JP3825329B2

JP3825329B2 - Method and apparatus for generating data for biochemical analysis

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Publication number: JP3825329B2
Application number: JP2002019877A
Authority: JP
Inventors: 信彦小倉
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: JP2003215043A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生化学解析用データの生成方法および装置に関するものであり、さらに詳細には、化学発光を検出して、定量性に優れた生化学解析用データを生成することができる生化学解析用データの生成方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放射線が照射されると、放射線のエネルギーを吸収して、蓄積、記録し、その後に、特定の波長域の電磁波を用いて励起すると、照射された放射線のエネルギーの量に応じた光量の輝尽光を発する特性を有する輝尽性蛍光体を、放射線の検出材料として用い、放射性標識を付与した物質を、生物体に投与した後、その生物体あるいはその生物体の組織の一部を試料とし、この試料を、輝尽性蛍光体層が設けられた蓄積性蛍光体シートと一定時間重ね合わせることにより、放射線エネルギーを輝尽性蛍光体に、蓄積、記録し、しかる後に、電磁波によって、輝尽性蛍光体層を走査して、輝尽性蛍光体を励起し、輝尽性蛍光体から放出された輝尽光を光電的に検出して、ディジタル画像信号を生成し、画像処理を施して、ＣＲＴなどの表示手段上あるいは写真フイルムなどの記録材料上に、画像を再生するように構成されたオートラジオグラフィ解析システムが知られている（たとえば、特公平１−７０８８４号公報、特公平１−７０８８２号公報、特公平４−３９６２号公報など）。
【０００３】
蓄積性蛍光体シートを放射線の検出材料として使用するオートラジオグラフィ解析システムは、写真フイルムを用いる場合とは異なり、現像処理という化学的処理が不必要であるだけでなく、得られたディジタルデータにデータ処理を施すことにより、所望のように、解析用データを再生し、あるいは、コンピュータによる定量解析が可能になるという利点を有している。
【０００４】
他方、オートラジオグラフィ解析システムにおける放射性標識物質に代えて、蛍光色素などの蛍光物質を標識物質として使用した蛍光（fluorescence)解析システムが知られている。この蛍光解析システムによれば、蛍光物質から放出された蛍光を検出することによって、遺伝子配列、遺伝子の発現レベル、実験用マウスにおける投与物質の代謝、吸収、排泄の経路、状態、蛋白質の分離、同定、あるいは、分子量、特性の評価などをおこなうことができ、たとえば、電気泳動されるべき複数種の蛋白質分子を含む溶液を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、ゲル支持体を蛍光色素を含んだ溶液に浸すなどして、電気泳動された蛋白質を染色し、励起光によって、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することによって、画像を生成し、ゲル支持体上の蛋白質分子の位置および量的分布を検出したりすることができる。あるいは、ウェスタン・ブロッティング法により、ニトロセルロースなどの転写支持体上に、電気泳動された蛋白質分子の少なくとも一部を転写し、目的とする蛋白質に特異的に反応する抗体を蛍光色素で標識して調製したプローブと蛋白質分子とを会合させ、特異的に反応する抗体にのみ結合する蛋白質分子を選択的に標識し、励起光によって、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することにより、画像を生成し、転写支持体上の蛋白質分子の位置および量的分布を検出したりすることができる。また、電気泳動させるべき複数のＤＮＡ断片を含む溶液中に、蛍光色素を加えた後に、複数のＤＮＡ断片をゲル支持体上で電気泳動させ、あるいは、蛍光色素を含有させたゲル支持体上で、複数のＤＮＡ断片を電気泳動させ、あるいは、複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、ゲル支持体を、蛍光色素を含んだ溶液に浸すなどして、電気泳動されたＤＮＡ断片を標識し、励起光により、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することにより、画像を生成し、ゲル支持体上のＤＮＡを分布を検出したり、あるいは、複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、ＤＮＡを変性（denaturation)し、次いで、サザン・ブロッティング法により、ニトロセルロースなどの転写支持体上に、変性ＤＮＡ断片の少なくとも一部を転写し、目的とするＤＮＡと相補的なＤＮＡもしくはＲＮＡを蛍光色素で標識して調製したプローブと変性ＤＮＡ断片とをハイブリダイズさせ、プローブＤＮＡもしくはプローブＲＮＡと相補的なＤＮＡ断片のみを選択的に標識し、励起光によって、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することにより、画像を生成し、転写支持体上の目的とするＤＮＡの分布を検出したりすることができる。さらに、標識物質によって標識した目的とする遺伝子を含むＤＮＡと相補的なＤＮＡプローブを調製して、転写支持体上のＤＮＡとハイブリダイズさせ、酵素を、標識物質により標識された相補的なＤＮＡと結合させた後、蛍光基質と接触させて、蛍光基質を蛍光を発する蛍光物質に変化させ、励起光によって、生成された蛍光物質を励起して、生じた蛍光を検出することにより、画像を生成し、転写支持体上の目的とするＤＮＡの分布を検出したりすることもできる。この蛍光解析システムは、放射性物質を使用することなく、簡易に、遺伝子配列などを検出することができるという利点がある。
【０００５】
また、同様に、蛋白質や核酸などの特異的結合物質をメンブレンフィルタなどの生化学解析用ユニットに固定し、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質によって標識された生体由来の物質を、特異的結合物質に特異的に結合させて、選択的に標識し、標識物質によって選択的に標識された特異的結合物質と生体由来の物質の結合体と化学発光基質とを接触させて、化学発光基質と標識物質との接触によって生ずる可視光波長域の化学発光を、光電的に検出して、ディジタル信号を生成し、画像処理を施して、ＣＲＴなどの表示手段あるいは写真フィルムなどの記録材料上に、化学発光画像を表示して、遺伝子情報などの生体由来の物質に関する情報を得るようにした化学発光解析システムも知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、蛋白質や核酸などの特異的結合物質をメンブレンフィルタなどの生化学解析用ユニットに固定して、複数のスポット状領域を形成し、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質によって標識された生体由来の物質を、複数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質に特異的に結合させて、選択的に標識し、標識物質によって選択的に標識された特異的結合物質と生体由来の物質の結合体と化学発光基質とを接触させて、化学発光基質と標識物質との接触によって生ずる可視光波長域の化学発光を、光電的に検出して、生化学解析用データを生成する場合に、標識物質によって標識された生体由来の物質が多量に存在するスポット状領域では、化学発光基質が消費されて、経時的に、化学発光基質が枯渇し、その結果、化学発光の強度が、急激に低下し、定量性に優れた生化学解析用データを生成することができないという問題があった。
【０００７】
複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で、電気泳動させて、複数のバンド状領域を形成した後に、ＤＮＡを変性し、次いで、サザン・ブロッティング法により、ニトロセルロースなどの生化学解析用ユニット上に、変性ＤＮＡ断片の少なくとも一部を転写し、目的とするＤＮＡと相補的なＤＮＡもしくはＲＮＡを化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質で標識して調製したプローブと変性ＤＮＡ断片とをハイブリダイズさせ、プローブＤＮＡもしくはプローブＲＮＡと相補的なＤＮＡ断片のみを選択的に標識し、化学発光基質とを接触させて、化学発光基質と標識物質との接触によって生ずる可視光波長域の化学発光を、光電的に検出して、生化学解析用データを生成する場合などにも、同様の問題があった。
【０００８】
したがって、本発明は、化学発光を検出して、定量性に優れた生化学解析用データを生成することができる生化学解析用データの生成方法および装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のかかる目的は、生化学解析用ユニットの吸着性基板の表面上の異なる位置に、特異的結合物質を含む多数の領域を形成し、前記多数の領域に含まれている特異的結合物質に、生体由来の物質を特異的に結合させ、前記多数の領域に含まれている特異的結合物質を、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質によって、選択的に標識し、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に互いに離間して形成された前記複数の領域に選択的に含まれた前記標識物質に、化学発光基質を接触させて、前記標識物質と化学発光基質との接触によって生じる化学発光を、光電的に検出して、生化学解析用データを生成する生化学解析用データの生成方法であって、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に互いに離間して形成された前記複数の領域に、絶えず、化学発光基質を補給して、前記複数の領域に選択的に含まれた前記標識物質と化学発光基質とを接触させることを特徴とする生化学解析用データの生成方法によって達成される。
【００１０】
化学発光は、生化学解析用ユニットの複数の領域に含まれている特異的結合物質に結合された生体由来の物質を標識している標識物質に、化学発光基質とが接触されて、生化学解析用ユニットの複数の領域から放出されるものであるため、経時的に、化学発光基質が消費され、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されている領域においては、化学発光の放出にあたって、多量の化学発光基質が消費されて、化学発光基質を補給しないときは、経時的に、化学発光基質が枯渇し、放出される化学発光の強度が急激に低下し、化学発光を光電的に検出して、生成された生化学解析用データの定量性が著しく悪化するが、本発明によれば、生化学解析用ユニットの吸着性基板に互いに離間して形成された複数の領域に、絶えず、化学発光基質を補給して、複数の領域に選択的に含まれた標識物質と化学発光基質とを接触させるように構成されているから、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されている領域において、経時的に、化学発光基質が枯渇することが確実に防止され、したがって、生化学解析用ユニットの吸着性基板に形成された複数の領域から放出される化学発光を光電的に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能になる。
【００１１】
本発明の好ましい実施態様においては、生化学解析用ユニットの吸着性基板の表面上の異なる位置に、特異的結合物質を滴下して、前記吸着性基板に互いに離間した複数のスポット状領域を形成し、前記多数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質に、生体由来の物質を特異的に結合させ、前記多数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質を、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質によって、選択的に標識し、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に互いに離間して形成された前記複数のスポット状領域に選択的に含まれた前記標識物質に、化学発光基質を接触させて、前記標識物質と化学発光基質との接触によって生じる化学発光を、光電的に検出して、生化学解析用データを生成する生化学解析用データの生成方法であって、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に互いに離間して形成された前記複数のスポット状領域に、絶えず、化学発光基質を補給して、前記複数のスポット状領域に選択的に含まれた前記標識物質と化学発光基質とを接触させるように構成されている。
【００１２】
