JP5041680B2 - バイオチップ用基板及びバイオチップ - Google Patents
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Description
板厚1.2mmの高純度Al-Mg合金板(Mg含有量4重量%)を26x76mm角にプレスで打ち抜いた後に、340℃の雰囲気下で複数枚を積み重ねて加圧焼鈍を行い、歪みを取り去ると共に平坦度を5μm以下にした。その後、端面とチャンファの加工(具体的には、角度45°、a寸法0.2mm)を行い、25x75mmの平板を作製した。次いで、スポンジ砥石を貼ったスピードファム社製の両面研削機16Bを用いて研削加工を行い、板厚0.98mm、平行度1μm以下とした。次にこの基板にローランド社製刻印機CAMM-3を用い、微小ドリルによる機械加工によって、図1に示す寸法の微小凹部を作製した。続いて、この平板に順に脱脂、エッチング、酸活性処理、ジンケート処理を施した。具体的には、上村製アルカリ脱脂液AD-68F(50℃)に5分間、硫酸・リン酸系エッチング液AD-101F(80℃)に2分間、硝酸活性液(20℃)に1分間、ジンケート液AD-301F3X(20℃)に30秒間、順次、浸セキ処理を行って前処理を施した。さらにその後に、メルテック社製無電解NiP液NI-422(90℃)に2時間、浸セキして両面に各12μm厚のめっき膜を形成した。更に、これをスピードファム社製の両面研磨機16Bにコロイダルシリカ砥粒を用いて両面を各2μm研磨し、超平滑基板とした。基板は板厚1.00mm、表面粗さRaが0.35nmであった。なお、平坦度、平行度及びRaは、それぞれ、溝尻製平坦時計FT-50LD、ランクテーラーホブソン製真円度測定機タリロンド、ランクテーラーホブソン製触針式粗さ計タリステップを用いて測定した。
熱硬化性のフェノール樹脂を型に入れた後に、90℃および120℃の2段階の熱処理を行いベークライトブロックを作製した。ブロックから板厚2mm、31x95mmサイズの平板を切り出し、鉄定盤を貼ったスピードファム社製の両面研削機16Bを用いて研削加工を行い、板厚1.30mm、平行度1μm以下とした。次に、これにチャンファ加工を施した後に徐々に加温して1200℃の熱処理を行って基体を炭化しグラッシ−カーボンとした。その後に、大気下で富士電機社製LD励起YVO4レーザーを用いて図1の寸法の微小凹部を作製し、更に、活性基の付与を次の方法で行った。まず、合成石英の窓を持つステンレス製容器内に基板をセットした後に大気雰囲気下で波長185nmを30%強度、波長254nmを100%強度の比率を持つ紫外線(ランプ出力110W)を3cm離れた位置で照射して基板表面のオゾン処理を行った。次に、排気の後に塩素を導入し13Pa塩素雰囲気下で塩素処理(25℃、5分間)を行い、更に排気の後にアンモニアを導入し13Paアンモニア雰囲気下でアミノ化処理(25℃、5分間)を行った。この基板のアミノ基量は4.1 nmol/両面であった。なお、アミノ基量は、基板表面を塩酸で処理した後に残存する塩酸を水酸化ナトリウム水溶液で逆滴定する方法(特願2005−069554)により測定した。続いて、これをスピードファム社製の両面研磨機16Bにコロイダルシリカ砥粒を用いて表面を研磨し、凹部の内壁面のみ以外の活性基を除去して選択吸着グラッシ−カーボン基板を作製した。
このペプチドがαへリックス構造を取ることはCDスペクトルで確認した。ここで、FAM及びTAMRAは、いずれも蛍光色素であり、FAMを光励起すると、FAMとTAMRA間の距離に応じて、FAMの励起エネルギーがTAMRAに移動し、TAMRAの蛍光が発する(蛍光共鳴エネルギー移動、FRET、蛍光という)。タンパク質が結合するとペプチドのへリックス構造が固定され、FRET蛍光が増大する。FRETは励起状態にある供与体分子(この場合FAM)から基底状態にある受容体分子(この場合TAMRA)へのエネルギー移動により受容体からの蛍光が観測される現象である。このペプチドは、タンパク質であるカルモジュリン(CaM)と特異的に結合することが知られているが、結合するとFAMとTAMRAの距離が小さくなる。CaMの量が多いほど測定されるTAMRAからの蛍光強度が大きくなり結合の定量が可能である。
Ac-Cys-Gly-Leu-Lys-Lys-Leu-Leu-Lys-Leu-Leu-Lys-Lys-Leu-Leu-Lys-Leu-Lys(TAMRA)-Gly-NH2 を定法により合成した。タンパク質が結合するとペプチドのへリックス構造が変化しそれにあわせて蛍光強度の変化する。このペプチドは、タンパク質であるカルモジュリン(CaM)と特異的に結合することがしられており、CaMの量が多いほど測定されるTAMRAの蛍光強度が大きくなり結合の定量が可能である。
Claims (10)
- 生体関連物質を固定化する複数の凹部を基板に形成したバイオチップ用基板であって、前記各凹部の容量が1nLないし10nLであり、前記凹部の内壁及び底面が炭素で形成されており、かつ、前記凹部の内壁及び底面を構成する前記炭素のみが活性基を有するバイオチップ用基板。
- 前記基板が金属製であり、前記凹部内にのみ炭素層が形成されている請求項1記載の基板。
- 前記金属が、アルミニウム、チタン及びステンレススチール並びにこれらの少なくとも一種を含む合金から成る群より選ばれる金属である請求項2記載の基板。
- 前記金属がアルミニウム又はその合金であり、前記基板と前記炭素層との間にめっき層又は該金属の酸化物層が設けられている請求項3記載の基板。
- 前記炭素層が、グラファイト、ダイヤモンド、ダイヤモンドライク炭素又はアモルファス炭素から成る請求項2ないし4のいずれか1項に記載の基板。
- 前記基板が炭素から成る請求項1記載の基板。
- 前記基板がグラファイト又はアモルファス炭素から成る請求項6記載の基板。
- 前記活性基が、炭素に共有結合された、アミノ基、アルデヒド基、カルボキシル基、スルフィドリル基若しくはエポキシ基又は前記炭素層に非共有結合的に結合されたポリリジンである請求項7記載の基板。
- 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の基板上に、生体関連物質を固定化したバイオチップ。
- 請求項1ないし8のいずれか1項に記載のバイオチップ用基板を準備する工程と、該基板上に、生物関連物質を固定化する工程とを含む、バイオチップの作製方法。
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