JP7035972B2 - 核酸配列計測用デバイス - Google Patents
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- C12Q1/6837—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase using probe arrays or probe chips
Description
[1] ハイブリダイゼーションによりサンプルに含まれる特定の核酸配列を有するターゲットを計測する核酸配列計測用デバイスにおいて、
蛍光分子が所定の位置に付加された蛍光プローブと、
消光分子が所定の位置に付加された消光プローブと、
前記蛍光プローブおよび前記消光プローブのそれぞれの基端が固定される固相面を有する基板と、
を備え、
前記蛍光プローブまたは前記消光プローブの一方は、前記ターゲットの核酸配列と相補的な核酸配列を有する検出配列を有し、
前記蛍光プローブまたは前記消光プローブの他方は、前記検出配列の一部の核酸配列と相補的な核酸配列(以下、相補配列ともいう)を有し、前記相補配列の固相面側の基端から、他の基端までの核酸配列が、前記検出配列の一部と相補的であり、
前記検出配列を有する前記蛍光プローブまたは消光プローブは、前記相補配列を有する蛍光プローブまたは消光プローブよりも核酸配列が長く、
前記蛍光プローブおよび前記消光プローブは、前記蛍光分子に接近した前記消光分子により前記蛍光分子が呈する蛍光が消光される位置関係となるように、前記蛍光プローブおよび前記消光プローブのそれぞれの基端が固相面に固定される、
ことを特徴とする核酸配列計測用デバイス。
[2] 前記ターゲットと前記検出配列とのハイブリダイゼーションが生じていない場合、前記蛍光プローブと消光プローブとの結合が維持されることにより、前記蛍光分子に接近した前記消光分子により前記蛍光分子が呈する蛍光が消光され、前記ターゲットと前記検出配列とのハイブリダイゼーションが生じた場合、前記蛍光プローブと消光プローブとの結合が解消されることにより、前記消光分子から離れた前記蛍光分子が蛍光を呈することを特徴とする[1]に記載の核酸配列計測用デバイス。
[3] 前記消光プローブが、前記検出配列を有することを特徴とする[1]または[2]に記載の核酸配列計測用デバイス。
[4] 前記基板が平板であり、前記固相面が、前記平板の一平面であることを特徴とする[1]~[3]のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
[5] 前記基板がビーズであり、前記固相面が、前記ビーズの表面である、[1]~[3]のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
[6] 前記消光プローブの数が前記蛍光プローブの数よりも多いことを特徴とする[1]~[5]のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
[7] 前記蛍光プローブの数が前記消光プローブの数よりも多いことを特徴とする[1]~[5]のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
[8] 前記消光分子の数が前記蛍光分子の数よりも多いことを特徴とする[1]~[7]のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
[9] 前記蛍光分子の数と前記消光分子の数との比が2:3である、[8]に記載の核酸配列計測用デバイス。
[10] 前記蛍光分子が付加される前記所定の位置は、前記蛍光プローブの途中であることを特徴とする[1]~[9]のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
[11] 前記消光分子が付加される前記所定の位置は、前記消光プローブの途中であることを特徴とする[1]~[9]のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
[12] 前記蛍光分子が付加される前記所定の位置が複数あることを特徴とする、[1]~[11]のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
[13] 前記消光分子が付加される前記所定の位置が複数あることを特徴とする、[1]~[11]のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
蛍光分子が所定の位置に付加された蛍光プローブと、
消光分子が所定の位置に付加された消光プローブと、
前記蛍光プローブおよび前記消光プローブのそれぞれの基端が固定される固相面を有する基板と、
を備え、
前記蛍光プローブまたは前記消光プローブの一方は、前記ターゲットの核酸配列と相補的な核酸配列を有する検出配列を有し、
前記蛍光プローブまたは前記消光プローブの他方は、前記検出配列の一部の核酸配列と相補的な核酸配列(以下、相補配列ともいう)を有し、前記相補配列の固相面側の基端から、他の基端までの核酸配列が、前記検出配列の一部と相補的であり、
前記検出配列を有する前記蛍光プローブまたは消光プローブは、前記相補配列を有する蛍光プローブまたは消光プローブよりも核酸配列が長く、
前記蛍光プローブおよび前記消光プローブは、前記蛍光分子に接近した前記消光分子により前記蛍光分子が呈する蛍光が消光される位置関係となるように、前記蛍光プローブおよび前記消光プローブのそれぞれの基端が固相面に固定される、
ことを特徴とする。
まず、蛍光プローブ10および消光プローブ20を混合したプローブ液を調製し、プローブ濃度を調整する。
次に、プローブ液を加熱後、急冷し、蛍光プローブ10と消光プローブ20をカップリングさせる。これにより、蛍光プローブ10または前記消光プローブ20の一方が有する相補配列の部分で蛍光プローブ10と消光プローブ20が結合される。ここでは、例えば、プローブ液を95℃に加熱後、5分間温度を保持し、その後、25℃に急冷することで蛍光プローブ10と消光プローブ20をカップリングさせる。
次に、蛍光プローブ10と消光プローブ20がカップリングした状態にあるプローブ液を固相面にスポットして、蛍光プローブ10と消光プローブ20を固相面100に固定化する。
次に、固相面100を洗浄し、固定化されていない余剰のプローブを除去する。以上の手順により、核酸配列計測用デバイスが製造される。
リンカー配列と、核酸配列の長さ33の検出配列とを有し、蛍光分子が結合した蛍光プローブ1、及び、リンカー配列と、前記蛍光プローブ1の検出配列の固相面側の基端から28塩基の部分と相補的な核酸配列とを有し、消光分子が結合した消光プローブ1を混合したプローブ液を調製した。
次に、プローブ液を95℃に加熱後、5分間温度を維持し、その後、25℃に急冷し、蛍光プローブ1と消光プローブ1とをカップリングさせた。これにより、消光プローブ1が有する相補配列の部分で蛍光プローブ1と消光プローブ1を結合させた。なお、消光プローブ1において、消光分子は、消光プローブ1の固相面側の基端とは反対側の基端に結合させ、蛍光分子は、消光プローブ1における消光分子の固相面からの高さと同じ高さの位置で、蛍光プローブ1に結合させた。
その後、固相面を洗浄し、固定化されていない余剰のプローブを除去することにより、蛍光プローブ1と消光プローブ1とからなる核酸配列計測用デバイス1を製造した(図8)。
表1に、核酸配列計測用デバイス1の蛍光プローブと消光プローブの長さ、及び蛍光プローブが消光プローブのどの部分で結合するかを示す。
蛍光プローブ1の代わりに、蛍光プローブ1の蛍光分子の結合位置を、蛍光プローブの固相面側の基端とは反対側の基端とした蛍光プローブ2を用いる以外は、実施例1と同様にして、蛍光プローブ2と消光プローブ1とからなる核酸配列計測用デバイス2を製造した(図8)。
表1に、核酸配列計測用デバイス2の蛍光プローブと消光プローブの長さ、及び蛍光プローブが消光プローブのどの部分で結合するかを示す。
蛍光プローブ1の代わりに、蛍光プローブ1の検出配列の長さを34とした蛍光プローブ3を用い、消光プローブ1の代わりに、前記蛍光プローブ3の検出配列の固相面側の基端から24塩基の部分と相補的な核酸配列を有し、消光分子が、固相面側の基端とは反対側の基端に結合している消光プローブ3を用いる以外は、実施例1と同様にして、蛍光プローブ3と消光プローブ3とからなる核酸配列計測用デバイス3を製造した(図8)。なお、蛍光プローブ3において蛍光分子は、消光プローブ3における消光分子の固相面からの高さと同じ高さの位置で、蛍光プローブ3に結合させた。
表1に、核酸配列計測用デバイス3の蛍光プローブと消光プローブの長さ、及び蛍光プローブが消光プローブのどの部分で結合するかを示す。
蛍光プローブ1の代わりに、リンカー配列と、核酸配列の長さ28の検出配列とを有し、蛍光分子が、固相面側の基端とは反対側の基端に結合した蛍光プローブ1’を用い、消光プローブ1の代わりに、リンカー配列と、前記蛍光プローブ1’の検出配列の固相面側の基端とは反対側の基端側の核酸配列(以下、先端配列ともいう)の一部と相補的で、核酸配列の長さ28の核酸配列とを有し、消光分子が、固相面側の基端とは反対側の基端に結合した、消光プローブ1’を用いる以外は、実施例1と同様にして、蛍光プローブ1’と消光プローブ1’とからなる核酸配列計測用デバイス1’を製造した(図8)。
表1に、核酸配列計測用デバイス1’の蛍光プローブと消光プローブの長さ、及び蛍光プローブが消光プローブのどの部分で結合するかを示す。
蛍光プローブ1の代わりに、リンカー配列と、核酸配列の長さ33の検出配列を有し、蛍光分子が、固相面側の基端とは反対側の基端に結合した蛍光プローブ2’を用い、消光プローブ1の代わりに、リンカー配列と、先端配列の一部が蛍光プローブ2’と相補的で、核酸配列の長さが28の核酸配列とを有し、消光分子が、固相面側の基端とは反対側の基端に結合した消光プローブ2’を用いる以外は、実施例1と同様にして、蛍光プローブ2’と消光プローブ2’とからなる核酸配列計測用デバイス2’を製造した(図8)。
表1に、核酸配列計測用デバイス2’の蛍光プローブと消光プローブの長さ、及び蛍光プローブが消光プローブのどの部分で結合するかを示す。
蛍光プローブ1の代わりに、リンカー配列と、核酸配列の長さ24の検出配列とを有し、蛍光分子が、固相面側の基端とは反対側の基端に結合した蛍光プローブ3’を用い、消光プローブ1の代わりに、リンカー配列と、蛍光プローブ3’の先端配列の一部と相補的で、核酸配列の長さ24の核酸配列とを有し、消光分子が、固相面側の基端とは反対側の基端に結合した、消光プローブ3’を用いる以外は、実施例1と同様にして、蛍光プローブ3’と消光プローブ3’とからなる核酸配列計測用デバイス3’を製造した(図8)。
表1に、核酸配列計測用デバイス3’の蛍光プローブと消光プローブの長さ、及び蛍光プローブが消光プローブのどの部分で結合するかを示す。
また、オフセット光は、実施例1~3及び比較例1~3のいずれでも、蛍光分子と消光分子の位置がお互いに近い方が、蛍光分子と消光分子の位置が離れている方よりも低かったが、蛍光分子と消光分子の位置が離れている実施例2の核酸配列計測用デバイスは、同様に蛍光分子と消光分子の位置が離れている比較例2の核酸配列計測用デバイスと比較して、オフセット光を低くすることができた。
11 蛍光分子
12 相補配列
13 検出配列
14 リンカー
20 消光プローブ
21 消光分子
22 相補配列
23 検出配列
24 リンカー
60 蛍光読取装置
100 固相面
Claims (13)
- ハイブリダイゼーションによりサンプルに含まれる特定の核酸配列を有するターゲットを計測する核酸配列計測用デバイスにおいて、
蛍光分子が先端又は途中の位置に付加された蛍光プローブと、
前記蛍光プローブと結合した時に、消光分子が前記蛍光プローブの蛍光分子と近接する位置に付加された消光プローブと、
前記蛍光プローブおよび前記消光プローブのそれぞれの基端が固定される固相面を有する基板と、
を備え、
前記蛍光プローブまたは前記消光プローブの一方は、前記ターゲットの核酸配列と相補的な核酸配列を有する検出配列を有し、
前記蛍光プローブまたは前記消光プローブの他方は、前記検出配列の一部の核酸配列と相補的な核酸配列(以下、相補配列ともいう)を有し、前記相補配列の固相面側の基端から、他の基端までの核酸配列が、前記検出配列の一部と相補的であり、
前記検出配列を有する前記蛍光プローブまたは消光プローブは、前記相補配列を有する前記蛍光プローブまたは消光プローブよりも核酸配列が長く、
前記蛍光プローブおよび前記消光プローブは、前記蛍光分子に接近した前記消光分子により前記蛍光分子が呈する蛍光が消光される位置関係となるように、それぞれの基端が固相面に固定され、
前記相補配列の固相面側の基端から他の基端までの核酸配列が、前記検出配列の固相面側の基端から前記相補配列の前記他の基端に対応する部分までの核酸配列と相補的である、
ことを特徴とする核酸配列計測用デバイス。 - 前記ターゲットと前記検出配列とのハイブリダイゼーションが生じていない場合、前記蛍光プローブと消光プローブとの結合が維持されることにより、前記蛍光分子に接近した前記消光分子により前記蛍光分子が呈する蛍光が消光され、
前記ターゲットと前記検出配列とのハイブリダイゼーションが生じた場合、前記蛍光プローブと消光プローブとの結合が解消されることにより、前記消光分子から離れた前記蛍光分子が蛍光を呈することを特徴とする請求項1に記載の核酸配列計測用デバイス。 - 前記消光プローブが、前記検出配列を有することを特徴とする請求項1または2に記載の核酸配列計測用デバイス。
- 前記基板が平板であり、前記固相面が、前記平板の一平面であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
- 前記基板がビーズであり、前記固相面が、前記ビーズの表面である、請求項1~3のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
- 前記消光プローブの数が前記蛍光プローブの数よりも多いことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
- 前記蛍光プローブの数が前記消光プローブの数よりも多いことを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
- 前記消光分子の数が前記蛍光分子の数よりも多いことを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
- 前記蛍光分子の数と前記消光分子の数との比が2:3である、請求項8に記載の核酸配列計測用デバイス。
- 前記蛍光分子が付加される前記所定の位置は、前記蛍光プローブの途中であることを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
- 前記消光分子が付加される前記所定の位置は、前記消光プローブの途中であることを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
- 前記蛍光分子が付加される前記所定の位置が複数あることを特徴とする、請求項1~11のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
- 前記消光分子が付加される前記所定の位置が複数あることを特徴とする、請求項1~11のいずれか1項に記載の核酸配列計測用デバイス。
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