JP4281108B2 - Biochip - Google Patents

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Description

本発明は、スポットの位置の判別を容易とするマーカーを有する金属基板バイオチップに関する。   The present invention relates to a metal substrate biochip having a marker that facilitates discrimination of spot positions.

近年、生体分子の相互作用解析、発現分子のプロファイリング、もしくは診断に用いるバイオチップが注目を集めている。基板上に生体分子が固定化されることで操作が容易になり、場合によっては非常に多くの物質の相互作用を同時に解析することができる。
一般的なバイオチップとしてDNAチップが挙げられる。DNAチップはDNA分子を固体基板に固定化したもので、DNA−DNA相互作用の観察に用いられる。最近は分子の集積度が非常に高くなっており、一回の測定から得られる情報量も増加している。しかし、結合の検出には蛍光や化学発光、放射線同位体などのラベル方法が必要である。従って、ラベルの困難な蛋白や糖などの生体分子の相互作用には適さない。
In recent years, biochips used for biomolecule interaction analysis, profiling of expressed molecules, or diagnosis have attracted attention. The operation is facilitated by immobilizing the biomolecule on the substrate, and in some cases, the interaction of a large number of substances can be analyzed simultaneously.
A general biochip is a DNA chip. A DNA chip is obtained by immobilizing DNA molecules on a solid substrate, and is used for observation of DNA-DNA interaction. Recently, the degree of accumulation of molecules has become very high, and the amount of information obtained from a single measurement has also increased. However, labeling methods such as fluorescence, chemiluminescence, and radioisotopes are necessary for detection of binding. Therefore, it is not suitable for the interaction of biomolecules such as proteins and sugars that are difficult to label.

ラベルフリーの相互作用解析方法として、表面プラズモン共鳴(SPR)法、エリプソメトリ法、和周波発生法などの光学的検出方法が注目を浴びている。中でもSPR法を応用したSPRイメージング法は二次元領域の相互作用を観察することが可能であり、注目を浴びている。すなわち、チップ全面に偏光光束を照射し、その反射光をCCDカメラで撮影する手法である。金属基板チップ上にアレイを作製すれば、SPRイメージング法による多点での相互作用が可能となる(特許文献1)。 As a label-free interaction analysis method, an optical detection method such as a surface plasmon resonance (SPR) method, an ellipsometry method, or a sum frequency generation method has attracted attention. Among them, the SPR imaging method using the SPR method is attracting attention because it can observe the interaction in a two-dimensional region. That is, this is a method in which the entire surface of the chip is irradiated with a polarized light beam and the reflected light is photographed with a CCD camera. If an array is produced on a metal substrate chip, interaction at multiple points by the SPR imaging method becomes possible (Patent Document 1).

しかし、SPRイメージング法の光学系は複雑であり、CCDカメラはチップの背面から撮影するため、CCDカメラにはチップ表面に形成したパターンが反転して映しだされる。従って、サンプルを固定化した場所の特定が困難となる。この問題を解決するため、決められたパターンで表面に固定化する手法が取られている(非特許文献1,2)。このようにパターンで表面に固定化するとどの分子が相互作用したか判別が容易となる。しかし、パターンを形成するためには一つのサンプルを複数のスポットに固定化する必要があり、測定のスループットが限られる問題点があった。
本発明はチップ上にスポットの位置を特定するマーカーを備えることで、多点での相互作用解析に適したバイオチップを実現する。
However, the optical system of the SPR imaging method is complicated, and the CCD camera takes an image from the back surface of the chip, so that the pattern formed on the chip surface is reversed and displayed on the CCD camera. Therefore, it is difficult to specify the location where the sample is fixed. In order to solve this problem, a method of fixing to the surface with a predetermined pattern has been taken (Non-Patent Documents 1 and 2). Thus, when it is immobilized on the surface with a pattern, it becomes easy to determine which molecules interacted. However, in order to form a pattern, it is necessary to fix one sample to a plurality of spots, and there is a problem that the throughput of measurement is limited.
The present invention realizes a biochip suitable for multipoint interaction analysis by providing a marker for specifying the spot position on the chip.

