JP4741967B2 - 遺伝子の発現解析方法及び抗原の検出方法 - Google Patents
遺伝子の発現解析方法及び抗原の検出方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4741967B2 JP4741967B2 JP2006088317A JP2006088317A JP4741967B2 JP 4741967 B2 JP4741967 B2 JP 4741967B2 JP 2006088317 A JP2006088317 A JP 2006088317A JP 2006088317 A JP2006088317 A JP 2006088317A JP 4741967 B2 JP4741967 B2 JP 4741967B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- well
- solution
- enzyme
- probe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- JTYWGSFSTNIJTA-UHFFFAOYSA-M COC(c(cc1)cc([O-])c1Cl)=O Chemical compound COC(c(cc1)cc([O-])c1Cl)=O JTYWGSFSTNIJTA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XZLBYXHODFNYHM-UHFFFAOYSA-N O=C(C(CC1C2)C3)C(C4)CC13C24Cl Chemical compound O=C(C(CC1C2)C3)C(C4)CC13C24Cl XZLBYXHODFNYHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Description
次に、標識DNAをDNAチップ上に添加すると、標識DNAが相補的なプローブDNAとハイブリダイズすることによりDNAチップ上に固定される。
内部に溶液が注入されるウェルと、前記ウェル内に、間隔を空けて設けられた一対の第一電極及び第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間に配置され、ウェル側に受光面を向けて設けられた光電変換素子と、を備えた撮像装置と、
前記光電変換素子の受光面の近傍に設けられ、前記ウェルに注入される溶液内の特定の生体高分子と結合する既知の塩基配列を有する一本鎖DNAであるプローブと、
を有した生体高分子分析チップを用いた遺伝子の発現解析方法であって、任意の細胞内から抽出されたRNAを鋳型として作成された酵素標識DNAを含む溶液を前記ウェル内に注入し、次に、前記プローブに溶液内の酵素標識DNAの一部をハイブリダイズさせ、その後、酵素標識DNAを標識する酵素が触媒として機能する化学反応により励起状態で且つ溶液中で電荷を帯びた蛍光物質を生成し、且つ溶液中で電荷を帯びた化学発光基質を含む溶液を前記ウェル内に注入するとともに、第一電極及び第二電極に電圧を印加して前記第一電極及び前記第二電極の間に第一電界を発生し、前記第一電界によって前記第一電極及び前記第二電極の一方側に前記蛍光物質または前記化学発光基質を引き寄せ、その後、第一電極及び第二電極に電圧を印加して前記第一電極及び前記第二電極の間に第二電界を発生し、前記第二電界によって前記第一電極及び前記第二電極の他方側に前記蛍光物質または前記化学発光基質を引き寄せ、生成した励起状態の蛍光物質より放出される光を前記光電変換素子により検出することを特徴とする。
内部に溶液が注入されるウェルと、前記ウェル内に、間隔を空けて設けられた一対の第一電極及び第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間に配置され、ウェル側に受光面を向けて設けられた光電変換素子と、を備えた撮像装置と、
前記光電変換素子の受光面の近傍に設けられ、前記ウェルに注入される溶液内の特定の抗原と結合する抗体であるプローブと、
を有した生体高分子分析チップを用いた抗原の検出方法であって、任意の抗原を含む溶液を前記ウェル内に注入し、次に、前記プローブに溶液内の特定の抗原とを結合させ、次いで、酵素により標識されかつ前記プローブと同一の抗原の異なる抗原決定基と結合する第二の抗体を含む溶液を前記ウェル内に注入し、前記プローブに結合した特定の抗原に第二の抗体を結合させるとともに、前記特定の抗原に結合しなかった第二の抗体を除去し、その後、第二の抗体を標識する酵素が触媒として機能する化学反応により励起状態で且つ溶液中で電荷を帯びた蛍光物質を生成し、且つ溶液中で電荷を帯びた化学発光基質を含む溶液を前記ウェル内に注入するとともに、第一電極及び第二電極に電圧を印加して前記第一電極及び前記第二電極の間に第一電界を発生し、前記第一電界によって前記第一電極及び前記第二電極の一方側に前記蛍光物質または前記化学発光基質を引き寄せ、その後、第一電極及び第二電極に電圧を印加して前記第一電極及び前記第二電極の間に第二電界を発生し、前記第二電界によって前記第一電極及び前記第二電極の他方側に前記蛍光物質または前記化学発光基質を引き寄せ、
生成した励起状態の蛍光物質より放出される光を前記光電変換素子により検出することを特徴とする。
〔1〕生体高分子分析チップの全体構成
図1は、本発明を適用した第1の実施形態における生体高分子分析チップ1の概略平面図であり、図2は、図1の切断面IIに沿った矢視断面図である。
ここで、図1、図2を用いて固体撮像デバイス10について説明する。
透明基板17は、後述する蛍光体が発する光を透過する性質(以下、光透過性という。)を有するとともに絶縁性を有し、石英ガラス等といったガラス基板又はポリカーボネート、PMMA等といったプラスチック基板である。
