なくとも1つが、その径を変化させて、上端に径の広い部分、いわゆる液面駐止用チャンバーを備えるものとしても良い。(ここで駐止とは、必要部位にとどめることを意味する。)液面駐止用チャンバーを備えることにより、貫通孔からアプライされ空隙に充填された検体溶液の液面の上昇を抑え、貫通孔を封止部材で封止する際に容易かつ確実に行うことが可能となるとともに、検体溶液の中への多数の気泡の混入や、検体溶液の流出を防ぐことができるので好ましい。液面駐止用チャンバーの形状は特に限定されるものではなく、円柱形、角柱形、円錐形、角錐形、半球形、又はこれに近似した形状とすることができる。これらのうち、製造の容易さ及び検体溶液の上昇を抑制する効果の高さ等の観点から、円柱形が特に好ましい。   At least one of the through holes may be provided with a portion having a large diameter at the upper end, that is, a so-called liquid level holding chamber, by changing the diameter thereof. (Herein, the term “parking” means that it is limited to the necessary part.) By providing a liquid level parking chamber, the liquid level of the sample solution applied from the through hole and filled in the gap is suppressed and penetrated. This is preferable because the hole can be easily and reliably sealed with the sealing member, and many bubbles can be prevented from entering the sample solution and the sample solution can be prevented from flowing out. The shape of the liquid level holding chamber is not particularly limited, and may be a cylindrical shape, a prismatic shape, a conical shape, a pyramid shape, a hemispherical shape, or a shape similar thereto. Among these, the columnar shape is particularly preferable from the viewpoints of ease of manufacture and the high effect of suppressing the rise in the sample solution.

貫通孔の孔径サイズについては特に限定されるわけではないが、図4に示す縦断面形状の円筒形の貫通孔及び液面駐止用チャンバーとの組み合わせの場合を例に挙げると、貫通孔の孔径サイズ(直径)は、0.01〜2.0mmが好ましく、0.3〜1.0mmがより好ましい。孔径を0.01mm以上とすることにより、検体溶液のアプライを容易に行うことができる。一方、貫通孔の直径を1.5mm以下とすることにより、アプライ後封止前の検体溶液の蒸発などをより効果的に抑制することができる。液面駐止用チャンバーの孔径サイズ(直径)については、1.0mm以上が好ましい。1.0mm以上とすることにより、貫通孔とのサイズの差を十分に得ることができ、その結果、十分な液面駐止効果が得られるため好ましい。液面駐止用チャンバーの直径の上限は、特に限定されないが、10mm以下とすることができる。また、液面駐止用チャンバーの深さは、特に限定されないが、0.1〜5mmの範囲内とすることができる。   The hole diameter size of the through hole is not particularly limited. For example, in the case of a combination with a cylindrical through hole having a longitudinal cross-sectional shape shown in FIG. The pore size (diameter) is preferably 0.01 to 2.0 mm, and more preferably 0.3 to 1.0 mm. By setting the pore diameter to 0.01 mm or more, it is possible to easily apply the sample solution. On the other hand, by setting the diameter of the through hole to 1.5 mm or less, it is possible to more effectively suppress the evaporation of the sample solution before sealing after the application. The pore size (diameter) of the liquid level holding chamber is preferably 1.0 mm or more. By setting the thickness to 1.0 mm or more, a sufficient difference in size from the through hole can be obtained, and as a result, a sufficient liquid level retaining effect is obtained, which is preferable. The upper limit of the diameter of the liquid level chamber is not particularly limited, but can be 10 mm or less. Further, the depth of the liquid level holding chamber is not particularly limited, but can be within a range of 0.1 to 5 mm.

このような基板は、脱着可能な強度、態様で貫通孔のない選択結合性物質固定化基板に接着されていることが好ましい。本発明の分析用チップをDNAチップとして用いる場合、通常、DNAチップを専用スキャナーで読み取る必要があるが、2枚の基板が接着された状態では、専用スキャナーにセットすることが難しく、読み取ることも不可能である。そのため、読み取りの工程において2枚の基板が剥がせるように、2枚の基板が脱離可能であることが好ましい。   It is preferable that such a substrate is bonded to a selective binding substance-immobilized substrate having no detachable strength and mode. When the analysis chip of the present invention is used as a DNA chip, it is usually necessary to read the DNA chip with a dedicated scanner. However, in the state where two substrates are bonded, it is difficult to set the dedicated chip on the dedicated scanner. Impossible. Therefore, it is preferable that the two substrates can be detached so that the two substrates can be removed in the reading step.

本発明の分析チップでは、選択結合性物質固定化領域に挟まれた該空間に微粒子を含むことが好ましい。微粒子が存在することによって、注入された検体溶液を効率よく攪拌することが可能となり、その結果、検体と選択結合性物質との反応促進効果がもたらされる。   In the analysis chip of the present invention, it is preferable that fine particles are contained in the space sandwiched between the selective binding substance immobilization regions. The presence of the fine particles makes it possible to efficiently stir the injected specimen solution, and as a result, the effect of promoting the reaction between the specimen and the selective binding substance is brought about.

微粒子による攪拌方法としては、チップを回転させて重力方向に微粒子を落下させる方法や、振とう機に微粒子を含んだチップをセットし基板を振とうさせる方法、磁性微粒子を用いて磁力により微粒子を移動させる方法が用いられるが、チップを振とう機にセットし、水平面内で旋回回転させる方法が、微粒子の移動範囲が大きく、偏り無く移動するため、その結果効率よく液を攪拌できるため好ましい。このとき、旋回回転の回転数は、好ましくは10〜1000回転/分、より好ましくは100〜500回転/分である。   As a stirring method using fine particles, a method in which the fine particles are dropped in the direction of gravity by rotating the chip, a method in which the chip containing fine particles is set on a shaker and the substrate is shaken, or the fine particles are removed by magnetic force using magnetic fine particles. The method of moving is used, but the method in which the chip is set on a shaker and swirled and rotated in a horizontal plane is preferable because the movement range of the fine particles is large and the particles can move evenly. As a result, the liquid can be efficiently stirred. At this time, the rotational speed of the turning rotation is preferably 10 to 1000 rotations / minute, more preferably 100 to 500 rotations / minute.