米国特許6127129号明細書US Pat. No. 6,127,129 Nelson et.al. Anal. Chem. 73(2001)1−7Nelson et. al. Anal. Chem. 73 (2001) 1-7 Smith et.al. J.Am.Chem.Soc. 124(2002)6810−6811Smith et. al. J. et al. Am. Chem. Soc. 124 (2002) 6810-6811

本発明の課題は、スポットの位置が判別可能な金属基板からなるバイオチップを得ることにある。   The subject of this invention is obtaining the biochip which consists of a metal substrate which can discriminate | determine the position of a spot.

本発明者らは鋭意検討した結果、以下に示す手段を用いたバイオチップとすることにより、上記課題を解決できることを見出した。
1.金属基板上に形成されたアレイ部分を有し、該アレイ部分のスポットの場所を記した単分子層でパターン化されているマーカーが備えられており、該マーカー部分にコーティングされた分子の平均分子量と、該マーカー部分及び該アレイ部分の周囲の部分にコーティングされた分子の平均分子量の比が0.5以下とすることによって、チップの表面層において異なる屈折率を有する厚みを変化させて、違いを識別できるようにしたことを特徴とする表面プラズモン共鳴イメージング法の測定用バイオチップ。
2.上記金属基板が、金薄膜がコーティングされた透明基板であることを特徴とする上記1.に記載のバイオチップ。
3.マーカー部分及びアレイ部分の周囲の部分にコーティングされた分子が、PEGチオールであることを特徴とする上記1.または2.に記載のバイオチップ。
4.PEGチオールの分子量が、5000であることを特徴とする上記3.に記載のバイオチップ。
5.マーカーが判別可能な文字及び/または数字であることを特徴とする上記1.〜4.のいずれかに記載のバイオチップ。
6.マーカー部分にコーティングされた分子が、7−カルボキシ−1−ヘプタンチオールであることを特徴とする上記1.〜5.のいずれかに記載のバイオチップ。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problem can be solved by using a biochip using the means described below.
1. A marker having an array portion formed on a metal substrate and patterned with a monolayer describing the spot location of the array portion, and having an average molecular weight of molecules coated on the marker portion And the ratio of the average molecular weight of the molecules coated on the marker portion and the peripheral portion of the array portion is 0.5 or less , thereby changing the thickness of the chip surface layer having a different refractive index. A biochip for measurement of surface plasmon resonance imaging, characterized in that it can be identified .
2. The metal substrate is a transparent substrate coated with a gold thin film. The biochip as described in.
3. 1. The molecule coated on the marker portion and the peripheral portion of the array portion is PEG thiol. Or 2. The biochip as described in.
4). 2. The molecular weight of PEG thiol is 5000. The biochip as described in.
5. 1. The marker is a distinguishable character and / or number. ~ 4. The biochip according to any one of the above.
6). 1. The molecule as described in 1. above, wherein the molecule coated on the marker moiety is 7-carboxy-1-heptanethiol. ~ 5. The biochip according to any one of the above.

本発明により得られたバイオチップは、光学的検出法による金属基板上の相互作用において、マーカーによってスポットの位置を容易に知ることが可能である。
The biochip obtained by the present invention can easily know the position of the spot by the marker in the interaction on the metal substrate by the optical detection method.

本発明のバイオチップは金属基板に形成されたアレイ部分を有している。金属基板としては金薄膜がコーティングされた透明基板であることが好ましい。なぜならば、SPR、エリプソメトリ、和周波発生法などの光学的検出方法に適しているからである。また、末端に官能基を有するアルカンチオール類、ジスルフィド類などを用いることで、金表面に金−硫黄結合により自己組織化表面を形成し、表面に官能基を導入することができるため好ましい。官能基は特に限定されるものではないが、例えばカルボキシル基を有するアルカンチオールを用いることで金表面にカルボキシル基が導入され、水溶性カルボジイミドとN−ヒドロキシスクシンイミドによって活性化した後にアミノ基を有する物質を表面に固定化することが可能である。   The biochip of the present invention has an array portion formed on a metal substrate. The metal substrate is preferably a transparent substrate coated with a gold thin film. This is because it is suitable for optical detection methods such as SPR, ellipsometry, and sum frequency generation method. In addition, it is preferable to use alkanethiols or disulfides having a functional group at the terminal because a self-assembled surface can be formed on the gold surface by a gold-sulfur bond and the functional group can be introduced to the surface. The functional group is not particularly limited. For example, a substance having an amino group after the carboxyl group is introduced to the gold surface by using an alkanethiol having a carboxyl group and activated by water-soluble carbodiimide and N-hydroxysuccinimide. Can be immobilized on the surface.

金薄層をコーティングする方法は特に限定されるものではなく、蒸着法、スパッタリング法、イオンコーティング法などが挙げられる。一般的には金の剥離を抑制するため、金の下にクロムもしくはチタンが1〜10nmコーティングされる。金の厚みは限定されるものではないが、30〜100nmコーティングされるのが一般的である。
透明基板の素材は特に限定されるものではなく、ガラスやポリカーボネート、ポリオレフィンなどのプラスチック類が挙げられる。金属基板上のアレイ部分とは、分子を規則正しく配列して基板に固定化している、もしくは固定化可能な部分を言う。
The method for coating the gold thin layer is not particularly limited, and examples thereof include a vapor deposition method, a sputtering method, and an ion coating method. In general, chromium or titanium is coated under a thickness of 1 to 10 nm under the gold in order to suppress gold peeling. Although the thickness of gold is not limited, it is generally coated with 30 to 100 nm.
The material of the transparent substrate is not particularly limited, and examples thereof include plastics such as glass, polycarbonate, and polyolefin. The array portion on the metal substrate refers to a portion in which molecules are regularly arranged and immobilized on the substrate or can be immobilized.

光学的検出方法としては表面の屈折率変化に敏感なSPR法が好ましい。SPR法はラベルフリーかつリアルタイムである測定方法であり、相互作用解析法として実績がある。中でもSPRイメージング法は二次元の領域の相互作用を観察できるためさらに好ましい。アレイを作製すれば、多点での相互作用が測定できる。   As an optical detection method, the SPR method sensitive to a change in the refractive index of the surface is preferable. The SPR method is a label-free and real-time measurement method, and has a track record as an interaction analysis method. Among these, the SPR imaging method is more preferable because it can observe the interaction of a two-dimensional region. If an array is made, the interaction at multiple points can be measured.

本発明のバイオチップはアレイ部分のスポットの場所を記したマーカーが備えられていることが特徴である。マーカーを備えていることで、アレイ上に固定化された物質がどこにあるのかを容易に判別できる。特に光学的検出方法としてSPRイメージング法を用いる場合、チップの背面からCCDカメラで撮影する場合が一般的である。背面から撮影するとチップ上のパターンが反転して映るために、場所が判別しにくい。マーカーが存在することで、スポットの場所を容易に特定できる。   The biochip of the present invention is characterized in that it is provided with a marker that indicates the spot location of the array portion. By providing the marker, it is possible to easily determine where the substance immobilized on the array is. In particular, when the SPR imaging method is used as an optical detection method, it is common to photograph with a CCD camera from the back of the chip. When taking a picture from the back, the pattern on the chip is reversed so that the location is difficult to distinguish. The presence of the marker makes it possible to easily identify the spot location.

マーカーは一つであっても、多数存在してもよく、マーカーの形状もどのようなものでもよい。ただし、アレイの行と列を容易に判別するためにマーカーの形状は判別可能な文字及び/または数字であることが好ましい。例えば、固定化するサンプルは市販の96穴プレートや384穴プレートに用意する場合、プレートに記載された行と列の文字数字をそのまま反映させることが考えられる。96穴プレートの場合であると、縦軸にAからHまでのアルファベット文字、横軸に1から12まで数字が記載される場合が考えられる。
また、アレイは市販の96穴プレートや386穴プレートに対応させるため、8×12のスポット部、12×16のスポット部もしくは16×24のスポット部をもつことが好ましい。
There may be one marker or many markers, and the marker may have any shape. However, in order to easily distinguish the rows and columns of the array, the shape of the marker is preferably a distinguishable character and / or number. For example, when a sample to be immobilized is prepared on a commercially available 96-hole plate or 384-hole plate, it is conceivable to reflect the letters and numbers of the rows and columns described on the plate as they are. In the case of a 96-hole plate, there may be a case where alphabetical characters from A to H are written on the vertical axis and numbers from 1 to 12 are written on the horizontal axis.
The array preferably has an 8 × 12 spot portion, a 12 × 16 spot portion, or a 16 × 24 spot portion in order to correspond to a commercially available 96-hole plate or 386-hole plate.

マーカーの導入方法としては、検出系で検出可能な方法であればその方法に限定されるものでないが、例えば、マーカーの部分のみ金属の蒸着を行わない、マーカーの部分のみ金属の厚みを変える、マーカーの部分またはマーカー以外の部分の金属表面上もしくは基板−金属層間にポリマー、有機物質、無機物質等を付着させるか他の部分とは異なる物質を付着させる、等の方法が挙げられる。   The method for introducing the marker is not limited to the method as long as it is a method that can be detected by a detection system. Examples thereof include a method of attaching a polymer, an organic substance, an inorganic substance or the like on a metal surface of a marker part or a part other than the marker or between a substrate and a metal layer, or attaching a substance different from other parts.

マーカーの部分またはマーカー以外の部分にポリマー、有機物質、無機質等を付着させる方法としては、マスクして蒸着する、マスクしてコーティングする、凸版やインクジェット法等による印刷を行う、全面にコートした後に光・レーザー・放射線照射等により付着物を分解除去するか変質させて不要部分を除去する、不要部分を除去した後さらに他の物質を付着させる、などの方法が挙げられ、適宜単独もしくは組み合わせることができる。金属表面上に付着させる場合には、金属層を設けた基板に上記方法によってマーカーを設けることが出来る。基板−金属層間に付着させる場合には、基板上に上記方法によってマーカーを付着させた後に金属層を設けることが出来る。   As a method of attaching a polymer, an organic substance, an inorganic substance, etc. to a marker portion or a portion other than a marker, masking and vapor deposition, masking and coating, printing by letterpress or ink jet method, etc., after coating the entire surface Examples include the method of removing unnecessary parts by decomposing or altering them by light, laser, radiation irradiation, etc., removing unnecessary parts, and attaching other substances after removing unnecessary parts. Can do. When making it adhere on a metal surface, a marker can be provided by the said method on the board | substrate which provided the metal layer. When making it adhere between board | substrate-metal layers, a metal layer can be provided after making a marker adhere on a board | substrate by the said method.

ポリマー、有機物質としては金属、基板に付着可能であり、金属上に付着させる場合には測定液を流した際に流失されないものであれば問題はなく、例えばインキ、塗料等に用いられるポリマーや有機物質、これらの組成物が挙げられるが、金と強固に結合可能である分子内にチオール、スルフィルド、ジスルフィド等のイオウを含有する有機物質、ポリマーが好ましく用いられる。   There are no problems as long as the polymer or organic substance can be attached to a metal or a substrate, and if it is attached to the metal, it is not a problem as long as it is not lost when the measurement liquid is flowed. Organic materials and these compositions are exemplified, but organic materials and polymers containing sulfur such as thiol, sulfild, disulfide, etc. in the molecule that can be firmly bonded to gold are preferably used.

また、マーカーと他の部位とのチップ表面での高さの差は3μ以下であることが好ましい。より好ましくは1μm以下、さらに好ましくは100nm以下、特に好ましくは50nm以下である。さらには、マーカーは単分子層で導入されていることが好ましい。チップ表面に3μmを越える凹凸があると、分析対象物質を含んだ溶液をチップ表面に曝す際に、表面の流れが悪くなり、相互作用のKineticsを評価するには好ましくなく、分子レベルでの凹凸である方が好ましいからである。分子レベルの凹凸はSPRイメージング法などの光学的検出方法によって十分に判別可能である。
なお、表面の凹凸は、触針式や非接触の表面粗さ計、干渉顕微鏡、トンネル顕微鏡、SPR角度からの計算、断面でカットして観察する等、その凹凸の規模により測定して決定することが出来る。
Moreover, it is preferable that the difference in height on the chip surface between the marker and another part is 3 μm or less. More preferably, it is 1 micrometer or less, More preferably, it is 100 nm or less, Most preferably, it is 50 nm or less. Furthermore, the marker is preferably introduced as a monomolecular layer. If the chip surface has irregularities exceeding 3 μm, the flow of the surface deteriorates when a solution containing a substance to be analyzed is exposed to the chip surface, which is not preferable for evaluating the kinetics of the interaction. This is because it is preferable. The unevenness at the molecular level can be sufficiently discriminated by an optical detection method such as the SPR imaging method.
The surface irregularities are determined by measuring the scale of the irregularities, such as a stylus type or non-contact surface roughness meter, interference microscope, tunnel microscope, calculation from SPR angle, cut and observed with a cross section, etc. I can do it.

さらに、マーカー部はスポット部を形成する際に同時に形成されることが好ましい。マーカー部とスポット部のどちらかを予め形成させると、スポットのパターンが制限されたり、位置ズレが生じる場合がある。なお、ここで同時というのは、時間的に完全な同時でなくとも、同一工程もしくは基板を移動させずに引き続き行われるものであればかまわない。マーカー部とスポット部を同時に形成する方法としては、金属層を設ける際にマスクして金属の蒸着等を行いマーカー部とスポット部を設ける、金属層上にスポッティングによりスポット部を設ける際にマーカー部も設ける、バックグランド部にあたる部分の金属面を表面処理してスポット部を設ける際にマーカー部分も設けるなどの方法が挙げられる。   Furthermore, it is preferable that the marker part is formed at the same time when the spot part is formed. If either the marker portion or the spot portion is formed in advance, the spot pattern may be limited or a positional shift may occur. Note that the term “simultaneous” here does not matter if it is not completely simultaneous in time, as long as it is performed continuously without moving the same process or substrate. As a method of simultaneously forming the marker part and the spot part, masking is performed when the metal layer is provided, and the marker part and the spot part are provided by performing vapor deposition of metal, etc. When the spot part is provided by spotting on the metal layer, And a method of providing a marker part when the surface of the metal surface corresponding to the background part is surface-treated to provide the spot part.

具体的には、金属層上にスポッティングによりスポット部を設ける際にマーカー部も設ける場合には、例えば、金属上に自動スポッター等でスポッティングを行い、その中で同一か別の物質を用いてマーカーを設ける。スポッティングおよびマーカーは、ピンやペンによる方法、インクジェットによる方法等が挙げられる。また、スポッティング工程後レーザー等を用いて基板にマーカーを刻印してもかまわない。   Specifically, when providing a spot portion by spotting on a metal layer, for example, spotting is performed on the metal with an automatic spotter or the like, and the same or different substance is used therein. Provide a marker. Examples of the spotting and marker include a method using a pin or a pen, a method using an ink jet, and the like. Further, a marker may be engraved on the substrate using a laser or the like after the spotting process.

バックグランド部にあたる部分の金属面を表面処理してスポット部を設ける際にマーカー部分も設ける場合には、例えば、金属面全面にバックグランド部にあたる親水性化合物等をコートし、その後にスポット部から親水性化合物等を除去するが、その際にマーカー部の親水性化合物を除去する方法が挙げられる。
この方法の最も好ましい例としては、既知の光リソグラフィによってアルカンチオールを酸化する方法(特許文献1に記載)がある。すなわち、分子を固定化するスポット部分に紫外線照射を行い、周囲部分とスポット部分を区別する手段である。この方法でスポット部分だけでなく、マーカー部分もパターン化することができる上、単分子層でパターン化できる。
In the case of providing the marker portion when the surface of the metal surface corresponding to the background portion is surface-treated to provide the spot portion, for example, the entire surface of the metal surface is coated with a hydrophilic compound corresponding to the background portion, and then the spot portion is applied. The hydrophilic compound or the like is removed, and in this case, a method of removing the hydrophilic compound in the marker portion can be mentioned.
The most preferable example of this method is a method of oxidizing alkanethiol by known photolithography (described in Patent Document 1). That is, it is a means for irradiating the spot portion for immobilizing molecules with ultraviolet rays to distinguish the peripheral portion from the spot portion. In this method, not only the spot portion but also the marker portion can be patterned, and also can be patterned with a monomolecular layer.

ただし、SPRイメージング法で分子レベルの凹凸を識別するには、固定化されている分子の分子量が異なっている必要がある。チップの表面層において異なる屈折率を有する厚みを変化させなければ、違いを識別できないからである。
具体的には、マーカー部分に結合した分子の平均分子量と、周囲部分に結合した分子の平均分子量の比が0.5以下もしくは2以上であることが好ましい。結合される分子が分子量分布のある高分子の場合、平均分子量として、GPCによる重量平均分子量が選択される。
However, in order to identify unevenness at the molecular level by the SPR imaging method, the molecular weights of the immobilized molecules must be different. This is because the difference cannot be identified unless the thicknesses having different refractive indexes are changed in the surface layer of the chip.
Specifically, the ratio of the average molecular weight of the molecules bonded to the marker portion to the average molecular weight of the molecules bonded to the surrounding portion is preferably 0.5 or less or 2 or more. When the molecule to be bonded is a polymer having a molecular weight distribution, the weight average molecular weight by GPC is selected as the average molecular weight.

以下に実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.

[実施例]
(ステップ1)
アルキル鎖の炭素数が2であり、末端の官能基がチオール基であるPEGチオール(日本油脂製SUNBRIGHT MESH−50H)を1mMの濃度で7mlのエタノール:水=6:1の混合溶液に溶解させた。PEGチオールの分子量は5000であり、親水性が非常に高い。また、PEGの末端はメトキシ基であり、反応性をほとんど有さない。
[Example]
(Step 1)
PEG thiol (SUNBRIGHT MESH-50H manufactured by NOF Corporation), whose alkyl chain has 2 carbon atoms and the terminal functional group is a thiol group, is dissolved in 7 ml of ethanol: water = 6: 1 mixed solution at a concentration of 1 mM. It was. PEG thiol has a molecular weight of 5000 and is very hydrophilic. Moreover, the terminal of PEG is a methoxy group and has almost no reactivity.

18mm四方、1mm厚のSF10ガラススライドにクロムを3nm蒸着し、金を45nm蒸着した金蒸着スライドを、上記PEGチオール溶液に3時間浸漬させ、金基板全体にPEGチオールを単分子層で結合させた。   A gold-deposited slide in which 3 nm of chromium was deposited on an SF10 glass slide of 18 mm square and 1 mm thickness and gold was deposited to 45 nm was immersed in the PEG thiol solution for 3 hours, and PEG thiol was bonded to the entire gold substrate in a monomolecular layer. .

(ステップ2)
このスライドの上に図1に示すフォトマスク(クロム面が上で示されている)を載せ、500W超高圧水銀ランプ(ウシオ電機製)で2時間照射し、照射部のPEGチオールを除去した。フォトマスクにはアレイ部分とマーカー部分が備えられている。アレイ部分のスポットは96個存在し、96穴プレートを反映した形でマーカーが存在する。すなわち、縦軸はAからHの8行、横軸は1から12の12列となっている。この場合、フォトマスクはクロム面を下にして、金表面に置かれる。従って、紫外線の照射により、左右反転して金表面にパターン化される。SPRイメージング法では、チップ背面から撮影するため、結果的に文字と数字は正しい方向に映しだされる。
(Step 2)
The photomask shown in FIG. 1 (the chrome surface is shown above) was placed on this slide, and irradiated with a 500 W ultra-high pressure mercury lamp (USHIO) for 2 hours to remove PEG thiol in the irradiated area. The photomask is provided with an array portion and a marker portion. There are 96 spots in the array portion, and markers are present reflecting the 96-well plate. That is, the vertical axis is 8 rows from A to H, and the horizontal axis is 12 columns from 1 to 12. In this case, the photomask is placed on the gold surface with the chrome face down. Accordingly, the gold surface is patterned in the left-right direction by irradiation with ultraviolet rays. In the SPR imaging method, images are taken from the back of the chip, and as a result, letters and numbers are projected in the correct direction.

(ステップ3)
次に分子量176の7−カルボキシ−1−ヘプタンチオール(7−CHT:同仁化学研究所)の1mM溶液中にスライドを1時間浸漬し、固定化部に7−CHTを単分子で固定化した。
こうして得られたバイオチップはマーカー部とアレイ部には7−CHTが、周囲部分にはPEGチオールが固定化されており、分子量の比は0.035である。また、このバイオチップは単分子でパターン化されている。
このバイオチップをSPRイメージング機器(東洋紡績製)にセットして、ミリQ水を流した。その際のSPR画像を図2に示す。このように縦軸に文字が、横軸に数字がはっきりと読み取ることができる。
(Step 3)
Next, the slide was immersed in a 1 mM solution of 7-carboxy-1-heptanethiol (7-CHT: Dojindo Laboratories) having a molecular weight of 176 for 1 hour, and 7-CHT was immobilized on the immobilization part as a single molecule.
In the biochip thus obtained, 7-CHT is immobilized on the marker part and the array part, PEG thiol is immobilized on the surrounding part, and the molecular weight ratio is 0.035. The biochip is patterned with a single molecule.
This biochip was set in an SPR imaging device (manufactured by Toyobo Co., Ltd.), and Milli-Q water was allowed to flow. The SPR image at that time is shown in FIG. Thus, letters can be clearly read on the vertical axis and numbers on the horizontal axis.

この文字部とバックグラウンド部のSPR角を測定した。SPR角とは反射光強度が極小になる角度のことを言う。文字部のSPR角は53.80°、バックグラウンド部のSPR角は54.06°と測定され、SPR角の変位は0.26°であった。
Hansen(J.Opt.Soc.Am.1968,58,380−390)によるN相のFresnel式に基づいて、830nmの光に関して、層の厚みの計算を行った。SF10ガラスの屈折率1.710、金のn=0.155、k=5.1634、厚み45nm、PEG層の屈折率1.40、水の屈折率1.33として計算を行ったところ、0.26°の変位は11nmの厚みの差に相当した。50nm以下であるため、チップ上の流れへの影響は非常に少ないと推測される。
こうして得られたバイオチップには96穴プレートに用意したサンプルが固定でき、スポットの位置が容易に参照可能である。
The SPR angle of this character part and the background part was measured. The SPR angle is an angle at which the reflected light intensity is minimized. The SPR angle of the character part was 53.80 °, the SPR angle of the background part was 54.06 °, and the displacement of the SPR angle was 0.26 °.
Based on the N-phase Fresnel equation by Hansen (J. Opt. Soc. Am. 1968, 58, 380-390), the layer thickness was calculated for 830 nm light. The calculation was performed assuming that the refractive index of SF10 glass was 1.710, gold n = 0.155, k = 5.1634, thickness 45 nm, PEG layer refractive index 1.40, and water refractive index 1.33. A displacement of .26 ° corresponded to a thickness difference of 11 nm. Since it is 50 nm or less, it is estimated that the influence on the flow on the chip is very small.
A sample prepared in a 96-well plate can be fixed to the biochip thus obtained, and the spot position can be easily referred to.

実施例で使用したフォトマスクPhotomask used in the examples 実施例によるSPRイメージング像Example SPR imaging image

Claims (6)

金属基板上に形成されたアレイ部分を有し、該アレイ部分のスポットの場所を記した単分子層でパターン化されているマーカーが備えられており、該マーカー部分にコーティングされた分子の平均分子量と、該マーカー部分及び該アレイ部分の周囲の部分にコーティングされた分子の平均分子量の比が0.5以下とすることによって、チップの表面層において異なる屈折率を有する厚みを変化させて、違いを識別できるようにしたことを特徴とする表面プラズモン共鳴イメージング法の測定用バイオチップ。 A marker having an array portion formed on a metal substrate, patterned with a monolayer describing the spot location of the array portion, and having an average molecular weight of molecules coated on the marker portion And the ratio of the average molecular weight of the molecules coated on the marker part and the peripheral part of the array part is 0.5 or less , so that the thickness having different refractive index in the surface layer of the chip is changed, and the difference A biochip for measurement of surface plasmon resonance imaging, characterized in that it can be identified . 上記金属基板が、金薄膜がコーティングされた透明基板であることを特徴とする請求項1に記載のバイオチップ。 The biochip according to claim 1, wherein the metal substrate is a transparent substrate coated with a gold thin film. マーカー部分及びアレイ部分の周囲の部分にコーティングされた分子が、PEGチオールであることを特徴とする請求項1または2に記載のバイオチップ。 The biochip according to claim 1 or 2, wherein the molecules coated on the marker portion and the peripheral portion of the array portion are PEG thiols. PEGチオールの分子量が、5000であることを特徴とする請求項3に記載のバイオチップ。 The biochip according to claim 3, wherein the molecular weight of PEG thiol is 5000. マーカーが判別可能な文字及び/または数字であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のバイオチップ。 The biochip according to any one of claims 1 to 4, wherein the marker is a distinguishable character and / or number. マーカー部分にコーティングされた分子が、7−カルボキシ−1−ヘプタンチオールであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のバイオチップ。
The biochip according to any one of claims 1 to 5, wherein the molecule coated on the marker portion is 7-carboxy-1-heptanethiol.
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