隔壁50は保護絶縁膜35上に密着され、各ダブルゲートトランジスタ20,20,…の上部にウェル52を形成する。なお、1つのウェル52に二つ以上のダブルゲートトランジスタ20が配置されるようにしてもよい。隔壁50は不透明であり、ダブルゲートトランジスタ20に隣接するウェル52から光が入ることを防いでいる。
次に、スポット60について説明する。図1に示すように、各ウェル52には、固体撮像デバイス10の上面にスポットが形成されている。各スポット60は、図2に示すように、プローブとなる既知の塩基配列のcDNA(プローブDNA61)や抗体等の溶液を滴下し、乾燥して形成される。以下ではプローブとして既知の塩基配列のcDNAを用いた場合について説明する。
生体高分子分析チップ1を分析装置70にセッティングして生体高分子分析チップ1を用いるので、まず分析装置70について図4を用いて説明する。図4は分析装置70の構成を示したブロック図である。
上記生体高分子分析チップ1で分析する試料としては、DNAを用いることができる。試料となるDNAとしては、任意の細胞検体内で発現しているmRNAを抽出し、逆転写酵素を用いて得られたcDNAを用いることができる。cDNAは例えばアルカリホスファターゼやペルオキシダーゼ等、後述する化学発光基質の反応の触媒として機能する酵素で標識する。
酵素標識DNAを検出するのに用いる化学発光基質について説明する。化学発光基質としては、酵素標識DNAの標識に用いられた酵素を触媒として利用した化学反応により励起状態の蛍光物質を生成するものを用いることができる。
具体的には、例えばアルカリホスファターゼの基質となるジオキセタン系の誘導体や、ペルオキシダーゼの基質となるルミノール系の化合物を用いることができる。
酵素標識DNAの処理方法について説明する。まず、作業者が、酵素標識DNAを含有した溶液(以下、酵素標識DNA溶液という)を各ウェル52内に注入する。酵素標識DNA溶液を注入する前に各ウェル52内に酵素標識DNAが泳動するためのバッファー溶液が入れられていてもよく、酵素標識DNA溶液自体が泳動用のバッファー溶液を兼ねていてもよい。なお、酵素標識DNA溶液を各ウェル52内のスポット60,60,…に順次又は同時に滴下してもよい。このとき、酵素標識DNAが一本鎖となるように酵素標識DNA溶液は加熱されている。
その後、ウェル52内の酵素標識DNA溶液を洗浄用バッファー溶液で洗い流し、酵素標識DNAのうちプローブDNA61とハイブリダイズしなかったものをウェル52内から除去する。
次に、酵素標識DNAの検出方法について図5〜図8を用いて説明する。
上記処理を行った固体撮像デバイス10を分析装置70にセッティングし、電極ドライバ73、トップゲートドライバ74、ボトムゲートドライバ75及びドレインドライバ76をコンピュータ71に接続し、コンピュータ71を起動する。
全てのウェル52に化学発光基質81を含む溶液を注入し終わったら、電極ライン34bに正電圧を印加したまま、電極ライン34aには、電極ライン34bの電圧に対して負となる電圧であって、各化学発光基質81が帯電している電荷量及び各蛍光体82が帯電している電荷量も大きい負の電荷量が電極33aに帯電するような負電圧を印加し、電極33aと電極33bとの間で電界が生じる。それと同時に、分析装置70による光量データの計測動作を開始する。なお、電極ライン34aと電極ライン34bとの間にも電界は発生するが、電極ライン34aと電極ライン34bとの間の距離は、電極33aと電極33bとの間の距離よりも長いので、電極ライン34aと電極ライン34bとの間の電界は電極33aと電極33bとの間で電界よりも小さい。
化学発光基質81が電極33aの近傍から電極33bの近傍へ移動する経路には、スポット60があるため、プローブDNA61に酵素標識DNA62がハイブリダイズしたウェル52では、酵素標識DNA62を標識する酵素63により化学発光基質81が加水分解され、不安定な中間体を経て励起状態の蛍光体82が生成される(図7)。なお、蛍光体82も化学式3に示すように負に帯電しているため、正に帯電した電極33bに向かって移動を開始する。
このときも、化学発光基質81が電極33bの近傍から電極33aの近傍へ移動する経路において、スポット60があるため、プローブDNAに酵素標識DNA62がハイブリダイズしたウェル52では、酵素標識DNA62を標識する酵素63により化学発光基質81が加水分解され、励起状態の蛍光体82が生成される(図8)。
電極の切り替え回数が所定の回数に達したら、コンピュータ71は電極ドライバ73を停止する。
その後、各ダブルゲートトランジスタ20,20,…のそれぞれの光量データを取得し、RAMに記憶する。
第1の実施形態では、生体高分子分析チップ1で分析する試料として、検体内で発現しているmRNAから逆転写酵素により合成されたDNAを用いたが、検体内で発現しているタンパク質や糖鎖等の抗原を試料としてもよい。この場合、既知のタンパク質や糖鎖等の抗原と結合する抗体(以下、プローブ抗体という)をプローブとして用いる。
プローブ抗体にサンプル溶液中の抗原が結合するのに充分な時間が経過した後、ウェル52内のサンプル溶液をバッファー溶液で洗い流し、サンプル溶液のうちプローブ抗体と結合しなかったものをウェル52内から除去する。
プローブ抗体に結合した抗原と酵素標識抗体とが結合するのに充分な時間が経過した後、ウェル52内の酵素標識抗体溶液をバッファー溶液で洗い流し、酵素標識抗体溶液のうち抗原と結合しなかったものをウェル52内から除去する。
以後、第1実施形態の〔9〕サンプルの検出と同様にして、各ウェル52に化学発光基質を含む溶液を注入し、分析装置70による光量データの計測動作を行う。
10 固体撮像デバイス
20 ダブルゲートトランジスタ(光電変換素子)
33a,33b 電極
52 ウェル
60 スポット
61 プローブDNA
62 酵素標識DNA
63,67 酵素
64 プローブ抗体
65 抗原
66 酵素標識抗体
81 化学発光基質
82 蛍光体
Claims (2)
