JP4024442B2 - Quantitative method and apparatus for test piece and biological material - Google Patents

Quantitative method and apparatus for test piece and biological material Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、DNAの解析や免疫学的解析に用いられる試験片とその試験片によって生体由来物質を定量する方法及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
約30億bpという巨大なヒトゲノムの全塩基配列を決定し、それらを解析しようというヒトゲノム計画は、当所の予定から早まり2003年までに決定されるのではないかとの見解がなされ、ヒトゲノム計画はシステマティックな塩基配列からシステマティックな機能解析へと焦点が移ってきている。
【0003】
遺伝情報の具体的内容は、いかなるタンパクがいかなる条件で合成されるかという点につきるものであるが、前者すなわちいかなるタンパクが合成されているかという点については、従来より、ウエスタン・ブロット法、ノーザン・ブロット法やサザン・ブロット法などの解析方法が広く用いられている。しかしながらこれらの方法は、取り出された特定のタンパクやDNA、RNAなどがいかなるものであるかという点については解析できても、細胞から抽出されたすべてのタンパクやDNA、RNAを一度に解析するには必ずしも適さなかった。
【0004】
一方、後者すなわちタンパクがいかなる条件で合成されるかという点に関しては、転写のレベルで制御されているために従来の解析方法では充分な解析ができなかったが、その最大の原因は、DNAにおける制御配列と対応する制御内容の双方のデータが不足していたためであった。
【0005】
しかしここにきて、DNAチップやDNAマイクロアレイと呼ばれる、1センチ四方程度の担体表面上に高密度に任意のオリゴヌクレオチドを固定する技術の進歩によって、遺伝子の発現情報の解析が飛躍的に進歩することが期待されている。DNAチップは、シリコンチップをフォトリソグラフィー技術によって多くの区画に分割し、それぞれの区画上に特定の塩基配列を持った一本鎖DNAを直接合成したものである。DNAマイクロアレイは、従来メンブレン上にブロットされたスポットサイズが約300μあるいはそれ以上であったDNAマクロアレイを、スポットサイズを約200μあるいはそれ以下にしてスライドグラス上にブロットしたものである。DNAチップやDNAマイクロアレイは、信号読取装置とコンピュータシステムにつながれ、チップ上、マイクロアレイ上に配置されたDNAがどのプローブとハイブリダイズしたかを知ることができるようになっている。DNAチップやDNAマイクロアレイ上に配置されるDNAの種類とその配置しだいで、遺伝子DNAの変異解析、多型解析、塩基配列解析、発現解析などさまざまな用途に用いることが可能なものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このDNAマイクロアレイを用いた解析は、マイクロアレイの作製やその検出装置の議論がなされ始めたばかりであり、まだかなりの問題点を抱えている。たとえば、マイクロアレイはスポッター装置といわれるものでcDNAをブロットして作製するが、その作製方法としては、図4aに示すようにスライドグラス42上にピン41を直接接触させてcDNA43を配置する接触プリンティング法や、図4bに示すようにスライドグラス42上にシリンジ44を接触させないでcDNA43をブロットする非接触プリンティング法があるが、いずれの作製方法であっても、ブロットされるスポットとスポットの間にはスポットされる量にばらつきがあり、最も良い場合であっても、接触プリンティング法で5〜10%CV、非接触プリンティング法で3〜5%CVのばらつきとなっている。さらには欠陥スポットの存在すらある。このため、図5に示すように同じDNAマイクロアレイ51のa点とb点とで、また同じa点でもDNAマイクロアレイ51と同じように作製したDNAマイクロアレイ52とではスポットされているDNAのサンプル量が異なり、このため1つの細胞から調整された互いに異なるDNAの定量や、同じ細胞で時期によって発現量が異なるようなDNAの定量的な比較が、実はかなり誤差を含んだものとなるといった問題が起こっている。
【0007】
この問題を解決するために、まず第一に考えられるのはスポッター装置の改良であるが、スポットされるサンプル量の再現性を向上させるための改良には限界があると考えられる。
【0008】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、スポッター装置の改良によってブロットされる各スポットの再現性の向上に頼ることなく、担体に配置される物質の方に着目し、スポット間でブロット量のばらつきがあっても、正確に定量をおこなうことができるDNAマイクロアレイなどの試験片を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の試験片は、担体上の所定の複数位置に、互いに異なる複数の既知の特異的結合物質がそれぞれ配置された、標識物質で標識された生体由来物質の解析に用いられる試験片であって、前記特異的結合物質が標識物質で標識されていることを特徴とするものである。
【0010】
本発明の生体由来物質の定量方法は、担体上の所定の複数位置に、互いに異なる複数の既知の標識特異的結合物質がそれぞれ配置されている試験片の、前記特異的結合物質の標識物質から放出される標識信号の量を各位置ごとに検出し、
前記特異的結合物質を標識している標識物質とは異なる標識物質で標識された生体由来物質を前記特異的結合物質に結合させて、結合した前記生体由来物質の標識物質から放出される標識信号の量を各位置ごとに検出し、
前記特異的結合物質の標識物質から放出される標識信号の量の検出結果と、前記生体由来物質の標識物質から放出される標識信号の量の検出結果に基づいて、前記特異的結合物質と結合した生体由来物質を定量することを特徴とするものである。
【0011】
本発明の生体由来物質の定量装置は、担体上の所定の複数位置に、互いに異なる複数の既知の標識特異的結合物質がそれぞれ配置されている試験片の、前記特異的結合物質の標識物質から放出される標識信号を検出する検出手段と、
前記特異的結合物質に結合した、該特異的結合物質を標識している標識物質とは異なる標識物質で標識された生体由来物質の標識物質から放出される標識信号の量を各位置ごとに検出する検出手段と、
前記特異的結合物質の標識物質から放出される標識信号の量の検出結果と、前記生体由来物質の標識物質から放出される標識信号の量の検出結果に基づいて、前記特異的結合物質と結合した生体由来物質を定量する解析手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0012】
「担体」とは、特異的結合物質を安定に結合、点着できるものであればよく、たとえばメンブレンフィルターやスライドグラス板などである。これらの担体は特異的結合物質を安定に結合するために、前処理がなされているものであってもよい。
【0013】
「特異的結合物質」とは、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク、核酸、cDNA、DNA、RNAなどであって、生体由来物質と特異的に結合可能な物質を意味する。「既知の」とは、特異的結合物質によって異なるが、たとえば核酸であればその塩基配列や塩基の長さなどが、タンパクであればアミノ酸の組成などがわかっていることを意味する。ここで、担体の所定の位置に配置される特異的結合物質は、各位置ごとに1種類の特異的結合物質が配置されていることを意味する。
【0014】
「生体由来物質」とは、担体上の所定の位置に配置された既知の特異的結合物質と特異的に結合する物質であって、生体から抽出、単離等された物質を意味するが、生体から直接抽出されたものだけでなく、これらを化学処理、化学修飾等したものも含まれる。たとえばホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク、核酸、cDNA、DNA、mRNAなどの物質である。
【0015】
特異的結合物質が「標識物質で標識されている」(標識物質で標識されている特異的結合物質を単に標識特異的結合物質ともいう)とは、特異的結合物質のたとえば鎖状分子の片方の末端のように1ヶ所を標識していてもよいし、数ヶ所を標識していてもよい。通常は特異的結合物質の1ヶ所が標識されていれば、担体上の各位置に配置されている特異的結合物質の量は検出可能であるが、検出感度を上げたい場合や、特異的結合物質の1ヶ所だけを標識することが技術上困難だったり、あるいは技術上複雑となったりするような場合には標識箇所が複数であってもよい。
