JP5660468B2 - Method for producing gel microarray for detecting bio-related substances - Google Patents

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Description

本発明は、生体関連物質検出用マイクロアレイの製造方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a microarray for detecting a biological substance.

近年、多数遺伝子の一括発現解析を可能とするDNAマイクロアレイ法(DNAチップ法)と呼ばれる分析法が開発されている。このようなDNAマイクロアレイの一例として、複数の区画を有し、各区画が孔や中空繊維により形成されており、キャプチャープローブを含むゲル状物が各区画に保持されている生体関連物質検出用マイクロアレイが提案されている(特許文献1及び特許文献2参照)。   In recent years, an analysis method called a DNA microarray method (DNA chip method) has been developed that enables collective expression analysis of a large number of genes. As an example of such a DNA microarray, a microarray for detecting a biological substance has a plurality of compartments, each compartment is formed by a hole or a hollow fiber, and a gel-like material containing a capture probe is held in each compartment Has been proposed (see Patent Document 1 and Patent Document 2).

このようなマイクロアレイは、例えば以下の(1)〜(3)を順次行う方法により製造される。(1)複数本の有機材料からなる中空繊維を、中空繊維の各繊維軸が同一方向となるように3次元に配列し、その配列を樹脂で固定した中空繊維束を製造する工程;(2)キャプチャープローブを含むゲル前駆体溶液を各中空繊維の中空部に導入し、反応させることで、キャプチャープローブを含むゲル状物を中空繊維の中空部に保持する工程;(3)中空繊維束を繊維の長手方向に交叉する方向で切断して薄片化する工程。   Such a microarray is manufactured by, for example, a method of sequentially performing the following (1) to (3). (1) A step of producing a hollow fiber bundle in which hollow fibers made of a plurality of organic materials are three-dimensionally arranged so that the fiber axes of the hollow fibers are in the same direction, and the arrangement is fixed with a resin; (2 ) A step of holding the gel-like material containing the capture probe in the hollow part of the hollow fiber by introducing a gel precursor solution containing the capture probe into the hollow part of each hollow fiber and reacting the solution; (3) A process of cutting in a direction crossing the longitudinal direction of the fiber to make a thin piece.

このような製造方法は、平面基板にプローブを固定化する際に使用するフォトリソグラフィー法やスポッティング法と比較すると、高価な製造設備を必要とせず、安定した品質のものが大量に生産できるという利点を有する。   Compared with the photolithography method and spotting method used when fixing the probe to the flat substrate, such a manufacturing method does not require expensive manufacturing equipment and can produce a large amount of stable quality products. Have

また、当該製造方法で製造されたマイクロアレイによれば、キャプチャープローブを含むゲル状物を中空繊維の中空部に保持するため、単に平面基板にキャプチャープローブを保持するマイクロアレイと比較して、一区画により多くの量のキャプチャープローブを保持することができるので、高い検出感度を達成することができる。さらには、電気泳動によるハイブリダイゼーション反応を行うことができるので、検査時間の短縮にもつながる。   In addition, according to the microarray manufactured by the manufacturing method, since the gel-like material containing the capture probe is held in the hollow portion of the hollow fiber, compared with the microarray that simply holds the capture probe on the flat substrate, Since a large amount of capture probe can be retained, high detection sensitivity can be achieved. Furthermore, since the hybridization reaction can be performed by electrophoresis, the inspection time can be shortened.

国際公開第00/40942号パンフレットInternational Publication No. 00/40942 Pamphlet 国際公開第01/98781号パンフレットInternational Publication No. 01/98781 Pamphlet 特開平11−108928号公報JP-A-11-108928 特開2001−133453号公報JP 2001-133453 A 特開2005−37303号公報JP 2005-37303 A 特許3834519号公報Japanese Patent No. 3834519

しかしながら、前記のマイクロアレイは、外側(外周)に配置されるに従って、配列された中空繊維の中空部に保持されたゲル状物(以下、「ゲルスポット」という)を介して固定化されたキャプチャープローブの検体捕捉能力、即ちゲルに固定化されたオリゴDNA(キャプチャープローブ)と検体との反応性が低くなることがあった。即ち、マイクロアレイ全体において均質なゲルスポットが形成されないことがあった。   However, as the microarray is arranged on the outer side (periphery), the capture probe is immobilized via a gel-like material (hereinafter referred to as “gel spot”) held in the hollow portions of the arranged hollow fibers. In some cases, the sample capturing ability, that is, the reactivity between the oligo DNA immobilized on the gel (capture probe) and the sample is low. That is, a uniform gel spot may not be formed in the entire microarray.

そこで、本発明の主な目的は、マイクロアレイ全体において均質なゲルスポットを有するマイクロアレイを製造する方法を提供することにある。   Accordingly, a main object of the present invention is to provide a method of manufacturing a microarray having a uniform gel spot in the entire microarray.


本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、中空繊維中に充填されたゲル前駆体溶液を水相中で重合させることにより上記課題を達成することを見出し、本発明を完成させるに至った。

As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above problems can be achieved by polymerizing the gel precursor solution filled in the hollow fibers in the aqueous phase. The present invention has been completed.

すなわち、本発明は、以下の工程を含む生体関連物質検出用マイクロアレイの製造方法に関する。
(1)複数本の中空繊維を、中空繊維の各繊維軸が同一方向となるように3次元に配列し、その配列を樹脂で固定することにより、中空繊維束を製造する工程
(2)必要に応じて、前記中空繊維の中空部に液体を導入し、一定時間保持させる工程
(3)キャプチャープローブを含むゲル前駆体溶液を中空繊維の中空部に導入する工程
(4)水相中で、中空繊維の中空部に充填されたゲル前駆体溶液を重合させる工程
(5)中空繊維束を繊維の長手方向に交叉する方向で切断して薄片化する工程。
That is, the present invention relates to a method for producing a microarray for detecting a biological substance including the following steps.
(1) A step of manufacturing a hollow fiber bundle by arranging a plurality of hollow fibers in a three-dimensional manner such that the fiber axes of the hollow fibers are in the same direction, and fixing the arrangement with a resin (2) required According to the step of introducing a liquid into the hollow portion of the hollow fiber and holding it for a certain time (3) introducing the gel precursor solution containing the capture probe into the hollow portion of the hollow fiber (4) in the aqueous phase, The step of polymerizing the gel precursor solution filled in the hollow portion of the hollow fiber (5) The step of cutting the hollow fiber bundle in the direction crossing the longitudinal direction of the fiber to make it into a thin piece.

本発明によれば、中空繊維の中空部に保持されたゲルスポット中のプローブの検体捕捉能力(検体との反応性)が配置された位置によって差異が生じることのない(マイクロアレイ全体において均質なゲルスポットを有する)マイクロアレイを製造することができる。   According to the present invention, there is no difference depending on the position where the sample capturing ability (reactivity with the sample) of the probe in the gel spot held in the hollow portion of the hollow fiber is arranged (a gel that is homogeneous in the entire microarray) A microarray (with spots) can be produced.

配列固定器具の概念図である。It is a conceptual diagram of an arrangement | sequence fixing device. 実施例1で得られたマイクロアレイのゲルスポットの一部を示す顕微鏡写真である。2 is a photomicrograph showing a part of the gel spot of the microarray obtained in Example 1. 比較例1で得られたマイクロアレイのゲルスポットの一部を示す顕微鏡写真である。2 is a photomicrograph showing a part of a gel spot of a microarray obtained in Comparative Example 1. 作製したマイクロアレイのスポット配列を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the spot arrangement | sequence of the produced microarray.

本発明に係る生体関連物質検出用マイクロアレイ(以下、「マイクロアレイ」ということがある。)の製造方法における各工程について、以下に詳細に説明する。   Each step in the method for producing a bio-related substance detection microarray (hereinafter sometimes referred to as “microarray”) according to the present invention will be described in detail below.

