JPWO2016072416A1 - 核酸導入方法、核酸検出方法、生体成分解析方法、生体成分定量用アレイデバイス、及び生体成分解析キット - Google Patents
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- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/16—Surface properties and coatings
- B01L2300/168—Specific optical properties, e.g. reflective coatings
Abstract
Description
本願は、2014年11月4日に日本に出願された特願2014−224639号、および2015年2月6日に日本に出願された特願2015−022624号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
たとえば特許文献1や非特許文献1には、微少量の容積を有する微小空間内で酵素反応を行うことで、デジタルPCRを利用して生体物質検査をすることができることが示されている。
本発明の第1実施形態に係る核酸導入方法、核酸検出方法、生体成分解析方法、生体成分定量用アレイデバイス、及び生体成分解析キットについて説明する。図1は、本実施形態に係る生体成分解析キットの斜視図である。図2は、図1のA−A線における断面図である。図3及び図4は、本実施形態に係る生体成分解析キットの作用を説明するための図である。
まず、本実施形態に係る核酸定量用アレイデバイス2を備えた生体成分解析キット1の構成について説明する。図1に示す本実施形態に係る生体成分解析キット1は、DNA、RNA、miRNA、mRNA、タンパク質、エクソソーム、リポソーム、及び細胞のいずれかが選ばれる物質を解析対象物質とするキットである。具体的には、本実施形態に係る生体成分解析キット1は、生体成分に含まれる解析対象物質の濃度を定量的に測定するキットである。
基板4は、実質的に透明な材料から形成される板状部材である。基板4の材質は、たとえば樹脂やガラスである。具体的には、基板4は、ポリスチレンやポリプロピレンから形成されていてもよい。基板4は、核酸定量用アレイデバイス2を搬送する装置や作業者の手作業による取扱い時に破損しない程度の剛性を持っていればよい。
各貫通孔5aの容積は適宜設定されてもよいが一例としては、各貫通孔5aの容積は、10ピコリットル以下である。各貫通孔5a同士の中心線間の距離は、各貫通孔5aの直径よりも大きければよい。各貫通孔5aは微小孔アレイ層5に対して三角格子状を形成するように配列されている。なお、各貫通孔5aの配列のされ方は特に限定されない。
微小孔アレイ層5に形成された貫通孔5aと、基板4の表面4aとによって、基材部3には、基板4を底面部6aとする有底筒状のウェル6が構成されている。
なお、微小孔アレイ層5の例として示されたこれらの材質はあくまでも例であり、微小孔アレイ層5の材質はこれらの材質には限られない。
例えば、ガラスの基板4上に、疎水性樹脂であるシクロオレフィンポリマーを用いて微小孔アレイ層5を形成してもよい。このような構成においては、ガラス基板4の表面が親水性であるため、インベーダー反応により加熱して試料を分析する際に、親水性の試料をウェル6内に保持しやすい。
また、微小孔アレイ層5が疎水性樹脂のような疎水性材料で形成されていれば、検出対象である生体分子の疎水性部位が疎水性の微小孔アレイ層5に吸着および保持されやすいため、生体分子が微小孔アレイ層5に効率よく捕集され、ウェル6における生体分子の検出が容易となる。
なお、本実施形態における疎水性とは、接触角試験における水との接触角が70°以上の範囲にあることと定義される。
なお、本実施形態において使用される材料の水との接触角の一例としては、シクロオレフィンポリマー(COP)の水との接触角は85°であり、疎水性樹脂であるCYTOPの水との接触角は110°程度である。
なお、接触角試験には、液滴法を用いた。
微小孔アレイ層5は、基板4上に積層されたベタパターンに対してエッチング,エンボス形成,あるいは切削等の加工が施されることによって貫通孔5aが成形される。また、微小孔アレイ層5が基板4と一体成型される場合は、微小孔アレイ層5の貫通孔5aに相当する部分は、基板4にエッチング,エンボス形成、あるいは切削等の加工が施されることによって形成される。
なお、排出口部9は、注入口部8から離れた位置で基材部3とカバー部7との間の隙間に連通された管路形状を有するように基材部3又はカバー部7に形成され、封止可能であってもよい。この場合、基材部3とカバー部7との間に存在する液体が排出口部9を通じて蒸発することを防止できる。排出口部9の封止は、排出口部9を塞ぐシールや栓によって行われてもよい。
水性溶液10は、解析対象物質を含む試料と混合可能な組成を有する液体である。本実施形態では、水性溶液10は、核酸を含まない緩衝液である。なお、水性溶液10は、各ウェル6内に満たされていればよい。すなわち、基材部3とカバー部7との間の流路部分の一部又は全部が気体で満たされていてもよい。
本実施形態では各ウェル6の容積が非常に小さいので、核酸定量用アレイデバイス2の製造時に各ウェル6内に水性溶液10が満たされていれば、生体成分解析キット1の使用前に、多少の振動等が核酸定量用アレイデバイス2に伝わっても各ウェル6内の水性溶液10(ウェル充填水性溶液)が空気に置き換わりにくい。
また、本実施形態では、生体成分解析キット1(核酸定量用アレイデバイス2)の製造時にあらかじめ各ウェル6内に水性溶液10を充填しておけば、ユーザーが生体成分解析キット1を用いる際に、生体成分解析キット1から脱気する工程が不要となるため、ユーザーが簡便に生体成分解析キット1を使用することができる。
以下では、解析対象物質が核酸であり、解析対象物質となる核酸を鋳型核酸としてシグナル増幅反応をインベーダー法により行う例を示す。なお、鋳型核酸は生体が産生した核酸であってもよいし、PCR(ポリメラーゼチェーンリアクション)産物等の人工物であってもよい。また、鋳型核酸は、生体物質を捕捉可能な抗体や抗体を標識したビーズにおける標識核酸でもよい。なお、検出反応試薬11の一部又は全部が水性溶液10中に含まれている場合には、上記の前処理における検出反応試薬11の混合の一部又は全部が不要である。
上記の前処理における試料の希釈によって、核酸検出反応容器6Aの1つにつき存在する鋳型核酸が1個又は0個となっている。試料の濃度が高すぎる場合には核酸検出反応容器6Aの1つにつき複数の鋳型核酸が入る可能性もある。
また、タンパク質を解析するために本実施形態に係る構成を適用することも可能である。タンパク質を解析する場合には、目的のタンパク質に特異的に結合する分子にDNA鎖などの核酸で修飾しておく。この場合、修飾に用いたDNA鎖などの核酸を鋳型核酸としたインベーダー法のオリゴ設計をすることで、本実施形態におけるシグナル検出手順で目的タンパク質の有無を解析することができる。解析対象物質となる物質は、たとえば、DNA、RNA、miRNA、mRNA、又はタンパク質のいずれかであってよい。この場合、本実施形態に係る核酸定量用アレイデバイス2及び生体成分解析キット1により定量される物質は修飾に用いたDNA鎖などの核酸であり、この核酸によって修飾された物質が間接的に定量される。また、目的のタンパク質に特異的に結合する分子に修飾する物質はDNA鎖に限らず、検出のためのシグナルを発生する物質であればよい。例えば蛍光ビーズや、HPR(ホースラディッシュペルオキシダーゼ)などが挙げられる。
たとえば、解析対象物質として定量される生体由来物質の例として、リポソーム,エクソソーム,細胞が挙げられる。これらの生体由来物質に特異的に存在する物質に対して蛍光標識その他の標識をすることで、これらの生体由来物質を定量することができる。このような標識をする標識物質としては、解析対象物質となる生体由来物質に特異的に結合する低分子リガンドや抗体などを構成要素に含む物質が挙げられる。
このような生体由来物質の一例として、蛍光蛋白質を発現するためのプロモータ及び目的遺伝子等を含む蛍光蛋白質発現カセットが遺伝子組み換えにより染色体およびその他の遺伝子領域等に組み込まれた細胞や、上記の蛍光蛋白質発現カセットを含むプラスミド等を保持する細胞が挙げられる。
たとえば、蛍光蛋白質発現カセットに対する転写を促進する所定の試薬と上記の細胞とがウェル6内において混合状態とされることによって蛍光蛋白質が発現することにより、蛍光を発する細胞を定量することができる。蛍光蛋白質発現カセットは、蛍光蛋白質以外の遺伝子の発現に対応して発現するレポーター遺伝子の発現カセットとして構築されてもよい。この場合、細胞外リガンドの存在その他のシグナル伝達に対応して所定の遺伝子を発現する細胞内シグナル伝達がウェル6内で起こっている細胞を、レポーター遺伝子由来の蛍光蛋白質からの蛍光を利用して、本実施形態に係る生体成分定量用アレイデバイスを用いて定量できる。
上記のような定量方法を利用することで、生体由来物質として、生体内に存在するウィルスや細胞についても定量することができる。また、存在の有無を定性的に確認することも可能である。
なお、本実施形態に係る生体成分定量用アレイデバイスは、生体成分ではない物質を定量することもできる。たとえば、本実施形態に係る生体成分定量用デバイスを、ウィルス粒子定量用デバイスとして使用することもできる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図5は、本実施形態に係る生体成分解析キットにおける核酸定量用アレイデバイスの基材部を示す模式図である。なお、以下の各実施形態において上述の第1実施形態に開示された構成要素と同様の構成要素には、第1実施形態と同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
本実施形態に係る核酸定量用アレイデバイス2Aは、第1実施形態に開示された基材部3、ウェル6、カバー部7、水性溶液10、注入口部8、及び排出口部9を有している。
配線21及びコネクタ22は、基材部3に対してたとえば印刷等によって形成されている。一例を挙げると、配線21及びコネクタ22は、基板4と微小孔アレイ層5との間に挟まれるように、基板4の外面にパターン形成される。
電極20、配線21、及びコネクタ22の材質は特に限定されない。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図6は、本実施形態に係る生体成分解析キットにおける核酸定量用アレイデバイスの平面図である。図7は、図6のB−B線における断面図である。
なお、本実施形態に係る生体成分解析キット1Bは水性溶液10を有していなくてもよい。
なお、排出口部9から各種の液体が注入され、注入口部8から余剰の液体が排出されるようになっていてもよい。
次に、本実施形態に係る変形例1について説明する。図8は、本変形例の構成を示す断面図である。
図8に示すように、本変形例では、基材部3の厚さ方向において基材部3を下側、カバー部7Aを上側と定義したときに、注入口部8における注入口開口端8aの位置が排出口部9における廃液容器部側開口端9aよりも下にある。さらに、排出口部9における廃液容器部側開口端9aは、廃液容器部31の底面よりも上にある。
本変形例では、排出口部9における廃液容器部側開口端9aから廃液容器部31内に液体が入るまで注入口開口端8aから各種の液体を送液した後、注入口開口端8aが開放されると、注入口部8と排出口部9とのそれぞれの液面の高さが重力により一致する過程で、注入口開口端8aから、排出口部9内にある液量を上限として液体が逆流する。このため、注入口開口端8a近傍に気泡があってもその気泡は液体の逆流により流されて注入口開口端8aから外に押し出される。本変形例では、注入口部8の近傍において、基材部3とカバー部7Aとの間に気泡が留まりにくい。
さらに、本変形例では、排出口部9における廃液容器部側開口端9aが廃液容器部31の底面よりも上にあるので、廃液容器部31内に入った液体が排出口部9を通じて基材部3とカバー部7Aとの間の隙間に逆流しにくい。
次に、本実施形態に係る変形例2について説明する。図9は、本変形例の構成を示す断面図である。
図9に示すように、本変形例では、基材部3の厚さ方向において基材部3を下側、カバー部7Aを上側と定義したときに、注入口部8における注入口開口端8aの位置が排出口部9における廃液容器部側開口端9aよりも上にある。本変形例では、排出口部9における廃液容器部側開口端9aから廃液容器部31内に液体が入るまで注入口開口端8aから各種の液体を送液した後、注入口開口端8aが開放されると、注入口部8と排出口部9とのそれぞれの液面の高さが重力により一致する過程で、注入口部8にある液体が基材部3とカバー部7Aとの間の隙間にさらに入り込む。また、試料と検出反応試薬11との混合液X及び油性封止液12を基材部3とカバー部7Aとの間の隙間に注入口部8を通じて送液すると、排出口部9から廃液容器部31に押し出された液体の一部は排出口部9から基材部3とカバー部7Aとの間の隙間へ重力により戻ろうとするが、注入口部8内にある液体の質量と拮抗することで廃液容器部31からの液体の逆流が抑えられる。
次に、本実施形態に係る変形例3について説明する。図10は、本変形例の構成を示す断面図である。
図10に示すように、本変形例では、注入口部8の開口面積よりも排出口部9の開口面積の方が小さい。
排出口部9の開口面積は、注入口部8からの送液圧力がかからなければ排出口部9を液体が通過できない程度の管路抵抗を得ることができる面積に設定されている。排出口部9の具体的な開口面積は、排出口部9から排出されることが想定される液体の組成に応じて決められてよい。
本変形例では、注入口部8からの送液時には基材部3とカバー部7Aとの間の隙間から排出口部9を通じて廃液容器部31に液体が移動可能であり、注入口部8から当該隙間への送液の終了後は、排出口部9を通じた液体の流れは起こらない。このため、本変形例では、廃液容器部31から基材部3とカバー部7Aとの間の隙間への液体の逆流が抑えられる。
なお、排出口部9から各種の液体が注入され、注入口部8から余剰の液体が排出されるようになっていてもよい。
次に、本実施形態に係る変形例4について説明する。図11は、本変形例の構成を示す断面図である。
なお、排出口部9から各種の液体が注入され、注入口部8から余剰の液体が排出されるようになっていてもよい。
次に、本実施形態に係る変形例5について説明する。図12は、本変形例の構成を示す平面図である。図13は、図12のC−C線における断面図である。
本変形例では、廃液の有無や廃液の量の影響を受けずに微小孔アレイ層5における蛍光,発光,又は発色などの検出を行うことができる。
なお、排出口部9から各種の液体が注入され、注入口部8から余剰の液体が排出されるようになっていてもよい。
次に、本実施形態に係る変形例6について説明する。図14は、本変形例の構成を示す平面図である。図15は、図14のD−D線における断面図である。図16は、図14のD−D線における断面を示す斜視図である。図17は、本変形例におけるスペーサー部材32を示す平面図である。図18A,図18B,及び図18Cは、スペーサー部材32の他の構成を示す平面図である。図19は、本変形例の微小孔アレイ層5を備えた基材部3の平面図である。
たとえば、図20から図22に示すように、注入口部8及び排出口部9がいずれも漏斗状であってよい。
また、図23及び図24に示すように、注入口部8の内面が複数の平面からなり、注入口部8がテーパー状に形成されて基材部3側へ向かって漸次小さく窄まるように(注入口部8の径が小さくなるように)構成されていてもよい。
なお、排出口部9から各種の液体が注入され、注入口部8から余剰の液体が排出されるようになっていてもよい。
次に、本実施形態に係る変形例7について説明する。図25は、本変形例の構成を示す断面図である。
本変形例では、検出対象物や試薬等を含む液体の比重がほぼ1である場合に、オイルの比重は、例えば1.8程度であってよい。
次に、本実施形態に係る変形例8について説明する。図26は、本変形例の構成を示す平面図である。図27は、図26のE−E線における断面図である。
本変形例では、検出対象物や試薬等を含む液体は注入口部8から送液され、その後、排出口部9からオイルが送液されるという使い方が可能である。排出口部9からオイルが送液された場合、注入口部8からあふれた試薬及びオイルは、注入口部8側に設けられた廃液容器部31に貯まる。注入口部8側に設けられた廃液容器部31に貯まった液体は排出口部9側に設けられた廃液容器部31に貯まった液体とは混ざらない。
なお、排出口部9から各種の液体が注入され、注入口部8から余剰の液体が排出されるようになっていてもよい。
次に、本実施形態に係る変形例9について説明する。図28は、本変形例の構成を示す断面図である。
また、本変形例では、カバー部7Aが特定の波長の光を選択的に不透過とする材料からなっていてもよい。本変形例における不透過とは、特定の波長の光を吸収することであってもよいし、特定の波長の光を反射することであってもよい。たとえば、カバー部7Aは、可視光を透過するが紫外線は不透過であるなどの構成を有していてもよい。この場合、カバー部7Aは、蛍光を検出するための励起光は透過するがこの励起光によって生じる蛍光は透過しない。この結果、基材部3の厚さ方向において下側(下面)から励起光を照射して且つ下側(下面)から蛍光を観察する場合に廃液容器部31内の液体の影響を受けにくく、またカバー部7Aを透過する可視光を照明光とする明視野の観察も可能となる。
次に、本実施形態に係る変形例10について説明する。図29は、本変形例の構成を示す断面図である。
また、本変形例では上記の第3実施形態と同様に、注入口部8及び排出口部9が設けられている。
本変形例においてカバー部7Aに設けられたフィルター33は、注入口部8の下流且つ注入口部8の近傍に配置される。これにより、試薬やオイル等に混入した気泡は、微小孔アレイ層5のうち検出に利用される領域に到達する前にフィルター33に捕捉される。
次に、本実施形態に係る変形例11について説明する。図30は、本変形例の構成を示す断面図である。
カバー部7Aに形成された窪み33Aの位置は、上記の変形例10と同様に、注入口部8の下流且つ注入口部8の近傍であることが好ましい。このような構成であっても上記の変形例10と同様の効果を奏する。
また、本変形例では、上記の変形例10に開示されたフィルター33を備えた場合よりも、大きな気泡を効率よく捕捉することもできる。
次に、本実施形態に係る変形例12について説明する。図31は、本変形例の構成を示す断面図である。
アダプタ34は、試薬やオイルを送液する際に使用されるピペットチップ40と組み合わされた状態で使用される。アダプタ34の外形形状は特に限定されない。本実施形態に係るアダプタ34の外形形状は、アダプタ34にピペットチップ40が取り付けられた際のピペットチップ40の先端に向かって漸次径が小さくなる円錐台状である。
次に、本発明の実施形態に係る変形例13について説明する。図32Aは、本変形例の生体成分解析キット1Fの構成を示す斜視図である。また、図32Bには、生体成分解析キット1Fにおける平面図1F1(カバー部7Aの平面図7Aaに相当する)、A−A断面における断面図1F2、B−B断面における断面図1F3、および側面図1F4、ならびに、シール部材101の平面図、および、カバー部7Aの底面図7Abが示されている。
本変形例では、変形例8と同様に、検出対象物や試薬等を含む液体は注入口部8から送液され、その後、排出口部9からオイルが送液されるという使い方が可能である。
注入口部8から検出対象物や試薬等を含む液体を注入した後は、排出口部9を通じてカバー部7Aと基材部3の間の隙間より廃液容器部31に液体が流入する。廃液容器部31および排出口部9周辺に液体が存在するので、排出口部9よりピペット等を用いてオイルを注入する際に、カバー部7Aと基材部3の間の隙間の液体に空気が混入しにくい。
すなわち、本変形例によれば、カバー部7Aと基材部3の間の隙間の液体に、オイルを注入する際に、空気が混入することを防ぎやすい。
そのため、本変形例によれば、仮に液体の注液時に、カバー部7Aと、基材部3との間の隙間に充填された液体中に気泡が入る可能性が低減されるため、精度のよい定量分析を簡便な操作で行うことができる。
次に、本発明の実施形態に係る変形例14について説明する。図33Aは、本変形例の生体成分解析キット1Gの構成を示す斜視図である。また、図33Bには、生体成分解析キット1Gにおける平面図1G1(カバー部7Aの平面図7Aaに相当する)、A−A断面における断面図1G2、左側面図1G3、および右側面図1G4、シール部材101の平面図、および、カバー部7Aの底面図7Abが示されている。
本変形例では、排出口部9における廃液容器部側開口端9aから廃液容器部31内に液体が入るまで注入口開口端8aから各種の液体を送液した後、注入口開口端8aが開放されると、注入口部8と排出口部9とのそれぞれの液面の高さが重力により一致する過程で、注入口開口端8aから、排出口部9内にある液量を上限として液体が逆流する。このため、注入口開口端8a近傍に気泡があってもその気泡は液体の逆流により流されて注入口開口端8aから外に押し出される。本変形例では、注入口部8の近傍において、基材部3とカバー部7Aとの間に気泡が留まりにくい。
さらに、本変形例では、排出口部9における廃液容器部側開口端9aが廃液容器部31の底面よりも上にあるので、廃液容器部31内に入った液体が排出口部9を通じて基材部3とカバー部7Aとの間の隙間に逆流しにくい。
次に、本発明の実施形態に係る変形例15について説明する。図34は、本変形例の作用を説明するための図である。
上述の変形例13および14において、一列式のキットを1つのユニットごとに切り出して使うことが可能であることを示したが、図34に示すように、基材部3とシール部材101とを一体形成し、ビーカー状、チューブ状を有する容器103を用いることもできる。
この場合、流路は形成されず、バッチ式の容器103に液体が満たされた状態で、核酸等の生体成分102をウェル6に導入する操作、および、検出操作が可能である。
また、容器103には、ウェル6を複数設けることが可能である。
図34に示すようなバッチ式の容器103を用いた場合にも、製造工程の際にあらかじめ水性溶液10をウェル6に充填しておけば、キットの使用者が現場で分析試験を行う際に、検出対象である核酸等の生体成分102がウェル6内に拡散し、ウェル6内に生体成分102が導入され、検出が可能となる。
一方、製造工程においてあらかじめ水性溶液10をウェル6に充填していない場合には、キットの使用者が現場での分析試験を行う際に、ウェル6内に入り込んだ気泡を脱気することが困難である。
そのため、本変形例においては、製造工程の際にあらかじめ水性溶液10がウェル6に充填されていることが好ましい。
なお、本変形例における核酸等の生体成分の導入操作、検出および観察等の分析操作は、上述した実施形態と同様に実施することができる。
本実施形態に係る生体成分の導入方法は、上述の核酸導入方法と同様に行うことができ、生体成分は核酸のみに限定されない。
また、同様に、上述の実施形態に係る核酸検出方法、生体成分解析方法、生体成分定量用アレイデバイス、及び生体成分解析キットにおいても、DNA、RNA、miRNA、mRNA、タンパク質、エクソソーム、リポソーム、及び細胞等を含む生体成分などを対象としてよく、分析対象は上述の実施形態に限定されない。
0.5mm厚のガラス製の基板4に、疎水性樹脂であるCYTOP(登録商標)(旭硝子製)をスピンコートし、180℃で3時間熱硬化させ、フォトリソグラフィー技術を使って直径5μmの孔を100万個持つ基材部3を作製した。CYTOP(登録商標)をスピンコートすることにより基板4に形成された層がフォトリソグラフィーにより成形されることにより、上記実施形態に開示された微小孔アレイ層5を形成した。CYTOP(登録商標)をスピンコートすることにより基板4に形成された層の厚さは3μmである。
インベーダー反応試薬(2μM アレルプローブ、1μM インベーダーオリゴ、1μM FAM標識アーム、20μM MOPS pH7.5、15mM NaCl、6.25mM MgCl2、50U/μL クリベース(登録商標))と、人工合成DNAとを混合し、この混合液Xを基材部3とカバー部7との間の隙間に送液した。ここで、人工合成DNAの濃度については、基材部3に形成された直径5μmの孔の1つに1分子が入るように、人工合成DNAの濃度が30pMとなるように人工合成DNAを混合液Xに添加した。
直径5μm高さ3μmの円柱の微小孔は59fLの体積となり、ポアソン分布に従うと仮定すると30pMの人工合成DNA濃度では100万個の微小孔のうち65%の微小孔に入ると推定される。インベーダー反応試薬と人工合成DNAとの混合物を送液した後、油性封止液12として、基材部3とカバー部7との間の隙間にFC−40(SIGMA)を送液し、直径5μmの孔を封止することで、100万個の独立した核酸検出反応容器6Aを構成した。
次に、100万個の独立した核酸検出反応容器6Aを有する本実施例の核酸定量用アレイデバイス2を、62℃のオーブンにてインキュベートし、15分後に取り出し、蛍光顕微鏡で撮影し各孔の蛍光強度を観察した。ここでは、反応後の核酸検出反応容器6Aは、蛍光顕微鏡(ツァイス社、AX10)、光源(LEJ社、FluoArc001.26A Usable with HBO 10)、センサー(浜松ホトニクス社、EM−CCD C9100)、フィルター(オリンパス社、U−MNIBA2)、解析ソフト(浜松ホトニクス社、AQUACOSMOS 2.6:露光時間 488ms、EMゲイン 120、オフセット 0、ビニング ×1)を用いて撮影され、自家蛍光に対して十分なS/N比を有して蛍光を発する核酸検出反応容器6Aの数が計測された。
2,2A,2B1〜2B96 核酸定量用アレイデバイス
3 基材部
4 基板
4a 基板の表面
5 微小孔アレイ層
5a 貫通孔
6 ウェル
6a 底面部
6A 核酸検出反応容器
7,7A カバー部
8 注入口部
8a 注入口開口端
9 排出口部
9a 廃液容器部側開口端
10 水性溶液
11 検出反応試薬
12 油性封止液
20 電極
21 配線
22 コネクタ
31 廃液容器部
32 スペーサー部材
32a 貫通孔
33 フィルター
34 アダプタ
40 ピペットチップ
101 シール部材
102 生体成分
103 容器
上記態様に係る生体成分定量用アレイデバイスにおいて、前記基材部と前記カバー部との間に水性溶液を充填した後に、前記生体成分を含む前記液体が前記注入口部から前記基材部と前記カバー部との間の前記隙間に導入されることで、前記水性溶液のうち前記複数のウェル外にある前記余剰溶液は前記排出口部から排出され、前記水性溶液のうち前記複数のウェル内にあるウェル充填水性溶液に前記生体成分が拡散により移行してもよい。
次に、本発明の実施形態に係る変形例15について説明する。
上述の変形例13および14において、一列式のキットを1つのユニットごとに切り出して使うことが可能であることを示したが、基材部3とシール部材101とを一体形成し、ビーカー状、チューブ状を有する容器を用いることもできる。
この場合、流路は形成されず、バッチ式の容器に液体が満たされた状態で、核酸等の生体成分をウェル6に導入する操作、および、検出操作が可能である。
また、容器には、ウェル6を複数設けることが可能である。
バッチ式の容器を用いた場合にも、製造工程の際にあらかじめ水性溶液10をウェル6に充填しておけば、キットの使用者が現場で分析試験を行う際に、検出対象である核酸等の生体成分がウェル6内に拡散し、ウェル6内に生体成分が導入され、検出が可能となる。
一方、製造工程においてあらかじめ水性溶液10をウェル6に充填していない場合には、キットの使用者が現場での分析試験を行う際に、ウェル6内に入り込んだ気泡を脱気することが困難である。
そのため、本変形例においては、製造工程の際にあらかじめ水性溶液10がウェル6に充填されていることが好ましい。
なお、本変形例における核酸等の生体成分の導入操作、検出および観察等の分析操作は、上述した実施形態と同様に実施することができる。
2,2A,2B1〜2B96 核酸定量用アレイデバイス
3 基材部
4 基板
4a 基板の表面
5 微小孔アレイ層
5a 貫通孔
6 ウェル
6a 底面部
6A 核酸検出反応容器
7,7A カバー部
8 注入口部
8a 注入口開口端
9 排出口部
9a 廃液容器部側開口端
10 水性溶液
11 検出反応試薬
12 油性封止液
20 電極
21 配線
22 コネクタ
31 廃液容器部
32 スペーサー部材
32a 貫通孔
33 フィルター
34 アダプタ
40 ピペットチップ
101 シール部材
Claims (17)
- 生体成分定量用アレイデバイスであって、
複数のウェルを有する基材部と、
前記基材部との間に隙間を有して前記複数のウェルの開口部分を覆うように前記基材部に重ねられたカバー部と、
前記基材部と前記カバー部との間の前記隙間に連通された注入口部と、
前記注入口部から離れた位置に形成され、前記基材部と前記カバー部との間の前記隙間に連通された排出口部と、
を備え、
前記基材部と前記カバー部との間に水性溶液を充填した後に、生体成分を含む液体が前記注入口部から前記基材部と前記カバー部との間の前記隙間に導入されることで、前記水性溶液のうち前記複数のウェル外にある余剰溶液は前記排出口部から排出され、前記水性溶液のうち前記複数のウェル内にあるウェル充填水性溶液に前記生体成分が拡散により移行する
生体成分定量用アレイデバイス。 - 請求項1に記載の生体成分定量用アレイデバイスであって、
前記基材部と前記カバー部との間に充填された前記水性溶液を備えた
生体成分定量用アレイデバイス。 - 請求項1に記載の生体成分定量用アレイデバイスであって、
前記複数のウェルと前記カバー部との少なくともいずれかは光透過性を有している
生体成分定量用アレイデバイス。 - 請求項1に記載の生体成分定量用アレイデバイスであって、
前記複数のウェルは電極を有し、
前記基材部は、
前記電極に繋がる配線と、
前記配線を検出回路に接続するためのコネクタと、
を有する
生体成分定量用アレイデバイス。 - 請求項1に記載の生体成分定量用アレイデバイスであって、
前記基材部の厚さ方向から見たときに前記注入口部及び前記排出口部と重ならない領域内に、前記複数のウェルを有してシグナル増幅反応を行う領域が設定されている
生体成分定量用アレイデバイス。 - 請求項1に記載の生体成分定量用アレイデバイスであって、
前記排出口部と連通し、前記基材部と前記カバー部との間の前記隙間から前記排出口部を通じて液体が流入して貯まる廃液容器部をさらに備える
生体成分定量用アレイデバイス。 - 請求項6に記載の生体成分定量用アレイデバイスであって、
前記基材部の厚さ方向から見たときに前記注入口部,前記廃液容器部,及び前記排出口部と重ならない領域内に、前記複数のウェルを有してシグナル増幅反応を行う領域が設定されている
生体成分定量用アレイデバイス。 - 請求項1に記載の生体成分定量用アレイデバイスと、
前記生体成分に対する検出反応試薬と、
前記基材部と前記カバー部との間に前記注入口部から送液可能な油性封止液と、
を備え、
前記水性溶液は核酸を含まない緩衝液である、
生体成分解析キット。 - 核酸導入方法であって、
流路内に複数のウェルが形成され前記流路内及び前記複数のウェル内に水性溶液が充填された核酸定量用アレイデバイスにおける前記流路内に鋳型核酸を含む混合液を送液し、
前記流路内に送液された混合液を前記複数のウェル内の前記水性溶液に拡散させる
核酸導入方法。 - 請求項9に記載の核酸導入方法を用いた核酸検出方法であって、
油性封止液を前記流路内に送液して前記複数のウェル内の前記混合液及び前記水性溶液を前記油性封止液により封止することにより前記複数のウェルを複数の独立した核酸検出反応容器とする、
核酸導入方法。 - 請求項10に記載の核酸導入方法を用いた核酸検出方法であって、
前記混合液がシグナル増幅反応試薬を含み、前記核酸検出反応容器内でシグナル増幅反応を行い、
前記核酸検出反応容器内に対してシグナル検出を行う
核酸検出方法。 - 請求項11に記載の核酸検出方法であって、
前記シグナル増幅反応が酵素反応である
核酸検出方法。 - 請求項12に記載の核酸検出方法であって、
前記酵素反応が等温反応である
核酸検出方法。 - 請求項13に記載の核酸検出方法であって、
前記酵素反応がインベーダー反応である
核酸検出方法。 - 請求項11に記載の核酸検出方法であって、
前記シグナル検出は、前記核酸検出反応容器内における前記鋳型核酸の有無に対応した蛍光、発光、pH変化、吸光度変化、および電位変化のうちの少なくとも1つの検出による
核酸検出方法。 - 請求項11から請求項15のいずれか一項に記載の核酸検出方法を用いた生体成分解析方法であって、
解析対象物質となるDNA、RNA、miRNA、mRNA、又はタンパク質のいずれかを前記混合液が含み、
前記解析対象物質に対する特異的標識能を有する標識物質に前記鋳型核酸が含まれまたは結合可能な状態で前記標識物質が前記混合液と前記水性溶液との少なくともいずれかに含まれている
生体成分解析方法。 - 請求項16に記載の生体成分解析方法であって、
前記標識物質が、前記鋳型核酸とは異なるDNA鎖、酵素、粒子、抗体、及びリポソームのうちの少なくとも一つを含む
生体成分解析方法。
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