JP5372570B2 - ナノポアを用いたバイオポリマー決定方法、システム、及びキット - Google Patents
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Description
図12は,本実施例で使用するナノポア装置の概略図である。レーザ光源301,フィルタ308,レーザ光のナノポア装置への照射位置およびナノポア薄膜の構成以外はすべて実施例2と同等である。ナノポア薄膜218を石英ガラスで作製し,表面を石英よりも低い屈折率の樹脂(例えばフロリナート)でコーティングする。この時,ナノポア近傍の鋭利な先端部220の樹脂を剥離しておく。レーザ光源(波長633nm)301より射出したレーザ光302は,集光レンズ304で集光され,ナノポア薄膜側面312に照射される。この時,レーザ光302はナノポア薄膜218内を全反射しながら伝播するが,先端部220は樹脂コーティングされていないため,両溶液槽内を満たすバッファ溶液に,近接場光として僅かに染み出す。レーザ光302はナノポア薄膜218内全体を全反射しながら伝播するため,すべての先端部220で近接場が生じる。ナノポア205近傍で発光した発光蛍光は,検出窓306を介して対物レンズ307によって集光され,フィルタ308により波長660nmから700nm以外の波長の光がカットされ,プリズム309により分光され,結像レンズ310によってCCD311上に結像される。CCD311のデータは,データ処理手段400に格納される。図12では2つのDNA断片を同時に計測する例を示しているが,1つであってもよいし,また3以上のDNA断片を同時に計測しても良い。
Claims (15)
- 第1の溶液槽と、第2の溶液槽と、前記第1の溶液槽と前記第2の溶液槽とを区切りナノポアを備えた薄膜とを有する装置を用い、測定対象のバイオポリマーを構成するモノマーの並びを決定する方法であって、
前記ナノポアよりも大きな第1の分子を一端に結合した前記バイオポリマーを前記第1の溶液槽に導入する工程と、
前記第1の溶液槽に設けられた電極を陰極、前記第2の溶液槽に設けられた電極を陽極、になるように前記電極間に電圧印加することによって、前記第1の溶液槽と前記第2の溶液槽との間に電圧勾配を発生させて、前記バイオポリマーを前記第1の溶液槽から前記第2の溶液槽に前記ナノポアを通じて移動させる工程と、
前記第2の溶液槽に、前記ナノポアよりも大きな第2の分子を導入し、前記バイオポリマーの他端に結合させる工程と、
前記第1及び第2の溶液槽のそれぞれに設けられた電極の一方を陽極、他方を陰極になるように前記電極間に電圧印加することによって、前記第1の溶液槽と前記第2の溶液槽との間に電圧勾配を発生させて、前記バイオポリマーを前記第1の溶液槽と前記第2の溶液槽との間で前記ナノポアを通じて移動させる工程と、
前記バイオポリマーの移動に伴い発生する信号の時間変化を測定し、前記信号をバイオポリマーを構成するモノマーの種類に応じたデータとして算出し、前記バイオポリマーを構成するモノマーの並びを決定することを特徴とするバイオポリマー決定方法。 - 請求項1に記載のバイオポリマー決定方法において、前記バイオポリマーは核酸であり、核酸を構成する塩基配列を決定することを特徴とするバイオポリマー決定方法。
- 請求項1に記載のバイオポリマー決定方法において、前記第1の溶液槽と前記第2の溶液槽との間の電流変化を、前記バイオポリマーの移動に伴い発生する信号として測定することを特徴とするバイオポリマー決定方法。
- 請求項1に記載のバイオポリマー決定方法において、前記ナノポアを通過する前記バイオポリマーを挟むように設けられた前記電極間に流れる電流変化を、前記バイオポリマーの移動に伴い発生する信号として測定することを特徴とするバイオポリマー決定方法。
- 請求項1に記載のバイオポリマー決定方法において、前記バイオポリマーは特定の塩基を標識した核酸であって、前記バイオポリマーを移動させながら光を照射し、標識からの発光の時間変化を測定することを特徴とするバイオポリマー決定方法。
- 請求項1に記載のバイオポリマー決定方法において、前記バイオポリマーは一本鎖核酸であって、前記第1,2の溶液槽のうち少なくとも一方に既知配列プローブを導入する工程を有し、前記1本鎖核酸の移動に伴い前記1本鎖核酸に結合した前記既知配列プローブの有無の信号の時間変化を測定することを特徴とするバイオポリマー決定方法。
- 請求項1に記載のバイオポリマー決定方法において、前記第1又は/及び第2の分子はストレプトアビジンであることを特徴とするバイオポリマー決定方法。