微粒子の大きさ(直径)は特に限定されないが、10μm以上が好ましく、50μm以上がより好ましい。これより小さい範囲だと、撹拌の効果が十分得られない場合があるためである。逆に大きすぎる範囲だと、微粒子を封入するために選択結合性物質固定化領域に挟まれた空隙を大きくする必要があり、結果的に必要な液量が多くなるため、好ましくない。また、2枚の基板に挟まれた空隙に検体等の溶液を入れて、封入された微粒子を移動させることで攪拌することを考えると、溶液や微粒子が基板の貫通孔からこぼれてしまわないように、貫通孔を塞ぐことが好ましい。   The size (diameter) of the fine particles is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more, and more preferably 50 μm or more. This is because the effect of stirring may not be sufficiently obtained in a range smaller than this range. On the other hand, if the range is too large, it is necessary to enlarge the gap sandwiched between the selective binding substance immobilization regions in order to enclose the fine particles, resulting in an increase in the amount of liquid required, which is not preferable. In addition, considering that a sample or other solution is put in a gap between two substrates and the encapsulated particles are moved and stirred, the solution and particles will not spill from the through-holes of the substrate. Furthermore, it is preferable to close the through hole.

微粒子の表面の粗さをコントロールすることで、微粒子を封入する際の静電気の発生を抑制することができる。ここで、微粒子の表面粗さの好ましい範囲としては、表面粗さ(Ra)で40〜300nmである。この範囲の表面粗さを有する微粒子を封入することで、静電気が発生しにくくなり、効率よく微粒子の封入作業を行うことが可能となる。セラミックス製微粒子の場合、材質の強度を考慮すると、特に40〜200nmが好ましい。表面粗さ(Ra)が40nm未満の微粒子を用いると、静電気が発生してしまい封入効率が非常に低下する。また、微粒子の表面粗さ(Ra)が300nmより大きい場合、ハイブリダイゼーション後に検体溶液に濁りが見られ、検出結果にムラが生じてしまう。   By controlling the surface roughness of the fine particles, it is possible to suppress the generation of static electricity when enclosing the fine particles. Here, as a preferable range of the surface roughness of the fine particles, the surface roughness (Ra) is 40 to 300 nm. By enclosing fine particles having a surface roughness in this range, static electricity is less likely to be generated, and it is possible to efficiently perform the operation of enclosing fine particles. In the case of ceramic fine particles, the thickness of 40 to 200 nm is particularly preferable in consideration of the strength of the material. If fine particles having a surface roughness (Ra) of less than 40 nm are used, static electricity is generated and the encapsulation efficiency is greatly reduced. Further, when the surface roughness (Ra) of the fine particles is larger than 300 nm, the sample solution becomes turbid after hybridization, and the detection result becomes uneven.

微粒子の材質は特に限定されないが、例えばガラス、セラミック(ファインセラミックスを含む、例えばアルミナ・ジルコニア・窒化アルミ・窒化珪素・炭化珪素・サイアロン・チタニア系・フェライト等)、ステンレス等の金属類、ナイロン、ポリスチレン等のポリマーなどが挙げられる。中でも、物理的、化学的に安定であり、かつ比重が大きいことから、セラミックの微粒子が好ましく用いられ、より好ましく用いられるのは、イットリア部分安定化ジルコニアである。   The material of the fine particles is not particularly limited. For example, glass, ceramic (including fine ceramics, such as alumina, zirconia, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, sialon, titania, ferrite, etc.), metals such as stainless steel, nylon, Examples thereof include polymers such as polystyrene. Among them, ceramic fine particles are preferably used because they are physically and chemically stable and have a large specific gravity, and yttria partially stabilized zirconia is more preferably used.

イットリア部分安定化ジルコニアからなる微粒子を製造する場合、出発原料となる粉末は例えば、加水分解法、中和共沈法、熱分解法、水熱合成法、アルコキシド法などの化学合成法や酸化物混合法など、公知の粉末合成方法により製造された粉末を使用することができる。かかる粉末を微粒子に成形する手段としては、例えば、公知の転動造粒成形法、プレス成形法、噴霧造粒成形法、撹拌造粒成形法、CIP成形法、鋳込み成形法、押し出し成形法等を採用することができる。前記成形法で所望の大きさに成形した後、得られた成形体を酸化性雰囲気中または大気中で焼結する。焼結温度は1350〜1500℃で、焼結時間は2時間〜3時間が好ましい。さらに、前記焼結後にHIP(Hot Isostatic Pressing)処理してもよい。必要により粒径を調整する場合は、振動篩い機等により所定の粒度に分級すればよい。本発明においては、ユーザーの利便性を考慮すると、2枚の基板に挟まれた空隙に予め微粒子が封入されていることが好ましい。   When producing fine particles of yttria partially stabilized zirconia, the starting powder is, for example, a chemical synthesis method such as a hydrolysis method, a neutralization coprecipitation method, a thermal decomposition method, a hydrothermal synthesis method, an alkoxide method, or an oxide. A powder produced by a known powder synthesis method such as a mixing method can be used. Examples of means for forming such powder into fine particles include, for example, a known rolling granulation molding method, press molding method, spray granulation molding method, stirring granulation molding method, CIP molding method, cast molding method, extrusion molding method, and the like. Can be adopted. After forming into a desired size by the forming method, the obtained formed body is sintered in an oxidizing atmosphere or air. The sintering temperature is 1350 to 1500 ° C., and the sintering time is preferably 2 to 3 hours. Further, HIP (Hot Isostatic Pressing) treatment may be performed after the sintering. What is necessary is just to classify to a predetermined particle size with a vibration sieve etc. when adjusting a particle size as needed. In the present invention, in consideration of the convenience of the user, it is preferable that fine particles are sealed in advance in a gap sandwiched between two substrates.

本発明における選択結合性物質とは、検体と直接的又は間接的に、選択的に結合しうる物質をいう。その例として、核酸、タンパク質、糖類、又は他の抗原性化合物が挙げられる。   The selective binding substance in the present invention refers to a substance that can selectively bind to a specimen directly or indirectly. Examples include nucleic acids, proteins, saccharides, or other antigenic compounds.

