JP3350421B2 - バイオチップ読取装置及びバイオチップ読取方法 - Google Patents
バイオチップ読取装置及びバイオチップ読取方法Info
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Description
に関し、特に、高い精度及び信頼性を持って、試料の同
定・定性を行うバイオチップ読取装置及びその読取方法
に関するものである。
質をハイブリダイズすることで生体内の特定分子の同定
・分画を行うことが多かった。しかし、例えば現在研究
の進んできた遺伝病は現在知られているだけで約3,0
00種類もあり、その同定には多くの時間を費やしてい
る。これに対し、短時間で大量の試料を処理できる装置
が開発されている。その主な例としては、「METHODS FO
R MAKING A DEVICE FOR CONCURRENTLY PROCESSINGMULTI
PLE BIOLOGICAL CHIP ASSAYS : Richard P.Rava, San J
ose ; Stephen P.A. Fodor, Palo Alto ; Mark Tyulson
, San Jose , all of Calif.(米国特許第5,54
5,531号明細書)」がある。通常バイオチップ上に
固定されたヌクレオチドは5’を光プロテクトされてお
り、これに光を照射すると光プロテクトがはずれ、化学
反応(ここでは結合)が可能になる。その時反応しなく
てもよい部分にはマスクを施し、選択部分だけに光を照
射するように設定する。このバイオチップ上に5’を光
プロテクトされたヌクレオシドを添加すると選択部分だ
けに結合反応が起こり、その部分だけプローブが伸長さ
れる。これを繰り返すことによって、種々の配列をもつ
ヌクレオチドがチップ上に作成される。次に、試料の同
定・定性について説明する。蛍光標識した試料を上記チ
ップ上に添加し、ハイブリダイズさせる。このとき比較
として標準試料も同様にハイブリダイズさせる。ハイブ
リダイズ後、蛍光イメージアナライザーで試料と標準試
料のイメージを読み取り比較する。
な従来の手法では、1種類のプローブは1つのバイオチ
ップ上に1つしか合成されていなかった。したがって、
なんらかの誤作動があった場合、そのプローブに対する
試料の親和性は誤ったものとして認識されていた。ま
た、プローブの量がバイオチップ上に平均的に合成され
ているかどうかの確認はされていなかったため、そのプ
ローブに対する試料の親和性は、合成されたプローブの
量による影響を受けていた。
取装置は、蛍光物質で標識された同一種類のプローブを
複数の位置に有するバイオチップの読取装置であって、
前記蛍光物質を励起する光源と、該光源からの励起光の
照射によって蛍光物質から発生した蛍光を受光する受光
部を有する読取り手段と、該読取り手段によって読取っ
た前記蛍光の蛍光強度に対する読取値の平均値又は標準
偏差を演算するデータ処理手段を備えるものである。ま
た、本発明のバイオチップ読取方法は、第1の蛍光物質
で標識されたプローブを複数の位置に有するバイオチッ
プと、該バイオチップは前記プローブと対応する位置に
前記第1の蛍光物質とは異なる蛍光波長を有する第2の
蛍光物質で標識された試料とを有し、前記第1の蛍光物
質と前記第2の蛍光物質とを励起し、前記第1の蛍光物
質と前記第2の蛍光物質から発生した蛍光を読取り、プ
ローブに対する試料蛍光強度の読取値からプローブ蛍光
強度の読取値を減算して補正蛍光強度を求め、該補正蛍
光強度の中で最大値のものと最小値のものを削除し、残
りの補正蛍光強度を全て加算し蛍光強度平均値を求める
とともに、該蛍光強度平均値を基準値として蛍光強度の
標準偏差を求めるものである。
面を用いて具体的に説明する。図1は、本発明のバイオ
チップ読取装置の構成図であり、バイオチップ読取装置
はレーザ光源11からのレーザ光をバイオチップ12に
照射する。図2に、バイオチップ12の具体例を示す。
バイオチップ12は、特許請求の範囲に記載した「位
置」の一例である、ますめ状の複数のフィーチャー22
から成るものであり、プローブ、試料などを反応させる
場である。本発明では、同一種類のプローブをいくつか
の複数のフィーチャー23に割り当ててバイオチップ1
2を構成するものである。図では、同一種類のプローブ
を5か所に配置する例を示しているが、これに限られ
ず、複数であれば良い。また、同一種類のプローブは、
バイオチップ12上の位置による特異性を相殺するため
に、ある程度離れて、かつ、端と中央など異なる配置に
する方が、より好ましい。
標識されたプローブ又は試料の蛍光物質がレーザ光によ
り励起されて、蛍光物質から発光した蛍光をホトマルチ
プライヤ13で電気信号として検出し、増幅器14で増
幅して、アナログ/デジタル変換器15でデジタル信号
に変換して、データ処理装置16に入力する。データ処
理装置16では、同一種類のプローブに対する読取値の
平均値を算出し、また、標準偏差を算出するものであ
る。平均値を算出することにより、信頼のおける読取値
を得ることができる。標準偏差を算出することにより、
読取値の散らばりが分かるので、読取値の信頼度を得る
ことができる。これにより、読取値の散らばりが所定値
よりも大きい場合には警告を出すようにしても良い。ま
た、同一種類のプローブが数多くある場合は、最大値最
小値を捨てて平均値を算出すると、より信頼度の高い読
取値を得ることができる。これらの結果は表示装置17
で表示することができるし、プリンタ18で紙出力する
こともできる。
はプローブ33の蛍光の読取を示している。フィーチャ
ー23に結合しているプローブ33を標識している蛍光
物質34がレーザ光31で照射されて、蛍光物質から発
光する蛍光341は励起光などのノイズを除去するため
の光干渉フィルタ35を通過してホトマルチプライヤ1
3で検出される。このように、蛍光物質34から発生す
る蛍光341を読取ることによりプローブ33がバイオ
チップ12上にどのように合成されているかを確認する
ことができる。
取を示している。レーザ光31を照射すると、プローブ
33を標識している蛍光物質34と試料DNA37を標
識している蛍光物質38が励起される。蛍光物質から発
光する蛍光341と381は光干渉フィルタ35を通っ
てホトマルチプライヤ13で検出される。このとき蛍光
物質34と38は異なる蛍光を発するものを使用する。
また、光干渉フィルタ35を使い分けることでプローブ
と試料DNAの蛍光を読み分ける。例えば、グリーンレ
ーザを照射して励起させ、プローブ標識用蛍光物質34
にJOE(Perkin-Elmer社)を、試料DNA標識用蛍光
物質38にSYPRO(R)Redを用いた場合について説明す
る。まずプローブ33の蛍光341はJOEの蛍光波長
548nmに合わせて548nmの光干渉フィルタを用
いて検出する。次にハイブリダイゼーション後に測定す
る試料DNA37の蛍光381はSYPRO(R)Redの蛍光波
長625nmに合わせて625nmの光干渉フィルタを
用いる。これらの蛍光強度の差分をとり、試料DNAの
補正蛍光強度とする。
している。プローブはn種類あり、それぞれのプローブ
について「プローブ位置及び蛍光強度格納部」と、「結
果格納部」がある。「プローブ位置及び蛍光強度格納
部」には、バイオチップ12上のフィーチャー22の座
標としてプローブ位置xiが格納され、更に、そのプロ
ーブ位置xiにおけるプローブ蛍光強度pi、試料DNA
蛍光強度si、及び、補正蛍光強度iiが格納される。
「結果格納部」には、各プローブ位置における補正蛍光
強度iiから算出される蛍光強度平均値A1及び標準偏
差D1が格納される。
する一例のフローチャートを示している。まず、プロー
ブの種類を表す変数であるNを1として(S1)、Nが
n未満か否かを判断し(S2)、yesであってNがn
未満であれば、試料蛍光強度sNからプローブ蛍光強度
xNを減算して、補正蛍光強度iNを求める(S3)。す
なわち、iN←sN−sN。そして、蛍光強度i1〜i
y(yは同一種類のプローブの数)の中で最大値のもの
を削除し(S4)、蛍光強度i1〜iyの中で最小値のも
のを削除し(S5)、残りのi1〜iyの蛍光強度を全て
加算し、これをTNとして(S6)、蛍光強度平均値AN
を求める(S7)。すなわち、AN←TN/(y−2)。
また、ANを基準値として蛍光強度i1〜iyの標準偏差
DNを求める(S8)。結果(AN,DN)を各プローブ
の結果格納部(図4に図示)に記憶する(S9)。そし
て、Nをカウントアップして(S10)、ステップS2
の判断に戻る。ステップS2でNがnに達して、noと
なれば、結果(AN,DN:Nは1〜n)を表示して(S
11)、終了する。
複数の読取値を得ることができるので、読取の信頼性を
増すことができる。 (2).同一種類のプローブをバイオチップ上の複数の位置
に合成するので、プローブのバイオチップ上の位置によ
る特異性を相当程度相殺することができる。 (3).同一種類のプローブに対して複数の読取値を得るこ
とができるので、そのバラツキにより読取値の信頼性を
評価することができる。
す図。
する一例のフローチャートを示す図。
Claims (2)
- 【請求項1】 蛍光物質で標識された同一種類のプロー
ブを複数の位置に有するバイオチップの読取装置であっ
て、 前記蛍光物質を励起する光源と、該光源からの励起光の
照射によって蛍光物質から発生した蛍光を受光する受光
部を有する読取り手段と、 該読取り手段によって読取った前記蛍光の蛍光強度に対
する読取値の平均値又は標準偏差を演算するデータ処理
手段を備えることを特徴とするバイオチップ読取装置。 - 【請求項2】 第1の蛍光物質で標識されたプローブを
複数の位置に有するバイオチップと、該バイオチップは
前記プローブと対応する位置に前記第1の蛍光物質とは
異なる蛍光波長を有する第2の蛍光物質で標識された試
料とを有し、前記第1の蛍光物質と前記第2の蛍光物質
とを励起し、前記第1の蛍光物質と前記第2の蛍光物質
から発生した蛍光を読取り、プローブに対する試料蛍光
強度の読取値からプローブ蛍光強度の読取値を減算して
補正蛍光強度を求め、該補正蛍光強度の中で最大値のも
のと最小値のものを削除し、残りの補正蛍光強度を全て
加算し蛍光強度平均値を求めるとともに、該蛍光強度平
均値を基準値として蛍光強度の標準偏差を求めることを
特徴とするバイオチップ読取方法。
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JP30436697A JP3350421B2 (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | バイオチップ読取装置及びバイオチップ読取方法 |
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JP30436697A JP3350421B2 (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | バイオチップ読取装置及びバイオチップ読取方法 |
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Family Applications (1)
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JP30436697A Expired - Fee Related JP3350421B2 (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | バイオチップ読取装置及びバイオチップ読取方法 |
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-
1997
- 1997-11-06 JP JP30436697A patent/JP3350421B2/ja not_active Expired - Fee Related
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