JP3887647B2 - バイオチップ - Google Patents
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Description
(a)ホスホリルコリン基を有する第一単位と、アルキルエステルよりも高い活性を有する活性エステル基を有する第二単位とを含む高分子
(b)ホスホリルコリン基を有する第一単位とブチルメタクリレート基を有する第三単位とを含む高分子
アミノ基を有する化合物を含む第一の層と、
ホスホリルコリン基を含む第一単位と、アルキルエステルよりも高い活性を有する活性エステル基を含む第二単位とを有する高分子物質を含む第二の層と、
が、
前記基板、前記第一の層、および前記第二の層の順で積層されていることを特徴とするバイオチップ用基板が提供される。
前記第一の層の前記アミノ基と、前記第二の層の前記活性エステル基とが反応して共有結合、具体的にはアミド結合が形成された構成とすることができる。
さらに第一の層上に第二の層が形成され、
前記第一の層は、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、およびアルケニル基から選ばれる少なくとも一つの基を有する化合物から形成され、
前記第二の層は、ホスホリルコリン基を有する単量体の重合体と、アルキルエステルよりも高い活性を有する活性エステル基を有する単量体と、の共重合体から形成されていることを特徴とするバイオチップ用基板が提供される。
前記基板上に設けられ、オルガノシロキサンからなる第一の層と、
第一の層上に設けられ、ホスホリルコリン基を有する単量体と、アルキルエステルよりも高い活性を有する活性エステル基を有する単量体との共重合体からなる第二の層と、
を有することを特徴とするバイオチップ用基板が提供される。
(a)ホスホリルコリン基を有する第一単位と上記式(1)で示される一価の基を有する第二単位とを含む高分子
(b)ホスホリルコリン基を有する第一単位とブチルメタクリレート基を有する第三単位とを含む高分子
基板と、
前記基板上に設けられ、アミノ基を有する化合物を含む第一の層と、
前記第一の層上に設けられ、ホスホリルコリン基を有する第一単位と上記式(1)で示される一価の基を有する第二単位とを含む高分子物質を含む第二の層と、
を有することを特徴とするバイオチップ用基板が提供される。
前記基板上に設けられ、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、およびアルケニル基から選ばれる少なくとも1つの基を有する化合物から形成された第一の層と、
前記第一の層上に設けられ、ホスホリルコリン基を有する単量体の重合体と、上記式(1)で示される一価の基を有する単量体と、の共重合体から形成された第二の層と、
を有することを特徴とするバイオチップ用基板が提供される。
(a)ホスホリルコリン基を有する第一単位とカルボン酸誘導基を有する第二単位とを含む高分子
(b)ホスホリルコリン基を有する第一単位とブチルメタクリレート基を有する第三単位とを含む高分子
前記基板上に設けられ、アミノ基を有する化合物を含む第一の層と、
前記第一の層上に設けられ、ホスホリルコリン基を含む第一単位とカルボン酸誘導基を含む第二単位とを有する高分子物質を含む第二の層と、
を有することを特徴とするバイオチップ用基板が提供される。
前記基板上に設けられ、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、およびアルケニル基から選ばれる少なくとも1つの基を有する化合物から形成された第一の層と、
前記第一の層上に設けられ、ホスホリルコリン基を有する単量体と、カルボン酸誘導基を有する単量体と、の共重合体から形成された第二の層と、
を有することを特徴とするバイオチップ用基板が提供される。
前記活性エステル基と生理活性物質を捕捉する捕捉物質とが反応して、共有結合を形成していることを特徴とするバイオチップが提供される。
一部の前記活性エステル基と生理活性物質を捕捉する捕捉物質とが反応して共有結合を形成しており、
残りの前記活性エステル基と親水基を有する親水性ポリマーとが反応して共有結合を形成していることを特徴とするバイオチップが提供される。
前記流路の表面に、ホスホリルコリン基を有する第一単位と、アルキルエステルよりも高い活性を有する活性エステル基を有する第二単位とを含む高分子物質を有し、
前記活性エステル基と生理活性物質を捕捉する捕捉物質とが反応して、共有結合を形成していることを特徴とするバイオチップが提供される。
前記下記式(1)に示される一価の基と生理活性物質を捕捉する捕捉物質とが反応して、共有結合を形成していることを特徴とするバイオチップが提供される。
一部の前記式(1)で示される一価の基と生理活性物質を捕捉する捕捉物質とが反応して共有結合を形成しており、
残りの前記式(1)で示される一価の基と親水基を有する親水性ポリマーとが反応して共有結合を形成していることを特徴とするバイオチップが提供される。
前記流路の表面に、ホスホリルコリン基を有する第一単位と上記式(1)に示される一価の基を有する第二単位とを含む高分子物質を有し、
前記活性エステル基と生理活性物質を捕捉する捕捉物質とが反応して、共有結合を形成していることを特徴とするバイオチップが提供される。
一部の前記カルボン酸誘導基と生理活性物質を捕捉する捕捉物質とが反応して共有結合を形成しており、
残りの前記カルボン酸誘導基と親水基を有する親水性ポリマーとが反応して共有結合を形成していることを特徴とするバイオチップが提供される。
前記流路の表面に、ホスホリルコリン基を有する第一単位とカルボン酸誘導基を有する第二単位とを含む高分子物質を有し、
前記カルボン酸誘導基と生理活性物質を捕捉する捕捉物質とが反応して、共有結合を形成していることを特徴とするバイオチップが提供される。
核酸、アプタマー、タンパク質、酵素、抗体、オリゴペプチド、糖鎖、および糖タンパク質からなる群から選択される一または二以上の前記捕捉物質が固定化されたことを特徴とするマイクロアレイが提供される。
(1)前記基板の前記表面とアミノ基を有する前記化合物との接触工程、および
(2)前記アミノ基を有する化合物と前記高分子物質との接触工程、
を含むことを特徴とするバイオチップ用基板の製造方法が提供される。
前記基板上に、前記第一の層を形成した後、
前記第一の層上で、ホスホリルコリン基を有する前記単量体と活性エステル基を有する前記単量体とを共重合することにより前記第二の層を形成することを特徴とするバイオチップ用基板の製造方法が提供される。
(1)生理活性物質を捕捉する捕捉物質を中性またはアルカリ性の条件で前記基板上に固定化するステップ、および
(2)前記マイクロチップ用基板の表面に、検出される生理活性物質を含む前記条件以下のpHの液体を接触させて、前記捕捉物質に前記生理活性物質を捕捉させるステップ、
を含むことを特徴とするバイオチップ用基板の使用方法が提供される。
前記バイオチップ用基板は、複数の前記活性エステル基を有し、
一部の前記活性エステル基と前記捕捉物質とを反応させて、前記捕捉物質を固定化する工程と、
捕捉物質を固定化する工程の後、残りの前記活性エステル基を不活性化する工程と、
を有することを特徴とするバイオチップの製造方法が提供される。
前記バイオチップ用基板の一部の前記活性エステル基と前記捕捉物質とを反応させて、共有結合を形成させて、前記捕捉物質を固定化する工程と、
捕捉物質を固定化する前記工程の後、残りの前記活性エステル基と前記親水性ポリマーとを反応させて、共有結合させる工程と、
を含むことを特徴とするバイオチップの製造方法が提供される。
本実施形態は、基板(固相基板)上に生理活性物質を捕捉する捕捉物質が固定化されバイオチップ用基板に関する。このバイオチップ用基板は、基板の表面に高分子物質を有する。高分子物質は、ホスホリルコリン基を含む第一単位とカルボン酸誘導基を含む第二単位とを有する。以下、バイオチップ用基板の構成部材について説明する。
ホスホリルコリン基を含む第一単位とカルボン酸誘導基を含む第二単位とを有する高分子物質は、生理活性物質の非特異的吸着を抑制する性質と生理活性物質を固定化する性質とを併せ持つポリマーである。第一単位に含まれるホスホリルコリン基は生理活性物質の非特異的吸着を抑制する役割を果たし、第二単位に含まれるカルボン酸誘導基は捕捉分子を化学的に固定化する役割を果たす。
2−メタクリロイルオキシエトキシエチルホスホリルコリン基および10−メタクリロイルオキシエトキシノニルホスホリルコリン基等の(メタ)アクリロイルオキシアルコキシアルキルホスホリルコリン基;
アリルホスホリルコリン基、ブテニルホスホリルコリン基、ヘキセニルホスホリルコリン基、オクテニルホスホリルコリン基、およびデセニルホスホリルコリン基等のアルケニルホスホリルコリン基;
等の基を有し、ホスホリルコリン基がこれらの基中に含まれている構成とすることができる。
―Cl、−F等のハロゲン;
等の基を有することができる。
下記式(t)に示される酸ハロゲン化物由来の基;
下記式(u)、式(w)に示される活性エステル由来の基;または
下記式(v)に示される活性化アミド由来の基とすることができる。
過酸化ラウロイル、過酸化ベンゾイル、t−ブチルペルオキシネオデカノエート、t−ブチルペルオキシピバレート等の油溶性の有機過酸化物;