生化学解析用ユニットの吸着性基板の表面上の異なる位置に、特異的結合物質を滴下して、吸着性基板に互いに離間した複数のスポット状領域を形成し、多数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質に、生体由来の物質を特異的に結合させ、多数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質を、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質によって、選択的に標識し、生化学解析用ユニットの吸着性基板に互いに離間して形成された複数のスポット状領域に選択的に含まれた標識物質に、化学発光基質を接触させて、標識物質と化学発光基質との接触によって生じる化学発光を、光電的に検出して、生化学解析用データを生成する場合には、化学発光は、生化学解析用ユニットの複数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質に結合された生体由来の物質を標識している標識物質に、化学発光基質とが接触されて、生化学解析用ユニットの複数のスポット状領域から放出されるものであるため、経時的に、化学発光基質が消費され、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されているスポット状領域においては、化学発光の放出にあたって、多量の化学発光基質が消費されて、化学発光基質を補給しないときは、経時的に、化学発光基質が枯渇し、放出される化学発光の強度が急激に低下し、化学発光を光電的に検出して、生成された生化学解析用データの定量性が著しく悪化するが、本発明によれば、生化学解析用ユニットの吸着性基板に互いに離間して形成された複数の領域に、絶えず、化学発光基質を補給して、複数の領域に選択的に含まれた標識物質と化学発光基質とを接触させるように構成されているから、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されているスポット状領域において、経時的に、化学発光基質が枯渇することが確実に防止され、したがって、生化学解析用ユニットの吸着性基板に形成された複数のスポット状領域から放出される化学発光を光電的に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能になる。
【００１３】
本発明の好ましい実施態様においては、前記標識物質と化学発光基質との接触によって生じる化学発光を、固体エリアセンサによって、光電的に検出して、生化学解析用データを生成するように構成されている。
【００１４】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記固体エリアセンサが、ＣＣＤカメラによって構成されている。
【００１５】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記固体エリアセンサが、冷却ＣＣＤカメラによって構成されている。
【００１６】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、固体エリアセンサが、冷却ＣＣＤカメラによって構成されているから、微弱な化学発光を、長時間にわたって、光電的に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能になる。
【００１７】
本発明の前記目的はまた、表面上の異なる位置に、生体由来の物質が特異的に結合され、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質によって、選択的に標識された特異的結合物質を含む複数の領域が形成された吸着性基板を備えた生化学解析用ユニットを保持する保持部と、前記保持部に保持された前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に形成された前記複数の領域に、絶えず、化学発光基質を補給可能な化学発光基質補給手段と、前記保持部に保持された前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に形成された前記複数の領域に選択的に含まれた前記標識物質と、化学発光基質とが接触して、生成された化学発光を光電的に検出する固体エリアセンサを備えたことを特徴とする生化学解析用データの生成装置によって達成される。
【００１８】
化学発光は、生化学解析用ユニットの複数の領域に含まれている特異的結合物質に結合された生体由来の物質を標識している標識物質に、化学発光基質とが接触されて、生化学解析用ユニットの複数の領域から放出されるものであるため、経時的に、化学発光基質が消費され、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されている領域においては、化学発光の放出にあたって、多量の化学発光基質が消費されて、化学発光基質を補給しないときは、経時的に、化学発光基質が枯渇し、放出される化学発光の強度が急激に低下し、化学発光を光電的に検出して、生成された生化学解析用データの定量性が著しく悪化するが、本発明によれば、生化学解析用データの生成装置は、保持部に保持された生化学解析用ユニットの吸着性基板に形成された複数の領域に、絶えず、化学発光基質を補給可能な化学発光基質補給手段を備えているから、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されている領域において、経時的に、化学発光基質が枯渇することが確実に防止され、したがって、生化学解析用ユニットの吸着性基板に形成された複数の領域から放出される化学発光を光電的に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能になる。
【００１９】
本発明の好ましい実施態様においては、生化学解析用ユニットの吸着性基板の表面上の異なる位置に、特異的結合物質が滴下されて、前記吸着性基板に互いに離間した複数のスポット状領域が形成されている。
【００２０】
生化学解析用ユニットの吸着性基板の表面上の異なる位置に、特異的結合物質を滴下して、吸着性基板に互いに離間した複数のスポット状領域を形成し、多数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質に、生体由来の物質を特異的に結合させ、多数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質を、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質によって、選択的に標識し、生化学解析用ユニットの吸着性基板に互いに離間して形成された複数のスポット状領域に選択的に含まれた標識物質に、化学発光基質を接触させて、標識物質と化学発光基質との接触によって生じる化学発光を、光電的に検出して、生化学解析用データを生成する場合には、化学発光は、生化学解析用ユニットの複数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質に結合された生体由来の物質を標識している標識物質に、化学発光基質とが接触されて、生化学解析用ユニットの複数のスポット状領域から放出されるものであるため、経時的に、化学発光基質が消費され、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されているスポット状領域においては、化学発光の放出にあたって、多量の化学発光基質が消費されて、化学発光基質を補給しないときは、経時的に、化学発光基質が枯渇し、放出される化学発光の強度が急激に低下し、化学発光を光電的に検出して、生成された生化学解析用データの定量性が著しく悪化するが、本発明の好ましい実施態様によれば、生化学解析用データの生成装置は、保持部に保持された生化学解析用ユニットの吸着性基板に形成された複数のスポット状領域に、絶えず、化学発光基質を補給可能な化学発光基質補給手段を備えているから、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されているスポット状領域において、経時的に、化学発光基質が枯渇することが確実に防止され、したがって、生化学解析用ユニットの吸着性基板に形成された複数のスポット状領域から放出される化学発光を光電的に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能になる。
【００２１】
本発明の好ましい実施態様においては、前記化学発光基質補給手段が、化学発光基質を収容する化学発光基質容器と、化学発光基質を収容し、前記化学発光基質容器に、化学発光基質を補給可能な化学発光基質タンクによって構成されている。
【００２２】
化学発光は、生化学解析用ユニットの複数の領域に含まれている特異的結合物質に結合された生体由来の物質を標識している標識物質に、化学発光基質とが接触されて、生化学解析用ユニットの複数の領域から放出されるものであるため、経時的に、化学発光基質が消費され、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されている領域においては、化学発光の放出にあたって、多量の化学発光基質が消費されて、化学発光基質を補給しないときは、経時的に、化学発光基質が枯渇し、放出される化学発光の強度が急激に低下し、化学発光を光電的に検出して、生成された生化学解析用データの定量性が著しく悪化するが、本発明の好ましい実施態様によれば、生化学解析用データの生成装置は、化学発光基質を収容する化学発光基質容器と、化学発光基質を収容し、化学発光基質容器に、化学発光基質を補給可能な化学発光基質タンクによって構成された化学発光基質補給手段を備えているから、化学発光基質を補給を、適宜、補給することによって、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合している領域において、経時的に、化学発光基質が枯渇することが確実に防止され、したがって、生化学解析用ユニットの吸着性基板に形成された複数の領域から放出される化学発光を光電的に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
【００２４】
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる生化学解析用データの生成方法に使用される生化学解析用ユニットの略斜視図である。
【００２５】
図１に示されるように、本実施態様にかかる生化学解析用ユニット１は、メンブレンフィルタを形成可能なナイロン６によって形成された吸着性基板２を有している。
【００２６】
生化学解析にあたっては、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２の表面上の異なる位置に、特異的結合物質を含む溶液が滴下されて、吸着性基板２に、特異的結合物質が吸着された多数のスポット状領域が形成される。
【００２７】
図２は、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２の表面上に、特異的結合物質を含む溶液を滴下して、互いに離間した多数のスポット状領域を形成するスポッティング装置の略正面図である。
【００２８】
図２に示されるように、スポッティング装置５は、特異的結合物質の溶液を、生化学解析用ユニット１の表面に向けて噴射するインジェクタ６とＣＣＤカメラ７を備え、ＣＣＤカメラ６によって、インジェクタ５の先端部と、特異的結合物質を滴下すべき生化学解析用ユニット１の吸着性基板２の表面を観察しながら、インジェクタ５の先端部と、特異的結合物質を滴下すべき領域の中心とが合致したときに、インジェクタ５から、塩基配列が既知の互いに異なった複数のｃＤＮＡなどの特異的結合物質が滴下されるように構成され、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２の表面の所望の位置に、特異的結合物質を、正確に滴下することができるように保証されている。
【００２９】
こうして、ｃＤＮＡなどの特異的結合物質の溶液が、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２の表面上の異なる位置に滴下されて、多数のスポット状領域４が形成される。
【００３０】
次いで、ｃＤＮＡなどの特異的結合物質の溶液が、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２の表面上の異なる位置に滴下されて、形成された多数の互いに離間したスポット状領域４に吸着されたｃＤＮＡなどの特異的結合物質に、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質によって標識された生体由来の物質が、選択的に、ハイブリダイズされる。
【００３１】
図３は、ハイブリダイゼーション反応容器の略縦断面図である。
【００３２】
図３に示されるように、ハイブリダイゼーション反応容器８は矩形状断面を有し、内部に、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質によって標識されたプローブである生体由来の物質を含むハイブリダイゼーション反応溶液９が収容されている。
【００３３】
ハイブリダイゼーションにあたって、ｃＤＮＡなどの特異的結合物質が吸着されている多数のスポット状領域４が吸着性基板２に形成された生化学解析用ユニット１が、ハイブリダイゼーション反応容器８内に挿入される。
【００３４】
その結果、多数のスポット状領域４に吸着されている特異的結合物質に、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質によって標識された生体由来の物質が、選択的に、ハイブリダイズされる。
【００３５】
