JP3899831B2 - 生化学センサ及びこれを用いた生化学検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，抗体，抗原，１本鎖ＤＮＡ，レセプタ，リガンド，酵素等の検査対象物質の存在を，複数の生化学試料について同時に検査する生化学センサチップに関し，特に，ＤＮＡチップ，ＤＮＡアレーと呼ばれる生化学センサチップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
生化学センサチップとして，複数の検査対象物質を一度に検出する際に使用されるＤＮＡチップがある。ＤＮＡチップはガラス等の基板上に複数の異なるＤＮＡをプローブとして固定した生化学センサチップである。ここで言うプローブは，検査対象分子を特異的に識別する分子又は物質である。
【０００３】
ＤＮＡチップの作成方法としては，ＤＮＡプローブを基板上で合成する第１の方法（従来技術１：Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｖｏｌ．２５１，７６７−７７３（１９９１）），予め合成したＤＮＡプローブを基板上に一点ずつスポットする第２の方法（従来技術２：Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｖｏｌ．２７０，４６７−４７０（１９９５））がある。
【０００４】
第１の方法では，シリコン，ガラス等の基板の上に，光リソグラフィーと光化学反応の技術を利用して，多数の複数領域に異なる数１０ｍｅｒのＤＮＡを結合している。例えば，第１の領域には第１の種類のＤＮＡが結合され，また第２の領域には第２の種類のＤＮＡが結合されている。
【０００５】
検査対象物質の検出に際し，先ず，検査対象である遺伝子を数１０ｍｅｒの短い断片にして，各断片を蛍光色素で修飾した試料をＤＮＡチップの表面に加える。ＤＮＡチップ上に合成されているＤＮＡと相補的関係にあるＤＮＡ断片（例えば，ｃＤＮＡ断片）が試料の中に存在すると，このＤＮＡ断片はＤＮＡチップ上のＤＮＡと結合する。
【０００６】
ＤＮＡチップ上のＤＮＡと結合しない他のＤＮＡ断片を洗い流した後，共焦点顕微鏡等の高感度な光検出方法によりＤＮＡチップを観測すると，ＤＮＡチップの特定領域に結合したＤＮＡ断片に結合されている蛍光色素からの蛍光信号が検出される。ＤＮＡチップの各領域に結合されているＤＮＡは予め知られているので，ＤＮＡチップの各領域から検出された蛍光信号によりＤＮＡ断片が同定される。
【０００７】
第２の方法では，ＤＮＡプローブを各区画に一つ一つスポットする方法で，ＤＮＡを吸着しやすいように，ガラス，シリコン，高分子等の基板の表面をポリＬリジン等によってコーディングする。次に，微少量のＤＮＡ懸濁液の一定量を基板上に微量ピペット，針等を利用して滴下し，乾燥させることにより，多数の互いに異なるＤＮＡプローブのスポットを形成する。このようにして各区画２に固定されたＤＮＡプローブと，上述と同様に蛍光体で修飾された検査対象である遺伝子とを反応させ，共焦点顕微鏡や市販のＤＮＡマイクロアレースキャナーを使用して，反応した遺伝子を検出する。
【０００８】
本発明に関する以下の従来技術がある。
【０００９】
従来技術３（特開平１１−２４３９９７号公報）：微粒子に保持したプローブの種類を，微粒子自身の形状（例えば，粒径），誘電的性質，または色により識別する方法が開示される。試料と反応済みのプローブ付き微粒子が２次元配列されるプローブアレイに光を照射して，プローブアレイの透明な支持台を透過した光をＣＣＤカメラにより検出された信号をデータ処理装置に入力し，各粒子は重なり合わないことを確認して，粒子（ビーズ）の形状を計測する。
【００１０】
従来技術４（特開平２０００−０５５９２０号公報）：ＤＮＡ，抗原，抗体，レセプタ，リガンド，酵素などの生体分子で既に修飾された高分子微小球または金属粒子を，基板の上に配置することの提案がある。表面に金薄膜が蒸着により形成されている基板を用意し，基板の上に複数の仕切りが形成されたテンプレートを置き，次いで，各仕切りの中に濃度１から５０ｍＭのカルボジイミド液に懸濁されたポリスチレン微粒子を流し込み，領域毎に異なるポリスチレン微粒子を１層吸着した基板を形成できる，との記載がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術のＤＮＡチップでは，基板上に形成又は固定されるプローブの均一性に問題があった。即ち，従来技術１，２の何れの方法に於いても，分子の吸着は必ずしも均一ではない。非破壊的な手段により分子の吸着状態を確認することが容易にできず，基板上に形成又は固定されるプローブの均一性を計測して評価することは殆ど不可能であった。
【００１２】
また，ＤＮＡチップ上のＤＮＡプローブと検査対象物質とを反応させて，ＤＮＡチップ上のＤＮＡプローブと結合した検査対象物質を検出するが，これらの過程の間で，ＤＮＡチップから脱落した基板上のＤＮＡプローブの数を見積もる方法は知られていない。この結果，ＤＮＡチップの各領域から検出されたシグナルの強度が，実際に存在する検査対象物質の量を正確に反映しないという問題があった。
【００１３】
更に，表面積の小さい微小領域にプローブを固定するので，十分な強度のシグナルを得るのに必要な量のプローブを固定できないという問題点があった。
【００１４】
本発明の目的は，プローブが捕捉された微粒子が各区画に均一に固定され，固定された微粒子の数を計測することができ，プローブを捕捉する領域の表面積を増大させて感度向上が可能な生化学センサを提供する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の生化学センサでは，検査対象物質の検出に用いるプローブを予め捕捉した微粒子を，表面化学的なパターニング方法を用いて基板上に格子状に配置して形成された各区画に吸着させて固定する。各区画にプローブを捕捉した微粒子が単層で最密状態で固定される。各区画に固定される微粒子には各々異なる種類のプローブが捕捉されており，各区画で検査試料に含まれる異なる種類の検査対象分子を検出する。各区画に微粒子が固定されるので，各区画での見かけ上の単位面積当たりの表面積が増大する。
【００１６】
プローブを捕捉した微粒子を，１つの反応容器で予め大量に調製しておくことにより，各微粒子上にほぼ同数のプローブがほぼ均一に捕捉される。
【００１７】
本発明の生化学センサでは，基板の各区画に固定された微粒子の数を，微粒子によ光散乱を測定する，又は，予め微粒子を蛍光標識しておき蛍光標識からの蛍光を測定することにより，各区画で機能するプローブの数を計測することができる。生化学センサが使用される各工程に置いて，個々の生化学センサの各区画で機能するプローブの品質を保証することにより，検査対象物質を高い精度で検出できる。
【００１８】
本発明の生化学センサは，試料中の検査対象物質と選択的に結合するほぼ同じ数のプローブが表面に捕捉された複数の微粒子と，相互に分離された複数の区画が設けられた平面状の基板とを具備し，（１）各区画での単位面積当たりの微粒子の個数がほぼ同じとなるように，各区画に微粒子が固定されること，（２）各区画に１層の複数の微粒子が固定されること，に特徴がある。
【００１９】
本発明の生化学センサの製造方法は，試料中の検査対象物質と選択的に結合するほぼ同じ数のプローブが表面に捕捉された複数の微粒子を，プローブの種類毎に異なる容器内で作成する工程を有し，平面状の基板に設けられた相互に分離された複数の区画をもつ生化学センサの各区間毎に，（１）異なる種類のプローブが捕捉された複数の微粒子を，各区画での単位面積当たりの微粒子の個数がほぼ同じとなるように固定する工程を有すること，（２）異なる種類のプローブが捕捉された１層の複数の微粒子を固定する工程を有すること，に特徴がある。また，各区画での単位面積当たりに固定された微粒子の個数は，微粒子が固定された各区画の領域に光を照射して非破壊的に計測されることに特徴がある。
【００２０】
従来技術１〜４には，上記した特徴については何も言及がない。
本発明に於ける，プローブの代表的な例は１本鎖ＤＮＡであり，微粒子の代表的な例はポリスチレン微粒子のような高分子微粒子，ガラス微粒子である。
【００２１】
なお，以上の説明で，「ほぼ同じ数のプローブが表面に捕捉された微粒子」とは，微粒子（ｉ＝１，２，…，Ｎ）の表面に捕捉されているプローブの数をそれぞれＸ_ｉ＝Ｘ_１，Ｘ_２，…，Ｘ_Ｎとし，Ｘ_ｉ＝Ｘ_１，Ｘ_２，…，Ｘ_Ｎの平均値をＸ_ａｖとする時，９５％の統計確率で，平均値Ｘ_ａｖの±５０％以内のプローブの数（即ち，０．５Ｘ_ａｖから１．５Ｘ_ａｖの範囲にあるプローブの数）が捕捉された微粒子として定義される。即ち，微粒子ｉに捕捉されたプローブの数Ｘ_ｉが，０．５Ｘ_ａｖから１．５Ｘ_ａｖの範囲にあれば，微粒子ｉは，ほぼ同じ数のプローブが表面に捕捉された微粒子と見做すことにする。
【００２２】
また，以上の説明で，「各区画での単位面積当たりの微粒子の個数がほぼ同じである」ことは，区画（ｉ＝１，２，…，Ｍ）に固定されている単位面積当たりの微粒子の数をそれぞれＹ_ｉ＝Ｙ_１，Ｙ_２，…，Ｙ_Ｍとし，Ｙ_ｉ＝Ｙ_１，Ｙ_２，…，Ｙ_Ｍの平均値をＹ_ａｖとする時，９５％の統計確率で，平均値Ｙ_ａｖの±５０％以内の微粒子の数（即ち，０．５Ｙ_ａｖから１．５Ｙ_ａｖの範囲にある微粒子の数）が固定された区画として定義される。即ち，区画ｉに固定された微粒子の数Ｙ_ｉが，０．５Ｙ_ａｖから１．５Ｙ_ａｖの範囲にあれば，区画ｉは，ほぼ同じ数の微粒子が固定された区画と見做すことにする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例では，生化学センサの製造の前又は後に，試料中の検査対象物質と選択的に結合するほぼ同じ数のプローブが表面に捕捉された複数の微粒子が，プローブの種類毎に異なる容器内で大量に作成される。
【００２４】
本発明の実施例の生化学センサの製造では，先ず，金以外の金属蒸着膜の領域を平面状の基板の表面に格子状に形成する。次いで，金属蒸着膜の領域を含む基板の表面に金蒸着膜を形成する。金蒸着膜と金以外の金属蒸着膜とが重なって形成されていない領域に，又は，金蒸着膜と金以外の金属蒸着膜とが重なって形成されている領域に，相互に分離された複数の区画を形成する。試料中の検査対象物質と選択的に結合する，ほぼ同じ数のプローブが表面に捕捉された複数の微粒子を，各区画に固定する。各区画での単位面積当たりに固定された微粒子の個数は，各区画の領域に光を照射して非破壊的に計測される。
【００２５】
金属蒸着膜がＴｉ，Ｃｕ，Ｃｏの何れかで形成される場合には，金蒸着膜と金属蒸着膜とが重なって形成されていない領域に，複数の区画が形成され，金属蒸着膜がＡｇ又はＣｒで形成される場合には，金蒸着膜と金属蒸着膜とが重なって形成されている領域に，複数の区画が形成される。
【００２６】
複数の微粒子は，各区画での単位面積当たりの微粒子の個数がほぼ同じとなるように固定され，複数の微粒子が１層に固定される。微粒子としてポリスチレン微粒子が使用される場合には，ポリスチレン微粒子を基板の表面に熱溶着より各区画に固定される。
【００２７】
本発明の生化学センサが検出する検査対象物質の例としては，抗体，抗原，１本鎖ＤＮＡ，レセプタ，リガンド，酵素等がある。以下の説明では，検査対象物質を１本鎖ＤＮＡとする例をとり，以下，図を参照して詳細に説明する。
（第１の実施例）
第１の実施例では，プローブとなるＤＮＡ（ＤＮＡプローブ）を用いた生化学センサ（ＤＮＡマイクロアレー）の製作手順，及び，生化学センサを用いた多数の発現遺伝子の同時検出について説明する。即ち，ＤＮＡプローブが捕捉された微粒子を，基板上に格子状に形成され複数の区画の各区画に固定して，生体試料から作製したｃＤＮＡを各区画に固定された微粒子に捕捉されたＤＮＡプローブとハイブリダイゼーションさせることにより，発現遺伝子を検出する。
【００２８】
一般に，同時に多数の発現遺伝子を検出する場合には，従来，プローブとなるＤＮＡ（ＤＮＡプローブ）をナイロン膜，スライドグラス，シリコン等の基板上に固定した，ＤＮＡチップ又はＤＮＡマイクロアレーと呼ばれているセンサが使用されている。生体試料から精製したｍＲＮＡから，蛍光体等により標識したｃＤＮＡを合成して，基板上のＤＮＡプローブとｃＤＮＡとの間でのハイブリダイゼーション反応により，発現遺伝子を測定する方法が知られている（従来技術５：例えば，蛋白質核酸酵素，ｖｏｌ．４３，ＮＯ．１３，ｐｐ２００４−２０１１（１９９８），「ＤＮＡチップ技術とその応用」を参照）。
【００２９】
図１は，本発明の第１の実施例の生化学センサの構成を説明する図である。図１（Ａ）は生化学センサの平面図，図１（Ｂ）はＡＡ’断面図を示す。図１に示すように，ＤＮＡプローブが捕捉された微粒子３は，スライドグラス，ガラス，シリコン，高分子等の基板１上に格子状に形成された複数の区画２の各区画に固定されている。図１に示す例では，矩形の基板１を使用しているが，基板１として，正方形の基板を使用してもよい。
【００３０】
各区画２には，ＤＮＡプローブが捕捉された微粒子３が，捕捉されたＤＮＡプローブの種類毎に，固定されている。図１（Ａ）に示す全ての区画２に，同じ種類のＤＮＡプローブが捕捉された微粒子３を固定してもよいし，また，図１（Ａ）に示す第ｉ行の区画２に，第ｉの種類のＤＮＡプローブが捕捉された微粒子３を固定してもよい（ｉ＝１，２，…，Ｎ）。
【００３１】
図１に示す基板１として，例えば，透明石英製の大きさ，７６ｍｍ×２６ｍｍ，厚さ０．９ｍｍのスライドガラスを使用する。図１には，簡単のために少数の正方形の区画２を示している。区画２の大きさは，２０μｍ〜２００μｍの長さの辺をもつ正方形又は矩形，あるいは，２０μｍ〜２００μｍの長さの辺をもつ円形とすることができる。区画２の間隔を２０μｍ〜２００μｍとする。
【００３２】
微粒子３として，例えば，球の直径が５ｎｍから１００μｍのポリスチレン微粒子を使用することができる。５０ｎｍから２００ｎｍのポリスチレン微粒子を使用すると，各区画の表面に微粒子を保持できる点で好適である。各ポリスチレン微粒子３には，約４００〜約６０００分子のＤＮＡプローブが捕捉されている。
【００３３】
なお，正方形の区画２の一辺をｄ，球の微粒子３の半径をｒとし，区画２の表面に微粒子３が正方格子に配列し，微粒子３の表面に捕捉されているＤＮＡプローブの濃度を，ｎ分子／ｃｍ^２と仮定する。この時，区画２には，（ｄ／（２ｒ））^２個の微粒子３が固定されるので，合計，（ｄ／（２ｒ））^２×４πｒ^２ｎ＝πｄ^２ｎ分子のＤＮＡプローブが，区画２に捕捉されることになる。
【００３４】
一方，同じ濃度（ｎ分子／ｃｍ^２）で，直接に区画２にＤＮＡプローブを固定する場合，ｄ^２ｎ分子のＤＮＡプローブが区画２に固定される。従って，ＤＮＡプローブが捕捉されている微粒子３を区画２に固定すると，直接に区画２にＤＮＡプローブを固定する場合よりも，π倍のＤＮＡプローブ分子を区画２に捕捉できる。
【００３５】
ここで，基板１として，７６ｍｍ×２６ｍｍ，厚さ０．９ｍｍのスライドガラス上で２０ｍｍ×５０ｍｍの範囲を使用し，区画２の大きさを１００μｍの長さの辺をもつ正方形とし，区画２の間隔を１００μｍとし，球の直径が１００ｎｍのポリスチレン微粒子を使用する時，スライドガラスには２５０００個の区画２を形成することができ，各区画２には，約１０^６個のポリスチレン微粒子３が捕捉される。即ち，各区画２の表面には，１０^６個のポリスチレン微粒子３が，約１０^１０個／ｃｍ^２の濃度で固定される。
【００３６】
ここで，例えば，各ポリスチレン微粒子３に捕捉されるＤＮＡプローブの分子数の平均値が，約１６００分子とすると，各区画２には，合計，約１．６×１０^９分子のＤＮＡプローブが捕捉されることになる。
【００３７】
図２は，第１の実施例で使用される，ＤＮＡプローブが表面に捕捉された微粒子，及び，ＤＮＡプローブと検査対象物質の反応を説明するための，斜視図，部分拡大図である。図２の点線の円の部分の部分拡大図に示すように，ＤＮＡプローブ４が捕捉された微粒子３を準備する。微粒子の表面５に，ＤＮＡ鎖と共有結合又は水素結合が容易に生じるように，例えば，シリレン化又はシラン化等の修飾を行なう。
【００３８】
プローブとなるＤＮＡ（ＤＮＡプローブ）の合成について説明する。プローブとなるＤＮＡ領域をカバーするセンス側のプライマーの５’末端に，リンカーを付加したアミノ基を導入し，アンチセンス側は通常のプライマーを用いる。これらのプライマー，及びプローブとなる領域を含む鋳型ＤＮＡを用いてＰＣＲにより増幅反応を行なう。増幅したＤＮＡは市販のＰＣＲ増幅断片の精製キット（例えば，ＱＵＩＧＥＮ社の精製キット）を用いて精製し，増幅したＤＮＡを２６０ｎｍの吸光度からＤＮＡ量を定量する。
【００３９】
ＤＮＡプローブを捕捉する担体となる微粒子は表面修飾を施した市販の微粒子を用いる。例えば，表面に活性アルデヒド基を有する微粒子（ＰｏｌｙｂｅａｄＰｏｌｙａｃｒｏｌｅｉｎ Ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ（Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅ Ｉｎｃ．の商品名であり，日本国内ではフナコシが販売している）を使用する場合には，末端にアミノ基を導入したＤＮＡプローブを結合させる。逆に，表面にアミノ基を有する微粒子を使用する場合には，末端をアルデヒド基で修飾したＤＮＡプローブを用いる。
【００４０】
末端にアミノ基を導入したＤＮＡプローブを，表面に活性アルデヒド基を有する微粒子に捕捉する操作について説明する。ＤＮＡプローブを０．５ｍｇ／ｍＬ（ミリリットル）の濃度になるように，３×ＳＳＣ溶液（ここで，１×ＳＳＣは，ＮａＣｌ（０．１５Ｍ），クエン酸３ナトリウム（１５ｍＭ，ｐＨ７．０）の混合溶液を示す。３×ＳＳＣは１×ＳＳＣの３倍濃度溶液を示す。）中に，微粒子を懸濁して４時間室温で放置する。微粒子を０．２％のＳＤＳで洗い，更に，微粒子を蒸留水で３回洗った後，水素化ホウ素ナトリウム液（１ｇの水素化ホウ素ナトリウムを３００ｍＬのリン酸バッファーと１００ｍＬのエタノールに溶かした溶液）に，微粒子を懸濁して，５分間放置し，続いて，微粒子を２分間９５°Ｃの蒸留水に浸す。再び，０．２％のＳＤＳ溶液に微粒子を懸濁して１分間放置した後に，微粒子を蒸留水で３回洗浄した後，微粒子を乾燥して冷暗所に保管する。
【００４１】
また，微粒子の表面へのＤＮＡプローブの捕捉方法としては，他にビオチンとアビジンを介する周知の方法，金とＳＨ基の反応を利用して捕捉する周知の方法（従来技術６：Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌ，６９，４９３９−４９４７（１９９７））があり，これらの周知の方法も第１の実施例に使用可能である。金とＳＨ基の反応を利用して捕捉する周知の方法を使用する場合には，微粒子の表面を予め金コートしておく。
【００４２】
図２に示すように，微粒子の表面５に，ＤＮＡプローブの捕捉のためのリンカー６を介してＤＮＡプローブ４が捕捉される。検査対象物質を検出する標識９が結合された検査対象物質８とＤＮＡプローブ４とが相補鎖結合により結合する。標識９としては，試料毎に異なる種類の蛍光体等が使用される。
【００４３】
以下，ＤＮＡプローブが捕捉された微粒子を格子状に配列される各区画に吸着する第１の方法を図３を参照して説明する。
【００４４】
図３は，第１の実施例の生化学センサの製作方法，及び，構成を説明する図である。先に説明した方法により作成されたＤＮＡプローブが捕捉された微粒子を，図３に示す格子状に配列される複数の区画の各区画１３（２）に固定する。図３（Ａ）の平面図に示すように，基板１上に，正方形の形状をもつマスクパターン１０を格子状に塗布，形成する。図３（Ｂ）は，図３（Ａ）のＡＡ’断面図である。図３（Ｃ）の断面図に示すように，基板１のマスクパターン１０が形成されない領域に，金以外の金属を１ｎｍから１００ｎｍの厚さに蒸着して，金属薄膜１２を形成する。
【００４５】
次に，基板１に形成されマスクパターン１０を除去する。
【００４６】
次に，図３（Ｄ）の断面図に示すように，金を５ｎｍから１００ｎｍの厚さで蒸着して，基板１上に金薄膜６３のみが格子状に形成される金薄膜領域１３と，金属薄膜１２と金薄膜６３の２層膜が形成された２層膜領域１４が得られる。
【００４７】
次に，ＤＮＡプローブが捕捉された微粒子の懸濁液（重量比が０．１％から１０％である）の１ｍＬ当たりに，０．１ｍｇから１０ｍｇのカルボジイミドを加えた混合液を，金薄膜領域１３と２層膜領域１４とが形成された基板上に添加する。この時，混合液の添加量は，基板面積１ｃｍ^２につき，最低１０μＬ（マイクロリットル）とする。混合液が乾燥しない条件下で，１分から１時間の間室温でインキュベートし，純水により洗浄して乾燥する。
【００４８】
金属薄膜１２がチタン，銅，コバルト等の場合には，図３（Ｄ）の断面図（図３（Ｅ）のＢＢ’断面図），図３（Ｅ）の平面図に示すように，２層膜領域１４には微粒子が吸着せず，金薄膜６３のみが格子状に形成されされる金薄膜領域１３に微粒子３が吸着する。この結果，格子状に配置される金薄膜領域１３に，ＤＮＡプローブが捕捉された微粒子３が固定される区画２が形成される。
【００４９】
図３では簡単のために，正方形の基板１に９個の区画を形成する例をとり説明したが，基板１の形状は正方形に限定されず，区画の数も９個に限定されるものではない。
【００５０】
以下，ＤＮＡプローブが捕捉された微粒子を格子状に配列される各区画に吸着する第２の方法を図４を参照して説明する。
【００５１】
図４は，第１の実施例の生化学センサの製作方法，及び，構成を説明する図である。先に説明した方法により作成されたＤＮＡプローブが捕捉された微粒子を，図４に示す格子状に配列される複数の区画の各区画１４（２）に固定する。図４（Ａ）の平面図，図４（Ｂ）の断面図に示すように，物理的に穴８２が格子状に形成されたコンタクトマスク８０を基板１上に設置し，金以外の金属１２を１ｎｍから１００ｎｍの厚さに蒸着する。図４（Ｃ）の断面図に示すように，コンタクトマスク８０の穴８２と同じパターンを有する金属薄膜１２’が，基板１の表面に形成される。
【００５２】
次に，図４（Ｄ）の断面図に示すように，金を５ｎｍから１００ｎｍ蒸着して，基板１上に金薄膜６３のみが形成された金薄膜領域１３と，金属薄膜１２’と金薄膜６３の２層膜が形成された２層膜領域１４が得られる。
【００５３】
次に，ＤＮＡプローブが捕捉された微粒子の懸濁液（重量比が０．１％から１０％である）の１ｍＬ当たりに，０．１ｍｇから１０ｍｇのカルボジイミドを加えた混合液を，金薄膜領域１３と２層膜領域１４とが形成された基板上に添加する。この時，混合液の添加量は，基板面積１ｃｍ^２につき，最低１０μＬ（マイクロリットル）とする。混合液が乾燥しない条件下で，１分から１時間の間室温でインキュベートし，純水により洗浄して乾燥する。
【００５４】
金属薄膜１２’が銀，クロム等の場合には，図４（Ｅ）の断面図（図４（Ｆ）のＢＢ’断面図），図４（Ｆ）の平面図に示すように，金属薄膜１２’と金薄膜６３の２層膜が形成された２層膜領域１４に微粒子が吸着するため，コンタクトマスク８０の穴８２と同じパターンで微粒子３が基板に吸着される。この結果，格子状に配置される２層膜領域１４に，ＤＮＡプローブが捕捉された微粒子３が固定される区画２が形成される。
【００５５】
図４では簡単のために，正方形の基板１に４個の区画を形成する例をとり説明したが，基板１の形状は正方形に限定されず，区画の数も４個に限定されるものではない。
【００５６】
なお，図３，図４で説明した微粒子が選択的に吸着されるプロセスは，カルボジイミド濃度，金膜と金以外の金属膜の厚さの比に依存することから，微粒子を吸着させる各区画２の形状，複数の区画２が示すパターンを所望のパターンとする制御ができる。
【００５７】
基板１上に格子状に塗布，形成される正方形のマスクパターン１０（図３（Ａ）），あるいは，正方形の穴８２が格子状に配列するコンタクトマスク８０（図４（Ａ））を使用することにより，微粒子を捕捉する格子状の複数の区画を形成できる。格子状に形成され微粒子が固定される各区画（領域）に対して，異なる種類のＤＮＡプローブが捕捉された微粒子を添加し，吸着操作を行なうことにより，各区画毎に異なった種類のＤＮＡプローブを捕捉した生化学センサを作製できる。
【００５８】
ＤＮＡプローブの懸濁液の代わりに，ＤＮＡプローブが捕捉された微粒子の懸濁液を使用し，市販のＤＮＡマイクロアレーのスポッターを用いて，異なる種類のＤＮＡプローブを捕捉した微粒子を定まった各区画に添加することができる。市販のスポッターを用いると，最小で，約１００μｍの円形の形状で，ＤＮＡプローブを捕捉した微粒子を各区画に添加できる。
【００５９】
図５は，第１の実施例に於ける複数の生化学センサの製作方法を説明する図である。微粒子にＤＮＡ，ＲＮＡ，蛋白質等の生体物質を検出するための生体物質検出用プローブを捕捉する場合には，生体物質検出用プローブを微粒子に捕捉する反応を，生体物質検出用プローブの種類毎に別々の容器チューブ７１，７２，７３内で行ない大量のバッチの微粒子（生体物質検出用プローブが捕捉された微粒子）を予め準備しておく。生体物質検出用プローブの代表例は，ＤＮＡ分子と結合するＤＮＡプローブである。
【００６０】
大量のバッチとして，生体物質検出用プローブが捕捉された微粒子を調製するので，各微粒子に捕捉された生体物質検出用プローブの分子数は，ほぼ同じとなる。ここで，「ほぼ同じ分子数のプローブが捕捉された微粒子」とは，先に説明したように，微粒子（ｉ＝１，２，…，Ｎ）の表面に捕捉されているプローブの数をそれぞれＸ_ｉ＝Ｘ_１，Ｘ_２，…，Ｘ_Ｎとし，Ｘ_ｉ＝Ｘ_１，Ｘ_２，…，Ｘ_Ｎの平均値をＸ_ａｖとする時，９５％の統計確率で，平均値Ｘ_ａｖの±５０％以内のプローブの数（即ち，０．５Ｘ_ａｖから１．５Ｘ_ａｖの範囲にあるプローブの数）が捕捉された微粒子として定義される。即ち，微粒子ｉに捕捉されたプローブの数Ｘ_ｉが，０．５Ｘ_ａｖから１．５Ｘ_ａｖの範囲にあれば，微粒子ｉは，ほぼ同じ数のプローブが表面に捕捉された微粒子と見做すことにする。
【００６１】
生体物質検出用プローブに結合可能であり蛍光標識され複数種類の既知濃度の基準となる基準検体を，生体物質検出用プローブに結合させた後に，計測した蛍光標識からの蛍光強度と，微粒子を含む懸濁液の単位体積に含まれる微粒子の数とから，各微粒子に捕捉された生体物質検出用プローブの分子数の平均値を計測することができる。
【００６２】
複数の生化学センサの個々の基板上に同じバッチの微粒子を固定する。具体的な例をとって以下説明する。以下の説明では，３種類のＤＮＡプローブが捕捉された微粒子を，ＤＮＡプローブの種類毎に３枚以上の基板（スライドグラス）に，順次，スポットする例をとる。
【００６３】
相互に異なる種類のＤＮＡプローブをＤＮＡプローブ−１，−２，−３とする。ＤＮＡプローブ−１の溶液２１を収納する反応容器７１でＤＮＡプローブ−１を微粒子に捕捉させる反応を行なう。ＤＮＡプローブ−１の溶液２２を収納する反応容器７２でＤＮＡプローブ−２を微粒子に捕捉させる反応を行なう。ＤＮＡプローブ−１の溶液２３を収納する反応容器７３でＤＮＡプローブ−３を微粒子に捕捉させる反応を行なう。上記で説明した方法により，反応容器７１，７２，７３の各反応容器内の微粒子に捕捉された生体物質検出用プローブの分子数の平均値を求める。
【００６４】
各反応容器７１，７２，７３内の反応により，ＤＮＡプローブが捕捉された微粒子は，市販のマイクロアレー製造装置（例えば，日立ソフト社製のＳＰＢＩＯ），又は，ピペット等を用いて，順次，スライドガラス２４，２５，２６の上にスポットされる。
【００６５】
図５（Ａ）に示すように，ＤＮＡプローブ−１を捕捉した微粒子を含む懸濁液はスライドガラス２４，２５，２６に，順次，スポットされ，ＤＮＡプローブ−１を捕捉した微粒子によるスポット２７，２８，２９が形成される。
【００６６】
図５（Ｂ）に示すように，ＤＮＡプローブ−２を捕捉した微粒子を含む懸濁液はスライドガラス２４，２５，２６に順次，スポットされ，ＤＮＡプローブ−２を捕捉した微粒子によるスポット３０，３１，３２が形成される。
【００６７】
図５（Ｃ）に示すように，ＤＮＡプローブ−３を捕捉した微粒子を含む懸濁液はスライドガラス２４，２５，２６に順次，スポットされ，ＤＮＡプローブ−３を捕捉した微粒子によるスポット３３，３４，３５が形成される。
【００６８】
以上のようにして，同一反応容器内で予めＤＮＡプローブが捕捉された微粒子を大量に調製することにより，スライドガラス２４，２５，２６のように異なる生化学センサの基板上に，ほぼ同様の反応性を持った微粒子を供給して，各生化学センサの基板の格子状の各区画に微粒子を捕捉できる。
【００６９】
図５では，３種類のＤＮＡプローブが捕捉された微粒子を，ＤＮＡプローブの種類毎に３枚以上の基板（スライドグラス）に，順次，スポットする例をとり説明したが，ＤＮＡプローブの種類は３種類に限定されるものではなく，任意の種類の数でもよいことは言うまでもない。
【００７０】
次に，検査対象分子であるＲＮＡ又はＤＮＡの作製について説明する。検査対象分子はその増幅の際に，例えば，Ｃｙ３又はＣｙ５等の蛍光色素で標識されたｄＵＴＰを用いて，増幅され蛍光標識された検査対象分子が用いられる。
【００７１】
解析する細胞から一般に知られている方法（従来技術７：例えば，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｌｏｎｉｎｇ ｓｅｃｏｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ （Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｅｓｓ（１９８９））により，全ＲＮＡを抽出し，更に，ポリＡ−ＲＮＡを調製する。次に，ポリＡ−ＲＮＡから蛍光標識されたｃＤＮＡを合成する。例えば，ポリＡ−ＲＮＡ１μｇ，スーパースクリプトＩＩ（Ｇｉｂｃｏ ＢＲＬ）反応バッファー８μＬ，オリゴｄＴプライマー１μｇ，１０ｍＭのｄＮＴＰ４μＬ，Ｃｙ３（アマシャムファルマシア商品コードＰＡ５３０２２），又は，Ｃｙ５（アマシャムファルマシア商品コードＰＡ５５００２２））で標識されたｄＵＴＰ４μＬ，０．１ＭのＤＴＴ４μＬ，に蒸留水を加えて３８μＬとする。この液を７０°Ｃで１０分間保持した後，氷上で急冷する。急冷された溶液にスーパースクリプトＩＩ（Ｇｉｂｃｏ ＢＲＬ）２μＬを加えて穏やかに撹拌した後，２５°Ｃで１０分，４２°Ｃで４０分，７２°Ｃで１０分保持した後，室温まで冷却する。反応液を分子量カットフィルター，例えば，Ｍｉｃｒｏｃｏｎ３０（ミリポア社）を用いて２０μＬまで濃縮し，更に，蒸留水を４００μＬ加えて１０μＬまで濃縮する。この操作で未反応のｄＵＴＰ，ｄＮＴＰが除去される。１０μＬまで濃縮した溶液に，２０×ＳＳＣ溶液（１×ＳＳＣの２０倍濃度溶液）を４μＬ，蒸留水を６μＬ加えて１００°Ｃの湯浴中で３分間保持した後，氷上で急冷する。急冷した溶液に１０％のＳＤＳを２００μＬ加えて検査対象物質を含む試料溶液が調製される。
【００７２】
調製された試料溶液と，生化学センサの基板の各区画に固定された微粒子に捕捉されたＤＮＡプローブとの反応と，反応生成物の検出について説明する。微粒子に捕捉されたＤＮＡプローブと試料溶液とを接触させて，密閉容器中に生化学センサをおいて，６５°Ｃで１０時間から２４時間，反応を行なう。
【００７３】
反応が終了した生化学センサの基板は，０．１％のＳＤＳを含む２×ＳＳＣ溶液（１×ＳＳＣの２倍濃度溶液）で５分間３回洗浄した後，０．１％のＳＤＳを含む０．２×ＳＳＣ溶液（１×ＳＳＣの０．２倍濃度溶液）で５分間３回洗浄し，０．２×ＳＳＣ溶液で軽くすすいだ後に室温で乾燥させる。次に，市販のスキャナー（例えば，ＳｃａｎＡｒｒａｙ５０００ ＧＳＩＬｕｍｏｎｉｃｓ社）を使用して，既存のＤＮＡマイクロアレーと同様に各スポットからの蛍光強度を測定する。
【００７４】
以上説明したように，ＤＮＡプローブを表面に捕捉した微粒子を，格子状に形成された区画に固定した生化学センサを用いて，一度に多数の種類のＤＡＮプローブにより検査対象物質を含む試料を検査解析でき，試料作成，ハイブリダイゼーション反応，反応生成物の検出は，これまでに確立されている方法をそのまま利用できるという利点がある。
（第２の実施例）
図６は，本発明の第２の実施例であり，ＤＮＡプローブが捕捉された微粒子を，基板上に格子状に形成された複数の円形の区画の各区画に固定して作成した生化学センサ（第１の実施例）を評価する方法を説明する図である。即ち，各区画に固定された微粒子が均一であるか否かの評価，各区画に固定された微粒子の数の計測を行なう。以下の説明では，円形の区画を例にとり説明するが，区画の形状は円形に限らず，正方形，矩形でもよい。
【００７５】
図６（Ａ）は，生化学センサの基板上に吸着している微粒子の分布の均一性を評価するための装置である。半導体レーザ４０からのレーザ光線４１を走査型鏡４２を介して基板１上に照射する。基板１の各区画の微粒子からの散乱光は，半導体レーザからの正反射光が到達しない位置に配置された集光レンズ，光検出器４４により検出される。走査型鏡４２を駆動することにより，微粒子が吸着された領域４５をレーザ光線４１により走査する。光検出器４４の出力信号は，演算処理装置９０に入力され，光検出器４４の出力信号の加算処理，平均処理，平滑化処理，規格化処理等が行なわれ，処理結果は表示装置９１に表示される。粒径が５０ｎｍから１００μｍの微粒子は高効率でレーザ光を散乱し，その散乱光強度は微粒子の濃度に依存する。
【００７６】
従って，図６（Ｂ）に示すように，微粒子が吸着された領域４５の面積の１０分の１以下の面積に集光されたレーザ光４７により，微粒子が吸着された領域４５を，ｘ方向，ｘ方向に直交するｙ方向で２次元的に走査しながら，散乱光強度をモニタすることにより，微粒子が吸着された領域４５内に於ける微粒子の分布の均一性を評価できる。
【００７７】
図６（Ｃ），図６（Ｄ）は，微粒子が吸着された領域４５内に於ける微粒子の分布の均一性の評価を説明する図である。図６（Ｃ）に示すように，微粒子が基板に均一に吸着している領域４６では，散乱光強度４９はレーザ光４７の走査中ほぼ一定である。しかし，図６（Ｄ）に示すように，不均一に微粒子が吸着している領域５０では，散乱光強度５１がレーザ光４７の走査中に変化する。
【００７８】
なお，図６（Ｃ），図６（Ｄ）に於いて，横軸は基板上でのレーザ光４７の走査位置（図６（Ａ）に示す，円形の区画のほぼ中心をそれぞれ通る走査方向（ｘ）４９’，５１’に於けるレーザ光の位置）を示し，縦軸は領域４５内での散乱光強度の最大値を１００とする散乱光強度（Ｉ）を示す。領域４５内に於ける微粒子の分布の均一性の評価は，散乱光強度Ｉの位置（ｘ，ｙ）による変化Ｉ（ｘ，ｙ）を計測した後，領域４５内でのＩ（ｘ，ｙ）の最大値を１００とする規格化を行なって，例えば，標準偏差を求め，この標準偏差が所定の値以下であれば，微粒子の分布が均一であると判断する。
【００７９】
生化学センサの基板上に吸着している微粒子の分布の均一性を，図６（Ｅ），図６（Ｆ）に示す半導体レーザ光の照射により評価することも可能である。図６（Ｅ）に示すように，微粒子が吸着された領域のサイズに相当する長さをｘ方向に直交するｙ方向にもつ線状の光スポット５２を，微粒子が吸着された領域４５でｘ方向に走査しながら，微粒子からの散乱光強度をモニタすることにより，微粒子が吸着された領域４５内に於ける微粒子の分布の均一性を評価できる。
【００８０】
領域４５内に於ける微粒子の分布の均一性の評価は，散乱光強度Ｉの位置（ｘ）による変化Ｉ（ｘ）を計測した後，領域４５内でのＩ（ｘ）の最大値を１００とする規格化を行なって，例えば，標準偏差を求め，この標準偏差が所定の値以下であれば，微粒子の分布が均一であると判断する。
【００８１】
また，図６（Ｆ）に示すように，微粒子が吸着された領域４５の面積に相当する面積をもつ光スポット（斜線で示す）５４として照射して，微粒子からの散乱光強度をモニタすることにより，微粒子が吸着された領域４５内に於ける微粒子の分布の均一性を簡便に評価できる。
【００８２】
領域４５内に於ける微粒子の分布の均一性の評価は，複数の領域４５で散乱光強度Ｉを計測した後，複数の領域４５内でのＩの最大値を１００とする規格化を行なって，例えば，所定の閾値を越える散乱光強度Ｉをもつ領域４５が微粒子の分布が均一であると判断する。
【００８３】
以上説明したように，微粒子による光散乱を用いて生化学センサの基板の各区画に固定されている微粒子の分布の均一性が測定できる。
【００８４】
更に，生化学センサの基板の各区画に固定されている微粒子の数を以下の方法により計測することができる。
【００８５】
検査対象物質の検出に使用していない蛍光体を用いて，微粒子を蛍光標識し，蛍光標識からの蛍光強度を検出することにより，各区画に固定された微粒子の数を計測することができる。例えば，ポリスチレン微粒子をフルオロセインを含む５０％メタノール溶液に浸し，乾燥することによりポリスチレン微粒子がフルオロセインにより標識される。
【００８６】
第１の実施例で説明した方法により，生化学センサの基板の各区画にＤＮＡプローブを微粒子に捕捉し，図５に示すように，順次，ＤＮＡプローブが捕捉された微粒子をスライドガラスにスポットする。この時，スライドガラス毎に固定されるポリスチレン微粒子の数がばらついたり，その後のハイブリダイゼーション工程や生化学センサの基板の洗浄工程でポリスチレン微粒子が脱落することがある。しかし，このような場合でも，各区画に捕捉されたＤＮＡプローブと，蛍光体で修飾された検査対象である遺伝子とを反応させた後に，共焦点顕微鏡や市販のＤＮＡマイクロアレースキャナーを使用して反応した遺伝子を検出する前の時点で，各区画のフルオロセインの蛍光強度を測定することにより，各スライドガラス上の各区画のポリスチレン微粒子の数を算出できる。
【００８７】
以上説明した各方法により，生化学センサの基板の各区画に固定された微粒子の数を計測でき，各微粒子に捕捉されたＤＮＡプローブの分子数の平均値は，予め，求めておくことができるので，反応した遺伝子を検出する前の時点で，各区画に於けるＤＮＡプローブの分子数を求めることが可能である。
【００８８】
従って，個々の生化学センサの各区画に於けるＤＮＡプローブの分子数を測定できるので，検査対象物質を高い精度で検出できる。即ち，第１の実施例で説明した方法により作成された生化学センサは，この生化学センサが使用される各工程で必要に応じて，その品質を確認することができる。
【００８９】
以上の説明で，蛍光体としてはＪｏｅ，Ｔａｍｕｒａ，Ｒｏｘ（アプライドバイオシステムズ社）を用いても良い。
（第３の実施例）
図７は，本発明の第３の実施例であり，電界を利用したハイブリダイゼーション反応を行なうための生化学センサの構成を説明する図である。第３の実施例で使用する生化学センサは，金以外の金属蒸着膜により生化学センサの基板の表面に格子状に形成され区画と，格子状に形成され区画及び基板の表面に形成された金蒸着膜とを有し，金蒸着膜と金属蒸着膜とが重なって形成されていない領域に，相互に分離された複数の区画が形成された平面状の基板により構成される。
【００９０】
試料中の検査対象物質と選択的に結合するＤＮＡプローブが表面に捕捉された微粒子が，ＤＮＡプローブの種類毎に各区画に固定される。基板の表面に形成された金蒸着膜を一方の電極として，この金蒸着膜の面と平行に他方の電極基板を配置して，電気的なハイブリダイゼーション反応を実行する（従来技術８：ＮａｔｕｒｅＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏｌ．１６，５４１−５４６（１９９８））。
【００９１】
第３の実施例では，生化学センサを用いて核酸を検出する例について説明する。先ず，図３に示す正画角センサの製作方法と同様にして，シリコン基板６４の上に，正方形，矩形，円形の何れかの形状をもつ，チタンの薄膜６５（図３（Ｃ）に示す金属薄膜１２に対応する）の区画を格子状に形成する。更に，チタンの薄膜６５を含むシリコン基板６４の面に，チタンの薄膜とほぼ同じの厚さの金薄膜６３を形成する。微粒子３は，金蒸着膜６３とチタンの薄膜６５とが重なって形成されていない領域であり，相互に分離された複数の区画に固定される。
【００９２】
第１の実施例で説明した方法により，ＤＮＡプローブを微粒子３の表面に捕捉する。この時，解析に必要な種類の微粒子を第１の実施例と同様の方法により作成して用意する。微粒子はカルボジイミドを加えた懸濁液として調製し，チタンの薄膜６５と金薄膜６３が重なっていない領域を単層で覆い尽くすのに十分な微粒子を含む懸濁液を滴下する。
【００９３】
この時，チタンと金が重なっていない隣の領域に懸濁液が広がらないような液量を滴下する。液の滴下は微小なピペットを用いて手作業で行なっても良いが，第１の実施例で説明したように，市販のマイクロアレー製造装置を用いて，微粒子の懸濁液を各区画にスポットしても良い。
【００９４】
スポットが終了した後，流水で洗浄して各区画毎に異なる種類のＤＮＡプローブで修飾された微粒子３が固定されたマイクロアレーが完成する。
【００９５】
微粒子が固定された部分を覆い尽くす大きさのプラス極金属基板６１を，微粒子を固定した基板の微粒子の側の平行な位置に設置する。プラス極金属基板６１と微粒子が固定された金蒸着膜６３の間隙は，０．１ｍｍから１ｍｍ程度とする。プラス極金属基板６１と微粒子が固定された金蒸着膜６３の間隙に，第１の実施例で説明した方法で，Ｃｙ３又はＣｙ５等の蛍光色素で標識された試料を含むハイブリダイゼーション反応液６６を満たし，プラス極金属基板６１がプラス極，金蒸着膜６３がマイナス極になるようにして，反応液６６に直流電界を印加しながら６５°Ｃに保ち，通常のハイブリダイゼーション反応を行なった後，生化学センサの基板の洗浄を行なって，ＤＮＡプローブと反応したＤＮＡを検出する。
【００９６】
また，ハイブリダイゼーションの過程を観察する必要がある場合には，プラス極である金属基板６１の代わりに，メッシュ状の金属線を電極として用いることも可能である。
【００９７】
ＤＮＡプローブと反応したＤＮＡの検出は，第２の実施例と同様に，マイクロアレースキャナーを使用して行なう。
【００９８】
以上の各実施例の説明では，検査対象物質として１本鎖ＤＮＡを例にとって，ＤＮＡプローブが捕捉された微粒子を生化学センサの各区画に固定した場合について説明した。検査対象物質として，抗体，抗原，レセプタ，リガンド，酵素を対象とする場合には，生体分子（プローブ）としてそれぞれ，抗原，抗体，リガンド，レセプタ，基質を捕捉した微粒子を生化学センサの各区画に固定した構成にすれば良い。
【００９９】
従って，生化学センサの各区画に捕捉する生体物質（生化学物質）検出用のプローブの種類を変更することにより，本発明の生化学センサを用いた各種の生化学物質の検出が可能な生化学検査装置が実現できる。
【０１００】
（第４の実施例）
以下，各実施例で説明した本発明の生化学センサの販売方法について説明する。各実施例で説明した，本発明の複数の生化学センサは，以下の態様で販売される。本発明の生化学センサは，試料中の検査対象物質と選択的に結合するほぼ同じ数のプローブが表面に捕捉された複数の微粒子と，相互に分離された複数の区画が設けられた平面状の基板とを具備しており，（１）各生化学センサの各区画での単位面積当たりの微粒子の個数がほぼ同じである生化学センサを，各区画での単位面積当たりに固定された微粒子の個数のデータを記憶した電子媒体と共に販売される。（２）各生化学センサの各区画に１層の複数の微粒子が固定された生化学センサを，各区画での単位面積当たりに固定された微粒子の個数のデータを記憶した電子媒体と共に販売される。（３）各生化学センサの各区画に微粒子が固定された生化学センサを，各区画での単位面積当たりに固定された微粒子の個数のデータを記憶した電子媒体と共に販売される。
【０１０１】
電子媒体には，各生化学センサの各区画の形状及び大きさも記憶される。更に，電子媒体には，各生化学センサの各区画に固定された微粒子に捕捉された生体物質（生化学物質）検出用のプローブ（ＤＮＡプローブ等）の分子数の平均値も記憶される。微粒子に捕捉された生体物質（生化学物質）検出用のプローブの分子数の平均値は，第１，第２の実施例で説明したように，予め，求めておくことができる。
【０１０２】
電子媒体として，例えば，安価な周知のフロッピーディスクが使用され，フロッピーディスクが添付された生化学センサが販売される。
【０１０３】
各生化学センサの各区画に固定された微粒子に捕捉された検出用のプローブの分子数の平均値を電子媒体に記憶して，個々の生化学センサの品質を保証して販売するので，ユーザは，検出用のプローブと反応した検査対象物質を検出する前の時点で，各区画に固定された微粒子の数（電子媒体に記憶された値，又は，ユーザによる計測値）と，微粒子に捕捉された検出用のプローブの分子数の平均値とから，各区画に於ける検出用のプローブの分子数を求めることが可能であり，検査対象物質を高い精度で検出できる生化学センサをユーザに提供することができる。
【０１０４】
従来技術では，ＤＮＡチップ上のＤＮＡプローブと検査対象物質とを結合させて，ＤＮＡプローブと結合した検査対象物質を検出する過程で，ＤＮＡチップから脱落したＤＮＡプローブの数を見積もる方法は知られていなかった。また，基板上の各区画に形成又は固定されるＤＮＡプローブの均一性を計測，評価して，個々のＤＮＡチップの品質を保証して販売する方法はなされていなかった。この結果，ＤＮＡチップを使用する分析に於いて，ＤＮＡチップの各区画から検出された信号強度が，実際に存在する検査対象物質の量を正確に反映しないという実用上での重大な問題があった。本発明の生化学センサの販売方法では，これら従来技術の問題を解決することが可能となる。
【０１０５】
【発明の効果】
本発明により，試料中の検査対象物質の有無を多数の試料に関して，同時に高感度で検出できる簡便な生化学センサ，及びこれを用いる生化学検査装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の生化学センサの構成を説明する図。
【図２】本発明の第１の実施例で使用される，ＤＮＡプローブが表面に捕捉された微粒子，及び，ＤＮＡプローブと検査対象物質の反応を説明する図。
【図３】本発明の第１の実施例の生化学センサの製作方法，及び，構成を説明する図。
【図４】本発明の第１の実施例の生化学センサの製作方法，及び，構成を説明する図。
【図５】本発明の第１の実施例に於ける複数の生化学センサの製作方法を説明する図。
【図６】本発明の第２の実施例であり，第１の実施例の生化学センサを評価する方法を説明する図。
【図７】本発明の第３の実施例であり，電界を利用したハイブリダイゼーション反応を行なうための生化学センサの構成を説明する図。
【符号の説明】
１…基板，２…微粒子が固定された区画，３…微粒子，４…ＤＮＡプローブ，５…微粒子の表面，６…ＤＮＡプローブを捕捉するためのリンカー，８…ＤＮＡプローブと結合した検査対象物質，９…検査対象物質を検出する標識，１２，１２’…金属薄膜領域，１３…金薄膜領域，１４…２層膜領域，２１…ＤＮＡプローブ−１の溶液，２２…ＤＮＡプローブ−２の溶液，２３…ＤＮＡプローブ−３の溶液，２４，２５，２６…スライドガラス，２７，２８，２９…ＤＮＡプローブ−１を捕捉した微粒子によるスポット，３０，３１，３２…ＤＮＡプローブ−２を捕捉した微粒子によるスポット，３３，３４，３５…ＤＮＡプローブ−３を捕捉した微粒子によるスポット，４０…半導体レーザ，４１…レーザ光線，４２…走査型鏡，４４…光検出器，４５…微粒子が吸着された領域，４６…微粒子が基板に均一に吸着している領域，４７…微粒子が吸着された領域の面積よりも１０分の１以下の面積に集光されたレーザ光，４９，５１…散乱光強度，４９’，５１’…レーザ光の走査方向，５０…不均一に微粒子が吸着している領域，５２…長軸方向が微粒子が吸着された領域のサイズに相当する光スポット，５４…微粒子が吸着された領域の面積に相当する光スポット，６１…プラス極金属基板，６３…金薄膜，６４…シリコン基板，６５…チタン薄膜，６６…ハイブリダイゼーション反応液，７１，７２，７３…反応容器，８０…コンタクトマスク，８２…コンタクトマスクの穴，９０…演算処理装置，９１…表示装置。

Claims (6)

1. 平面状の基板と、
   前記基板上に格子状に設置され、 Ti 、 Cu 、及び Co のいずれかで形成された金属蒸着膜と、
   前記基板上に形成された前記金属蒸着膜を覆って形成された金蒸着膜と、
   前記金蒸着膜の下に前記金属蒸着膜が形成されていない領域で、前記金蒸着膜の上に固定された複数の微粒子とを有し、
   前記微粒子は、ポリスチレン微粒子及びガラス微粒子の少なくともいずれかであり、かつ生化学プローブが固定されていることを特徴とする生化学センサ。
2. 平面状の基板と、
   前記基板上に格子状に設置され、 Ag 及び Cr のいずれかで形成された金属蒸着膜と、
   前記基板上に形成された前記金属蒸着膜を覆って形成された金蒸着膜と、
   前記金蒸着膜の下に前記金属蒸着膜が形成された領域で、前記金蒸着膜の上に固定された複数の微粒子とを有し、
   前記微粒子は、ポリスチレン微粒子及びガラス微粒子の少なくともいずれかであり、かつ生化学プローブが固定されていることを特徴とする生化学センサ。
3. 前記微粒子は一層で固定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の生化学センサ。
4. 前記複数の微粒子が固定された領域は複数の区画に分けられ、前記区画の各々に１層の前記複数の微粒子が固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の生化学センサ。
5. 前記複数の粒子が設置された領域は複数の区画に分けられ、前記区画に、前記区画の各々毎に異なる前記生化学プローブが固定された前記微粒子が固定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の生化学センサ。
6. 請求項１又は請求項２に記載の生化学センサを用いた生化学分析システム。

Images