などが用いられる。
本実施形態において、バイオチップ用基板として使用される基板の素材は、たとえばガラス、プラスチック、金属その他とすることができる。このうち、表面処理の容易性および量産性の観点から、プラスチックが好ましく、熱可塑性樹脂がより好ましい。
環状ポリオレフィン;
含フッ素樹脂;
等を用いることができる。上記樹脂の中でも、飽和環状ポリオレフィンは、耐熱性、耐薬品性、低蛍光性、透明性および成形性に特に優れるため、光学的な分析に好適であり、基板の材料として好ましく用いられる。
バイオチップの製造工程は、たとえば、
(i)バイオチップ用基板上の高分子物質に含まれる複数の活性エステル基のうち、少なくとも一部の活性エステル基と捕捉物質とを反応させて共有結合を形成させることにより、バイオチップ用基板の捕捉物質を固定化する工程、
(ii)捕捉物質を固定化した以外の基板表面の活性エステル基を不活性化する工程、すなわち残りの活性エステル基を不活性化する工程、
を有することができる。以下、それぞれの工程について説明する。
バイオチップを用いた生理活性物質の検出方法に特に制限はないが、たとえば蛍光物質を用いて行うことができる。こうすることにより、検出感度を向上させることができる。
本実施形態では、第1の実施形態において、バイオチップ用基板への捕捉物質の固定化および生理活性物質の検出を、以下の条件で行う。
本実施形態においても、第1の実施形態の場合と同様に、捕捉物質をバイオチップ基板上に固定化する際に、捕捉物質を溶解または分散させた液体を点着する方法を用いることができる。
(i)ホスホリルコリン基および活性エステル基を有する高分子層を表面に有する基板に、該活性エステル基を介して、生理活性物質を捕捉する分子が基板表面に固定化される構成、
(ii)ホスホリルコリン基が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン基中に含まれる構成、
(iii)活性エステル基がp−ニトロフェニル基である構成、
(iv)高分子物質がブチルメタクリレート基を含む共重合体である構成、
(v)基板がプラスチック製である構成、
(vi)プラスチックが飽和環状ポリオレフィンある構成、
(vii)基板がガラス製である構成。
(viii)捕捉物質が核酸、タンパク質、オリゴペプチド、糖鎖、糖タンパク質の内、少なくとも一つである構成、
(ix)バイオチップにさらに生理活性物質が捕捉された構成、
(x)生理活性物質が核酸、タンパク質、オリゴペプチド、糖鎖、糖タンパク質の内、少なくとも一つである構成。
本実施形態においては、第1の実施形態に記載のバイオチップ用基板を用いて、第2の実施形態に記載の条件で捕捉物質の固定化を行う。捕捉物質の固定化の条件は、第2の実施形態に記載の条件とすることができる。
(1)pH7.6以上で捕捉物質を固定するステップ、および
(2)検出する生理活性物質を含むpH7.6以下の溶液を基板表面に接触させ、捕捉物質に生理活性物質を捕捉させるステップ。
本実施形態のバイオチップ用基板は、基板表面に、アミノ基を有する化合物を含む第一の層と、ホスホリルコリン基を含む第一単位とカルボン酸誘導体とを含む第二単位とを有する高分子物質を含む第二の層と、を有する。基板、第一の層および第二の層がこの順に積層されている。
(1)基板の表面とアミノ基を有する化合物との接触工程、および
(2)アミノ基を有する化合物と高分子物質との接触工程。
本実施形態では、以上の実施形態に記載の記載のバイオチップ用基板を用いたバイオチップに関する。本実施形態のバイオチップは、基板の表面にホスホリルコリン基と複数のカルボン酸誘導基とを有する高分子物質を有するバイオチップ用基板の、一部の前記カルボン酸誘導基と生理活性物質を捕捉する捕捉物質とが反応して共有結合を形成しており、残りの前記カルボン酸誘導基と親水性基を有する親水性ポリマーとが反応して共有結合を形成している構成である。共有結合による高分子物質への親水性ポリマーの導入により、バイオチップ表面の高分子物質へのタンパク質の非特異的吸着をさらに低減できる。
バイオチップ基板への捕捉物質の固定化は、以上の実施形態に記載の方法により、たとえば第2の実施形態に記載の方法により、行うことができる。具体的には、本実施形態においても、上述した実施形態と同様に、捕捉物質をバイオチップ基板上に固定化する際には、生理活性物質を溶解または分散した液体を点着する方法を用いることができる。捕捉物質を溶解または分散した液体のpHは、中性またはアルカリ性、好ましくは7.6以上とすることができる。また、点着後、固定化されなかった捕捉物質を除去するため、純水や緩衝液で洗浄することができる。
本発明では、さらに生理活性物質を固定化した以外の基板表面の活性エステル基とを親水性ポリマーとを反応させて、高分子物質を親水性ポリマー化する。
第1の実施形態に記載のバイオチップ用基板および以上の他の実施形態に記載のバイオチップ用基板において、高分子物質の第二単位に含まれるカルボン酸誘導基を活性エステル基とする場合、活性エステル基がN−ヒドロキシスクシンイミド基であってもよい。
以上の実施形態に記載のバイオチップ用基板において、高分子物質中の第一単位にホスホリルコリン基の割合、または高分子物質の第二単位に含まれる活性化カルボン酸誘導基の割合を、以下のようにすることもできる。以下、活性化カルボン酸誘導基が活性エステル基である場合を例に説明する。
(a)ホスホリルコリン基を含む第一単位と活性エステル基を有する第二単位とを必須成分とし、ブチルメタクリレート基を有する第三単位を任意成分とする高分子
(b)ホスホリルコリン基を含む第一単位とブチルメタクリレート基を含む第三単位とを有する高分子
本実施形態は、以上の実施形態に記載のバイオチップ用基板を有するマイクロアレイ用基板に関する。このマイクロアレイ用基板は、基板表面にホスホリルコリン基を含む第一単位と活性エステル基を含む第二単位とを有する高分子物質を有する。
(i)ホスホリルコリン基が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン基であるマイクロアレイ用基板、
(ii)活性エステル基がp−ニトロフェニル基またはN−ヒドロキシスクシンイミド基であるマイクロアレイ用基板、
(iii)高分子物質がブチルメタクリレート基を含む共重合体であるマイクロアレイ用基板。
(iv)基板がプラスチック製であるマイクロアレイ用基板、
(v)プラスチックが飽和環状ポリオレフィンであるマイクロアレイ用基板、
(vi)基板がガラス製であるマイクロアレイ用基板。
本実施形態は、ホスホリルコリン基を含む第一単位とカルボン酸誘導基を含む第二単位とを有する高分子物質が基板上に設けられたマイクロチップ用基板の別の構成に関する。本実施形態のマイクロチップ用基板は、基板と、基板上に設けられ、オルガノシロキサンを含む第一の層と、第一の層上に設けられ、ホスホリルコリン基を有する単量体とカルボン酸誘導基を有する単量体との共重合体を含む第二の層と、を有する。基板、第一の層および第二の層がこの順に積層された層が設けられている。以下、カルボン酸誘導基が活性エステル基である場合を例に説明する。
本実施形態は、以上の実施形態に記載のバイオチップ用基板を用いたバイオチップに関する。また、本実施形態は、生体試料中のタンパク質、核酸等の分析を、微細流路を用いて行うバイオチップに関する。
まず、微細流路が彫刻された流路基板と蓋となる蓋基板を準備する。流路基板と蓋基板は、それぞれ、上述した基板および保護部材に対応する。流路基板には、前述した溝102および溝102に連通し流路基板を貫通する貫通孔101を設けておく。
(実験例A1、実験例A2)
実験例A1および実験例A2では、第1の実施形態に記載のバイオチップ用基板およびバイオチップを作製し、抗体の検出を行った。
飽和環状ポリオレフィン樹脂(5−メチル−2ノルボルネンの開環重合体の水素添加物(MFR(Melt flow index):21g/10分、水素添加率:実質的に100%、熱変形温度123℃))をスライドガラス形状(寸法:76mm×26mm×1mm)に加工して基板を作製した。基板を2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン−ブチルメタクリレート−p−ニトロフェニルオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート共重合体の0.5重量%エタノール溶液に浸漬することにより、基板表面にホスホリルコリン基と活性エステル基とを有する高分子物質を導入した。
実験例A1と同様の基板の表面に親水化処理を施したのち、アミノ基含有アルキルシランの2重量%水溶液中に浸漬後、熱処理を施して表面にアミノ基を導入した。これを1重量%グルタルアルデヒド水溶液中に浸漬することにより、表面のアミノ基とグルタルアルデヒドを反応させ、アルデヒド基を導入した。
実験例B1および実験例B2では、第2の実施形態に記載のバイオチップ用基板およびバイオチップを作製し、抗体の検出を行った。