(1)複数本の中空繊維を、中空繊維の各繊維軸が同一方向となるように3次元に配列し、その配列を樹脂で固定することにより、中空繊維束を製造する工程(第1工程)
(1−1)中空繊維
「中空繊維」の成分は限定されず、有機材料を主成分とする中空繊維が好ましい。有機材料を主成分とする中空繊維としては、例えば、ナイロン6、ナイロン66、芳香族ポリアミド等のポリアミド系中空繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカーボネート等のポリエステル系中空繊維、ポリアクリロニトリル等のアクリル系中空繊維、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系中空繊維、ポリメタクリル酸メチル等のポリメタクリレート系中空繊維、ポリビニルアルコール系中空繊維、ポリ塩化ビニリデン系中空繊維、ポリ塩化ビニル系中空繊維、ポリウレタン系中空繊維、フェノール系中空繊維、ポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレン等からなるフッ素系中空繊維、ポリアルキレンパラオキシベンゾエート系中空繊維等が挙げられる。
(1) A step of producing a hollow fiber bundle by arranging a plurality of hollow fibers in a three-dimensional manner so that the fiber axes of the hollow fibers are in the same direction, and fixing the arrangement with a resin (first step) )
(1-1) The component of hollow fiber "hollow fiber" is not limited, The hollow fiber which has an organic material as a main component is preferable. Examples of hollow fibers mainly composed of organic materials include polyamide hollow fibers such as nylon 6, nylon 66 and aromatic polyamide, and polyester hollow fibers such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polylactic acid, polyglycolic acid and polycarbonate. Fiber, acrylic hollow fiber such as polyacrylonitrile, polyolefin hollow fiber such as polyethylene and polypropylene, polymethacrylate hollow fiber such as polymethyl methacrylate, polyvinyl alcohol hollow fiber, polyvinylidene chloride hollow fiber, polyvinyl chloride Examples include hollow fibers, polyurethane-based hollow fibers, phenol-based hollow fibers, fluorine-based hollow fibers made of polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, polyalkylene paraoxybenzoate-based hollow fibers, etc. It is.

当該中空繊維の製造方法は限定されず、特許文献3に記載されたような公知の方法で製造することができる。例えば、溶融紡糸法が好ましく、ノズルとしては馬蹄型やC型ノズル、2重管ノズルなどを使用することができる。本発明においては、連続した均一な中空部を形成させることができる点で2重管ノズルを用いるのが好ましい。   The manufacturing method of the said hollow fiber is not limited, It can manufacture by the well-known method as described in patent document 3. FIG. For example, a melt spinning method is preferable, and a horseshoe type, C type nozzle, double pipe nozzle, or the like can be used as the nozzle. In the present invention, it is preferable to use a double tube nozzle in that a continuous and uniform hollow portion can be formed.

本発明で使用する中空繊維は多孔質であってもよく、溶融紡糸法又は溶液紡糸法に延伸法、ミクロ相分離法、抽出法などの公知の多孔化技術を組み合わせることにより得ることができる。多孔度は特に限定されるものではないが、繊維材料単位長さ辺りに固定化される生体高分子の密度を高めるという観点から、比表面積が大きくなるように高い多孔度であることが望ましい。   The hollow fiber used in the present invention may be porous, and can be obtained by combining a known spinning technique such as a drawing method, a microphase separation method, and an extraction method with a melt spinning method or a solution spinning method. The porosity is not particularly limited, but from the viewpoint of increasing the density of the biopolymer immobilized around the fiber material unit length, the porosity is desirably high so that the specific surface area is increased.

中空繊維の内径は限定されず、本発明により得られるマイクロアレイを使用する実験目的や実験等に応じて適宜選択することができる。中空繊維の内径は、10〜2000μmが好ましく、150〜1000μmがより好ましい。   The inner diameter of the hollow fiber is not limited, and can be appropriately selected according to the experimental purpose or experiment using the microarray obtained by the present invention. The inner diameter of the hollow fiber is preferably 10 to 2000 μm, and more preferably 150 to 1000 μm.

また、必要に応じて、中空繊維にはカーボンブラック等の黒色顔料を適量含有させたものを用いることもできる。黒色顔料を含有することにより、検出する際にゴミ等の夾雑物由来の光学的ノイズを軽減することができたり、また、樹脂の強度を上げたりすることができる。顔料の含有量は限定されず、中空繊維のサイズやマイクロアレイの使用目的等に応じて適宜選択することができる。顔料の含有量は、例えば0.1〜10質量%とすることができ、0.5〜5質量%が好ましく、1〜3質量%がより好ましい。   If necessary, hollow fibers containing a suitable amount of black pigment such as carbon black can also be used. By containing a black pigment, optical noise derived from foreign substances such as dust can be reduced during detection, and the strength of the resin can be increased. The content of the pigment is not limited and can be appropriately selected according to the size of the hollow fiber, the purpose of use of the microarray, and the like. Content of a pigment can be 0.1-10 mass%, for example, 0.5-5 mass% is preferable and 1-3 mass% is more preferable.

(1−2)中空繊維束
上記中空繊維の複数本を、中空繊維の各繊維軸が同一方向となるように3次元に配列し、その配列が乱れないように接着剤等の樹脂で固定して、中空繊維束を得ることができる。
(1-2) Hollow fiber bundle A plurality of hollow fibers are arranged in three dimensions so that the fiber axes of the hollow fibers are in the same direction, and fixed with a resin such as an adhesive so that the arrangement is not disturbed. Thus, a hollow fiber bundle can be obtained.

中空繊維束を製造する方法としては、例えば、粘着シート等のシート状物に複数本の中空繊維を所定の間隔をもって平行に配置し、シート状とした後、このシートを螺旋状に巻き取る方法(特許文献3)が挙げられる。   As a method for producing a hollow fiber bundle, for example, a method in which a plurality of hollow fibers are arranged in parallel at a predetermined interval on a sheet-like material such as an adhesive sheet and the sheet is spirally wound. (Patent Document 3).

また、複数の孔が所定の間隔をもって設けられた多孔板2枚を孔部が一致するように重ねあわせ、それらの孔部に、中空繊維を通過させ、2枚の多孔板の間隔を開き、2枚の多孔板間の、中空繊維の周辺に硬化性樹脂原料を充満させ硬化させる方法(特許文献4)が挙げられる。   Further, two porous plates each having a plurality of holes provided at a predetermined interval are overlapped so that the hole portions coincide with each other, the hollow fibers are passed through the hole portions, and the interval between the two porous plates is opened. A method (Patent Document 4) in which the periphery of the hollow fiber between two porous plates is filled with a curable resin raw material and cured.

硬化性樹脂原料としては、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の有機材料からなるものが好ましい。より詳細には、以下に例示する有機高分子等から構成される1種類以上の材料から形成されているものが好ましい。   As a curable resin raw material, what consists of organic materials, such as a polyurethane resin and an epoxy resin, is preferable. In more detail, what is formed from one or more types of materials comprised from the organic polymer etc. which are illustrated below is preferable.

有機高分子としては、ポリウレタン、シリコン樹脂、エポキシ樹脂などのゴム材料や、ナイロン6、ナイロン66、芳香族ポリアミド等のポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカーボネート等のポリエステル系樹脂、ポリアクリロニトリル等のアクリル系樹脂、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル等のポリメタクリレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレン等からなるフッ素系樹脂、ポリアルキレンパラオキシベンゾエート系樹脂等が挙げられる。   Organic polymers include rubber materials such as polyurethane, silicone resin, epoxy resin, polyamide resins such as nylon 6, nylon 66, aromatic polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polylactic acid, polyglycolic acid, polycarbonate, etc. Polyester resins, acrylic resins such as polyacrylonitrile, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polymethacrylate resins such as polymethyl methacrylate, polyvinyl alcohol resins, polyvinylidene chloride resins, polyvinyl chloride resins, Examples thereof include phenol resins, fluorine resins made of polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, polyalkylene paraoxybenzoate resins, and the like.

