JP4118686B2 - 核酸を検出するために少なくとも2つの核酸固定化用ユニットを用いる生体検出器、方法、および装置 - Google Patents
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Description
図3は、実施例1に基づく生体検出器に相当するように構成されている生体検出器301を備える核酸検出用装置300を示す。すなわち、生体検出器301は、絶縁物質を含む絶縁層303に配置されている固定化用ユニット302を備えている。
固定化用ユニット302は、金によって形成されており、電気的端子304を介して電気的な検出回路305と接続されている。生体検出器301の電気的な検出回路305は、各固定化用ユニットのための検出された信号を増幅する前置増幅器306、少なくとも1つの固定化用ユニットを個別に選択するための選択電子装置307、および、各固定化用ユニットのための検出された信号を変換するアナログ/デジタル変換機308を備えている。
[1]DE 199 01 761 A1
[2]DE 199 26 457 A1
[3]WO 00/42217 A1
[4]DE 199 21 940 A1
[5]WO 00/31101 A1
[6]US5,635,939
[7]US6,017,696
101 固定化用ユニット
102 絶縁層
103 電気的な端子
104 電気的な検出回路
105 前置増幅器
106 選択電子装置
107 アナログ/デジタル変換機
108 DNAプローブ分子
109 酸化還元活性標識
110 DNA鎖
200 検出器
201 伝導性表面層
202 1本鎖核酸分子
203 酸化還元活性標識
204 電気的な端子
205 DNA鎖
206 矢印により表す光
207 矢印
208 検出部位
209 支持部材
210 検体
300 核酸検出用装置
301 検出器
302 固定化用ユニット
303 絶縁層
304 電気的な端子
305 電気的な検出回路
306 前置増幅器
307 選択電子装置
308 アナログ/デジタル変換機
309 支持台
310 検体
311 光源
312 矢印によって表す光
Claims (22)
- 少なくとも2つの核酸固定化用ユニットを用いて核酸を検出する方法であって、
上記少なくとも2つの核酸固定化用ユニットは、導電性であって、電気的に相互に絶縁されており、
上記少なくとも2つの核酸固定化用ユニットは、捕獲分子として機能する第1核酸分子を備えており、上記第1核酸分子は、1本鎖分子として存在し、検出すべき第2核酸分子と結合でき、また、上記捕獲分子として機能する1本鎖の第1核酸分子は、検出可能な信号を生成できる酸化還元活性標識を備えており、
検討対象の試料を、少なくとも2つの核酸固定化用ユニットと接触させ、この検討対象の試料は、検出すべき第2核酸分子を含むことがあり、
検討対象の試料に含まれる第2核酸分子が、上記捕獲分子と結合して2本鎖ハイブリッド分子を形成し、
上記第2核酸分子を、酸化還元活性標識により生じる信号を用いて、半導体チップに集積されている電気的な検出回路により検出し、
上記信号を個別に検出するために固定化用ユニットを選択する、上記方法。 - 上記酸化還元活性標識によって生成される信号を、電流、抵抗、または伝導率を測定することにより検出する請求項1に記載の方法。
- 上記酸化還元活性標識が、光により誘導可能な酸化還元活性標識、または、化学的に誘導可能な酸化還元標識である請求項2に記載の方法。
- 上記光により誘導可能な酸化還元標識が、光合成細菌の反応中心、シクロファン、または、少なくとも2分子の電子供与体/電子受容体複合体である請求項3に記載の方法。
- 上記2分子の電子供与体/電子受容体複合体の電子供与体および電子受容体が、電荷移動錯体、または、遷移金属錯体である請求項4に記載の方法。
- 上記核酸として、DNA分子、RNA分子、または、PNA分子を検出する請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 上記核酸分子として、所定のヌクレオチド配列を有するDNAまたはRNA1本鎖を検出し、