飽和環状ポリオレフィン樹脂(5−メチル−2ノルボルネンの開環重合体の水素添加物(MFR:21g/10分、水素添加率:実質的に100%、熱変形温度123℃))をスライドガラス形状(寸法:76mm×26mm×1mm)に加工して基板を作製した。基板を2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン−ブチルメタクリレート−p−ニトロフェニルオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート共重合体の0.5重量%エタノール溶液に浸漬することにより、基板表面にホスホリルコリン基と活性エステル基とを有する高分子物質を導入した。
pHが7.0に調製された一次抗体である抗マウスIgG2aとpHが8.0に調製された抗原であるマウスIgG2aの溶液を用いた以外はすべて実験例B1と同様の操作を行った。
実験例C1および実験例C2では、第3の実施形態に記載のバイオチップ用基板およびバイオチップを作製し、抗体の検出を行った。
飽和環状ポリオレフィン樹脂(5−メチル−2ノルボルネンの開環重合体の水素添加物(MFR:21g/10分、水素添加率:実質的に100%、熱変形温度123℃))をスライドガラス形状(寸法:76mm×26mm×1mm)に加工して基板を作製した。基板を2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン−ブチルメタクリレート−p−ニトロフェニルオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート共重合体の0.5重量%エタノール溶液に浸漬することにより、基板表面にホスホリルコリン基と活性エステル基とを有する高分子物質を導入した。
pHが7.0に調製された一次抗体である抗マウスIgG2aとpHが8.0に調製された抗原であるマウスIgG2aの溶液を用いた以外はすべて実験例C1と同様の操作を行った。
実験例D1および実験例D2では、第4の実施形態に記載のバイオチップ用基板およびバイオチップを作製し、抗体の検出を行った。
飽和環状ポリオレフィン樹脂(5−メチル−2ノルボルネンの開環重合体の水素添加物(MFR:21g/10分、水素添加率:実質的に100%、熱変形温度123℃))をスライドガラス形状(寸法:76mm×26mm×1mm)に加工して基板を作製した。基板を、1重量%のKBM903(信越化学社製、アミノシラン)水溶液に浸漬することにより第一の層を形成した。さらにこの基板を2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン−ブチルメタクリレート−p−ニトロフェニルオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート共重合体の0.5重量%エタノール溶液に浸漬することにより、基板表面にホスホリルコリン基と活性エステル基とを有する高分子物質を有する第二の層を形成した。
飽和環状ポリオレフィン樹脂(5−メチル−2ノルボルネンの開環重合体の水素添加物(MFR:21g/10分、水素添加率:実質的に100%、熱変形温度123℃))をスライドガラス形状(寸法:76mm×26mm×1mm)に加工して基板を作製した。基板を2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン−ブチルメタクリレート−p−ニトロフェニルオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート共重合体の0.5重量%エタノール溶液に浸漬することにより、基板表面にホスホリルコリン基と活性エステル基とを有する高分子物質を有する層を形成した。
次に、得られたそれぞれの基板上でサンドイッチ法を実施した。詳細はまず、該基板に自動スポッターにより表4に示した希釈倍率で調製された一次抗体である抗マウスIgG2aをスポット後、室温4℃の環境下に24時間静置した。その後、0.1規定の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬することにより活性エステルを失活させた。その後1.0重量%ドデシル硫酸ナトリウム水溶液に1時間浸漬した。
実験例E1および実験例E2では、第5の実施形態に記載のバイオチップ用基板およびバイオチップを作製し、抗体の検出を行った。
飽和環状ポリオレフィン樹脂(5−メチル−2ノルボルネンの開環重合体の水素添加物(MFR:21g/10分、水素添加率:実質的に100%、熱変形温度123℃))をスライドガラス形状(寸法:76mm×26mm×1mm)に加工した。基板を2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン−ブチルメタクリレート−p−ニトロフェニルオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート共重合体の0.5重量%エタノール溶液に浸漬することにより基板表面にホスホリルコリン基と活性エステル基とを有する高分子物質を導入した。
XTJ−506の40重量%水溶液の代わりに0.1規定の水酸化ナトリウム水溶液を用いたこと以外は実験例E1と同様の操作を行った。
実験例E1および実験例E2のバイチップのそれぞれについて、さらに抗原であるマウスIgG2aと抗原抗体反応を実施後、二次抗体であるビオチン標識抗マウスIgG2aと抗原抗体反応を実施した。最後にCy5標識されたストレプトアビジンと反応させ、各スポットについて蛍光量測定を行った。結果を表5に示す。
実験例F1〜実験例F3では、第6の実施形態に記載のバイオチップ用基板およびバイオチップを作製し、抗体の検出を行った。
飽和環状ポリオレフィン樹脂(5−メチル−2ノルボルネンの開環重合体の水素添加物(MFR:21g/10分、水素添加率:実質的に100%、熱変形温度123℃))をスライドガラス形状(寸法:76mm×26mm×1mm)に加工して基板を作製した。基板を2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン−ブチルメタクリレート−N−ヒドロキシスクシンイミドオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート共重合体の0.5重量%エタノール溶液に浸漬することにより、基板表面にホスホリルコリン基と活性エステル基とを有する高分子物質を導入した。
2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン−ブチルメタクリレート−p−ニトロフェニルオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート共重合体の0.5重量%エタノール溶液を用いた以外は実験例F1と同様に操作した。
実験例F1と同様にして基板の表面に親水化処理を施したのち、アミノ基含有アルキルシランの2重量%水溶液中に浸漬後、熱処理を施して表面にアミノ基を導入した。これを1重量%グルタルアルデヒド水溶液中に浸漬することにより、表面のアミノ基とグルタルアルデヒドを反応させ、アルデヒド基を導入した。
実験例G1〜実験例G9では、第7の実施形態に記載のバイオチップ用基板およびバイオチップを作製し、抗体の検出を行った。
表7の割合よりなるホスホリルコリン基および活性エステル基を有する高分子物質を飽和環状ポリオレフィン樹脂(5−メチル−2ノルボルネンの開環重合体の水素添加物(MFR:21g/10分、水素添加率:実質的に100%、熱変形温度123℃))のスライド基板に導入した。溶液はエタノール基板で0.5重量%とした。
実験例G6または実験例G7で用いたポリマーの0.5重量%エタノール溶液を、それぞれMPCポリマー(ホスホリルコリン基30モル%、ブチルメタクリレート基70モル%)の0.5重量%エタノール溶液と混合することにより各基の割合を調整した。配合割合と最終組成を表8に示す。
次に、該基板上でサンドイッチ法を実施した。詳細はまず、該基板に自動スポッターにより表9に示した希釈倍率で調製された一次抗体、抗マウスIgG2aをスポット後、室温4℃の環境下に24時間静置した。その後、0.1Nの水酸化ナトリウムの水溶液に浸漬することにより活性エステル基を処理した。
実験例H1および実験例H2では、第8の実施形態に記載のバイオチップ用基板およびバイオチップを作製し、DNAのハイブリダイゼゼーションを行った。
飽和環状ポリオレフィン樹脂(5−メチル−2ノルボルネンの開環重合体の水素添加物(MFR:21g/10分、水素添加率:実質的に100%、熱変形温度123℃))をスライドガラス形状(寸法:76mm×26mm×1mm)に加工して基板を作製した。基板を2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン−ブチルメタクリレート−p−ニトロフェニルオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート共重合体の0.5重量%エタノール溶液に浸漬することにより、基板表面にホスホリルコリン基と活性エステル基とを有する高分子物質を導入した。
実験例H1に使用したのと同様の基板を2体積%の3−アミノプロピル−トリメトキシシランのエタノール溶液に浸漬した後、純水洗浄し、熱処理することによりアミノ基を導入した。アミノ基を導入した基板を1体積%のグルタルアルデヒド水溶液に浸漬した後、純水洗浄することでアルデヒド基を導入した。
DNA溶液1およびDNA溶液2として、以下の溶液を調製した。
DNA溶液1:5'末端にアミノ基を有した鎖長24bpのオリゴDNA(TAGAAGCATTTGCGGTGGACGATG(配列番号1)(シグマジェノシス社製)を0.1μg/μlの濃度になるように所定の緩衝液で溶解した。
DNA溶液2;5'末端にCy3標識を有した鎖長24bpのオリゴDNA(CATCGTCCACCGCAAATGCTTCTA(配列番号2)(シグマジェノシス社製)を0.002μg/μlの濃度になるように3×SSC(standard saline citrate)、0.2重量%SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)の溶液に溶解した。
実験例H1では、DNA溶液1を96穴プレートに分注し、マイクロピン式のマイクロアレイスポッターを用いて基板上にスポットした。スポット終了後、80℃のオーブン中に静置した。
実験例H1および実験例H2における自己蛍光量の測定には、マイクロアレイ用蛍光スキャナー「ScanArray」(Packard BioChip Technologies社製)を用いた。測定条件は、レーザー出力90%、PMT感度70%、励起波長550nm、測定波長570nmであった。ScanArrayを用いて得られたスキャンイメージから、スキャナーに付属の解析用ソフトウェア「QuantArray」を用いて基板の蛍光量を数値化した結果を表10に示す。
実験例I1〜実験例I5では、第9の実施形態に記載のバイオチップ用基板およびバイオチップを作製し、抗体の検出を行った。
飽和環状ポリオレフィン樹脂(5−メチル−2ノルボルネンの開環重合体の水素添加物(MFR:21g/10分、水素添加率:実質的に100%、熱変形温度123℃))をスライドガラス形状(寸法:76mm×26mm×1mm)に加工して基板を作製した。基板を、1重量%の(3−アクリルオキシプロピル)トリメトキシシランのエタノール/水混合溶液に浸漬することにより第一の層を形成した。さらにこの基板を2−メタクリルオキシエチルホスホリルコリン(0.1mol/L)、p−ニトロフェニルオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート(0.1mol/L)、ラジカル開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル(0.01mol/L)のエタノール溶液に浸漬し65℃にて4時間加熱することにより基板表面にホスホリルコリン基と活性エステル基とを有する第二の層を形成した。
第一の層の形成に(3−アクリルオキシプロピル)トリメトキシシランの代わりにメタクリルオキシプロピルトリメトキシシランを用いた以外は実験例I1と同様に操作して基板表面にホスホリルコリン基と活性エステル基とを有する第二の層を形成した。
飽和環状ポリオレフィン樹脂をスライドガラス形状(寸法:76mm×26mm×1mm)に加工して基板を作製した。基板を、1重量%のビニルトリエトキシシランのエタノール/水混合溶液に浸漬することにより第一の層を形成した。さらにこの基板を2−メタクリルオキシエチルホスホリルコリン(0.1mol/L)、p−ニトロフェニルオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート(0.1mol/L)、光開始剤である1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(0.01mol/L)のエタノール溶液に浸漬し250nm−400nmの紫外線を2時間照射することにより基板表面にホスホリルコリン基と活性エステル基とを有する第二の層を形成した。
第一の層の形成にアリルトリエトキシシランを用いた以外はすべて実験例I3と同様に操作して基板表面にホスホリルコリン基と活性エステル基とを有する第二の層を形成した。
飽和環状ポリオレフィン樹脂をスライドガラス形状(寸法:76mm×26mm×1mm)に加工して基板を作製した。基板を2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン−ブチルメタクリレート−p−ニトロフェニルオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート共重合体の0.5重量%エタノール溶液に浸漬することにより、基板表面にホスホリルコリン基と活性エステル基とを有する高分子物質を有する層を形成した。
次に該基板上でサンドイッチ法を実施した。詳細はまず、該基板に自動スポッターにより表11に示した希釈倍率で調製された一次抗体である抗マウスIgG2aをスポット後、室温4℃の環境下に24時間静置した。その後、0.1規定の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬することにより活性エステル基を失活させた。その後1.0重量%ドデシル硫酸ナトリウム水溶液に1時間浸漬した。
本実験例では、第10の実施形態に記載のバイオチップ用基板およびバイオチップを作製し、DNAのハイブリダイゼーションおよび抗体の検出を行った。
本実験例において、DNA溶液1、2、抗体溶液、抗原溶液、およびブロッキング溶液1〜3として、以下の溶液を調製した。
DNA溶液2:5'末端にCy3標識を有した鎖長24bpのオリゴDNA(CATCGTCCACCGCAAATGCTTCTA(配列番号2)(シグマジェノシス社製)を0.002μg/μlの濃度になるように3×SSC、0.2重量%SDSの溶液に溶解した。
抗原溶液:FBS中にマウスIgG2a抗体を1μg/ml濃度で溶解し、pH9.5の炭酸バッファー1ml中に、上記マウスIgG2a抗体を含むFBSを100μlを加え、さらに1mg/ml濃度でNHS化Cy3を超純水に溶解させた溶液を10μl添加し、25℃で2時間放置し、ゲルろ過カラムにより未反応のNHS化Cy3を除き、PBS中にCy3標識されたマウスIgG2aおよびFBS由来タンパク質を含む溶液を調製した。
ブロッキング溶液2:水素化ホウ素ナトリウムを0.5重量%の濃度でPBS中に溶解し調製した。
ブロッキング溶液3:BSAを1重量%濃度でPBS中に溶解させ調製した。
射出成形により、幅150μm深さ100μmの溝と、溝の末端に設けられた直径1mmの貫通孔と、を有するポリスチレン樹脂基板を成形した。また、この基板と同じ大きさのポリスチレン樹脂の平板基板を成形した。
射出成形により、ポリスチレン樹脂基板に、幅150μm深さ100μmの溝および溝の末端に直径1mmの貫通孔を有する基板を成形した。また、この基板と同じ大きさの平板基板を成形した。
射出成形によりポリスチレン樹脂基板に幅150μm深さ100μmの溝および溝の末端に直径1mmの貫通孔を有する基板およびこの基板と同じ大きさの平板基板を成形した。両基板の表面に親水化処理を施した後、アミノアルキルシラン2重量%溶液中に浸漬した後、熱処理を施し両基板の表面にアミノ基を導入した。これを1重量%グルタルアルデヒド水溶液に浸漬することにより、基板表面のアミノ基とグルタルアルデヒドを反応させ、アルデヒド基を導入した。直径100μmのマイクロアレイ用スポットピンを用いて、DNA溶液1を溝の底面部に点着し、点着後湿度を保ちながら一晩放置した。その後、平面基板の樹脂コート面と溝側を合わせ、超音波溶着により基板同士を貼り合わせ、流体が流通できる基板を作製した。溝の末端に設けられた孔からブロッキング溶液2を注入し、流路内に満たした後、10分間放置し流路内のアルデヒド基を不活化し、DNAハイブリダイゼーションによる評価に供した。
射出成形によりポリスチレン樹脂基板に幅150μm深さ100μmの溝および溝の末端に直径1mmの貫通孔を有する基板およびこの基板と同じ大きさの平板基板を成形した。両基板の表面に親水化処理を施した後、アミノアルキルシラン2重量%溶液中に浸漬した後、熱処理を施し両基板の表面にアミノ基を導入した。これを1重量%グルタルアルデヒド水溶液に浸漬することにより、基板表面のアミノ基とグルタルアルデヒドを反応させ、アルデヒド基を導入した。
射出成形によりポリスチレン樹脂基板に幅150μm深さ100μmの溝および溝の末端に直径1mmの貫通孔を有する基板およびこの基板と同じ大きさの平板基板を成形した。両基板の表面に親水化処理を施した後、アミノアルキルシラン2重量%溶液中に浸漬した後、熱処理を施し両基板の表面にアミノ基を導入した。これを1重量%グルタルアルデヒド水溶液に浸漬することにより、基板表面のアミノ基とグルタルアルデヒドを反応させ、アルデヒド基を導入した。
射出成形によりポリスチレン樹脂基板に幅150μm深さ100μmの溝および溝の末端に直径1mmの貫通孔を有する基板およびこの基板と同じ大きさの平板基板を成形した。両基板の表面に親水化処理を施した。
実験例J1および実験例J3を用いて評価を行った。注入孔からDNA溶液2を2μl/分のスピードで1分間、3分間、5分間、および10分間送液した後、PBS(−)を5μl/分のスピードで10分間送液し洗浄を行い、超純水を送液した後、流路中のDNAスポット部およびスポット部以外の蛍光(Cy3)をマイクロアレイ用スキャナー「ScanArray Lite」(パッカードバイオチップテクノロジー社製)を用いて測定した。測定条件は、レーザー出力90%、PMT感度45%、励起波長550nm、測定波長570nmであった。スキャナーに付属の解析用ソフトウェア「QuantArray」を用いてスポットの蛍光量を数値化した結果を表12および表13に示す。
実験例J2、実験例J4、実験例J5および実験例J6を用いて評価を行った。注入孔から抗原溶液を2μl/分のスピードで1分間、3分間、5分間、および10分間送液した後、PBS(−)を5μl/分のスピードで10分間送液し洗浄を行い、超純水を送液した後、流路中のDNAスポット部およびスポット部以外の蛍光(Cy3)をマイクロアレイ用スキャナーで測定した。結果を表14および表15に示す。
(1−1)固相基板の表面の生理活性物質を固定化するバイオチップ用基板であって、基板表面にホスホリルコリン基及び活性エステル基を有する高分子物質を有することを特徴とするバイオチップ用基板。
(1−2)ホスホリルコリン基が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンである(1−1)記載のバイオチップ用基板。
(1−3)活性エステル基がp−ニトロフェニルエステル基である(1−1)又は(1−2)記載のバイオチップ用基板。
(1−4)前記高分子物質がブチルメタクリレート基を含む共重合体である(1−1)〜(1−3)いずれか記載のバイオチップ用基板。
(1−5)固相基板がプラスチック製であることを特徴とする(1−1)〜(1−4)いずれか記載のバイオチップ用基板。
(1−6)プラスチックが飽和環状ポリオレフィンである(1−5)記載のバイオチップ用基板。
(1−7)固相基板がガラス製である(1−1)〜(1−4)いずれか記載のバイオチップ用基板。
(1−8)(1−1)〜(1−7)いずれか記載のバイオチップ用基板に生理活性物質を固定化する工程、及び生理活性物質を固定化した以外の基板表面の活性エステル基を不活性化する工程を有することを特徴とするバイオチップの製造方法。
(1−9)活性エステル基の不活性化をアルカリ化合物を用いて行う(1−8)記載のバイオチップの製造方法。
(1−10)活性エステル基の不活性化を1級のアミノ基を有する化合物を用いて行う(1−8)記載のバイオチップの製造方法。
(1−11)1級のアミノ基を有する化合物がアミノエタノール、又はグリシンである(1−10)記載のバイオチップの製造方法。
(1−12)生理活性物質が核酸、タンパク質、オリゴペプチド、糖鎖、糖タンパク質の内、少なくとも一つである(1−8)〜(1−11)いずれかに記載のバイオチップの製造方法。
(1−13)(1−8)〜(1−12)いずれか記載のバイオチップの製造方法により製造されたバイオチップ。
(2−2)ホスホリルコリン基が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン基である(2−1)記載のバイオチップ。
(2−3)活性エステル基がp−ニトロフェニルエステル基である(2−1)又は(2−2)記載のバイオチップ。
(2−4)前記高分子物質がブチルメタクリレート基を含む共重合体である(2−1)〜(2−3)いずれか記載のバイオチップ。
(2−5)固相基板がプラスチック製である(2−1)〜(2−4)いずれか記載のバイオチップ。
(2−6)プラスチックが飽和環状ポリオレフィンである(2−5)記載のバイオチップ。
(2−7)固相基板がガラス製である(2−1)〜(2−4)いずれか記載のバイオチップ。
(2−8)生理活性物質を捕捉する分子が核酸、タンパク質、オリゴペプチド、糖鎖、糖タンパク質の内、少なくとも一つである(2−1)〜(2−7)いずれか記載のバイオチップ。
(2−9)生理活性物質を捕捉する分子の固定化が、pH7.6以上で行なわれる、(2−1)〜(2−8)いずれか記載のバイオチップ。
(2−10)(2−1)〜(2−9)いずれか記載のバイオチップに更に生理活性物質が捕捉されたバイオチップ。
(2−11)生理活性物質が核酸、タンパク質、オリゴペプチド、糖鎖、糖タンパク質の内、少なくとも一つである(2−10)記載のバイオチップ。
(2−12)(2−10)又は(2−11)のバイオチップの製造方法であって、生理活性物質を含むpH7.6以下の溶液を基板表面に接触させる工程を含むことを特徴とするバイオチップの製造方法。
高分子物質を有するバイオチップ用基板の使用方法であって、(1)pH7.6以上で生理活性物質を捕捉する分子である捕捉分子を固定する工程、及び(2)検出する生理活性物質を含むpH7.6以下の溶液を基板表面に接触させ、該捕捉分子に生理活性物質を捕捉させる工程、を含むことを特徴とするバイオチップ用基板の使用方法。
(3−2)ホスホリルコリン基が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン基である(3−1)記載のバイオチップ用基板の使用方法。
(3−3)活性エステル基がp−ニトロフェニルエステル基である(3−1)又は(3−2)記載のバイオチップ用基板の使用方法。
(3−4)前記高分子物質がブチルメタクリレート基を含む共重合体である(3−1)〜(3−3)いずれか記載のバイオチップ用基板の使用方法。
(3−5)捕捉分子が核酸、タンパク質、オリゴペプチド、糖鎖、糖タンパク質の内、少なくとも一つである(3−1)〜(3−4)いずれか記載のバイオチップ用基板の使用方法。
(3−6)検出する生理活性物質が核酸、タンパク質、オリゴペプチド、糖鎖、糖タンパク質の内、少なくとも一つである(3−1)〜(3−5)いずれか記載のバイオチップ用基板の使用方法。
(4−2)層Aのアミノ基の一部又は全てが層Bの活性エステル基と反応して共有結合を形成している(4−1)記載のバイオチップ用基板。
(4−3)層Bの活性エステル基の一部が層Aのアミノ基と反応して共有結合を形成している(4−1)又は(4−2)記載のバイオチップ用基板。
(4−4)層Aがアミノシランを含む(4−1)〜(4−3)いずれか記載のバイオチップ用基板。
(4−5)ホスホリルコリン基が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン基である(4−1)〜(4−4)いずれか記載のバイオチップ用基板。
(4−6)活性エステル基がp−ニトロフェニルエステル基である(4−1)〜(4−5)いずれか記載のバイオチップ用基板。
(4−7)前記高分子物質がブチルメタクリレート基を含む共重合体である(4−1)〜(4−6)いずれか記載のバイオチップ用基板。
(4−8)固相基板がプラスチック製である(4−1)〜(4−7)いずれか記載のバイオチップ用基板。
(4−9)プラスチックが飽和環状ポリオレフィンである(4−8)記載のバイオチップ用基板。
(4−10)固相基板がガラス製である(4−1)〜(4−7)いずれか記載のバイオチップ用基板。
(4−11)(4−1)〜(4−10)いずれか記載のバイオチップ用基板の製造方法であって、(1)基板表面とアミノ基を有する化合物との接触工程、及び(2)ホスホリルコリン基及び活性エステル基を有する高分子物質との接触工程、を含むバイオチップ用基板の製造方法。
(5−2)親水性ポリマーが、アミノ基を有する親水性ポリマーである(5−1)記載のバイオチップ。
(5−3)親水性ポリマーがポリアルキレンオキシド、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、及びこれらの共重合体のいずれかを構造中に含むものである(5−1)又は(5−2)記載のバイオチップ。
(5−4)ホスホリルコリン基が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン基である(5−1)〜(5−3)いずれか記載のバイオチップ。
(5−5)活性エステル基がp−ニトロフェニルエステル基である(5−1)〜(5−4)いずれか記載のバイオチップ。
(5−6)前記高分子物質がブチルメタクリレート基を含む共重合体である(5−1)〜(5−5)いずれか記載のバイオチップ。
(5−7)固相基板がプラスチック製である(5−1)〜(5−6)いずれか記載のバイオチップ。
(5−8)プラスチックが飽和環状ポリオレフィンである(5−7)記載のバイオチップ。
(5−9)固相基板がガラス製である(5−1)〜(5−6)いずれか記載のバイオチップ。
(5−10)生理活性物質が核酸、タンパク質、オリゴペプチド、糖鎖、糖タンパク質の内、少なくとも一つである(5−1)〜(5−9)いずれかに記載のバイオチップ。
(5−11)(5−1)〜(5−10)いずれか記載のバイオチップの製造方法であって、基板表面にホスホリルコリン基及び活性エステル基を有する高分子物質を有するバイオチップ用基板に生理活性物質を固定化する工程、及び生理活性物質が固定化されている以外の基板表面の活性エステル基部に親水性基を有するポリマーを導入する工程、を含むことを特徴とするのバイオチップの製造方法。
(6−2)ホスホリルコリン基が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンである(6−1)記載のバイオチップ用基板。
(6−3)前記高分子物質がブチルメタクリレート基、を含む共重合体である(6−1)又は(6−2)記載のバイオチップ用基板。
(6−4)固相基板がプラスチック製であることを特徴とする(6−1)〜(6−3)いずれか記載のバイオチップ用基板。
(6−5)プラスチックが飽和環状ポリオレフィンである(6−4)記載のバイオチップ用基板。
(6−6)固相基板がガラス製である(6−1)〜(6−3)いずれか記載のバイオチップ用基板。
(6−7)(6−1)〜(6−6)いずれか記載のバイオチップ用基板に生理活性物質を固定化する工程、及び生理活性物質を固定化した以外の基板表面の活性エステル基を不活性化する工程を有することを特徴とするバイオチップの製造方法。
(6−8)活性エステル基の不活性化をアルカリ化合物を用いて行う(6−7)記載のバイオチップの製造方法。
(6−9)活性エステル基の不活性化を1級のアミノ基を有する化合物を用いて行う(6−7)記載のバイオチップの製造方法。
(6−10)1級のアミノ基を有する化合物がアミノエタノール、又はグリシンである(6−9)記載のバイオチップの製造方法。
(6−11)生理活性物質が核酸、アプタマー、タンパク質、オリゴペプチド、糖鎖、糖タンパク質の内、少なくとも一つである(6−7)〜(6−10)いずれかに記載のバイオチップの製造方法。
(6−12)(6−7)〜(6−11)いずれか記載のバイオチップの製造方法により製造されたバイオチップ。
(7−2) 高分子物質、あるいは混合ポリマーに含まれるホスホリルコリン基の割合が20モル%以上40モル%未満である(7−1)記載のバイオチップ。
(7−3) 高分子物質、あるいは混合ポリマーに含まれる活性エステル基の割合が15モル%以上25モル%未満である(7−1)又は(7−2)記載のバイオチップ。
(7−4) ホスホリルコリン基が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン基である(7−1)〜(7−3)いずれか記載のバイオチップ。
(7−5) 活性エステル基がp−ニトロフェニルエステル基又はN−ヒドロキシスクシンイミドエステルである(7−1)〜(7−4)いずれか記載のバイオチップ。
(7−6) 前記高分子物質がブチルメタクリレート基を含む共重合体である(7−1)〜(7−5)いずれか記載のバイオチップ。
(7−7) 固相基板がプラスチック製である(7−1)〜(7−6)いずれか記載のバイオチップ。
(7−8) プラスチックが飽和環状ポリオレフィンである(7−7)記載のバイオチップ。
(7−9) 固相基板がガラス製である(7−1)〜(7−6)いずれか記載のバイオチップ。
(7−10)(7−1)〜(7−9)いずれか記載のバイオチップの製造方法であって、基板表面にホスホリルコリン基及び活性エステル基を有する高分子物質、あるいは前記高分子物質とホスホリルコリン基及びブチルメタクリレート基からなるポリマーとの混合ポリマーを有するバイオチップ用基板に生理活性物質を固定化する工程、及び前記生理活性物質が固定化されている以外の基板表面の活性エステル基部に親水性基を有するポリマーを導入する工程、を含むことを特徴とするバイオチップの製造方法。
(7−11)生理活性物質が核酸、アプタアマー、タンパク質、オリゴペプチド、糖鎖、糖タンパク質の内、少なくとも一つである(7−10)に記載のバイオチップの製造方法。
(8−2)ホスホリルコリン基が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン基である(8−1)記載のマイクロアレイ用基板。
(8−3)活性エステル基がp−ニトロフェニルエステル基又はN−ヒドロキシスクシンイミドエステル基である(8−1)又は(8−2)記載のマイクロアレイ用基板。
(8−4)前記高分子物質がブチルメタクリレート基を含む共重合体である(8−1)〜(8−3)いずれか記載のマイクロアレイ用基板。
(8−5)固相基板がプラスチック製である(8−1)〜(8−4)いずれか記載のマイクロアレイ用基板。
(8−6)プラスチックが飽和環状ポリオレフィンである(8−5)記載のマイクロアレイ用基板。
(8−7)固相基板がガラス製である請求項(8−1)〜(8−4)いずれか記載のマイクロアレイ用基板。
(8−8)(8−1)〜(8−7)いずれか記載のマイクロアレイ用基板に核酸、アプタマー、タンパク質、オリゴペプチド、糖鎖、及び糖タンパク質の内、少なくとも一つの生理活性物質を固定化したマイクロアレイ。
(9−2)化合物Aのアクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、及びオレフィン基から選ばれる少なくとも1つの基の一部又は全てが、層Bのホスホリルコリン基を有する単量体、及び活性エステル基を有する単量体の共重合体と共有結合を形成している(9−1)記載のバイオチップ用基板。
(9−3)化合物Aがアクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、及びオレフィン基から選ばれる少なくとも1つの基を有するシランカップリング剤である(9−1)又は(9−2)記載のバイオチップ用基板。
(9−4)ホスホリルコリン基を有する単量体が、更にメタクリ基又はアクリル基を有するものである(9−1)〜(9−3)いずれか記載のバイオチップ用基板。
(9−5)ホスホリルコリン基を有する単量体が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンである(9−4)記載のバイオチップ用基板。
(9−6)活性エステル基を有する単量体が、更にメタクリ基又はアクリル基を有するものである(9−1)〜(9−5)いずれか記載のバイオチップ用基板。
(9−7)活性エステル基がp−ニトロフェニルエステル基又はN−ヒドロキシスクシイミドエステル基である(9−1)〜(9−6)いずれか記載のバイオチップ用基板。
(9−8)固相基板がプラスチック製である(9−1)〜(9−7)いずれか記載のバイオチップ用基板。
(9−9)プラスチックが飽和環状ポリオレフィンである(9−8)記載のバイオチップ用基板。
(9−10)固相基板がガラス製である(9−1)〜(9−7)いずれか記載のバイオチップ用基板。
(9−11)(9−1)〜(9−10)いずれか記載のバイオチップ用基板の製造方法であって、固相基板表面にアクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、及びオレフィン基から選ばれる少なくとも1つの基を有する化合物Aを有する層Aを形成した後、層A上でホスホリルコリン基を有する単量体、及び活性エステル基を有する単量体を共重合することにより層Bを形成することを特徴とするバイオチップ用基板の製造方法。
(9−12)(9−1)〜(9−10)いずれか記載のバイオチップ用基板に生理活性物質を固定化したバイオチップ。
(10−2)(10−1)に記載のバイオチップにおいて、複数の前記カルボン酸誘導基を有し、前記複数のカルボン酸誘導基は、前記捕捉物質と反応して共有結合を形成しているか、または不活化されていることを特徴とするバイオチップ。
(10−3)(10−1)または(10−2)に記載のバイオチップにおいて、前記カルボン酸誘導基が活性エステル基であることを特徴とするバイオチップ。
(10−4)(10−3)に記載のバイオチップにおいて、前記活性エステル基がp−ニトロフェニル基またはN−ヒドロキシスクシンイミド基を有することを特徴とするバイオチップ。
(10−5)基板と、前記基板に設けられた流路と、を有し、前記流路の表面に、ホスホリルコリン基を有する第一単位と下記式(1)に示される一価の基を有する第二単位とを含む高分子物質を有し、前記式(1)に示される一価の基と生理活性物質を捕捉する捕捉物質とが反応して、共有結合を形成していることを特徴とするバイオチップ。
(10−6)(10−5)に記載のバイオチップにおいて、前記式(1)に示される一価の基が、下記式(p)または式(q)から選択されるいずれかの基であることを特徴とするバイオチップ。
(10−7)(10−1)乃至(10−6)いずれかに記載のバイオチップにおいて、ホスホリルコリン基を含む前記第一単位が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン基を有することを特徴とするバイオチップ。
(10−8)(10−1)乃至(10−7)いずれかに記載のバイオチップにおいて、前記高分子物質は、ブチルメタクリレート基を含む第三単位を有することを特徴とするバイオチップ。
(10−9)(10−1)乃至(10−8)に記載のバイオチップにおいて、前記基板の材料がプラスチックであることを特徴とするバイオチップ。
(10−10)(10−1)乃至(10−9)いずれかに記載のバイオチップにおいて、前記流路を覆う保護部材を有することを特徴とするバイオチップ。
(10−11)(10−10)に記載のバイオチップにおいて、前記基板の材料と、前記保護部材の材料のうち、少なくとも一方が検出光に対して透明なプラスチックであることを特徴とするバイオチップ。
(10−12)(10−1)乃至(10−11)に記載のバイオチップにおいて、前記基板の材料がガラスであることを特徴とするバイオチップ。
(10−13)(10−1)乃至(10−12)いずれかに記載のバイオチップにおいて、前記捕捉物質は、核酸、アプタマー、タンパク質、酵素、抗体、オリゴペプチド、糖鎖、および糖タンパク質からなる群から選択される一または二以上の物質であることを特徴とするバイオチップ。
(10−14)(10−1)乃至(10−13)いずれかに記載のバイオチップにおいて、前記生理活性物質は、核酸、アプタマー、タンパク質、酵素、抗体、オリゴペプチド、糖鎖、および糖タンパク質からなる群から選択される一または二以上の物質であることを特徴とするバイオチップ。
102 溝
103 基板
Claims (81)
- 基板の表面に、ホスホリルコリン基を有する第一単位と、アルキルエステルよりも高い活性を有する活性エステル基を有する第二単位とを含む高分子物質を有することを特徴とするバイオチップ用基板。
- 請求項1に記載のバイオチップ用基板において、
前記高分子物質がブチルメタクリレート基を有する第三単位を含み、
前記高分子物質に含まれる前記ホスホリルコリン基の、前記ホスホリルコリン基と前記活性エステル基と前記ブチルメタクリレート基との合計に対する割合が、20モル%以上40モル%未満であることを特徴とするバイオチップ用基板。 - 請求項1に記載のバイオチップ用基板において、
前記高分子物質がブチルメタクリレート基を有する第三単位を含み、
前記高分子物質に含まれる前記ホスホリルコリン基の、前記ホスホリルコリン基と前記活性エステル基と前記ブチルメタクリレート基との合計に対する割合が、3モル%以上40モル%以下であることを特徴とするバイオチップ用基板。 - 請求項1に記載のバイオチップ用基板において、
前記高分子物質がブチルメタクリレート基を有する第三単位を含み、
前記高分子物質に含まれる前記活性エステル基の、前記ホスホリルコリン基と前記活性エステル基と前記ブチルメタクリレート基との合計に対する割合が、15モル%以上25モル%未満であることを特徴とするバイオチップ用基板。 - 請求項1に記載のバイオチップ用基板において、
前記高分子物質がブチルメタクリレート基を有する第三単位を含み、
前記高分子物質に含まれる前記活性エステル基の、前記ホスホリルコリン基と前記活性エステル基と前記ブチルメタクリレート基との合計に対する割合が、1モル%以上25モル%以下であることを特徴とするバイオチップ用基板。 - 基板の表面に、下記(a)、(b)成分を含む高分子物質を有することを特徴とするバイオチップ用基板。
(a)ホスホリルコリン基を有する第一単位と、アルキルエステルよりも高い活性を有する活性エステル基を有する第二単位とを含む高分子
(b)ホスホリルコリン基を有する第一単位とブチルメタクリレート基を有する第三単位とを含む高分子 - 請求項6に記載のバイオチップ用基板において、前記高分子物質に含まれるホスホリルコリン基の、前記ホスホリルコリン基と前記活性エステル基と前記ブチルメタクリレート基との合計に対する割合が、20モル%以上40モル%未満であることを特徴とするバイオチップ用基板。
- 請求項6に記載のバイオチップ用基板において、前記高分子物質に含まれるホスホリルコリン基の、前記ホスホリルコリン基と前記活性エステル基と前記ブチルメタクリレート基との合計に対する割合が、3モル%以上40モル%以下であることを特徴とするバイオチップ用基板。
- 請求項6に記載のバイオチップ用基板において、前記高分子物質に含まれる前記活性エステル基の、前記ホスホリルコリン基と前記活性エステル基と前記ブチルメタクリレート基との合計に対する割合が、15モル%以上25モル%未満であることを特徴とするバイオチップ用基板。
- 請求項6に記載のバイオチップ用基板において、前記高分子物質に含まれる前記活性エステル基の、前記ホスホリルコリン基と前記活性エステル基と前記ブチルメタクリレート基との合計に対する割合が、1モル%以上25モル%以下であることを特徴とするバイオチップ用基板。
- 基板の表面に、
アミノ基を有する化合物を含む第一の層と、
ホスホリルコリン基を含む第一単位と、アルキルエステルよりも高い活性を有する活性エステル基を含む第二単位とを有する高分子物質を含む第二の層と、
が、
前記基板、前記第一の層、および前記第二の層の順で積層されていることを特徴とするバイオチップ用基板。 - 請求項11に記載のバイオチップ用基板において、
前記第一の層の前記アミノ基と、前記第二の層の前記活性エステル基とが反応してアミド結合が形成されたことを特徴とするバイオチップ用基板。 - 請求項11に記載のバイオチップ用基板において、前記第一の層が前記アミノ基を有するシランカップリング剤を含むことを特徴とするバイオチップ用基板。
- 請求項1、6および11のいずれかに記載のバイオチップ用基板において、
ホスホリルコリン基を含む前記第一単位が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン基を有することを特徴とするバイオチップ用基板。 - 請求項1または11に記載のバイオチップ用基板において、前記高分子物質は、ブチルメタクリレート基を含む第三単位を有することを特徴とするバイオチップ用基板。
- 基板上に第一の層が形成され、
さらに第一の層上に第二の層が形成され、
前記第一の層は、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、およびアルケニル基から選ばれる少なくとも一つの基を有する化合物から形成され、
前記第二の層は、ホスホリルコリン基を有する単量体の重合体と、アルキルエステルよりも高い活性を有する活性エステル基を有する単量体と、の共重合体から形成されていることを特徴とするバイオチップ用基板。 - 基板と、
前記基板上に設けられ、オルガノシロキサンからなる第一の層と、
第一の層上に設けられ、ホスホリルコリン基を有する単量体と、アルキルエステルよりも高い活性を有する活性エステル基を有する単量体との共重合体からなる第二の層と、
を有することを特徴とするバイオチップ用基板。 - 請求項16に記載のバイオチップ用基板において、
前記化合物の、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、およびアルケニル基から選ばれる少なくとも1つの基が、前記第二の層の前記共重合体と共有結合を形成していることを特徴とするバイオチップ用基板。 - 請求項16に記載のバイオチップ用基板において、
前記第一の層が、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、およびアルケニル基から選ばれる少なくとも1つの基を有するシランカップリング剤により形成されたことを特徴とするバイオチップ用基板。 - 請求項19に記載のバイオチップ用基板において、ホスホリルコリン基を有する前記単量体が、メタクリル基またはアクリル基を有することを特徴とするバイオチップ用基板。
- 請求項19に記載のバイオチップ用基板において、ホスホリルコリン基を有する前記単量体が、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンであることを特徴とするバイオチップ用基板。
- 請求項16に記載のバイオチップ用基板において、活性エステル基を有する前記単量体が、メタクリル基またはアクリル基を有することを特徴とするバイオチップ用基板。
- 請求項1、6、11、16および17のいずれかに記載のバイオチップ用基板において、前記活性エステル基がp−ニトロフェニル基またはN−ヒドロキシスクシンイミド基を含むことを特徴とするバイオチップ用基板。
- 請求項1、6、11、16および17のいずれかに記載のバイオチップ用基板において、前記基板の材料がプラスチックであることを特徴とするバイオチップ用基板。
- 請求項24に記載のバイオチップ用基板において、前記プラスチックが飽和環状ポリオレフィンであることを特徴とするバイオチップ用基板。
- 請求項1、6、11、16および17のいずれかに記載のバイオチップ用基板において、前記基板の材料がガラスであることを特徴とするバイオチップ用基板。
- 基板の表面に、ホスホリルコリン基を含む第一単位とカルボン酸誘導基を含む第二単位とを有する高分子物質を有することを特徴とするバイオチップ用基板。
- 基板の表面に、下記(a)、(b)成分を含む高分子物質を有することを特徴とするバイオチップ用基板。
(a)ホスホリルコリン基を有する第一単位とカルボン酸誘導基を有する第二単位とを含む高分子
(b)ホスホリルコリン基を有する第一単位とブチルメタクリレート基を有する第三単位とを含む高分子 - 基板と、
前記基板上に設けられ、アミノ基を有する化合物を含む第一の層と、
前記第一の層上に設けられ、ホスホリルコリン基を含む第一単位とカルボン酸誘導基を含む第二単位とを有する高分子物質を含む第二の層と、
を有することを特徴とするバイオチップ用基板。 - 基板と、
前記基板上に設けられ、アクリレート基、メタクリレート基、ビニル基、およびアルケニル基から選ばれる少なくとも1つの基を有する化合物から形成された第一の層と、
前記第一の層上に設けられ、ホスホリルコリン基を有する単量体と、カルボン酸誘導基を有する単量体と、の共重合体から形成された第二の層と、
を有することを特徴とするバイオチップ用基板。 - 請求項1または6に記載のバイオチップ用基板の前記基板の表面に生理活性物質を捕捉する捕捉物質を固定化し、蛍光色素を用いて前記生理活性物質を検出するためのマイクロアレイ用基板であって、
前記基板の表面に、ホスホリルコリン基を有する第一単位と活性エステル基を有する第二単位とを含む前記高分子物質を有することを特徴とするマイクロアレイ用基板。 - 請求項1、6、11、16および17のいずれかに記載のバイオチップ用基板に、生理活性物質を捕捉する捕捉物質が固定化されたことを特徴とするバイオチップ。
- ホスホリルコリン基を含む第一単位と、アルキルエステルよりも高い活性を有する活性エステル基を含む第二単位とを有する高分子物質を表面に有する基板を含むバイオチップであって、
前記活性エステル基と生理活性物質を捕捉する捕捉物質とが反応して、共有結合を形成していることを特徴とするバイオチップ。 - 基板の表面に、ホスホリルコリン基を有する第一単位と、アルキルエステルよりも高い活性を有する活性エステル基を有する第二単位を複数と、を含む高分子物質を有するバイオチップであって、
一部の前記活性エステル基と生理活性物質を捕捉する捕捉物質とが反応して共有結合を形成しており、
残りの前記活性エステル基と親水基を有する親水性ポリマーとが反応して共有結合を形成していることを特徴とするバイオチップ。 - 請求項42に記載のバイオチップにおいて、前記親水性ポリマーがアミノ基を有することを特徴とするバイオチップ。
- 請求項42に記載のバイオチップにおいて、前記親水性ポリマーは、ポリアルキレンオキシドまたは複数種類の前記ポリアルキレンオキシドを構造中に含むことを特徴とするバイオチップ。
- 請求項41または42に記載のバイオチップにおいて、前記基板の材料がプラスチックであることを特徴とするバイオチップ。
- 請求項45に記載のバイオチップにおいて、前記プラスチックが飽和環状ポリオレフィンであることを特徴とするバイオチップ。
- 基板と、前記基板に設けられた流路と、を有し、
前記流路の表面に、ホスホリルコリン基を有する第一単位と、アルキルエステルよりも高い活性を有する活性エステル基を有する第二単位とを含む高分子物質を有し、
前記活性エステル基と生理活性物質を捕捉する捕捉物質とが反応して、共有結合を形成していることを特徴とするバイオチップ。 - 請求項47に記載のバイオチップにおいて、
複数の前記活性エステル基を有し、
前記複数の活性エステル基は、前記捕捉物質と反応して共有結合を形成しているか、または不活化されていることを特徴とするバイオチップ。 - 請求項47に記載のバイオチップにおいて、前記流路を覆う保護部材を有することを特徴とするバイオチップ。
- 請求項49に記載のバイオチップにおいて、前記基板の材料と前記保護部材の材料のうち、少なくとも一方がプラスチックであることを特徴とするバイオチップ。
- 請求項47に記載のバイオチップにおいて、前記基板の材料が、検出光に対して透明なプラスチックであることを特徴とするバイオチップ。
- 請求項41、42および47のいずれかに記載のバイオチップにおいて、さらに前記捕捉物質に前記生理活性物質が捕捉されたことを特徴とするバイオチップ。
- 請求項41、42および47のいずれかに記載のバイオチップにおいて、
ホスホリルコリン基を含む前記第一単位が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン基を有することを特徴とするバイオチップ。 - 請求項41、42および47のいずれかに記載のバイオチップにおいて、前記活性エステル基がp−ニトロフェニル基またはN−ヒドロキシスクシンイミド基を有することを特徴とするバイオチップ。
- 請求項41、42および47のいずれかに記載のバイオチップにおいて、前記高分子物質は、ブチルメタクリレート基を含む第三単位を有することを特徴とするバイオチップ。
- 請求項41、42および47のいずれかに記載のバイオチップにおいて、前記基板の材料がガラスであることを特徴とするバイオチップ。
- 請求項41、42および47のいずれかに記載のバイオチップにおいて、前記捕捉物質は、核酸、アプタマー、タンパク質、酵素、抗体、オリゴペプチド、糖鎖、および糖タンパク質からなる群から選択される一または二以上の物質であることを特徴とするバイオチップ。
- 請求項41、42および47のいずれかに記載のバイオチップにおいて、生理活性物質を捕捉する捕捉物質が、中性またはアルカリ性の条件で前記基板の表面に固定化されてなることを特徴とするバイオチップ。
- 請求項41、42および47のいずれかに記載のバイオチップにおいて、前記生理活性物質は、核酸、アプタマー、タンパク質、酵素、抗体、オリゴペプチド、糖鎖、および糖タンパク質からなる群から選択される一または二以上の物質であることを特徴とするバイオチップ。
- ホスホリルコリン基を含む第一単位とカルボン酸誘導基を含む第二単位とを有する高分子物質を表面に有する基板を含むバイオチップであって、
前記カルボン酸誘導基と生理活性物質を捕捉する捕捉物質とが反応して、共有結合を形成していることを特徴とするバイオチップ。 - 基板の表面に、ホスホリルコリン基を有する第一単位とカルボン酸誘導基を有する第二単位を複数とを含む高分子物質を有するバイオチップであって、
一部の前記カルボン酸誘導基と生理活性物質を捕捉する捕捉物質とが反応して共有結合を形成しており、
残りの前記カルボン酸誘導基と親水基を有する親水性ポリマーとが反応して共有結合を形成していることを特徴とするバイオチップ。 - 基板と、前記基板に設けられた流路と、を有し、
前記流路の表面に、ホスホリルコリン基を有する第一単位とカルボン酸誘導基を有する第二単位とを含む高分子物質を有し、
前記カルボン酸誘導基と生理活性物質を捕捉する捕捉物質とが反応して、共有結合を形成していることを特徴とするバイオチップ。 - 請求項39に記載のマイクロアレイ用基板に、
核酸、アプタマー、タンパク質、酵素、抗体、オリゴペプチド、糖鎖、および糖タンパク質からなる群から選択される一または二以上の前記捕捉物質が固定化されたことを特徴とするマイクロアレイ。 - 請求項11に記載のバイオチップ用基板の製造方法であって、
(1)前記基板の前記表面とアミノ基を有する前記化合物との接触工程、および
(2)前記アミノ基を有する化合物と前記高分子物質との接触工程、
を含むことを特徴とするバイオチップ用基板の製造方法。 - 請求項16に記載のバイオチップ用基板の製造方法であって、
前記基板上に、前記第一の層を形成した後、
前記第一の層上で、ホスホリルコリン基を有する前記単量体と活性エステル基を有する前記単量体とを共重合することにより前記第二の層を形成することを特徴とするバイオチップ用基板の製造方法。 - 請求項1、6、11、16および17のいずれかに記載のバイオチップ用基板の使用方法であって、
(1)生理活性物質を捕捉する捕捉物質を中性またはアルカリ性の条件で前記基板上に固定化するステップ、および
(2)前記マイクロチップ用基板の表面に、検出される生理活性物質を含む前記条件以下のpHの液体を接触させて、前記捕捉物質に前記生理活性物質を捕捉させるステップ、
を含むことを特徴とするバイオチップ用基板の使用方法。 - 請求項72に記載のバイオチップ用基板の使用方法において、
前記捕捉物質は、核酸、アプタマー、タンパク質、酵素、抗体、オリゴペプチド、糖鎖、および糖タンパク質からなる群から選択される一または二以上の物質であることを特徴とするバイオチップ用基板の使用方法。 - 請求項72に記載のバイオチップ用基板の使用方法において、
検出される前記生理活性物質は、核酸、アプタマー、タンパク質、酵素、抗体、オリゴペプチド、糖鎖、糖タンパク質からなる群から選択される一または二以上の物質であることを特徴とするバイオチップの使用方法。 - 請求項1、6、11、16および17のいずれかに記載のバイオチップ用基板を用いたバイオチップの製造方法であって、
前記バイオチップ用基板は、複数の前記活性エステル基を有し、
一部の前記活性エステル基と前記捕捉物質とを反応させて、前記捕捉物質を固定化する工程と、
捕捉物質を固定化する工程の後、残りの前記活性エステル基を不活性化する工程と、
を有することを特徴とするバイオチップの製造方法。 - 請求項75に記載のバイオチップの製造方法において、残りの活性エステル基を不活性化する前記工程を、アルカリ化合物を用いて行うことを特徴とするバイオチップの製造方法。
- 請求項75に記載のバイオチップの製造方法において、残りの活性エステル基を不活性化する前記工程を、1級のアミノ基を有する化合物を用いて行うことを特徴とするバイオチップの製造方法。
- 請求項77に記載のバイオチップの製造方法において、1級のアミノ基を有する前記化合物が、アミノエタノールまたはグリシンであることを特徴とするバイオチップの製造方法。
- 請求項75に記載のバイオチップの製造方法において、前記捕捉物質が、
核酸、アプタマー、タンパク質、酵素、抗体、オリゴペプチド、糖鎖、および糖タンパク質からなる群から選択される一または二以上の物質であることを特徴とするバイオチップの製造方法。 - 請求項41に記載のバイオチップの製造方法であって、前記捕捉物質を含む酸性または中性の液体を前記基板の前記表面に接触させる工程を含むことを特徴とするバイオチップの製造方法。
- 請求項42に記載のバイオチップの製造方法であって、
前記バイオチップ用基板の一部の前記活性エステル基と前記捕捉物質とを反応させて、共有結合を形成させて、前記捕捉物質を固定化する工程と、
捕捉物質を固定化する前記工程の後、残りの前記活性エステル基と前記親水性ポリマーとを反応させて、共有結合させる工程と、
を含むことを特徴とするバイオチップの製造方法。
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