- 内部に溶液が注入されるウェルと、前記ウェル内に、間隔を空けて設けられた一対の第一電極及び第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間に配置され、ウェル側に受光面を向けて設けられた光電変換素子と、を備えた撮像装置と、
前記光電変換素子の受光面の近傍に設けられ、前記ウェルに注入される溶液内の特定の生体高分子と結合する既知の塩基配列を有する一本鎖DNAであるプローブと、
を有した生体高分子分析チップを用いた遺伝子の発現解析方法であって、
任意の細胞内から抽出されたRNAを鋳型として作成された酵素標識DNAを含む溶液を前記ウェル内に注入し、
次に、前記プローブに溶液内の酵素標識DNAの一部をハイブリダイズさせ、
その後、酵素標識DNAを標識する酵素が触媒として機能する化学反応により励起状態で且つ溶液中で電荷を帯びた蛍光物質を生成し、且つ溶液中で電荷を帯びた化学発光基質を含む溶液を前記ウェル内に注入するとともに、
第一電極及び第二電極に電圧を印加して前記第一電極及び前記第二電極の間に第一電界を発生し、前記第一電界によって前記第一電極及び前記第二電極の一方側に前記蛍光物質または前記化学発光基質を引き寄せ、
その後、第一電極及び第二電極に電圧を印加して前記第一電極及び前記第二電極の間に第二電界を発生し、前記第二電界によって前記第一電極及び前記第二電極の他方側に前記蛍光物質または前記化学発光基質を引き寄せ、
生成した励起状態の蛍光物質より放出される光を前記光電変換素子により検出することを特徴とする遺伝子の発現解析方法。 - 内部に溶液が注入されるウェルと、前記ウェル内に、間隔を空けて設けられた一対の第一電極及び第二電極と、前記第一電極と前記第二電極との間に配置され、ウェル側に受光面を向けて設けられた光電変換素子と、を備えた撮像装置と、
前記光電変換素子の受光面の近傍に設けられ、前記ウェルに注入される溶液内の特定の抗原と結合する抗体であるプローブと、
を有した生体高分子分析チップを用いた抗原の検出方法であって、
任意の抗原を含む溶液を前記ウェル内に注入し、
次に、前記プローブに溶液内の特定の抗原を結合させ、
次いで、酵素により標識されかつ前記プローブと同一の抗原の異なる抗原決定基と結合する第二の抗体を含む溶液を前記ウェル内に注入し、前記プローブに結合した特定の抗原に第二の抗体を結合させるとともに、前記特定の抗原に結合しなかった第二の抗体を除去し、
その後、第二の抗体を標識する酵素が触媒として機能する化学反応により励起状態で且つ溶液中で電荷を帯びた蛍光物質を生成し、且つ溶液中で電荷を帯びた化学発光基質を含む溶液を前記ウェル内に注入するとともに、
第一電極及び第二電極に電圧を印加して前記第一電極及び前記第二電極の間に第一電界を発生し、前記第一電界によって前記第一電極及び前記第二電極の一方側に前記蛍光物質または前記化学発光基質を引き寄せ、
その後、第一電極及び第二電極に電圧を印加して前記第一電極及び前記第二電極の間に第二電界を発生し、前記第二電界によって前記第一電極及び前記第二電極の他方側に前記蛍光物質または前記化学発光基質を引き寄せ、
生成した励起状態の蛍光物質より放出される光を前記光電変換素子により検出することを特徴とする抗原の検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006088317A JP4741967B2 (ja) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | 遺伝子の発現解析方法及び抗原の検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006088317A JP4741967B2 (ja) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | 遺伝子の発現解析方法及び抗原の検出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007263703A JP2007263703A (ja) | 2007-10-11 |
JP4741967B2 true JP4741967B2 (ja) | 2011-08-10 |
Family
ID=38636846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006088317A Expired - Fee Related JP4741967B2 (ja) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | 遺伝子の発現解析方法及び抗原の検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4741967B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20230047769A1 (en) * | 2020-02-19 | 2023-02-16 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Biological substance detection chip, biological substance detection device and biological substance detection system |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5846708A (en) * | 1991-11-19 | 1998-12-08 | Massachusetts Institiute Of Technology | Optical and electrical methods and apparatus for molecule detection |