核酸は、デオキシリボ核酸(DNA)、リボ核酸(RNA)、ペプチド核酸(PNA)、相補的DNA(cDNA)、相補的RNA(cRNA)などを含む。タンパク質は、抗体およびその断片、抗原、酵素基質を含む。糖類は、オリゴ糖、多糖類を含む。他の抗原性化合物は、ペプチド、小分子を含む。好ましい選択性化合物は、核酸及びタンパク質(特に抗体、抗原など)である。この点で、本発明の好ましい分析チップの例は、DNAチップ(DNAマイクロアレイともいう)又はプロテインチップである。また、このような選択結合性物質は、市販のものでもよいし、あるいは、合成するか、生体組織又は細胞などの天然源から調製したものでもよい。   Nucleic acids include deoxyribonucleic acid (DNA), ribonucleic acid (RNA), peptide nucleic acid (PNA), complementary DNA (cDNA), complementary RNA (cRNA) and the like. Proteins include antibodies and fragments thereof, antigens, enzyme substrates. The saccharide includes an oligosaccharide and a polysaccharide. Other antigenic compounds include peptides and small molecules. Preferred selective compounds are nucleic acids and proteins (especially antibodies, antigens, etc.). In this respect, preferred examples of the analysis chip of the present invention are a DNA chip (also referred to as a DNA microarray) or a protein chip. Such a selective binding substance may be commercially available, or may be synthesized or prepared from a natural source such as a living tissue or a cell.

特性及び一次構造(塩基配列)が明らかな遺伝子などのDNAについては、その配列に基づいてプローブ又はプライマーを作製し、例えば生物組織から調製したcDNAライブラリーから目的のDNAを選抜することができる。あるいは、生物組織から全RNAを抽出し、オリゴdTカラムを使用してpolyA RNA(すなわち、mRNA)を精製し、cDNAクローニングによってcDNA、さらにはcRNAを作製することができる。得られた核酸の検出は、サザン又はノザンブロット法、サザン又はノザンハイブリダイゼーション法などの公知の方法、制限酵素による切断及びマップ化、配列決定などの方法で行うことができる。また、得られた核酸の増幅は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、遺伝子組換え技術(例えばベクターの使用)などによって行うことができる。あるいは、100マー以下のDNAを、DNA合成装置を用いて合成することも可能である。上記の一連の技術は、例えばAusbelら, Current Protocols in Molecular Biology, John Willey & Sons, US (1993); Sambrookら, Molecular Cloning A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, US (1989)などを参照することができる。   For DNA such as a gene whose characteristics and primary structure (base sequence) are clear, a probe or primer is prepared based on the sequence, and the target DNA can be selected from, for example, a cDNA library prepared from a biological tissue. Alternatively, total RNA can be extracted from a biological tissue, polyA RNA (ie, mRNA) can be purified using an oligo dT column, and cDNA or even cRNA can be produced by cDNA cloning. The obtained nucleic acid can be detected by a known method such as Southern or Northern blotting method, Southern or Northern hybridization method, cleavage and mapping with a restriction enzyme, sequencing or the like. In addition, amplification of the obtained nucleic acid can be performed by polymerase chain reaction (PCR), gene recombination technology (for example, use of a vector) or the like. Alternatively, DNA of 100 mer or less can be synthesized using a DNA synthesizer. The above series of techniques is described in, for example, Ausbel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Willy & Sons, US (1993); Sambrook et al., Molecular Cloning A Laboratory, Laboratories. be able to.

タンパク質は、天然から文献記載の方法に従って精製するか、あるいは、遺伝子組換え技術(ベクター/宿主系)によって合成することができる。タンパク質を抗原として、ウサギ、マウス、ヤギなどの非ヒト哺乳動物を免疫することによって、該タンパク質に対する抗体を作製することができる。また、マウスなどのネズミにおいては、目的の抗原による免疫刺激を受けた脾臓細胞と骨髄腫細胞との融合を含む方法によりモノクローナル抗体を作製することができる。抗体には、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、抗ペプチド抗体などが含まれる。これらの抗体の作製は周知の方法を利用して行うことができる。   Proteins can be purified from nature according to literature methods or synthesized by genetic recombination techniques (vector / host systems). By immunizing non-human mammals such as rabbits, mice and goats using the protein as an antigen, an antibody against the protein can be produced. In mice such as mice, monoclonal antibodies can be produced by a method including fusion of spleen cells and myeloma cells that have been immunostimulated with the target antigen. Antibodies include polyclonal antibodies, monoclonal antibodies, anti-peptide antibodies and the like. These antibodies can be prepared using a known method.

モノクローナル抗体については、例えばMonoclonal Antibodies, Hybridomas: A New Dimension in Biological Analyses, Plenum Press, US (1980);岩崎辰夫ら, 単クローン抗体 ハイブリドーマとELISA, 講談社サイエンティフィク(1987)など、また、ポリクローナル抗体については、例えば松橋直ら, 免疫学実験入門(生物化学実験法15), 学会出版センター(1982)を参照することができる。   For monoclonal antibodies, see Monoclonal Antibodies, Hybridomas: A New Dimension in Biological Analyzes, Plenum Press, US (1980); Iwasaki Ikuo et al. For example, Naoto Matsuhashi, et al., Introduction to Immunology Experiments (Biochemical Experiment Method 15), and Academic Publishing Center (1982) can be referred to.

抗ペプチド抗体については、例えばタカラバイオ(株)などが合成委託をしているのでそれを利用して入手することも可能である。簡単に説明すると、タンパク質の一次配列について可動予測、親水・疎水性予測、二次構造予測、極性予測などを行い、タンパク質表面に位置する部位を予測するとともに、免疫動物が本来もたない配列であることをホモロジー検索(DNASISソフト)によって予測し、ペプチド配列を決定する;次いで、その配列に基づいて、ペプチド合成によりペプチドを合成し;ウサギなどの動物に免疫し;血液から抗ペプチド抗体を分離し、親和性カラムなどを用いて精製する。   About anti-peptide antibody, since Takara Bio Co., Ltd. has commissioned synthesis, it is also possible to obtain it using it. Briefly, the primary sequence of a protein is predicted to be mobile, hydrophilic / hydrophobic, secondary structure prediction, polarity prediction, etc. to predict the site located on the protein surface, Predict that there is a homology search (DNASIS software) and determine the peptide sequence; then, based on that sequence, synthesize the peptide by peptide synthesis; immunize animals such as rabbits; isolate anti-peptide antibodies from blood And purified using an affinity column or the like.