こうして、生化学解析用ユニット１の多数のスポット状領域４に、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質の化学発光データが記録される。
【００３６】
生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４に記録されている化学発光データは、冷却ＣＣＤカメラを含む生化学解析用データ生成装置によって、読み取られ、生化学解析用データが生成される。
【００３７】
図４は、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４に記録されている化学発光データを読み取って、生化学解析用データを生成する生化学解析用データ生成装置の略正面図である。
【００３８】
図４に示されるように、データ生成システムは、冷却ＣＣＤカメラ１１、暗箱１２およびパーソナルコンピュータ１３を備えている。パーソナルコンピュータ１３は、ＣＲＴ１４とキーボード１５を備えている。
【００３９】
図５は、冷却ＣＣＤカメラ１１の略縦断面図である。
【００４０】
図５に示されるように、冷却ＣＣＤカメラ１１は、ＣＣＤ１６と、アルミニウムなどの金属によって作られた伝熱板１７と、ＣＣＤ１６を冷却するためのペルチエ素子１８と、ＣＣＤ１６の前面に配置されたシャッタ１９と、ＣＣＤ１６が生成したアナログデータをディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器２０と、Ａ／Ｄ変換器２０によってディジタル化されたデータを一時的に記憶するデータバッファ２１と、冷却ＣＣＤカメラ１１の動作を制御するカメラ制御回路２２とを備えている。
【００４１】
図５に示されるように、暗箱１２との間に形成された開口部は、ガラス板２５によって閉じられており、冷却ＣＣＤカメラ１１の周囲には、ペルチエ素子１８が発する熱を放熱するための放熱フィン２６が長手方向のほぼ全面にわたって形成されている。
【００４２】
ガラス板２５の前面の暗箱８２内には、レンズフォーカス調整機能を有するカメラレンズ２７が取付けられている。
【００４３】
図６は、暗箱１２の略縦断面図である。
【００４４】
図６に示されるように、本実施態様にかかる暗箱１２の底部には、化学発光基質を含む溶液３０を収容した容器３１が設けられ、容器３１の内壁部には、生化学解析用ユニット１を支持可能な支持部材３２が形成されている。
【００４５】
図６に示されるように、さらに、暗箱１２の外部に、化学発光基質を含む溶液を収容した化学発光基質補給タンク３３が設けられており、化学発光基質補給タンク３３は、バルブ３４およびポンプ３５を介して、暗箱１２内の化学発光基質を含む溶液３０を収容した容器３１に接続されている。
【００４６】
図７は、データ生成システムのパーソナルコンピュータ１３の周辺のブロックダイアグラムである。
【００４７】
図７に示されるように、データ生成システムを構成するパーソナルコンピュータ１３は、冷却ＣＣＤカメラ１１の露出を制御するＣＰＵ４０と、冷却ＣＣＤカメラ１１が生成したディジタルデータをデータバッファ２１から読み出すデータ転送手段４１と、ディジタルデータを記憶するデータ記憶手段４２と、データ記憶手段４２に記憶されたディジタルデータにデータ処理を施すデータ処理手段４３と、データ記憶手段４２に記憶されたディジタルデータに基づいて、ＣＲＴ１４の画面上に可視データを表示するデータ表示手段４４とを備えている。ＣＰＵ４０は、冷却ＣＣＤカメラ１１のカメラ制御回路２２に種々の信号を出力可能に構成されている。
【００４８】
図７に示されるように、データ生成システムは、さらに、容器３１に収容された化学発光基質を含む溶液３０の液面を検出し、液面が、所定以下に低下したときに、液面検出信号を出力する液面センサ５０と、バルブ３４の開閉を制御するバルブ制御手段５１を備えている。
【００４９】
液面センサ５０から出力された液面検出信号は、パーソナルコンピュータ１３のＣＰＵ４０に入力されるように構成され、ＣＰＵ４０は、液面センサ５０から液面検出信号が入力されたときは、バルブ３４の開閉を制御するバルブ制御手段５１に駆動信号を出力して、バルブ３４を開放させるとともに、ポンプ３５に駆動信号を出力して、化学発光基質補給タンク３３から、容器３１内に、化学発光基質を含む溶液３０を補給するように構成されている。
【００５０】
以上のように構成された本実施態様にかかるデータ生成システムは、以下のようにして、生化学解析用ユニット１に吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４に含まれた標識物質と、化学発光基質との接触により生ずる化学発光を、カメラレンズ２７を介して、冷却ＣＣＤカメラ１１のＣＣＤ１６によって検出することによって、生化学解析用ユニット１の多数のスポット状領域４に記録された化学発光データを読み取って、生化学解析用データを生成する
まず、化学発光データが記録されている多数のスポット状領域４が形成された生化学解析用ユニット１が、暗箱１２内にセットされる。
【００５１】
本実施態様においては、生化学解析用ユニット１は、支持部材３２によって、暗箱１２の底部に設けられた容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０とつねに接触するように、暗箱１２内に保持される。
【００５２】
こうして、生化学解析用ユニット１が、支持部材３２によって保持されると、ユーザーによって、カメラレンズ２７を用いて、レンズフォーカスが調整され、暗箱１２が閉じられる。
【００５３】
次いで、ユーザーが、キーボード１５に露出開始信号を入力すると、露出開始信号が、ＣＰＵ４０を介して、冷却ＣＣＤカメラ１１のカメラ制御回路２２に入力され、カメラ制御回路２２によって、シャッタ１９が開かれ、ＣＣＤ１６の露出が開始される。
【００５４】
生化学解析用ユニット１と、化学発光基質を含む溶液３０とが接触されると、生化学解析用ユニット１の吸着性領域４に選択的に含まれた化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質が、化学発光基質と接触し、生化学解析用ユニット１から化学発光が放出される。
【００５５】
生化学解析用ユニット１から発せられた化学発光は、カメラレンズ２７を介して、冷却ＣＣＤカメラ１１のＣＣＤ１６の光電面に入射して、光電面に画像を形成する。ＣＣＤ１６は、こうして、光電面に形成された画像の光を受け、これを電荷の形で蓄積する。
【００５６】
化学発光は、生化学解析用ユニット１の多数のスポット状領域４に含まれている特異的結合物質にハイブリダイズした生体由来の物質を標識している標識物質に、化学発光基質とが接触されて、生化学解析用ユニット１の多数のスポット状領域４から放出されるものであるため、経時的に、化学発光基質が消費されて、容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０の液面が低下する。
【００５７】
こうして、化学発光基質が消費されて、容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０の液面が所定以下に低下すると、液面センサ５０から、液面検出信号が、ＣＰＵ４０に出力される。
【００５８】
液面センサ５０から、液面検出信号が入力されると、ＣＰＵ４０は、バルブ３４を開閉するバルブ制御手段５１に駆動信号を出力して、バルブ３４を開放させるとともに、ポンプ３５に駆動信号を出力して、化学発光基質補給タンク３３から、容器３１内に、化学発光基質を含む溶液３０を補給する。
【００５９】
特異的結合物質に、多量の生体由来の物質がハイブリダイズしているスポット状領域４においては、化学発光の放出にあたって、多量の化学発光基質が消費され、化学発光基質を補給しないときは、経時的に、化学発光基質が枯渇し、放出される化学発光の強度が急激に低下し、化学発光を、冷却ＣＣＤカメラ１１によって、光電的に検出して、生成された生化学解析用データの定量性が著しく悪化するが、このように、本実施態様においては、経時的に、化学発光基質が消費されて、容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０の液面が所定以下に低下すると、液面センサ５０から、液面検出信号が、ＣＰＵ４０に出力され、ＣＰＵ４０によって、バルブ３４を開閉するバルブ制御手段５１に駆動信号が出力されて、バルブ３４が開放されるとともに、ポンプ３５に駆動信号が出力されて、化学発光基質補給タンク３３から、容器３１内に、化学発光基質を含む溶液３０が補給されるから、生化学解析用ユニット１を、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４が、暗箱１２の底部に設けられた容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０とつねに接触するように、支持部材３２によって、暗箱１２内に保持することができ、したがって、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４に、化学発光基質が、絶えず、補給されているているから、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質がハイブリダイズしているスポット状領域４において、経時的に、化学発光基質が枯渇することが確実に防止され、したがって、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４から放出される化学発光を、冷却ＣＣＤカメラ１１によって、光電的に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能になる。
【００６０】
所定の露出時間が経過すると、ＣＰＵ４０は、冷却ＣＣＤカメラ１１のカメラ制御回路２２に露出完了信号を出力する。
【００６１】
カメラ制御回路２２は、ＣＰＵ１１０から、露出完了信号を受けると、ＣＣＤ１６が電荷の形で蓄積したアナログデータをＡ／Ｄ変換器２０に転送して、ディジタル化し、データバッファ２１に一時的に記憶させる。
【００６２】
カメラ制御回路２２に露出完了信号を出力するのと同時に、ＣＰＵ４０は、データ転送手段４１にデータ転送信号を出力して、冷却ＣＣＤカメラ１１のデータバッファ２１からディジタルデータを読み出させ、データ記憶手段４２に記憶させる。
【００６３】
ユーザーが、キーボード１５にデータ表示信号を入力すると、ＣＰＵ４０は、データ記憶手段４２に記憶されたディジタルデータを、データ処理手段４３に出力させ、データ処理手段４３に、ユーザーの指示にしたがって、必要に応じて、データ処理を施させた後、データ表示手段４４にデータ表示信号を出力して、ディジタルデータに基づき、生化学解析用データを、ＣＲＴ１４の画面上に表示させる。
【００６４】
本実施態様によれば、経時的に、化学発光基質が消費されて、容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０の液面が所定以下に低下すると、液面センサ５０から、液面検出信号が、ＣＰＵ４０に出力され、ＣＰＵ４０によって、バルブ３４を開閉するバルブ制御手段５１に駆動信号が出力されて、バルブ３４が開放されるとともに、ポンプ３５に駆動信号が出力されて、化学発光基質補給タンク３３から、容器３１内に、化学発光基質を含む溶液３０が補給されるから、生化学解析用ユニット１を、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４が、暗箱１２の底部に設けられた容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０とつねに接触するように、支持部材３２によって、暗箱１２内に保持することができ、したがって、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４に、化学発光基質が、絶えず、補給されているているから、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質がハイブリダイズしているスポット状領域４において、経時的に、化学発光基質が枯渇することが確実に防止され、したがって、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４から放出される化学発光を、冷却ＣＣＤカメラ１１によって、光電的に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能になる。
【００６５】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００６６】