- 請求項1に記載のバイオポリマー決定方法において、前記第1又は/及び第2の分子はDIG−抗DIG抗体結合により前記バイオポリマーに結合されるビーズであることを特徴とするバイオポリマー決定方法。
- ナノポアを有する薄膜を備えた装置を用い、前記ナノポアの大きさよりも大きく、測定対象のバイオポリマーに結合させる分子を導入するバイオポリマー決定システムであって、
前記装置は、前記薄膜によって区切られた第1及び第2の溶液槽と、
前記バイオポリマーを前記第1の溶液槽と前記第2の溶液槽との間で前記ナノポアを通じて移動させる駆動手段と、
前記分子が前記測定対象のバイオポリマーの一方に結合されたバイオポリマーを前記第1の溶液槽に導入する手段と、
前記ナノポアを通過した前記バイオポリマーの他端に結合させる前記分子を前記第2の溶液槽に導入する手段と、
前記駆動手段による前記バイオポリマーの移動に伴い発生する信号を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出した信号の時間変化を測定し、前記信号をバイオポリマーを構成するモノマーの種類に応じたデータとして算出する算出し、前記バイオポリマーを構成するモノマーの並びを決定する算出手段とを有し、
前記第1及び第2の溶液槽のそれぞれは電圧源に接続された電極を備え、
前記駆動手段は、前記電極の一方を陽極、他方を陰極になるように前記電圧源から電圧印加することによって、前記第1の溶液槽と前記第2の溶液槽との間に電圧勾配を発生させて、前記バイオポリマーを前記第1の溶液槽から前記第2の溶液槽に移動させる、ことを特徴とするバイオポリマー決定システム。 - 請求項9に記載のバイオポリマー決定システムであって、前記検出手段は、前記ナノポアを通過する前記バイオポリマーを挟むように設けられた前記電極に流れる電流変化を測定することを特徴とするバイオポリマー決定システム。
- 請求項9に記載のバイオポリマー決定キットであって、前記バイオポリマーは特定のモノマーが蛍光標識され、前記装置は、前記ナノポアを通過する前記バイオポリマーに対して光を照射する光源を有し、前記前記検出手段は、光の照射による発光を検出することを特徴とするバイオポリマー決定システム。
- 請求項9に記載のバイオポリマー決定システムであって、前記バイオポリマーは一本鎖核酸であって、既知プローブのセットを備え、前記装置は、前記第1,2の溶液槽のうち少なくとも一方に前記既知配列プローブを導入する手段を有し、前記検出手段は、前記1本鎖核酸の移動に伴い前記1本鎖核酸に結合した前記既知配列プローブの有無の信号の時間変化を測定することを特徴とするバイオポリマー決定システム。
- ナノポアを有する薄膜を備えた装置と、
前記ナノポアの大きさよりも大きく、測定対象のバイオポリマーに結合させる分子とを有するバイオポリマー決定キットであって、
前記装置は、
前記薄膜によって区切られた第1及び第2の溶液槽と、
前記バイオポリマーを前記第1の溶液槽と前記第2の溶液槽との間で前記ナノポアを通じて移動させる駆動手段と、
前記分子が前記測定対象のバイオポリマーの一方に結合されたバイオポリマーを前記第1の溶液槽に導入する手段と、
前記ナノポアを通過した前記バイオポリマーの他端に結合させる前記分子を前記第2の溶液槽に導入する手段と、
前記駆動手段による前記バイオポリマーの移動に伴い発生する信号を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出した信号の時間変化を測定し、前記信号をバイオポリマーを構成するモノマーの種類に応じたデータとして算出する算出し、前記バイオポリマーを構成するモノマーの並びを決定する算出手段とを有し、
前記第1及び第2の溶液槽のそれぞれは電圧源に接続された電極を備え、
前記駆動手段は、前記電極の一方を陽極、他方を陰極になるように前記電圧源から電圧印加することによって、前記第1の溶液槽と前記第2の溶液槽との間に電圧勾配を発生させて、前記バイオポリマーを前記第1の溶液槽から前記第2の溶液槽に移動させる、ことを特徴とするバイオポリマー決定キット。 - 請求項13に記載のバイオポリマー決定キットであって、前記分子は、ストレプトアビジンであることを特徴とするバイオポリマー決定キット。
- 請求項14に記載のバイオポリマー決定キットであって、前記分子は、DIG−抗DIG抗体結合により前記バイオポリマーに結合されるビーズであることを特徴とするバイオポリマー決定キット。
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