糖類は、化学的に合成するか、あるいは、糖タンパク質からグリコシダーゼにより切り出すことによって得ることができる。   Saccharides can be obtained by chemically synthesizing or by cleaving from glycoproteins with glycosidases.

選択結合性物質を基板に固定化するには、例えばキャピラリー状のペンでスポッティングする方式、インクジェット方式などの公知の手法を利用することができる。スポッティング方式は、スポッターまたはアレイヤーと呼ばれる高密度分注機を用いて選択結合性物質をスポットする方法である。具体的には、例えば多数のウエルをもつプレートの各ウエルに異なる溶液を入れておき、この溶液をピン(針)で取り上げて基板上に順番にスポットする。インクジェット方式は、ノズルから微少な液滴を圧電素子などにより噴射し、選択結合性物質を基板に吹き付ける方法である。具体的には、ノズルより遺伝子を噴射し、基板上に高速度で選択結合性物質を整列配置する。あるいは、選択結合性物質が核酸の場合、フォトリソグラフ法により基板上で順次ヌクレオチド合成を行うことができる。   In order to immobilize the selective binding substance on the substrate, for example, a known method such as a spotting method using a capillary pen or an ink jet method can be used. The spotting method is a method of spotting a selective binding substance using a high-density dispenser called a spotter or an arrayer. Specifically, for example, a different solution is put in each well of a plate having a large number of wells, and this solution is picked up by a pin (needle) and sequentially spotted on the substrate. The ink jet method is a method in which a minute droplet is ejected from a nozzle by a piezoelectric element or the like and a selective binding substance is sprayed on a substrate. Specifically, genes are ejected from a nozzle, and selective binding substances are arranged and arranged at high speed on a substrate. Alternatively, when the selective binding substance is a nucleic acid, nucleotide synthesis can be sequentially performed on a substrate by a photolithographic method.

本発明はさらに、上で説明した分析チップの、それに固定化された選択結合性物質と直接的又は間接的に結合しうる検体中の物質の存在又は量の測定への使用方法を提供する。   The present invention further provides a method of using the above-described analysis chip for measuring the presence or amount of a substance in an analyte that can bind directly or indirectly to a selective binding substance immobilized thereon.

検体としては、生物学的試料が好ましく使用される。生物学的試料とは、例えば植物や動物由来の生物学的試料、ヒトを含む哺乳動物由来の組織、細胞、体液などの生物学的試料などを含む。具体的には、例えばヒト疾患関連遺伝子、その発現産物(タンパク質)などである。さらに、生物学的試料には、細菌などの原核生物、酵母、担子菌、藻類、昆虫などの上記以外の真核生物由来の生物学的試料、ウイルス由来の試料などが含まれる。   As the specimen, a biological sample is preferably used. The biological sample includes, for example, biological samples derived from plants and animals, biological samples such as tissues derived from mammals including humans, cells, and body fluids. Specific examples include human disease-related genes and their expression products (proteins). Furthermore, biological samples include prokaryotic organisms such as bacteria, biological samples derived from other eukaryotic organisms such as yeast, basidiomycetes, algae and insects, samples derived from viruses, and the like.

測定は、基板上に固定化された選択結合性物質と、検体中の物質との結合を検出することを含む。選択結合性物質が核酸の場合、測定はDNA/DNAハイブリダイゼーション、DNA/RNAハイブリダイゼーション又はRNA/RNAハイブリダイゼーションに基づく。また、選択結合性物質がタンパク質の場合、測定は抗原-抗体反応、すなわち免疫学的反応に基づく。反応温度、時間、バッファーなどの条件は、ハイブリダイズさせる核酸の種類や鎖長、免疫反応に関与する抗原及び/又は抗体の種類などに応じて適宜選択される。   The measurement includes detecting the binding between the selective binding substance immobilized on the substrate and the substance in the specimen. When the selective binding substance is a nucleic acid, the measurement is based on DNA / DNA hybridization, DNA / RNA hybridization or RNA / RNA hybridization. When the selective binding substance is a protein, the measurement is based on an antigen-antibody reaction, that is, an immunological reaction. Conditions such as reaction temperature, time, and buffer are appropriately selected according to the type and chain length of the nucleic acid to be hybridized, the type of antigen and / or antibody involved in the immune reaction, and the like.

ハイブリダイゼーションは、一般にはストリンジェントな条件下で行われる。そのような条件は特に限定されないが、例えば30〜50℃で、3〜4×SSC、0.1〜0.5%SDS中で1〜24時間のハイブリダイゼーション、その後の2×SSC及び0.1%SDSを含む溶液による洗浄を含むことができる。ここで、1×SSCは、150mM塩化ナトリウム及び15mMクエン酸ナトリウムを含む溶液(pH7.2)である。   Hybridization is generally performed under stringent conditions. Such conditions are not particularly limited. For example, hybridization at 30 to 50 ° C. in 3 to 4 × SSC, 0.1 to 0.5% SDS for 1 to 24 hours, followed by 2 × SSC and 0. Washing with a solution containing 1% SDS can be included. Here, 1 × SSC is a solution (pH 7.2) containing 150 mM sodium chloride and 15 mM sodium citrate.

DNAチップでは、生物の細胞又は組織から抽出されたmRNAからcDNAを合成し、cDNAをCy染料で標識したのち、これを試料として基板上のDNAとハイブリダイゼーションを行うことができる。   In a DNA chip, cDNA is synthesized from mRNA extracted from a cell or tissue of an organism, labeled with a Cy dye, and then used as a sample for hybridization with DNA on a substrate.