有機高分子にはカーボンブラック等の黒色顔料を適量含有させることもできる。黒色顔料を添加することにより、検出する際にゴミ等の夾雑物由来の光学的ノイズを軽減することができたり、また、樹脂の強度を上げたりすることができる。   An appropriate amount of a black pigment such as carbon black can be contained in the organic polymer. By adding a black pigment, optical noise derived from impurities such as dust can be reduced during detection, and the strength of the resin can be increased.

また、有機系のブロックを使用することもでき、有機系ブロックにレーザー等により複数の貫通孔を形成させて、マイクロアレイを作ることもできる。各貫通孔は有機系のブロックに互いに平行に配置され、所定の間隔をもって形成されることが好ましい。貫通孔の形状は、正方形、長方形、円形等である。円形の場合、その直径は10〜2000μm程度である。また貫通孔の配置は、同心円状、らせん状等である。貫通孔は10〜10,000孔/cmの密度でブロックに形成することができる。 In addition, an organic block can be used, and a plurality of through holes can be formed in the organic block with a laser or the like to form a microarray. The through holes are preferably arranged in parallel to each other in the organic block and formed with a predetermined interval. The shape of the through hole is a square, a rectangle, a circle, or the like. In the case of a circle, the diameter is about 10 to 2000 μm. The arrangement of the through holes is concentric, spiral or the like. The through holes can be formed in the block at a density of 10 to 10,000 holes / cm 2 .

更に、隣接する中空繊維の外表面を相互に融着することによっても中空繊維束を製造することもできる。   Furthermore, a hollow fiber bundle can also be produced by fusing the outer surfaces of adjacent hollow fibers to each other.

配列の固定は、配列した中空繊維の全長又は所定部分に対して行う。配列した中空繊維の少なくとも一方の端部から適当な長さの部分は固定しない状態とすることもできる。   The arrangement is fixed to the entire length or a predetermined portion of the arranged hollow fibers. A portion having an appropriate length from at least one end portion of the arranged hollow fibers may be not fixed.

本発明で配列する中空繊維の数、すなわちスポットの数は限定されず、目的とする実験等に応じて適宜選択することができる。従って、中空繊維同士の距離も、マイクロアレイの面積と配列する中空繊維の数等に応じて適宜選択することができる。   The number of hollow fibers arranged in the present invention, that is, the number of spots is not limited, and can be appropriately selected according to the intended experiment. Therefore, the distance between the hollow fibers can be appropriately selected according to the area of the microarray and the number of hollow fibers arranged.

(2)必要に応じて、前記中空繊維の中空部に液体を導入し、一定時間保持させる工程(第2工程)
第2工程は任意であり、当該工程を行っても行わなくても良い。第2工程を行うことにより、マイクロアレイ全体において、より均質なゲルスポットを有するマイクロアレイを得ることができるので好ましい。
(2) A step of introducing a liquid into the hollow part of the hollow fiber and holding it for a certain time as necessary (second step)
The second step is optional and may or may not be performed. By performing the second step, it is preferable because a microarray having a more uniform gel spot can be obtained in the entire microarray.

第2の工程では、第1の工程で得られた中空繊維束の各中空繊維の中空部に、液体を導入する工程である。本工程は、気相中で行っても良いし、水相中で行っても良い。   The second step is a step of introducing a liquid into the hollow portion of each hollow fiber of the hollow fiber bundle obtained in the first step. This step may be performed in a gas phase or in an aqueous phase.

液体を導入する方法としては、例えば特許文献5記載の方法が挙げられる。より詳細には、一端を封止した中空繊維の中空部を一旦真空にしておき、該中空繊維の開放しているもう一端の先端部分を液体に浸漬させた後、圧力を真空から常圧にして、中空部内と外側との圧力差を利用して液体を中空部へ導入する方法などが挙げられる。この方法の他に、中空繊維の両端を開放しておき、片方の先端部を液体に浸漬させて、もう片方から吸い上げて中空部へ液体を導入してもよい。   As a method for introducing the liquid, for example, a method described in Patent Document 5 can be mentioned. More specifically, the hollow portion of the hollow fiber with one end sealed is once evacuated, the tip of the other open end of the hollow fiber is immersed in a liquid, and then the pressure is changed from vacuum to normal pressure. For example, a method of introducing a liquid into the hollow part using a pressure difference between the inside and the outside of the hollow part can be used. In addition to this method, the both ends of the hollow fiber may be opened, one end may be immersed in the liquid, and the liquid may be sucked up from the other and introduced into the hollow part.

中空繊維の中空部に導入した液体は、一定時間保持させた後、排出させる。一定時間とは、導入した液体の一部が中空繊維の中空部内壁面から中空繊維中に浸透するのに要する時間である。当該時間は、中空繊維の中空部に満たされた液体が十分に中空部内壁面から中空繊維に浸透できれば限定されない。例えば、自然拡散により液体を中空繊維へ浸透させる場合は、少なくとも3時間以上保持させることが好ましく、より好ましくは10時間、更に好ましくは15時間以上である。また、中空繊維の中空部へ液体を導入した後、該中空繊維束の外側を真空にして、中空部内側と外側の圧力差を利用して中空部に導入した液体の一部を強制的に浸透させることもできる。   The liquid introduced into the hollow part of the hollow fiber is discharged after being held for a certain time. The certain time is a time required for a part of the introduced liquid to permeate into the hollow fiber from the hollow inner wall surface of the hollow fiber. The time is not limited as long as the liquid filled in the hollow portion of the hollow fiber can sufficiently penetrate the hollow fiber from the inner wall surface of the hollow portion. For example, when the liquid is allowed to permeate into the hollow fiber by natural diffusion, it is preferably held for at least 3 hours, more preferably 10 hours, and even more preferably 15 hours or more. In addition, after the liquid is introduced into the hollow portion of the hollow fiber, the outside of the hollow fiber bundle is evacuated, and a part of the liquid introduced into the hollow portion is forcibly utilized using the pressure difference between the inside and the outside of the hollow portion. It can also be infiltrated.

ここで使用する液体の種類は、後の工程でゲルが中空繊維の中空部に十分に保持されるのを妨げないものであれば限定されず、ゲルの種類等に応じて適宜選択することができる。例えば、水、緩衝液等を使用することができ、ゲル前駆体溶液の溶媒として水を好適に使用することから、水が好ましい。   The type of liquid used here is not limited as long as it does not prevent the gel from being sufficiently held in the hollow portion of the hollow fiber in the subsequent step, and can be appropriately selected according to the type of gel. it can. For example, water, a buffer solution, and the like can be used, and water is preferable because water is suitably used as a solvent for the gel precursor solution.

液体を一定時間保持させた後、中空繊維の中空部へ導入した余剰の液体を排出させる。排出させる方法は、例えば特許文献5記載の方法で行うことができる。より詳細には、液体を導入した中空繊維の中空部を再び真空にして、導入した液体を排出させる方法がある。この他、中空繊維の片端から吸引することもできるし、片端から気体を中空部に吹き込んで中空繊維端のもう一方の端から液体を押し出すこともできる。また、気体を吹き込む代わりに、下で述べるゲル前駆体溶液を導入することによろい液体を押し出すこともできる。   After holding the liquid for a certain time, excess liquid introduced into the hollow portion of the hollow fiber is discharged. The method of discharging can be performed by the method described in Patent Document 5, for example. More specifically, there is a method in which the hollow portion of the hollow fiber into which the liquid is introduced is evacuated again and the introduced liquid is discharged. In addition, it can also be sucked from one end of the hollow fiber, or gas can be blown into the hollow part from one end and the liquid can be pushed out from the other end of the hollow fiber end. Further, instead of blowing gas, it is possible to extrude the liquid by introducing the gel precursor solution described below.