たとえば、前記実施態様においては、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２の表面上の異なる位置に、特異的結合物質を含む溶液が滴下されて、吸着性基板２に、特異的結合物質が吸着された多数のスポット状領域が形成され、次いで、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４に固定されたｃＤＮＡなどの特異的結合物質に、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質によって標識された生体由来の物質を、選択的に、ハイブリダイズさせ、化学発光基質を含む溶液３０を、生化学解析用ユニット１に接触させて、生化学解析用ユニット１の吸着性領域４に選択的に含まれた化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質と、化学発光基質を接触させ、生化学解析用ユニット１から放出される化学発光を検出して、生化学解析用データを生成するように構成されているが、たとえば、複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で、電気泳動させて、ＤＮＡ断片を含む複数のバンド状領域を形成した後に、ＤＮＡを変性し、次いで、サザン・ブロッティング法により、ニトロセルロースなどの生化学解析用ユニット上に、変性ＤＮＡ断片の少なくとも一部を転写し、目的とするＤＮＡと相補的なＤＮＡもしくはＲＮＡを化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質で標識して調製したプローブと変性ＤＮＡ断片とをハイブリダイズさせ、プローブＤＮＡもしくはプローブＲＮＡと相補的なＤＮＡ断片のみを選択的に標識し、化学発光基質を含む溶液３０を、生化学解析用ユニット１に接触させて、複数のバンド状領域に選択的に含まれている化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質と、化学発光基質とを接触させて、化学発光基質と標識物質との接触によって生ずる化学発光を、光電的に検出して、生化学解析用データを生成することもできる。
【００６７】
さらに、前記実施態様においては、生化学解析用ユニット１の多数の吸着性領域４に固定されているｃＤＮＡなどの特異的結合物質に、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質によって標識された生体由来の物質を、選択的に、ハイブリダイズさせて、生化学解析用ユニット１の多数の吸着性領域４に、化学発光データを記録するように構成されているが、生化学解析用ユニット１の多数の吸着性領域４に固定されているｃＤＮＡなどの特異的結合物質に、ハプテンによって標識された生体由来の物質を、選択的に、ハイブリダイズさせ、さらに、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる酵素により標識されたハプテンに対する抗体を、生体由来の物質を標識しているハプテンと抗原抗体反応によって、結合させて、生化学解析用ユニット１の多数の吸着性領域４に、化学発光データを記録するようにしてもよい。
【００６８】
ハプテン／抗体の組合わせの例としてはジゴキシゲニン/抗ジゴキシゲニン抗体、テオフィリン／抗テオフィリン抗体、フルオロセイン/抗フルオロセイン抗体などをあげることができる。また、ハプテン／抗体ではなく、ビオチン／アヴィジンや抗原/抗体などの組合わせを利用することも可能である。
【００６９】
また、前記実施態様においては、経時的に、化学発光基質が消費されて、容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０の液面が所定以下に低下すると、液面センサ５０から、液面検出信号が、ＣＰＵ４０に出力され、ＣＰＵ４０によって、バルブ３４を開閉するバルブ制御手段５１に駆動信号が出力されて、バルブ３４が開放されるとともに、ポンプ３５に駆動信号が出力されて、化学発光基質補給タンク３３から、容器３１内に、化学発光基質を含む溶液３０が補給され、その結果、支持部材３２によって保持された生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４が、暗箱１２の底部に設けられた容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０とつねに接触するように構成されているが、経時的に、化学発光基質が消費されて、容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０の液面が所定以下に低下したときに、液面センサ５０から、液面検出信号が、ＣＰＵ４０に出力され、ＣＰＵ４０によって、バルブ３４を開閉するバルブ制御手段５１に駆動信号が出力されて、バルブ３４が開放されるとともに、ポンプ３５に駆動信号が出力されて、化学発光基質補給タンク３３から、容器３１内に、化学発光基質を含む溶液３０が補給され、支持部材３２によって保持された生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４が、暗箱１２の底部に設けられた容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０とつねに接触するように構成することは必ずしも必要でなく、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４に含まれている標識物質に、化学発光基質が、絶えず、補給されるように構成されていれば、液面センサ５０、化学発光基質補給タンク３３、バルブ３４、ポンプ３５、バルブ制御手段５１などを設けることは必要ない。
【００７０】
さらに、前記実施態様においては、暗箱１２の外部に、化学発光基質補給タンク３３が設けられているが、化学発光基質補給タンク３３を、暗箱１２内に設けることもできる。
【００７１】
また、前記実施態様においては、データ生成システムは、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４から放出された化学発光を、冷却ＣＣＤカメラ１１によって、光電的に検出して、生化学解析用データを生成するように構成されているが、データ生成システムを、冷却ＣＣＤカメラ１１によって、化学発光を光電的に検出して、生化学解析用データを生成するように構成することは必ずしも必要でなく、冷却ＣＣＤカメラ１１に代えて、冷却手段を備えていないＣＣＤカメラを用いて、化学発光を光電的に検出して、生化学解析用データを生成するように構成することもできる。
【００７２】
さらに、前記実施態様においては、データ生成システムは、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４から放出された化学発光を、冷却ＣＣＤカメラ１１によって、光電的に検出して、生化学解析用データを生成するように構成されているが、データ生成システムを、冷却ＣＣＤカメラ１１によって、化学発光を光電的に検出して、生化学解析用データを生成するように構成することは必ずしも必要でなく、冷却ＣＣＤカメラ１１に代えて、ＣＩＤ（電荷注入素子）、ＰＤＡ（フォトダイオードアレイ）、ＭＯＳ型撮像素子などの他の固体エリアセンサを用いることもできる。
【００７３】
また、前記実施態様においては、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質によって標識された生体由来の物質が、特異的結合物質にハイブリダイズされているが、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質によって標識された生体由来の物質を、特異的結合物質にハイブリダイズさせて、選択的に標識することは必ずしも必要でなく、特異的結合物質にハイブリダイズされた生体由来の物質に、抗原抗体反応、リセプター・リガンドなどの反応によって、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質を特異的に結合させ、特異的結合物質を選択的に標識することもできる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、化学発光を検出して、定量性に優れた生化学解析用データを生成することができる生化学解析用データの生成方法および装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる生化学解析用データの生成方法に使用される生化学解析用ユニットの略斜視図である。
【図２】図２は、生化学解析用ユニットの吸着性基板の表面上に、特異的結合物質を含む溶液を滴下して、互いに離間した多数のスポット状領域を形成するスポッティング装置の略正面図である。
【図３】図３は、ハイブリダイゼーション反応容器の略縦断面図である。
【図４】図４は、生化学解析用ユニットの吸着性基板に形成された多数のスポット状領域に記録されている化学発光データを読み取って、生化学解析用データを生成する生化学解析用データ生成装置の略正面図である。
【図５】図５は、冷却ＣＣＤカメラの略縦断面図である。
【図６】図６は、暗箱の略縦断面図である。
【図７】図７は、データ生成システムのパーソナルコンピュータの周辺のブロックダイアグラムである。
【符号の説明】
１生化学解析用ユニット
２吸着性基板
４スポット状領域
５スポッティング装置
６インジェクタ
７ＣＣＤカメラ
８ハイブリダイゼーション反応容器
９ハイブリダイゼーション反応溶液
１１冷却ＣＣＤカメラ
１２暗箱
１３パーソナルコンピュータ
１４ＣＲＴ
１５キーボード
１６ＣＣＤ
１７伝熱板
１８ペルチエ素子
１９シャッタ
２０Ａ／Ｄ変換器
２１データバッファ
２２カメラ制御回路
２５ガラス板
２６放熱フィン
２７カメラレンズ
３０化学発光基質を含む溶液
３１容器
３２支持部材
３３化学発光基質補給タンク
３４バルブ
３５ポンプ
４０ＣＰＵ
４１データ転送手段
４２データ記憶手段
４３データ処理手段
４４データ表示手段
５０液面センサ
５１バルブ制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for generating data for biochemical analysis, and more particularly, biochemical analysis capable of detecting chemiluminescence and generating data for biochemical analysis excellent in quantitative properties. The present invention relates to a data generation method and apparatus.
[0002]
[Prior art]
When irradiated with radiation, the energy of the radiation is absorbed, stored, recorded, and then excited using electromagnetic waves in a specific wavelength range. After using a stimulable phosphor having the property of emitting light as a radiation detection material, a radioactively labeled substance is administered to the organism, and then the organism or a part of the tissue of the organism is used as a sample. The sample is superposed on a stimulable phosphor sheet provided with a stimulable phosphor layer for a certain period of time, whereby radiation energy is accumulated and recorded in the stimulable phosphor, and then the sample is illuminated by electromagnetic waves. The stimulable phosphor layer is scanned to excite the stimulable phosphor, and the photostimulated light emitted from the stimulable phosphor is photoelectrically detected to generate a digital image signal and perform image processing. On display means such as CRT Or, an autoradiography analysis system configured to reproduce an image on a recording material such as a photographic film is known (for example, Japanese Patent Publication No. 1-70884, Japanese Patent Publication No. 1-70882, No. 4-3962).
[0003]
Unlike radiographic systems, autoradiographic analysis systems that use stimulable phosphor sheets as radiation detection materials do not require chemical processing, such as development processing, but can also be applied to the resulting digital data. By performing the data processing, there is an advantage that the data for analysis can be reproduced as desired or quantitative analysis by a computer can be performed.
[0004]
On the other hand, a fluorescence analysis system using a fluorescent substance such as a fluorescent dye as a labeling substance instead of the radioactive labeling substance in the autoradiography analysis system is known. According to this fluorescence analysis system, by detecting the fluorescence emitted from the fluorescent substance, gene sequence, gene expression level, metabolism, absorption, excretion route, state of the administered substance in the experimental mouse, separation of proteins, Identification, molecular weight, property evaluation, etc. can be performed. For example, after a solution containing multiple types of protein molecules to be electrophoresed is electrophoresed on a gel support, the gel support is fluorescent. Stain the electrophoretic protein by soaking in a solution containing the dye, etc., excite the fluorescent dye with excitation light, and detect the resulting fluorescence to generate an image on the gel support The position and quantitative distribution of protein molecules can be detected. Alternatively, at least a portion of the electrophoresed protein molecule is transferred onto a transfer support such as nitrocellulose by Western blotting, and an antibody that specifically reacts with the target protein is labeled with a fluorescent dye. By associating the prepared probe with the protein molecule, selectively labeling the protein molecule that binds only to the antibody that reacts specifically, exciting the fluorescent dye with excitation light, and detecting the resulting fluorescence, An image can be generated to detect the location and quantitative distribution of protein molecules on the transfer support. In addition, after adding a fluorescent dye to a solution containing a plurality of DNA fragments to be electrophoresed, the plurality of DNA fragments are electrophoresed on a gel support, or on a gel support containing a fluorescent dye. Electrophoresis of a plurality of DNA fragments or electrophoresis of a plurality of DNA fragments on a gel support followed by immersing the gel support in a solution containing a fluorescent dye. By labeling the DNA fragments, exciting the fluorescent dye with excitation light, and detecting the resulting fluorescence, an image is generated and the distribution of DNA on the gel support is detected, or a plurality of DNAs are detected. After the fragments are electrophoresed on a gel support, the DNA is denaturated, and then at least the denatured DNA fragments are transferred onto a transfer support such as nitrocellulose by Southern blotting. In addition, a probe prepared by transferring a part of the DNA and labeling the DNA or RNA complementary to the target DNA with a fluorescent dye is hybridized with the denatured DNA fragment, and only the DNA fragment complementary to the probe DNA or probe RNA. Can be selectively labeled, the fluorescent dye can be excited with excitation light, and the resulting fluorescence can be detected to generate an image and detect the distribution of the target DNA on the transfer support. it can. Further, a DNA probe complementary to the DNA containing the target gene labeled with the labeling substance is prepared, hybridized with the DNA on the transcription support, and the enzyme is combined with the complementary DNA labeled with the labeling substance. After binding, contact the fluorescent substrate, change the fluorescent substrate into a fluorescent substance that emits fluorescence, excite the generated fluorescent substance with excitation light, and generate the image by detecting the generated fluorescence It is also possible to detect the distribution of the target DNA on the transfer support. This fluorescence analysis system has an advantage that gene sequences and the like can be easily detected without using a radioactive substance.
[0005]
Similarly, a specific binding substance such as a protein or nucleic acid is immobilized on a biochemical analysis unit such as a membrane filter, and is brought into contact with a chemiluminescent substrate to generate chemiluminescence. A substance is specifically bound to a specific binding substance, selectively labeled, and a specific binding substance selectively labeled with the labeling substance is contacted with a conjugate of a biological substance and a chemiluminescent substrate. Then, chemiluminescence in the visible light wavelength region generated by contact between the chemiluminescent substrate and the labeling substance is detected photoelectrically, a digital signal is generated, image processing is performed, and display means such as a CRT or photographic film, etc. A chemiluminescence analysis system is also known in which a chemiluminescence image is displayed on the recording material to obtain information on a substance derived from a living body such as genetic information.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, a labeling substance that generates chemiluminescence by immobilizing a specific binding substance such as protein or nucleic acid to a biochemical analysis unit such as a membrane filter to form a plurality of spot-like regions and contacting with a chemiluminescent substrate A specific substance that is selectively labeled by a specific substance that binds to a specific binding substance contained in a plurality of spot-like regions, and is selectively labeled by a labeling substance. For biochemical analysis, photochemical detection of chemiluminescence in the visible light wavelength region caused by contact between a chemiluminescent substrate and a labeling substance is brought into contact with a conjugate of a substance and a biological substance and a chemiluminescent substrate. When generating data, the chemiluminescent substrate is consumed in a spot-like region where a large amount of biological material labeled with a labeling substance is present, and over time, chemiluminescence Quality depleted, resulting in the intensity of chemiluminescence, rapidly decreases, there is a problem that it is impossible to produce biochemical analysis data having an excellent quantitative characteristic.
[0007]
A plurality of DNA fragments are electrophoresed on a gel support to form a plurality of band-like regions, then the DNA is denatured, and then on a unit for biochemical analysis such as nitrocellulose by Southern blotting. And a probe prepared by labeling with a labeling substance that generates chemiluminescence by transferring at least a part of the denatured DNA fragment and contacting DNA or RNA complementary to the target DNA with a chemiluminescent substrate, and denatured DNA Visible light wavelength region generated by contacting the chemiluminescent substrate with the labeling substance by hybridizing the fragments, selectively labeling only the DNA fragment complementary to the probe DNA or probe RNA, and contacting the chemiluminescent substrate The same problem occurs when the chemiluminescence is detected photoelectrically to generate biochemical analysis data.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide a biochemical analysis data generation method and apparatus capable of detecting chemiluminescence and generating biochemical analysis data excellent in quantitative properties. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Such an object of the present invention is to form a plurality of regions containing specific binding substances at different positions on the surface of the adsorptive substrate of the unit for biochemical analysis, and the specific binding substances contained in the plurality of regions. In addition, a biologically-derived substance is specifically bound, and the specific binding substance contained in the multiple regions is selectively labeled with a labeling substance that generates chemiluminescence by contacting with the chemiluminescent substrate. A chemiluminescent substrate is brought into contact with the labeling substance selectively included in the plurality of regions formed on the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit so as to be separated from each other, thereby chemiluminescence with the labeling substance A method for generating biochemical analysis data by photoelectrically detecting chemiluminescence generated by contact with a substrate and generating biochemical analysis data, wherein the adsorptive substrates of the biochemical analysis unit are mutually connected. A chemiluminescent substrate is continuously replenished to the plurality of regions formed in between, and the labeling substance selectively contained in the plurality of regions and the chemiluminescent substrate are brought into contact with each other. This is achieved by a method for generating data for chemical analysis.
[0010]
Chemiluminescence is performed by contacting a chemiluminescent substrate with a labeling substance that is labeled with a biological substance bound to a specific binding substance contained in multiple regions of the biochemical analysis unit. Since it is emitted from multiple regions of the analysis unit, the chemiluminescent substrate is consumed over time, and chemiluminescence is generated in the region where a large amount of biological material is bound to the specific binding substance. When a large amount of chemiluminescent substrate is consumed and no chemiluminescent substrate is replenished, the chemiluminescent substrate is depleted over time, and the intensity of the chemiluminescent emitted decreases rapidly, resulting in chemiluminescence. According to the present invention, a plurality of regions formed on the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit are separated from each other, although the quantitative property of the biochemical analysis data generated by photoelectric detection is significantly deteriorated. Continually Since it is configured to replenish the substrate and contact the chemiluminescent substrate with the labeling substance selectively contained in a plurality of regions, a large amount of biological material is bound to the specific binding substance. The chemiluminescence substrate is reliably prevented from being depleted over time in the area where it is located, so that the chemiluminescence emitted from multiple areas formed on the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit is detected photoelectrically By doing so, it becomes possible to generate data for biochemical analysis having excellent quantitativeness.
[0011]
In a preferred embodiment of the present invention, specific binding substances are dropped at different positions on the surface of the absorptive substrate of the biochemical analysis unit to form a plurality of spot-like regions spaced apart from each other on the absorptive substrate. And a specific binding substance contained in the many spot-like regions is specifically bound to a biological substance, and the specific binding substance contained in the many spot-like regions is converted into a chemiluminescent substrate. Is selectively labeled with a labeling substance that generates chemiluminescence by being brought into contact with the plurality of spot-like regions formed separately from each other on the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit. A chemiluminescent substrate is brought into contact with the labeled substance, and chemiluminescence generated by the contact between the labeled substance and the chemiluminescent substrate is detected photoelectrically to generate data for biochemical analysis. A method for generating biochemical analysis data, wherein the plurality of spot-like regions formed on the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit are continuously replenished with a chemiluminescent substrate, The labeling substance selectively contained in the plurality of spot-like regions is configured to contact the chemiluminescent substrate.
[0012]
A specific binding substance is dropped at different positions on the surface of the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit to form a plurality of spot-like regions separated from each other on the adsorptive substrate. A labeling substance that generates chemiluminescence by specifically binding a biologically-derived substance to a specific binding substance that is in contact with the chemiluminescent substrate. To the labeling substance selectively contained in a plurality of spot-like regions formed on the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit by contacting the chemiluminescent substrate with the labeling substance. When chemiluminescence generated by contact between a substance and a chemiluminescent substrate is detected photoelectrically and data for biochemical analysis is generated, chemiluminescence is generated in a plurality of spot-like regions of the biochemical analysis unit. A substance that is released from multiple spot-like areas of a biochemical analysis unit by contacting a chemiluminescent substrate with a labeling substance that labels a biologically-derived substance bound to the specific binding substance contained Therefore, in a spot-like region in which a chemiluminescent substrate is consumed over time and a large amount of biologically-derived substance is bound to a specific binding substance, a large amount of chemiluminescent substrate is released in the emission of chemiluminescence. When it is consumed and the chemiluminescent substrate is not replenished, the chemiluminescent substrate is depleted over time, the intensity of the chemiluminescent emitted is rapidly reduced, and the chemiluminescence is detected photoelectrically and produced According to the present invention, the chemiluminescent substrate is constantly replenished in a plurality of regions formed on the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit so as to be separated from each other. Multiple Since the labeling substance selectively contained in the region is brought into contact with the chemiluminescent substrate, in a spot-like region where a large amount of a biological substance is bound to the specific binding substance, In addition, it is reliably prevented that the chemiluminescent substrate is depleted, and thus, by detecting photoelectrically the chemiluminescence emitted from the plurality of spot-like regions formed on the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit, It is possible to generate biochemical analysis data with excellent quantitativeness.
[0013]
In a preferred embodiment of the present invention, the chemiluminescence generated by the contact between the labeling substance and the chemiluminescent substrate is photoelectrically detected by a solid area sensor to generate biochemical analysis data. Yes.
[0014]
In a further preferred embodiment of the present invention, the solid area sensor is constituted by a CCD camera.
[0015]
In a further preferred embodiment of the present invention, the solid area sensor is constituted by a cooled CCD camera.
[0016]
According to a further preferred embodiment of the present invention, since the solid area sensor is constituted by a cooled CCD camera, it is possible to detect weak chemiluminescence photoelectrically over a long period of time, thereby producing a living product with excellent quantitativeness. It becomes possible to generate data for chemical analysis.
[0017]
The above object of the present invention is also directed to a specific substance selectively labeled with a labeling substance that is chemically bound to a biological substance at a different position on the surface and generates chemiluminescence by contact with a chemiluminescent substrate. Formed on the absorptive substrate of the biochemical analysis unit held in the holding unit, and a holding unit that holds the biochemical analysis unit including the adsorptive substrate on which a plurality of regions including a chemical binding substance are formed The plurality of regions formed on the adsorptive substrate of the unit for biochemical analysis held in the holding unit, and the chemiluminescent substrate supply means capable of continuously supplying the chemiluminescent substrate to the plurality of regions formed The biochemical analysis data is provided with a solid area sensor that photoelectrically detects the generated chemiluminescence by contacting the labeling substance selectively contained in the chemiluminescent substrate and the chemiluminescent substrate. It is achieved by the device.
[0018]
Chemiluminescence is performed by contacting a chemiluminescent substrate with a labeling substance that is labeled with a biological substance bound to a specific binding substance contained in multiple regions of the biochemical analysis unit. Since it is emitted from multiple regions of the analysis unit, the chemiluminescent substrate is consumed over time, and chemiluminescence is generated in the region where a large amount of biological material is bound to the specific binding substance. When a large amount of chemiluminescent substrate is consumed and no chemiluminescent substrate is replenished, the chemiluminescent substrate is depleted over time, and the intensity of the chemiluminescent emitted decreases rapidly, resulting in chemiluminescence. According to the present invention, the apparatus for generating biochemical analysis data is used for biochemical analysis held in the holding unit, although the quantitative property of the generated biochemical analysis data is significantly deteriorated by photoelectric detection. Formed on the unit's adsorptive substrate Since the chemiluminescent substrate replenishment means capable of continuously replenishing the chemiluminescent substrate is provided in the plurality of regions, the specific binding substance is gradually changed over time in the region where a large amount of a biological substance is bound. The chemiluminescent substrate is reliably prevented from being depleted, and therefore, by quantitatively detecting chemiluminescence emitted from multiple regions formed on the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit, It becomes possible to generate excellent data for biochemical analysis.
[0019]
In a preferred embodiment of the present invention, specific binding substances are dropped at different positions on the surface of the absorptive substrate of the biochemical analysis unit to form a plurality of spot-like regions spaced apart from each other on the absorptive substrate. Has been.
[0020]
A specific binding substance is dropped at different positions on the surface of the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit to form a plurality of spot-like regions separated from each other on the adsorptive substrate. A labeling substance that generates chemiluminescence by specifically binding a biologically-derived substance to a specific binding substance that is in contact with the chemiluminescent substrate. To the labeling substance selectively contained in a plurality of spot-like regions formed on the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit by contacting the chemiluminescent substrate with the labeling substance. When chemiluminescence generated by contact between a substance and a chemiluminescent substrate is detected photoelectrically and data for biochemical analysis is generated, chemiluminescence is generated in a plurality of spot-like regions of the biochemical analysis unit. A substance that is released from multiple spot-like areas of a biochemical analysis unit by contacting a chemiluminescent substrate with a labeling substance that labels a biologically-derived substance bound to the specific binding substance contained Therefore, in a spot-like region in which a chemiluminescent substrate is consumed over time and a large amount of biologically-derived substance is bound to a specific binding substance, a large amount of chemiluminescent substrate is released in the emission of chemiluminescence. When it is consumed and the chemiluminescent substrate is not replenished, the chemiluminescent substrate is depleted over time, the intensity of the chemiluminescent emitted is rapidly reduced, and the chemiluminescence is detected photoelectrically and produced According to a preferred embodiment of the present invention, the biochemical analysis data generator is provided on the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit held in the holding unit. Formed Since a plurality of spot-like regions are equipped with a chemiluminescent substrate replenishment means capable of constantly replenishing a chemiluminescent substrate, a time-dependent change occurs in a spot-like region where a large amount of a biological substance is bound to a specific binding substance. In particular, the chemiluminescent substrate is surely prevented from being depleted, and thus, by detecting photoelectrically the chemiluminescence emitted from a plurality of spot-like regions formed on the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit. It is possible to generate biochemical analysis data with excellent quantitativeness.
[0021]
In a preferred embodiment of the present invention, the chemiluminescent substrate replenishing means contains a chemiluminescent substrate container that contains a chemiluminescent substrate, a chemiluminescent substrate, and the chemiluminescent substrate container can be supplied with a chemiluminescent substrate. It consists of a chemiluminescent substrate tank.
[0022]
Chemiluminescence is performed by contacting a chemiluminescent substrate with a labeling substance that is labeled with a biological substance bound to a specific binding substance contained in multiple regions of the biochemical analysis unit. Since it is emitted from multiple regions of the analysis unit, the chemiluminescent substrate is consumed over time, and chemiluminescence is generated in the region where a large amount of biological material is bound to the specific binding substance. When a large amount of chemiluminescent substrate is consumed and no chemiluminescent substrate is replenished, the chemiluminescent substrate is depleted over time, and the intensity of the chemiluminescent emitted decreases rapidly, resulting in chemiluminescence. According to a preferred embodiment of the present invention, the biochemical analysis data generation apparatus accommodates a chemiluminescent substrate, although the quantitative property of the biochemical analysis data generated by photoelectric detection is significantly deteriorated. Chemiluminescent substrate And the chemiluminescent substrate container, and the chemiluminescent substrate container is provided with a chemiluminescent substrate replenishing means constituted by a chemiluminescent substrate tank capable of replenishing the chemiluminescent substrate. By replenishing, it is surely prevented that the chemiluminescent substrate is depleted over time in a region where a large amount of a biological substance is bound to the specific binding substance. By detecting chemiluminescence emitted from a plurality of regions formed on the adsorptive substrate photoelectrically, it is possible to generate biochemical analysis data with excellent quantitativeness.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0024]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a biochemical analysis unit used in a method for generating biochemical analysis data according to a preferred embodiment of the present invention.
[0025]
As shown in FIG. 1, the biochemical analysis unit 1 according to this embodiment includes an adsorptive substrate 2 formed of nylon 6 capable of forming a membrane filter.
[0026]
In biochemical analysis, a solution containing a specific binding substance is dropped at different positions on the surface of the adsorptive substrate 2 of the biochemical analysis unit 1, and the specific binding substance is adsorbed on the adsorptive substrate 2. A large number of spot-like regions are formed.
[0027]
FIG. 2 is a schematic front view of a spotting device in which a solution containing a specific binding substance is dropped on the surface of the adsorptive substrate 2 of the biochemical analysis unit 1 to form a number of spot-like regions separated from each other. is there.
[0028]
As shown in FIG. 2, the spotting device 5 includes an injector 6 that injects a solution of a specific binding substance toward the surface of the biochemical analysis unit 1 and a CCD camera 7. While observing the tip of the adsorbent substrate 2 of the biochemical analysis unit 1 where the specific binding substance should be dropped, the tip of the injector 5 and the center of the region where the specific binding substance should be dropped Are matched, a specific binding substance such as a plurality of different cDNAs whose base sequences are different from each other is dropped from the injector 5, and the surface of the adsorptive substrate 2 of the biochemical analysis unit 1 is It is guaranteed that the specific binding substance can be accurately dropped at the desired position.
[0029]
In this way, a solution of a specific binding substance such as cDNA is dropped at different positions on the surface of the adsorptive substrate 2 of the biochemical analysis unit 1 to form a large number of spot-like regions 4.
[0030]
Next, a solution of a specific binding substance such as cDNA is dropped at different positions on the surface of the adsorptive substrate 2 of the biochemical analysis unit 1 and is adsorbed by the formed spot-like regions 4 spaced apart from each other. A biologically-derived substance labeled with a labeling substance that generates chemiluminescence when brought into contact with a chemiluminescent substrate is selectively hybridized to a specific binding substance such as cDNA.
[0031]
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view of the hybridization reaction container.
[0032]
As shown in FIG. 3, the hybridization reaction container 8 has a rectangular cross section, and is a biologically-derived substance that is a probe labeled with a labeling substance that generates chemiluminescence by contacting with the chemiluminescent substrate. A hybridization reaction solution 9 containing is contained.
[0033]
In hybridization, a biochemical analysis unit 1 in which a large number of spot-like regions 4 on which a specific binding substance such as cDNA is adsorbed is formed on an adsorptive substrate 2 is inserted into a hybridization reaction vessel 8.
[0034]
As a result, a biologically-derived substance labeled with a labeling substance that generates chemiluminescence by contacting a specific binding substance adsorbed on a number of spot-like regions 4 with a chemiluminescent substrate is selectively hybridized. Soy bean.
[0035]
In this way, the chemiluminescence data of the labeling substance that causes chemiluminescence by being brought into contact with the chemiluminescence substrate is recorded in the many spot-like regions 4 of the biochemical analysis unit 1.
[0036]
The chemiluminescence data recorded in a large number of spot-like regions 4 formed on the adsorptive substrate 2 of the biochemical analysis unit 1 is read by a biochemical analysis data generation device including a cooled CCD camera, and biochemical Data for analysis is generated.
[0037]
FIG. 4 shows biochemical analysis data for generating biochemical analysis data by reading chemiluminescence data recorded in a large number of spot-like regions 4 formed on the adsorptive substrate 2 of the biochemical analysis unit 1. It is a schematic front view of a production | generation apparatus.
[0038]
As shown in FIG. 4, the data generation system includes a cooled CCD camera 11, a dark box 12, and a personal computer 13. The personal computer 13 includes a CRT 14 and a keyboard 15.
[0039]
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view of the cooled CCD camera 11.
[0040]
As shown in FIG. 5, the cooling CCD camera 11 includes a CCD 16, a heat transfer plate 17 made of a metal such as aluminum, a Peltier element 18 for cooling the CCD 16, and a shutter disposed in front of the CCD 16. 19, an A / D converter 20 that converts analog data generated by the CCD 16 into digital data, a data buffer 21 that temporarily stores data digitized by the A / D converter 20, and a cooled CCD camera 11 And a camera control circuit 22 for controlling the operation of the camera.
[0041]
As shown in FIG. 5, the opening formed between the dark box 12 is closed by a glass plate 25, and the cooling CCD camera 11 is radiated to dissipate heat generated by the Peltier element 18. The radiation fins 26 are formed over almost the entire surface in the longitudinal direction.
[0042]
A camera lens 27 having a lens focus adjustment function is attached in a dark box 82 in front of the glass plate 25.
[0043]
FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view of the dark box 12.
[0044]
As shown in FIG. 6, a container 31 containing a solution 30 containing a chemiluminescent substrate is provided at the bottom of the dark box 12 according to this embodiment, and the biochemical analysis unit 1 is provided on the inner wall of the container 31. The support member 32 which can support is formed.