【0016】
生体由来物質を標識する標識物質は、特異的結合物質を標識している標識物質とは異なる標識物質を選択することが好ましい。生体由来物質を標識する標識物質が放出する標識信号と、特異的結合物質を標識する標識物質が放出する標識信号を同時に、それぞれを別々に検出することができるからである。生体由来物質を標識する標識物質は、生体由来物質を1ヶ所標識するものでもよいし、数ヶ所標識するものであってもかまわないが、1ヶ所であることが好ましい。生体由来物質の場合には、構成している物質が既知でない場合もあり、標識物質の取り込まれ方の確認などが必要となり技術的に複雑化するからである。但し既知の物質であれば特異的結合物質と同様に、数ヶ所であっても差し支えない。
【0017】
「標識物質」とは、特異的結合物質や生体由来物質から情報を得るためにこれらの一部を改変し、あるいはこれらに直接付加される、目印となる物質を意味する。標識物質は、標識物質から放出される標識信号が検出でき、かつ特異的結合物質や生体由来物質に取り込まれる規則性があらかじめわかっているものであれば特に限定されるものではない。たとえばサイバーグリーンIITM、Cy5TM、フルオレセインイソチオシアネートなどの蛍光色素や32P、33Pなどの放射性同位体を用いることが好ましい。「標識信号」とは、たとえば標識物質が蛍光色素である場合には蛍光、標識物質が放射性同位体である場合には放射線のように、標識物質から放出、あるいは出力されるようなものをいう。この場合特異的結合物質に同位体を生体由来物質に蛍光色素を用いてもよいし、特異的結合物質に蛍光色素を生体由来物質に同位体を用いてもよいし、また特異的結合物質と生体由来物質ともに蛍光色素を用いてもよい。但し、特異的結合物質と生体由来物質ともに蛍光色素を用いる場合には、発光波長帯域が互いに重複しないものあるいは、重複しても少なくとも主要な検出帯域においては重複しない蛍光色素を用いることが必要である。一方放射性同位体を用いる場合には、担体に配置された放射性同位体で標識された特異的結合物質を、特公平5−20712号(オートラジオグラフィーにおける放射性同位元素の定量測定法)のごとく、輝尽性蛍光体シートに密着露光しそのシートをレーザで読み取る。特異的結合物質や生体由来物質に取り込まれる規則性があらかじめわかっているとは、たとえば蛍光色素のサイバーグリーンIIであれば、一本鎖DNAやRNAに弱結合し、その取り込まれ方は塩基の長さに対応するという規則性が、また同じく蛍光標識されたヌクレオチドであればDNAやRNAにランダムに又は末端に取り込まれるという規則性がある。一方32Pのような同位体は、同位体で標識する対象によって異なるが、たとえばmRNAからcDNAを合成する際に基質として用いる4種類のヌクレオチドのいずれかにα位が32Pで標識されたものを用いれば、32Pはランダムに取り込まれ、標識されているヌクレオチドに含まれる塩基に比例して32Pが取り込まれるという規則性がある。
【0018】
「生体由来物質を特異的結合物質に結合」とは、たとえばDNAやRNAなどで見られる相補的なヌクレオチド配列の間に安定な二重鎖が形成されるような場合(ハイブリダイゼーション)や、抗原と抗体、ビオチンとアビジンなどのように、特定の物質とのみ選択的に反応する極めて特異性の高い結合を意味する。
【0019】
「前記特異的結合物質の標識物質から放出される標識信号の量の検出結果と、前記生体由来物質の標識物質から放出される標識信号の量の検出結果に基づいて、前記特異的結合物質と結合した生体由来物質を定量する」とは、担体上の1つの位置の特異的結合物質の標識物質から放出される標識信号の量は、その位置に配置されている特異的結合物質の量に比例するので、特異的結合物質に結合した生体由来物質の標識物質から放出される標識信号の量をこれと対応させて、特異的結合物質のばらつきに関係なく生体由来物質の量(濃度)を定量することができることを意味する。特異的結合物質がcDNAである場合を例にとると、たとえば、担体のn番という位置にcDNA(特異的結合物質)の片方の末端が蛍光標識されたcDNAがs個あるときの蛍光量(標識物質から放出される標識信号の量)をPsとし、一方分子の片方の末端を蛍光標識されたプローブDNA(生体由来物質)がc個、n番のcDNAにハイブリダイゼーションしたときの蛍光量をPcとする。液相系ではcDNAとハイブリダイゼーションするプローブDNAはそのハイブリダイゼーションするcDNAや条件にもよるが、約1/100程度といわれている。担体上の場合は完全な液相系とはいえないが、少なくともプローブDNAの濃度mはn番に存在しているcDNAの数sに比例する。従って、PcはPsとmに比例し、以下の関係が成り立つ。
【0020】
Pc∝mPs
従ってPsとPcを測定すればn番の位置に結合した生体由来物質の濃度mが求められる。
【0021】
上記は、cDNAの1ヶ所のみが標識されている場合であるが、この場合にはPsの値はcDNAの塩基配列や塩基の長さなどは何ら関係せず、n番の位置に配置されたcDNAの数にのみ比例する。しかし、標識物質が特定の塩基を標識したり、塩基の長さに比例して標識するように、標識物質が1分子のcDNAに対し数ヶ所(場合によっては数十ヶ所)を標識するような場合には、塩基の長さによっても蛍光量が異なるため、1枚の担体上の全ての位置が同じ蛍光量を示していても、cDNAの塩基の長さが異なるために全ての位置において、等量のcDNAがブロットされているとは言えなくなる。従って、この場合には更に、「cDNAに関する特性値」を求めておく必要がある。すなわち、担体上に配置されたcDNAの塩基の割合や塩基の長さ、担体の1つの位置にN個のcDNAが含まれている時の蛍光量などのcDNAに関する特性値を、各位置についてコンピュータに登録しておく必要がある。いかなる特性値が必要となるかは、用いた標識物質によって異なるが、プローブDNAの蛍光量Pcは、プローブDNAの濃度mと、cDNAの蛍光量Psに比例し、1本のcDNAを標識している標識物質の数に反比例する。従って、プローブDNAの濃度mは、下記の式で表され、1本(1分子)のcDNAを標識している標識物質の数をもとめることができる特性値が必要となる。
【0022】
m∝Pc/Ps×(1本のcDNAを標識している標識物質の数)
例えば、cDNAの4つの塩基のうち1つの塩基を標識した場合には、cDNA1分子に含まれる標識された特定の塩基の数が、また、塩基の長さに比例する場合には、塩基の長さと標識物質が1つ取り込まれる塩基の割合(何塩基ごとに1つの標識物質がとりこまれるか)といった特性値が必要となる。
【0023】
【発明の効果】
本発明の試験片によれば、担体上の所定の複数位置に配置される、互いに異なる複数の既知の特異的結合物質を標識物質で標識しているので、特異的結合物質が担体上に配置されるときのばらつきに関係なく、試験片上に配置される特異的結合物質の量を特定可能である。
【0024】
本発明の生体由来物質の定量方法及び定量装置によれば、担体上の所定の複数位置に、互いに異なる複数の既知の標識特異的結合物質がそれぞれ配置されている試験片の、特異的結合物質の標識物質から放出される標識信号の量を各位置ごとに検出し、特異的結合物質を標識している標識物質とは異なる標識物質で標識された生体由来物質を特異的結合物質に結合させて、結合した生体由来物質の標識物質から放出される標識信号の量を各位置ごとに検出し、特異的結合物質の標識物質から放出される標識信号の量の検出結果と、生体由来物質の標識物質から放出される標識信号の量の検出結果に基づいて、特異的結合物質に結合している生体由来物質を定量するので、ブロットされている特異的結合物質の量のばらつきに関係なく、生体由来物質の定量を行うことが可能である。また、生体由来物質を標識する標識物質を、特異的結合物質を標識している標識物質とは異なる標識物質とすることにより、試験片上の特異的結合物質と生体由来物質の読取を同時に行うことが可能となる。
【0025】
なお、本発明の試験片、その定量方法及び定量装置を用いれば、細胞内で転写されたmRNAから、転写のレベルで制御されているタンパク合成の制御内容やメカニズムの解明、あるいは疾病過程で合成される特殊なタンパクの定量の実現により、たとえば癌の進行状態に対応して発現されるさまざまなタンパクを定量することで効果的な薬の選択が可能となったり、あるいはESTの機能解析など幅広い利用が可能である。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
【0027】
図1は、本発明の試験片及びその作製方法の一実施の形態を示すフローチャートである。ここでは、試験片としてDNAマイクロアレイチップを、特異的結合物質にcDNAを、生体由来物質に細胞から抽出したmRNAを例にとって説明する。
【0028】