(3)キャプチャープローブを含むゲル前駆体溶液を中空繊維の中空部に導入する工程(第3工程)
第3の工程では、キャプチャープローブを含むゲル前駆体溶液を導入する。本工程は、気相中で行っても良いし、水相中で行っても良い。
(3) Step of introducing the gel precursor solution containing the capture probe into the hollow portion of the hollow fiber (third step)
In the third step, a gel precursor solution containing a capture probe is introduced. This step may be performed in a gas phase or in an aqueous phase.

「キャプチャープローブ」とは、核酸(DNA、RNA等)、アミノ酸、ペプチド、糖、脂質、抗体、さらには化学結合、物理結合などの相互作用により生体関連物質を検出しうる有機化合物、無機化合物等をいう。それらは、生細胞からの抽出、化学合成等により調製される。   “Capture probes” include nucleic acids (DNA, RNA, etc.), amino acids, peptides, sugars, lipids, antibodies, and organic and inorganic compounds that can detect biologically related substances through interactions such as chemical bonds and physical bonds. Say. They are prepared by extraction from living cells, chemical synthesis and the like.

例えば、生細胞からのDNAの調製は、Blinらの方法(Nucleic Acids Res.3.2303(1976))等により行うことができる。また、RNAの調製は、Favaloroらの方法(Methods.Enzymol.65.718(1980))等により行うことができる。   For example, DNA can be prepared from living cells by the method of Blin et al. (Nucleic Acids Res. 3.2303 (1976)). RNA can be prepared by the method of Favaroro et al. (Methods. Enzymol. 65.718 (1980)).

「生体関連物質」とは、生体内に存在する高分子有機化合物のことをいい、核酸(DNA、RNA等)、アミノ酸、ペプチド、糖、脂質、抗体を例示することができる。   The “biologically related substance” refers to a macromolecular organic compound existing in a living body, and examples thereof include nucleic acids (DNA, RNA, etc.), amino acids, peptides, sugars, lipids, and antibodies.

「ゲル前駆体溶液」とは、架橋構造を形成してゲル化をもたらす化学物質を含む溶液をいう。例えば、単量体、多官能性単量体、重合開始剤及び水等を含む溶液である。また、アルギン酸等の多糖類と二価のイオン及び水を含む溶液、又はゼラチン等のタンパク質、タンパク質のアミノ酸残基と結合性のある多官能性単量体及び水を含む溶液であってもよい。   The “gel precursor solution” refers to a solution containing a chemical substance that forms a crosslinked structure and causes gelation. For example, it is a solution containing a monomer, a polyfunctional monomer, a polymerization initiator and water. Alternatively, it may be a solution containing a polysaccharide such as alginic acid and a divalent ion and water, or a solution containing a protein such as gelatin, a polyfunctional monomer capable of binding to an amino acid residue of protein, and water. .

単量体としては、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−アクリロイルアミノエトキシエタノール、N−アクリロイルアミノプロパノール、N−メチロールアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、ヒドロキシエチルメタクリレート、(メタ)アクリル酸及びアリルデキストリン等が挙げられる。多官能性単量体としては、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   As monomers, acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-acryloylaminoethoxyethanol, N-acryloylaminopropanol, N-methylolacrylamide, N-vinylpyrrolidone, hydroxyethyl methacrylate, (meth) Examples include acrylic acid and allyl dextrin. Examples of the polyfunctional monomer include methylene bis (meth) acrylamide and polyethylene glycol di (meth) acrylate.

単量体成分の濃度は特には限定されず、単量体の種類、目的とするゲルの種類等に応じて適宜選択することができる。単量体成分の濃度は、例えば0.5〜20質量%とすることができ、1〜10質量%が好ましく、3〜5質量%がより好ましい。また、例えば、アクリルアミド系単量体の場合は2.5〜10質量%程度、好ましくは3〜7質量%、より好ましくは3〜5質量%とすることができる。   The concentration of the monomer component is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the type of monomer, the type of target gel, and the like. The density | concentration of a monomer component can be 0.5-20 mass%, for example, 1-10 mass% is preferable and 3-5 mass% is more preferable. For example, in the case of an acrylamide monomer, it is about 2.5-10 mass%, Preferably it is 3-7 mass%, More preferably, it can be 3-5 mass%.

上記ゲル前駆体溶液は、例えば、微細な針を有するシリンジに前記溶液を吸引し、各中空繊維の中空部に針を差し込むことにより導入すればよい。また、中空繊維束の一方の端部が固定されていない場合は、以下の方法によりゲル前駆体溶液を中空繊維内へ導入することもできる。即ち、まず中空繊維束とゲル前駆体溶液をデシゲーター内に設置する。次いで、中空繊維束の中空繊維が固定されていない端部を、この溶液中に浸し、デシゲーター内を減圧状態し、中空繊維の中空部にこの溶液を導入すればよい。   The gel precursor solution may be introduced by, for example, sucking the solution into a syringe having a fine needle and inserting the needle into the hollow portion of each hollow fiber. When one end of the hollow fiber bundle is not fixed, the gel precursor solution can be introduced into the hollow fiber by the following method. That is, first, a hollow fiber bundle and a gel precursor solution are placed in a desiccator. Next, the end of the hollow fiber bundle where the hollow fibers are not fixed may be immersed in this solution, the inside of the desiccator is decompressed, and this solution may be introduced into the hollow portion of the hollow fiber.

(4)水相中で、中空繊維の中空部に充填されたゲル前駆体溶液を重合させる工程(第4工程)
第4工程では、先(第3)の工程で中空繊維束に充填されたゲル前駆体溶液を、水相中で重合させる。水相中でゲル前駆体溶液を重合させることにより、マイクロアレイ中の全スポットにおいて均質なゲルスポットを得ることができる。従って、本発明で得られたマイクロアレイを使用することにより、より精度の優れた測定結果を得ることができる。
(4) Step of polymerizing the gel precursor solution filled in the hollow portion of the hollow fiber in the aqueous phase (fourth step)
In the fourth step, the gel precursor solution filled in the hollow fiber bundle in the previous (third) step is polymerized in the aqueous phase. By polymerizing the gel precursor solution in the aqueous phase, a homogeneous gel spot can be obtained at all spots in the microarray. Therefore, by using the microarray obtained in the present invention, a more accurate measurement result can be obtained.

本明細書中における水相中とは、水中だけでなく、水蒸気濃度が高い環境中も含む。水蒸気濃度が高いとは、例えば、55℃において50%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは90%以上のことをいう。   In the present specification, the term “in the aqueous phase” includes not only water but also an environment having a high water vapor concentration. The high water vapor concentration means, for example, 50% or more, preferably 70% or more, more preferably 90% or more at 55 ° C.

ゲル前駆体溶液が充填された中空繊維束を水相中に置く方法としては何ら限定されない。例えば、中空繊維束を直接水中に浸漬させてもよい。その際、中空繊維束にかける静水圧は限定されず、効率良く重合が行われれば良い。静水圧は50N/m以上とすることが好ましく、100N/m以上とすることがより好ましい。50N/m以上とすることにより、重合が十分に行われ、均一なキャプチャープローブを有するマイクロアレイを得ることができる。また、加湿可能な気密性容器に中空繊維束を入れ、飽和水蒸気を吹き込んで加湿してもよい。 The method of placing the hollow fiber bundle filled with the gel precursor solution in the aqueous phase is not limited at all. For example, the hollow fiber bundle may be directly immersed in water. At that time, the hydrostatic pressure applied to the hollow fiber bundle is not limited, and it is sufficient that the polymerization is performed efficiently. The hydrostatic pressure is preferably 50 N / m 2 or more, and more preferably 100 N / m 2 or more. By setting it to 50 N / m 2 or more, polymerization is sufficiently performed, and a microarray having a uniform capture probe can be obtained. Alternatively, a bundle of hollow fibers may be placed in a humidified airtight container and humidified by blowing saturated water vapor.

