KR100663805B1 - 스폿패턴 암호화 기능을 구비한 스포터 및 스폿패턴암호화에 대처한 검출 장치 - Google Patents

스폿패턴 암호화 기능을 구비한 스포터 및 스폿패턴암호화에 대처한 검출 장치 Download PDF

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Abstract

프로브 고정기재상에 스폿되어 있는 복수의 프로브는 제3자에 의해 용이하게 프로브를 특정할 수 없도록 배치된다. 프로브 고정기재상에, 복수의 프로브를 스폿하는 경우, 제조되는 프로브 고정기재마다, 각 프로브가 스폿되는 위치를 변경함으로써, 각 스폿 어드레스에 배치되는 프로브 종류를 암호화한다. 본 발명은 스포터(spotter), 이 스포터에 이용되는 분주장치, 상기 스포터를 이용하여 제조되는 프로브 고정기재 및 각각의 프로브를 스폿하는 암호화된 위치를 해독하는 검출 장치를 제공한다.

Description

스폿패턴 암호화 기능을 구비한 스포터 및 스폿패턴 암호화에 대처한 검출 장치{SPOTTER PROVIDED WITH SPOT PATTERN ENCRYPTION FUNCTION AND DETECTION DEVICE COPING WITH SPOT PATTERN ENCRYPTION}
도 1은 본 발명에 의한 스포터에 있어서의, 프로브 고정기재에서 각 프로브의 스폿 어드레스를 할당할 때, 스폿위치패턴을 변경하는 조작에 있어서의 스폿위치패턴을 선택하는 방법의 일례와 그 선택 조작에 상당하는 데이터 흐름을 개략적으로 나타낸 도면
도 2는 16종의 프로브를 마이크로 어레이 형상으로 스폿할 때의, 스폿패턴의 일례를 설명하는 도면
도 3은 의사난수 생성용 알고리즘을 이용하여, 16종의 프로브를 마이크로 어레이형상으로 스폿할 때의, 스폿패턴을 생성하는 알고리즘의 일례를 나타내는 도면
도 4는 생성되는 스폿패턴에 있어서의 마이크로 어레이 형상의 각 스폿 어드레스에 할당할 수 있는 프로브 종류(프로브 번호)를 나타내는 배열도
도 5는 본 발명에 의한 검출 장치에 있어서의, 프로브 고정기재에 대한 검출 결과 및 스폿·패턴번호의 정보에 근거해, 프로브 고정기재에 있어서의 각 프로브의 스폿 어드레스의 판별, 및, 각 프로브에 대한 검출 결과의 대응부 조작의 일례와 그 조작에 상당하는 데이터플로우 다이어그램을 개략적으로 나타내는 도면
< 도면부호에 대한 간단한 설명>
101: 프로브 201: 제품정보
202: 제조번호(시리얼 번호) 203, 305: 스폿패턴의 집합
204: 스폿패턴 선택 기구 205: 스포터제어 커멘드 설정기구
207: 스포터 302: 검출장치
본 발명은, 마이크로 어레이 또는 DNA 칩 등의 표적 물질에 대해서 특이적으로 결합가능한 복수의 프로브를 가지는 기재(substrate) 또는, 고상(固相) 담체에서, 복수의 프로브를 고정하는 작업에 이용되는 스포터(즉, 프로브 부여장치)와 복수의 프로브가 고정되어 있는 고정기재용의 검출장치와, 스포터에 의해 사용되는 복수의 프로브를 분주하는 분주장치에 관한 것이다.
표적 물질에 대해서 특이적으로 결합가능한 복수의 프로브를, 고상 담체나 기재의 표면에 고정함으로써 형성되는 프로브 고정기재의 일례로서 DNA 칩을 들 수 있다. DNA 칩은, 교잡반응(hybridization reaction)용 프로브로서 다른 염기 서열을 가지는, 다수의 DNA 단편이나 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide)를 고밀도로 고정화한 고체상 표면에 정렬시킴으로써 얻은 DNA 프로브 어레이이다. 예를 들면, DNA 칩상에 고정되는 DNA 프로브에 관해서는, 유전자의 발현, 변이, 다형 등을 동시 해석한 상태에서 매우 유효한 염기 서열의 조합이 선택된다.
어레이 형상으로 핵산 분자를 고상 표면에 고정화하는 방법으로서 예를 들면, 미국 특허 제 5,688,642호 공보에는, 고상 합성에 의한 포토리소그래피를 사용해서 올리고뉴클레오티드를 소망의 염기 서열로 제조함으로써 형성되는 고체상 올리고뉴크레오티드 어레이가 개시되어 있다. 한편, WO 95/ 25116호 공보 및 미국 특허 제 5,688,642호 공보에는, 잉크젯법을 이용하여, 미리 제조한 DNA 분자를 고상 표면에 스폿하는 고체상 DNA 프로브 어레이의 제조 방법이 개시되어 있다.
또, 프로브·교잡 반응에 의거한 표적 물질의 검출처리 공정에서는, 일반적으로, 형광 물질 등으로 표지화한 표적 물질을 고상 프로브 어레이의 프로브와 접촉시켜, 표적 물질과 프로브 사이에 특이적인 복합체를 형성시키는, 소위 교잡 반응이 행해진다. 이 교잡 반응은, 통상적으로, 표적 물질을 용해시킨 용액에, 고상 DNA 프로브 어레이를 접촉 또는 침지시켜, 표적물질 및 프로브가 가열되면서, 프로브에 대해서 표적 물질이 특이적인 복합체(hybrid)를 형성하는 반응이다. 이 경우에, 농도나 온도 등의 반응 조건은, 프로브와 표적 물질의 조합에 따라서 다르다. 게다가 프로브와 표적 물질이 결합하게 됨으로써 형성된 복합체(hybrid)의 유무, 그 복합체의 생성량 등을, 미리 표적 물질의 표지화에 이용된 형광 물질에 유래하는 형광을 형광 검출기 등의 검출 장치를 이용하여 검출함으로써 관찰한다.
이 DNA 칩은, 일본국 공개특허 2002-101878호 공보에 제안되어 있는 바와 같이, 유전자 진단에도 이용되고 있다.
실제로, 진단에 사용된 유전자 진단용 DNA 칩은, 각 환자에게 고유의 유전자 정보에 대응하는 복합체의 유무, 복합체의 생성량 등의 결과(정보)를 포함한다. 예를 들면, 형광 표지를 이용하는 DNA 칩에서는, 방사 원소 표지와 같이 표지능력의 경시적인 감손이 없다. 따라서, 그 결과(정보)를 반복적으로 읽어낼 수 있는 이점을 가진다. 한편, 그 결과(정보)를 반복적으로 읽어낼 수 있기 때문에, 진단에 사용된 진단용 DNA 칩과 함께 그 환자의 이름을 누설하면, 제 3자이어도, 그 환자의 진단 결과를 알 수 있을 것이다.
물론, 예를 들면, 병원 등의 의료 기관에서는, 개개의 환자에 관한 정보가 제3자에게 누설되지 않도록 주위를 기울여 비밀유지에 대한 조치가 취해지고 있다. 한편, 병원 등에서는, 진단에 사용한 기구나 시험 키트(kit)는 의료 폐기물로서 적정한 처리 시설을 가진 폐기물 처리업자에게 그 폐기 처리를 위탁하는 경우가 많다.
폐기물 처리업자에게 위탁되는 폐기 처리의 단계에서는, 각 의료 폐기물마다 규정되는 기준을 만족하고, 의료폐기물에 부착하고 있을 가능성이 있는 "병원성 물질" 등의 외부에의 누출 및 유포를 방지하는 물리적인 관리 시스템은 당연히 완비되어 있다. 그러나, 이 폐기 처리의 과정에서는 "물리적인 누설"에 대한 관리는 충분히 달성되고 있지만, 예를 들면, 진단에 이용되는 DNA 칩 상에 잔류하고 있는 "정보"에 대해서, 주의가 충분하지 못한 경향이 있다. 예를 들면, "물리적 누설"에 대한 관리하에서, 제3자가 진단에 이용되는 DNA 칩 상에 잔류하고 있는 "정보"를 다시 읽어낼 수가 있으면, DNA 칩 자체는 외부에 지니고 나오지 않아도, "정보"는 외부에 누설될 가능성이 있다. 따라서, DNA에 잔류하고 있는 "정보"가 외부에 누설되는 경우에도, 그 "정보"가 환자의 진단 결과에 용이하게 결부되지 않게 하는 기술이 보다 높은 비밀유지 및 관리의 견지에서 요망되고 있다.
예를 들면, DNA 칩을 구성하는 각 DNA 프로브의 염기 서열해석은 1매의 DNA칩에 존재하는 DNA량으로는 곤란하다. 그러나, 만일 미사용의 복수의 DNA 칩으로부터 각 DNA 프로브를 분리하고 회수하여, 상당량의 DNA량을 얻으면, DNA 프로브의 염기 서열을 해석하는 것이 가능해진다. 즉, DNA 칩을 구성하는 각 DNA 프로브의 염기 서열이 해독되면, 진단에 이용된 DNA 칩상에 잔류하고 있는 "정보"가 어떠한 진단결과에 상당하는 결과인지도 해독된다. 만일 진단에 이용된 DNA 칩이 어느 환자의 진단에 이용되었는지 판명되면, 결과적으로, 그 환자의 진단 결과가 외부에 누설되는 일도 일어날 수 있다.
따라서, 미사용의 복수의 DNA 칩을 제조할 수 있었다고 해도, 각 DNA 칩에 관해서 어레이에 배치된 각 DNA 프로브의 염기 서열이 상기 DNA 칩을 용이하게 해석하는 것을 방지할 수 있는 기술이, 보다 높은 비밀유지 및 관리의 견지에서 요망되고 있다.
통상, 의료 분야에서 이용되는 진단용 DNA 칩에서는, DNA 칩을 구성하는 DNA 프로브에 의해 어떠한 유전자 정보가 검출가능한지에 관하여 사용자에게 정보가 개시되어 있다. 그러나, 그 DNA 프로브의 염기 서열의 제공원에 대한 사회적인 배려 때문에, 그 염기 서열 자체는 그 개시되는 정보로부터 제외될 수도 있다. 또, 진단에 이용된 DNA 프로브의 염기 서열이 해독되면, 예를 들면, 염기 서열의 사용허가를 받고 있지 않은 제3자에 의한 모방이 이루어지는 등 비밀 정보 유지상의 문제도 발생한다. 이러한 관점으로부터도 제3자가 DNA 칩을 구성하는 DNA 프로브의 염기 서열을 용이하게 해독할 수 없도록 해독 방지에 이로운 기술이 요망되고 있다.
본 발명은 상술된 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은,
표적 물질에 대해서 특이적으로 결합가능한 복수의 프로브를 고상 기재 표면에 형성되는 소정의 어레이형상 스폿위치에 스폿하여 프로브 어레이를 제조할 경우에, 각 프로브 어레이마다, 개개의 어레이 형상 스폿위치에 스폿되는 프로브 분자의 종류의 배치 패턴에 용이하게 인식할 수 없는 무작위적인 변경을 실시하는 기술과; 이러한 변경처리가 실시된 스폿패턴에 의거하여, 복수 종류의 프로브의 스폿 어드레스를 변경가능하게 하는 스포터와; 프로브 어레이 상에서 검출되는 정보에 의거하여, 이러한 변경처리가 적용된 스폿패턴에 의거하여 스폿되는 복수의 프로브의 위치를 해독한 후에, 스폿 어드레스의 변경과 관련하여 목적으로 하는 복수의 프로브를 검출하는 방법과; 상기 방법에 이용하는 검출장치를 제공하는 데 있다
본 발명자는, 상기의 문제를 해결하기 위하여, 고정기재에 복수의 프로브를 고정하는 기재를 제조할 때에, 얻을 수 있는 프로브 고정기재에 고정되는 복수의 프로브 종류는 전체적으로 같은 경우에도, 각각의 프로브에서는, 예를 들면, 그 제조 로트마다, 제조기재마다, 제조일마다, 제조 월마다, 제조 장치마다, 제조 공장마다, 제조자(메이커)마다, 사용 지역마다, 제품 리비젼(revision)마다, 혹은 임의의 시점에서, 각 프로브가 고정되는 스폿 위치를 변경함으로써, 각 스폿 어드레스에 스폿되어 있는 프로브 종류에 대해서, 암호화를 실현하는 것이 가능한 것을 발견하였다. 이러한 식견에 부가하여, 본 발명의 발명자는, 기재상에, 표적 물질에 대해서 특이적으로 결합 가능한 복수의 프로브를 스폿할 경우에, 고정기재에 복수의 프로브를 고정하는 기재를 제조할 때에 이용되는 스포터를, 각각의 프로브 고정기재에 대해서 그 소정의 정보에 따라 프로브에 의해 스폿되는 위치의 패턴을 변경 가능하게 하는 스포터로 변경하는 것이 가능한 것을 검증하였다. 결국, 본 발명의 발명자는 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명에 의하면, 표적 물질에 대해서 특이적으로 결합 가능한 복수의 프로브를 고상 기재 위의 복수의 스폿부분에 고정함으로써 형성된, 프로브 고정기재의 제조에 이용되고 스폿개소에 프로브를 스폿하는 스포터에 있어서, 상기 복수의 스폿개소 중의 어느 부분을 각각의 복수의 프로브에 할당하는 1군의 스폿 어드레스로 구성되는 스폿위치 패턴에 따라 각 프로브를 스폿하는 수단과; 제조될 각 프로브 고정기재마다 소정의 정보에 따라 스폿위치패턴을 암호화하는 스폿위치패턴 암호화수단을 포함하는 스포터를 제공한다.
이때, 상기 스폿위치패턴 암호화 수단은, 상기 프로브 고정기재에 적용가능한 복수의 스폿위치패턴을 기억하고, 제조될 각 프로브 고정기재마다 소정의 정보에 따라 상기 복수의 스폿위치패턴 중의 하나를 선택하는 기구를 포함하고; 상기 스폿위치패턴 암호화수단은, 제조될 각 프로브 고정기재마다 선택되는 스폿위치패턴을 변경하는 기능을 가진다. 대안적으로, 상기 스폿위치패턴 암호화 수단은, 제조될 각 프로브 고정기재마다 소정의 정보를 키로 해서 기준 스폿위치패턴에 암호화 처리를 적용함으로써 새로운 스폿위치패턴을 창출하는 기구를 포함하여도 되고; 상기 스폿위치패턴 암호화수단은, 제조될 각 프로브 고정기재마다 창출될 스폿위치패턴을 변경하는 기능을 가질 수 있다.
본 발명에 의한 스포터에서는, 상기 소정의 정보는, 각 프로브 고정기재마다 설정되는 개별적인 정보이어도 되고, 적어도 제조된 프로브 공정기재를 식별하기 위해 사용되는, 제조 로트번호, 시리얼 번호, 제조 일시, 제조 장치번호, 제조자, 공장 식별번호, 제조 지역번호, 사용 지역번호, 또는 제품 리비젼번호, 임의의 정보, 또는 이러한 정보의 조합, 또는 이들 정보에 의거한 유추 또는 계산에 의해 일의적으로 도출되는 정보가 상기 소정의 정보에 포함할 수 있는 것에 유의한다.
한편, 본 발명에 의한 스포터는, 상술한 스폿위치패턴 암호화수단에 대응하여, 상기 고상 기재위에, 또는 상기 고상 기재에 부설되는 하우징에, 상기 선택된 스폿위치패턴에 미리 첨부되는 패턴번호를 표기하는 수단을 부가하여 포함하여도 된다. 대안적으로, 상기 스포터는 상기 고상 기재상에 또는 상기 고상 기재에 부설되는 하우징에서, 상기 암호화 처리를 해제하는 키를 표기하는 수단을 부가하여 포함할 수 있다.
게다가, 상기 각 프로브를 스폿하는 수단은, 잉크젯 기술을 이용하여 프로브를 부여하는 방식을 채택할 수 있다.
또, 본 발명은, 본 발명에 의한 스포터를 이용함으로써 제조되는 프로브 고정기재도 제공한다. 즉, 본 발명에 의하면, 표적 물질에 대해서 특이적으로 결합 가능한 복수의 프로브를 고상 기재위의 복수의 스폿개소에 고정함으로써 형성하고 상술한 구성중의 어느 하나를 가진 스포터를 이용하여 상기 고상 기재위의 복수의 프로브의 스폿팅을 행하는 프로브 고정기재를 제공한다.
예를 들면, 상기 고상 기재 위에 고정될 복수의 프로브는 DNA 단편이어도 되고, 상기 프로브 고정기재는 DNA 마이크로 어레이의 형상을 가질 수 있다.
본 발명은, 본 발명에 의한 프로브 고정기재의 암호화된 스폿패턴을 해독하는 기능을 갖추어 프로브 고정기재상의 복수의 프로브에 의한 표적 물질의 검출을 하는 것을 가능하게 하는 검출장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명에 의한 검출 장치는, 표적 물질에 대해서 특이적으로 결합 가능한 복수의 프로브를 고상 기재위의 복수의 스폿개소에 고정함으로써 형성된, 프로브 고정기재의 각각 복수의 프로브의 복수의 스폿개소 중에서 어느 스폿개소가 스폿되는지를 검출하고, 검출의 대상이 되는 각 프로브 고정기재마다 소정의 정보에 따라 암호화되는 스폿위치패턴을 해독하는 수단을 포함하는 검출장치를 제공한다. 이 때, 상기 프로브 고정기재에서 상기 고상 기재 위의 복수의 프로브를 스폿하는 것은 상기 고상 기재 위에, 또는 상기 고상 기재에 부설되는 하우징에, 상기 선택된 스폿위치패턴에 미리 첨부되는 패턴번호를 표기하는 본 발명에 포함된 수단에 따라 상기 스포터에 의해 실행된다. 상기 검출장치는 상기 고상 기재위에, 또는 상기 고상 기재에 부설되는 하우징에, 상기 표기된 패턴번호를 판독하는 수단과; 상기 판독된 패턴번호와 복수의 스폿위치패턴의 각각에 미리 첨부되는 1군의 패턴번호에 의거하여, 상기 프로브 고정기재에 대해 선택되는 스폿위치패턴을 특정하는 수단을 포함할 수 있다.
대안적으로, 상기 프로브 고정기재에서 상기 고상 기재 위의 복수의 프로브의 스폿은 상기 고상 기재상에, 또는 상기 고상 기재에 부설되는 하우징에 암호화 처리를 해제하는 키를 표기하는 수단을 포함하는 스포터에 의해 실행되고, 상기 검출장치는 상기 암호화 처리를 해제하기 위하여 판독하는 수단과; 상기 임호화를 해제하기 위해 판독된 키에 의거하여 새로운 스폿위치패턴을 창출하는 과정에서 상기 적용된 암호화를 해제함으로써 상기 프로브 고정기재에 대해서 창출된 스폿위치패턴을 특정하는 수단을 포함할 수 있다.
본 발명은, 스포터용의 멀티 웰 플레이트에 복수의 프로브를 미리 분주하는 공정에 이용되는 분주장치의 발명, 예를 들면, 각 프로브의 스포팅에 핀 스폿법을 적용할 때, 스폿패턴에 대응하는 배치로, 핀스폿 장치용의 멀티 웰 플레이트에 복수의 프로브를 미리 분주하는 공정에 이용되는 분주장치의 발명이다. 환언하면, 본 발명은, 프로브 분주에서 소정의 정보에 따라 프로브를 분주하는 위치패턴을 변경할 수 있는 기구를 형성하는 복수의 프로브를 분주하는 분주장치를 제공한다.
표적 물질에 대해서 특이적으로 결합 가능한 복수의 프로브를 고상 기재위의 복수의 스폿개소에 고정함으로써, 형성된 프로브 고정기재를 제조하기 위하여 이용되는 스포터용의 멀티 웰 플레이트에 상기 복수의 프로브를 분주하고, 상기 복수의 프로브중의 어느 하나를 각 복수의 프로브에 할당하는 스폿 어드레스의 1군으로 구성되는 스폿위치 패턴에 따라서 멀티 웰 플레이트 상에 대응하는 웰의 각 프로브를 분주하는 수단과; 제조될 각 프로브 고정기재마다 소정의 정보에 따라 스폿위치패턴을 변경하는 스폿위치패턴 암호화수단과; 제조될 각 프로브 고정기재마다 변경된 스폿위치패턴에 따라서 멀티 웰 플레이트상에 웰을 할당하는 수단을 포함하는 분주장치를 제공한다. 상기 분주장치는, 스포터로서 핀스폿법에 따라, 스폿 부분에 프로브를 스폿하는 핀스폿 장치를 이용할 때에 매우 적합하게 이용되는 것에 유의한다. 이때, 상기 스폿위치패턴 암호화 수단은, 상기 프로브 고정기재에 적용가능한 복수의 스폿위치패턴을 미리 기억하고, 제조될 각 프로브 고정기재마다 소정의 정보에 따라 상기 복수의 스폿위치패턴 중의 하나를 선택하는 기구를 포함하고, 상기 스폿위치패턴 암호화수단은 제조될 각 프로브 고정기재마다 선택될 스폿위치패턴을 변경하는 기능을 가질 수 있다.
대안적으로, 상기 스폿위치패턴 암호화 수단은 각 프로브 고정기재마다 소정의 정보를 키로서 제조될 기준 스폿위치패턴에 암호화 처리함으로써 새로운 스폿위치패턴을 창출하는 기구를 포함하고, 상기 스폿위치패턴 암호화수단은 제조될 각 프로브 고정기재마다 창출될 스폿위치패턴을 변경하는 기능을 가질 수 있다.
상기 소정의 정보는, 제조될 각 프로브 고정기재마다 설정되는 개별적인 정보이어도 되고, 적어도, 제조된 프로브 고정기재를 식별하기 위해 사용돠는, 제조 로트번호, 시리얼 번호, 제조일시, 제조 장치번호, 제조자, 공장 식별번호, 제조 지역번호, 사용 지역번호, 또는 제품 리비젼번호, 임의의 정보, 또는 이러한 정보의 조합, 또는 이들 정보에 의거한 유추 또는 계산에 의해, 일의적으로 도출되는 정보가 상기 소정의 정보에 포함할수 있는 것에 유의한다.
동시에, 본 발명은, 상기의 본 발명에 의한 스포터, 또는 분주위치에서 소정의 정보에 따라 프로브를 스폿하거나 또는 분주하는 위치패턴을 변경하는 조작에 이용되는 프로그램도 제공한다.
즉, 본 발명에 의하면, 표적 물질에 대해서 특이적으로 결합 가능한 복수의 프로브를 고상 기재위의 복수의 스폿개소에서 스폿하기 위한 스포터에 이용되는 스폿위치패턴을 변경하는 조작을 규정함으로써 컴퓨터에 의해 실행가능한 프로그램으로서, 상기 복수의 프로브부분 중의 어느 하나를 각 복수의 프로브에 할당하는 스폿 어드레스의 하나의 군으로 구성되는 정보는 스폿위치 패턴으로서 정의되고; 상기 프로그램은 상기 소정의 정보를 입력하는 조작과; 입력된 소정의 정보에 따라서 대응하는 스폿위치패턴을 특정하는 조작과; 특정된 대응하는 스폿위치패턴을 출력하는 조작을 포함하는 프로그램을 제공한다. 이때, 입력된 소정의 정보에 따라서 대응하는 스폿위치패턴을 특정하는 조작은, 미리 기억되어 있고, 제조될 상기 프로브 고정기재에 적용 가능한 복수의 스폿위치패턴 중에서 대응하는 스폿위치패턴으로서 선택되는 하나의 스폿위치패턴을 특정하는 수순을 포함할수 있다. 대안적으로, 상기 프로그램에 의해 규정되는 입력된 소정의 정보에 따라서 대응하는 스폿위치패턴을 특정하는 조작은, 암호화 처리를 상기 소정의 정보를 키로서 기준 스폿위치패턴에 적용함으로써 대응하는 스폿위치패턴으로서 새로이 창출되는 하나의 스폿위치패턴을 특정하는 수순을 포함할 수있다.
또, 본 발명에 의하면, 표적 물질에 대해서 특이적으로 결합 가능한 복수의 프로브를 고상 기재위의 복수의 스폿개소에서 복수의 프로브를 스폿하기 위하여 이용되는 스폿위치패턴을 변경하는 조작을 규정하는 컴퓨터에 의해 실행가능한 프로그램으로서, 상기 복수의 프로브부분 중의 어느 하나를 각 복수의 프로브에 할당하는 스폿 어드레스의 하나의 군으로 구성되는 정보는 스폿위치 패턴으로서 규정되고; 상기 스폿위치패턴에 따라서 멀티웰 플레이트상에 각각의 프로브 및 각각의 웰을 결합한 1군의 웰의 위치정보는 분주 위치패턴으로서 규정되고; 상기 프로그램은 소정의 정보를 입력하는 조작과; 상기 입력된 소정의 정보에 따라서 대응하는 스폿위치패턴을 특정하는 조작과; 상기 특정된 대응하는 스폿위치패턴을 상기 분주위치패턴으로 변환함으로써 대응하는 분주위치패턴을 특정하는 조작과; 상기 특정된 대응하는 분주위치패턴을 출력하는 조작을 적어도 포함하는 프로그램을 제공한다. 상기 스폿 장치는, 핀스폿법에 따르는 스폿 장치일 수가 있다. 이때, 입력된 소정의 정보에 따라서 대응하는 스폿위치패턴을 특정하는 조작은, 미리 기억되어 있고, 제조될 상기 프로브 고정기재에 적용 가능한 복수의 스폿위치패턴중에서 대응하는 스폿위치패턴으로서 선택되는 하나의 스폿위치패턴을 특정하는 수순을 포함할 수 있다. 대안적으로, 입력된 소정의 정보에 따라서 대응하는 스폿위치패턴을 특정하는 조작은, 상기 소정의 정보를 키로서, 암호화 처리를 기준 스폿위치패턴에 적용함으로써 새로이 창출되는 하나의 스폿위치패턴을 대응하는 스폿위치패턴으로서 특정하는 수순을 포함할 수 있다.
상기 소정의 정보는, 제조될 각 프로브 고정기재마다 설정되는 개별적인 정보를 포함하고, 적어도, 제조 로트번호, 시리얼 번호, 제조일시, 제조 장치번호, 제조자, 공장 식별번호, 제조 지역번호, 사용 지역번호, 또는 제품 리비젼번호, 임의의 정보, 또는 이러한 정보의 조합, 또는 이들 정보에 의거한 유추 또는 계산에 의해, 일의적으로 도출되는 정보를 포함할 수 있다.
본 발명은, 본 발명에 의한 검출 장치의 프로브 고정기재상에 스폿되는 각 프로브에 대해, 암호화된 스폿패턴을 해독하는 조작을 규정하는 프로그램의 발명도 제공한다. 즉, 본 발명에 의하면, 표적 물질에 대해서 특이적으로 결합 가능한 복수의 프로브를 고상 기재위의 복수의 스폿개소에 고정함으로써, 형성된 프로브 고정기재의 각각 복수의 프로브의 복수의 스폿개소 중에서 어느 스폿개소이 스폿 되는지를 검출하는 검출장치 이용되는 암호화된 스폿패턴을 해독하는 조작을 규정하는 컴퓨터에 의해 실행가능한 프로그램으로서, 각 복수의 프로브를 스폿하는 스폿개소를 나타내는 1군의 스폿 어드레스로 구성되는 정보는 스폿위치패턴으로서 정의되고; 상기 프로그램은 상기 프로브 고정기재로부터 얻은 검출정보에 의거하여 검출대상이 되는 각 프로브 고정기재마다 소정에 정보에 따라 암호처리가 적용되는 스폿위치 패턴을 해독하는 기능을 가지고, 상기 프로그램은 상기 프로브 고정기재로부터 얻은 검출정보를 입력하는 조작과; 상기 입력된 검출정보로부터 상기 고정기재의 스폿위치패턴을 해독하는 부분정보를 샘플링하는 조작과; 상기 샘플링된 부분정보에 의거하여 프로브 고정기재의 스폿위치패턴을 해독하는 조작과; 상기 해독된 스폿위치패턴을 출력하는 조작을 포함하는 프로그램을 제공한다. 상기 프로브 고정기재에서 상기 고상 기재위의 복수의 프로브의 스폿팅은, 상기 고상 기재에, 또는 상기 고상 기재에 부설되는 하우징에 미리 선택된 스폿위치 패턴이 첨부된 패턴번호를 표기하는 본 발명에 따라서 스포터에 의해 실행되고, 상기 프로브 고정기재의 스폿위치패턴을 해독하는 부분정보는, 상기 표기된 패턴번호를 포함하고, 샘플링된 부분정보에 의거한 프로브 고정기재의 스폿위치패턴을 해독하는 조작은, 상기 표기된 패턴번호에 의거하여 표기된 패턴번호를 첨부한 스폿위치패턴을 해독된 스폿위치패턴으로서 특정하는 수순과 각각의 복수의 스폿위치패턴을 첨부한 패턴번호를 포함할 수 있다. 또, 본 발명에 의한 해독 프로그램에서, 프로브 고정기재에서 상기 고상 기재위의 복수의 프로브의 스포팅은, 상기 고상 기재에, 또는 상기 고상 기재에 부설되는 하우징에 암호화 처리의 암호화를 해제하는 키를 표기하는 수단을 포함한 본 발명에 의한 스포터를 이용하여 실행된다. 상기 프로브 고정기재의 스폿위치패턴을 해독하는 부분 정보는, 상기 고상 기재에 또는 상기 고상 기재에 부설되는 하우징에 표기된 암호화를 해제하는 키이다. 샘플링된 부분정보에 의거한 프로브 고정기재의 스폿위치패턴을 해독하는 조작은, 상기 암호화 처리를 해제하는 키에 의거하여 적용된 암호화 처리를 해제함으로써 상기 프로브 고정기재에 대해서 창출된 스폿위치패턴을 해독된 스폿위치패턴으로서 특정하는 수순을 포함할 수 있다.
또, 본발명은, 프로그램을 컴퓨터가독 표현형식으로 나타낸 컴퓨터가독 기록매체의 형태의 본발명에 의한 프로그램을 제공한다. 즉, 본 발명에 의하면, 컴퓨터가독 표현형식으로 표현된 적어도 하나의 프로그램이 기억된 컴퓨터가독 기록매체를 제공하며, 상기 적어도 하나 이상의 프로그램은 상술된 구조중의 하나를 가진 본 발명에 의한 프로그램이다.
최종적으로, 본발명은, 본발명에 의한 프로브 고정기재과 검출장지를 결합함으로로써 구성된 유전자 진단 시스템을 제공한다. 환언하면, 본 발명에 의한 유전자 진단 시스템은, 프로브 고정 기재상에 표적 물질에 대해서 특이적으로 결합가능한 프로브를 검체(specimen)에 결합할 수 있도록 복수의 프로브를 고상 기재위의 복수의 스폿개소에 고정함으로써 형성된 프로브 고정기재를 사용하고, 다음에 결합된 표적 물질을 검출하는 유전자 진단 시스템이다. 이용되는 상기 프로브 고정기재는, 상기의 구성의 어느 하나를 가지는 본 발명에 의한 프로브 고정기재이며, 상기 결합된 표적 물질의 검출에는 상기의 구성의 어느 하나를 가진 본 발명에 의한 검출장치를 사용한다.
또한, 상기의 본 발명에 이용할 목적으로, 미리 제조한 복수종류의 스폿위치패턴을 기록 매체 상에 기록한 기록재료를 제공한다. 환언하면, 본 발명에 의한 기록매체 중의 하나는, 상술한 본 발명에 의한 스포터를 위한 복수종의 스폿위치패턴을 기록한 기록 매체이다. 상기 스포터의 스폿위치패턴 암호화수단은, 상기 프로브 고정기재에 적용가능한, 복수의 스폿위치패턴을 미리 기억하고, 제조될 각 프로브 고정기재마다 소정의 정보에 의한 복수종류의 스폿위치패턴 중에서 하나를 선택하는 기구를 갖추고, 제조될 각 프로브 고정기재마다 선택되는 스폿위치패턴을 변경하는 기능을 가진다.
또한, 본 발명에 의한 기록매체중의 하나는 본 발명에 의한 분주장치를 위한, 상기 복수종의 스폿 위치패턴을 기록하는 기록 매체이다. 상기 분주장치의 스폿 위치패턴 암호화수단은, 상기 프로브 고정기재에 적용가능한, 복수의 스폿위치패턴을 미리 기억하고, 제조될 각 프로브 고정기재마다 소정의 정보에 의한 복수종류의 스폿위치패턴 중에서 하나를 선택하는 기구를 갖추고, 제조될 각 프로브 고정기재마다 선택되는 스폿위치패턴을 변경하는 기능을 가진다.
또, 본 발명에 의한 기록 매체중의 하나는 본 발명에 의한 검출장치를 위한 복수의 스폿위치패턴을 기록한 기록 매체이다. 상기 검출 장치에서는, 대상으로 하는 상기 프로브 고정기재를 스폿하는 것은 본 발명의 스포터를 이용하여 실행된다. 상기 검출장치는 프로브 고정기재의 고상 기재상에, 또는 상기 고상 기재에 부설된 하우징에 표기된 패턴번호를 판독하는 수단과; 상기 1군의 스폿위치패턴의 각각 미리 첨부된 패턴번호와 대응하는 1군의 스폿위치패턴을 기억하고, 읽어낼 패턴번호에 의거한 상기 프로브 고정기재에 대해서 선택된 스폿위치패턴을 특정하는 수단을 포함한다.
본 발명에 의하면, 프로브 고정기재상에 있어서, 고정되어 있는 복수의 프로브의 스폿 어드레스를 변경하기 위한 스폿패턴의 암호화는 용이하게 실행된다. 따라서, 예를들면, 유전자 진단용 DNA칩 등에 남아 있는 표적 물질의 결합결과 자체가 각 환자의 개별 정보에 상당하고 있고, 이러한 사용 후의 DNA 칩을 제 3자가 관찰하는 경우에도, DNA 칩의 프로브 고정 순서가 암호화되어 있으므로, 그 사용된 DNA 칩으로부터 제 3자가 상기 진단결과를 용이하게 해독할 가능성은 한층더 작아지게 된다.
더욱이, 의료분야에 사용되는 프로브 고정기재의 제조에 사용되는 복수의 프로브 자체에 관해서는, 예를 들면, DNA 칩 위의 각 DNA 프로브에 관해서, 그 검출대상이 되는 표적물질에 관한 정보 등이 개시되어 있다. 그러나, 그 DNA 프로브의 염기 서열의 제공원에 대한 사회적인 배려로부터, 그 염기 서열 자체는 개시되는 정보로부터 제외될 수도 있다. 또한, 진단에 이용된 DNA 프로브의 염기 서열이 해독되는 경우, 비밀 정보 유지상의 문제도 발생한다. 예를 들면, 염기 서열의 사용허가를 받고 있지 않은 제3자에 의한 모방이 이루어진다. 이러한 관점으로부터도, 본 발명의 사용에 의해 제3자가 DNA 칩을 구성하는 DNA 프로브의 염기 서열을 용이하게 해독하는 것을 방지한다. 이것은 복제 목적의 해독을 방지하는데 있어서 상당하게 공헌한다.
본 발명의 기타특징 및 이점은 첨부도면과 함께 주어진 다음의 명세서로부터 자명해지며, 도면 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호는 동일한 부분 또는 마찬가지의 부분을 나타낸다.
명세서 내에서 일체화되고 명세서의 일부분을 구성하고 있는 첨부도면은 명세서와 함께 본발명의 실시예를 설명하고, 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 가진다.
< 바람직한 실시예의 설명>
이하에, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 자세하게 설명한다.
고정기재에 복수의 프로브를 고정하는 기재를 제조할 때, 얻어지는 프로브 고정기재에 고정되는 복수종류의 프로브가 서로 일치하는 경우에도, 본 발명에 의한 스포터는, 각각의 프로브 고정기재에서, 그 제조 로트마다, 제조기재마다, 제조일 마다, 제조월 마다, 제조 장치마다, 제조 공장마다, 제조자(메이커) 마다, 사용 지역마다, 제품 리비젼마다, 또는 임의의 시점에서, 각 프로브가 고정된 스폿위치를 변경함으로써, 각 스폿 어드레스에 스폿되는 프로브 종류에 대해서 암호화를 실현하는 것을 가능하게 한다.
본 발명이 대상으로 하는 프로브 고정기재에서, 복수의 프로브를 스폿하고 고정하는 고상 기재는 제조되는 프로브 고정기재의 적용에 따라 적절히 선택된다. 고상 기재 자체는, 특히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 프로브 고정기재는, 복수의 프로브가 어레이 형상으로 스폿되어 고정화되는 마이크로 어레이형인 경우에는, 이러한 마이크로 어레이형의 프로브를 이용한, 표적 물질 검출에서 사용의 편의성 및 높은 범용성을 고려하면, 평탄한 표면을 나타내는 고상 기재인, 유리 기재 및 플라스틱 기재가 매우 적합하게 이용될 수 있다. 유리 기재 중에서, 기재 재질 자체에, 알칼리 성분 등이 포함되지 않는, 무알칼리 유리기재 및 석영기재가 한층 더 바람직한 기재의 일례이다. 또, 이러한 고상 기재에 관해서는, 그 표면에 각종의 프로브를 스폿하고, 고정화하는 공정에 이용 가능한 고정화 방법은, 이미 여러 가지 보고되어 있다.
기재상에 프로브를 고정하는 방법으로서, 이미 여러 가지의 방법이 프로브의 종류마다 제안되어 그 목적에 따라 이용되고 있다. 예를 들면, 고체상 합성법을 DNA프로브에 적용하여 기재상에 목적의 염기 서열을 가지는 DNA 분자의 합성을 실시함으로써 기재상에 고정된 DNA 프로브를 제조하는 방법, 기재상에 별도로 제조된 DNA를 부여한 다음, 기재의 DNA를 결합시켜 DNA를 고정화하는 방법이 알려져 있다. 별도 제조한 DNA를 기재상에 부여하는 스폿 조작에서는, 핀법 또는 스탬프법, 또는 잉크젯법 등의 방법이 이용되는 것에 유의한다.
기재상에, 어레이형상으로 배치되는 DNA 프로브의 합성하는 방법으로서는, 예를 들면, 미국 특허 제 5,1438,545호 공보에 개시된 바와 같이, 고상 합성 기재상의 선택된 영역으로부터, 액티베이터에 의해 5'말단의 보호기를 제거하고, 제거 가능한 보호기를 가지는 모노머를 상기 선택 영역에 작용시켜, 5'말단과 선택된 영역을 결합시키는 조작을 반복함으로써, 기재 상에 목적으로 하는 염기 서열을 가지는 폴리머(DNA 분자)를 합성하는 방법이 알려져 있다.
본 발명에 의한 스포터는, 통상적으로, 별도 제조된 프로브를 기재 표면에 스폿하여, 상기 프로브를 고정화하는 방법을 채택한다. 그러나, 상술한 고체상 합성법을 적용하여 기재상에 목적의 프로브를 합성하고, 스폿 어드레스(부위)에 프로브를 고정시키는 방법을 채택하여 등가인 스폿상태를 달성하는 장치도 포함한다.
또한, 미리 준비된 프로브를 기재상에 스폿한 후, 기재의 표면에 고정하는 방법으로서는, 예를 들면, 일본국 특허공개평8-23975호 공보에 개시되어 있는 바와같이, 기재 자체를 카르보디이미드기를 가지는 고분자 화합물로 제작하거나, 또는 기재상에 카르보디이미드기를 가지는 고분자 화합물로 구성된 고정용의 재료층을 담지한 다음, 기재의 표면에 존재하는 카르보디이미드기를 가지는 고분자 화합물에, 상기 카르보디이미드기에 대해서 반응성을 가지는 생물학적으로 활성인 물질을 접촉시킴으로써, 상기 카르보디이미드기와의 반응에 의해, 프로브의 공유결합성의 고정을 실시할 방법이 알려져 있다. 또, 일본국 특허공개평8-334509호공보에 개시되어 있는 바와 같이, 생물학적으로 활성인 물질의 검출에서는, 카르보디이미드를 가지는 화합물상에, 상기 카르보디이미드기를 개재하여 공유결합을 형성함으로써 프로브를 고정화하는 검출 방법이 알려져 있다.
더욱이, 일본국 특허공개 제2001-178442호 공보에는, 티올 수식제(thiol modifier)를 이용하여 도입 가능한 말단부에 티올기(-SH)를 가지는 DNA 단편과, 상기 티올기(-SH)와 반응하여 공유결합을 형성할 수 있는 반응성 치환기를 가지는 사슬형 분자가 상기 반응성 치환기가 위치하는 사슬단과는 다른, 다른 말단에서 표면에 고정되어 있는 고상 담체를, 액상에서 서로 접촉시킴으로써, 티올기(-SH)와 상기 반응성 치환기와의 반응에 의해, DNA 단편과 사슬형 분자와 사이에 공유결합을 형성시켜, DNA 단편을 고체상 담지체 표면에 고정할 방법이 개시되어 있다. 또, 일본국 특허 공개 제2001-178442호 공보에는, 티올기(-SH)와 반응하여, 공유 결합을 형성할 수 있는 반응성 치환기의 일례로서, 말레이미딜기, α,β-불포화 카르보닐기(>C=C=O), α-할로카르보닐기(-COX), 할로겐화 알킬기(-CnH2n)-X), 아지리딘-2―일 및 디설파이드기(-S-S-)로 이루어진 군으로부터 선택되는 반응성 관능기를 포함한 치환기가 이용 가능하다고 개시되어 있다.
기재상에 스폿한, 각종 프로브를 고정화하는 방법에 관해서는, 위에서 설명한 바와 같이, DNA 단편에 대한 고정화 방법만으로도, 많은 수법이 알려져 있다. 본 발명에서는, 스폿되는 프로브 종류나 그 고정화의 방법 및 메카니즘에 관해서는, 특히 한정되는 것은 아닌것에 유의한다.
또, 프로브를 기재상에 스폿하는 방법으로서는, 프로브를 수성 매체에 용해 또는 분산한 수성액을 기재 표면에 부여하는 방법, 예를 들면, 일본국 특허공개 평11-187900호 공보에 개시된 잉크젯법 또는, 핀법 또는 핀&링법 등에 의해, 염기성 기를 가지는 기재 표면에 스폿하는 방법이 있다.
프로브의 수성액을 이용한 스포팅 방법에 관해서는, 상술한 각종의 스포팅 방법중에서도, 특히, 잉크젯법은 고밀도로 정확한 위치에 스포팅이 가능하기 때문에, 본 발명에 대해서, 매우 적합하게 이용되는 스포팅 방법이다. 게다가 스폿되는 기재 표면이, 전극 등인 경우에, 핀에 의한 접촉을 포함하는 핀법과 비교하여, 비접촉 방식으로 스폿이 행해지는 잉크젯법을 이용하면, 전극 등의 표면에 기계적 접촉에 기인하는 상처가 나는 일도 없다고 하는 이점도 있다. 잉크젯법에 의한 스포팅에서는, 매우 미세한 노즐안에 프로브를 포함한 액을 넣어 이 노즐의 부근을 순간적으로 가압 또는 가열하여, 노즐의 첨단으로부터, 극미 용량의 프로브를 포함한 액적을 분출하게 하여 공간에 비산시켜서, 기재면에 부착시키는 수순이 이용된다. 그 경우에, 노즐로부터 토출되는 액적량은, 극미량이지만, 그 양은 높은 재현성을 나타낸다고 하는 이점이 있다. 방출되는 액적량을 정확하게 극미량으로 제어하는 잉크젯법에 의한 스포팅 방법에서는, 프로브를 포함한 액을 구성하는 매체 성분은 액적을 잉크젯 헤드로부터 방출시킬 때, 매체 성분은 프로브에 대해서 실질적으로 영향을 주지 않고, 잉크젯 헤드를 이용하여 정상적으로 방출 가능한 매체 조성을 만족시키는 한, 특히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 이용되는 잉크젯 헤드가, 매체에 열에너지를 부여하여 상기 매체를 방출시키는 기구를 갖춘 버블제트 헤드인 경우에, 글리세롤, 티오디글리콜, 이소프로필 알코올 또는 아세틸렌알콜을 함유한 수성 매체는, 프로브를 포함한 액에 포함되는 매체 성분으로서 바람직하다. 예를 들면, 프로브가 DNA 단편인 경우, 글리세롤 5 내지 10wt%, 티오디글리콜 5 내지 1Owt%, 아세틸렌알콜 O.5 내지 1wt%를 함유한 수성 매체가 매우 적합하게 이용된다. 또한, 이용되는 잉크젯 헤드가, 압전소자를 이용하여 액체를 토출시키는 피에조 제트헤드인 경우, 에틸렌글리콜 또는 이소프로필 알코올을 함유한 수성 매체는, 프로브를 포함한 액에 포함되는 매체 성분으로서 바람직하다. 예를 들면, 프로브가 DNA 단편인 경우, 에틸렌글리콜 5 내지 10wt%, 이소프로필 알코올 0.5 내지 2wt%를 함유한 수성 매체가 매우 적합하게 이용된다.
상기 매체 성분을 가지는 수성 매체를 이용하여 조제되는, 프로브를 포함한 액을 잉크젯 헤드로부터 방출시켜, 기재상에 부착시킬 경우, 액적 스폿의 형상은 원형이 되고, 또한, 부착된 액적의 스폿 범위는 수성 매체의 다음 유출량을 확장하지 않는다. 프로브를 포함한 액적을 밀도 있게, 스포팅했을 경우에도, 인접하는 스폿간에 서로 수성 매체가 스며 나와서, 스폿이 연결되는 현상을 유효하게 제어할 수 있다. 게다가 잉크젯법을 이용하는 경우에는, 어느 프로브를 어느 위치에 스폿하는가를 결정하는 스폿 어드레스의 제어는 프로그램으로 용이하게 변경 가능하다. 따라서, 각 프로브의 스폿 어드레스를 변경하는 것이 필요한 본 발명에서는 매우 적합한 스폿법이다. 본 발명에서, 스폿될 프로브를 포함한 액의 조제에 이용하는 수성 매체의 성분은, 상기 예제와 같이 설명된 성분에 한정되는 것은 아니다.
프로브 고정기재는 기재상에 고정된 복수의 프로브를 이용하여, 동시에, 시료중에 포함되는 복수의 표적 물질의 검출 또는 양의 결정을 실시할 수가 있다. 이 이점 때문에, 예를 들면, DNA 칩은, 복수종류의 유전자 발현이나 1 염기다형의 해석 등에 적합하고 적어도 2개의 큰 이용 분야가 있다. 즉 이러한 유전자 해석을 이용하는 연구 분야에서의 용도와 유전자 진단을 실시하는 의료 분야에 있어서의 용도가 있다. 유전자 진단의 용도에 DNA 칩을 사용하는 경우에, 각 환자의 진단에 이용한 DNA 칩은, 그 유전자 진단 결과를 나타내고 있다. DNA 칩상에 고정되는 프로브의 부분이 존재하고 이 DNA 칩을 사용한 환자의 이름이 판명되면, 해당 환자의 개인정보인 진단 결과를, 제3자라도 해석하는 것이 가능하다. 그 경우에, 고정된 복수종류의 프로브가 같은 DNA 칩인 경우에, 각 프로브의 스폿 위치(패턴)가 변경되고 제3자가 용이하게 DNA 칩상에 고정된 프로브가 존재하는 부위를 특정하는 것을 방지하는 처리를 실시함으로써, 사용된 DNA 칩을 제3자가 입수하는 경우에도, 각 환자의 진단 결과가 무단으로 해석되는 가능성이 크게 감소할 수 있다.
본 발명에 의한 스포터 장치에 이용되는, 각 프로브의 스폿 위치(패턴)를 변경하는 방법의 일례로서는, 각 프로브 고정기재에 대해, 예를 들면, 도 1에 도시된 프로세스에 따라, 상기 스포터의 제품 정보(프로브 정보)(201)에 따라서, 미리 제작되는 복수종류의 스폿패턴(203)을 제조하고, 제조번호(시리얼 번호)(202)에 의거하여, 미리 제작되는 복수종류의 스폿패턴(스폿패턴집합)(203)으로부터, 한 종류의 스폿패턴의 선택(204)을 실행하는 방법이 있다. 각 프로브 고정기재는, 각각 선택된 한 종류의 스폿패턴(204)에 따라, 스포터에 의한 각 스폿 어드레스상에 스폿되는 프로브의 배치를 제어하는, 스포터 제어 커멘드(205)를 필요에 따라 작성하고, 스포터의 동작(206)을 변경한다. 예를 들면, 상기 프로브 고정기재는, 16종류의 프로브를 매트릭스형상으로 배치되는 16스폿 어드레스에 스폿하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 미리 다수의 스폿패턴을 작성한 집합, 예를 들면, 10종류의 스폿패턴의 집합을 스폿패턴집합(203)으로서 선택한다. (101)은 스폿된 각각의 프로브를 나타내는 것에 유의한다. 각 프로브 고정기재에 대해서, 제조번호(시리얼 번호)(202)를 자연수로 변경한 후, 마지막 1자리수의 숫자가 1의 경우에는 패턴번호 1의 패턴을 변경하고, 마지막 1자리수의 숫자가 2의 경우에는, 패턴번호 2의 패턴을 변경한다. 이 방식으로 스폿패턴을 제조번호(시리얼 번호)에 따라 변경한다.
도 2에 도시된 각 스폿 패턴에서, 각 스폿 어드레스에 나타내는 숫자는 16종의 프로브의 종류를 나타내는 번호(이하, 프로브 번호라고 칭한다)를 나타내는 것에 유의한다. 어느 스폿 패턴에서도, 각 프로브 번호로 가리키는 프로브는 같은 프로브종을 나타낸다. 그 경우에, 이들 1군의 프로브 고정기재에 공통되고 있는 각 프로브 번호가 어떠한 프로브 종류인가에 관한 정보는, 제품 정보(프로브 정보)에 상당한다. 또한, 16의 스폿 어드레스에, 16종의 프로브를 배치하는 방식(스폿패턴)의 총수는, 16! 방법이다. 패턴번호 1 내지10으로서 10의 스폿패턴을 순서를 붙여 선택하는 방식의 총수는, (16! )· (16! -1)··· (16! -9)· (16! -10) 대로와 방대한 수에 달한다. 환언하면, 도 2에 표시된 패턴번호 1 내지 10의 스폿패턴의 집합의 선택 자체가 이미 같은 선택을 실시할 수 있는 개연성이 지극히 낮은, 암호화가 이루어진 상태가 되고 있다. 따라서, 각 프로브 고정기재에 관해서, 그 제조번호(시리얼 번호)(202)의 마지막 1 자리수의 숫자와 같은 패턴번호를 선택하는 간편한 선택 기준인 경우에도, 고도로 암호화가 이루어진 상태가 되고 있다.
또, 그 제조번호(시리얼 번호)에 의거하여, 스폿패턴의 집합으로부터 하나의 패턴번호를 선택하는 조작에서는, 보다 복잡화한 선택 조작으로 하면, 한층 더 고도로 암호화된 상태가 달성된다. 예를 들면, 스폿패턴의 집합을 구성하는 패턴종류를 n개로 변경하여, 상기 1O진법에서의 자연수로 표기한 제조번호(시리얼 번호)를, n진법에서의 표기로 변환한 다음, 그 마지막 1 자리수의 숫자와 같은, 패턴번호를 선택하는 선택 기준을 채택함으로써, 1O진법으로부터 n진법으로의 변환 조작이 포함되는 것이 제3자에게 추측할 수 없기 때문에, 한층 더 고도로 암호화된 상태가 된다. 또는, 10진법에 있어서의 자연수 표기한 제조번호(시리얼 번호)의 수치에 어떠한 연산 처리를 가하는, 예를 들면, 각 자리수의 숫자를 더하여 얻을 수 있는 값이, n진법으로 표기하여 그 마지막 1자리수의 숫자와 같은 패턴번호를 선택하는 선택 기준을 채택하면, 복수단의 수치 처리 조작이 포함되는 것을 제 3자가 추측할 수 없기 때문에, 한층 더 고도로 암호화된 상태가 된다.
상술의 설명에서는, 설명의 간략화를 목적으로, 프로브 종류수와 스폿수(스폿 어드레스수)가 동일한 사례를 이용하였다. 그러나, 실제로는, 암호화를 위해서 제조한 스폿패턴의 프로브 종류의 수와 실제의 제품에 필요한 프로브의 수가 일치할 필요는 없다. 또, 실제의 제품에 필요한 프로브수에 대응하는 스폿 패턴을 제조하는 것은 시간이 들고, 스폿패턴의 관리도 복잡하게 될 수도 있다. 예를 들면, 프로브 종류의 수가 스폿의 수(스폿 어드레스의 수)보다 적은 경우에는, 실제로 스폿하는 프로브 종류를 각 스폿패턴에 대해, 각 프로브 번호를 할당할 수 있는 스폿 어드레스에 스폿하여, 초과된 스폿 어드레스는 빈 상태가 된다. 예를 들면, 도 2에 도시된 예에서는, 16종류의 프로브용의 스폿패턴을 나타낸다. 실제로 사용되는 프로브종이 10종류인 경우, 프로브 번호 1 내지 10 용의 스폿 어드레스에 스폿하여, 프로브 번호 11 내지 16용의 스폿 어드레스에는 아무것도 스폿하지 않는 방법이 있다. 그 경우에, 실제로 사용되는 프로브 종류에 대한 프로브 번호의 할당에 관하여, 더욱 할당을 암호화하거나 다른 패턴으로부터 선택하는 일도 가능하다.
아무것도 스폿하지 않는, 빈 상태의 어드레스를 마련하는 대신에, 복수의 더미의 프로브나 같은 프로브를 스폿 하는 경우도 가능하다. 상기 예를 이용하여, 구체적으로 설명하면, 프로브 번호 11 내지 16용의 스폿 어드레스에, 더미의 프로브로서 제품의 검출 대상과는 직접 관련되지 않은 프로브나, 프로브 번호 1, 2 등, 다른 위치(어드레스)에 이미 스폿되고 있는 프로브를 중복시켜 스폿하는 방법이다. 이 경우에는, 프로브의 선택을 단순하게 암호화했을 경우보다 제 3자가 진단결과를 해석하는 것이 한층 더 곤란해진다.
또한, 도 2의 예에서는, 각 프로브를 스폿하는 스폿 어드레스는, 정사각형상에 배치한 매트릭스 형상이다. 그러나, 이 매트릭스 형상으로 한정될 것은 없고, 세로의 스폿수와 가로의 스폿수가 다른 직사각형상이나, 다각형상, 또, 스폿의 밀도를 높이는 목적으로 벌집형상으로 스폿를 배치하여도 되고, 매트릭스 형상은 특히 한정되는 것은 아니다.
또, 프로브 종류의 수 n이, 스폿 어드레스수 m보다 많은 경우, 하나의 스폿 어드레스에 대해서 2종의 프로브를 혼합하여 스폿하여도 된다.
한편, 상술한 바와 같이, 각 프로브 고정기재에 특징적인 소정의 정보에 의거하여, 스폿패턴을 선택할 때, 이용되는 소정의 정보는, 제조번호(시리얼 번호) 외에, 예를 들면, 제조 일시를 시리얼인 수치로 변환함으로써, 각 프로브 고정기재 간에 변경되는 소정의 정보로서 이용하는 방법이어도 된다. 물론, 각 프로브 고정기재마다 부여되는 랜덤인 값이어도 되고, 제조로트번호, 제조장치번호, 제조지역번호, 사용지역번호, 제품 리비젼 번호 등을 포함하는 수치에서도 좋다. 본 발명에서는, 각 프로브 고정기재에 특징적인 소정의 정보에 의거하여, 스폿패턴을 선택하는 조작은, 상술하는 예시로 한정되는 것은 아니다.
또한, 스폿패턴의 집합은, 상시 스포터에 내장해 둘 필요는 없다. 예를 들면, 스포터에는, 스폿패턴의 집합을 입력할 수 있는 장치를 구비하여 스폿패턴의 집합을 적시에 입력할 수도 좋다. 보다 구체적으로는, 스포터에 플로피디스크 독해 장치를 갖추어 플로피디스크에 미리 기록한 스폿패턴의 집합을 상기 독해장치로부터 스포터에 입력하는 방법에서도 가능하다.
한편, 본 발명에 의한 스포터를 이용하여 스폿이 형성된 각 프로브 고정기재를 이용하여 각 프로브에 특이적으로 결합한 표적 물질의 유무를 판단하는 경우, 프로브 고정기재를 이용하는 사람은 프로브 고정기재에서는 각 스폿 어드레스상에 어느 프로브 번호의 프로브가 배치되고 있는가를 검출할 때에 간편하게 인식할 수 있는 것이 바람직하다. 이 점을 고려하면, 개개의 프로브 고정기재에 대해, 그 마이크로 어레이내의 프로브 고정 부위 이외의 영역이나, 프로브 고정기재용의 하우징 등에, 어느 스폿패턴을 사용했는가 하는 정보를 기술해 두는 것이 바람직하다. 이 사용한 스폿패턴에 관한 정보 등을 기술하는 방법은 이차원 코드, 바코드, 카르라코드 등이 생각된다. 그러나, 이러한 코드 표기법으로 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 각 프로브 고정기재의 결과의 검출에서 형광 스캐너로 관측하는 수단을 이용하는 경우에는, 형광 물질을 이용하여, 이차원 코드를 마이크로 어레이내의 프로브가 고정되어 있지 않은 영역에 묘화하여, 형광 스캐너에 의해 이 이차원 코드에 의한 형광을 검출하는 방식이라면, 새로운 검출 디바이스를 필요로 하지 않는다.
이 명세서에서 말하는 하우징은, 협의의 하우징, 예를 들면, 프로브 고정기재를 오염물질이나 물리적 충격 등에서 보호하기 위한 보호재나 구조 지지체 뿐만 아니라 제품으로서의 패키지나 패킹재료, 취급 설명서등의 문서류, 그 외의 정보 기록 매체 등의 프로브 고정기재과 일체적으로 제공 가능한 부속물을 의미하는 광의의 하우징도 포함한다.
또, 각 프로브 고정기재에 특징적인 소정의 정보에 의거하여, 스폿패턴을 선택할 때, 미리 결정할 수 있던 스폿패턴으로 구성되는 스폿패턴의 집합으로부터 선택하는 수법으로 대신에, 필요시마다, 소정의 정보에 의거하여, 스폿패턴을 만들어 내는 방법을을 채택하여도 된다. 예를 들면, 16부분의 스폿 어드레스에, 16종류의 프로브를 스폿하는 경우에, 도 3에 도시된 배열패턴 생성의 알고리즘에 따라, 소정의 정보, 예를 들면, 제조번호(시리얼 번호)에 의거하여, 프로브 번호를 재배열하여 바꾼 난수열 A(1), A(2),···A( 16)를 만들어서, 도 4에 도시된 바와같이, 16부분의 스폿 어드레스의 매트릭스 배열에, 이 난수열에 따라, 프로브 번호를 적용시킴으로써 하나의 스폿패턴을 작성할 수도 있다. 환언하면, 도 3에 나타낸 알고리즘에서는, 의사 난수열의 생성 스텝에서, 소정의 정보, 예를 들면, 제조번호(시리얼 번호)에 의거하여, 일의적으로 선택되는 씨드(seed)의 값을 채택하여, 일련의 의사 난수열이 생성되고 있다. 각 프로브 고정기재마다, 그 소정의 정보, 예를 들면, 제조번호(시리얼 번호)에 의거하여, 일의적으로 선택되는 씨드의 값으로서, 예를 들면, 상기 10 진법에 있어서의 자연수 표기한 제조번호(시리얼 번호) 마지막 1자리수의 숫자와 같은 값을 선택하면, 각각 다른 10종의 스폿패턴이 생성된다.
본 발명에서, 난수열이란, 수열 x1, x2, x3, ···의 줄이 외관적으로는 불규칙하고, 임의의 Xk가 C보다 작게될 가능성은 C 에만 의존하여, Xk-1에는 의존하지 않는 수열을 의미한다. 특히, 수열 x1, x2, x3, ···이 자연수로 구성되는 것을 본 발명에서는 통상 이용한다.
난수에는 편향이 없는 소위 주사위의 눈과 같이, 어느 범위의 자연수치가 등 확률로 나타나는 일양 분포의 난수와 숫자 출현 확률은 등 확률은 아니고, 카이 자승분포, 감마 분포, 삼각 분포, 정규 분포, 누승 분포, 로지스틱 분포, 프와송 분포 등의 부등확률로 출현하는 여러 가지의 확률 분포를 가진 난수가 포함된다. 본 발명에서는, 이용되는 난수의 종류는 한정되는 것은 아니다. 그러나, 통상, 일양 분포의 난수를 이용하는 것이 바람직하다.
컴퓨터 등으로 난수열을 이용하는 경우, 일반적으로, 소정의 알고리즘에 의거하여 생성되는 의사 난수가 이용된다. 또, 컴퓨터등으로 이용가능한, 일양 분포의 의사난수 생성의 알고리즘에는, 선형합동법(103),크누스(Knuth)의 난수생성법, M계열 난수,위크만-힐(Wichmann-Hil1)의 난수생성법 등, 수 많은 방법이 알려져 있다. 본 발명에서는, 일양 분포의 의사 난수를 이용할 경우, 적용되는 일양 분포의 의사 난수 생성의 알고리즘은, 특히 한정되지 않는 것에 유의한다.
종래부터 알려져 있는, 많은 의사난수 생성알고리즘에서, 씨드로 불리는 의사 난수열을 생성하기 위한 기초가 되는 숫자가 주어지면, 그 씨드에 따라, 다른 의사 난수열이 생성된다. 이 알고리즘에서는, 각 씨드의 값에 대해서, 각각 하나의 의사 난수열이 생성되므로, 이용한 각 씨드의 값이 알려져 있으면, 다시, 같은 의사 난수열을 생성하는 것이 가능한 것에 유의한다. 이 특성을 이용하여, 처음의 스폿 공정에서의 스폿패턴의 생성시에 이용된 의사난수 생성 알고리즘의 종류와 그 씨드의 값을 검출시에 특정할 수 있도록 한 경우에는, 검출용 프로브에 대한 프로브 고정기재에서 선택된 스폿패턴을 다시 생성할 수가 있다. 환언하면, 검출시에, 그 프로브 고정기재에서의 각 프로브는, 어떠한 종류의 스폿패턴으로 스폿된 것인지를 판정할 수가 있다.
처음의 스폿공정에서의 스폿패턴의 생성시에 이용하는, 의사난수 생성알고리즘의 종류는 미리 선택할 수 있다. 한편, 예를 들면, 해당 프로브 고정기재의 제조번호나 제조일시를, 시리얼인 자연수의 값으로 변환하여, 이 값을 씨드의 값으로서 이용한다. 또는, 제조번호나 제조 일시를 대신하여, 제조로트번호, 제조장치 번호 등을 이용하여도 된다. 또, 해당 프로브 고정기재에 고유한 값이 되는 한, 랜덤으로 설정되는 값으로도 될 수 있다. 검출할 때, 해당 프로브 고정기재에 의해 이용된 씨드의 값을 이용하여 그 스폿패턴을 판별하는 것을 고려하면, 예를 들면, 해당 프로브 고정기재가 마이크로 어레이인 경우, 그 마이크로 어레이내의 프로브 고정 위치 이외의 영역이나, 프로브 고정기재에 부설되는 하우징 등에, 암호 해독 키로서 이용된 씨드의 값을 기입하는 것이 바람직하다는 것에 유의한다. 예를 들면, 프로브 고정기재를 이용함으로써 얻은 프로브 결과를 형광 스캐너로 관측하는 검출방식을 채택하고 있는 경우에는, 형광 물질을 이용하여, 예를 들면, 씨드의 값을 포함한 정보를 이차원 코드로 변환하여, 마이크로 어레이내의 프로브가 고정되어 있지 않은 위치에 묘화하고, 이 형광을 형광 스캐너로 검출한다. 따라서, 프로브 결과에 부가하여, 이차원 코드의 정보도 읽어낼 수도 있다. 형광 물질을 이용하여 이 씨드의 값을 포함한 정보를 표기하는 형태는, 새로운 검출 디바이스를 필요로 하지 않기 때문에, 바람직한 방법의 하나이다.
본 발명에 의한 스포터에 이용되는 스폿패턴을 생성하는 알고리즘 및 의사 난수 생성의 알고리즘은, 상술하는 예제로 한정되는 것은 아니다. 또, 암호 해독 키의 표기 방법으로서는, 이차원 코드, 바코드, 카를라코드 등이 기재되어있다. 그러나, 이러한 방법으로 한정되는 것은 아니다.
게다가, 이 스폿패턴을 변경하는 기능은 복수의 프로브를 가지는 기재의 제조 장치에 내장할 필요는 없다. 예를 들면, 미리 컴퓨터상에서 몇개의 스폿패턴을 생성하고, 그 스폿패턴을 제조 장치의 동작 기술 데이터로 변환하여, 그 데이터를 실질적으로 스폿패턴을 변경하는 어떤 시점에 대체하는 방법도 가능하다.
상술한 바와같이, 본 발명에 의한 스포터에서는, 프로브 고정기재상의 스폿 하는 위치를 변경할 때, 그 위치가 용이하게 변경 가능한 이점을 가지는 잉크젯 방식을 채택하는 것이 바람직하다. 또, 스포팅에 핀법을 채택하는 경우, 일반적으로는, 각 프로브를 포함한 액을 웰 플레이트에 분주하고 이 각각의 웰에 분주된 액을, 각 핀의 첨단에서 샘플링하여, 대응하는 위치에 스폿한다. 잉크젯 방식과 비교하여, 이 핀법의 경우, 프로브를 스폿할 수 있는 위치나 프로브를 스폿하는 차례는, 이용될 핀의 배치에 의해 제한된다. 따라서, 웰 플레이트에 프로브를 분주할 경우에, 각 웰에 분주되는 프로브의 종류, 즉, 분주패턴을 변경하여, 각 스폿 어드레스에 스폿되는 프로브의 종류를 변경함으로써, 실질적으로 스폿패턴을 변경하는 방법을 채택하여도 된다.
또, 웰 플레이트의 이용은, 핀법으로 한정되지 않는다. 잉크젯법에서, 예를 들면, 프로브를 포함한 복수의 매체를 동시에 스포팅 가능한 잉크젯용 헤드에, 복수종류의 프로브를 포함한 매체를 주입하는 경우에는, 이들 프로브를 포함한 매체를 미리 웰 플레이트에 분주하고 이 웰 플레이트로부터 잉크젯용 헤드에 공급하는 수순을 채택하는 것이 가능하다. 그 경우에, 잉크젯 헤드를 구동시키는 장치 및 프로그램을 고정하고, 프로브를 이 웰 플레이트에의 분주할 때에, 분주패턴을 변경하여 스폿패턴을 변경하는 방법도 있다.
본 발명에 의한 상술된 스포터를 이용함으로써 제조되는 프로브 고정기재에서의, 표적 물질에 대한 검출 결과는, 예를 들면, DNA 칩에서는, 표지화된 표적 물질과 교잡 반응 후, 적용된 표지를 이용하여, 검출할 수가 있다. 그 경우에, 표적 물질이 어떻게 표지화 되는가에 의존하여, 이용되는 검출유닛이 다르다. 예를 들면, 표지가 로다민 등의 형광 물질을 이용하는 형광 표지인 경우에는, 해당 형광 표지의 관측 가능한 형광 스캐너나 형광 현미경 등이 있다. 표적 물질의 표지화 방법이나, 그에 대응하는 검출 방법은, 예제와 같이 기재된 형광 표지로 한정되지 않는 것에 유의한다.
한편, 검출에서는, 어떤 표적 물질과 프로브의 특이적인 결합을 달성되고 있는 스폿 어드레스가 찾아진다, 그러나, 그 스폿 어드레스에 배치되는 프로브의 종류를 인식할 수 없으면, 검출 결과의 해석에 의해 어느 프로브와 표적 물질과의 결합 반응이 발생하는지 찾아낼 수 없게 된다. 따라서, 검출과 동시에, 이용한 프로브 고정기재에 대해, 각 스폿 어드레스에 배치되는 프로브 종류, 즉, 스폿패턴을 특정하여, 어느 프로브가 표적 물질과 반응했는지 해석하는 것이 필요하게 된다.
예를 들면, 프로브 고정기재상에, 스폿패턴번호 또는 스폿패턴의 생성에 이용한 의사난수의 씨드, 해독 키등의 정보가 표기되고 있는 경우, 이러한 정보를 동시에 검출하고, 그 정보에 대응하는 스폿패턴을 해독하는 것이 가능하다. 한편, 프로브 고정기재 보다는, 프로브 고정기재에 부설되는 하우징 또는 본 명세서에서 하우징의 개념에 포함되는 프로브 고정기재를 수납하는 패키지 등에, 스폿패턴번호 및 해독키 등의 정보가 표기되고 동시에 그 정보를 검출할 수 없는 경우에는, 별도로 그 정보를 읽어내어, 해독 장치에 그 정보를 입력할 필요가 있다.
별도로 스폿패턴번호 및 해독 키등 의 정보를 입력하는 방법으로서는, 해독 장치에 부속된 키보드의 의한 입력을 이용하는 방법과 바코드, 이차원 코드, 카를라코드 등 코드리더를 따로 제조하여 코드를 읽어내어 입력할 방법이 가능하다. 그러나, 상기 정보를 입력하는 방법은 이러한 예시 수단으로 한정되는 것은 아니다. 해독처리는, 검출조작을 끝낸 후에, 독립적으로 실시하는 것이 가능한 것에 유의한다. 따라서, 해독장치는 검출장치와 별도로 구비하여도 되고 또는 장치에 내장하여도 된다.
폿패턴번호, 의사난수의 씨드, 해독 키 등의 정보를 프로브 고정기재상에 표기하고, 프로브에 결합된 표적 물질의 검출과 동시에, 동일한 검출 유닛을 이용하여, 그 정보를 판독하는 경우에는, 그 정보를 읽어서 해독하는 기구를 검출장치에 내장함으로써, 검출 조작과 동시에 해독도 실시할 수가 있다.
표적 물질에 대한 표지화에 형광 물질을 이용하여, 형광을 검출하는 경우에는, 스폿패턴번호, 의사난수의 씨드 및 해독 키등의 상술한 정보를 프로브가 고정되어 있지 않은 영역에, 형광 물질을 이용하여 표기하면, 새로운 검출장치를 필요로 하지 않는다. 따라서, 이 방법이 바람직하다.
본 발명에 의한 검출 장치의 장치 구성의 일례로서는, 표적 물질에 대한 표지화에 형광 물질을 이용하고, 또, 스폿패턴번호의 정보도, 형광 물질을 이용하여 프로브 고정기재상에 기입하는 프로브 고정기재에 적용할 수 있는 장치 구성의 일예를 도 5에 나타낼 수 있다. 프로브 고정기재가 DNA칩의 형태를 취하는 경우에는, 시료에 교잡 반응을 실시한 후, 미리 표적 물질에 형광 물질을 표지로서 첨부하고 교잡 반응의 결과로서 프로브와 특이적인 복합체(hybrid)를 형성한 표적 물질의 유무 및 표적물질의 양을 형광 관측용의 검출 장치(302)에 의해 관측한다. 이 교잡의 결과의 검출조작(301)과 동시에, 프로브 고정기재상에 형광 물질로 표기되는 스폿패턴번호의 부분도 검출장치(302)에 의해 관측한다. 그 결과, 교잡의 결과의 검출 조작(301)에서는, 형광 표지의 존재가 관측되는 스폿 어드레스 또는 그 양의 측정 결과가 교잡의 결과(307)로서 일단 얻을 수 있다. 프로브 고정기재상에 형광 물질로 표기되는 스폿패턴번호의 부분의 관측에 의해, 코드화 되는 정보로서 스폿패턴번호의 검출(303)이 판독되어 스폿패턴번호(304)로서 입력된다.
미리, 스폿조작에 이용된 각 스폿패턴번호에 대응하는 스폿 어드레스의 프로브의 배치를 나타내는 스폿패턴 집합으로부터 독해되어 입력된 스폿패턴번호(304)에 할당할 수 있는 스폿패턴을 선택하여, 그 스폿 어드레스를 특정하는 해석조작(306)을 실시한다. 해석된 각 프로브 번호의 프로브가 스폿되는 스폿 어드레스(308)와 각 스폿 어드레스로 검출된 교잡 결과(307)와 각 프로브 번호의 프로브가 어떤 표적 물질과 특이적인 결합을 하는지를 나타내는 제품 정보(프로브 정보)(311)로부터 측정용으로 제공되는 시료중에 어느 표적 물질이 포함되어 있었는지에 관한 정보 또는 시료중에 표적 물질의 함유량에 관한 정보를 추출하는 진단의 조작(309)이 실행된다. 이 추출되는 진단 정보는 직접 출력할 수도 있고 또는 이 진단 정보에 대응하는 해석을 부가하여 진단 결과(310)로서 출력할 수도 있다.
스폿패턴집합(305)은, 미리 검출장치에 내장할 필요가 없는 것에 유의한다. 예를 들면, 검출 장치에 스폿패턴집합을 입력할 수 있는 장치를 구비하여 스폿패턴집합을 적시에 입력하는 것도 가능하다. 보다 구체적으로는, 검출 장치에 플로피디스크 독해장치를 구비하고 플로피디스크에 미리 기록한 스폿패턴집합을 상기 독해장치로부터 스포터에 입력하는 것도 가능하다.
또, 상술한 스폿패턴집합에 따라서 선택하는 방법 대신에, 그때마다 소정의 정보에 의거하여 스폿패턴을 만들어내는 방식을 채택한 경우, 해독장치에서 사용되는 의사난수 생성 알고리즘의 종류 또는 그 씨드(종)의 값을 입력 혹은 자동으로 검출하여, 상술한 스폿패턴제작 방법에 따라, 동일한 스폿패턴을 제조한다. 상술한 바와 같이, 의사난수 생성 알고리즘과 씨드의 값이 결정되면, 스포터에 의해 제조한 스폿패턴과 동일한 패턴이 제조 가능하다. 따라서, 이 방법을 이용하여, 검출장치에 의해 검출된 교잡 결과와, 각 프로브 번호의 프로브가 어떤 표적 물질과 특이적인 결합을 하는지를 나타내는 제품정보(프로브 정보)로부터, 측정에 제공된 시료중에 어느 표적 물질이 포함되어 있었는지 또는 시료중에 표적 물질의 함유량에 관한 정보를 추출하는 진단의 조작이 실행된다. 이 추출되는 진단정보는, 직접 출력할 수도 있고 또는 이 진단 정보에 대응하는 해석을 부가하여 진단 결과로서 출력할 수도 있다. 이 해독장치는 검출장치 등에 포함되어 있어도 되는 것에 유의한다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고. 다양한 변경 및 수정이 본 발명의 정신과 범위내에서 가능하다. 따라서, 다음의 청구항은 본 발명의 범위를 공중에 알리기 위하여 작성된다.
본 발명에 의하면, 프로브 고정기재상에 고정된 복수의 프로브에 관해서, 그의 스폿 어드레스를 변경하기 위한 스폿패턴의 암호화가 용이하게 실행된다. 따라서, 예를 들면, 유전자 진단용 DNA칩 등과 같이 사용 후의 DNA칩 상에 잔류하고 있는 표적 물질의 결합결과 자체가 각 환자의 개별 정보에 상당하고 있고, 제3자가 이러한 사용 후의 DNA 칩을 관찰하는 경우에도, 그 DNA칩의 프로브 고정 순서가 암호화되어 있으므로, 그 사용된 DNA칩으로부터 그 진단결과를 제 3자가 용이하게 해독할 가능성은 한층더 작아지게 된다.

Claims (36)

  1. 표적 물질에 대해서 특이적으로 결합 가능한 복수의 프로브를 고상(固相) 기재 위의 복수의 스폿 개소에 고정함으로써 형성되는 프로브 고정기재의 제조에 이용되고 스폿개소에 프로브를 스폿하는 프로브 부여장치에 있어서,
    상기 복수의 프로브의 각각에, 상기 복수의 스폿개소 중의 어느 하나를 할당하는 1군의 스폿 어드레스로 이루어진 스폿위치 패턴;
    상기 스폿위치패턴을, 제조하는 프로브 고정기재마다 소정의 정보에 따라서 암호화하기 위한 컴퓨터 판독가능 프로그램기록매체;
    상기 프로그램에 따라서 해당 스폿위치패턴을 암호화하는 컴퓨터; 및
    상기 암호화된 스폿위치패턴에 해당 프로브를 고상 기재 위에 스폿하는 스폿터를 구비한 것을 특징으로 하는 프로브 부여장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프로그램은,
    미리 기억된 해당 프로브 고정기재에 적용가능한 복수의 스폿위치패턴으로부터, 제조하는 프로브 고정기재마다 해당 소정의 정보에 따라서 상기 복수의 스폿위치패턴 중의 1개를 선택하는 알고리즘으로서, 해당 선택된 스폿위치패턴을, 제조하는 프로브 고정기재마다 변경하는 알고리즘을 지니는 것을 특징으로 하는 프로브 부여장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 프로그램은,
    제조하는 프로브 고정기재마다 해당 소정의 정보를 키로 해서, 기준 스폿위치패턴을 암호화 처리함으로써, 새로운 스폿위치패턴을 창출하는 알고리즘으로서, 해당 창출되는 스폿 위치 패턴을, 제조하는 프로브 고정기재마다 변경하는 알고리즘을 지닌 것을 특징으로 하는 프로브 부여장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 소정의 정보는, 제조될 프로브 고정기재마다 설정되는 개별적인 정보이며, 제조된 프로브 고정기재의 식별에 이용되는, 제조 로트번호, 제조번호(제조시리얼 번호), 제조 일시, 제조 장치번호, 제조자(메이커), 공장 식별번호, 제조 지역번호, 사용 지역번호, 제품 리비젼(revision) 번호, 임의의 정보, 또는 이들 정보의 조합, 혹은 이들 정보에 의거한 유추 또는 계산에 의해서 일의적으로 도출되는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 부여장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 고상 기재 위에, 또는 상기 고상 기재에 부설되는 하우징에 대해서, 상기 선택된 스폿위치패턴에 미리 부여되어 있는 패턴번호를 표기하는 묘화기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 부여장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 고상 기재 위에, 또는 상기 고상 기재에 부설되는 하우징에 대해서, 상기 암호화 처리를 해제하는 키를 표기하는 묘화기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 부여장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 프로브를 고상 기재 위에 스폿하는 스포터는, 액적을 비상시키기 위한 잉크젯토출기를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 프로브 부여장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 표적 물질에 대해서 특이적으로 결합 가능한 복수의 프로브를 고상 기재 위의 복수의 스폿 개소에 고정해서 이루어진 프로브 고정기재에 있어서의, 해당 복수의 프로브 각각이, 해당 복수의 스폿 개소 중의 어느 하나에 스폿되어 있는가를 검출하는 검출장치에 있어서,
    검출의 대상이 되는 각 프로브 고정기재마다 소정의 정보에 따라 암호화되어 있는 스폿위치패턴을 해독하는 해독장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 검출장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 프로브 고정기재에 있어서의, 상기 복수의 프로브 고상 기재 위에의 스폿은, 상기 프로브 고정기재에 적용가능한 소정의 복수의 스폿위치패턴으로부터 선택된 1개에 따라서 배치되어 있고, 상기 고상 기재 위에, 혹은 상기 고상 기재에 부설되는 하우징에 대해서, 해당 선택된 스폿위치패턴에 미리 부여되어 있는 패턴번호가 표기되어 있고,
    상기 표기된 패턴번호를 판독해서 취하는 검출 디바이스와,
    상기 판독해서 취한 패턴번호와,
    상기 복수의 스폿위치패턴이 기록된 기록매체와,
    상기 복수의 스폿위치패턴과 상기 판독해서 취해진 패턴번호로부터, 해당 프로브 고정기재에 대해서 선택되어있는 스폿위치패턴을 특정하는 해독장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 검출장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 프로브 고정기재에 있어서의, 상기 복수의 프로브의 고상 기재 위에의 스폿은, 소정의 정보를 키로 해서, 기준 스폿위치패턴을 암호화 처리함으로써, 새롭게 창출된 스폿위치패턴에 따라서 배치되어 있고,
    상기 고상 기재 위에, 혹은 상기 고상 기재에 부설되는 하우징에 대해서, 상기 암호화 처리를 해제하는 키가 표기되어 있고,
    상기 암호화를 해제하는 키를 판독해서 취하는 검출 디바이스와,
    상기 검출 디바이스에 의해서 판독해서 취해진 암호화를 해제하는 키에 의거해서, 상기 새로운 스폿위치패턴을 창출하는 과정에 있어서, 시행된 암호화 처리를 해제함으로써, 상기 프로브 고정기재에 대해서 창출되어 있는 스폿위치패턴을 특정하는 해독장치를 구비한 것을 특징으로 하는 검출장치.
  13. 표적 물질에 대해서 특이적으로 결합 가능한 복수의 프로브를, 고상 기재 위의 복수의 스폿개소에 고정해서 이루어진, 프로브 고정기재의 제조에 이용되는, 스포터용의 멀티 웰 플레이트에 상기 복수의 프로브를 분주하는 분주장치(分注裝置; dispensing device)에 있어서,
    상기 프로브의 각각에, 상기 복수의 스폿 개소의 어느 것인가를 할당하는, 1군의 스폿 어드레스로 이루어진 스폿위치패턴;
    상기 스폿패턴위치를 상기 멀티 웰 플레이트마다 소정의 정보에 따라서 암호화하기 위한 컴퓨터판독가능한 프로그램 기록매체;
    상기 암호화된 스폿위치패턴에 따라서, 상기 멀티 웰 플레이트 상의 웰을 할당하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 기록매체; 및
    상기 프로그램들을 실행하기 위한 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 분주장치.
  14. 삭제
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 암호화를 위한 프로그램은,
    미리 기억된 상기 프로급 고정 기재에 적용가능한 복수의 스폿위치패턴으로부터, 분주할 멀티 웰 플레이트마다, 상기 소정의 정보에 따라서 상기 복수의 스폿위치패턴 중의 1개를 선택하는 알고리즘으로서, 상기 선택된 스폿위치패턴을 상기 멀티 웰 플레이트마다 변경하는 알고리즘을 지닌 것을 특징으로 하는 분주장치.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 암호화를 위한 프로그램은,
    분주할 멀티 웰 플레이트마다, 상기 소정의 정보를 키로 해서, 기준 스폿 위치 패턴을 암호화 처리함으로써, 새로운 스폿위치패턴을 창출하는 알고리즘으로서, 상기 창출되는 스폿 위치 패턴을, 분주하는 멀티 웰 플레이트마다 변경하는 알고리즘을 지닌 것을 특징으로 하는 분주장치.
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 소정의 정보는, 상기 멀티 웰 플레이트마다 설정되는 개별적인 정보이며, 제조된 프로브 고정 기재의 식별에 이용되는, 제조 로트 번호, 제조번호(제조 시리얼 번호), 제조 일시, 제조 장치번호, 제조자(메이커), 공장 식별번호, 제조 지역번호, 사용 지역번호, 제품 리비젼 번호, 임의의 정보 혹은 이러한 정보의 조합, 또는 이들 정보에 의거하여 유추 또는 계산에 의해, 일의적으로 도출되는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 분주장치.
  18. 표적 물질에 대해서 특이적으로 결합 가능한 복수의 프로브를 고상 기재 위의 복수의 스폿개소에 스폿하기 위한 스포터에 이용되는, 컴퓨터에 의해 실행가능한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 가독(可讀) 기록매체에 있어서,
    상기 복수의 프로브의 각각에 대해서 상기 복수의 스폿 개소중 어느 하나를 할당하는 1군의 스폿 어드레스로 이루어진 정보를 스폿위치패턴으로서 정의하고,
    상기 프로그램은
    상기 소정의 정보를 입력하는 조작과;
    입력된 소정의 정보에 따라서 대응하는 스폿위치패턴을 특정하는 조작과;
    특정된 대응하는 스폿위치패턴을 출력하는 조작을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 가독 기록매체.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 입력된 소정의 정보에 따라서 대응하는 스폿위치패턴을 특정하는 조작은,
    미리 기억되어 있고, 제조될 프로브 고정기재에 적용 가능한 복수의 스폿위치패턴 중에서 대응하는 스폿위치패턴으로서 선택되는 하나의 스폿위치패턴을 특정하는 수순을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 가독 기록매체.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 입력된 소정의 정보에 따라서 대응하는 스폿위치패턴을 특정하는 조작은,
    상기 소정의 정보를 키로 해서, 기준 스폿위치패턴에 암호화 처리를 적용함으로써 새롭게 창출되는 하나의 스폿 위치패턴을 대응하는 스폿위치패턴으로서 특정하는 수순을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터가독 기록매체.
  21. 제 18항에 있어서,
    상기 소정의 정보는, 제조될 프로브 고정기재마다 설정되는 개별적인 정보이며, 제조된 프로브 고정기재의 식별에 이용되는, 제조 로트번호, 제조번호(제조시리얼 번호), 제조 일시, 제조 장치번호, 제조자(메이커), 공장 식별번호, 제조 지역번호, 사용 지역번호, 제품 리비젼 번호, 임의의 정보, 또는 이들 정보의 조합, 혹은 이들 정보에 의거한 유추 또는 계산에 의해서 일의적으로 도출되는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터가독 기록 매체.
  22. 표적 물질에 대해서 특이적으로 결합 가능한 복수의 프로브를 고상 기재 위의 복수의 스폿 개소에 스폿하기 위한 스포터의 멀티웰 플레이트의 프로브를 분주하는 분주장치에 이용되는, 컴퓨터에 의해 실행가능한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 가독 기록매체에 있어서,
    상기 복수의 프로브의 각각에 대해서 상기 복수의 스폿 개소중 어느 하나를 할당하는 1군의 스폿 어드레스로 이루어진 정보를 스폿위치패턴으로서 정의하고,
    상기 스폿위치패턴에 따라서 멀티 웰 플레이트 상의 각각의 프로브 및 각각의 웰과 관련된 1군의 웰의 위치정보를 분주 위치패턴으로서 규정하고;
    상기 프로그램은
    상기 소정의 정보를 입력하는 조작과;
    상기 입력된 소정의 정보에 따라서 대응하는 스폿위치패턴을 특정하는 조작과;
    상기 특정된 대응하는 스폿위치패턴을 상기 분주위치패턴으로 변환함으로써 대응하는 분주위치패턴을 특정하는 조작과;
    상기 특정된 대응하는 분주위치패턴을 출력하는 조작을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 가독 기록매체.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 스포터는, 핀 스폿법에 의한 스폿장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 가독 기록매체.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 입력된 소정의 정보에 따라서 대응하는 스폿위치패턴을 특정하는 조작은,
    미리 기억되어 있고, 제조될 프로브 고정기재에 적용 가능한 복수의 스폿위치패턴 중에서 대응하는 스폿위치패턴으로서 선택되는 하나의 스폿위치패턴을 특정하는 수순을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 가독 기록매체.
  25. 제 22항에 있어서,
    상기 입력된 소정의 정보에 따라서 대응하는 스폿위치패턴을 특정하는 조작은,
    상기 소정의 정보를 키로 해서, 기준 스폿위치패턴에 암호화 처리를 적용함으로써 새롭게 창출되는 하나의 스폿 위치패턴을 대응하는 스폿위치패턴으로서 특정하는 수순을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 가독 기록매체.
  26. 제 22항에 있어서,
    상기 소정의 정보는, 프로브 고정기재마다 설정되는 개별적인 정보이며, 제조된 프로브 고정기재의 식별에 이용되는, 제조 로트번호, 제조번호(제조시리얼 번호), 제조 일시, 제조 장치번호, 제조자(메이커), 공장 식별번호, 제조 지역번호, 사용 지역번호, 제품 리비젼 번호, 임의의 정보, 또는 이들 정보의 조합, 혹은 이들 정보에 의거한 유추 또는 계산에 의해서 일의적으로 도출되는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 가독 기록매체.
  27. 표적 물질에 대해서 특이적으로 결합 가능한 복수의 프로브를 고상 기재 위의 복수의 스폿 개소에 고정해서 이루어진 프로브 고정기재에 있어서의, 해당 복수의 프로브 각각이, 해당 복수의 스폿 개소 중의 어느 하나에 스폿되어 있는가를 검출하는 검출장치에 이용되는, 컴퓨터에 의해 실행가능한 컴퓨터 가독 기록매체에 있어서,
    상기 복수의 프로브의 각각이 스폿되어 있는 스폿개소를 나타내는 1군의 스폿 어드레스로 이루어진 정보를 스폿위치패턴으로서 정의하고;
    상기 프로그램은, 상기 프로브 고정기재로부터 얻어진 검출정보에 의거하여, 검출대상이 되는 각 프로브 고정기재마다 소정에 정보에 따라 암호처리가 적용되는 스폿위치 패턴을 해독하는 기능을 가지고,
    상기 프로그램은:
    상기 프로브 고정기재로부터 얻어진 검출정보를 입력하는 조작;
    상기 입력된 검출정보로부터 상기 프로브 고정기재의 스폿위치패턴을 해독하는 부분정보를 샘플링하는 조작;
    상기 샘플링된 부분정보에 의거하여 상기 프로브 고정기재의 스폿위치패턴을 해독하는 조작; 및
    상기 해독된 스폿위치패턴을 출력하는 조작을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 가독 기록매체.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 프로브 고정기재에 있어서 상기 고상 기재 위에의 복수의 프로브의 스폿은 상기 프로브 고정기재에 적용할 수 있는 소정의 복수의 스폿위치패턴 중에서 선택된 하나의 스폿위치패턴에 따라서 정하고,
    선택된 스폿위치패턴에 미리 첨부된 패턴번호는, 상기 고상 기재에, 또는 상기 고상 기재에 부설되는 하우징에 표기되고,
    상기 프로브 고정기재의 스폿위치패턴을 해독하는 부분정보는 상기 표기된 패턴번호를 포함하고,
    샘플링된 부분정보에 의거하여 프로브 고정기재의 스폿위치패턴을 해독하는 조작은, 표기된 패턴번호가 첨부된 스폿위치패턴을 상기 표기된 패턴번호 및 각각의 복수의 스폿위치패턴에 첨부된 패턴번호에 의거하여, 해독된 스폿위치패턴으로서 특정하는 수순을 포함하는 것을 특징으로 컴퓨터 가독 기록매체.
  29. 제 27항에 있어서,
    프로브 고정기재에 있어서 상기 고상 기재 위에의 복수의 프로브의 스포폿팅은, 소정의 정보를 키로 해서 암호화 처리를 기준 스폿위치패턴에 적용함으로써 새로이 창출되는 스폿위치패턴에 따라서 정하고,
    상기 암호화 처리를 해제하는 키는, 고상 기재 위에 또는 상기 고상 기재에 부설된 하우징에 표기되고,
    상기 프로브 고정기재의 스폿패턴위치를 해독하는 부분정보는 상기 암호화 처리를 해제하는 키를 포함하고,
    상기 샘플링된 부분정보에 의거하여 프로브 고정기재의 스폿위치패턴을 해독하는 조작은, 상기 암호화 처리를 해제하는 키에 의거하여 적용된 암호화 처리를 해제함으로써 상기 프로브 고정기재에 대해서 창출된 스폿위치패턴을 해독된 스폿위치패턴으로서 특정하는 수순을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 가독 기록매체.
  30. 삭제
  31. 표적 물질에 대해서 특이적으로 결합가능한 프로브를 고상 기재 위의 스폿 개소에 고정해서 이루어진 프로브 고정 기재를 이용해서, 검체 중에 포함하는 표적물질을, 상기 프로브 고정 기재 위의 해당 표적물질에 대해서 특이적으로 결합가능한 프로브에 결합한 상태에서, 결합된 표적물질의 검출을 행하기 위한 유전자 진단장치에 있어서,
    검출 대상으로 되는 프로브 고정 기재마다 소정의 정보에 따라서 암호화되어 있는 스폿위치패턴을 해독하는 해독장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자 진단장치.
  32. 제 2항에 기재된 프로브 부여장치용의 복수의 스폿위치패턴이 상부에 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  33. 제 15항에 기재된 분주장치용의 복수의 스폿위치패턴이 상부에 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  34. 제 10항에 기재된 검출장치용의 복수의 스폿위치패턴이 상부에 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 기록매체.
  35. 삭제
  36. 삭제
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