JP2597073B2 (ja) * | 1993-06-03 | 1997-04-02 | 株式会社バイオセンサー研究所 | 生体物質センサ、生体物質検出装置及び生体物質の定量方法 |
JPH0712816A (ja) * | 1993-06-28 | 1995-01-17 | Olympus Optical Co Ltd | 特異結合反応を利用した生体物質の測定方法 |
JP3829491B2 (ja) * | 1998-08-27 | 2006-10-04 | 株式会社日立製作所 | プローブチップ、プローブチップ作成方法、試料検出方法、及び試料検出装置 |
JP2004101376A (ja) * | 2002-09-10 | 2004-04-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | バイオチップ読取装置 |
JP4586329B2 (ja) * | 2003-03-10 | 2010-11-24 | カシオ計算機株式会社 | Dna分析装置及び分析方法 |
-
2006
- 2006-03-28 JP JP2006088317A patent/JP4741967B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007263703A (ja) | 2007-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI267554B (en) | DNA analysis device, DNA sensor and analysis method | |
JP4586329B2 (ja) | Dna分析装置及び分析方法 | |
JP4741855B2 (ja) | 生体高分子分析チップ、分析支援装置及び生体高分子分析方法 | |
JP4957336B2 (ja) | 生体高分子分析装置及び生体高分子分析方法 | |
JP4967745B2 (ja) | 生体高分子分析装置、生体高分子の分析方法、遺伝子の発現解析方法、及び抗原の検出方法 | |
JP4569346B2 (ja) | 生体高分子分析方法 | |
JP4802508B2 (ja) | 撮像装置、生体高分子分析チップ及び分析支援装置 | |
JP4741966B2 (ja) | 撮像装置、生体高分子分析チップ、遺伝子の発現解析方法、及び抗原の検出方法 | |
CN113227767A (zh) | 改善生物传感器光收集效率的方法和结构 | |
JP4179169B2 (ja) | 分析装置 | |
JP4103581B2 (ja) | Dna読取装置及びdnaの同定方法 | |
JP4741967B2 (ja) | 遺伝子の発現解析方法及び抗原の検出方法 | |
JP4622604B2 (ja) | 生体高分子分析支援装置及び生体高分子分析方法 | |
JP4806368B2 (ja) | 生体高分子の分析方法、遺伝子の発現解析方法、及び抗原の検出方法 | |
JP4576557B2 (ja) | 生体高分子分析チップ及び分析支援装置 | |
JP4395616B2 (ja) | 生体高分子分析支援装置及びその制御方法 | |
JP2008175712A (ja) | 生体高分子分析チップ | |
JP2010204126A (ja) | 生体高分子分析支援装置 | |
JP4701781B2 (ja) | 生体高分子分析装置及び生体高分子分析方法 | |
JP4396407B2 (ja) | 生体高分子分析チップ、生体高分子チップの製造方法 | |
JP4273974B2 (ja) | Dna分析デバイス | |
JP4337369B2 (ja) | Dna分析装置、dna分析方法 | |
JP4952313B2 (ja) | 蛍光検出装置及び生体高分子分析装置 | |
JP2009222583A (ja) | 撮像装置、生体高分子分析チップ及び分析方法 | |
JP2010085106A (ja) | 撮像装置及び撮像装置の動作方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20071218 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071218 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20071218 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080131 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081202 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101108 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101116 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110114 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20110114 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110217 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110412 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110509 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140513 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |