JP2012055250A - 核酸分析デバイス,核酸分析装置、及び核酸分析方法 - Google Patents
核酸分析デバイス,核酸分析装置、及び核酸分析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012055250A JP2012055250A JP2010202626A JP2010202626A JP2012055250A JP 2012055250 A JP2012055250 A JP 2012055250A JP 2010202626 A JP2010202626 A JP 2010202626A JP 2010202626 A JP2010202626 A JP 2010202626A JP 2012055250 A JP2012055250 A JP 2012055250A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nucleic acid
- acid analysis
- analysis device
- sample
- acid sample
- 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.)
- Granted
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 36
- 239000002253 acid Substances 0.000 title 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 146
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims abstract description 143
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims abstract description 143
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 83
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 54
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 22
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 21
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 20
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical group [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 13
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 12
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 claims description 11
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 7
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 claims description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000001668 nucleic acid synthesis Methods 0.000 claims 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims 1
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 83
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 50
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 41
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 15
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 10
- 108020001019 DNA Primers Proteins 0.000 description 9
- 239000003155 DNA primer Substances 0.000 description 9
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 9
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 9
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 241000894007 species Species 0.000 description 8
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 7
- 108010090804 Streptavidin Proteins 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 5
- 102000052510 DNA-Binding Proteins Human genes 0.000 description 5
- 101710096438 DNA-binding protein Proteins 0.000 description 5
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 4
- ZAINTDRBUHCDPZ-UHFFFAOYSA-M Alexa Fluor 546 Chemical compound [H+].[Na+].CC1CC(C)(C)NC(C(=C2OC3=C(C4=NC(C)(C)CC(C)C4=CC3=3)S([O-])(=O)=O)S([O-])(=O)=O)=C1C=C2C=3C(C(=C(Cl)C=1Cl)C(O)=O)=C(Cl)C=1SCC(=O)NCCCCCC(=O)ON1C(=O)CCC1=O ZAINTDRBUHCDPZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 108091093037 Peptide nucleic acid Proteins 0.000 description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 4
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 4
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 4
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 108090001008 Avidin Proteins 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 3
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 3
- 238000002866 fluorescence resonance energy transfer Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 3
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- 239000011534 wash buffer Substances 0.000 description 3
- YMXHPSHLTSZXKH-RVBZMBCESA-N (2,5-dioxopyrrolidin-1-yl) 5-[(3as,4s,6ar)-2-oxo-1,3,3a,4,6,6a-hexahydrothieno[3,4-d]imidazol-4-yl]pentanoate Chemical compound C([C@H]1[C@H]2NC(=O)N[C@H]2CS1)CCCC(=O)ON1C(=O)CCC1=O YMXHPSHLTSZXKH-RVBZMBCESA-N 0.000 description 2
- HVGAOLHAWVNIQU-UFLZEWODSA-N 5-[(3as,4s,6ar)-2-oxo-1,3,3a,4,6,6a-hexahydrothieno[3,4-d]imidazol-4-yl]pentanoic acid;pyrrolidine-2,5-dione Chemical compound O=C1CCC(=O)N1.N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 HVGAOLHAWVNIQU-UFLZEWODSA-N 0.000 description 2
- 239000012110 Alexa Fluor 594 Substances 0.000 description 2
- 239000012112 Alexa Fluor 633 Substances 0.000 description 2
- 239000012115 Alexa Fluor 660 Substances 0.000 description 2
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 2
- 108010014303 DNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 2
- 102000016928 DNA-directed DNA polymerase Human genes 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 2
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 2
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 description 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 108010058966 bacteriophage T7 induced DNA polymerase Proteins 0.000 description 2
- 102000023732 binding proteins Human genes 0.000 description 2
- 108091008324 binding proteins Proteins 0.000 description 2
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 2
- 239000013615 primer Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 1
- 238000001712 DNA sequencing Methods 0.000 description 1
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 108010033040 Histones Proteins 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000013614 RNA sample Substances 0.000 description 1
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 description 1
- 108020004682 Single-Stranded DNA Proteins 0.000 description 1
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 1
- 108700021042 biotin binding protein Proteins 0.000 description 1
- 102000043871 biotin binding protein Human genes 0.000 description 1
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000002073 fluorescence micrograph Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 108010087904 neutravidin Proteins 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000001443 photoexcitation Effects 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 125000006239 protecting group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000011535 reaction buffer Substances 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002165 resonance energy transfer Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000010839 reverse transcription Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6813—Hybridisation assays
- C12Q1/6834—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
- C12Q1/6837—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase using probe arrays or probe chips
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/6452—Individual samples arranged in a regular 2D-array, e.g. multiwell plates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/648—Specially adapted constructive features of fluorimeters using evanescent coupling or surface plasmon coupling for the excitation of fluorescence
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
【解決手段】本発明の核酸分析デバイスは、支持基体の表面には核酸試料を固定する複数の領域を有し、該領域の少なくとも一つには核酸試料が1分子固定されており、前記固定した核酸試料の伸長反応を行うことで配列決定を行う核酸分析デバイスにおいて、前記核酸試料1分子と支持基体との固定は2点以上でなされる。
【選択図】 図2
Description
図1は、本発明の核酸分析デバイスを使った核酸分析装置の構成図である。装置は顕微鏡に類似する装置の構成であり、基板8に捕捉する試料DNAの伸長反応を蛍光検出にて測定する。
まず、核酸試料の調製方法を述べる。ゲノムDNAを周知の方法で断片化する。両末端にアダプターDNAをライゲーションする。アダプターDNAは、2本のオリゴDNAをハイブリダイゼーションしたものを用いる。2本のオリゴDNAは互いに相補的な配列を持ち、一方は5′末端、他方は3′末端をビオチン化してある。アダプターDNAをライゲーションした断片化ゲノムDNAを熱変性させ、1本鎖に解離させる。これによって、両末端をビオチン化した1本鎖DNAからなる核酸試料を作ることができる。同様に、2本のオリゴDNAの一方を3′チオール修飾、もう一方を5′アミノ基修飾等とすることで、両末端に異なる修飾を持つ核酸試料を調製できる。