次いで、中空繊維の中空部に導入されたゲル前駆体溶液を重合させることにより、キャプチャープローブを含むゲル状物を中空繊維の中空部に保持させる。重合条件は特には限定されず、使用するゲル前駆体の種類等に応じて適宜選択することができる。例えば、ゲル前駆体としてアクリルアミド系の単量体を使用する場合、ラジカル系重合開始剤を使用して重合することができ、ラジカル系重合開始剤の中でも、アゾ系開始剤を利用した熱重合反応による重合がより好ましい。   Next, the gel precursor solution introduced into the hollow part of the hollow fiber is polymerized to hold the gel-like material containing the capture probe in the hollow part of the hollow fiber. The polymerization conditions are not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type of gel precursor to be used. For example, when an acrylamide monomer is used as the gel precursor, it can be polymerized using a radical polymerization initiator, and among the radical polymerization initiators, a thermal polymerization reaction using an azo initiator. Polymerization by is more preferred.

キャプチャープローブは目的に応じて必要な種類(数)を準備することができる。例えば、中空繊維の数と同一の数のキャプチャープローブを準備し、各中空繊維に互いに異なる1種類のキャプチャープローブを導入することができる。また、複数の中空繊維に同じキャプチャープローブを導入することもできる。   The necessary types (number) of capture probes can be prepared according to the purpose. For example, the same number of capture probes as the number of hollow fibers can be prepared, and different types of capture probes can be introduced into each hollow fiber. Also, the same capture probe can be introduced into a plurality of hollow fibers.

(5)中空繊維束を繊維の長手方向に交叉する方向で切断して薄片化する工程(第5工程)
第5工程では、先(第4)の工程を経て得られた中空繊維束を繊維の長手方向に交叉する方向で、好ましくは直交する方向で切断して、薄片化を行う。
(5) A step of cutting the hollow fiber bundle in a direction intersecting with the longitudinal direction of the fiber to make a thin piece (fifth step)
In the fifth step, the hollow fiber bundle obtained through the previous step (fourth) is cut in a direction crossing the longitudinal direction of the fiber, preferably in a direction orthogonal thereto, and thinning is performed.

切断の方法は、薄片化することができれば限定されない。例えば、ミクロトーム、レーザー等により行うことができる。得られる薄片の厚みは限定されず、実験の目的等に応じて適宜選択することができる。薄片の厚みは、例えば5mm以下とすることができ、0.1〜1mmが好ましい。   The cutting method is not limited as long as it can be sliced. For example, it can be performed by a microtome, a laser, or the like. The thickness of the obtained flake is not limited and can be appropriately selected depending on the purpose of the experiment. The thickness of the flakes can be, for example, 5 mm or less, and preferably 0.1 to 1 mm.

生体関連物質検出用マイクロアレイ
このようにして得られた生体関連物質検出用マイクロアレイは、最外周に位置するスポットさえもキャプチャープローブの検体捕捉能力(キャプチャープローブと検体との反応性)を十分に備えた、すなわちマイクロアレイ全体において均質なゲルスポットを有するマイクロアレイである。
Bio-related substance detection microarray The bio-related substance detection microarray thus obtained has sufficient capture probe capture capability (reactivity between capture probe and sample) even at the outermost spot. That is, a microarray having a homogeneous gel spot throughout the microarray.

本発明により得られるマイクロアレイが均質なゲルスポットを有することは、顕微鏡による観察で確認することができる。また、均質な検体捕捉能力を有することは、蛍光等で標識されたモデル検体を用いた実験により確認することができる。   It can be confirmed by microscopic observation that the microarray obtained by the present invention has a homogeneous gel spot. In addition, the ability to capture a homogeneous sample can be confirmed by an experiment using a model sample labeled with fluorescence or the like.

蛍光で標識されたモデル検体を用いた実験に使用する場合、本発明で得られたマイクロアレイは、内側のスポットの蛍光シグナル強度の平均値に対する最外周スポットの蛍光シグナル強度の平均値で表される蛍光強度比(=最外周スポットの蛍光シグナル強度の平均値/内側のスポットの蛍光シグナル強度の平均値)が0.7〜1.2、好ましくは0.8〜1.15、より好ましくは0.9〜1.10である。当該範囲内にあると、そのマイクロアレイは全体的に均質であるといえるからである。   When used in an experiment using a model sample labeled with fluorescence, the microarray obtained in the present invention is represented by the average value of the fluorescence signal intensity of the outermost spot with respect to the average value of the fluorescence signal intensity of the inner spot. Fluorescence intensity ratio (= average value of fluorescence signal intensity of outermost spot / average value of fluorescence signal intensity of inner spot) is 0.7 to 1.2, preferably 0.8 to 1.15, more preferably 0 .9 to 1.10. This is because the microarray can be said to be homogeneous throughout the range.

ここで、「最外周のスポット」とは、図4で例示されるようにマイクロアレイにおいて最も外側に位置するスポットのことである。例えば、16列×16列のマイクロアレイにおいては60スポット存在することになる。また、「内側のスポット」とは、最外周のスポット以外のスポットのことをいう。例えば、16列×16列のマイクロアレイにおいては196スポット存在することになる。   Here, the “outermost spot” is a spot located on the outermost side in the microarray as illustrated in FIG. 4. For example, in a 16 × 16 microarray, there are 60 spots. The “inner spot” means a spot other than the outermost spot. For example, there are 196 spots in a 16 × 16 microarray.

蛍光シグナル強度を測定する方法は限定されず、例えば、特許文献6に記載された公知の方法で測定することができる。より詳細には、マイクロアレイと検体とを65℃で16時間ハイブリダイゼーション反応した後、洗浄バッファーを用いて未結合の検体を除去し、マイクロアレイに蛍光物質の励起波長を有する光を照射し(必要により複数の時間)、発せられる蛍光を検出機で測定することができる。ハイブリダイゼーション反応および洗浄方法については、特に限定されず、教本DNAマイクロアレイ実戦マニュアル(羊土社)などに記載された公知の方法を使用することができる。   The method for measuring the fluorescence signal intensity is not limited, and can be measured by a known method described in Patent Document 6, for example. More specifically, after the hybridization reaction between the microarray and the specimen at 65 ° C. for 16 hours, the unbound specimen is removed using a washing buffer, and the microarray is irradiated with light having the excitation wavelength of the fluorescent substance (if necessary) The fluorescence emitted can be measured with a detector for a plurality of times. The hybridization reaction and the washing method are not particularly limited, and a known method described in a textbook DNA microarray battle manual (Yodosha) or the like can be used.

蛍光物質の種類も限定されず、下記表1に例示する蛍光物質を使用することができる。これらの蛍光色素を用いて検体に標識する方法としては、例えば、検体調製を行う段階で、検体を増幅させる際に予めビオチン修飾したUTPを検体の塩基配列中に導入し、蛍光色素を修飾したストレプトアビジンを使って間接的に蛍光標識する方法、具体的には、アンビョン社製MessageAmp(登録商標)II−Biotin Enhanced KitのInstruction Manual記載の方法、あるいはA Highly Reproducible, Linear, and Automated Sample Preparation Method for DNA Microarrays, David R. Dorris, Ramesh Ramakrishnan, Dionisios Trakas, et al., Genome Res. 2002 12: 976-984記載の方法などが利用できる。その他、臭化エチジウムなどのDNAインターカレーターに蛍光色素を修飾して直接的に検体を標識する方法も使用できる。   The kind of the fluorescent material is not limited, and the fluorescent materials exemplified in Table 1 below can be used. As a method of labeling the specimen using these fluorescent dyes, for example, in the stage of specimen preparation, UTP previously modified with biotin was introduced into the specimen base sequence when the specimen was amplified, and the fluorescent dye was modified. A method of indirectly fluorescently labeling with streptavidin, specifically, a method described in the Instruction Manual of Ambion's MessageAmp (registered trademark) II-Biotin Enhanced Kit, or A Highly Reproducible, Linear, and Automated Sample Preparation Method For example, the method described in DNA Microarrays, David R. Dorris, Ramesh Ramakrishnan, Dionisios Trakas, et al., Genome Res. 2002 12: 976-984 can be used. In addition, a method of directly labeling a specimen by modifying a fluorescent dye on a DNA intercalator such as ethidium bromide can be used.

以下、具体的態様について実施例で説明する。 Hereinafter, specific embodiments will be described in Examples.

<実施例1>
(1)キャプチャープローブの調製
配列番号1(gctgcgaaat cactctatcc ttcccatgga cttacctgcc ggtatagcgt)の5’末端がアミノ化された核酸をDNA合成装置で合成した(インビトロジェン社にて受託合成)。この核酸を100pmol/μLの濃度になるように滅菌水に溶解し、アミノ化核酸溶液を調製した。
<Example 1>
(1) Preparation of capture probe A nucleic acid in which the 5 'end of SEQ ID NO: 1 (gctgcgaaat cactctatcc ttcccatgga cttacctgcc ggtatagcgt) was aminated was synthesized with a DNA synthesizer (consigned synthesis by Invitrogen). This nucleic acid was dissolved in sterilized water to a concentration of 100 pmol / μL to prepare an aminated nucleic acid solution.

この溶液5μLに、25mM炭酸1水素ナトリウム−25mM炭酸2水素ナトリウム水溶液2.5μL及び10mMのメタクリル酸無水物溶液(DMSOに溶解)2.5μLを添加し、25℃で30分間インキュベートした。   To 5 μL of this solution, 2.5 μL of 25 mM sodium hydrogen carbonate-25 mM sodium dihydrogen carbonate aqueous solution and 2.5 μL of 10 mM methacrylic anhydride solution (dissolved in DMSO) were added and incubated at 25 ° C. for 30 minutes.

40μLの滅菌水を加えて反応を停止し、ビニル基で修飾された核酸溶液(以下、キャプチャープローブ溶液)を得た。   The reaction was stopped by adding 40 μL of sterilized water to obtain a nucleic acid solution modified with a vinyl group (hereinafter, a capture probe solution).

(2)中空繊維束の製造
図1に示す配列固定器具を利用して中空繊維束を製造した。なお、図中のx、y、zは直交の3次元軸であり、x軸は繊維の長手方向と一致する。
(2) Production of Hollow Fiber Bundle A hollow fiber bundle was produced using the array fixture shown in FIG. In the figure, x, y, and z are orthogonal three-dimensional axes, and the x-axis coincides with the longitudinal direction of the fiber.

まず、直径0.32mmの孔が、孔の中心間距離を0.12mmとして、縦横各16列で合計256個設けられた厚さ0.1mmの多孔板2枚を準備した。これらの多孔板を重ね合わせて、そのすべての孔に、外径280μm、内径180μm、長さ150mmのポリカーボネート中空繊維を1本づつ、通過させた。   First, two perforated plates with a thickness of 0.1 mm were prepared in which a total of 256 holes each having a diameter of 0.32 mm were provided in a total of 256 rows in 16 rows each with a distance between the centers of the holes being 0.12 mm. These perforated plates were overlapped, and one polycarbonate hollow fiber having an outer diameter of 280 μm, an inner diameter of 180 μm, and a length of 150 mm was passed through all of the holes.

X軸方向に各繊維に0.1Nの張力をかけた状態で2枚の多孔板の位置を移動させて、中空繊維の一方の端部から20mmの位置と100mmの位置の2ヶ所に固定した。即ち、2枚の多孔板の間隔を80mmとした。次いで、多孔板間の空間の周囲3面を板状物で囲った。このようにして上部のみが開口状態にある容器を得た。   The position of the two perforated plates was moved in a state in which a tension of 0.1 N was applied to each fiber in the X-axis direction, and was fixed at two positions of 20 mm and 100 mm from one end of the hollow fiber. . That is, the interval between the two perforated plates was 80 mm. Next, the three surrounding surfaces of the space between the perforated plates were surrounded by a plate-like object. In this way, a container having an open top only was obtained.

次に、この容器の上部から容器内に樹脂原料を流し込んだ。樹脂としては、ポリウレタン樹脂接着剤(日本ポリウレタン工業(株)ニッポラン4276、コロネート4403)の総質量に対し、2.5質量%のカーボンブラックを添加したものを使用した。25℃で1週間静置して樹脂を硬化させた。次いで多孔板と板状物を取り除き、中空繊維束を得た。得られた中空繊維束をデシケーター中に入れ内部を窒素置換した後、16時間静置した。   Next, the resin raw material was poured into the container from the upper part of the container. As resin, what added 2.5 mass% carbon black was used with respect to the gross mass of a polyurethane resin adhesive (Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., Nipponran 4276, Coronate 4403). The resin was cured by standing at 25 ° C. for 1 week. Next, the porous plate and the plate-like material were removed to obtain a hollow fiber bundle. The obtained hollow fiber bundle was put in a desiccator and the inside was purged with nitrogen, and then allowed to stand for 16 hours.

(3)中空繊維束の中空部を水で飽和させる処理
水の入った容器を準備し、前述のデシゲーター内に設置した。デシケーター内を減圧状態にしたのち、中空繊維束の繊維束が固定されていない一方の中空繊維の端部(以下、端部と称す)を水に浸漬した。デシケーター内に窒素ガスを封入し、中空繊維の中空部に水を導入した。
(3) A container containing treated water for saturating the hollow portion of the hollow fiber bundle with water was prepared and installed in the above-described desigator. After the inside of the desiccator was decompressed, the end of one hollow fiber (hereinafter referred to as end) where the fiber bundle of the hollow fiber bundle was not fixed was immersed in water. Nitrogen gas was sealed in the desiccator, and water was introduced into the hollow portion of the hollow fiber.

中空繊維の中空部に水を導入した状態で16時間放置した。16時間後、中空部の水を真空減圧により放出した。中空繊維束の吸水率(吸水率(%)=〔(中空部に水を導入し16時間保持後、中空部の水を放出した後の中空繊維束質量)−(水を導入する前の中空繊維束の質量)〕/水を導入する前の中空繊維束の質量×100)は1.4%であった。   It was left for 16 hours with water introduced into the hollow part of the hollow fiber. After 16 hours, the water in the hollow part was discharged by vacuum decompression. Water Absorption Rate of Hollow Fiber Bundle (Water Absorption Rate (%) = [(Hollow Fiber Mass after Introducing Water into Hollow Part and Holding for 16 Hours and then Dissipating Water in Hollow Part) − (Hollow before Water is Introduced) (Mass of fiber bundle)] / mass of hollow fiber bundle before introducing water × 100) was 1.4%.

(4)ゲル前駆体溶液の中空繊維中空部への導入
表2に示す水溶液Aを調製し、デシゲーター内に設置した。前述の方法と同様に端部から水溶液Aを吸引し、中空繊維の中空部に導入した。
(4) Introduction of Gel Precursor Solution into Hollow Fiber Hollow Part Aqueous solution A shown in Table 2 was prepared and placed in a desiccator. In the same manner as described above, the aqueous solution A was sucked from the end portion and introduced into the hollow portion of the hollow fiber.

(5)中空繊維束を水相中に配置する工程
水溶液Aを導入後、一旦デシケーターから中空繊維束を取り出して、予め脱気処理および窒素置換処理を施した500mLの純水が入った容器に、封止していない方の中空繊維の先端を上側にし、該先端が純水に接触しないように注意深く中空繊維の接着部が完全に漬かるように中空繊維束を浸漬させた。この時、中空繊維束を浸漬させた容器内にある中空繊維束の接着部の最上部で水圧を計測すると、50N/mであった。
(5) Step of placing the hollow fiber bundle in the aqueous phase After introducing the aqueous solution A, the hollow fiber bundle is once taken out from the desiccator and put into a container containing 500 mL of pure water that has been previously degassed and nitrogen substituted. The hollow fiber bundle was immersed so that the hollow fiber bonded portion was completely immersed so that the tip of the unsealed hollow fiber was on the upper side and the tip was not in contact with pure water. At this time, when the water pressure was measured at the uppermost part of the bonded portion of the hollow fiber bundle in the container in which the hollow fiber bundle was immersed, it was 50 N / m 2 .

