JP3893585B2 - Biomolecule microarray substrate, method for producing the same, and biomolecule microarray - Google Patents

Biomolecule microarray substrate, method for producing the same, and biomolecule microarray Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高感度化及びデジタル解析が可能な生体分子マイクロアレイ用基板及びその製造方法、さらには生体分子マイクロアレイに関する。
【0002】
【従来の技術】
遺伝子発現プロファイルを網羅的に解析できるDNAマイクロアレイは、1枚につき数千〜数万の遺伝子を解析する。従来のDNAマイクロアレイは、DNAをスタンピングする装置(DNAアレイヤー)を用い、先が割れたクイルピンでDNAを吸い取り、スライドガラスに4〜48本程度のクイルピンを同時に打ち付けることによりDNAスポットを作製する。このようにして作製されたDNAスポットは、形状や面積が一定していないため、再現性や定量性に悪影響を与える。また、DNAスポットの位置は、クイルピンごとに曲がっている向きが異なっていたり、クイルピンがスタンピング時にそれぞれ回転することで、それぞれのDNAスポットが正確に整列することなくDNAスポットはゆがみが生じる結果となる。このようにして作製されたDNAマイクロアレイは、蛍光標識した核酸試料をハイブリダイゼーション反応させた後、共焦点蛍光顕微鏡をベースにした蛍光スキャナーによりDNAマイクロアレイ全体の蛍光像を取得する。
【0003】
DNAマイクロアレイの蛍光像は、そのままではスポットごとの蛍光強度を測定することができないため、解析用ソフトウエアにより、グリッディングという操作を行う。グリッディングは、アレイ上のスポットの縦横の数やスポットの間隔、スポットの直径の大きさを入力し、スポットを円で囲む操作をいう。このグリッディングは、スポットの位置がずれていると正確に囲むことができないため、ソフトウエアにより、自動で位置を補正する機能がついている。しかるに、すべての操作が自動になっているわけではなく、手動でスポットの開始点の設定や目視によりすべてのスポットのグリッドを確認し補正する必要がある。そのため、この操作は、非常に煩雑であり、DNAスポットの数が数千以上になると非常に時間がかかる作業となり、解析スピードを遅らせる要因となっている。
【0004】
そこで本発明は、グリッディングを自動で行うことを可能にし、生体分子マイクロアレイ、例えば、DNAマイクロアレイからの蛍光データの収集を、人手を煩わすことなく自動で行うことができ、デジタル解析を可能にする基板を提供することを目的とする。
【0005】
上記目的を達成する本発明は以下の通りである。
[請求項1]基板表面に、生体分子プローブ固定化用スポットを複数個有する生体分子マイクロアレイ用基板であって、前記生体分子プローブ固定化用スポットは、前記基板表面との間に光反射層スポットを有する前記基板。
[請求項2]前記光反射層スポットは、前記生体分子プローブ固定化用スポットと、実質的に同一の平面形状を有する請求項1に記載の基板。
[請求項3]前記生体分子プローブ固定化用スポットが、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジン及びポリ−L−リジン、並びにアミノ基、アルデヒド基、チオール基、カルボキシル基、スクシンイミド基、マレイミド基、エポキシド基及びイソチオシアネート基を有する化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の生体分子プローブ固定化用化合物からなる請求項1または2に記載の基板。
[請求項4]前記生体分子プローブ固定化用スポットは円形であり、直径が10〜500μmの範囲であるか、または矩形であり、一辺の長さが10〜500μmの範囲である請求項1〜3のいずれか1項に記載の基板。
[請求項5]前記光反射層が金属層である請求項1〜4のいずれか1項に記載の基板。
[請求項6]前記基板がガラス基板、シリコン基板または石英ガラス基板である請求項1〜5のいずれか1項に記載の基板。
[請求項7]前記生体分子プローブ固定化用スポットが被覆されていない前記基板表面に撥水層を有する請求項1〜6のいずれか1項に記載の基板。
[請求項8]基板表面に光反射層を設ける工程、光反射層の上に生体分子プローブ固定化層を設ける工程、生体分子プローブ固定化層の上にフォトレジスト層を設ける工程、フォトレジスト層をスポット形成用マスクを介して露光する工程、フォトレジスト層を現像する工程、フォトレジスト層にて保護されていない光反射層部分をエッチングして生体分子プローブ固定化層及び光反射層のスポットを形成する工程、フォトレジスト層を除去する工程を含む請求項1〜6のいずれか1項に記載の生体分子マイクロアレイ用基板の製造方法。
[請求項9]エッチング工程とフォトレジスト層除去工程との間に基板表面を撥水処理する工程を含む請求項8に記載の製造方法。
[請求項10]前記生体分子プローブ固定化層が、光反射層表面をアミノシラン処理した後に、生体分子プローブ固定化用化合物を固定化することで形成される請求項8または9に記載の製造方法。
[請求項11]光反射層がアルミニウム層であり、このアルミニウム層表面をエタノールで酸化処理することにより、アミノシラン処理された光反射層を形成する請求項10に記載の製造方法。
[請求項12]前記光反射層が、金属の蒸着により形成される請求項8〜11のいずれか1項に記載の製造方法。
[請求項13]請求項1〜7のいずれか1項に記載の生体分子マイクロアレイ用基板が有する生体分子プローブ固定化用スポットに生体分子プローブが固定化された生体分子プローブ固定スポットを複数個有する生体分子マイクロアレイ。
[請求項14]前記固定化された生体分子プローブがオリゴDNA、cDNA、RNA、またはPNAである請求項13に記載の生体分子マイクロアレイ。
[請求項15]前記固定化された生体分子プローブが各生体分子プローブ固定スポット間で、同一または異なる塩基配列を有する請求項14に記載の生体分子マイクロアレイ。
[請求項16]前記固定化された生体分子プローブがタンパク質またはペプチドである請求項13に記載の生体分子マイクロアレイ。
[請求項17]前記固定化された生体分子プローブが各生体分子プローブ固定スポット間で、同一または異なる残基配列を有する請求項16に記載の生体分子マイクロアレイ。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の態様は、生体分子プローブ固定化用スポットを複数個有する生体分子マイクロアレイ用基板である。
上記生体分子マイクロアレイ用基板の基板は、例えば、ガラス基板、シリコン基板または石英ガラス基板であることができる。
上記生体分子プローブ固定化用スポットは、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジン及びポリ−L−リジン、並びにアミノ基、アルデヒド基、チオール基、カルボキシル基、スクシンイミド基、マレイミド基、エポキシド基及びイソチオシアネート基を有する化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の生体分子プローブ固定化用化合物を所定量固定化することにより形成される。
生体分子プローブ固定化用化合物の例としては、以下の化合物を挙げることができる。但し、これらの化合物は例示にすぎず、これらに限定される意図ではない。
【0007】
<アミノ基を有する化合物>
3−アミノプロピルトリメトキシシラン
N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(EDA)
トリメトキシシリルプロピルジエチレントリアミン(DETA)
3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン
<アルデヒド基を有する化合物>
グルタルアルデヒド
<チオール基を有する化合物>
4−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(MPTS)
<エポキシド基を有する化合物>
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
<イソチオシアネート基を有する化合物>
4−フェニレンジイソチオシアネート(PDITC)
<スクシンイミド及びマレイミド基有する化合物>
ジスクシンイミジルカーボネート(DSC)
スクシンイミジル4−(マレイミドフェニル)ブチレート(SMPB)
m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(MBS)
スクシンイミジル4−(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート(SMCC)
m−マレイミドプロピオニックアシド−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(MPS)
【0008】
生体分子プローブ固定化用スポットに固定化される生体分子プローブ固定化用化合物の量は、化合物の種類に応じて適宜決定できる。
生体分子プローブ固定化用スポットの形状には特に制限は無いが、例えば、円形であることができ、その直径は、例えば、10〜500μmの範囲であることができる。また、生体分子プローブ固定化用スポットの形状は、矩形若しくは多角形であることもでき、矩形または多角形の一辺の長さは、例えば、10〜500μmの範囲であることができる。
【0009】
本発明の基板は、生体分子プローブ固定化用スポットと基板表面との間に光反射層を有する。さらに、この光反射層は、その上に設けられた生体分子プローブ固定化用スポットと、実質的に同一の形状を有することが好ましい。それにより、光反射層のスポットを検出することにより、生体分子スポットの位置及び面積を自動に認識することができるという利点がある。
【0010】
光反射層を構成する物質は、光反射性を有する物質であれば特に制限はない。光反射層は、例えば、金属層であることかでき、金属層としては、例えば、アルミニウム、金、銀、プラチナ、ニッケル等を挙げることができる。あるいは、光反射層は、酸化物等からなる単層または多層の反射層であることもできる。
【0011】
本発明の生体分子マイクロアレイ用基板は、生体分子プローブ固定化用スポットが被覆されていない基板表面に撥水層を有することができる。生体分子プローブ固定化用スポットが被覆されていない基板表面が撥水処理されていることで、生体分子プローブ固定化用スポットへの生体分子プローブの固定化をより正確に行うことができる。撥水層は、既存の撥水剤を用いて形成することができる。撥水剤としては、例えば、シリコンコート剤、フッ素コート剤、ナイロンコート剤、テフロンコート剤(テフロンは登録商標)等を用いることができる。
【0012】
本発明の生体分子マイクロアレイ用基板に固定化される生体分子プローブは、例えば、オリゴDNAまたはcDNAであることができ、本発明の生体分子マイクロアレイ用基板には、DNAマイクロアレイ用基板が包含される。
【0013】
上記本発明の生体分子マイクロアレイ用基板は、以下の工程を含む本発明の製造方法により製造できる。
基板表面に光反射層を設ける工程、
光反射層の上に生体分子プローブ固定化層を設ける工程、
生体分子プローブ固定化層の上にフォトレジスト層を設ける工程、
フォトレジスト層をスポット形成用マスクを介して露光する工程、
フォトレジスト層を現像する工程、
フォトレジスト層にて保護されていない光反射層部分をエッチングする工程、
フォトレジスト層を除去する工程
を含む本発明の製造方法により製造できる。
【0014】
基板表面に光反射層を設ける工程は、例えば、金属を基板表面に蒸着することにより行うことができる。金属の蒸着方法及び条件は、公知の方法及び条件をそのまま用いることができる。尚、金属を基板表面に蒸着する前に、基板表面を洗浄しておくことが好ましい。
次いで、光反射層の上に生体分子プローブ固定化層を形成するが、光反射層がアルミニウム層の場合、生体分子プローブ固定化層形成の前に、アルミニウム層表面をエタノールで酸化処理し、さらにアミノシラン化合物を用いてアミノシラン処理することができる。光反射層をアミノシラン処理することで、DNA等の生体分子を物理吸着ではなく化学的固定が可能となるため、その後の操作におけるDNA等の生体分子の損失を少なくすることができるという利点がある。
【0015】
光反射層の上に生体分子プローブ固定化層を設ける工程は、光反射層上に生体分子プローブ固定化用化合物を固定化することにより行うことができる。生体分子プローブ固定化用化合物は上記本発明の基板において挙げた物質から適宜選択できる。生体分子プローブ固定化用化合物がビオチンの場合、その固定化は、例えば、ビオチンスクシンイミドエステルをアミノシラン処理した光反射層表面に反応させることで実施できる。生体分子プローブ固定化用化合物がアルデヒド基を有する化合物であるグルタルアルデヒドの場合、その固定化は、グルタルアルデヒドをアミノシラン処理した光反射層表面に反応させることで実施できる。
【0016】
生体分子プローブ固定化層の上にフォトレジスト層を設ける工程は、例えば、既存のレジスト材を常法、例えば、スピンコート法によりコーティングし、次いでレジスト材を熱硬化させることで行うことができる。レジスト材の種類、コーティング方法、硬化条件には特に制限はないが、例えば、ポジ型レジスト材をスビンコーターで約1μmの厚みにコートし、オーブンで加熱することで、レジストの熱硬化を行うことができる。
【0017】
フォトレジスト層をスポット形成用マスクを介して露光する工程は、レジスト材がポジ型又はネガ型かに応じて、所望の寸法、形状及び間隔で生体分子プローブ固定化用スポットが形成されるようなマスクを用意し、このマスクを介して行われる。露光条件は、フォトレジスト材の種類に応じて適宜決定される。
【0018】
フォトレジスト層を現像する工程は、露光したフォトレジスト層を、現像液で処理し、必要により洗浄することで行われる。現像液は、使用するレジスト材に応じて適宜選択できる。
【0019】
現像後、フォトレジスト層にて保護されていない光反射層部分をエッチングする。この工程は、光反射層をエッチングできるエッチング液を適宜選択して行われる。例えば、光反射層が金属層の場合、エッチング液は酸水溶液であることができ、酸水溶液に含まれる酸の種類や濃度等は、エッチングすべき金属の種類や層の厚みを考慮して適宜決定できる。
【0020】
エッチング後、フォトレジスト層を除去する。この工程は、フォトレジストを溶解できる有機溶媒、例えば、アセトンを用いて行うことができる。フォトレジスト層除去後、必要により洗浄し、本発明の生体分子マイクロアレイ用基板が得られる。
【0021】
本発明の製造方法においては、エッチング工程とフォトレジスト層除去工程との間に基板表面を撥水処理する工程を含むことができる。この段階で撥水処理することで、生体分子プローブ固定化用スポットが被覆されていない基板表面に撥水層を形成することができる。撥水処理は、撥水剤の種類に応じて適宜行うことができ、例えば、撥水剤に基板を浸漬することで行うことができる。
【0022】
本発明は、生体分子マイクロアレイを包含し、本発明の生体分子マイクロアレイは、上記本発明の生体分子マイクロアレイ用基板の生体分子プローブ固定化用スポットに生体分子プローブが固定化されたものである。
生体分子プローブ固定スポットは、基板上に複数個設けられる。生体分子プローブ固定スポットの個数には特に制限はなく、基板の大きさ、スポットの大きさ及びスポットの間隔等を勘案して適宜決定される。
【0023】
固定化された生体分子プローブは、例えば、オリゴDNAまたはcDNAであることができる。即ち、本発明の生体分子マイクロアレイには、DNAマイクロアレイが包含される。この場合、固定化された生体分子プローブは、各生体分子プローブ固定スポット間で、同一または異なる塩基配列を有することができる。さらに固定化された生体分子プローブは、例えば、タンパク質またはペプチドであることもできる。この場合、固定化された生体分子プローブは各生体分子プローブ固定スポット間で、同一または異なる残基配列を有することができる。
【0024】
生体分子プローブ固定化用スポットへの生体分子プローブの固定化は、生体分子プローブ固定化用スポットを形成する生体分子プローブ固定化用化合物と結合性を有する物質または官能基を生体分子プローブに予め固定化しておき、例えば、この生体分子プローブを含む溶液を、本発明の生体分子マイクロアレイ用基板の生体分子プローブ固定化用スポットに滴下することで、行うことができる。
上記結合性を有する物質としては、例えば、アビジン、ストレプトアビジン、及びビオチンを挙げることができ、上記結合性を有する官能基としては、例えば、カルボキシル基、アミノ基、アルデヒド基、チオール基、スクシンイミド基、及びマレイミド基を挙げることができる。
【0025】
【発明の効果】
本発明は、生体分子マイクロアレイの生体分子スポットの形状、面積、位置を一定にし、生体分子スポットの下層に光反射層を設けることにより高感度化でき、かつ生体分子スポットと実質的に同一の平面形状を有する光反射層を検出することにより、生体分子スポットの位置及び面積を自動に認識することができる。それにより生体分子スポットの蛍光強度をデジタルに解析することができ、大幅な解析人工の縮小と解析時間の短縮が可能となる。生体分子スポットの位置及び面積を認識することから、生体分子スポットの蛍光強度のみを測定し、不必要な部分(マイクロアレイ上の生体分子スポット以外の領域)の蛍光強度を測定せず、検出時間をより短縮することができる。
【0026】
実施例
以下本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例1
基板作成法
1.スライドガラスの洗浄
傷のないスライドガラス20枚を選出し、スライドラックに入れ、200mlのアセトン中30分間超音波洗浄した後、超純水(500ml×2,200ml×1)ですすいだ。過酸化水素と硫酸(1:1、200ml)を氷浴中混合し、スライドガラスを浸し30分間超音波洗浄を行い、超純水(500ml×3)ですすいだ後、更に超純水200ml中30分間超音波洗浄を行った。スライドラックごと超純水(流水)にて十分すすいだ後、500mlの超純水に浸して洗浄した。洗浄したスライドガラスをラックごとアルミ箔をかぶせ200℃のオーブンで15分間乾燥し、アルミ箔で包みデシケーター中で室温まで冷却し、使用時までそのまま保存した。
【0027】
2.アルミニウムの蒸着
アセトンで拭いたタングステンボードを真空蒸着装置にセットし、その上にアセトンで拭き1cm長さのアルミニウム線(Φ1.Omm、99.999%)をのせ、洗浄したスライドガラスをセットし、4.0×10-3Paまで減圧し10nm/secのスピードで300〜500nmの膜厚になるようにアルミニウムの蒸着を行った。
【0028】
3.アルミニウム表面のエタノール処理
超純水とエタノールを5分間超音波にかけよく混合し調製した70%エタノールを、アルミニウム蒸着スライドガラスを5枚入れたコプリンジャーに約70ml加え、30分間超音波処理を行った。エタノール処理したスライドガラスを一枚ずつ超純水(500ml×3)ですすぎ、更にスライドラックに入れ、ラックごと超純水(500ml)ですすいだ。
【0029】
4.アミノシラン処理
196mlの超純水に3-(2-アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン4mlを加えて暗室下30分間撹絆し、そこにエタノール処理したスライドガラスをスライドラックごと浸し、暗室下10分間反応させた。超純水(200ml×2)で緩やかにすすいだ後、110℃のオーブンにスライドラックごといれアルミ箔をかぶせ45分間加熱し、アルミ箔で包みデシケー夕ー中で室温まで冷却した。
【0030】
5.ビオチン化
Biotin (Long Arm) NHS-Water Soluble (Vector Laboratories)を50mM Na2C03-NaHCO3(pH8.7)バッファーに1mg/mlの濃度になるように溶解しビオチン化バッファーを調製した。アミノシラン処理した前記スライドガラスを角型シャーレに5枚並べ、そこにビオチン化バッファー25mlを加えて蓋をし、マイルドミキサーで緩やかに一晩攪拌した。超純水(500ml×3)で洗浄し、60℃のオーブンで45分間乾燥した。
【0031】
6.パターニング
ビオチン化したスライドに、スピンコーターでポジ型レジスト(シプレイ・ファーイースト株式会社、MP S1813)を1μmの厚みになるようコートし(300rpm、3秒;slope、5秒;3000rmp、l0秒)、60℃のオーブンで45分間加熱した。次に、レジストコートした前記スライドガラスに、DNAプローブ固定化用スポットのパターンが形成してあるマスクを通して、紫外線を露光した。露光操作には、YAGレーザーの第3高調波(波長:355nm、レーザーパワー:80mW)を走査露光できる試作装置を用いた。走査時間は、実験的に適切な時間を求め、120秒(30×80mmのエリア)とした。現像液(シプレイ・ファーイースト株式会社、MF CD-26)で激しく振とうしながら45秒間現像し、超純水(500ml×2)ですすいだ後、エッチング溶液(リン酸:酢酸:硝酸:超純水=16:2:1:1、200ml)に浸して3分間超音波処理を行った。エッチングしたスライドガラスを超純水(500ml×5)で十分すすいだ。この操作によって、レジストの下層になったアルミニウム層及びDNAプローブ固定化用スポットのみがスライドガラス上に残った。
【0032】
7.シリコンコーティング(撥水処理)
70℃に温めた超純水195mlにシリコンコーティング試薬(岩城硝子株式会社、SIL-COAT 5)を5ml加えて10分間攪拌した。エッチングしたスライドガラスを10秒間浸した後、超純水(500ml×3)でよく洗浄し、スライドガラスをラックごとアルミ箔をかぶせて110℃で30分間焼き、アルミ箔に包みデシケータ一中で室温まで冷却し、使用時までそのまま保存した。
【0033】
8.レジストの溶解
エッチング、シリコンコーティングしたスライドガラスを1枚ずつアセトン(70ml×3)で洗浄し、スポット上に残っていたレジストを溶解した。超純水(500ml×2)で十分すすいだ後、70mlの超純水中で30分間超音波処理しながら洗浄し、更に70ml超純水ですすいだ。
【0034】
実施例2
生体分子マイクロアレイの作製
実施例1で作製した基板全面に0.05mg/mlストレプトアビジン溶液(Vector社、溶解バッファー:1XPBS;137mM NaCl、8.10mM Na2HPO4、2.68mM KCl、1.47mM KH2PO4、pH 7.4)をのせ、室温で30分間静置した。その後、1XPBSで10分間3回洗浄し、未反応のストレプトアビジンを除去した。超純水でストレプトアビジンが結合した基板をすすいだ後、遠心分離機で水をとばし、乾燥した。この基板のDNA固定化用スポットにはストレプトアビジンが結合している。
次に、この基板にビオチン化オリゴヌクレオチドDNAを固定化するために、スポット装置により、この基板のDNAプローブ固定化用スポットに正確にビオチン化オリゴヌクレオチドDNA溶液をスタンピングした。スタンピング後、未反応のDNAを除去するために1XSSPEバッファー(150mM NaCl、8.65mM NaH2PO4、1.25mM
EDTA; pH7.4)で洗浄し、DNAマイクロアレイを作製した。
【0035】
実施例3
検出感度比較
実施例1で得られた生体分子マイクロアレイ用基板(DNAマイクロアレイ用基板)と市販されているDNAマイクロアレイ用のポリ−L−リジンがコートされたガラス基板(PLLスライドガラス)に、実施例2と同様にしてCy3-オリゴDNAの希釈系列(0、0.06、0.13、0.25、0.50、1.0、2.0、4.0、8.0pmol/μl)をスポッティングし、洗浄せず各スポットの蛍光強度を以下の方法で測定した。得られた結果を図1に示す。図1に示す結果から、実施例1で得られたDNAマイクロアレイ用基板では、0.13pmol/μlのスポットから、明確な蛍光シグナルが計測されたのに対し、光反射層を有さない市販のDNAマイクロアレイ用基板では、明確な蛍光シグナルが計測されたのは0.50pmol/μlからであった。即ち、本発明のDNAマイクロアレイ用基板は、光反射層を有さないDNAマイクロアレイ用基板と比較して、約4倍の高感度化が可能であることが分かる。
【0036】
なお、上記蛍光スポットの計測は、以下の方法によって行った。
蛍光マイクロアレイスキャナー(日本レーザー電子社)を用いて両基板の蛍光像を取得した。その際、スキャナーの検出器(光電子増倍管)の印加電圧を両基板の測定において同一条件で行った。蛍光スポットの強度のグラフ化は画像解析ソフト(NIHイメージ)を用いて行った。
【0037】
実施例4
生体分子プローブ固定化用スポットの特定
上記実施例1で得られたDNAマイクロアレイの生体分子プローブ固定化用スポットの特定を次の方法で行った。
蛍光マイクロアレイスキャナ−(日本レーザー電子社)の検出器(光電子増倍管)の入射光側に設置してある光学カットフィルターを外し、DNAマイクロアレイの表面で反射されたレーザー光が直接光電子増倍管に入射するようにした。その際、光電子増倍管の印加電圧は、通常、蛍光を測定する場合よりも低く設定した。この方法により、実施例1で得られたDNAマイクロアレイ表面からの反射光を計測したものが、図2である。検出器に入射した光の強度が高いほど、白く表示される。この結果によると、光反射層スポットを有する生体分子プローブ固定化用スポットは、それが被覆されていない基板表面よりもレーザー光の反射光の強度が高くなっていることがわかる。この特性を利用することで、生体分子プローブ固定化用スポットの特定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例3で得られた結果を示す。試験例1で得られた結果を示す。
【図2】実施例4で得られた結果を示す。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a biomolecule microarray substrate capable of increasing sensitivity and digital analysis, a method for producing the same, and a biomolecule microarray.
[0002]
[Prior art]
A DNA microarray capable of comprehensively analyzing gene expression profiles analyzes thousands to tens of thousands of genes per sheet. A conventional DNA microarray uses a DNA stamping device (DNA arrayer), sucks DNA with a broken quill pin, and simultaneously strikes about 4 to 48 quill pins on a slide glass to produce a DNA spot. Since the DNA spot produced in this way has a non-constant shape and area, it adversely affects reproducibility and quantification. In addition, the DNA spot position is different for each quill pin and the quill pin is rotated at the time of stamping. As a result, the DNA spot is distorted without accurately aligning the DNA spots. . The DNA microarray thus prepared is subjected to a hybridization reaction with a fluorescently labeled nucleic acid sample, and then a fluorescence image of the entire DNA microarray is obtained by a fluorescence scanner based on a confocal fluorescence microscope.
[0003]
Since the fluorescence image of the DNA microarray cannot directly measure the fluorescence intensity for each spot, an operation called gridding is performed by analysis software. Gridding is an operation in which the number of spots on an array, the interval between spots, the size of the spot diameter are input, and the spots are circled. Since this gridding cannot be accurately enclosed when the spot position is deviated, it has a function of automatically correcting the position by software. However, not all operations are automatic, and it is necessary to manually check and correct the grid of all spots by setting the start point of the spot or by visual observation. Therefore, this operation is very complicated, and when the number of DNA spots is several thousand or more, it becomes a very time-consuming work, which causes the analysis speed to be delayed.
[0004]
Therefore, the present invention makes it possible to automatically perform gridding, and can automatically collect fluorescence data from a biomolecule microarray, for example, a DNA microarray, without bothering humans, thereby enabling digital analysis. An object is to provide a substrate.
[0005]
The present invention for achieving the above object is as follows.
[Claim 1] A biomolecule microarray substrate having a plurality of biomolecule probe immobilization spots on a substrate surface, wherein the biomolecule probe immobilization spot is a light reflecting layer spot between the substrate surface The substrate.
[2] The substrate according to [1], wherein the light reflecting layer spot has substantially the same planar shape as the biomolecular probe immobilization spot.
[Claim 3] The biomolecular probe immobilization spot includes biotin, avidin, streptavidin and poly-L-lysine, and an amino group, aldehyde group, thiol group, carboxyl group, succinimide group, maleimide group, epoxide group, and the like. The substrate according to claim 1 or 2, comprising at least one biomolecular probe immobilizing compound selected from the group consisting of compounds having an isothiocyanate group.
[4] The spot for immobilizing a biomolecule probe is circular and has a diameter in the range of 10 to 500 μm or a rectangle and has a side length in the range of 10 to 500 μm. 4. The substrate according to any one of 3 above.
[5] The substrate according to any one of [1] to [4], wherein the light reflecting layer is a metal layer.
[6] The substrate according to any one of [1] to [5], wherein the substrate is a glass substrate, a silicon substrate, or a quartz glass substrate.
[7] The substrate according to any one of [1] to [6], wherein a water repellent layer is provided on the surface of the substrate that is not covered with the spot for immobilizing the biomolecule probe.
[Claim 8] A step of providing a light reflecting layer on the substrate surface, a step of providing a biomolecular probe immobilization layer on the light reflecting layer, a step of providing a photoresist layer on the biomolecule probe immobilizing layer, a photoresist layer The step of exposing through the spot forming mask, the step of developing the photoresist layer, the portion of the light reflecting layer that is not protected by the photoresist layer is etched to form spots on the biomolecule probe immobilization layer and the light reflecting layer. The method for producing a substrate for a biomolecule microarray according to any one of claims 1 to 6, comprising a step of forming and a step of removing the photoresist layer.
[9] The method according to [8], further comprising a step of water-repellent treatment of the substrate surface between the etching step and the photoresist layer removing step.
[10] The method according to [8] or [9], wherein the biomolecule probe immobilization layer is formed by immobilizing a biomolecule probe immobilization compound after the light reflecting layer surface is treated with aminosilane. .
[11] The method according to [10], wherein the light reflecting layer is an aluminum layer, and the surface of the aluminum layer is oxidized with ethanol to form an aminosilane-treated light reflecting layer.
[Claim 12] The manufacturing method according to any one of claims 8 to 11, wherein the light reflecting layer is formed by vapor deposition of metal.
[13] A plurality of biomolecule probe fixing spots in which biomolecule probes are immobilized on the biomolecule probe immobilization spots of the biomolecule microarray substrate according to any one of [1] to [7]. Biomolecular microarray.
[14] The biomolecule microarray according to [13], wherein the immobilized biomolecule probe is oligo DNA, cDNA, RNA, or PNA.
[15] The biomolecule microarray according to [14], wherein the immobilized biomolecule probes have the same or different base sequences between the biomolecule probe fixation spots.
[16] The biomolecule microarray according to [13], wherein the immobilized biomolecule probe is a protein or a peptide.
[17] The biomolecule microarray according to [16], wherein the immobilized biomolecule probes have the same or different residue sequences between the biomolecule probe fixing spots.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first aspect of the present invention is a biomolecule microarray substrate having a plurality of spots for immobilizing biomolecule probes.
The substrate of the biomolecule microarray substrate can be, for example, a glass substrate, a silicon substrate, or a quartz glass substrate.
The biomolecular probe immobilization spot has biotin, avidin, streptavidin and poly-L-lysine, and an amino group, aldehyde group, thiol group, carboxyl group, succinimide group, maleimide group, epoxide group and isothiocyanate group. It is formed by immobilizing a predetermined amount of at least one biomolecular probe immobilizing compound selected from the group consisting of compounds.
Examples of the biomolecular probe immobilization compound include the following compounds. However, these compounds are merely examples and are not intended to be limited thereto.
[0007]
<Compound having an amino group>
3-Aminopropyltrimethoxysilane N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane (EDA)
Trimethoxysilylpropyldiethylenetriamine (DETA)
3- (2-aminoethylaminopropyl) trimethoxysilane <compound having an aldehyde group>
Glutaraldehyde <Compound with thiol group>
4-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTS)
<Compound having an epoxide group>
3-glycidoxypropyltrimethoxysilane <compound having isothiocyanate group>
4-Phenylenediisothiocyanate (PDITC)
<Compounds having succinimide and maleimide groups>
Disuccinimidyl carbonate (DSC)
Succinimidyl 4- (maleimidophenyl) butyrate (SMPB)
m-maleimidobenzoyl-N-hydroxysuccinimide ester (MBS)
Succinimidyl 4- (N-maleimidomethyl) cyclohexane-1-carboxylate (SMCC)
m-maleimidopropionic acid-N-hydroxysuccinimide ester (MPS)
[0008]
The amount of the biomolecular probe immobilization compound immobilized on the biomolecular probe immobilization spot can be appropriately determined according to the type of the compound.
The shape of the biomolecular probe immobilization spot is not particularly limited, but may be, for example, a circular shape, and the diameter thereof may be, for example, in the range of 10 to 500 μm. The shape of the biomolecular probe immobilization spot may be a rectangle or a polygon, and the length of one side of the rectangle or the polygon may be, for example, in the range of 10 to 500 μm.
[0009]
The substrate of the present invention has a light reflection layer between the biomolecular probe immobilization spot and the substrate surface. Furthermore, it is preferable that this light reflecting layer has substantially the same shape as the spot for immobilizing a biomolecular probe provided thereon. Accordingly, there is an advantage that the position and area of the biomolecule spot can be automatically recognized by detecting the spot of the light reflecting layer.
[0010]
The substance constituting the light reflecting layer is not particularly limited as long as it is a substance having light reflectivity. The light reflecting layer can be, for example, a metal layer, and examples of the metal layer include aluminum, gold, silver, platinum, nickel, and the like. Alternatively, the light reflection layer can be a single-layer or multilayer reflection layer made of an oxide or the like.
[0011]
The biomolecule microarray substrate of the present invention can have a water-repellent layer on the surface of the substrate not covered with the biomolecule probe immobilization spot. Since the substrate surface that is not covered with the biomolecule probe immobilization spot is treated with water repellency, the biomolecule probe can be more accurately immobilized on the biomolecule probe immobilization spot. The water repellent layer can be formed using an existing water repellent. As the water repellent, for example, a silicon coating agent, a fluorine coating agent, a nylon coating agent, a Teflon coating agent (Teflon is a registered trademark), or the like can be used.
[0012]
The biomolecule probe immobilized on the biomolecule microarray substrate of the present invention can be, for example, oligo DNA or cDNA, and the biomolecule microarray substrate of the present invention includes a DNA microarray substrate.
[0013]
The biomolecule microarray substrate of the present invention can be manufactured by the manufacturing method of the present invention including the following steps.
Providing a light reflecting layer on the substrate surface;
Providing a biomolecular probe immobilization layer on the light reflection layer;
Providing a photoresist layer on the biomolecular probe immobilization layer;
Exposing the photoresist layer through a spot forming mask;
Developing a photoresist layer;
Etching the light reflecting layer portion not protected by the photoresist layer;
It can be manufactured by the manufacturing method of the present invention including the step of removing the photoresist layer.
[0014]
The step of providing the light reflecting layer on the substrate surface can be performed, for example, by evaporating metal on the substrate surface. As the metal deposition method and conditions, known methods and conditions can be used as they are. In addition, it is preferable to wash the substrate surface before depositing the metal on the substrate surface.
Next, a biomolecule probe immobilization layer is formed on the light reflection layer. When the light reflection layer is an aluminum layer, the surface of the aluminum layer is oxidized with ethanol before the biomolecule probe immobilization layer is formed. An aminosilane compound can be used for aminosilane treatment. Since the light reflecting layer is treated with aminosilane, biomolecules such as DNA can be chemically immobilized instead of physically adsorbed, so that the loss of biomolecules such as DNA in subsequent operations can be reduced. .
[0015]
The step of providing the biomolecule probe immobilization layer on the light reflection layer can be performed by immobilizing the biomolecule probe immobilization compound on the light reflection layer. The compound for immobilizing a biomolecular probe can be appropriately selected from the substances listed in the substrate of the present invention. When the biomolecular probe immobilization compound is biotin, the immobilization can be performed, for example, by reacting biotin succinimide ester with the surface of the light reflection layer treated with aminosilane. When the compound for immobilizing a biomolecular probe is glutaraldehyde, which is a compound having an aldehyde group, the immobilization can be carried out by reacting glutaraldehyde with the surface of the light reflecting layer treated with aminosilane.
[0016]
The step of providing a photoresist layer on the biomolecular probe immobilization layer can be performed, for example, by coating an existing resist material by a conventional method, for example, a spin coating method, and then thermally curing the resist material. There are no particular restrictions on the type of resist material, coating method, and curing conditions. For example, a positive resist material is coated to a thickness of about 1 μm with a spin coater and heated in an oven to thermally cure the resist. Can do.
[0017]
The step of exposing the photoresist layer through the spot forming mask is such that spots for immobilizing biomolecule probes are formed with desired dimensions, shapes and intervals depending on whether the resist material is a positive type or a negative type. A mask is prepared and the process is performed through this mask. The exposure conditions are appropriately determined according to the type of photoresist material.
[0018]
The step of developing the photoresist layer is performed by treating the exposed photoresist layer with a developer and washing as necessary. The developer can be appropriately selected according to the resist material to be used.
[0019]
After the development, the light reflection layer portion not protected by the photoresist layer is etched. This step is performed by appropriately selecting an etchant that can etch the light reflecting layer. For example, when the light reflection layer is a metal layer, the etching solution can be an acid aqueous solution, and the type and concentration of the acid contained in the acid aqueous solution are appropriately determined in consideration of the type of metal to be etched and the thickness of the layer. Can be determined.
[0020]
After the etching, the photoresist layer is removed. This step can be performed using an organic solvent that can dissolve the photoresist, for example, acetone. After removing the photoresist layer, the substrate is washed as necessary to obtain the biomolecule microarray substrate of the present invention.
[0021]
The production method of the present invention may include a step of subjecting the substrate surface to a water repellent treatment between the etching step and the photoresist layer removing step. By performing water-repellent treatment at this stage, a water-repellent layer can be formed on the surface of the substrate that is not covered with the biomolecular probe immobilization spot. The water repellent treatment can be appropriately performed according to the type of the water repellent, and for example, can be performed by immersing the substrate in the water repellent.
[0022]
The present invention includes a biomolecule microarray, and the biomolecule microarray of the present invention is obtained by immobilizing a biomolecule probe on a biomolecule probe immobilization spot on the biomolecule microarray substrate of the present invention.
A plurality of biomolecular probe fixing spots are provided on the substrate. The number of biomolecular probe fixing spots is not particularly limited, and is determined appropriately in consideration of the size of the substrate, the size of the spots, the interval between spots, and the like.
[0023]
The immobilized biomolecular probe can be, for example, oligo DNA or cDNA. That is, the biomolecule microarray of the present invention includes a DNA microarray. In this case, the immobilized biomolecule probe can have the same or different base sequence between the biomolecule probe fixing spots. Furthermore, the immobilized biomolecular probe can be, for example, a protein or a peptide. In this case, the immobilized biomolecule probe can have the same or different residue sequence between the biomolecule probe fixing spots.
[0024]
The biomolecule probe is immobilized on the biomolecule probe immobilization spot by preliminarily immobilizing the biomolecule probe immobilizing substance or functional group having a binding property with the biomolecule probe immobilization compound forming the biomolecule probe immobilization spot. For example, this can be performed by dropping a solution containing the biomolecule probe onto the biomolecule probe immobilization spot on the biomolecule microarray substrate of the present invention.
Examples of the substance having the binding property include avidin, streptavidin, and biotin. Examples of the functional group having the binding property include a carboxyl group, an amino group, an aldehyde group, a thiol group, and a succinimide group. , And maleimide groups.
[0025]
【The invention's effect】
The present invention makes it possible to increase the sensitivity by making the shape, area, and position of the biomolecule spot of the biomolecule microarray constant, and providing a light reflecting layer under the biomolecule spot, and substantially the same plane as the biomolecule spot. By detecting the light reflecting layer having a shape, the position and area of the biomolecule spot can be automatically recognized. Thereby, the fluorescence intensity of the biomolecule spot can be analyzed digitally, and the analysis man-hour can be greatly reduced and the analysis time can be shortened. Since the position and area of the biomolecule spot are recognized, only the fluorescence intensity of the biomolecule spot is measured, and the detection time is not measured without measuring the fluorescence intensity of unnecessary parts (regions other than the biomolecule spot on the microarray). It can be shortened more.
[0026]
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
Example 1
Substrate creation method
1. 20 glass slides with no scratches were selected, placed in a slide rack, ultrasonically washed in 200 ml of acetone for 30 minutes, and then rinsed with ultrapure water (500 ml x 2,200 ml x 1). Hydrogen peroxide and sulfuric acid (1: 1, 200 ml) are mixed in an ice bath, immersed in a glass slide, ultrasonically cleaned for 30 minutes, rinsed with ultrapure water (500 ml x 3), and then in 200 ml of ultrapure water. Ultrasonic cleaning was performed for 30 minutes. The slide rack was thoroughly rinsed with ultrapure water (running water) and then immersed in 500 ml of ultrapure water for cleaning. The washed glass slide was covered with aluminum foil and dried in an oven at 200 ° C. for 15 minutes, wrapped in aluminum foil, cooled to room temperature in a desiccator, and stored as it was until use.
[0027]
2. Aluminum tungsten vapor wiped with acetone is set in a vacuum vapor deposition device, and then wiped with acetone and 1cm long aluminum wire (Φ1.Omm, 99.999%) is placed on it. The pressure was reduced to 10 −3 Pa, and aluminum was deposited at a speed of 10 nm / sec so as to obtain a film thickness of 300 to 500 nm.
[0028]
3. 70% ethanol prepared by mixing ultra pure water and ethanol for 5 minutes with ultrasonication and adding 70ml ethanol to a co-plinger containing 5 aluminum-deposited glass slides and sonicating for 30 minutes . The glass slides treated with ethanol were rinsed one by one with ultrapure water (500ml x 3), then placed in a slide rack and rinsed with ultrapure water (500ml) together with the rack.
[0029]
Four. Aminosilane treatment
Add 4 ml of 3- (2-aminoethylaminopropyl) trimethoxysilane to 196 ml of ultrapure water and stir for 30 minutes in the dark room, soak the ethanol-treated slide glass together with the slide rack, and react for 10 minutes in the dark room. It was. After rinsing gently with ultrapure water (200 ml × 2), the slide rack was placed in an oven at 110 ° C., covered with aluminum foil, heated for 45 minutes, wrapped in aluminum foil, and cooled to room temperature in a desiccator.
[0030]
Five. Biotinylation
Biotin (Long Arm) NHS-Water Soluble (Vector Laboratories) was dissolved in 50 mM Na 2 C0 3 -NaHCO 3 (pH 8.7) buffer to a concentration of 1 mg / ml to prepare a biotinylation buffer. Five glass slides treated with aminosilane were arranged in a square petri dish, 25 ml of biotinylated buffer was added thereto, the lid was covered, and the mixture was gently stirred overnight with a mild mixer. It was washed with ultrapure water (500 ml × 3) and dried in an oven at 60 ° C. for 45 minutes.
[0031]
6. Apply a positive resist (Shipley Far East Co., Ltd., MP S1813) to a thickness of 1 μm with a spin coater on the patterned biotinylated slide (300 rpm, 3 seconds; slope, 5 seconds; 3000 rpm, 10 seconds), Heated in an oven at 60 ° C. for 45 minutes. Next, the slide glass coated with resist was exposed to ultraviolet rays through a mask on which a pattern of spots for DNA probe immobilization was formed. For the exposure operation, a prototype device capable of scanning exposure of the third harmonic of a YAG laser (wavelength: 355 nm, laser power: 80 mW) was used. The scanning time was determined as 120 seconds (30 × 80 mm area) by finding an appropriate time experimentally. Develop for 45 seconds with vigorous shaking with developer (Shipley Far East Co., Ltd., MF CD-26), rinse with ultrapure water (500ml x 2), then etch solution (phosphoric acid: acetic acid: nitric acid: super (Pure water = 16: 2: 1: 1, 200 ml) was sonicated for 3 minutes. The etched slide glass was thoroughly rinsed with ultrapure water (500 ml × 5). By this operation, only the aluminum layer and the spot for immobilizing the DNA probe as the resist lower layer remained on the slide glass.
[0032]
7. Silicon coating (water repellent treatment)
5 ml of a silicon coating reagent (Iwaki Glass Co., Ltd., SIL-COAT 5) was added to 195 ml of ultrapure water heated to 70 ° C., and stirred for 10 minutes. After immersing the etched slide glass for 10 seconds, thoroughly wash it with ultrapure water (500ml × 3), cover the slide glass with aluminum foil and bake at 110 ° C for 30 minutes, wrap in aluminum foil and room temperature in a desiccator The solution was cooled to 0 and stored as it was until use.
[0033]
8. Resist dissolution etching and silicon-coated slide glass were washed one by one with acetone (70 ml × 3) to dissolve the resist remaining on the spot. After thoroughly rinsing with ultrapure water (500ml × 2), it was washed in 70ml ultrapure water for 30 minutes while sonicating, and then rinsed with 70ml ultrapure water.
[0034]
Example 2
Preparation of biomolecular microarray 0.05 mg / ml streptavidin solution (Vector, dissolution buffer: 1XPBS; 137 mM NaCl, 8.10 mM Na 2 HPO 4 , 2.68 mM KCl, 1.47 mM KH 2 PO 4 on the entire surface of the substrate produced in Example 1 , PH 7.4) and allowed to stand at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the plate was washed 3 times with 1 × PBS for 10 minutes to remove unreacted streptavidin. The substrate to which streptavidin was bound was rinsed with ultrapure water, and then water was removed by a centrifuge and dried. Streptavidin is bound to the DNA immobilization spot on the substrate.
Next, in order to immobilize the biotinylated oligonucleotide DNA on the substrate, the biotinylated oligonucleotide DNA solution was accurately stamped on the DNA probe immobilization spot on the substrate by a spot device. After stamping, 1XSSPE buffer (150 mM NaCl, 8.65 mM NaH 2 PO 4 , 1.25 mM) was used to remove unreacted DNA.
Washed with EDTA; pH 7.4) to prepare a DNA microarray.
[0035]
Example 3
Detection sensitivity comparison Example of biomolecule microarray substrate (DNA microarray substrate) obtained in Example 1 and a commercially available glass substrate (PLL slide glass) coated with poly-L-lysine for DNA microarray Spot the Cy3-oligo DNA dilution series (0, 0.06, 0.13, 0.25, 0.50, 1.0, 2.0, 4.0, 8.0 pmol / μl) in the same manner as in Step 2, and measure the fluorescence intensity of each spot without washing as follows. Measured with The obtained results are shown in FIG. From the results shown in FIG. 1, in the DNA microarray substrate obtained in Example 1, a clear fluorescent signal was measured from a spot of 0.13 pmol / μl, whereas a commercially available DNA without a light reflecting layer was measured. In the microarray substrate, a clear fluorescence signal was measured from 0.50 pmol / μl. That is, it can be seen that the DNA microarray substrate of the present invention can be about 4 times more sensitive than a DNA microarray substrate having no light reflecting layer.
[0036]
The fluorescent spot was measured by the following method.
Fluorescence images of both substrates were obtained using a fluorescence microarray scanner (Nippon Laser Electronics Co., Ltd.). At that time, the voltage applied to the detector (photomultiplier tube) of the scanner was measured under the same conditions in the measurement of both substrates. Graphing of the intensity of the fluorescent spot was performed using image analysis software (NIH image).
[0037]
Example 4
Identification of biomolecular probe immobilization spot The biomolecular probe immobilization spot of the DNA microarray obtained in Example 1 was identified by the following method.
Remove the optical cut filter installed on the incident light side of the detector (photomultiplier tube) of the fluorescent microarray scanner (Nihon Laser Electronics Co., Ltd.), and the laser light reflected from the surface of the DNA microarray is directly photomultiplier tube. It was made to enter. At that time, the applied voltage of the photomultiplier tube was usually set lower than that in the case of measuring fluorescence. FIG. 2 shows the light reflected from the DNA microarray surface obtained in Example 1 by this method. The higher the intensity of light incident on the detector, the more white it is displayed. According to this result, it is understood that the spot for immobilizing the biomolecule probe having the light reflection layer spot has higher intensity of the reflected light of the laser beam than the substrate surface not covered with the spot. By using this characteristic, it is possible to specify a spot for immobilizing a biomolecular probe.
[Brief description of the drawings]
1 shows the results obtained in Example 3. FIG. The result obtained in Test Example 1 is shown.
FIG. 2 shows the results obtained in Example 4.

Claims (17)

基板表面に、生体分子プローブ固定化用スポットを複数個有する生体分子マイクロアレイ用基板であって、前記生体分子プローブ固定化用スポットは、前記基板表面との間に光反射層スポットを有する前記基板。A biomolecule microarray substrate having a plurality of biomolecule probe immobilization spots on a substrate surface, wherein the biomolecule probe immobilization spot has a light reflection layer spot between the substrate surface and the biomolecule probe immobilization spot. 前記光反射層スポットは、前記生体分子プローブ固定化用スポットと、実質的に同一の平面形状を有する請求項1に記載の基板。The substrate according to claim 1, wherein the light reflecting layer spot has substantially the same planar shape as the spot for immobilizing a biomolecule probe. 前記生体分子プローブ固定化用スポットが、ビオチン、アビジン、ストレプトアビジン及びポリ−L−リジン、並びにアミノ基、アルデヒド基、チオール基、カルボキシル基、スクシンイミド基、マレイミド基、エポキシド基及びイソチオシアネート基を有する化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の生体分子プローブ固定化用化合物からなる請求項1または2に記載の基板。The biomolecular probe immobilization spot has biotin, avidin, streptavidin and poly-L-lysine, and an amino group, aldehyde group, thiol group, carboxyl group, succinimide group, maleimide group, epoxide group and isothiocyanate group. The substrate according to claim 1 or 2, comprising at least one biomolecular probe immobilizing compound selected from the group consisting of compounds. 前記生体分子プローブ固定化用スポットは円形であり、直径が10〜500μmの範囲であるか、または矩形若しくは多角形であり、一辺の長さが10〜500μmの範囲である請求項1〜3のいずれか1項に記載の基板。The spot for immobilizing a biomolecule probe is circular and has a diameter in the range of 10 to 500 μm, or a rectangle or a polygon, and one side has a length in the range of 10 to 500 μm. The substrate according to any one of the above. 前記光反射層が金属層である請求項1〜4のいずれか1項に記載の基板。The substrate according to claim 1, wherein the light reflection layer is a metal layer. 前記基板がガラス基板、シリコン基板または石英ガラス基板である請求項1〜5のいずれか1項に記載の基板。The substrate according to claim 1, wherein the substrate is a glass substrate, a silicon substrate, or a quartz glass substrate. 前記生体分子プローブ固定化用スポットが被覆されていない前記基板表面に撥水層を有する請求項1〜6のいずれか1項に記載の基板。The board | substrate of any one of Claims 1-6 which have a water-repellent layer on the said board | substrate surface which is not coat | covered with the said spot for biomolecule probe fixation. 基板表面に光反射層を設ける工程、光反射層の上に生体分子プローブ固定化層を設ける工程、生体分子プローブ固定化層の上にフォトレジスト層を設ける工程、フォトレジスト層をスポット形成用マスクを介して露光する工程、フォトレジスト層を現像する工程、フォトレジスト層にて保護されていない光反射層部分をエッチングして生体分子プローブ固定化層及び光反射層のスポットを形成する工程、フォトレジスト層を除去する工程を含む請求項1〜6のいずれか1項に記載の生体分子マイクロアレイ用基板の製造方法。A step of providing a light reflecting layer on the substrate surface, a step of providing a biomolecule probe immobilization layer on the light reflection layer, a step of providing a photoresist layer on the biomolecule probe immobilization layer, and a mask for spot formation of the photoresist layer A step of exposing via a photolithographic layer, a step of developing a photoresist layer, a step of etching a light reflection layer portion not protected by the photoresist layer to form spots on the biomolecule probe immobilization layer and the light reflection layer, photo The manufacturing method of the board | substrate for biomolecule microarrays of any one of Claims 1-6 including the process of removing a resist layer. エッチング工程とフォトレジスト層除去工程との間に基板表面を撥水処理する工程を含む請求項8に記載の製造方法。The manufacturing method according to claim 8, further comprising a step of water-repellent treatment of the substrate surface between the etching step and the photoresist layer removing step. 前記生体分子プローブ固定化層が、光反射層表面をアミノシラン処理した後に、生体分子プローブ固定化用化合物を固定化することで形成される請求項8または9に記載の製造方法。The manufacturing method according to claim 8 or 9, wherein the biomolecular probe immobilization layer is formed by immobilizing a biomolecular probe immobilization compound after the light reflecting layer surface is treated with aminosilane. 光反射層がアルミニウム層であり、このアルミニウム層表面をエタノールで酸化処理することにより、アミノシラン処理された光反射層を形成する請求項10に記載の製造方法。The manufacturing method according to claim 10, wherein the light reflection layer is an aluminum layer, and the surface of the aluminum layer is oxidized with ethanol to form an aminosilane-treated light reflection layer. 前記光反射層が、金属の蒸着により形成される請求項8〜11のいずれか1項に記載の製造方法。The manufacturing method according to claim 8, wherein the light reflecting layer is formed by metal deposition. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の生体分子マイクロアレイ用基板が有する生体分子プローブ固定化用スポットに生体分子プローブが固定化された生体分子プローブ固定スポットを複数個有する生体分子マイクロアレイ。The biomolecule microarray which has two or more biomolecule probe fixed spots by which the biomolecule probe was fix | immobilized in the spot for biomolecule probe fixation which the board | substrate for biomolecule microarrays of any one of Claims 1-7 has. 前記固定化された生体分子プローブがオリゴDNA、cDNA、RNA、またはPNAである請求項13に記載の生体分子マイクロアレイ。The biomolecule microarray according to claim 13, wherein the immobilized biomolecule probe is oligo DNA, cDNA, RNA, or PNA. 前記固定化された生体分子プローブが各生体分子プローブ固定スポット間で、同一または異なる塩基配列を有する請求項14に記載の生体分子マイクロアレイ。The biomolecule microarray according to claim 14, wherein the immobilized biomolecule probe has the same or different base sequence between the biomolecule probe fixing spots. 前記固定化された生体分子プローブがタンパク質またはペプチドである請求項13に記載の生体分子マイクロアレイ。The biomolecule microarray according to claim 13, wherein the immobilized biomolecule probe is a protein or a peptide. 前記固定化された生体分子プローブが各生体分子プローブ固定スポット間で、同一または異なる残基配列を有する請求項16に記載の生体分子マイクロアレイ。The biomolecule microarray according to claim 16, wherein the immobilized biomolecule probes have the same or different residue sequences between the biomolecule probe fixing spots.
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