[0045]
As shown in FIG. 6, a chemiluminescent substrate replenishment tank 33 containing a solution containing a chemiluminescent substrate is provided outside the dark box 12, and the chemiluminescent substrate replenishment tank 33 includes a valve 34 and a pump 35. , The container 31 containing the solution 30 containing the chemiluminescent substrate in the dark box 12 is connected.
[0046]
FIG. 7 is a block diagram around the personal computer 13 of the data generation system.
[0047]
As shown in FIG. 7, the personal computer 13 constituting the data generation system includes a CPU 40 that controls the exposure of the cooled CCD camera 11, and data transfer means 41 that reads out digital data generated by the cooled CCD camera 11 from the data buffer 21. The data storage means 42 for storing the digital data, the data processing means 43 for performing data processing on the digital data stored in the data storage means 42, and the digital data stored in the data storage means 42 Data display means 44 for displaying visible data on the screen is provided. The CPU 40 is configured to output various signals to the camera control circuit 22 of the cooled CCD camera 11.
[0048]
As shown in FIG. 7, the data generation system further detects the liquid level of the solution 30 containing the chemiluminescent substrate contained in the container 31, and detects the liquid level when the liquid level drops below a predetermined level. A liquid level sensor 50 for outputting a signal and a valve control means 51 for controlling opening and closing of the valve 34 are provided.
[0049]
The liquid level detection signal output from the liquid level sensor 50 is configured to be input to the CPU 40 of the personal computer 13. When the liquid level detection signal is input from the liquid level sensor 50, the CPU 40 A drive signal is output to the valve control means 51 that controls the opening and closing, the valve 34 is opened, and a drive signal is output to the pump 35, so that the chemiluminescent substrate is supplied from the chemiluminescent substrate supply tank 33 into the container 31. It is comprised so that the solution 30 containing may be replenished.
[0050]
The data generation system according to the present embodiment configured as described above includes labeling substances contained in a number of spot-like regions 4 formed on the adsorptive substrate 2 in the biochemical analysis unit 1 as follows. Then, the chemiluminescence generated by the contact with the chemiluminescent substrate is detected by the CCD 16 of the cooled CCD camera 11 through the camera lens 27 and recorded in the many spot-like regions 4 of the biochemical analysis unit 1. Reads chemiluminescence data and generates data for biochemical analysis
First, the biochemical analysis unit 1 in which a large number of spot-like regions 4 in which chemiluminescence data are recorded is set in the dark box 12.
[0051]
In the present embodiment, the biochemical analysis unit 1 is placed in the dark box so that the support member 32 always contacts the solution 30 containing the chemiluminescent substrate housed in the container 31 provided at the bottom of the dark box 12. 12 is held.
[0052]
Thus, when the biochemical analysis unit 1 is held by the support member 32, the lens focus is adjusted by the user using the camera lens 27, and the dark box 12 is closed.
[0053]
Next, when the user inputs an exposure start signal to the keyboard 15, the exposure start signal is input to the camera control circuit 22 of the cooled CCD camera 11 via the CPU 40, and the shutter 19 is opened by the camera control circuit 22. The exposure of the CCD 16 is started.
[0054]
When the biochemical analysis unit 1 is brought into contact with the solution 30 containing the chemiluminescent substrate, chemiluminescence is brought into contact with the chemiluminescent substrate selectively contained in the adsorptive region 4 of the biochemical analysis unit 1. The labeling substance that generates the chemical substance comes into contact with the chemiluminescent substrate, and chemiluminescence is released from the biochemical analysis unit 1.
[0055]
The chemiluminescence emitted from the biochemical analysis unit 1 is incident on the photocathode of the CCD 16 of the cooled CCD camera 11 via the camera lens 27 to form an image on the photocathode. The CCD 16 thus receives the light of the image formed on the photocathode and accumulates it in the form of charges.
[0056]
In chemiluminescence, a chemiluminescent substrate is contacted with a labeling substance that labels a biological substance hybridized with specific binding substances contained in a number of spot-like regions 4 of the biochemical analysis unit 1. The solution containing the chemiluminescent substrate contained in the container 31 is consumed over time because it is emitted from the many spot-like regions 4 of the biochemical analysis unit 1. The liquid level of 30 falls.
[0057]
Thus, when the chemiluminescent substrate is consumed and the liquid level of the solution 30 containing the chemiluminescent substrate contained in the container 31 falls below a predetermined level, a liquid level detection signal is output from the liquid level sensor 50 to the CPU 40. Is done.
[0058]
When a liquid level detection signal is input from the liquid level sensor 50, the CPU 40 outputs a drive signal to the valve control means 51 that opens and closes the valve 34, opens the valve 34, and outputs a drive signal to the pump 35. Then, the solution 30 containing the chemiluminescent substrate is supplied from the chemiluminescent substrate supply tank 33 into the container 31.
[0059]
In the spot-like region 4 where a large amount of biologically derived material is hybridized to the specific binding substance, a large amount of chemiluminescent substrate is consumed in the emission of chemiluminescence, and when the chemiluminescent substrate is not replenished, In particular, the chemiluminescent substrate is depleted, the intensity of the emitted chemiluminescence decreases rapidly, and the chemiluminescence is detected photoelectrically by the cooled CCD camera 11 to quantify the generated biochemical analysis data. In this way, in this embodiment, the chemiluminescent substrate is consumed over time, and the liquid level of the solution 30 containing the chemiluminescent substrate contained in the container 31 is below a predetermined level. The liquid level sensor 50 outputs a liquid level detection signal to the CPU 40, and the CPU 40 outputs a drive signal to the valve control means 51 that opens and closes the valve 34. Is opened, a drive signal is output to the pump 35, and the solution 30 containing the chemiluminescent substrate is supplied from the chemiluminescent substrate supply tank 33 into the container 31, so that the biochemical analysis unit 1 is A large number of spot-like regions 4 formed on the adsorptive substrate 2 of the biochemical analysis unit 1 always come into contact with a solution 30 containing a chemiluminescent substrate housed in a container 31 provided at the bottom of the dark box 12. As described above, the support member 32 can be held in the dark box 12, and thus, the chemiluminescent substrate is continuously applied to the numerous spot-like regions 4 formed on the adsorptive substrate 2 of the biochemical analysis unit 1. Since it is replenished, the chemiluminescent substrate may be depleted over time in the spot-like region 4 where a large amount of biologically derived substance is hybridized to the specific binding substance. Therefore, chemiluminescence emitted from a large number of spot-like regions 4 formed on the adsorptive substrate 2 of the biochemical analysis unit 1 can be quantified by photoelectrically detecting with the cooled CCD camera 11. It is possible to generate biochemical analysis data with excellent properties.
[0060]
When a predetermined exposure time has elapsed, the CPU 40 outputs an exposure completion signal to the camera control circuit 22 of the cooled CCD camera 11.
[0061]
Upon receiving an exposure completion signal from the CPU 110, the camera control circuit 22 transfers the analog data accumulated in the form of charges by the CCD 16 to the A / D converter 20, digitizes it, and temporarily stores it in the data buffer 21. .
[0062]
At the same time that the exposure completion signal is output to the camera control circuit 22, the CPU 40 outputs a data transfer signal to the data transfer means 41 so that the digital data is read from the data buffer 21 of the cooled CCD camera 11, and the data storage means. 42 is stored.
[0063]
When the user inputs a data display signal to the keyboard 15, the CPU 40 causes the data processing means 43 to output the digital data stored in the data storage means 42, and makes the data processing means 43 follow the instructions of the user. Accordingly, after data processing is performed, a data display signal is output to the data display means 44, and the data for biochemical analysis is displayed on the screen of the CRT 14 based on the digital data.
[0064]
According to this embodiment, when the chemiluminescent substrate is consumed over time and the liquid level of the solution 30 containing the chemiluminescent substrate contained in the container 31 falls below a predetermined level, from the liquid level sensor 50, The liquid level detection signal is output to the CPU 40, and the CPU 40 outputs a drive signal to the valve control means 51 that opens and closes the valve 34, opens the valve 34, and outputs a drive signal to the pump 35. Since the solution 30 containing the chemiluminescent substrate is supplied from the luminescent substrate replenishment tank 33 into the container 31, the biochemical analysis unit 1 is formed on the adsorptive substrate 2 of the biochemical analysis unit 1. The dark box 12 is supported by the support member 32 so that the spot-like region 4 is always in contact with the solution 30 containing the chemiluminescent substrate contained in the container 31 provided at the bottom of the dark box 12. Therefore, since the chemiluminescent substrate is constantly replenished in the many spot-like regions 4 formed on the adsorptive substrate 2 of the biochemical analysis unit 1, specific binding can be achieved. In the spot-like region 4 where a large amount of biological material is hybridized to the substance, it is reliably prevented that the chemiluminescent substrate is depleted over time. Therefore, the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit 1 It is possible to generate biochemical analysis data with excellent quantitativeness by photoelectrically detecting the chemiluminescence emitted from a large number of spot-like regions 4 formed in 2 by the cooled CCD camera 11. Become.
[0065]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. Needless to say.
[0066]
For example, in the above embodiment, a solution containing a specific binding substance is dropped at different positions on the surface of the adsorptive substrate 2 of the biochemical analysis unit 1, and the specific binding substance is applied to the adsorbing substrate 2. A large number of adsorbed spot-like regions are formed, and then chemiluminescence is generated on a specific binding substance such as cDNA immobilized on the many spot-like regions 4 formed on the adsorbing substrate 2 of the biochemical analysis unit 1. A biologically-derived substance labeled with a labeling substance that generates chemiluminescence by contacting with the substrate is selectively hybridized, and the solution 30 containing the chemiluminescent substrate is brought into contact with the biochemical analysis unit 1. The labeling substance that generates chemiluminescence by contacting with the chemiluminescent substrate selectively contained in the adsorptive region 4 of the biochemical analysis unit 1 is brought into contact with the chemiluminescent substrate. The chemiluminescence emitted from the biochemical analysis unit 1 is detected to generate biochemical analysis data. For example, a plurality of DNA fragments are electrophoresed on a gel support. After forming a plurality of band-like regions containing the DNA fragment, the DNA is denatured, and then at least a part of the denatured DNA fragment is placed on a biochemical analysis unit such as nitrocellulose by the Southern blotting method. A probe prepared by labeling with a labeling substance that produces a chemiluminescence by contacting DNA or RNA complementary to the target DNA with a chemiluminescent substrate and hybridizing with the denatured DNA fragment, Only a DNA fragment complementary to the probe RNA is selectively labeled, and a solution 30 containing a chemiluminescent substrate is used for biochemical analysis. The chemiluminescent substrate is brought into contact with a labeling substance that generates chemiluminescence by contacting the knit 1 and contacting with the chemiluminescent substrate that is selectively contained in the plurality of band-like regions. The chemiluminescence generated by contact with the labeling substance can be detected photoelectrically to generate biochemical analysis data.