免疫学的反応は、例えば基板上に固定化された抗体と、被検試料中の抗原との反応である。検出は、抗体と抗原との免疫複合体を、例えば分光学的方法を用いて測定することによって行われる。測定としては、例えば酵素免疫測定法(EIA、ELISA)、放射性免疫測定法、蛍光抗体法などの酵素、放射性同位元素又は発蛍光剤を標識とする方法が好ましい。例えば、基板上の抗体と試料中の抗原とを結合させたのち、形成された免疫複合体の抗原と結合可能な標識抗体(すなわち二次抗体)を作用させることによって、標識の強度に基づいて、目的抗原の量又は存在を測定することができる。基板には、抗体ではなく抗原を予め固定化することも可能である。   The immunological reaction is, for example, a reaction between an antibody immobilized on a substrate and an antigen in a test sample. Detection is performed by measuring an immune complex of an antibody and an antigen, for example, using a spectroscopic method. As the measurement, for example, an enzyme immunoassay method (EIA, ELISA), a radioimmunoassay method, a fluorescent antibody method, or the like, a method using an enzyme, a radioisotope or a fluorophore as a label is preferable. For example, after binding an antibody on a substrate and an antigen in a sample, a labeled antibody that can bind to an antigen of the formed immune complex (ie, a secondary antibody) is allowed to act on the basis of the intensity of the label. The amount or presence of the target antigen can be measured. It is also possible to immobilize the antigen in advance on the substrate instead of the antibody.

上記のハイブリダイゼーションや免疫反応を行った後、分析チップをスキャナーを用いてスキャンし、標識が発する蛍光などのシグナルの強度又は存在を測定する。必要に応じて、測定したデータをコンピュータで解析する。   After performing the above hybridization or immune reaction, the analysis chip is scanned using a scanner, and the intensity or presence of a signal such as fluorescence emitted from the label is measured. If necessary, analyze the measured data with a computer.

本発明の分析方法は、基板表面又はその近傍での気泡の発生が実質的にないため、凹凸構造をもつ基板を特徴とするDNAチップが本来的にもつ良好なS/N比、高検出感度などの特性を維持し、測定値のばらつきを改善し、正確で信頼性の高い測定を可能にする。   Since the analysis method of the present invention is substantially free of bubbles on or near the substrate surface, the DNA chip characterized by the substrate having a concavo-convex structure has a good S / N ratio and high detection sensitivity inherently. Maintain the characteristics, improve the dispersion of measured values, and enable accurate and reliable measurement.

本発明を以下の実施例によってさらに詳細に説明する。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。
Example 1
(Production of DNA-immobilized substrate)
A mold for injection molding was produced by using a known method of LIGA (Lithographie Galvanforming Abforming), and a substrate made of PMMA having a shape as described later was obtained by an injection molding method. The average molecular weight of PMMA used in this example is 50,000, carbon black (Mitsubishi Chemical # 3050B) is contained in PMMA at a ratio of 1% by weight, and the substrate is black. When the spectral reflectance and 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 a spectrum obtained when specularly reflected light from a substrate is captured using an apparatus (manufactured by Minolta Camera, CM-2002) equipped with an illumination / light-receiving optical system conforming to the 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、縦・横22mm、深さ0.15mmの凹んだ部分が設けてあり、この凹みの中に、直径0.15mm、高さ0.15mmの凸部を1296(36×36)箇所設けた。凹凸部分の凸部上面の高さ(1296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、3μm以下であった。また、1296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3μm以下であった。さらに、凹凸部凸部のピッチ(凸部中央部から隣接した凸部中央部までの距離)は0.5mmであった。必要に応じて基板の柱のない領域にドリル加工等により貫通孔を4つ設けた。   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, there is a concave part with a length of 22mm and a depth of 0.15mm. In this recess, a convex part with a diameter of 0.15mm and a height of 0.15mm is 1296 (36 x 36). A place was provided. When the height difference between the height of the upper surface of the convex portion of the concave and convex portion (the average value of the height of 1296 convex portions) and the flat portion was measured, it was 3 μm or less. In addition, variations in the heights of the top surfaces of 1296 convex portions (the difference between the height of the top surface of the highest convex portion and the height of the top surface of the lowest convex portion), and the average value of the heights of the top surfaces of the convex portions and the flat portions The difference in height of the upper surface was measured and found to be 3 μm or less. Furthermore, the pitch (the distance from the central part of the convex part to the central part of the adjacent convex part) of the convex part of the uneven part was 0.5 mm. If necessary, four through-holes were made in the area without the pillars of the substrate by drilling or the like.

上記のPMMA基板を10Nの水酸化ナトリウム水溶液に70℃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。   The PMMA substrate was immersed in a 10N aqueous sodium hydroxide solution at 70 ° 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.

(プローブDNAの固定化)
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。
(Immobilization of probe DNA)
DNA having a base sequence represented by SEQ ID NO: 1 (60 bases, 5 ′ terminal amination) was synthesized. This DNA is aminated at the 5 ′ end.

このDNAを、純水に0.3nmol/μLの濃度となるよう溶解させて、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、pH5.5)で10倍希釈して、プローブDNAの終濃度を0.03nmol/μLとし、かつ、基板表面のカルボン酸とプローブ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。そして、これらの混合溶液をアレイヤー(日本レーザー電子製;Gene Stamp―II)で基板凸部上面の全てにスポットした。次いで、基板を密閉したプラスチック容器に入れて、37℃、湿度100%の条件で20時間程度インキュベートした。最後に純水で洗浄し、スピンドライヤーで遠心して乾燥した。この反応スキームを図5に示す。 This DNA was dissolved in pure water to a concentration of 0.3 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 made up to 1 L. The sample is diluted with hydrochloric acid for pH adjustment, pH 5.5), diluted 10-fold to make the final concentration of probe DNA 0.03 nmol / μL, and the carboxylic acid on the substrate surface and amino at the end of probe DNA In order to condense with the group, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) was added to bring the final concentration to 50 mg / mL. These mixed solutions were spotted on the entire upper surface of the convex portion of the substrate by an arrayer (manufactured by Nippon Laser Electronics; Gene Stamp-II). The substrate was then placed in a sealed plastic container and incubated for about 20 hours at 37 ° C. and 100% humidity. Finally, it was washed with pure water, dried by centrifugation with a spin dryer. This reaction scheme is shown in FIG.

(基板の接着)
上記で得られたプローブDNAを固定した貫通孔を設けた基板と設けていない基板をPDMSポリマー(東レダウコーニングシリコーン)により接着した。接着条件は、42℃2時間である。
(Board bonding)
The substrate provided with the through hole to which the probe DNA obtained above was fixed and the substrate not provided were bonded with PDMS polymer (Toray Dow Corning Silicone). The bonding condition is 42 ° C. for 2 hours.

(微粒子の調製と封入)
表面粗さが20(nm)、平均粒径が197μmの市販ジルコニア製微粒子(東レ株式会社製)を、炭化珪素質研磨材(粒度#20)を用い遠心式バレル研磨機で1時間、水中にて研磨を行い、水洗して乾燥した。前記微粒子の表面粗さは、Ra=165nmであった。かかる微粒子の表面粗さの測定は、その表面をAuで真空蒸着した後、走査型電子顕微鏡(株式会社エリオニクス製、型式ESA−2000)で表面粗さRa(nm)を測定した。前記表面粗さは、観察倍率を10,000倍、カットオフ値を0とし、任意の10個について測定し、その平均値を求めた。かかる微粒子の粒径は、実体顕微鏡で任意の100個以上の微粒子の画像を50〜150倍で撮影した後、画像処理解析ソフト(三谷商事社株式会社製、Win Roof)により円相当径を求めて平均値を算出し、それを平均粒径とした。その後エタノール溶液に浸漬し、超音波洗浄を5分間行った。さらに同様の洗浄を2回繰り返した。この微粒子を基板の貫通孔から、2枚の基板に挟まれた空間内に120mg封入した。
(Preparation and encapsulation of fine particles)
Commercially available zirconia fine particles (manufactured by Toray Industries, Inc.) having a surface roughness of 20 (nm) and an average particle diameter of 197 μm are submerged in water for 1 hour using a silicon carbide abrasive (particle size # 20) with a centrifugal barrel grinder. Polished, washed with water and dried. The surface roughness of the fine particles was Ra = 165 nm. The surface roughness of such fine particles was measured by vacuum-depositing the surface with Au and then measuring the surface roughness Ra (nm) with a scanning electron microscope (manufactured by Elionix Co., Ltd., model ESA-2000). The surface roughness was measured for any 10 samples with an observation magnification of 10,000 times and a cut-off value of 0, and the average value was obtained. The particle size of such fine particles is obtained by taking an image of an arbitrary 100 or more fine particles with a stereomicroscope at a magnification of 50 to 150 times, and then obtaining an equivalent circle diameter by image processing analysis software (Mitani Corporation, Win Roof). The average value was calculated as the average particle size. Thereafter, it was immersed in an ethanol solution and subjected to ultrasonic cleaning for 5 minutes. Further, the same washing was repeated twice. 120 mg of the fine particles were sealed in the space between the two substrates from the through hole of the substrate.

(検体DNAの調製)
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。
(Preparation of sample DNA)
As the sample DNA, DNA having a base sequence represented by SEQ ID NO: 4 (968 bases, hereinafter also referred to as DNA of SEQ ID NO: 4) capable of hybridizing with the probe DNA immobilized on the DNA immobilization substrate was used. . The preparation method is shown below.

配列番号2で表される塩基配列を有するDNA(以下、配列番号2のDNAともいう)と配列番号3で表される塩基配列を有するDNA(以下、配列番号3のDNAともいう)を合成した。これを純水に溶解して濃度を100μMとした。次いで、pKF3 プラスミドDNA(タカラバイオ(株))(配列番号5で表される塩基配列を有するDNA:2264塩基)を用意して、これをテンプレートとし、配列番号2および配列番号3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。   DNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 (hereinafter also referred to as DNA of SEQ ID NO: 2) and DNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 3 (hereinafter also referred to as DNA of SEQ ID NO: 3) were synthesized. . This was dissolved in pure water to a concentration of 100 μM. Next, pKF3 plasmid DNA (Takara Bio Inc.) (DNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 5: 2264 bases) is prepared, using this as a template, and the DNAs of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 as primers As a result, amplification was carried out by PCR reaction (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(タカラバイオ(株)製)、配列番号2のDNAの溶液を2μl、配列番号3のDNAの溶液を2μl、テンプレート(配列番号5で表される塩基配列を有するDNA)を0.2μl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4のDNA(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 (manufactured by Takara Bio Inc.), DNA solution of SEQ ID NO: 2 is 2 μl, DNA solution of SEQ ID NO: 3 is 2 μl, template (SEQ ID NO: 5) 0.2 μl of DNA having a base sequence) was added to make 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 the DNA of SEQ ID NO: 4 (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)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)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(GEヘルスケアバイオサイエンス製)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4のDNA(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。   Subsequently, a 9-base random primer (manufactured by Takara Bio Inc.) 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. To this, 5 μl of a buffer attached to Klenow Fragment (manufactured by Takara Bio Inc.) and 2.5 μl of a dNTP mixture (dATP, dTTP, and dGTP concentrations were 2.5 mM and dCTP were each 400 μM) were added. Furthermore, 2 μl of Cy3-dCTP (manufactured by GE Healthcare Bioscience) 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 was used for labeling, the length of the sample DNA varies. The longest sample DNA is the DNA of SEQ ID NO: 4 (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 region 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%BSA(ウシ血清アルブミン)、5×SSC(5×SSCとは、20×SSC(シグマ製)を純水にて4倍に希釈した液を指す。同様に、20×SSCを純水で2倍に希釈した液を10×SSC、100倍に希釈した液を0.2×SSCと表記する)、0.1重量%SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)、0.01重量%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ストック溶液とした。   This labeled sample DNA is a 1% by weight BSA (bovine serum albumin), 5 × SSC (5 × SSC) refers to a solution obtained by diluting 20 × SSC (manufactured by Sigma) 4 times with pure water. Similarly, a solution obtained by diluting 20 × SSC twice with pure water is expressed as 10 × SSC, and a solution diluted 100 × is expressed as 0.2 × SSC), 0.1 wt% SDS (sodium dodecyl sulfate), A solution of 0.01% by weight salmon sperm DNA (each concentration is a final concentration) dissolved in 400 μl was used as a stock solution for hybridization.