段階的伸長反応の工程を以下に示す。反応工程はProc. Natl. Acad. Sci. USA, vol.100, pp3960, 2003、およびProc. Natl. Acad. Sci. USA, vol.102, pp5932, 2005を参考に行った。
基板上に捕捉された上記蛍光体の蛍光を検出して蛍光体の種類つまりは塩基の種類を識別して強度を測定する方式について説明する。
7 プリズム
8,60 基板
8a,60a 反応領域
8ij,60ij 反応領域
9 フローチャンバ
10 廃液チューブ
11 廃液容器
12 導入口
13 蛍光
14 集光レンズ(対物レンズ)
15,406 フィルタユニット
16 透過光観察用鏡筒
17a,17b 補助フィルタ
18a,18b 結像レンズ
19a,19b CCDカメラ
20a,20b 2次元センサカメラコントローラ
21 制御PC
22,24 モニタ
23 TVカメラ
25 分注ユニット
26 分注ノズル
27 試薬保管ユニット
27a 試料液容器
27b,27c,27d,27e dNTP誘導体溶液容器
27f 洗浄液容器
28 チップボックス
29 自動ピントあわせ装置
30,31,61,62,63 位置きめマーカ
32,103,104a ダイクロイックミラー
60b マスク
60c 開口
100,101a,101b レーザ光源
102a,102b λ/4波長板
dx,dy 領域8ijの間隔の寸法
301 DNA断片
302,303 結合のための修飾
304 領域
305 微粒子
306 接着用パッド
Claims (22)
- 支持基体の表面には核酸試料を固定する複数の領域を有し、該領域の少なくとも一つには核酸試料が1分子固定されており、前記固定した核酸試料の伸長反応を行うことで配列決定を行う核酸分析デバイスにおいて、
前記核酸試料1分子と支持基体との固定は2点以上でなされることを特徴とする核酸分析デバイス。 - 請求項1に記載の核酸分析デバイスにおいて、
前記領域には、前記核酸試料が固定しうる表面処理が施されていることを特徴とする核酸分析デバイス。 - 請求項2に記載の核酸分析デバイスにおいて、
前記領域の少なくともいずれかには、異なる2種以上の表面処理が施されていることを特徴とする核酸分析デバイス。 - 請求項2に記載の核酸分析デバイスにおいて、
少なくともいずれかの領域間の表面処理が異なることを特徴とする核酸分析デバイス。 - 請求項1に記載の核酸分析デバイスにおいて、
前記領域上には金属構造体が配置されていることを特徴とする核酸分析デバイス。 - 請求項5に記載の核酸分析デバイスにおいて、
前記金属構造体には微粒子が固定されることを特徴とする核酸分析デバイス。 - 請求項6に記載の核酸分析デバイスにおいて、
前記金属構造体は平面形状が円形であり、該金属構造体の直径は、前記微粒子の直径よりも小さいことを特徴とする核酸分析デバイス。 - 請求項5に記載の核酸分析デバイスにおいて、
前記金属構造体は、金,銀,アルミ,クロム,チタン,タングステン,白金,ニッケルのいずれかからなることを特徴とする核酸分析デバイス。 - 請求項1に記載の核酸分析デバイスにおいて、
前記領域は、格子状に配列されていることを特徴とする核酸分析デバイス。 - 請求項1に記載の核酸分析デバイスにおいて、
前記核酸試料の少なくとも一端は、3′末端において前記支持基体に固定されていることを特徴とする核酸分析デバイス。 - 請求項2に記載の核酸分析デバイスにおいて、
前記表面処理は、前記支持基体の表面に固定された核酸分子であることを特徴とする核酸分析デバイス。 - 支持基体の表面の核酸試料を固定する複数の領域の少なくとも一つに核酸試料を1分子固定し、前記固定した核酸試料の伸長反応を行うことで配列決定を行う核酸分析方法において、
前記核酸試料1分子と支持基体との固定を2点以上で行うことを特徴とする核酸分析方法。 - 核酸合成酵素と蛍光色素付き塩基を前記核酸試料に接触させ核酸合成反応を行う工程と、
局所照明により標識を励起することで生じる蛍光を検出する工程を含む核酸分析方法において、
支持基体の表面に核酸試料の第1の箇所により1分子固定する工程と、
支持基体の表面に核酸試料の第2の箇所により固定する工程と、を含むことを特徴とする核酸分析方法。 - 請求項13に記載の核酸分析方法において、
局所照明により励起することで生じる蛍光を検出する工程を含む工程を、蛍光色素付き塩基が前記核酸試料の周囲に存在する状態で行うことを特徴とする核酸分析方法。 - 請求項13に記載の核酸分析方法において、
前記核酸合成酵素には蛍光体が結合されていることを特徴とする核酸分析方法。 - 請求項13に記載の核酸分析方法において、
前記核酸試料と前記支持基体との固定は前記核酸試料の1つの鎖の両末端を介してなされていることを特徴とする核酸分析方法。 - 請求項13に記載の核酸分析方法において、
前記核酸試料と前記支持基体との固定は共有結合によってなされることを特徴とする核酸分析方法。 - 請求項13に記載の核酸分析方法において、
前記核酸試料と前記支持基体との固定はタンパク質よってなされていることを特徴とする核酸分析方法。 - 請求項13に記載の核酸分析方法において、
前記核酸試料と前記支持基体との固定は3点以上においてなされていることを特徴とする核酸分析方法。 - 請求項13に記載の核酸分析方法において、
前記核酸試料の両端に修飾を導入する工程を含むことを特徴とする核酸分析方法。 - 支持基体の表面には核酸試料を固定する複数の領域を有し、該領域の少なくとも一つには核酸試料が1分子固定されている核酸分析デバイスと、
前記核酸分析デバイスに少なくとも核酸試料を供給する手段と、
前記核酸分析デバイスに光を照射する手段と、
核酸伸長反応により取り込まれた蛍光を検出する検出部を備え、核酸試料の塩基配列を決定する核酸分析装置であって、
前記核酸試料1分子と支持基体との固定は2点以上でなされることを特徴とする核酸分析装置。 - 請求項21に記載の核酸分析装置において、
前記領域は、格子状に配列されていることを特徴とする核酸分析装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010202626A JP5372876B2 (ja) | 2010-09-10 | 2010-09-10 | 核酸分析デバイス,核酸分析装置、及び核酸分析方法 |
US13/818,704 US20130157264A1 (en) | 2010-09-10 | 2011-07-19 | Nucleic acid analysis device, nucleic acid analysis apparatus, and nucleic acid analysis method |
PCT/JP2011/004067 WO2012032706A1 (ja) | 2010-09-10 | 2011-07-19 | 核酸分析デバイス,核酸分析装置、及び核酸分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010202626A JP5372876B2 (ja) | 2010-09-10 | 2010-09-10 | 核酸分析デバイス,核酸分析装置、及び核酸分析方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012055250A true JP2012055250A (ja) | 2012-03-22 |
JP5372876B2 JP5372876B2 (ja) | 2013-12-18 |
Family
ID=45810319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010202626A Expired - Fee Related JP5372876B2 (ja) | 2010-09-10 | 2010-09-10 | 核酸分析デバイス,核酸分析装置、及び核酸分析方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130157264A1 (ja) |
JP (1) | JP5372876B2 (ja) |
WO (1) | WO2012032706A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105980578B (zh) * | 2013-12-16 | 2020-02-14 | 深圳华大智造科技有限公司 | 用于使用机器学习进行dna测序的碱基判定器 |
WO2015104245A1 (en) * | 2014-01-10 | 2015-07-16 | Gnothis Holding Ag | Single molecule analysis with high accuracy |