[0067]
Furthermore, in the said embodiment, the labeling substance which produces a chemiluminescence by making specific binding substances, such as cDNA fixed to many adsorptive area | regions 4 of the unit 1 for biochemical analysis, contact with a chemiluminescent substrate. Is configured to selectively hybridize the biologically-derived substance labeled with, and record chemiluminescence data in a number of the adsorptive regions 4 of the biochemical analysis unit 1. A biologically-derived substance labeled with a hapten is selectively hybridized to a specific binding substance such as cDNA immobilized on a large number of the adsorptive regions 4 of the analysis unit 1, and further, a chemiluminescent substrate and An antibody against a hapten labeled with an enzyme that produces chemiluminescence when contacted with a hapten labeled with a biological substance and an antigen antibody The response, by binding a number of the absorptive regions 4 of the biochemical analysis unit 1, may be recorded chemiluminescence data.
[0068]
Examples of hapten / antibody combinations include digoxigenin / anti-digoxigenin antibody, theophylline / anti-theophylline antibody, and fluorescein / anti-fluorescein antibody. It is also possible to use a combination of biotin / avidin or antigen / antibody instead of hapten / antibody.
[0069]
In the above embodiment, when the chemiluminescent substrate is consumed over time and the liquid level of the solution 30 containing the chemiluminescent substrate contained in the container 31 falls below a predetermined level, the liquid level sensor 50 The liquid level detection signal is output to the CPU 40. The CPU 40 outputs a drive signal to the valve control means 51 that opens and closes the valve 34. The valve 34 is opened and the drive signal is output to the pump 35. A solution 30 containing a chemiluminescent substrate is supplied from the chemiluminescent substrate replenishment tank 33 into the container 31, and as a result, a large number formed on the adsorptive substrate 2 of the biochemical analysis unit 1 held by the support member 32. The spot-like region 4 is always in contact with the solution 30 containing the chemiluminescent substrate housed in a container 31 provided at the bottom of the dark box 12. When the chemiluminescent substrate is consumed over time and the liquid level of the solution 30 containing the chemiluminescent substrate contained in the container 31 falls below a predetermined level, a liquid level detection signal is output from the liquid level sensor 50. Is output to the CPU 40, and the CPU 40 outputs a drive signal to the valve control means 51 that opens and closes the valve 34, opens the valve 34, and outputs a drive signal to the pump 35. A large number of spot-like regions 4 formed on the adsorbent substrate 2 of the biochemical analysis unit 1, which is supplied with the solution 30 containing the chemiluminescent substrate and is held by the support member 32, are stored in a dark box. It is not always necessary to configure so as to always come into contact with the solution 30 containing the chemiluminescent substrate accommodated in the container 31 provided at the bottom of the 12 for biochemical analysis. If the chemiluminescent substrate is constantly replenished to the labeling substance included in the many spot-like regions 4 formed on the adsorptive substrate 2 of the knit 1, the liquid level sensor 50, the chemical It is not necessary to provide the luminescent substrate supply tank 33, the valve 34, the pump 35, the valve control means 51, and the like.
[0070]
Furthermore, in the above embodiment, the chemiluminescent substrate replenishment tank 33 is provided outside the dark box 12, but the chemiluminescent substrate replenishment tank 33 may be provided in the dark box 12.
[0071]
In the above embodiment, the data generation system photoelectrically emits the chemiluminescence emitted from the many spot-like regions 4 formed on the adsorptive substrate 2 of the biochemical analysis unit 1 by the cooling CCD camera 11. The data generation system generates the data for biochemical analysis by detecting the chemiluminescence photoelectrically by the cooling CCD camera 11. However, instead of the cooled CCD camera 11, a CCD camera that does not include a cooling unit is used to detect chemiluminescence photoelectrically and generate data for biochemical analysis. It can also be configured.
[0072]
Furthermore, in the above-described embodiment, the data generation system photoelectrically emits chemiluminescence emitted from the many spot-like regions 4 formed on the adsorptive substrate 2 of the biochemical analysis unit 1 by the cooled CCD camera 11. The data generation system generates the data for biochemical analysis by detecting the chemiluminescence photoelectrically by the cooling CCD camera 11. However, instead of the cooled CCD camera 11, other solid area sensors such as a CID (charge injection device), a PDA (photodiode array), and a MOS imaging device can be used.
[0073]
In the above-described embodiment, the biologically-derived substance labeled with the labeling substance that generates chemiluminescence by contacting with the chemiluminescent substrate is hybridized with the specific binding substance. It is not always necessary to selectively label a biologically-derived substance labeled with a labeling substance that generates chemiluminescence by hybridizing it to a specific binding substance, but is hybridized to a specific binding substance. A specific binding substance is selectively labeled by specifically binding a labeling substance that generates chemiluminescence by contacting it with a chemiluminescent substrate by an antigen-antibody reaction, receptor / ligand reaction, etc. You can also
[0074]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the production | generation method and apparatus of the biochemical analysis data which can detect chemiluminescence and can produce | generate the data for biochemical analysis excellent in quantitative property.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a biochemical analysis unit used in a method for generating biochemical analysis data according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic front view of a spotting device in which a solution containing a specific binding substance is dropped on the surface of an absorptive substrate of a biochemical analysis unit to form a number of spot-like regions separated from each other. FIG.
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view of a hybridization reaction container.
FIG. 4 is a diagram for biochemical analysis for generating biochemical analysis data by reading chemiluminescence data recorded in a number of spot-like regions formed on the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit. It is a schematic front view of a data generation device.
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view of a cooled CCD camera.
FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view of a dark box.
FIG. 7 is a block diagram of the periphery of the personal computer of the data generation system.
[Explanation of symbols]
1 Biochemical analysis unit
2 Adsorbent substrate
4 Spot-like areas
5 Spotting device
6 Injector
7 CCD camera
8 Hybridization reaction vessel
9 Hybridization reaction solution
11 Cooling CCD camera
12 Dark box
13 Personal computer
14 CRT
15 keyboard
16 CCD
17 Heat transfer plate
18 Peltier element
19 Shutter
20 A / D converter
21 Data buffer
22 Camera control circuit
25 glass plate
26 Radiation fins
27 Camera lens
30 Solution containing chemiluminescent substrate
31 containers
32 Support member
33 Chemiluminescent Substrate Supply Tank
34 Valve
35 pump
40 CPU
41 Data transfer means
42 Data storage means
43 Data processing means
44 Data display means
50 Liquid level sensor
51 Valve control means

Claims

A large number of regions containing specific binding substances are formed at different positions on the surface of the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit, and biological substances are added to the specific binding substances contained in the multiple regions. The biochemical analysis unit is configured to selectively bind a specific binding substance contained in the plurality of regions with a labeling substance that generates chemiluminescence by contacting with a chemiluminescent substrate. A chemical produced by contacting a chemiluminescent substrate with the labeling substance selectively contained in the plurality of regions formed on the adsorptive substrate at a distance from each other, and contacting the labeling substance with the chemiluminescent substrate A method for generating biochemical analysis data by photoelectrically detecting luminescence to generate biochemical analysis data, wherein the biochemical analysis unit is formed on the absorptive substrate of the biochemical analysis unit so as to be separated from each other. A method for generating data for biochemical analysis, characterized in that a chemiluminescent substrate is continuously replenished in a number of regions, and the labeling substance selectively contained in the plurality of regions and the chemiluminescent substrate are brought into contact with each other. .

A specific binding substance is dropped at different positions on the surface of the absorptive substrate of the biochemical analysis unit to form a plurality of spot-like regions spaced apart from each other on the absorptive substrate. Chemiluminescence is generated by specifically binding a biologically-derived substance to the specific binding substance contained and bringing the specific binding substance contained in the multiple spot-like regions into contact with the chemiluminescent substrate. The labeling substance is selectively labeled with the labeling substance to be used, and the labeling substance selectively contained in the plurality of spot-like regions formed on the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit so as to be separated from each other is chemiluminescent. A method for generating biochemical analysis data in which chemiluminescence generated by contacting a substrate with the labeling substance and the chemiluminescent substrate is photoelectrically detected to generate biochemical analysis data. The plurality of spot-like regions formed on the adsorptive substrate of the biochemical analysis unit so as to be spaced apart from each other are continuously replenished with a chemiluminescent substrate and selectively included in the plurality of spot-like regions. The method for generating data for biochemical analysis according to claim 1, wherein the labeled substance and the chemiluminescent substrate are brought into contact with each other.

3. The biochemical analysis data according to claim 1, wherein chemiluminescence generated by contact between the labeling substance and the chemiluminescent substrate is photoelectrically detected by a solid area sensor to generate biochemical analysis data. How to generate data for chemical analysis.

A plurality of regions containing specific binding substances selectively labeled by labeling substances that are specifically bound to biologically-derived substances at different positions on the surface and generate chemiluminescence by contact with a chemiluminescent substrate. In the plurality of regions formed on the absorptive substrate of the biochemical analysis unit held in the holding unit, a holding unit that holds the biochemical analysis unit including the adsorptive substrate formed with, The chemiluminescent substrate replenishment means capable of continuously replenishing the chemiluminescent substrate, and the plurality of regions selectively formed in the plurality of regions formed on the absorptive substrate of the biochemical analysis unit held by the holding unit. An apparatus for generating data for biochemical analysis, comprising: a solid area sensor that photoelectrically detects generated chemiluminescence by contacting a labeling substance and a chemiluminescent substrate.

The chemiluminescent substrate replenishing means is constituted by a chemiluminescent substrate container that contains a chemiluminescent substrate, and a chemiluminescent substrate tank that contains the chemiluminescent substrate and can supply the chemiluminescent substrate to the chemiluminescent substrate container. The data generating apparatus for biochemical analysis according to claim 4.