以下の実施例、比較例において、ハイブリダイゼーション用の検体DNA溶液は、特に断りのない限り、上記で調製したストック溶液を、1重量%BSA、5×SSC、0.01重量%サケ精子DNA、0.1重量%SDSの溶液(各濃度はいずれも終濃度)で200倍に希釈したものを用いた。なお、この溶液の検体DNA濃度を測定したところ、3ng/μLであった。   In the following examples and comparative examples, the sample DNA solution for hybridization is 1 wt% BSA, 5 × SSC, 0.01 wt% salmon sperm DNA, unless otherwise specified. What was diluted 200 times with a 0.1 wt% SDS solution (each concentration is a final concentration) was used. The sample DNA concentration of this solution was measured and found to be 3 ng / μL.

(ハイブリダイゼーション)
マイクロピペットを用いて、基板の貫通孔より2枚の基板に挟まれた空間(反応槽)に上記で調整した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。封止材としてシリコンテープ(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て6本の固定ネジを締めて固定後、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、2枚の基板を剥がし、PDMSポリマーを脱離した後、それぞれ洗浄、乾燥した。
(Hybridization)
Using a micropipette, 165 μL of the hybridization sample solution prepared above was injected from the through hole into a space (reaction tank) sandwiched between two substrates through the through hole of the substrate. At this time, the solution could be easily injected, and bubbles were not mixed. Silicon tape (As One) was used as a sealing material, and four through holes were closed. The hybridization chamber (Takara Hybridization chamber (Takara Bio Inc.)) was fixed in close contact with a sheet shaking table (MMS FIT-S manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd.), and the substrate was set in the hybridization chamber. Then, 15 μL of ultrapure water was dropped into the dents at both ends of the position where the substrate was set, the hybridization chamber was closed, the six fixing screws were tightened, and fixed, and then a constant temperature chamber set at 42 ° C. (Tokyo Rika) Mounted on a shaker (MMS-310, Tokyo Rika Instruments Co., Ltd.) installed in FMS-1000 (manufactured by Instrument Co., Ltd.) The front surface of the thermostatic chamber was shielded with aluminum foil and 250 rpm / Incubate for 16 hours at 42 ° C. with swirling shaking in minutes. After chromatography DOO, hybridization chamber from the substrate is taken out, peeling the two substrates, after it eliminated the PDMS polymer, respectively washed and dried.

(測定)
DNAチップ用のスキャナー(Axon Instruments社製 GenePix 4000B)に上記処理後の2枚の基板(a, b)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450にした状態で測定を行った。ここで、蛍光強度とはスポット内の蛍光強度の平均値であり、バックグラウンドノイズとは、プローブDNAを固定化していない凸部の蛍光強度である。結果を表1に示す。基板2枚の数値がほぼ同等で安定しており、十分な蛍光強度と、低く抑えられたバックグラウンドノイズが得られた。
(Measurement)
Set the two substrates (a, b) after the above treatment on the DNA chip scanner (Axon Instruments GenePix 4000B), and set the laser output to 33% and the photomultiplier voltage to 450. went. Here, the fluorescence intensity is an average value of the fluorescence intensity in the spot, and the background noise is the fluorescence intensity of the convex portion where the probe DNA is not immobilized. The results are shown in Table 1. The numerical values of the two substrates were almost equal and stable, and sufficient fluorescence intensity and low background noise were obtained.

比較例1
射出成形法により図6に示す貫通孔を4つ有するカバーを作製し、それを実施例1で作製されたDNA固定化基板のDNA固定化領域に次の方法で接着して分析チップを作製した。カバーを洗浄剤(クリーンエース(アズワンカタログ、品番:4−078−01)25倍希釈溶液)に浸漬して5分間超音波洗浄した後、逆浸透水(RO水)で十分にすすぎ、エアブローにより乾燥させた後、上記で得られたプローブDNAを固定した基板(貫通孔無し)に、洗浄済カバーをPDMSポリマー(東レダウコーニングシリコーン)により接着した。接着条件は、42℃、2時間である。
Comparative Example 1
A cover having four through-holes shown in FIG. 6 was prepared by an injection molding method, and this was adhered to the DNA-immobilized region of the DNA-immobilized substrate produced in Example 1 by the following method to produce an analysis chip. . Immerse the cover in a cleaning agent (Clean Ace (ASONE catalog, product number: 4-078-01) 25-fold diluted solution) and ultrasonically wash it for 5 minutes, then rinse thoroughly with reverse osmosis water (RO water), and air blow. After drying, the washed cover was adhered to the substrate (no through hole) on which the probe DNA obtained above was fixed with PDMS polymer (Toray Dow Corning Silicone). Adhesion conditions are 42 ° C. and 2 hours.

このチップを2枚(c, d)作製し、ハイブリダイゼーション溶液(3ng/μL)を2倍に希釈(1.5ng/μL)し、この2枚のチップにそれぞれアプライしたこと以外は実施例1と同様の実験を行った。結果を表1に示す。   Example 1 except that two chips (c, d) were prepared, the hybridization solution (3 ng / μL) was diluted 2-fold (1.5 ng / μL), and applied to each of the two chips. The same experiment was conducted. The results are shown in Table 1.

実施例1と比較して、バックグラウンドノイズは低く抑えられているが、蛍光強度は、半分程度であった。   Compared to Example 1, the background noise was kept low, but the fluorescence intensity was about half.

Figure 2010014669
Figure 2010014669

比較例2
比較例1と同様のチップを2枚(e, f)作製し、ハイブリダイゼーション溶液を希釈しないでアプライしたこと以外比較例1と同様の実験を行った。結果を表1に示す。蛍光強度、バックグラウンドノイズは実施例1と同等の結果が得られたが、2枚の蛍光強度の差が300と実施例1の10倍に広がってしまった(表2)。2枚のチップでは、ハイブリダイゼーション環境を揃えることの難しさを示していることが考えられる。
Comparative Example 2
Two chips (e, f) similar to Comparative Example 1 were prepared, and an experiment similar to Comparative Example 1 was performed, except that the hybridization solution was applied without dilution. The results are shown in Table 1. The results of fluorescence intensity and background noise were the same as in Example 1. However, the difference in fluorescence intensity between the two sheets was 300, which was 10 times that of Example 1 (Table 2). It is conceivable that the two chips show the difficulty in aligning the hybridization environment.

Figure 2010014669
Figure 2010014669

本発明のDNAチップは、2枚のチップで、検体溶液とハイブリダイゼーション環境を揃えることができ、安定、かつ、高感度な分析が可能である。特に極微量な検体を2倍に希釈することなく、2枚のチップによる分析データを得ることができるので信頼性の高い測定を可能にする。このため、生物学、医学、微生物学などの分野で多用されている分析チップの精度向上が可能となり、産業上、非常に有用である。   The DNA chip of the present invention can use two chips to align the sample solution and the hybridization environment, and enables stable and highly sensitive analysis. In particular, analysis data using two chips can be obtained without diluting a very small amount of sample twice, thereby enabling highly reliable measurement. For this reason, it is possible to improve the accuracy of analysis chips that are frequently used in fields such as biology, medicine, and microbiology, which is very useful industrially.

本発明の分析チップの一例を概略的に示す斜視図とA1に沿った面で切断した部分断面図である。It is the perspective view which shows an example of the analysis chip of this invention roughly, and the fragmentary sectional view cut | disconnected by the surface along A1. 本発明の分析チップを構成する基板の概略図及び縦断面図である。It is the schematic and longitudinal cross-sectional view of the board | substrate which comprise the analysis chip of this invention. 本発明の分析チップの一例を概略的に示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing an example of an analysis chip of the present invention roughly. 本発明の分析チップを構成する基板における貫通孔及び液面駐止チャンバーの一例を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows an example of the through-hole in the board | substrate which comprises the analysis chip of this invention, and a liquid level parking chamber. 本願実施例及び比較例における、プローブDNAの固定化を示す概略図である。It is the schematic which shows fixation | immobilization of probe DNA in an Example of this application and a comparative example. 本願比較例におけるチップの一例を概略的に示す斜視図とA2に沿った面で切断した部分断面図である。It is the perspective view which shows schematically an example of the chip | tip in this-application comparative example, and the fragmentary sectional view cut | disconnected by the surface along A2.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 カバー
3 接着層
4 液面駐止チャンバー
5 貫通孔
6 空間
7 基板に固定化された選択結合性物質
8 微粒子(ビーズ)
9 封止材
10 検体溶液
11 プローブDNA
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Cover 3 Adhesive layer 4 Liquid level holding chamber 5 Through-hole 6 Space 7 Selective binding substance 8 immobilized on substrate 8 Fine particles (beads)
9 Sealing material 10 Sample solution 11 Probe DNA

Claims (6)

選択結合性物質が固定化された基板の選択結合性物質固定化領域が向かい合うように配置された分析チップであって、該選択結合性物質固定化領域に挟まれた空間で検体溶液を保持することを特徴とする分析チップ。   An analysis chip arranged such that a selective binding substance-immobilized region of a substrate on which a selective binding substance is immobilized faces each other, and holds a sample solution in a space sandwiched between the selective binding substance-immobilized regions An analysis chip characterized by that. 前記基板2枚が向かい合うように配置することを特徴とする請求項1に記載の分析チップ。   The analysis chip according to claim 1, wherein the two substrates are arranged so as to face each other. 前記基板に貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の分析チップ   The analysis chip according to claim 1, wherein a through hole is provided in the substrate. 前記選択結合性物質固定化領域の少なくとも一方が凹凸構造を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の分析チップ。   The analysis chip according to claim 1, wherein at least one of the selective binding substance-immobilized regions has an uneven structure. 前記選択結合性物質固定化領域に挟まれた空間に微粒子を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の分析チップ。   The analysis chip according to any one of claims 1 to 4, wherein fine particles are contained in a space sandwiched between the selective binding substance immobilization regions. 前記選択結合性物質が核酸であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の分析チップ。   The analysis chip according to claim 1, wherein the selective binding substance is a nucleic acid.
JP2008177040A 2008-07-07 2008-07-07 Analysis chip Pending JP2010014669A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008177040A JP2010014669A (en) 2008-07-07 2008-07-07 Analysis chip

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008177040A JP2010014669A (en) 2008-07-07 2008-07-07 Analysis chip

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010014669A true JP2010014669A (en) 2010-01-21

Family

ID=41700901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008177040A Pending JP2010014669A (en) 2008-07-07 2008-07-07 Analysis chip

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010014669A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014143960A (en) * 2013-01-30 2014-08-14 Hitachi High-Technologies Corp Analyzing device
WO2022158509A1 (en) * 2021-01-21 2022-07-28 東レ株式会社 Allergen-immobilized carrier and method for detecting allergen-specific antibody

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014143960A (en) * 2013-01-30 2014-08-14 Hitachi High-Technologies Corp Analyzing device
WO2022158509A1 (en) * 2021-01-21 2022-07-28 東レ株式会社 Allergen-immobilized carrier and method for detecting allergen-specific antibody

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5396857B2 (en) Analysis chip and analysis method
JP5696477B2 (en) Analysis chip, analysis method, and solution stirring method
JP4984729B2 (en) Microarray with antistatic cover
JP4857882B2 (en) Sample solution agitation method
JP5092405B2 (en) Selective binding substance immobilization carrier
JP4797619B2 (en) Analysis chip and analysis method of test substance
JP2007171144A (en) Microarray having cover
JP2010014669A (en) Analysis chip
WO2015147004A1 (en) Analytical chip
JP2011164112A (en) Ceramic fine particles for use in analysis chip
JP5087898B2 (en) Analysis chip
JP2007304094A (en) Analytical chip
JP2008249677A (en) Device for introducing liquid, fixing holder, and analysis kit
JP2011106897A (en) Analyzing chip and solution stirring method
JP5145752B2 (en) Analysis chip
JP4946044B2 (en) Analytical carrier using microrod and analytical method using the analytical carrier
JP6187259B2 (en) Method of stirring the solution
JP2007114191A (en) Analysis chip, analysis method, and analysis kit
JP2007285927A (en) Substrate for immobilizing selective binding material
JP2015045579A (en) Agitation method of solution
JP2011101623A (en) Microarray
JP2012233752A (en) Analysis chip