(6)重合反応
次いで、前記の中空繊維束を浸漬させた純水の入った容器を前記デシケーター内に設置し、55℃で3時間、重合反応を実施した。
(6) Polymerization reaction Next, a container containing pure water in which the hollow fiber bundle was immersed was placed in the desiccator, and a polymerization reaction was carried out at 55 ° C for 3 hours.

(7)薄片化
重合反応終了後、ミクロトームを用い、中空繊維束を中空繊維の長手方向に直角方向に厚さ250μmに薄片化した。このようにして、256個のキャプチャープローブを含むゲルスポットを搭載した厚さ250μmのマイクロアレイを100枚得た。
(7) After completion of the flaky polymerization reaction, the hollow fiber bundle was cut into a thickness of 250 μm in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the hollow fiber using a microtome. In this way, 100 microarrays having a thickness of 250 μm on which gel spots including 256 capture probes were mounted were obtained.

(8)マイクロアレイの評価
ゲルスポットは、顕微鏡(Nikon社製 蛍光顕微鏡エクリプス E600 対物レンズ×10 NA=0.3)を使用して観察した。
(8) Evaluation of microarray Gel spots were observed using a microscope (fluorescence microscope Eclipse E600 objective lens × 10 NA = 0.3 manufactured by Nikon).

水を満たした光透過性のシャーレにマイクロアレイを浸漬し、シャーレを顕微鏡のステージに載せ、シャーレの底部より白色光を照射した。レンズのピントを調整しながら、前述で得た100枚のマイクロアレイに関して、最外周に配置されたゲルスポットとその内側に配置されたゲルスポットをそれぞれ顕微鏡にて観察した。   The microarray was immersed in a light-permeable petri dish filled with water, the petri dish was placed on the stage of a microscope, and white light was irradiated from the bottom of the petri dish. While adjusting the focus of the lens, the gel spots arranged on the outermost periphery and the gel spots arranged on the inner side of the 100 microarrays obtained above were observed with a microscope.

その結果、すべてのマイクロアレイにおいて、最外周に配置されたゲルスポットとその内側のゲルスポットでピントの合う位置に差異は認められず、均質なゲルスポットが形成されていることが確認された。観察結果の一部を図2に示した。   As a result, in all the microarrays, no difference was found in the in-focus position between the gel spot arranged on the outermost periphery and the gel spot inside thereof, and it was confirmed that a uniform gel spot was formed. A part of the observation result is shown in FIG.

<比較例1>
前述の(5)の処理を行わない以外は、実施例1と同様に操作を行った。その結果、すべてのマイクロアレイで最外周とその内側のゲルスポットとでピントの合う位置に差異が認められた。観察結果の一部を図3に示した。
<Comparative Example 1>
The operation was performed in the same manner as in Example 1 except that the process (5) was not performed. As a result, in all the microarrays, a difference was found in the in-focus position between the outermost circumference and the gel spot inside. A part of the observation result is shown in FIG.

<実施例2>
次に、本発明の製造方法で作製したマイクロアレイの各スポットの検出シグナル強度を評価するために、モデル検体となるオリゴDNAを使ってハイブリダイゼーション反応を行った。
<Example 2>
Next, in order to evaluate the detection signal intensity of each spot of the microarray produced by the production method of the present invention, a hybridization reaction was performed using an oligo DNA serving as a model sample.

(1)マイクロアレイの製造
実施例1のキャプチャープローブの配列を配列番号2(tctcgaaagg cttcctactc ggctgtgagt ctttacggca accctgtccg gtattgggaa atctt)(インビトロジェン社にて受託合成)に変更した以外は、実施例1の(1)から(7)と同様の方法でマイクロアレイを製造した。
(1) Production of microarray Except that the sequence of the capture probe of Example 1 was changed to SEQ ID NO: 2 (tctcgaaagg cttcctactc ggctgtgagt ctttacggca accctgtccg gtattgggaa atctt) (contracted synthesis by Invitrogen), A microarray was produced in the same manner as in 7).

(2)モデル検体の蛍光標識
まず、配列番号2と相補の配列となる配列番号3(aagatttccc aataccggac agggttgccg taaagactca cagccgagta ggaagccttt cgaga)(インビトロジェン社にて受託合成)の1pmol/μLの超純水溶液を調製した。
(2) Fluorescent labeling of model sample First, a 1 pmol / μL ultrapure aqueous solution of SEQ ID NO: 3 (aagatttccc aataccggac agggttgccg taaagactca cagccgagta ggaagccttt cgaga) (commissioned synthesis by Invitrogen) was prepared. .

次に、モデル検体の標識液をクレアテック社製の蛍光標識試薬PlatinumBright(登録商標)を使って以下の通り調製した。先に調製したオリゴDNA(配列番号3)の溶液1pmol/μLとPlatinumBright(登録商標)の構成品であるPlatinumBright647 infrared(励起光647nm、蛍光665nmの蛍光標識剤)及び同じく同試薬の構成品である10x Labeling Solutionの表3の通り配合した溶液を調製した。   Next, a label solution of the model specimen was prepared as follows using a fluorescent labeling reagent PlatinumBright (registered trademark) manufactured by Cleatech. It is a component of PlatinumBright 647 infrared (fluorescent labeling agent with excitation light of 647 nm and fluorescence of 665 nm), which is a component of PlatinumBright (registered trademark), and the same reagent. A solution blended as shown in Table 3 of 10x Labeling Solution was prepared.


表3の配合で溶液を以下の手順で蛍光標識剤とオリゴDNAとを反応させることにより、蛍光標識液を調整した。   A fluorescent labeling solution was prepared by reacting the fluorescent labeling agent and the oligo DNA with the composition shown in Table 3 according to the following procedure.

まず、表3で配合した溶液20μLを85℃で30分インキュベートして、反応させた。次に、PlatinumBright(登録商標)の構成品である精製カラム(KREAPure purification columns)をボルテックスで内容物をよく攪拌した後、カラムの先を折り、ふたを1/4開けて2mLのチューブにのせて、14,000rpmで1分遠心した。得られた溶出液を捨て、D.W.300μL加えて、再度14,000rpmで1分間遠心した。その後、カラムを1.5mLのチューブに移し、先の反応させた標識液を樹脂用にロードし、更に14,000rpmで1分遠心させた。   First, 20 μL of the solution formulated in Table 3 was incubated at 85 ° C. for 30 minutes to be reacted. Next, after the contents of PlatinumBright (registered trademark) KREAPure purification columns are vortexed, the contents are thoroughly stirred, the tip of the column is folded, the lid is opened 1/4 and placed in a 2 mL tube. And centrifuged at 14,000 rpm for 1 minute. The resulting eluate is discarded and D.P. W. 300 μL was added and centrifuged again at 14,000 rpm for 1 minute. Thereafter, the column was transferred to a 1.5 mL tube, and the previously reacted labeling solution was loaded for resin and further centrifuged at 14,000 rpm for 1 minute.

(3)ハイブリダイゼーション
(2)で調製した標識液から1μLを計り取り、表4に記載された組成でハイブリダイゼーション溶液を作製した。
(3) 1 μL was measured from the labeling solution prepared in hybridization (2), and a hybridization solution was prepared with the composition described in Table 4.