捕獲分子として、所定のヌクレオチド配列に対して相補的なヌクレオチド配列を有するDNAプローブ分子を使用する請求項6に記載の方法。 - 結合していないDNAプローブ分子を、少なくとも2つの固定化用ユニットから取り除く請求項7に記載の方法。
- 結合していないDNAプローブ分子を取り除くために、核酸分解酵素作用を有する酵素を、固定化用ユニットに接触させる請求項8に記載の方法。
- 核酸分解酵素作用を有する酵素として、以下の物質:
緑豆の核酸分解酵素、
核酸分解酵素P1、
核酸分解酵素S1、あるいは、
5’→3’エキソヌクレアーゼ作用または3’→5’エキソヌクレアーゼ作用に基づき、1本鎖DNAを分解することが可能なDNAポリメラーゼ、
のうち、少なくとも1つを使用する請求項9に記載の方法。 - 上記固定化用ユニットが金を含む請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 上記少なくとも2つの固定化用ユニットを半導体チップ上に配置する請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 上記半導体チップが、CMOSチップである請求項12に記載の方法。
- 少なくとも2つの核酸固定化用ユニットと電気的な検出回路とを備える核酸検出用の生体検出器であって、
少なくとも2つの核酸固定化用ユニットは、導電性であり、電気的に相互に絶縁されており、
少なくとも2つの核酸固定化用ユニットには、捕獲分子として機能する第1核酸分子が備えられており、この第1核酸分子は、1本鎖分子として存在し、検出すべき第2核酸分子と結合でき、また、捕獲分子として機能する1本鎖の第1核酸分子に、検出可能な信号を生成できる酸化還元活性標識が備えられており、
上記電気的な検出回路は、捕獲分子と結合した核酸分子を、上記標識を用いて検出するように形成されており、
上記電気的な検出回路は、少なくとも1つの固定化用ユニットを個別に選択するための選択電子装置を備えており、上記電気的な検出回路は、半導体チップに集積されている生体検出器。 - 複数の核酸固定化用ユニットが、規則的配列を有する請求項14に記載の生体検出器。
- 上記固定化用ユニットが、半導体チップ上に配置されている請求項15に記載の生体検出器。
- 上記半導体チップが、CMOSチップである請求項16に記載の生体検出器。
- 上記電気的な検出回路が、各固定化用ユニットのために検出される信号を増幅する前置増幅器を備える請求項14〜17のいずれか1項に記載の生体検出器。
- 上記電気的な検出回路が、各固定化用ユニットのために検出される信号を変換するアナログ/デジタル変換機を備える請求項14〜18のいずれか1項に記載の生体検出器。
- 上記電気的な検出回路が、各固定化用ユニットのために検出される信号用の評価ユニットを備える請求項14〜19のいずれか1項に記載の生体検出器。
- 各固定化用ユニットのための上記電気的な評価ユニットは、各固定化用ユニットに引き渡された電荷量を合計するための1つのユニットを備える請求項14〜20のいずれか1項に記載の生体検出器。
- 少なくとも2つの核酸固定化用ユニットと電気的な検出回路とを有する生体検出器を備える核酸検出装置であって、上記生体検出器においては、
少なくとも2つの核酸固定化用ユニットが、導電性であり、電気的に相互に絶縁されており、
少なくとも2つの核酸固定化用ユニットには、捕獲分子として機能する第1核酸分子が備えられており、当該第1核酸分子は、1本鎖分子として存在し、検出すべき第2核酸分子と結合でき、捕獲分子として機能する1本鎖の第1核酸分子には、電気化学的に検出可能な信号を生成できる酸化還元活性標識が備えられており、
上記電気的な検出回路は、捕獲分子と結合した核酸分子を、上記標識を用いて検出するように形成されており、
上記電気的な検出回路は、少なくとも1つの固定化用ユニットを個別に選択するための選択電子装置を備えており、電気的な検出回路は、半導体チップに集積されている、上記装置。
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