本発明のDNAマイクロアレイ10は、ポリ−L−リジン溶液で表面を前処理したスライドグラス(担体)3の所定の位置に、互いに異なる複数の、塩基配列がわかっているcDNA(特異的結合物質)1が、蛍光色素5(フルオレセインイソチオシアネート以下FITCと略す、蛍光色素5は特異的結合物質を標識する標識物質である)で標識されて配置されているものである。
【0029】
cDNAは既知のDNA、mRNAなどから、PCR法やRT−PCR法によって調整されるが、この際FITCで標識されたdCTPを用いれば、DNAの4つの塩基のうちC(シトシン)の位置をFITCが標識したcDNA(以下F−cDNA(標識特異的結合物質)という)2が調整できる。調整されたF−cDNA2をスライドグラス3上の所定の位置にスポッター装置によってスポッティングして、DNAマイクロアレイ10を作製する。
【0030】
一方測定しようとするmRNA(生体由来物質)4を細胞から抽出し、さらにmRNAから3’末端にポリAを有するRNAを抽出する。ポリAを末端に有するRNAからcDNAを合成する際に、Cy5−dUTP(Cy5、生体由来物質を標識する標識物質)を存在させて、Cy5で標識されたCy5−cDNA(プローブDNA)ができる。また、標識プライマーを用いれば末端標識も可能である。
【0031】
Cy5−cDNAを所定の溶液に調整し、DNAマイクロアレイ10上に静かにのせて、通常のハイブリダイゼーションを行う。
【0032】
次に図2を用いて、図1に示したDNAマイクロアレイ10の上にハイブリダイゼーションしたCy5−cDNAを定量する装置について説明する。図2は本発明の定量装置の一実施の形態の構成を示す図である。図示の定量装置100は、FITCで標識されたF−cDNAが分布するDNAマイクロアレイ10を載置して所定の位置に設置する透明な試料台20と、FITCを励起するのに適した発光波長のレーザ光L1を発光する励起波長488nmのアルゴンレーザ(またはSHGレーザ(励起波長473nm))21と、Cy5を励起するのに適した発光波長のレーザ光L2を発光する励起波長633nmのHe−Neレーザ(または半導体レーザ(励起波長635nm))22と、レーザ光L1を透過しレーザ光L2を反射する第一のダイクロイックミラー23と、DNAマイクロアレイ10の蛍光色素が励起されて発光した蛍光を光電的に検出するフォトマルチプライヤ(以下PMTという)90と、各レーザ21、22から出射されたレーザ光を、試料台20に載置されたDNAマイクロアレイ10に照射させるとともに、この照射によりDNAマイクロアレイ10から出射する蛍光をPMT90に導光させる光学ヘッド50と、光学ヘッド50からPMT90までの光路上に配設された、2種類のバンドパスフィルタ81、82を切替可能に備えたフィルタセット80と、光学ヘッド50を矢印X方向に等速移動させる主走査手段60と、各レーザ21、22、光学ヘッド50、フィルタセット80およびPMT90を一体的に矢印Y方向(矢印X方向に直行する方向)に移動させる副走査手段70と、PMT90により検出された検出信号を対数増幅する増幅機91と、この増幅された検出信号をA/D変換するA/D変換器92と、A/D変換されたデータと予め入力されているDNAマイクロアレイ10上のデータとを照らして解析する解析装置93と、レーザ光L1、L2を出射させる制御を行うとともに、フィルタセット80のうち一方のバンドパスフィルタ81、82を選択して、選択されたバンドパスフィルタが上記光路上に配されるように制御するコントロールユニット95をそなえた構成である。
【0033】
次に本実施形態の定量装置100の動作について説明する。
【0034】
試料台20上に、FITCで標識されたcDNAおよびこれにCy5で標識されたCy5−cDNAがハイブリダイズしたDNAマイクロアレイ10が載置され、コントロールユニット95は、レーザ光L1およびレーザ光L2を選択して出射させるようにレーザ21、22を制御し、これにより、レーザ21からレーザ光L1がレーザ22からレーザ光L2が出射される。一方、コントロールユニット95は、第一のフィルタ81が、光学ヘッド50とPMT90との間の光路上に配置されるように、フィルタセット80を制御し、フィルタセット80は、第一のフィルタ81をその光路上に配置する。
【0035】
レーザ21から出射されたレーザ光L1は、ダイクロイックミラー23を透過して矢印X方向に進む。光学ヘッド50の平面ミラー51に入射したレーザ光L1は図示上方に反射され、孔開きミラー52の小孔52aを通過してレンズ53に入射し、レンズ53を通って試料台20上に載置されたDNAマイクロアレイ10の微小領域を照射する。このとき光学ヘッド50は、主走査手段60により、高速にかつ等速度で矢印X方向に移動させられており、レーザ光L1はDNAマイクロアレイ10を矢印X方向に主走査するため、この主走査中に、レーザ光L1が照射された微小領域に存在するF−cDNAに対しては、照射されたレーザ光L1によりFITCが励起されて蛍光K1を発光する。
【0036】
レーザ光L1で発光した蛍光K1はDNAマイクロアレイ10の下面から拡がって出射し、出射した蛍光K1は、光学ヘッド50のレンズ53により、図示下方のビームとされ、同じく光学ヘッド50の孔開きミラー52に入射する。蛍光K1は孔開きミラー52の反射面で反射され、矢印X方向に沿った方向に進行する。矢印X方向に進行した蛍光K1は第一のバンドパスフィルタ81によって、蛍光K1以外の光の透過を阻止されて蛍光K1のみが通過してPMT90に入射する。PMT90に入射した蛍光K1は、それぞれPMT90により増幅されて光電検出され、対応する電気信号として読み取られ、対数増幅器91により増幅され、A/D変換器92によりデジタル信号化されて、解析装置93に出力される。
【0037】
このようにして1主走査による読取が終了すると、光学ヘッド50は主走査手段60により元の位置まで戻され、一方その間に、副走査手段70が、レーザ21、22、ダイクロイックミラー23、光学ヘッド50、フィルタセット80及びPMT90を一体的に矢印Y方向に副走査させる。そして、以上の主走査、副走査とを繰り返すことにより、DNAマイクロアレイ10の全面に亘ってレーザ光L1が照射され、DNAマイクロアレイ10の各位置に対応した蛍光K1がデジタル信号化され取得される。
【0038】
主走査、副走査を終えDNAマイクロアレイ10の最後の位置まで蛍光K1のデータが取得されると、光学ヘッド50は最初の位置まで戻され、次に同様にレーザ22から出射されたレーザ光L2で発光した蛍光K2を、蛍光K2以外の光の透過を阻止する第二のバンドパスフィルタ82を用いてPMTに入射させる。以下上記蛍光K1と同様に主走査、副走査とを繰り返すことによって蛍光K2がデジタル信号化され取得される。なおここでは、DNAマイクロアレイ10の全ての位置についての蛍光K1を読み取りこれをデータとして保存しておいて、次に蛍光K2を読み取るという場合について説明したが、もちろんDNAマイクロアレイ10の各位置ごとに、レーザL1を照射して蛍光K1を読み取った後同じ位置にレーザL2を照射して蛍光K2を読み取るという動作をすべての位置について繰り返し行っても差し支えない。
【0039】
DNAマイクロアレイ10の各位置に対応したデジタル信号を取得した解析装置93には、図3に示すように、DNAマイクロアレイ10の各位置に配置されているF−cDNAの一本当たりの塩基(A,G,C,T)の割合のデータが登録されている。従って、登録されているF−cDNA1本当たりの塩基の割合とF−cDNAの蛍光量のデータと、測定されたF−cDNAの蛍光量とCy5cDNAの蛍光量からその位置のCy5−cDNAの濃度を求めることができる。例えば、1−1番の位置のF−cDNAの蛍光量をP、Cy5−cDNAの蛍光量をPとすると、Cy5−cDNAの濃度mは、m∝P/P×20となる。DNAマイクロアレイ10のすべての位置について同様に解析すればCy5−cDNAの各位置の濃度が求められる。
【0040】
ここでは、蛍光色素としてFITCとCy5を用いたが、その他の蛍光色素を用いることも、また同位体を用いることも可能である。その場合には、解析装置93に予め、各位置における既知のcDNAの塩基の長さや構成している塩基の割合、既知量のcDNAの蛍光量あるいは放射線量などを標識物質に応じて登録しておけば、新たに作製されたDNAマイクロアレイのcDNAの蛍光量または放射線量と、プローブDNAの蛍光量または放射線量を測定することで、各位置のプローブDNAの濃度を求めることが可能である。
【0041】
尚、本発明の実施の形態では、試験片としてDNAマイクロアレイを、特異的結合物質としてcDNAを、生物体由来物質として細胞から抽出したmRNAを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の試験片及びその作製方法の一実施の形態を示すフローチャート
【図2】本発明の定量装置の一実施の形態の構成を示す図
【図3】本発明の定量装置が保持しているデータの一実施の形態を示す図
【図4】DNAマイクロアレイのスポッターとブロットの一実施の形態を示す図
【図5】従来のDNAマイクロアレイの斜視図
【符号の説明】
1 cDNA(特異的結合物質)
2 標識特異的結合物質
3 スライドグラス(担体)
4 mRNA(生体由来物質)
5 蛍光色素(標識物質)
6 蛍光色素(標識物質)
10 DNAマイクロアレイ
93 解析装置(解析手段)
100 定量装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a test piece used for DNA analysis and immunological analysis, a method for quantifying a biological substance using the test piece, and an apparatus therefor.
[0002]
[Prior art]
It was thought that the human genome project to determine the entire base sequence of a huge human genome of about 3 billion bp and analyze them would be decided as early as 2003 from our schedule. The focus has shifted from simple nucleotide sequences to systematic functional analysis.
[0003]
The specific content of the genetic information is related to what protein is synthesized under what conditions, but the former, that is, what protein is synthesized, has been conventionally known as Western blotting, Northern blotting,・ Analysis methods such as blotting and Southern blotting are widely used. However, these methods are able to analyze all the proteins, DNA, and RNA extracted from cells at once, even though they can analyze the specific proteins, DNA, and RNA that are extracted. Was not necessarily suitable.
[0004]
On the other hand, the latter, that is, the conditions under which the protein is synthesized, was controlled by the level of transcription, and thus could not be sufficiently analyzed by conventional analysis methods. This is because the data of both the control array and the corresponding control contents were insufficient.
[0005]
However, the analysis of gene expression information has dramatically improved due to the advancement of a technology called DNA chip or DNA microarray that fixes arbitrary oligonucleotides on a carrier surface of about 1 cm square at high density. It is expected that. A DNA chip is obtained by dividing a silicon chip into a number of sections by photolithography, and directly synthesizing single-stranded DNA having a specific base sequence on each section. The DNA microarray is obtained by blotting a DNA macroarray having a spot size of about 300 μm or more blotted on a slide glass with a spot size of about 200 μm or less. The DNA chip or DNA microarray is connected to a signal reader and a computer system so that it can be known to which probe the DNA arranged on the chip or on the microarray has hybridized. It can be used for various purposes such as gene DNA mutation analysis, polymorphism analysis, nucleotide sequence analysis, and expression analysis, depending on the type of DNA and its arrangement on the DNA chip or DNA microarray.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, analysis using this DNA microarray has just begun to discuss the fabrication of microarrays and their detection devices, and still has considerable problems. For example, a microarray is called a spotter device, and is prepared by blotting cDNA. As shown in FIG. 4a, contact printing is performed in which a pin 41 is directly contacted on a slide glass 42 to place cDNA 43. As shown in FIG. 4b, there is a non-contact printing method in which cDNA 43 is blotted without contacting syringe 44 on slide glass 42 as shown in FIG. 4b. The amount of spotting varies, and even in the best case, the variation is 5 to 10% CV in the contact printing method and 3 to 5% CV in the non-contact printing method. There are even defect spots. For this reason, as shown in FIG. 5, the amount of DNA sample spotted at the points a and b of the same DNA microarray 51 and at the same point a is the same as the DNA microarray 52 produced in the same manner as the DNA microarray 51. Unlike this, there is a problem that the quantification of different DNAs prepared from one cell and the quantitative comparison of DNAs that differ in expression in the same cell depending on the timing actually contain considerable errors. ing.
[0007]
In order to solve this problem, first of all, improvement of the spotter device can be considered, but it is considered that there is a limit to the improvement for improving the reproducibility of the spotted sample amount.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and without paying attention to the improvement in reproducibility of each spot to be blotted by improving the spotter device, paying attention to the substance arranged on the carrier, between the spots It is intended to provide a test piece such as a DNA microarray that can be accurately quantified even if the amount of blotting varies.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The test strip of the present invention is a test strip used for analysis of a biological substance labeled with a labeling substance in which a plurality of different known specific binding substances are respectively arranged at predetermined positions on a carrier. The specific binding substance is labeled with a labeling substance.
[0010]
According to the method for quantifying a biological substance of the present invention, a test strip in which a plurality of different known label-specific binding substances are arranged at predetermined positions on a carrier, respectively, from the labeling substance of the specific binding substance. Detect the amount of beacon signal emitted at each position,
A label signal that is released from a labeled substance of the bound biological substance by binding a biological substance labeled with a labeling substance different from the labeling substance that labels the specific binding substance to the specific binding substance For each position,
Based on the detection result of the amount of the labeled signal released from the labeling substance of the specific binding substance and the detection result of the amount of the label signal released from the labeling substance of the biological substance, the binding to the specific binding substance It is characterized by quantifying the obtained biological material.
[0011]
The biological substance-derived quantification device of the present invention is based on a labeling substance of the specific binding substance of a test piece in which a plurality of different known label-specific binding substances are respectively arranged at predetermined positions on a carrier. Detection means for detecting the emitted label signal;
Detects the amount of the labeled signal released from the labeling substance of the biologically-derived substance labeled with a labeling substance different from the labeling substance labeling the specific binding substance bound to the specific binding substance at each position. Detecting means for
Based on the detection result of the amount of the labeled signal released from the labeling substance of the specific binding substance and the detection result of the amount of the label signal released from the labeling substance of the biological substance, the binding to the specific binding substance And an analyzing means for quantifying the living body-derived substance.
[0012]
The “carrier” only needs to be capable of stably binding and spotting a specific binding substance, such as a membrane filter or a slide glass plate. These carriers may be pretreated in order to stably bind the specific binding substance.
[0013]
“Specific binding substances” are hormones, tumor markers, enzymes, antibodies, antigens, abzymes, other proteins, nucleic acids, cDNA, DNA, RNA, etc., which can specifically bind to biological substances Means. “Known” differs depending on the specific binding substance. For example, in the case of a nucleic acid, the base sequence and the length of the base are known, and in the case of a protein, the amino acid composition is known. Here, the specific binding substance disposed at a predetermined position of the carrier means that one type of specific binding substance is disposed at each position.
[0014]
“Biologically-derived substance” means a substance that specifically binds to a known specific binding substance arranged at a predetermined position on a carrier and is extracted, isolated, etc. from a living body, Not only those extracted directly from the living body but also those obtained by chemical treatment, chemical modification and the like are included. For example, substances such as hormones, tumor markers, enzymes, antibodies, antigens, abzymes, other proteins, nucleic acids, cDNA, DNA, and mRNA.
[0015]
A specific binding substance is “labeled with a labeling substance” (a specific binding substance labeled with a labeling substance is also simply referred to as a labeled specific binding substance) means that one side of a specific binding substance, for example, a chain molecule It may be labeled at one place like the end of, or may be labeled at several places. Normally, if one specific binding substance is labeled, the amount of the specific binding substance arranged at each position on the carrier can be detected. However, if you want to increase the detection sensitivity, When it is technically difficult or technically complicated to label only one part of a substance, a plurality of labeled portions may be provided.
[0016]
As the labeling substance for labeling the biological substance, it is preferable to select a labeling substance different from the labeling substance labeling the specific binding substance. This is because the label signal released by the labeling substance for labeling the biological substance and the label signal released by the labeling substance for labeling the specific binding substance can be detected separately at the same time. The labeling substance for labeling the biological substance may be one that labels the biological substance, or may label several places, but is preferably one. This is because in the case of biologically derived substances, the constituent substances may not be known, and it is necessary to confirm how the labeling substance is incorporated, which is technically complicated. However, as long as it is a known substance, there may be several places like the specific binding substance.
[0017]
The “labeling substance” means a substance serving as a mark that is partially modified or directly added to obtain information from a specific binding substance or a biological substance. The labeling substance is not particularly limited as long as the labeling signal released from the labeling substance can be detected and the regularity taken into the specific binding substance or the biological substance is known in advance. For example, Cyber Green II TM , Cy5 TM Fluorescent dyes such as fluorescein isothiocyanate, 32 P, 33 It is preferable to use a radioisotope such as P. The “label signal” refers to a signal that is emitted or output from the labeling substance, such as fluorescence when the labeling substance is a fluorescent dye, and radiation when the labeling substance is a radioisotope. . In this case, an isotope may be used as the specific binding substance, a fluorescent dye may be used as the biological substance, a fluorescent dye may be used as the specific binding substance, and an isotope may be used as the biological substance. A fluorescent dye may be used together with a biological substance. However, when a fluorescent dye is used for both the specific binding substance and the biological substance, it is necessary to use a fluorescent dye whose emission wavelength bands do not overlap each other, or which overlaps at least in the main detection band. is there. On the other hand, when using a radioisotope, a specific binding substance labeled with a radioisotope arranged on a carrier is used as in Japanese Patent Publication No. 5-20712 (quantitative measurement method of radioisotope in autoradiography). The photostimulable phosphor sheet is closely exposed and read with a laser. The regularity of incorporation into specific binding substances and biological substances is known in advance, for example, if the fluorescent dye CyberGreen II is weakly bound to single-stranded DNA or RNA There is a regularity corresponding to the length, and there is also a regularity that nucleotides that are also fluorescently labeled are incorporated into DNA or RNA at random or at the ends. on the other hand 32 The isotope such as P varies depending on the target to be labeled with the isotope. For example, any of the four nucleotides used as a substrate when synthesizing cDNA from mRNA has an α position 32 If something labeled with P is used, 32 P is randomly incorporated and is proportional to the base contained in the labeled nucleotide. 32 There is a regularity that P is taken in.
[0018]
“Binding a biological substance to a specific binding substance” means, for example, a case where a stable duplex is formed between complementary nucleotide sequences found in DNA or RNA (hybridization), or an antigen. It means a highly specific bond that selectively reacts only with a specific substance such as an antibody, biotin and avidin.
[0019]
“Based on the detection result of the amount of label signal released from the labeling substance of the specific binding substance and the detection result of the amount of label signal released from the labeling substance of the biological substance, the specific binding substance and “Quantifying the bound biological substance” means that the amount of the labeled signal released from the labeling substance of the specific binding substance at one position on the carrier is the amount of the specific binding substance arranged at that position. Since it is proportional, the amount of labeled signal released from the labeled substance of the biological substance bound to the specific binding substance is made to correspond to this, and the amount (concentration) of the biological substance is determined regardless of the variation of the specific binding substance. It means that it can be quantified. Taking the case where the specific binding substance is cDNA as an example, for example, the amount of fluorescence when there are s cDNAs whose one end of cDNA (specific binding substance) is fluorescently labeled at position n of the carrier ( The amount of fluorescence when the number of labeled DNA released from the labeling substance) is Ps, and one end of the molecule is hybridized with the c-number of fluorescently labeled probe DNAs (biological substances) and the nth cDNA. Let Pc. In the liquid phase system, the probe DNA that hybridizes with cDNA is said to be about 1/100, although it depends on the cDNA and conditions for hybridization. Although it is not a complete liquid phase system on the carrier, at least the concentration m of the probe DNA is proportional to the number s of cDNAs present in the n-th. Therefore, Pc is proportional to Ps and m, and the following relationship is established.
[0020]
Pc∝mPs
Therefore, if Ps and Pc are measured, the concentration m of the biological substance bound to the nth position can be obtained.
[0021]
The above is the case where only one location of the cDNA is labeled. In this case, the value of Ps is not related to the base sequence of the cDNA or the length of the base, and is arranged at the nth position. It is proportional only to the number of cDNAs. However, the labeling substance labels several places (several tens of places in some cases) to one molecule of cDNA so that the labeling substance labels a specific base or in proportion to the length of the base. In some cases, the amount of fluorescence also varies depending on the length of the base, so even if all the positions on one carrier show the same amount of fluorescence, the length of the base of the cDNA is different, so at all positions, It cannot be said that an equal amount of cDNA is blotted. Therefore, in this case, it is necessary to obtain a “characteristic value relating to cDNA”. That is, a characteristic value related to cDNA, such as the ratio of bases and lengths of cDNAs arranged on a carrier, and the amount of fluorescence when N cDNAs are contained at one location of the carrier, are calculated for each location. It is necessary to register with. What characteristic value is required depends on the labeling substance used, but the fluorescence amount Pc of the probe DNA is proportional to the concentration m of the probe DNA and the fluorescence amount Ps of the cDNA. It is inversely proportional to the number of labeling substances. Therefore, the concentration m of the probe DNA is expressed by the following formula, and a characteristic value that can determine the number of labeling substances that label one (one molecule) cDNA is required.
[0022]
m∝Pc / Ps × (number of labeling substances labeling one cDNA)
For example, when one of the four bases of a cDNA is labeled, the number of specific bases contained in one molecule of cDNA is proportional to the length of the base. And the ratio of the base in which one labeling substance is incorporated (how many bases one labeling substance is incorporated) is required.
[0023]
【The invention's effect】
According to the test piece of the present invention, since a plurality of different known specific binding substances arranged at predetermined positions on the carrier are labeled with the labeling substance, the specific binding substance is arranged on the carrier. Regardless of variations in the amount of specific binding substance that can be placed on the test strip, it can be identified.
[0024]
According to the method and apparatus for quantifying a biological substance of the present invention, a specific binding substance of a test strip in which a plurality of different known label-specific binding substances are arranged at predetermined positions on a carrier, respectively. The amount of labeling signal released from the labeling substance is detected at each position, and the biologically-derived substance labeled with a labeling substance different from the labeling substance labeling the specific binding substance is bound to the specific binding substance. The amount of the label signal released from the labeling substance of the bound biological substance is detected at each position, the detection result of the amount of the label signal released from the labeling substance of the specific binding substance, and the biological substance Based on the detection result of the amount of label signal released from the labeling substance, the biological substance bound to the specific binding substance is quantified, so regardless of variations in the amount of the specific binding substance being blotted, Biological reason It is possible to perform quantitative determination of substances. In addition, the specific binding substance and the biological substance on the test piece can be read simultaneously by making the labeling substance for labeling the biological substance different from the labeling substance that labels the specific binding substance. Is possible.
[0025]
In addition, if the test piece of the present invention, its quantification method and quantification apparatus are used, elucidation of the control content and mechanism of protein synthesis controlled at the transcription level from mRNA transcribed in cells, or synthesis in the course of disease By quantifying special proteins, it is possible to select effective drugs by quantifying various proteins expressed in accordance with the progress of cancer, for example, or to analyze EST functions widely It can be used.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0027]
FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of a test piece and a manufacturing method thereof according to the present invention. Here, a DNA microarray chip will be described as an example of a test piece, cDNA as a specific binding substance, and mRNA extracted from cells as a biological substance.
[0028]
The DNA microarray 10 of the present invention is a cDNA (specific binding substance) having a plurality of different base sequences known to each other at a predetermined position of a slide glass (carrier) 3 whose surface has been pretreated with a poly-L-lysine solution. No. 1 is labeled with a fluorescent dye 5 (hereinafter abbreviated as fluorescein isothiocyanate FITC, and the fluorescent dye 5 is a labeling substance for labeling a specific binding substance).
[0029]
cDNA is prepared from known DNA, mRNA, etc. by PCR method or RT-PCR method. At this time, if dCTP labeled with FITC is used, the position of C (cytosine) among the four bases of DNA is determined as FITC. Can be prepared (hereinafter referred to as F-cDNA (labeled specific binding substance)) 2. The adjusted F-cDNA 2 is spotted at a predetermined position on the slide glass 3 by a spotter device to produce a DNA microarray 10.
[0030]
On the other hand, mRNA (biological substance) 4 to be measured is extracted from the cells, and RNA having poly A at the 3 ′ end is further extracted from the mRNA. When cDNA is synthesized from RNA having poly A at its terminal, Cy5-dUTP (Cy5, a labeling substance for labeling a biological substance) is present to produce Cy5-cDNA (probe DNA) labeled with Cy5. Moreover, if a labeled primer is used, end labeling is also possible.
[0031]
Cy5-cDNA is adjusted to a predetermined solution and gently placed on the DNA microarray 10 to perform normal hybridization.
[0032]
Next, an apparatus for quantifying Cy5-cDNA hybridized on the DNA microarray 10 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the quantitative device of the present invention. The quantification apparatus 100 shown in the figure has a transparent sample stage 20 on which a DNA microarray 10 in which FITC-labeled F-cDNA is distributed is placed and placed at a predetermined position, and an emission wavelength suitable for exciting the FITC. An argon laser (or SHG laser (excitation wavelength 473 nm)) 21 that emits laser light L1 and a He—Ne laser that has excitation wavelength 633 nm that emits laser light L2 having an emission wavelength suitable for exciting Cy5. (Or a semiconductor laser (excitation wavelength: 635 nm)) 22, a first dichroic mirror 23 that transmits the laser light L1 and reflects the laser light L2, and fluorescence emitted from the fluorescent dye of the DNA microarray 10 is excited photoelectrically. A photomultiplier (hereinafter referred to as PMT) 90 to be detected, and laser beams emitted from the lasers 21 and 22. The light is irradiated to the DNA microarray 10 placed on the sample stage 20 and the fluorescence emitted from the DNA microarray 10 is guided to the PMT 90 by this irradiation, and the optical path from the optical head 50 to the PMT 90 A filter set 80 provided to be switchable between two types of band-pass filters 81, 82, a main scanning means 60 for moving the optical head 50 at a constant speed in the arrow X direction, and the lasers 21, 22, A sub-scanning means 70 that integrally moves the optical head 50, the filter set 80, and the PMT 90 in the arrow Y direction (direction orthogonal to the arrow X direction); an amplifier 91 that amplifies the detection signal detected by the PMT 90 logarithmically; An A / D converter 92 that performs A / D conversion on the amplified detection signal, and A / D converted data are input in advance. The analysis device 93 that analyzes the data on the DNA microarray 10 that is being analyzed and the control to emit the laser beams L1 and L2, and one of the bandpass filters 81 and 82 of the filter set 80 are selected, In this configuration, a control unit 95 is provided for controlling the selected bandpass filter to be disposed on the optical path.
[0033]
Next, operation | movement of the fixed_quantity | quantitative_assay apparatus 100 of this embodiment is demonstrated.
[0034]
A DNA microarray 10 in which a cDNA labeled with FITC and a Cy5-cDNA labeled with Cy5 are hybridized with the cDNA labeled with FITC is placed on the sample stage 20, and the control unit 95 selects the laser beam L1 and the laser beam L2. Thus, the lasers 21 and 22 are controlled so as to be emitted, whereby the laser light L 1 is emitted from the laser 21 and the laser light L 2 is emitted from the laser 22. On the other hand, the control unit 95 controls the filter set 80 so that the first filter 81 is disposed on the optical path between the optical head 50 and the PMT 90, and the filter set 80 controls the first filter 81. It arranges on the optical path.
[0035]
The laser beam L1 emitted from the laser 21 passes through the dichroic mirror 23 and proceeds in the direction of the arrow X. The laser beam L1 incident on the flat mirror 51 of the optical head 50 is reflected upward in the figure, passes through the small hole 52a of the perforated mirror 52, enters the lens 53, passes through the lens 53, and is placed on the sample stage 20. A minute region of the prepared DNA microarray 10 is irradiated. At this time, the optical head 50 is moved in the arrow X direction at high speed and at the same speed by the main scanning means 60, and the laser light L1 scans the DNA microarray 10 in the arrow X direction. In addition, for F-cDNA present in a minute region irradiated with the laser beam L1, FITC is excited by the irradiated laser beam L1 to emit fluorescence K1.
[0036]
The fluorescence K1 emitted by the laser light L1 spreads and exits from the lower surface of the DNA microarray 10, and the emitted fluorescence K1 is converted into a lower beam by the lens 53 of the optical head 50. Similarly, the perforated mirror 52 of the optical head 50 is used. Is incident on. The fluorescence K1 is reflected by the reflecting surface of the perforated mirror 52 and travels in the direction along the arrow X direction. The fluorescence K1 traveling in the direction of the arrow X is blocked by the first bandpass filter 81 from light other than the fluorescence K1, and only the fluorescence K1 passes through and enters the PMT 90. The fluorescence K1 incident on the PMT 90 is amplified and photoelectrically detected by the PMT 90, read as a corresponding electric signal, amplified by the logarithmic amplifier 91, converted into a digital signal by the A / D converter 92, and sent to the analyzer 93. Is output.
[0037]
When reading by one main scanning is completed in this way, the optical head 50 is returned to the original position by the main scanning means 60, while the sub-scanning means 70 includes the lasers 21 and 22, the dichroic mirror 23, and the optical head. 50, the filter set 80 and the PMT 90 are integrally sub-scanned in the arrow Y direction. Then, by repeating the above main scanning and sub-scanning, the entire surface of the DNA microarray 10 is irradiated with the laser light L1, and the fluorescence K1 corresponding to each position of the DNA microarray 10 is converted into a digital signal and acquired.
[0038]
When the data of the fluorescence K1 is acquired up to the last position of the DNA microarray 10 after the main scanning and the sub-scanning, the optical head 50 is returned to the first position, and then the laser beam L2 emitted from the laser 22 is similarly used. The emitted fluorescence K2 is made incident on the PMT using a second bandpass filter 82 that blocks transmission of light other than the fluorescence K2. Thereafter, the fluorescence K2 is converted into a digital signal and acquired by repeating the main scanning and the sub-scanning similarly to the fluorescence K1. In addition, although the fluorescence K1 about all the positions of the DNA microarray 10 was read and this was preserve | saved as data and the fluorescence K2 was read next was demonstrated here, of course for every position of the DNA microarray 10, The operation of irradiating the laser L1 and reading the fluorescence K1 and then irradiating the laser L2 to the same position and reading the fluorescence K2 may be repeated for all positions.
[0039]
As shown in FIG. 3, the analysis device 93 that has acquired the digital signal corresponding to each position of the DNA microarray 10 includes bases (A, A, F) that are arranged at each position of the DNA microarray 10. G, C, T) ratio data is registered. Therefore, the concentration of Cy5-cDNA at that position is calculated from the ratio of the base per registered F-cDNA and the fluorescence amount of F-cDNA, and the measured fluorescence amount of F-cDNA and fluorescence amount of Cy5 cDNA. Can be sought. For example, the fluorescence amount of F-cDNA at position 1-1 is expressed as P 1 , The amount of fluorescence of Cy5-cDNA is P 2 Then, the concentration m of Cy5-cDNA is m∝P. 2 / P 1 × 20. If all positions of the DNA microarray 10 are similarly analyzed, the concentration of each position of Cy5-cDNA can be obtained.
[0040]
Here, FITC and Cy5 are used as fluorescent dyes, but other fluorescent dyes or isotopes can also be used. In that case, the length of the base of the known cDNA at each position, the ratio of the constituent base, the fluorescence amount or the radiation dose of the known amount of cDNA, etc. are registered in advance in the analyzer 93 according to the labeling substance. In this case, the concentration of the probe DNA at each position can be determined by measuring the fluorescence amount or radiation amount of the cDNA of the newly prepared DNA microarray and the fluorescence amount or radiation amount of the probe DNA.
[0041]
In the embodiment of the present invention, a DNA microarray is used as a test piece, cDNA is used as a specific binding substance, and mRNA extracted from a cell is used as an organism-derived substance. However, the present invention is limited to this. It is not a thing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of a test piece of the present invention and a manufacturing method thereof.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a quantitative device of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of data held by the quantitative device of the present invention.
FIG. 4 is a view showing an embodiment of a spotter and blot of a DNA microarray.
FIG. 5 is a perspective view of a conventional DNA microarray.
[Explanation of symbols]
1 cDNA (specific binding substance)
2 Label specific binding substance
3 slide glass (carrier)
4 mRNA (biological material)
5 Fluorescent dye (labeling substance)
6 Fluorescent dye (labeling substance)
10 DNA microarray
93 Analysis device (analysis means)
100 quantitative device

Claims (14)

担体上の所定の複数位置に、互いに異なる複数の既知の特異的結合物質がそれぞれ配置された、標識物質で標識された生体由来物質を前記特異的結合物質に結合させて各位置ごとに前記生体由来物質の標識物質から放出される標識信号を検出して前記生体由来物質を定量する解析に用いられる試験片であって、前記特異的結合物質が標識物質で標識され、前記生体由来物質を標識する標識物質が、前記特異的結合物質を標識している標識物質とは異なる標識物質であることを特徴とする試験片。  A plurality of different known specific binding substances that are different from each other are arranged at a plurality of predetermined positions on the carrier, and a biological substance labeled with a labeling substance is bound to the specific binding substance, and the living body is separated at each position. A test piece used for analysis for detecting a labeling signal released from a labeling substance of a derived substance to quantify the biologically derived substance, wherein the specific binding substance is labeled with a labeling substance, and the biologically derived substance is labeled A test piece, wherein the labeling substance to be used is a labeling substance different from the labeling substance labeling the specific binding substance. 前記特異的結合物質がcDNAであることを特徴とする請求項1記載の試験片。 The test piece according to claim 1, wherein the specific binding substance is cDNA. 前記特異的結合物質を標識している標識物質が蛍光色素であることを特徴とする請求項1または2記載の試験片。 The test piece according to claim 1 or 2, wherein the labeling substance that labels the specific binding substance is a fluorescent dye. 前記特異的結合物質を標識している標識物質が放射性同位体であることを特徴とする請求項1または2記載の試験片。 The test piece according to claim 1 or 2, wherein the labeling substance that labels the specific binding substance is a radioisotope. 担体上の所定の複数位置に、互いに異なる複数の既知の標識特異的結合物質がそれぞれ配置されている試験片の、前記特異的結合物質の標識物質から放出される標識信号の量を各位置ごとに検出し、前記特異的結合物質を標識している標識物質とは異なる標識物質で標識された生体由来物質を前記特異的結合物質に結合させて、結合した前記生体由来物質の標識物質から放出される標識信号の量を各位置ごとに検出し、前記特異的結合物質の標識物質から放出される標識信号の量の検出結果と、前記生体由来物質の標識物質から放出される標識信号の量の検出結果に基づいて、前記特異的結合物質と結合した生体由来物質を定量することを特徴とする生体由来物質の定量方法。 The amount of the label signal emitted from the labeling substance of the specific binding substance of each test piece in which a plurality of different known label-specific binding substances are arranged at a plurality of predetermined positions on the carrier, for each position. A biological substance labeled with a labeling substance different from the labeling substance that is detected and labeled with the specific binding substance is bound to the specific binding substance and released from the labeled substance of the bound biological substance. The amount of labeled signal detected is detected at each position, the detection result of the amount of labeled signal released from the labeling substance of the specific binding substance, and the amount of labeling signal released from the labeling substance of the biological substance A method for quantifying a biological substance, characterized in that a biological substance bound to the specific binding substance is quantified based on the detection result. 前記特異的結合物質がcDNAであることを特徴とする請求項5記載の生体由来物質の定量方法。 The method for quantifying a biological substance according to claim 5, wherein the specific binding substance is cDNA. 前記定量がさらにcDNAに関する特性値に基づいて定量するものであることを特徴とする請求項5または6記載の生体由来物質の定量方法。7. The method for quantifying a biological substance according to claim 5, wherein the quantification is further quantified based on a characteristic value relating to cDNA. 前記特異的結合物質を標識している標識物質が蛍光色素であることを特徴とする請求項5、6または7記載の生体由来物質の定量方法。The method for quantifying a biological substance according to claim 5, 6 or 7 , wherein the labeling substance that labels the specific binding substance is a fluorescent dye. 前記特異的結合物質を標識している標識物質が放射性同位体であることを特徴とする請求項5、6または7記載の生体由来物質の定量方法。The method for quantifying a biological substance according to claim 5, 6 or 7 , wherein the labeling substance that labels the specific binding substance is a radioisotope. 担体上の所定の複数位置に、互いに異なる複数の既知の標識特異的結合物質がそれぞれ配置されている試験片の、前記特異的結合物質の標識物質から放出される標識信号を検出する検出手段と、前記特異的結合物質に結合した、該特異的結合物質を標識している標識物質とは異なる標識物質で標識された生体由来物質の標識物質から放出される標識信号の量を各位置ごとに検出する検出手段と、前記特異的結合物質の標識物質から放出される標識信号の量の検出結果と、前記生体由来物質の標識物質から放出される標識信号の量の検出結果に基づいて、前記特異的結合物質と結合した生体由来物質を定量する解析手段とを備えたことを特徴とする生体由来物質の定量装置。 Detection means for detecting a label signal emitted from the labeling substance of the specific binding substance, in a test strip in which a plurality of different known label-specific binding substances are respectively arranged at predetermined positions on the carrier; The amount of the label signal released from the labeling substance of the biological substance labeled with a labeling substance different from the labeling substance that is bound to the specific binding substance and labeled with the specific binding substance for each position Based on the detection means for detecting, the detection result of the amount of the label signal released from the labeling substance of the specific binding substance, and the detection result of the amount of the label signal released from the labeling substance of the biological substance, An apparatus for quantifying a biological substance, comprising: an analyzing means for quantifying a biological substance bound to a specific binding substance. 前記特異的結合物質がcDNAであることを特徴とする請求項10記載の生体由来物質の定量装置。 The apparatus for quantifying a biological substance according to claim 10, wherein the specific binding substance is cDNA. 前記解析手段がさらにcDNAに関する特性値に基づいて定量するものであることを特徴とする請求項10または11記載の生体由来物質の定量装置。12. The apparatus for quantifying a biological substance according to claim 10 or 11, wherein the analyzing means further quantifies based on a characteristic value relating to cDNA. 前記特異的結合物質を標識している標識物質が蛍光色素であることを特徴とする請求項10、11または12記載の生体由来物質の定量装置。The biological substance-derived quantitative apparatus according to claim 10, 11 or 12 , wherein the labeling substance that labels the specific binding substance is a fluorescent dye. 前記特異的結合物質を標識している標識物質が放射性同位体であることを特徴とする請求項10、11または12記載の生体由来物質の定量装置。13. The apparatus for quantifying a biological substance according to claim 10, 11 or 12 , wherein the labeling substance labeling the specific binding substance is a radioisotope.
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