次に、先に製造したマイクロアレイをハイブリダイゼーション溶液200μLにハイブリチャンバー内で完全に浸漬させ、設定温度65℃で16時間ハイブリオーブン中にてインキュベートした。   Next, the previously prepared microarray was completely immersed in the hybridization solution in 200 μL of the hybridization solution, and incubated in a hybridization oven at a set temperature of 65 ° C. for 16 hours.

(4)洗浄
65℃で16時間インキュベートした後、マイクロアレイをハイブリチャンバーから取り出し、以下の手順で洗浄操作を行った。
(4) Washing After incubation at 65 ° C. for 16 hours, the microarray was taken out of the hybrid chamber and washed according to the following procedure.

まず、ハイブリダイゼーション後のマイクロアレイをチャンバーからピンセットを用いて取り出し、あらかじめ65℃にしておいた洗浄バッファーA(0.12M Tris・HCl/0.12M NaCl/0.05% Tween−20溶液:10ml)の入ったチューブにマイクロアレイを浸漬させ、65℃で20分間静置した。   First, the hybridized microarray was removed from the chamber using tweezers and washed in advance at 65 ° C. Washing buffer A (0.12 M Tris / HCl / 0.12 M NaCl / 0.05% Tween-20 solution: 10 ml) The microarray was immersed in a tube containing, and allowed to stand at 65 ° C. for 20 minutes.

次に、65℃にしておいた洗浄バッファーA(0.12M−NaCl/0.05%−Tween 20溶液:10ml)の入った別のチューブに入れ替えて、さらに65℃で20分間静置した。   Next, the tube was replaced with another tube containing the washing buffer A (0.12M-NaCl / 0.05% -Tween 20 solution: 10 ml) that had been kept at 65 ° C., and further allowed to stand at 65 ° C. for 20 minutes.

その後、65℃にしておいた洗浄バッファーB(0.12M Tris・HCl/0.12M NaCl溶液10ml)の入ったチューブに入れ替えて、65℃で10分間静置した。   Thereafter, the tube was replaced with a tube containing the washing buffer B (0.12 M Tris · HCl / 0.12 M NaCl solution 10 ml) that had been kept at 65 ° C., and left at 65 ° C. for 10 minutes.

(5)蛍光シグナル強度の検出
本発明の方法で得たマイクロアレイを5枚用意し、それぞれ検出用のチャンバーに載せ、マイクロアレイを洗浄バッファーBで満たした。次にマイクロアレイを載せたチャンバーを冷却CCDカメラ式蛍光顕微鏡の試料台に載せ、波長650nmで4秒間励起光をマイクロアレイに照射し、発光される蛍光の強度をそれぞれ測定した。
(5) Detection of fluorescence signal intensity Five microarrays obtained by the method of the present invention were prepared, each placed in a detection chamber, and the microarray was filled with washing buffer B. Next, the chamber on which the microarray was placed was placed on a sample stage of a cooled CCD camera type fluorescence microscope, and the microarray was irradiated with excitation light at a wavelength of 650 nm for 4 seconds, and the intensity of the emitted fluorescence was measured.

<比較例2>
キャプチャープローブの配列として配列番号2のものを使用した以外は比較例1と同様の方法でマイクロアレイを作製し、実施例2と同じモデル検体を使用して、実施例2と同様の方法で、ハイブリダイゼーション反応を行い、各スポットの蛍光シグナル強度データを取得した。
<Comparative example 2>
A microarray was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the capture probe sequence of SEQ ID NO: 2 was used, and the same model sample as in Example 2 was used. A hybridization reaction was performed to obtain fluorescence signal intensity data of each spot.

蛍光シグナル強度の比較
本発明の方法の効果を調べるために、以下の通りマイクロアレイの検出シグナル強度のバラツキを実施例2と比較例2で比較した。
Comparison of fluorescence signal intensity In order to examine the effect of the method of the present invention, the variation in the detection signal intensity of the microarray was compared between Example 2 and Comparative Example 2 as follows.

(イ)蛍光シグナル強度のCVの比較
まず、測定したマイクロアレイの全スポット(256スポット)の蛍光シグナル強度の変動係数CV(coefficient of variation)、即ち全スポットの蛍光シグナル強度値の標準偏差をその平均値で除した値をマイクロアレイ5枚についてそれぞれ算出し、その平均値を求めた。実施例2と比較例2とで比較したところ、比較例2のCVが約26%であったのに対し、実施例2のCVは10%未満であった(表5)。
(A) Comparison of CV of fluorescence signal intensity First, the variation coefficient CV (coefficient of variation) of all the measured microarray spots (256 spots), that is, the standard deviation of the fluorescence signal intensity values of all spots is averaged. The value divided by the value was calculated for each of the five microarrays, and the average value was obtained. When compared between Example 2 and Comparative Example 2, the CV of Comparative Example 2 was about 26%, whereas the CV of Example 2 was less than 10% (Table 5).

(ロ)スポット位置における蛍光シグナル強度の比較
次に、最外周スポット(60スポット)の蛍光シグナル強度の平均値を内側のスポット(196スポット)の蛍光シグナル強度の平均値で割った値をそれぞれ5枚のマイクロアレイについて算出し、その値の5枚の平均値を実施例2と比較例2とで比較した。なお、最外周スポットと内側のスポットの位置は図4に示した。
(B) Comparison of fluorescence signal intensity at the spot position Next, 5 values were obtained by dividing the average value of fluorescence signal intensity of the outermost spot (60 spots) by the average value of fluorescence signal intensity of the inner spot (196 spots). The calculation was performed on one microarray, and the average value of the five values was compared between Example 2 and Comparative Example 2. The positions of the outermost peripheral spot and the inner spot are shown in FIG.

その結果、実施例2で得られた数値は0.94であり、均質なゲルスポットを有するマイクロアレイが得られたことが確認できた。これに対して、比較例2では0.44であった(表5)。   As a result, the numerical value obtained in Example 2 was 0.94, and it was confirmed that a microarray having a homogeneous gel spot was obtained. On the other hand, it was 0.44 in the comparative example 2 (Table 5).

以上の結果から、本発明の方法により各スポットの蛍光シグナル強度がより均一になることが確認できた。   From the above results, it was confirmed that the fluorescence signal intensity of each spot became more uniform by the method of the present invention.

1 配列固定器具
11 孔部
21 多孔板
31 中空繊維
41 板状物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Array fixing tool 11 Hole 21 Perforated plate 31 Hollow fiber 41 Plate-shaped object

Claims (2)

以下の工程を含む、生体関連物質検出用マイクロアレイの製造方法。
(1)複数本の中空繊維を、中空繊維の各繊維軸が同一方向となるように3次元に配列し、その配列を樹脂で固定することにより、中空繊維束を製造する工程
(2)キャプチャープローブを含むゲル前駆体溶液を中空繊維の中空部に導入する工程
(3)50N/m 以上の静水圧を有する水中で、中空繊維の中空部に充填されたゲル前駆体溶液を重合させる工程
(4)中空繊維束を繊維の長手方向に交叉する方向で切断して薄片化する工程。
A method for producing a microarray for detecting a biological substance, comprising the following steps.
(1) Step of manufacturing a hollow fiber bundle by arranging a plurality of hollow fibers in a three-dimensional manner so that the fiber axes of the hollow fibers are in the same direction, and fixing the arrangement with a resin (2) Capture Step of introducing a gel precursor solution containing a probe into the hollow portion of the hollow fiber (3) Step of polymerizing the gel precursor solution filled in the hollow portion of the hollow fiber in water having a hydrostatic pressure of 50 N / m 2 or more (4) A step of cutting the hollow fiber bundle in a direction crossing the longitudinal direction of the fiber into thin pieces.
工程(1)の後、工程(2)の前に、中空繊維の中空部に液体を導入し、一定時間保持させる工程を含む、請求項1記載の方法
The method of Claim 1 including the process of introduce | transducing a liquid into the hollow part of a hollow fiber, and hold | maintaining for a fixed time after a process (1) and before a process (2) .
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