JP6416530B2 (ja) * | 2014-07-24 | 2018-10-31 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 蛍光観察装置、および蛍光観察方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002214142A (ja) * | 2001-01-12 | 2002-07-31 | Japan Science & Technology Corp | 金属ナノウェルを用いた蛍光分析用素子及びその製造方法 |
JP2003009890A (ja) * | 2001-05-07 | 2003-01-14 | Smithkline Beecham Corp | 高処理能多型スクリーニング |
JP2005062074A (ja) * | 2003-08-19 | 2005-03-10 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Dnaチップおよび標的dnaの検出方法。 |
JP2009300241A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Hitachi High-Technologies Corp | 核酸分析デバイス及び核酸分析装置 |
JP2010172271A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Hitachi High-Technologies Corp | 核酸分析デバイス、及び核酸分析装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5912124A (en) * | 1996-06-14 | 1999-06-15 | Sarnoff Corporation | Padlock probe detection |
US7807348B2 (en) * | 2002-03-20 | 2010-10-05 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Optical imaging of nanostructured substrates |
US20120288925A1 (en) * | 2007-01-05 | 2012-11-15 | Cornell University-Cornell Center for Technology Enterprise & Commercialization (CCTEC) | Optical trapping particles, angular optical trap systems, methods of making, and methods of use |
JP5001019B2 (ja) * | 2007-02-02 | 2012-08-15 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 生体分子検出素子、生体分子検出素子の製造方法及び生体分子検出方法 |
KR20100122366A (ko) * | 2009-05-12 | 2010-11-22 | 삼성전자주식회사 | 핵산 서열의 결정을 위한 자성 입자 및 이를 이용한 핵산 서열 결정 방법 |
-
2010
- 2010-09-10 JP JP2010202626A patent/JP5372876B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-07-19 US US13/818,704 patent/US20130157264A1/en not_active Abandoned
- 2011-07-19 WO PCT/JP2011/004067 patent/WO2012032706A1/ja active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002214142A (ja) * | 2001-01-12 | 2002-07-31 | Japan Science & Technology Corp | 金属ナノウェルを用いた蛍光分析用素子及びその製造方法 |
JP2003009890A (ja) * | 2001-05-07 | 2003-01-14 | Smithkline Beecham Corp | 高処理能多型スクリーニング |
JP2005062074A (ja) * | 2003-08-19 | 2005-03-10 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Dnaチップおよび標的dnaの検出方法。 |
JP2009300241A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Hitachi High-Technologies Corp | 核酸分析デバイス及び核酸分析装置 |
JP2010172271A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Hitachi High-Technologies Corp | 核酸分析デバイス、及び核酸分析装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20130157264A1 (en) | 2013-06-20 |
JP5372876B2 (ja) | 2013-12-18 |
WO2012032706A1 (ja) | 2012-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5337676B2 (ja) | 蛍光分析装置および蛍光検出装置 | |
JP5277082B2 (ja) | 蛍光分析方法 | |
JP5260339B2 (ja) | 核酸分析デバイス、及び核酸分析装置 | |
JP2006208294A (ja) | プラズモン共鳴および蛍光の同時イメージング装置及びイメージング方法 | |
JP5663008B2 (ja) | 核酸分析デバイスの製造方法 | |
JP5822929B2 (ja) | 核酸分析装置 | |
JP4431549B2 (ja) | 蛍光分析装置 | |
JP5066110B2 (ja) | 蛍光分析装置、及び蛍光分析方法 | |
JP5372876B2 (ja) | 核酸分析デバイス,核酸分析装置、及び核酸分析方法 | |
JP3908135B2 (ja) | 生化学的検査用画像処理方法 | |
KR100483706B1 (ko) | 레이저 유발 표면형광 검출 장치 | |
JP4982523B2 (ja) | 蛍光分析方法,蛍光分析装置及び画像検出方法 | |
JP2012023988A (ja) | 核酸解析方法、その方法を実施する装置、及び核酸解析用試薬セット | |
JP5309092B2 (ja) | 核酸分析用デバイス,核酸分析装置、及び核酸分析用デバイスの製造方法 | |
US9823243B2 (en) | Immunoanalysis method and immunoanalysis device | |
JP5581228B2 (ja) | 蛍光検出装置 | |
JP2007003363A (ja) | プローブ担体および蛍光読み取り装置 | |
JP2015139373A (ja) | 生体分子分析デバイス、及び生体分子分析装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120222 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120222 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20120518 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130820 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130918 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5372876 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |