KR101140881B1 - 바이오칩 - Google Patents

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KR101140881B1
KR101140881B1 KR1020067005392A KR20067005392A KR101140881B1 KR 101140881 B1 KR101140881 B1 KR 101140881B1 KR 1020067005392 A KR1020067005392 A KR 1020067005392A KR 20067005392 A KR20067005392 A KR 20067005392A KR 101140881 B1 KR101140881 B1 KR 101140881B1
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가즈히코 이시하라
스미토모 베이클라이트 가부시키가이샤
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Abstract

흡착방지제를 코팅하지 않고, 검출대상물질의 비특이적인 흡착 또는 결합이 억제되어, 검출 감도가 우수한 바이오칩을 제공한다. 바이오칩용 기판의 기판 표면에 포스포릴콜린기 및 활성 에스테르기를 포함하는 고분자물질을 갖는 구성으로 한다.
바이오칩, 흡착방지제, 생리활성물질, 포스포릴콜린기, 활성 에스테르기

Description

바이오칩{Biochip}
본 발명은, 시료 중의 생리활성물질의 검출 또는 분석에 사용되는 바이오칩에 관한 것이다.
유전자 활성의 평가나 질환 프로세스, 약물 효과의 생물학적 프로세스를 포함하는 생물학적 프로세스를 해독하기 위한 시도는, 전통적으로 게노믹스(Genomics)에 초점이 맞춰져 왔지만, 프로테오믹스(proteomics)는 세포의 생물학적 기능에 대해서 보다 상세한 정보를 제공한다. 프로테오믹스는 유전자 레벨이라기 보다 오히려, 단백질 레벨에서의 발현을 검출하고 정량(定量)하는 것에 의한 유전자 활성의 정성적(定性的)이고, 정량적(定量的)인 측정을 포함한다. 또한, 단백질의 번역 후 수식(修飾), 단백질 사이의 상호작용 등 유전자에 코드되지 않는 사상(事象)의 연구를 포함한다.
방대한 게놈 정보의 입수가 가능해진 요즘, 프로테오믹스 연구는 점점 신속 고효율(하이 스루풋: high throughput)화가 요구되고 있다. 이 목적의 분자 어레이 (molecular array)로서 DNA 칩이 실용화되어 왔다. 한편, 생체기능에 있어서 가장 복잡하고 다양성이 높은 단백질의 검출에 관해서는, 프로테인 칩(protein chip)이 제창되어, 최근 연구가 진행되고 있다. 프로테인 칩이란, 단백질, 또는 그것을 포 착(捕捉)하는 분자를 칩(미소(微小)한 기판) 표면에 고정화한 것을 총칭한다.
그러나, 현재 상태의 프로테인 칩은 일반적으로 DNA 칩의 연장선상에 자리매김되어 개발이 이루어지고 있기 때문에, 유리 기판 위에 단백질, 또는 그것을 포착하는 분자를 칩 표면에 고정화하는 검토가 이루어지고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
프로테인 칩의 시그널 검출에 있어서, 프로테인 칩 기판으로의 검출대상물질의 비특이적인 흡착은 신호대 잡음비(signal-to-noise ratio)를 저하시키는 원인이 되어, 검출 정밀도(accuracy)를 저하시킨다(예를 들면, 비특허문헌 1 참조).
이 때문에, 통상적인 샌드위치법에서는, 1차 항체를 고정화한 후에 2차 항체의 비특이적 흡착을 방지하기 위해, 흡착방지제의 코팅이 행해지고 있지만, 이들의 비특이적 흡착방지능은 충분하지 않다. 또한 1차 항체를 고정화한 후에 흡착방지제를 코팅하기 위해 고정화한 단백질 위에 코팅되어 버려, 2차 항체와 반응할 수 없다는 문제가 있었다. 이 때문에, 1차 항체의 고정화 후, 흡착방지제를 코팅하지 않고, 생리활성물질의 비특이적 흡착량이 적은 바이오칩이 요구되고 있다. 비특이적 흡착의 원인으로서는 여러 가지가 있지만, 기재와 단백과의 소수성(疎水性) 상호작용, 수소 결합 등이 생각되어지고 있다. 이 때문에, 바이오칩 기판의 표면은 친수성(親水性)이고, 또한 수소 결합기를 갖지 않는 것이 요구되고 있다.
또한, 프로테인 칩 기판으로의 검출대상물질의 비특이적 흡착을 제거하기 위해 계면활성제에 의한 세정 과정이 다수 삽입되어 있지만, 계면활성제에 의해 코팅막이 박리되어 버린다는 문제도 있어, 계면활성제에 의한 세정이라도 코팅막이 박 리되지 않는 프로테인 칩이 요구되고 있다.
또한, 마이크로어레이(microarray)상의 칩을 사용하여 시료 검체(檢體)의 정보를 얻는 기술은, 생물학, 의학에 있어서 빠뜨릴 수 없는 기술이 되어가고 있다. 예를 들면, DNA 마이크로어레이에서는, 복잡한 생물계에 있어서도 게놈 전체의 발현 패턴의 연구가 가능해져, 유전자 정보량의 폭발적인 증가가 초래되고 있다.
마이크로어레이의 시그널 검출에 있어서, 마이크로어레이용 기판의 백그라운드(background)는 S/N비를 저하시키는 원인이 되어, 검출 정밀도를 저하시킨다(예를 들면, 비특허문헌 1 등). S/N비란, 라벨화된 시료 검체로부터 얻어진 시그널량(시그널)을 라벨화된 시료 검체로부터 얻어진 시그널 물질 이외의 부위에서 발생한 시그널량(노이즈)으로 나눈 값을 말하고, S/N비가 높으면 검출 감도(感度)가 높아진다.
마이크로어레이 위의 물질을 검출하는 수단으로서 형광물질을 사용하는 경우, 마이크로어레이 기판의 자기형광량(自己螢光量)이 백그라운드가 되어, 기판의 자기형광이 높으면 S/N비가 저하되는 문제가 있다. 또한, 형광물질의 기판으로의 부착에 의해 백그라운드에 얼룩이 생긴 경우, 그 기판으로부터 얻어진 데이터의 재현성 또는 신뢰성에 지장을 초래하는 원인이 될 수 있다.
마이크로어레이용 기판으로서 사용되는 소재는, 유리 또는 플라스틱제인 경우가 많지만, 통상 이들의 재료 표면은 화학적으로 불활성이기 때문에, 생리활성물질을 고정화하기 위해서는 표면 수식을 실시할 필요가 있다. 유리나 플라스틱 등의 불활성 표면에 여러 종류의 관능기(官能基)를 직접 도입하는 것은 곤란하기 때문 에, 먼저 아미노기를 도입해 두고, 그 아미노기를 매개로 하여 관능기를 도입하는 방법이 일반적이다.
기판 표면으로의 아미노기의 도입방법으로서, 아미노알킬실란에 의한 처리, 질소분위기 하에서의 플라즈마처리, 아미노기 함유 고분자물질의 코팅 등을 들 수 있지만, 처리의 간편성, 균일성, 재현성의 관점에서, 아미노알킬실란에 의한 처리가 많이 사용되고 있다. 일반적으로 사용되고 있는 아미노알킬실란으로서는, 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노프로필메틸디메톡시실란 등의 1급 아미노기를 갖는 아미노알킬실란을 들 수 있다.
아미노기를 매개로 하여 관능기를 도입하는 방법으로서, 예를 들면, 2관능성 알데히드를 갖는 글루타르알데히드(glutaraldehyde)로 처리함으로써, 기판에 알데히드기를 도입하는 것이 알려져 있다(특허문헌 2, 특허문헌 3, 특허문헌 4). 말레이미드기를 도입하는 경우는, 한쪽 끝에 말레이미드기, 한쪽 끝에 활성 에스테르를 갖는 가교제(架橋劑)인 N-(6-말레이미도카프로일옥시)숙신이미드 등으로 처리할 수 있다(특허문헌 5). 또한, 마찬가지로 N-히드록시숙신이미드 활성 에스테르를 도입하는 경우에는, 양쪽 끝에 활성 에스테르기를 갖는 Ethyleneglycol-O,O-bis(succinimidylsuccinate) 등을 사용한다.
그러나, 기판에 상기와 같은 표면처리를 실시한 경우, 기판의 자기형광량이 증대하여, 이 기판의 자기형광의 상승이 S/N비 저하의 원인이 되고 있었다. 또한, 형광물질의 기판으로의 부착이 일어남으로써 백그라운드가 높아져, S/N비 저하의 원인이 되는 문제도 있었다. 이 때문에, 표면처리에 의해 자기형광량이 증대하지 않고, 또한 형광물질의 부착이 없는 마이크로어레이용 기판이 요구되고 있었다.
또한, 마이크로어레이 연구의 한편으로, 반응의 고효율화 및 미소 샘플화를 목표로 하여, 마이크로플루이딕스(microfluidics)로 불리우는, 미세유로(微細流路)를 사용하는 기술이 개발되고 있다. 예를 들면, 미세유로 내에서 항원항체 반응을 일으키는 면역 분석 등을 들 수 있다(특허문헌 6). DNA 분석에 있어서도 마이크로 유로를 사용한 수법이 검토되고 있다(특허문헌 7).
그러나, 미세유로를 사용한 생리적 활성물의 종래 분석에 있어서는, 유로로의 생리활성물질이 부착되어 버려, 검출 감도의 저하를 초래하는 경우가 있었다. 이 때문에, 유로로의 생리활성물질의 부착을 방지하는 기술이 요구되고 있다. 또한, DNA의 하이브리다이제이션(hybridization)이나 항원항체 반응 등에 있어서는, 보다 단시간에, 소량으로 반응이 일어나는 계(系)가 절실히 요망되고 있다.
특허문헌 1: 일본국 특허공개 제2001-116750호 공보
비특허문헌 1: 「DNA 마이크로어레이 실전 매뉴얼」, 하야시자키 요시히데, 오카자키야스시편, 요도샤, 2000년, p.57
특허문헌 2: 일본국 특허공개 제2002-176991호 공보
특허문헌 3: 일본국 특허공개 제2002-181817호 공고
특허문헌 4: 일본국 특허공표 제2002-532699호 공보
특허문헌 5: 일본국 특허공개 제(평)11-187900호 공보
특허문헌 6: 일본국 특허공개 제2001-004628호 공보
특허문헌 7: 일본국 특허공개 제2004-053417호 공보
발명의 개시
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 흡착방지제를 코팅하지 않고, 검출대상물질의 비특이적인 흡착 또는 결합이 억제되어, 검출 감도가 우수한 바이오칩을 제공한다.
본 발명에 의하면, 기판의 표면에 포스포릴콜린기(phosphorylcholine group)를 갖는 제1 단위와 활성 에스테르기를 갖는 제2 단위를 포함하는 고분자물질을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판이 제공된다.
본 발명의 바이오칩용 기판은 포스포릴콜린기를 갖기 때문에, 기판 위로의 생리활성물질의 비특이적 흡착을 억제할 수 있다. 또한, 활성 에스테르기를 갖기 때문에, 생리활성물질을 포착하는 포착물질을 고분자물질 중에 안정적으로 도입할 수 있다. 이 때문에, 흡착방지제를 코팅하지 않고, 검출대상물질의 비특이적인 흡착 또는 결합을 억제하여, 검출 감도를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 바이오칩용 기판은, 예를 들면, 기판의 표면에 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 고정화되는 바이오칩에 사용하는 기판으로 할 수 있다.
본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 갖는 제3 단위를 포함하고, 상기 고분자물질에 포함되는 상기 포스포릴콜린기의, 상기 포스포릴콜린기와 상기 활성 에스테르기와 상기 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율이, 3 몰% 이상 40 몰% 이하여도 된다. 또한, 본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 갖는 제3 단위를 포함하고, 상기 고분자물질에 포함되는 상기 포스포릴콜린기의, 상기 포스포릴콜린기와 상기 활성 에스테르기와 상기 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율이, 20 몰% 이상 40 몰% 미만이어도 된다.
본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 갖는 제3 단위를 포함하고, 상기 고분자물질에 포함되는 상기 활성 에스테르기의, 상기 포스포릴콜린기와 상기 활성 에스테르기와 상기 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율이, 1 몰% 이상 25 몰% 이하여도 된다. 또한, 본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 갖는 제3 단위를 포함하고, 상기 고분자물질에 포함되는 상기 활성 에스테르기의, 상기 포스포릴콜린기와 상기 활성 에스테르기와 상기 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율이, 15 몰% 이상 25 몰% 미만이어도 된다.
본 발명에 의하면, 기판의 표면에 하기 (a), (b)성분을 포함하는 고분자물질을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판이 제공된다.
(a) 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 활성 에스테르기를 갖는 제2 단위를 포함하는 고분자
(b) 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 부틸메타크릴레이트기를 갖는 제3 단위를 포함하는 고분자
본 발명의 바이오칩용 기판은, 상기 (a), (b)성분을 포함하는 고분자물질을 갖기 때문에, 기판 위로의 생리활성물질의 비특이적 흡착을 더욱 확실히 억제할 수 있다. 또한, (a)성분의 제1 단위와 (b)성분의 제1 단위는 동일 구조여도 되고, 다른 구조여도 된다. 또한 (a)성분과 (b)성분이 혼합되어 있어도 된다.
본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 고분자물질에 포함되는 포스포릴콜린기의, 상기 포스포릴콜린기와 상기 활성 에스테르기와 상기 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율이, 3 몰% 이상 40 몰% 이하여도 된다. 또한, 본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 고분자물질에 포함되는 포스포릴콜린기의, 상기 포스포릴콜린기와 상기 활성 에스테르기와 상기 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율이, 20 몰% 이상 40 몰% 미만이어도 된다. 또한, 본 명세서에 있어서, 고분자물질이 상기 (a), (b)성분을 포함하는 구성에서는, 포스포릴콜린기의 비율은, (a)성분과 (b)성분에 포함되는 포스포릴콜린기의 합계를 가리킨다.
본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 고분자물질에 포함되는 상기 활성 에스테르기의, 상기 포스포릴콜린기와 상기 활성 에스테르기와 상기 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율이, 1 몰% 이상 25 몰% 이하여도 된다. 또한, 본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 고분자물질에 포함되는 상기 활성 에스테르기의, 상기 포스포릴콜린기와 상기 활성 에스테르기와 상기 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율이, 15 몰% 이상 25 몰% 미만이어도 된다.
본 발명에 의하면, 기판의 표면에,
아미노기를 갖는 화합물을 포함하는 제1 층과,
포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 활성 에스테르기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 포함하는 제2 층이,
상기 기판, 상기 제1 층 및 상기 제2 층의 순서로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판이 제공된다.
본 발명에 있어서는, 기판, 제1 층 및 제2 층이 이 순서로 적층되어 있기 때문에, 바이오칩용 기판의 표면에 흡착방지제를 코팅하지 않고, 검출대상물질의 비특이적인 흡착 또는 결합을 억제하여, 검출 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 계면활성제 등에 의한 세정에 의한 층의 박리를 억제할 수 있다. 또한, 제1 층 또는 제2 층은, 막상(膜狀)으로 형성할 수 있다.
본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서,
상기 제1 층의 상기 아미노기와, 상기 제2 층의 상기 활성 에스테르기가 반응하여 공유 결합, 구체적으로는 아미드 결합이 형성된 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 제1 층이 상기 아미노기를 갖는 실란커플링제(silane coupling agent)를 포함해도 된다. 아미노기를 갖는 실란커플링제는, 폴리오르가노실록산(polyorganosiloxane) 등의 오르가노실록산의 형태로 존재하고 있어도 된다.
본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 포스포릴콜린기를 포함하는 상기 제1 단위가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기를 갖는 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 고분자물질은 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 제3 단위를 갖는 구성으로 할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 상기 고분자물질은 공중합체로 할 수 있다. 이 구성에 있어서, 상기 고분자물질은, 상기 포스포릴콜린기을 갖는 단량체와, 상기 활성 에스테르기를 갖는 단량체와, 상기 부틸메타크릴레이트기를 갖는 단량체와의 공중합체로 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판 위에 제1 층이 형성되고,
추가로 제1 층 위에 제2 층이 형성되며,
상기 제1 층은, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 및 알케닐기로부터 선택되는 적어도 하나의 기를 갖는 화합물로 형성되고,
상기 제2 층은, 포스포릴콜린기를 갖는 단량체의 중합체와, 활성 에스테르기를 갖는 단량체와의 공중합체로부터 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 기판과,
상기 기판 위에 설치되어, 오르가노실록산으로 되는 제1 층과,
제1 층 위에 설치되어, 포스포릴콜린기를 갖는 단량체와, 활성 에스테르기를 갖는 단량체와의 공중합체로 되는 제2 층,
을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판이 제공된다.
이 구성에 의하면, 기판 위에 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 포함하는 공중합체로 형성된 층을 갖기 때문에, 바이오칩용 기판의 표면에 흡착방지제를 코팅하지 않고, 검출대상물질의 비특이적인 흡착 또는 결합을 억제하여, 검출 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 계면활성제 등으로의, 세정에 의한 층의 박리를 억제할 수 있다. 이 구성에 있어서, 상기 기판의 표면에 상기 제1 층이 설치되고, 상기 제1 층의 표면에 상기 제2 층이 설치된 구성으로 할 수 있다.
또한, 상기 오르가노실록산은, 중합성 이중결합을 포함하는 기를 갖는 화합물로 할 수 있다. 중합성 이중결합을 갖는 기가 알케닐기를 구성하고 있어도 된다. 또한, 중합성 이중결합을 갖는 기의 적어도 일부가 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 및 알케닐기로부터 선택되는 적어도 하나의 기를 구성하고 있어도 된다.
본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 화합물의 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 및 알케닐기로부터 선택되는 적어도 하나의 기가, 상기 제2 층의 상기 공중합체와 공유 결합을 형성하고 있어도 된다.
본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 제1 층이 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 및 알케닐기로부터 선택되는 적어도 하나의 기를 갖는 실란커플링제에 의해 형성되어 있어도 된다. 또한, 실란커플링제는 오르가노실록산을 형성하고 있어도 된다.
본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 포스포릴콜린기를 갖는 상기 단량체가 메타크릴기 또는 아크릴기를 갖는 구성으로 할 수 있다. 또한, 본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 포스포릴콜린기를 갖는 상기 단량체가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린이어도 된다.
본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 활성 에스테르기를 갖는 상기 단량체가 메타크릴기 또는 아크릴기를 갖는 구성으로 할 수 있다. 또한, 본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 활성 에스테르기가 p-니트로페닐기 또는 N-히드록시숙신이미드기를 포함할 수 있다.
본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 기판의 재료가 플라스틱이어도 된다. 또한, 본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 플라스틱이 포화 환상(環狀) 폴리올레핀이어도 된다. 또한, 본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 기판의 재료가 유리여도 된다.
본 발명에 의하면, 기판의 표면에 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 하기 화학식 1에 나타내어지는 1가의 기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판이 제공된다.
Figure 112006018796281-pct00001
(단, 상기 화학식 1에 있어서, A는 수산기를 제외한 1가의 이탈기(leaving group)이다.)
또한, 본 발명에 의하면, 기판의 표면에 하기 (a), (b)성분을 포함하는 고분자물질을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판이 제공된다.
(a) 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 상기 화학식 1로 나타내어지는 1가의 기를 갖는 제2 단위를 포함하는 고분자
(b) 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 부틸메타크릴레이트기를 갖는 제3 단위를 포함하는 고분자
또한, 본 발명에 의하면,
기판과,
상기 기판 위에 설치되어, 아미노기를 갖는 화합물을 포함하는 제1 층과,
상기 제1 층 위에 설치되어, 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 상기 화학식 1로 나타내어지는 1가의 기를 갖는 제2 단위를 포함하는 고분자물질을 포함하는 제2 층,
을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 기판과,
상기 기판 위에 설치되어, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 및 알케닐기로부터 선택되는 적어도 하나의 기를 갖는 화합물로부터 형성된 제1 층과,
상기 제1 층 위에 설치되어, 포스포릴콜린기를 갖는 단량체의 중합체와, 상기 화학식 1로 나타내어지는 1가의 기를 갖는 단량체와의 공중합체로부터 형성된 제2 층,
을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판이 제공된다.
이러한 구성에 의하면, 상기 화학식 1에 나타낸 바와 같이, 제2 단위에 카르보닐기를 매개로 하여 이탈기 A가 존재하기 때문에, 고분자물질 중에 생리활성물질을 포착하는 포착물질을 더욱 확실히 화학적으로 도입할 수 있다.
본 발명의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 화학식 1에 나타내어지는 1가의 기가, 하기 화학식 p 또는 화학식 q로부터 선택되는 어느 하나의 기여도 된다. 이렇게 함으로써, 이탈기 A를 더욱 확실히 활성화하여, 반응성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 하기 화학식 p 또는 화학식 q는, 각각 N을 포함하는 환상 화합물의 N으로부터 H가 빠진 구성이나 C를 포함하는 환상 화합물의 C로부터 H가 빠진 구성으로 하는 것도 가능하다.
Figure 112006018796281-pct00002
Figure 112006018796281-pct00003
(단, 상기 화학식 p 및 화학식 q에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립하여, 1가의 유기기로서, 직쇄상, 분지상 및 환상 중 어느 것이어도 된다. 또한, 상기 화학식 p에 있어서, R1은 C와 함께 고리를 형성하는 2가의 기여도 된다. 또한, 상기 화학식 q에 있어서, R2는 N과 함께 고리를 형성하는 2가의 기여도 된다.)
본 발명에 의하면, 기판의 표면에 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 카르복실산 유도기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 기판의 표면에 하기 (a), (b)성분을 포함하는 고분자물질을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판이 제공된다.
(a) 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 카르복실산 유도기를 갖는 제2 단위를 포함하는 고분자
(b) 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 부틸메타크릴레이트기를 갖는 제3 단 위를 포함하는 고분자
또한, 본 발명에 의하면, 기판과,
상기 기판 위에 설치되어, 아미노기를 갖는 화합물을 포함하는 제1 층과,
상기 제1 층 위에 설치되어, 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 카르복실산 유도기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 포함하는 제2 층,
을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 기판과,
상기 기판 위에 설치되어, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 및 알케닐기로부터 선택되는 적어도 하나의 기를 갖는 화합물로부터 형성된 제1 층과,
상기 제1 층 위에 설치되어, 포스포릴콜린기를 갖는 단량체와, 카르복실산 유도기를 갖는 단량체와의 공중합체로부터 형성된 제2 층,
을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판이 제공된다.
본 발명에 의하면, 상기 바이오칩용 기판의 상기 기판의 표면에 생리활성물질을 포착하는 포착물질을 고정화하고, 형광색소를 사용하여 상기 생리활성물질을 검출하기 위한 마이크로어레이용 기판으로서, 상기 기판의 표면에 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 활성 에스테르기를 갖는 제2 단위를 포함하는 상기 고분자물질을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이용 기판이 제공된다. 본 발명의 마이크로어레이용 기판은, 생리활성물질의 비특이적 흡착을 억제하면서, 포착물질과 활성 에스테르기를 반응시켜 공유 결합을 형성시킬 수 있기 때문에, 생리활성물질의 검출을 확실히 행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 바이오칩용 기판에 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 고정화된 것을 특징으로 하는 바이오칩이 제공된다. 또한, 포착물질은 생리활성을 가질 수 있다. 또한, 생리활성물질을 갖는 분자로 할 수 있다. 이 분자는 단독으로 생리활성물질을 포착하는 것도 가능하고, 복수의 분자로 생리활성물질을 포착하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명에 있어서, 포착물질이 고분자물질에 공유 결합되어 있는 구성으로 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 활성 에스테르기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 표면에 갖는 기판을 포함하는 바이오칩으로서,
상기 활성 에스테르기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여, 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩이 제공된다.
본 발명에 의하면, 활성 에스테르기의 작용에 의해 포착물질이 고분자물질에 화학적으로 고정화되어 있는 것과 동시에, 기판 위로의 생리활성물질의 비특이적 흡착이 포스포릴콜린기의 작용에 의해 억제되기 때문에, 생리활성물질의 분석을 확실히 행할 수 있다. 또한, 포착물질이 반응하여, 공유 결합을 형성하고 있는 구성으로서, 포착물질과 활성 에스테르기의 어느 소정의 부위가 반응하여 공유 결합되어 있는 경우도 포함된다. 또한, 본 발명에 있어서, 상기 기판의 표면에 상기 고분자물질이 층상(層狀)으로 형성되어 있어도 된다. 또한, 상기 기판의 표면을 상기 고분자물질이 피복하고 있어도 된다. 이렇게 하면, 더욱 확실히 비특이적 흡착을 억제할 수 있다. 또한, 고정화에 사용하는 활성 에스테르기를 기판 표면에 더욱 확 실히 도입할 수 있다.
본 발명에 의하면, 기판의 표면에 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와, 활성 에스테르기를 갖는 제2 단위를 복수 포함하는 고분자물질을 갖는 바이오칩으로서,
일부의 상기 활성 에스테르기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여 공유 결합을 형성하고 있고,
나머지 상기 활성 에스테르기와 친수기(親水基)를 갖는 친수성 폴리머가 반응하여 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩이 제공된다.
본 발명에 있어서는, 고분자물질 중에, 예를 들면, 한 종류의 활성 에스테르기가 2개 이상 포함되어, 포착물질과 공유 결합을 형성한 활성 에스테르기 이외의, 나머지 활성 에스테르기와 친수성 폴리머가 반응하여 공유 결합을 형성하고 있다. 이 때문에, 생리활성물질과 활성 에스테르기와의 반응이 억제되고, 또한, 고분자물질이 친수화되어 있다. 따라서, 생리활성물질의 비특이적 흡착이 보다 한층 억제된 구성으로 되어 있다.
본 발명의 바이오칩에 있어서, 상기 친수성 폴리머가 아미노기를 갖는 구성으로 할 수 있다. 이렇게 하면, 친수성 폴리머를 활성 에스테르와 더욱 확실히 반응시켜, 아미드 결합을 형성시킬 수 있다.
본 발명의 바이오칩에 있어서, 상기 친수성 폴리머는 폴리알킬렌옥시드 또는 복수 종류의 상기 폴리알킬렌옥시드를 구조 중에 포함할 수 있다. 또한, 상기 친수성 폴리머가 폴리에틸렌옥시드, 폴리프로필렌옥시드, 이들의 공중합체 및 이들의 적어도 하나와 다른 폴리알킬렌옥시드와의 공중합체 중 어느 하나를 구조 중에 포 함할 수 있다.
본 발명의 바이오칩에 있어서, 상기 기판의 재료가 플라스틱이어도 된다. 또한, 본 발명의 바이오칩에 있어서, 상기 플라스틱이 포화 환상 폴리올레핀이어도 된다.
본 발명에 의하면, 기판과 상기 기판에 설치된 유로를 갖고,
상기 유로의 표면에, 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 활성 에스테르기를 갖는 제2 단위를 포함하는 고분자물질을 가지며,
상기 활성 에스테르기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여, 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩이 제공된다.
본 발명의 바이오칩에 있어서는, 기판에 유로가 설치되어 있기 때문에, 포착물질이 더욱 충분히 고정화된 구성으로 되어 있다. 또한, 생리활성물질을 더욱 확실히 포착물질과 상호작용시킬 수 있는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 유로 중에 시험액을 유동시켜, 포착물질에 포착된 시험액 중의 생리활성물질의 검출 또는 정량(定量)에 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 시험액 중에 포함되는 성분의 특정에 사용하는 것도 가능하다. 또한, 이 구성에 있어서, 유로가 기판의 표면에 도랑형상으로 설치되어 있어도 된다.
본 발명의 바이오칩에 있어서, 복수의 상기 활성 에스테르기를 갖고, 상기 복수의 활성 에스테르기는, 상기 포착물질과 반응하여 공유 결합을 형성하고 있거나, 또는 불활성화되어 있어도 된다. 또한, 활성 에스테르기가 불활성화되어 있다는 것은, 활성 에스테르기를 구성하는 일부의 기(이탈기)가 다른 기로 치환되어, 높은 반응활성(反應活性)을 상실하고 있는 것을 말한다.
본 발명의 바이오칩에 있어서, 상기 유로를 덮는 보호부재를 갖고 있어도 된다. 또한, 보호부재가 판상(板狀) 부재여도 된다. 이 때, 기판과 판상의 보호부재가 접합되어, 접합면(接合面)에 유로가 형성된 구성으로 하는 것도 가능하다.
본 발명의 바이오칩에 있어서, 상기 기판 또는 보호부재의 재료가 플라스틱이어도 된다. 또한, 본 발명의 바이오칩에 있어서, 상기 기판의 재료가 검출광(檢出光)에 대하여 투명한 플라스틱이어도 된다. 또한, 본 발명에 있어서, 상기 기판과 상기 보호부재의 적어도 한쪽의 재료가, 검출광에 대하여 투명한 플라스틱이어도 된다.
본 발명의 바이오칩에 있어서, 추가로 상기 포착물질에 상기 생리활성물질이 포착된 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 바이오칩에 있어서, 포스포릴콜린기를 포함하는 상기 제1 단위가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기를 가질 수 있다.
본 발명의 바이오칩에 있어서, 상기 활성 에스테르기가 p-니트로페닐기 또는 N-히드록시숙신이미드기를 가질 수 있다.
본 발명의 바이오칩에 있어서, 상기 고분자물질은, 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 제3 단위를 가질 수 있다. 이 구성에 있어서, 상기 고분자물질은 상기 포스포릴콜린기를 갖는 단량체와, 상기 활성 에스테르기를 갖는 단량체와, 상기 부틸메타크릴레이트기를 갖는 단량체와의 공중합체로 할 수 있다.
본 발명의 바이오칩에 있어서, 상기 기판의 재료가 유리여도 된다.
본 발명의 바이오칩에 있어서, 상기 포착물질은 핵산, 압타머(aptamer), 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬(糖鎖) 및 당단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질이어도 된다. 또한, 본 발명의 바이오칩에 있어서, 상기 생리활성물질은 핵산, 압타머, 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬 및 당단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질이어도 된다.
본 발명의 바이오칩에 있어서, 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 중성 또는 알칼리성의 조건에서 상기 기판의 표면에 고정화되어 되는 구성으로 할 수 있다. 상기 중성 또는 알칼리성의 조건은, pH 7.6 이상의 조건으로 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 하기 화학식 1에 나타내어지는 1가의 기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 표면에 갖는 기판을 포함하는 바이오칩으로서,
상기의 하기 화학식 1에 나타내어지는 1가의 기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여, 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩이 제공된다.
[화학식 1]
Figure 112006018796281-pct00004
(단, 상기 화학식 1에 있어서, A는 수산기를 제외한 1가의 이탈기이다.)
또한, 본 발명에 의하면, 기판의 표면에 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와, 상기 화학식 1로 나타내어지는 1가의 기를 갖는 제2 단위를 복수 포함하는 고분자물질을 갖는 바이오칩으로서,
일부의 상기 화학식 1로 나타내어지는 1가의 기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여 공유 결합을 형성하고 있고,
나머지 상기 화학식 1로 나타내어지는 1가의 기와 친수기를 갖는 친수성 폴리머가 반응하여 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 기판과, 상기 기판에 설치된 유로를 갖고,
상기 유로의 표면에 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 상기 화학식 1에 나타내어지는 1가의 기를 갖는 제2 단위를 포함하는 고분자물질을 가지며,
상기 활성 에스테르기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여, 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩이 제공된다.
본 발명의 바이오칩에 있어서, 상기 화학식 1에 나타내어지는 1가의 기가, 하기 화학식 p 또는 화학식 q로부터 선택되는 어느 하나의 기여도 된다.
[화학식 p]
Figure 112006018796281-pct00005
[화학식 q]
Figure 112006018796281-pct00006
(단, 상기 화학식 p 및 화학식 q에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립하여, 1가의 유기기로서, 직쇄상, 분지상 및 환상 중 어느 것이어도 된다. 또한, 상기 화학식 p에 있어서, R1은 C와 함께 고리를 형성하는 2가의 기여도 된다. 또한, 상기 화학식 q에 있어서, R2는 N과 함께 고리를 형성하는 2가의 기여도 된다.)
본 발명에 의하면, 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 카르복실산 유도기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 표면에 갖는 기판을 포함하는 바이오칩으로서, 상기 카르복실산 유도기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여, 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 기판의 표면에, 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 카르복실산 유도기를 갖는 제2 단위를 복수 포함하는 고분자물질을 갖는 바이오칩으로서,
일부의 상기 카르복실산 유도기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여 공유 결합을 형성하고 있고,
나머지 상기 카르복실산 유도기와 친수기를 갖는 친수성 폴리머가 반응하여 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 기판과, 상기 기판에 설치된 유로를 갖고,
상기 유로의 표면에, 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 카르복실산 유도기를 갖는 제2 단위를 포함하는 고분자물질을 가지며,
상기 활성 에스테르기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여, 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩이 제공된다.
본 발명에 의하면, 상기 마이크로어레이용 기판에,
핵산, 압타머, 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬 및 당단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 상기 포착물질이 고정화된 것을 특징으로 하는 마이크로어레이가 제공된다.
본 발명에 의하면, 마이크로어레이용 기판의 자기형광을 저감시키고, 또한 형광물질의 흡착을 저감시킴으로써, 마이크로어레이의 검체의 시그널을 정밀하게 검출할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 바이오칩용 기판의 제조방법으로서,
(1) 상기 기판의 상기 표면과 아미노기를 갖는 상기 화합물과의 접촉공정 및
(2) 상기 아미노기를 갖는 화합물과 상기 고분자물질의 접촉공정,
을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판의 제조방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 바이오칩용 기판의 제조방법으로서,
상기 기판 위에, 상기 제1 층을 형성한 후,
상기 제1 층 위에서, 포스포릴콜린기를 갖는 상기 단량체와 활성 에스테르기를 갖는 상기 단량체를 공중합함으로써, 상기 제2 층을 형성하는 것을 특징으로 하 는 바이오칩용 기판의 제조방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 상기 바이오칩용 기판의 사용방법으로서,
(1) 생리활성물질을 포착하는 포착물질을 중성 또는 알칼리성의 조건에서 상기 기판 위에 고정화하는 단계 및,
(2) 상기 마이크로칩용 기판의 표면에, 검출되는 생리활성물질을 포함하는 상기 조건 이하의 pH의 액체를 접촉시켜, 상기 포착물질에 상기 생리활성물질을 포착시키는 단계,
를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판의 사용방법이 제공된다.
본 발명의 바이오칩용 기판의 사용방법에 의하면, 흡착방지제를 코팅하지 않고, 생리활성물질 용액의 pH를 제어함으로써, 검출대상물질의 비특이적인 흡착 또는 결합을 억제하여, 검출 감도가 높은 마이크로칩을 얻을 수 있다. 이 구성에 있어서, 액체는 생리활성물질을 포함하는 용액으로 할 수 있다. 또한, 상기 (1)에 있어서의 조건은, 예를 들면, pH 7.6으로 할 수 있다.
본 발명의 바이오칩용 기판의 사용방법에 있어서, 상기 포착물질은 핵산, 압타머, 단밸질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬 및 당단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질이어도 된다.
또한, 본 발명의 바이오칩용 기판의 사용방법에 있어서, 검출되는 상기 생리활성물질은, 핵산, 압타머, 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬, 당단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질이어도 된다.
본 발명에 의하면, 상기 바이오칩용 기판을 사용한 바이오칩의 제조방법으로 서,
상기 바이오칩용 기판은 복수의 상기 활성 에스테르기를 갖고,
일부의 상기 활성 에스테르기와 상기 포착물질을 반응시켜, 상기 포착물질을 고정화하는 공정과,
포착물질을 고정화하는 공정 후, 나머지 상기 활성 에스테르기를 불활성화하는 공정,
을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 바이오칩의 제조방법에 있어서, 나머지 활성 에스테르기를 불활성화하는 상기 공정을, 알칼리 화합물을 사용하여 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 바이오칩의 제조방법에 있어서, 나머지 활성 에스테르기를 불활성화하는 상기 공정을, 1급의 아미노기를 갖는 화합물을 사용하여 행할 수 있다. 또한, 본 발명의 바이오칩의 제조방법에 있어서, 1급의 아미노기를 갖는 상기 화합물이 아미노에탄올 또는 글리신이어도 된다.
본 발명의 바이오칩의 제조방법에 있어서, 상기 포착물질이 핵산, 압타머, 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬 및 당단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질이어도 된다. 또한, 이 구성에 있어서, 포착물질을 고정화하는 상기 공정은, 상기 생리활성물질을 포함하는 pH 7.6 이하의 용액을 상기 기판의 상기 표면에 접촉시키는 공정을 포함해도 된다.
본 발명에 의하면, 본 발명의 바이오칩의 제조방법으로서, 상기 포착물질을 포함하는 산성 또는 중성 액체를 상기 기판의 상기 표면에 접촉시키는 공정을 포함 하는 것을 특징으로 하는 바이오칩의 제조방법이 제공된다. 본 발명에 있어서, 산성 또는 중성의 상기 액체의 pH가 7.6 이하여도 된다.
본 발명에 의하면, 상기 바이오칩의 제조방법으로서,
상기 바이오칩용 기판의 일부의 상기 활성 에스테르기와 상기 포착물질을 반응시키고, 공유 결합을 형성시켜, 상기 포착물질을 고정화하는 공정과,
포착물질을 고정화하는 상기 공정 후, 나머지 상기 활성 에스테르기와 상기 친수성 폴리머를 반응시켜, 공유 결합시키는 공정,
을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오칩의 제조방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 상기 바이오칩의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로하는 바이오칩이 제공된다.
도면의 간단한 설명
상술한 목적 및 기타 목적, 특징 및 이점은, 이하에 서술하는 적합한 실시형태 및 그것에 부수하는 이하의 도면에 의해 더욱 분명해진다.
도 1은 실시형태의 바이오칩 구성을 나타내는 평면도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
(제1의 실시형태)
본 실시형태는, 기판(고상(固相)기판) 위에 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 고정화되는 바이오칩용 기판에 관한 것이다. 이 바이오칩용 기판은, 기판의 표면에 고분자물질을 갖는다. 고분자물질은, 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 카르복실산 유도기를 포함하는 제2 단위를 갖는다. 바이오칩용 기판의 구성부재 에 대해서 설명한다.
(고분자물질)
포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 카르복실산 유도기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질은, 생리활성물질의 비특이적 흡착을 억제하는 성질과 생리활성물질을 고정화하는 성질을 함께 갖는 폴리머이다. 제1 단위에 포함되는 포스포릴콜린기는 생리활성물질의 비특이적 흡착을 억제하는 역할을 하고, 제2 단위에 포함되는 카르복실산 유도기는 포착분자를 화학적으로 고정화하는 역할을 한다.
제1 단위는, 예를 들면, 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린기 등의 (메타)아크릴로일옥시알킬포스포릴콜린기;
2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린기 및 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린기 등의 (메타)아크릴로일옥시알콕시알킬포스포릴콜린기;
알릴포스포릴콜린기, 부테닐포스포릴콜린기, 헥세닐포스포릴콜린기, 옥테닐포스포릴콜린기 및 데세닐포스포릴콜린기 등의 알케닐포스포릴포린기;
등의 기를 갖고, 포스포릴콜린기가 이들의 기 중에 포함되어 있는 구성으로 할 수 있다.
또한, 이들의 기 중, 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린이 바람직하다. 제1 단위가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린을 갖는 구성으로 함으로써, 기판 표면에 있어서의 비특이적 흡착을 보다 한층 확실히 억제할 수 있다.
활성화된 카르복실산 유도체는, 카르복실산의 카르복실기가 활성화된 것으로서, C=O를 매개로 하여 이탈기를 갖는 카르복실산이다. 활성화된 카르복실산 유도 체로서는, 예를 들면, 카르복실산인 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 말레산, 푸마르산 등의 카르복실기가 산무수물, 산할로겐화물, 활성 에스테르, 활성화 아미드로 변환된 화합물을 들 수 있다. 카르복실산 유도기는, 이러한 화합물에 유래하는 활성화된 기로서, 예를 들면, p-니트로페닐기나 N-히드록시숙신이미드기 등의 활성 에스테르기;
-Cl, -F 등의 할로겐;
등의 기를 가질 수 있다.
또한, 카르복실산 유도기는 하기 화학식 1에 나타내어지는 기로 할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112006018796281-pct00007
(단, 상기 화학식 1에 있어서, A는 수산기를 제외한 이탈기이다. )
상기 화학식 1에 나타내어지는 1가의 기는, 예를 들면, 하기 화학식 p 또는 화학식 q로부터 선택되는 어느 하나의 기로 할 수 있다.
[화학식 p]
Figure 112006018796281-pct00008
[화학식 q]
Figure 112006018796281-pct00009
(단, 상기 화학식 p 및 화학식 q에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립하여, 1가의 유기기로서, 직쇄상, 분지상 및 환상 중 어느 것이어도 된다. 또한, 상기 화학식 p에 있어서, R1은 C와 함께 고리를 형성하는 2가의 기여도 된다. 또한, 상기 화학식 q에 있어서, R2는 N과 함께 고리를 형성하는 2가의 기여도 된다. )
상기 화학식 p에 나타내어지는 기로서, 예를 들면, 하기 화학식 r, s 및 w에 나타내어지는 기를 들 수 있다. 또한, 상기 화학식 q에 나타내어지는 기로서, 예를 들면, 하기 화학식 u에 나타내어지는 기를 들 수 있다.
상기 화학식 1에 나타내어지는 기는, 예를 들면, 하기 화학식 r, 화학식 s 등에 나타내어지는 산무수물 유래의 기;
하기 화학식 t에 나타내어지는 산할로겐화물 유래의 기;
하기 화학식 u, 화학식 w에 나타내어지는 활성 에스테르 유래의 기; 또는
하기 화학식 v에 나타내어지는 활성화 아미드 유래의 기로 할 수 있다.
Figure 112006018796281-pct00010
카르복실산 유도기 중, 활성 에스테르기는 온화한 조건에 있어서의 반응성이 우수하기 때문에 바람직하게 사용된다. 온화한 조건으로서는, 예를 들면, 중성 또는 알칼리성의 조건, 구체적으로는 pH 7.0 이상 10.0 이하, 더욱 구체적으로는 pH 7.6 이상 9.0 이하, 또한 구체적으로는 pH 8.0으로 할 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서 규정하는 바의 「활성 에스테르기」는, 그 정의에 대해서 엄밀한 규정은 이루어져 있지 않지만, 관용의 기술표현으로서는, 에스테르기의 알코올 쪽에 산성도가 높은 전자구인성기(電子求引性基)를 갖고 구핵반응(求核反應)을 활성화하는 에스테르군, 즉, 반응활성이 높은 에스테르기를 의미하는 것으로서, 각종 화학합성, 예를 들면, 고분자화학, 펩티드 합성 등의 분야에서 관용되고 있는 것이다. 실제적으로는, 페놀에스테르류, 티오페놀에스테르류, N-히드록시아민에스테르류, 복소환(複素環) 히드록시 화합물의 에스테르류 등이 알킬에스테르 등에 비해 훨씬 높은 활성을 갖는 활성 에스테르기로서 알려져 있다.
본 실시형태 및 이하의 실시형태에서는, 고분자물질 중의 활성화 카르복실산 유도기가 활성 에스테르기인 경우를 예로 설명한다. 활성 에스테르기로서는, 예를 들면, p-니트로페닐기, N-히드록시숙신이미드기, 숙신산이미드기, 프탈산이미드기, 5-노보넨(norbornene)-2,3-디카르복시이미드기 등을 들 수 있지만, 예를 들면, p-니트로페닐기가 바람직하게 사용된다.
기판의 표면에 포착물질이 고정화되는 바이오칩용 기판의 경우, 제1 단위와 제2 단위의 더욱 구체적인 구성의 조합으로서, 예를 들면, 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기를 갖고, 활성 에스테르기가 p-니트로페닐기인 구성으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 사용하는 고분자물질은, 포스포릴콜린기 및 카르복실산 유도기 이외에 다른 기를 포함해도 된다. 또한, 고분자물질은 공중합체로 할 수 있다. 구체적으로는, 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 공중합체인 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 고분자물질을 적당히 소수화(疎水化)하여, 기판 표면으로의 흡착성을 더욱 적합하게 확보할 수 있다.
구체적으로는, 고분자물질을, 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린(MPC)기를 갖는 제1 단량체와, p-니트로페닐옥시카르보닐폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트(NPMA)기를 갖는 제2 단량체와, 부틸메타크릴레이트(BMA)기를 갖는 제3 단량체와의 공중합체로 할 수 있다. 이들의 공중합체인 poly(MPC-co-BMA-co-NPMA)(PMBN)은, 모식적(模式的)으로 하기 화학식 2 나타내어진다.
Figure 112009051221015-pct00052
단, 상기 화학식 2에 있어서, a, b 및 c는 각각 독립하여, 양의 정수이다. 또한, 상기 화학식 2에 있어서, 제1~제3 단량체가 블록 공중합되어 있어도 되고, 이들의 단량체가 랜덤으로 공중합되어 있어도 된다.
상기 화학식 2로 나타내어지는 공중합체는, 고분자물질의 적당한 소수화와, 비특이적 흡착을 억제하는 성질과, 포착물질을 고정화하는 성질과의 균형에 의해 한층 우수한 구성이다. 이 때문에, 이것을 사용함으로써, 기판 표면을 보다 한층 확실히 고분자물질로 피복함과 동시에, 고분자물질이 설치된 기판 위로의 비특이적 흡착을 억제하면서, 포착물질을 더욱 확실히 공유 결합에 의해 고정화하여 기판 위에 도입할 수 있다.
또한, 상기 화학식 2로 나타내어지는 공중합체는, MPC, BMA 및 NPMA의 각 단량체를 혼합하여, 라디칼중합 등의 공지의 중합방법에 의해 얻을 수 있다. 상기 화학식 2로 나타내어지는 공중합체를 라디칼중합에 의해 제작하는 경우, 예를 들면, Ar 등의 불활성 가스 분위기에서, 30℃ 이상 90℃ 이하의 온도 조건에서 용액중합을 행할 수 있다.
용액중합에 사용되는 용매는 적절히 선택되지만, 예를 들면, 메탄올, 에탄 올, 이소프로판올 등의 알코올이나 디에틸에테르 등의 에테르, 클로로포름 등의 유기 용매를 단독으로 또는 복수 혼합하여 사용할 수 있다. 구체적으로는, 디에틸에테르와 클로로포름을 체적비로 8대 2로 한 혼합용매로 할 수 있다.
또한, 라디칼 중합반응에 사용되는 라디칼 중합개시제로서는, 통상 사용되는 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 아조비스발레로니트릴 등의 아조계 개시제;
과산화라우로일(lauroyl peroxide), 과산화벤조일(benzoyl peroxide), t-부틸퍼옥시네오데카노에이트(t-butylperoxyneodecanoate), t-부틸퍼옥시피발레이트(t-butylperoxypivalate) 등의 유용성(油溶性) 유기 과산화물;
등이 사용된다.
더욱 구체적으로는, 디에틸에테르와 클로로포름을 체적비로 8대 2로 한 혼합용매 및 AIBN을 사용하여, Ar 중 60℃에서 2~6시간 정도 중합을 행할 수 있다.
(기판의 소재)
본 실시형태에 있어서, 바이오칩용 기판으로서 사용되는 기판의 소재는, 예를 들면 유리, 플라스틱, 금속 기타로 할 수 있다. 이 중, 표면처리의 용이성 및 양산성(量産性)의 관점에서 플라스틱이 바람직하고, 열가소성 수지가 보다 바람직하다.
열가소성 수지로서는, 형광발생량이 적은 것을 사용할 수 있다. 형광발생량이 적은 수지를 사용함으로써, 생리활성물질의 검출반응에 있어서의 백그라운드를 저하시킬 수 있기 때문에, 검출 감도를 더욱 향상시킬 수 있다. 형광발생량이 적은 열가소성 수지로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 직쇄상 폴리올레핀;
환상 폴리올레핀;
함불소 수지;
등을 사용할 수 있다. 상기 수지 중에서도, 포화 환상 폴리올레핀은, 내열성, 내약품성, 저형광성, 투명성 및 성형성이 특히 우수하기 때문에, 광학적인 분석에 적합하여, 기판의 재료로서 바람직하게 사용된다.
여기에서 포화 환상 폴리올레핀이란, 환상 올레핀 구조를 갖는 중합체 단독 또는 환상 올레핀과 α-올레핀과의 공중합체를 수소첨가한 포화 중합체를 가리킨다. 전자의 예로서는, 예를 들면, 노보넨, 디시클로펜타디엔, 테트라시클로도데센으로 대표되는 노보넨계 모노머 및 이들의 알킬 치환체를 개환중합(開環重合)하여 얻어지는 중합체를 수소첨가하여 제조되는 포화 중합체이다. 후자의 공중합체는 에틸렌이나 프로필렌, 이소프로필렌, 1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐 등의 α-올레핀과 환상 올레핀계 모노머의 랜덤 공중합체를 수소첨가함으로써 제조되는 포화 중합체이다. 공중합체에서는 에틸렌과의 공중합체가 가장 바람직하다. 이들의 수지는 단독으로 사용해도 되고, 2종류 또는 그 이상의 공중합체 또는 혼합물이어도 된다. 또한, 환상 올레핀 구조를 갖는 단량체가 개환중합하여 얻어지는 포화 환상 폴리올레핀 뿐만 아니라, 환상 올레핀 구조를 갖는 단량체의 부가중합(addition polymerization)에 의해 얻어지는 포화 환상 폴리올레핀을 사용하는 것도 가능하다.
본 실시형태의 바이오칩용 기판은, 소정의 형상으로 가공된 기판의 표면에 고분자물질을 포함하는 액체를 도포하고, 건조함으로써 얻어진다. 또한, 고분자물질을 포함하는 액체 중에 기판을 침지하고, 건조해도 된다.
또한, 본 실시형태 및 이하의 실시형태에 있어서, 기판의 형상은 판상에는 한정되지 않고, 예를 들면, 필름상이나 시트상이어도 된다. 구체적으로는, 기판을 가요성(可撓性) 플라스틱 필름으로 하는 것도 가능하다. 또한, 기판은 하나의 부재로 구성되어 있어도 되고, 복수의 부재로 구성되어 있어도 된다.
얻어진 바이오칩용 기판을 사용하여 바이오칩을 제작할 수 있다. 이하, 바이오칩용 기판을 사용한 바이오칩에 대해서 설명한다.
바이오칩은, 예를 들면, 바이오칩용 기판의 표면에, 고분자물질을 매개로 하여 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 고정화된 구성으로 할 수 있다. 이렇게 하면, 생리활성물질의 검출에 더욱 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 본 실시형태 및 이후의 실시형태에 있어서, 바이오칩은 단독으로 사용되어도 되고, 다른 분석장치 중에 삽입된 상태에서 사용되어도 된다. 예를 들면, 바이오칩이 분석장치의 시료대를 겸하는 구성으로ㄹ 하는 것도 가능하다.
본 실시형태 및 이하의 실시형태에 있어서, 생리활성물질을 포착하는 포착물질은, 생리활성물질에 특이적으로 상호작용하는 물질로 할 수 있다. 특이적인 상호작용은 물리적인 상호작용이어도, 화학적인 상호작용이어도 된다. 또한, 포착물질은 생리활성을 가질 수 있다. 생리활성을 갖는 포착물질로서는, 예를 들면, 핵산, 압타머, 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬, 또는 당단백질로 할 수 있다.
또한, 본 실시형태 및 이하의 실시형태에 있어서, 생리활성물질은, 예를 들면, 핵산, 압타머, 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬, 또는 당단백질로 할 수 있다.
다음으로, 바이오칩의 제조방법을 설명한다. 본 실시형태의 바이오칩은, 바이오칩용 기판에 포착물질을 고정화함으로써 얻어진다.
(생리활성물질을 포착하는 포착물질의 고정화)
바이오칩의 제조공정은, 예를 들면,
(ⅰ) 바이오칩용 기판 위의 고분자물질에 포함되는 복수의 활성 에스테르기 중, 적어도 일부의 활성 에스테르기와 포착물질을 반응시켜 공유 결합을 형성시킴으로써, 바이오칩용 기판의 포착물질을 고정화하는 공정,
(ⅱ) 포착물질을 고정화한 이외의 기판 표면의 활성 에스테르기를 불활성화하는 공정, 즉, 나머지 활성 에스테르기를 불활성화하는 공정,
을 가질 수 있다. 이하, 각각의 공정에 대해서 설명한다.
상기 (ⅰ)에 있어서, 생리활성물질을 포착하는 포착물질을 바이오칩용 기판 위에 고정화할 때에는, 포착물질을 용해 또는 분산시킨 액체를 점착(点着)하는 방법이 바람직하다. 고분자물질에 포함되는 활성 에스테르기의 일부가 포착물질과 반응하여, 포착물질과 공유 결합이 형성된다.
포착물질을 용해 또는 분산시킨 액체의 pH는, 예를 들면, 산성에서 중성으로 할 수 있다.
또한, 점착 후, 고정화되지 않은 생리활성물질을 제거하기 위해, 순수(純水) 나 완충액으로 세정할 수 있다.
또한, 상기 (ⅱ)에 나타낸 바와 같이, 세정 후는 생리활성물질을 고정화한 이외의 기판 표면의 활성 에스테르의 불활성화처리를 알칼리 화합물, 또는 1급 아미노기를 갖는 화합물로 행한다.
알칼리 화합물로서는, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 인산수소이나트륨, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 붕산나트륨, 수산화리튬, 인산칼륨 등을 사용할 수 있다.
1급 아미노기를 갖는 화합물로서는, 글리신, 9-아미노아쿠아진, 아미노부탄올, 4-아미노부티르산, 아미노카프릴산, 아미노에탄올, 5-아미노 2,3-디히드로-1,4-펜탄올, 아미노에탄티올염산염, 아미노에탄티올황산, 2-(2-아미노에틸아미노)에탄올, 인산이수소 2-아미노에틸, 황산수소아미노에틸, 4-(2-아미노에틸)몰포린, 5-아미노플루오레세인(aminofluorescein), 6-아미노헥산산, 아미노헥실셀룰로오스, p-아미노마뇨산(aminohippuric acid), 2-아미노-2-히드록시메틸-1,3-프로판디올, 5-아미노이소프탈산, 아미노메탄, 아미노페놀, 2-아미노옥탄, 2-아미노옥탄산, 1-아미노 2-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 3-아미노프로펜, 3-아미노프로피오니트릴, 아미노피리딘, 11-아미노운데칸산, 아미노살리실산(aminosalicylic acid), 아미노퀴놀린(aminoquinoline), 4-아미노프탈로니트릴, 3-아미노프탈이미드, p-아미노프로피오페논, 아미노페닐초산, 아미노나프탈렌 등을 사용할 수 있다. 이들 중, 아미노에탄올, 글리신을 사용하는 것이 바람직하다.
바이오칩용 기판에 고정화하는 포착물질은, 활성 에스테르기와의 반응성을 높이기 위해, 아미노기를 갖는 것이 바람직하다. 아미노기는 활성 에스테르기와의 반응성이 우수하기 때문에, 아미노기를 갖는 포착물질을 사용함으로써, 효율적이고 강고하게 바이오칩 기판 위에 포착물질을 고정화할 수 있다. 아미노기의 도입 위치는 분자사슬 말단 또는 측쇄(側鎖)여도 되지만, 분자사슬 말단에 도입되어 있는 것이 바람직하다.
예를 들면, 본 실시형태 및 이하의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판 위에 고정화하는 포착물질로서 핵산, 압타머를 사용하는 경우, 활성 에스테르기와의 반응성을 높이기 위해, 아미노기를 도입하는 것이 바람직하다. DNA나 압타머 등의 핵산 사슬의 경우, 분자사슬 중에 아미노기를 갖고 있지만, 추가로, 분자사슬 말단에 아미노기를 도입해도 된다. 이렇게 함으로써, 말단의 아미노기를 활성 에스테르기와 반응시켜, 고분자물질과 더욱 확실히 공유 결합을 형성시킬 수 있다. 또한, 말단의 아미노기를 고정화에 사용함으로써, DNA 상보가닥(complimentary strand)과의 하이브리다이제이션이나 단백과의 상호 반응을 보다 한층 효율적으로 행할 수 있다.
또한, 포착물질로서, 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬, 당단백질을 사용하는 경우에도, 필요에 따라 아미노기를 도입하는 것이 바람직하다.
이상에 의해, 기판 위에 포착물질이 고정화된 바이오칩이 얻어진다. 이 바이오칩은, 생리활성물질의 검출, 정량 등에 사용할 수 있다. 또한, 시험액 중에 포함되는 생리활성물질의 특정에도 이용 가능하다. 이하, 바이오칩을 사용한 생리활성물질의 검출에 대해서 설명한다.
(생리활성물질의 검출)
바이오칩을 사용한 생리활성물질의 검출방법에 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 형광물질을 사용하여 행할 수 있다. 이렇게 함으로써, 검출 감도를 향상시킬 수 있다.
또한, 바이오칩 위에 활성 에스테르기를 불활성화하지 않고 사용하는 경우나, 활성 에스테르기가 기판 위에 잔존하고 있을 가능성이 있는 경우에는, 검출대상의 생리활성물질을 용해 또는 분산시킨 액체가 중성에서 산성으로 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 고분자물질과 생리활성물질과의 비특이적인 반응이나 흡착을 보다 한층 확실히 억제할 수 있다.
이러한 조건으로서, 구체적으로는, 액체의 pH는 8.0 이하, 바람직하게는 7.6 이하로 할 수 있다. 또한, 더욱 구체적으로는, 예를 들면, pH 7.0으로 할 수 있다. pH가 너무 높으면, 활성 에스테르기와 생리활성물질의 아미노기가 반응을 일으켜, 포착분자를 점착한 이외의 부분에, 검출하는 생리활성물질이 공유 결합에 의해 고정화되기 쉬워진다.
본 실시형태에 의하면, 바이오칩용 기판의 표면에 흡착방지제를 코팅하지 않고 검출대상물질의 비특이적인 흡착 또는 결합을 억제함과 동시에, 생리활성물질을 포착하는 포착분자를 공유 결합에 의해 확실히 고정화할 수 있기 때문에, 검출 감도나 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 실시형태의 바이오칩은, 예를 들면, 생체시료 중의 다수의 단백질, 핵산 등의 병렬 검출 및 분석에 사용된다. 보다 상세하게는, 예를 들면, 프로테오믹스나 유전자 활성의 세포내 단백질 레벨에서의 측정 등에 사용된다.
또한, 본 실시형태에서 사용한 각 부재는, 이하의 실시형태에 있어서도 사용할 수 있다.
이하의 실시형태에 있어서는, 제1의 실시형태와 다른 부분을 중심으로 설명한다.
(제2의 실시형태)
본 실시형태에서는, 제1의 실시형태에 있어서, 바이오칩용 기판으로의 포착물질의 고정화 및 생리활성물질의 검출을 이하의 조건에서 행한다.
(포착물질의 고정화)
본 실시형태에 있어서도, 제1의 실시형태의 경우와 마찬가지로, 포착물질을 바이오칩 기판 위에 고정화할 때에, 포착물질을 용해 또는 분산시킨 액체를 점착하는 방법을 사용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 포착물질의 고정화 반응을 중성 또는 알칼리성의 조건에서 행한다. 예를 들면, 점착에 사용하는 포착물질을 용해 또는 분산시킨 액체를 중성 또는 알칼리성으로 한다. 이렇게 함으로써, 포착물질과 고분자물질의 제2 단위 중의 활성 에스테르기를 더욱 확실히 반응시켜, 공유 결합을 형성시킬 수 있다. 이러한 조건으로서, 예를 들면 pH 7.0 이상, 바람직하게는 pH 7.6 이상으로 할 수 있다. 더욱 구체적으로는, pH를 8.0으로 할 수 있다. pH가 너무 낮은 조건에서는, 활성 에스테르기와 포착물질이 반응을 일으키기 어려워, 포착물질을 고정화하는 것이 곤란해질 우려가 있다.
또한, 포착물질을 포함하는 액체의 pH의 하한은, 포착물질의 종류나 고분자물질의 재료에 따라 적절히 선택되지만, 예를 들면, pH 10 이하로 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서도, 점착 후, 고정화되지 않은 생리활성물질을 제거하기 위해, 순수나 완충액으로 세정하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 포착물질의 고정화 후, 생리활성물질을 포착시킬 때에, 생리활성물질을 포함하는 산성 또는 중성 액체, 예를 들면, 용액을 기판 위의 고분자물질에 접촉시키는 것도 가능하다. 생리활성물질을 포함하는 액체는, 중성 또는 산성, 구체적으로는 제1의 실시형태에서 전술한 pH 조건으로 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 생리활성물질의 비특이적 흡착을 억제하면서, 포착물질에 더욱 안정적으로 상호작용시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 바이오칩용 기판 및 바이오칩의 구성으로서, 제1의 실시형태에 기재된 구성을 사용할 수 있다.
예를 들면, 본 실시형태의 바이오칩의 구성은, 하기 (ⅰ)~(ⅹ)에 나타내는 구성으로 할 수 있다.
(ⅰ) 포스포릴콜린기 및 활성 에스테르기를 갖는 고분자층을 표면에 갖는 기판에, 해당 활성 에스테르기를 매개로 하여, 생리활성물질을 포착하는 분자가 기판 표면에 고정화되는 구성,
(ⅱ) 포스포릴콜린기가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기 중에 포함되는 구성,
(ⅲ) 활성 에스테르기가 p-니트로페닐기인 구성,
(ⅳ) 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 공중합체인 구성,
(ⅴ) 기판이 플라스틱제인 구성,
(ⅵ) 플라스틱이 포화 환상 폴리올레핀인 구성,
(ⅶ) 기판이 유리제인 구성,
(ⅷ) 포착물질이 핵산, 단백질, 올리고펩티드, 당사슬, 당단백질 중 적어도 하나인 구성,
(ⅸ) 바이오칩에 추가로 생리활성물질이 포착된 구성,
(ⅹ) 생리활성물질이 핵산, 단백질, 올리고펩티드, 당사슬, 당단백질 중 적어도 하나인 구성.
본 실시형태에 의하면, 단백질, 핵산 등의 검출 및 분석에 사용될 때에, 흡착방지제를 코팅하지 않고, 검출대상물질의 비특이적인 흡착 또는 결합이 억제되어, 검출 정밀도나 검출 감도가 높은 바이오칩이 얻어진다.
(제3의 실시형태)
본 실시형태에 있어서는, 제1의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판을 사용하여, 제2의 실시형태에 기재된 조건에서 포착물질의 고정화를 행한다. 포착물질의 고정화 조건은, 제2의 실시형태에 기재된 조건으로 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 포착물질의 고정화 후, 기판 위의 고분자물질에 검출대상의 생리활성물질을 포함하는 액체를 접촉시켜, 포착물질에 생리활성물질을 포착시킨다. 이 때, 생리활성물질을 포함하는 액체의 pH를, 포착물질을 포함하는 액체의 pH 이하의 pH, 바람직하게는 포착물질을 포함하는 액체의 pH 보다 낮은 pH 로 한다.
이와 같이 하면, 생리활성물질과 활성 에스테르기와의 반응을 더욱 확실히 억제할 수 있다.
구체적으로는, 바이오칩용 기판으로의 포착물질의 고정화 및 생리활성물질의 검출을, 하기 (1), (2)의 순서로 행할 수 있다.
(1) pH 7.6 이상으로 포착물질을 고정하는 단계 및
(2) 검출하는 생리활성물질을 포함하는 pH 7.6 이하의 용액을 기판 표면에 접촉시켜, 포착물질에 생리활성물질을 포착시키는 단계.
본 실시형태에 의하면, 생리활성물질을 포함하는 액체의 pH를 제어함으로써, 흡착방지제를 코팅하지 않고, 검출대상물질의 비특이적인 흡착 또는 결합을 억제하여, 검출 정밀도나 검출 감도가 높은 바이오칩을 얻을 수 있다. 또한, 마이크로칩용 기판으로서 마이크로어레이용 기판을 사용하면, 검출 감도가 우수한 마이크로어레이가 얻어진다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 바이오칩용 기판 및 바이오칩의 구성으로서, 제1의 실시형태 또는 다른 실시형태에 기재된 구성을 사용할 수 있다.
(제4의 실시형태)
본 실시형태의 바이오칩용 기판은, 기판 표면에 아미노기를 갖는 화합물을 포함하는 제1 층과, 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 카르복실산 유도체를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 포함하는 제2 층을 갖는다. 기판, 제1 층 및 제2 층이 이 순서로 적층되어 있다.
기판으로서는, 예를 들면, 제1의 실시형태에 기재된 재료 또는 형상의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 포화 환상 폴리올레핀 등의 플라스틱제의 기판이나 유리제의 기판으로 할 수 있다.
제1 층은, 아미노기를 갖는 화합물을 포함한다. 제1 층은, 제2 층을 기판 위에 고정화하여, 그 박리를 억제하는 접착층으로서 기능한다. 제1 층은, 예를 들면, 아미노기를 갖는 실란커플링제 등의 아미노실란을 포함할 수 있다. 이렇게 하면, 기판 표면에 제1 층을 더욱 안정적으로 설치하여, 기판 표면을 제1 층으로 더욱 확실히 피복할 수 있다. 또한, 아미노기를 갖는 실란커플링제는, 오르가노실록산이나 폴리오르가노실록산 등의 형태로 존재하고 있어도 된다.
제1 층의 두께는, 예를 들면, 1 Å(0.1 ㎚) 이상으로 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 기판 표면을 확실히 피복하여, 제2 층의 기판 표면으로부터의 박리를 더욱 확실히 억제할 수 있다. 또한, 제1 층의 두께의 상한에 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 100 Å(10 ㎚) 이하로 할 수 있다.
제2 층은, 기판 위를 피복하여 생리활성물질의 검출 등에 적합한 표면 상태를 제공하는 기능을 갖는다. 제2 층을 구성하는 고분자물질은, 생리활성물질의 비특이적 흡착을 억제하는 성질과 생리활성물질을 고정화하는 성질을 함께 갖는 폴리머이다. 고분자물질 중의 포스포릴콜린기는 생리활성물질의 비특이적 흡착을 억제하는 역할을 한다. 또한, 고분자물질 중의 카르복실산 유도기는, 제1 층 중의 화합물의 아미노기와 반응하는 역할 및 포착물질을 고정화하는 역할을 한다.
고분자물질로서, 예를 들면, 제1의 실시형태에 기재된 구성을 적용할 수 있 다. 또한, 고분자물질 중의 포스포릴콜린기를 포함하는 기 및 카르복실산 유도기는, 예를 들면, 제1의 실시형태에 예시한 기로 할 수 있다. 예를 들면, 고분자물질의 제1 단위가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기를 갖는 구성으로 할 수 있다. 또한, 고분자물질의 제2 단위가 p-니트로페닐기를 갖는 구성으로 할 수 있다. 추가로, 제1의 실시형태와 마찬가지로, 본 실시형태에 있어서도 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 제3 단위를 갖고 있어도 된다. 이하, 활성화된 카르복실산 유도체가 활성 에스테르기인 경우를 예로 설명한다.
제2 층의 두께는, 예를 들면, 5 ㎚ 이상으로 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 제1 층이 설치된 기판 표면을 확실히 피복하여, 생리활성물질 등의 비특이적 흡착을 더욱 확실히 억제할 수 있다. 또한, 제2 층의 두께의 상한에 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 100 ㎚ 이하로 할 수 있다.
또한, 기판과 제1 층과의 사이 및 제1 층과 제2 층과의 사이에는, 개재층(介在層)이 존재하고 있어도, 존재하고 있지 않아도 된다. 제1 층이 기판에 접하여 설치되고, 제2 층이 제1 층에 접하여 설치된 구성으로 하여, 실질적으로 개재층이 존재하지 않는 적층 형태로 함으로써, 바이오칩의 제조과정 또는 사용과정에 있어서의 기판으로부터의 고분자물질의 박리를 보다 한층 확실히 억제할 수 있다.
또한, 제1 층의 아미노기와, 제2 층 중 일부의 활성 에스테르기가 반응하여 공유 결합, 구체적으로는 아미드 결합이 형성된 구성으로 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 기판 위에 제2 층을 보다 한층 확실히 고정하여, 그 박리를 억제할 수 있다. 또한, 나머지 활성 에스테르기를 사용해서, 생리활성물질을 포착하는 포착물질을 바이오칩용 기판 위에 화학적으로 고정화하여, 바이오칩을 얻을 수 있다.
다음으로, 본 실시형태의 바이오칩용 기판의 제조방법을 설명한다. 본 실시형태의 바이오칩용 기판의 제조방법은, 기판 위에 제1 층을 설치하는 공정과, 제1 층 위에 제2 층을 설치하는 공정을 포함할 수 있다. 기판에 접하여 제1 층이 설치되고, 제1 층에 접하여 제2 층이 설치되는 구성의 경우, 바이오칩용 기판의 제조공정은, 예를 들면, 하기 (1) 및 (2)의 공정을 포함할 수 있다.
(1) 기판의 표면과 아미노기를 갖는 화합물과의 접촉공정 및
(2) 아미노기를 갖는 화합물과 고분자물질과의 접촉공정.
먼저, 상기 (1)의 공정에 대해서 설명한다. (1)의 공정에 의해, 기판 위에 제1 층이 형성된다.
기판 표면으로의 아미노기를 갖는 화합물을 포함하는 제1 층의 도입에는, 아미노알킬실란처리, 질소분위기 하에서의 플라즈마처리, 아미노기 함유 고분자물질의 코팅 등의 방법을 사용할 수 있다. 이 중, 아미노알킬실란처리는, 간편성 및 균일성의 관점에서 바람직하게 사용된다.
아미노알킬실란처리는, 예를 들면, 아미노알킬실란(커플링제) 용액으로의 기판의 침지 및 열처리에 의해 가능하다. 아미노알킬실란 용액의 농도는, 예를 들면, 0.1 중량% 이상 10 중량% 이하, 바람직하게는 0.1 중량% 이상 5 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 1 중량% 이상 5 중량% 이하로 할 수 있다. 아미노알킬실란 농도를 0.1 중량% 이상, 바람직하게는 1 중량% 이상으로 함으로써, 기판의 표면에 보다 한층 확실히 아미노기를 갖는 화합물을 층상으로 형성할 수 있다. 또한, 아미노알킬 실란 농도를 10 중량% 이하, 바람직하게는 5 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 1 중량% 이하로 함으로써, 아미노알킬실란 화합물을 기판상으로 동일하게 분산시킬 수 있다. 이 때문에, 제1 층의 막두께의 불균일을 억제할 수 있다.
다음으로, 상기 (2)의 공정에 대해서 설명한다. (2)의 공정에 의해, 제1 층 위에 제2 층이 형성된다.
제1 층의 상부에, 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 활성 에스테르기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 포함하는 제2 층을 형성할 때에는, 예를 들면, 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질의 용액에 기판을 침지하는 방법을 사용할 수 있다. 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질의 농도는, 예를 들면, 0.05 중량% 이상 5.0 중량% 이하, 바람직하게는 0.1 중량% 이상 1.0 중량% 이하로 할 수 있다.
고분자물질의 농도를 0.05 중량% 이상, 바람직하게는 0.1 중량% 이상으로 함으로써, 제1 층을 피복하는 제2 층을 확실하게 설치할 수 있다. 또한, 고분자물질의 농도를 5.0 중량% 이하, 바람직하게는 1.0 중량% 이하로 함으로써, 제1 층 위에 동일하게 제2 층을 형성하여, 제2 층의 막두께의 불균일을 억제할 수 있다.
본 실시형태에 의하면, 흡착방지제를 코팅하지 않고, 검출대상물질의 비특이적인 흡착 또는 결합을 억제하며, 또한 계면활성제에 의한 세정에 의해서도 막이 박리되지 않는 검출 정밀도 또는 검출 감도가 높은 바이오칩용 기판이 얻어진다.
본 실시형태의 바이오칩용 기판을 사용해서 각종 포착물질을 고정화하여, 바이오칩을 얻을 수 있다. 또한, 바이오칩을 사용하여 생리활성물질의 검출 등을 행 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서도, 포착물질 및 생리활성물질로서는, 예를 들면, 제1의 실시형태에 기재된 물질을 사용할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 바이오칩용 기판 및 바이오칩의 구성으로서, 제1의 실시형태 또는 전술한 다른 실시형태에 기재된 구성을 사용할 수 있다.
(제5의 실시형태)
본 실시형태에서는, 이상의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판을 사용한 바이오칩에 관한 것이다. 본 실시형태의 바이오칩은, 기판의 표면에 포스포릴콜린기와 복수의 카르복실산 유도기를 갖는 고분자물질을 갖는 바이오칩용 기판의, 일부의 상기 카르복실산 유도기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여 공유 결합을 형성하고 있고, 나머지 상기 카르복실산 유도기와 친수성기를 갖는 친수성 폴리머가 반응하여 공유 결합을 형성하고 있는 구성이다. 공유 결합에 의한 고분자물질로의 친수성 폴리머의 도입에 의해, 바이오칩 표면의 고분자물질로의 단백질의 비특이적 흡착을 더욱 저감시킬 수 있다.
바이오칩용 기판으로서는, 본 명세서의 다른 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판 중 어느 하나의 구성을 사용할 수 있다. 이하, 제1의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판을 사용하는 경우를 예로 설명한다. 바이오칩용 기판의 고분자물질은, 예를 들면, 제1 단위가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기를 포함하고, 제2 단위가 활성화 카르복실산 유도기의 한 태양인 활성 에스테르기로서 p-니트로페닐기를 갖는 구성으로 할 수 있다. 또한, 상기 화학식 2에 나타낸 고분자물질을 사용해 도 된다.
또한, 본 실시형태의 바이오칩은, 바이오칩용 기판의 고분자물질 중에 포함되는 복수의 활성 에스테르기 중, 일부의 활성 에스테르기를 포착물질과 반응시켜, 포착물질과 공유 결합을 형성시키는 포착물질의 고정화공정과, 포착물질의 고정화공정 후, 나머지 활성 에스테르기를 친수성 폴리머와 반응시켜, 친수성 폴리머와 공유 결합시키는 공정을 포함할 수 있다.
(포착물질의 고정화)
바이오칩 기판으로의 포착물질의 고정화는, 이상의 실시형태에 기재된 방법에 의해, 예를 들면, 제2의 실시형태에 기재된 방법에 의해 행할 수 있다. 구체적으로는, 본 실시형태에 있어서도, 상술한 실시형태와 마찬가지로, 포착물질을 바이오칩 기판 위에 고정화할 때에는, 생리활성물질을 용해 또는 분산시킨 액체를 점착하는 방법을 사용할 수 있다. 포착물질을 용해 또는 분산시킨 액체의 pH는 중성 또는 알칼리성, 바람직하게는 7.6 이상으로 할 수 있다. 또한, 점착 후, 고정화되지 않은 포착물질을 제거하기 위해, 순수나 완충액으로 세정할 수 있다.
본 실시형태에서는, 포착물질의 고정화 후 및 세정 후, 추가로 포착물질을 점착한 이외의 기판 표면 부분, 즉 기판 위에 잔존하고 있는 활성 에스테르기를 친수성 폴리머화한다. 이하, 고분자물질로의 친수성 폴리머의 도입에 대해서 설명한다.
(친수성기를 갖는 폴리머의 도입)
본 발명에서는, 추가로 생리활성물질을 고정화한 이외의 기판 표면의 활성 에스테르기와 친수성 폴리머를 반응시켜, 고분자물질을 친수성 폴리머화한다.
친수성 폴리머는, 친수기를 갖는 폴리머로서, 예를 들면, 폴리알킬렌옥시드 또는 복수 종류의 폴리알킬렌옥시드를 구조 중에 포함할 수 있다. 폴리알킬렌옥시드로서, 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 이들의 공중합체 및 이들의 적어도 하나와 다른 폴리알킬렌옥시드와의 공중합체 중 어느 하나를 구조 중에 포함할 수 있다.
또한, 친수성 폴리머는, 활성 에스테르기와의 반응성을 높이기 위해 말단이 아미노화되어 있는 것이 바람직하다. 말단에 아미노기가 도입된 친수성 폴리머로서는, 구체적으로는 썬 테크노케미컬 가부시키가이샤제의 제파민 M 시리즈(XTJ-505, XTJ-6506, XTJ-507, M-2070, XTJ-234) 등을 들 수 있다.
활성 에스테르기로의 친수성 폴리머의 도입에는, 친수성 폴리머의 용액 등의 액체에 생리활성물질이 고정화된 기판을 침지하는 방법이 바람직하다. 친수성 폴리머를 포함하는 액체 중의 친수성 폴리머의 농도는, 예를 들면, 0.1 중량% 이상으로 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 고분자물질에 확실히 친수성 폴리머를 도입할 수 있다. 또한, 친수성 폴리머의 농도는, 예를 들면, 100 중량% 이하로 할 수 있다. 용액의 점도가 높은 폴리머를 사용하는 경우는 희석하여 사용하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 고분자물질에 안정적으로 친수성 폴리머를 도입할 수 있다.
본 실시형태의 바이오칩은, 친수성 폴리머의 도입에 의해 잔존하는 활성 에스테르기가 이탈된 구성이기 때문에, 흡착방지제를 코팅하지 않고, 검출대상물질의 비특이적인 흡착 또는 결합을 억제하여, 검출 감도를 보다 한층 확실히 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 바이오칩용 기판 및 바이오칩의 구성으로서, 제1의 실시형태 또는 전술한 다른 실시형태에 기재된 구성을 사용할 수 있다.
(제6의 실시형태)
제1의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판 및 이상의 다른 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판에 있어서, 고분자물질의 제2 단위에 포함되는 카르복실산 유도기를 활성 에스테르기로 하는 경우, 활성 에스테르기가 N-히드록시숙신이미드기여도 된다.
예를 들면, 바이오칩용 기판에 1차 항체 등의 생리활성을 갖는 포착물질이 고정화된 바이오칩으로서, 포착물질의 고정화법에 있어서는, 물리적 흡착에 의한 고정화법, 화학반응에 의한 고정화법 등이 사용된다.
화학적 고정화법에 있어서는, 활성 에스테르를 사용하여 생리활성물질의 아미노기와 반응시킴으로써 고정화하는 방법이 알려져있다. 그러나, 활성 에스테르기는 그 에스테르의 종류에 의해 아미노기와의 반응성이 크게 변화한다.
예를 들면, p-니트로페닐에스테르 등은 비교적 높은 pH 쪽에서의 반응성이 우수하다. 이 때문에, 생리활성을 갖는 포착물질의 종류에 의해서는, 높은 pH에 의한 포착물질의 변성, 분해 등이 원인이 되어 충분한 시그널 강도가 얻어지지 않을 우려가 있었다.
이러한 경우, 활성 에스테르기를 N-히드록시숙신이미드기로 함으로써, 보다 낮은 pH, 예를 들면, pH 7.4 이상 9.0 이하에서 포착물질을 고정화할 수 있다. 이 때문에, 높은 pH에 있어서의 안정성이 낮은 포착물질의 경우에 있어서도, 생리활성을 유지한 상태에서 고분자물질에 안정적으로 고정화할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 바이오칩용 기판의 기본 구성은, 고분자물질 중의 제2 단위가 N-히드록시숙신이미드기를 갖는 것을 제외하는 것 외에, 제1의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판과 동일하게 할 수 있다.
예를 들면, 기판의 표면에 고분자물질을 갖는 바이오칩용 기판에 있어서, 제1 단위와 제2 단위의 더욱 구체적인 구성의 조합으로서, 예를 들면, 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기를 갖고, 활성 에스테르기가 N-히드록시숙신이미드기인 구성으로 할 수 있다.
본 실시형태에 의하면, 기판 위에 흡착방지제를 코팅하지 않고, 검출대상물질의 비특이적인 흡착 또는 결합을 억제할 수 있기 때문에, 시그널 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 바이오칩용 기판 및 바이오칩의 구성으로서, 제1의 실시형태 또는 전술한 다른 실시형태에 기재된 구성을 사용할 수 있다.
(제7의 실시형태)
이상의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판에 있어서, 고분자물질 중의 제1 단위에 포스포릴콜린기의 비율, 또는 고분자물질의 제2 단위에 포함되는 활성화 카르복실산 유도기의 비율을, 이하와 같이 하는 것도 가능하다. 이하, 활성화 카르복실산 유도기가 활성 에스테르기인 경우를 예로 설명한다.
본 실시형태에 있어서, 바이오칩용 기판 및 바이오칩의 구성부재로서는, 제1 의 실시형태 또는 전술한 다른 실시형태에 기재된 것을 사용할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 기판 위의 고분자물질이 하기 (a)성분으로 되는 구성으로 할 수 있다.
(a) 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 활성 에스테르기를 갖는 제2 단위를 필수성분으로 하여, 부틸메타크릴레이트기를 갖는 제3 단위를 임의성분으로 하는 고분자
이 경우, 고분자물질 중에 포함되는 포스포릴콜린기의, 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기와 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율을, 예를 들면, 3 몰% 이상, 바람직하게는 25% 이상으로 할 수 있다. 포스포릴콜린기의 비율이 너무 작으면, 칩으로서 사용했을 때에 생리활성물질의 비특이적 흡착을 일으키게 되어, 백그라운드가 높아질 우려가 있다.
또한, 기판 위의 고분자물질에 포함되는 포스포릴콜린기의, 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기와 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율을, 예를 들면, 40 몰% 이하, 바람직하게는 40 몰% 미만, 더욱 바람직하게는 35 몰% 이하, 또한 바람직하게는 35 몰% 미만으로 할 수 있다. 포스포릴콜린기의 비율이 너무 크면, 혼합 폴리머의 수용성이 높아지기 때문에 표면층이 박리되어 버릴 우려가 있다.
또한, 고분자물질에 포함되는 활성 에스테르기의, 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기와의 합계에 대한 비율을, 예를 들면, 1 몰% 이상 25 몰% 이하로 할 수 있다. 활성 에스테르기의 비율이 너무 작으면, 생리활성물질의 고정화량이 저하되어 충분한 시그널이 얻어지지 않을 우려가 있다. 또한, 활성 에스테르기의 비율이 너 무 크면, 최표면(最表面)에 존재하는 활성 에스테르기량이 포화되어 버려 시그널 강도가 향상되지 않을 우려가 있다.
더욱 구체적으로는, 고분자물질에 포함되는 활성 에스테르기의, 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기와의 합계에 대한 비율을, 예를 들면, 15 몰% 이상 25 몰% 미만으로 할 수 있다. 또한, 생리활성물질의 검출반응에 있어서 백그라운드를 보다 한층 확실히 저하시키는 관점에서는, 고분자물질에 포함되는 활성 에스테르기의, 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기와의 합계에 대한 비율을, 1 몰% 이상 8% 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 1 몰% 이상 8% 이하로 함으로써, 검출 감도를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 고분자물질이 상기 (a)성분 및 하기 (b)성분으로 되는 이하의 구성으로 하는 것도 가능하다.
(b) 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 제3 단위를 갖는 고분자
또한, 상기 (a)의 제1 단위와 상기 (b)의 제1 단위는 동일 구조여도 되고, 다른 구조여도 된다. 또한, 상기 (a)가 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 제3 단위를 포함할 때, (a)의 제3 단위와 상기 (b)의 제3 단위는 동일 구조여도 되고, 다른 구조여도 된다.
(b)성분은, 생리활성물질의 비특이적 흡착을 억제하는 폴리머로서 사용된다. 이러한 폴리머로서는, 예를 들면, 포스포릴콜린기가 30 몰%, 부틸메타크릴레이트기가 70 몰%의 비율로 포함되어 있는 것인 MPC 폴리머(니혼유시사제)를 사용할 수 있 다.
또한, 고분자물질이 상기 (a), (b)성분으로 되는 경우, (a), (b)성분이 혼합되어 있는 구성으로 할 수 있다. 상기 (a)성분 및 (b)성분의 폴리머는, 예를 들면, 에탄올 용액에 용해할 수 있기 때문에, 각각의 폴리머 용액을 혼합함으로써 용이하게 혼합 폴리머를 얻을 수 있다.
상기 (a), (b)성분으로 되는 혼합 폴리머에 포함되는 포스포릴콜린기의, 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기와 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율은, 예를 들면, 3 몰% 이상, 바람직하게는 25 몰% 이상으로 할 수 있다. 혼합 폴리머에 있어서도, 포스포릴콜린기의 비율이 너무 작으면, 생리활성물질의 비특이적 흡착을 일으키게 되어, 백그라운드가 높아질 우려가 있다.
또한, 상기 (a), (b)성분으로 되는 혼합 폴리머에 포함되는 포스포릴콜린기의, 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기와 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율은, 예를 들면, 40 몰% 이하, 바람직하게는 40 몰% 미만, 더욱 바람직하게는 35 몰% 이하, 또한 바람직하게는 35 몰% 미만으로 할 수 있다. 혼합 폴리머에 있어서도, 포스포릴콜린기의 비율이 너무 크면, 혼합 폴리머의 수용성이 높아지기 때문에 표면층이 박리되어 버릴 우려가 있다.
또한, 상기 (a), (b)성분으로 되는 혼합 폴리머에 포함되는 활성 에스테르기의, 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기와 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율을, 예를 들면, 1 몰% 이상 25 몰% 이하로 할 수 있다. 혼합 폴리머의 경우에도, 활성 에스테르기의 비율이 너무 작으면, 생리활성물질의 고정화량이 저하되어 충분한 시그널이 얻어지지 않을 우려가 있다. 또한, 활성 에스테르기의 비율이 너무 크면, 최표면에 존재하는 활성 에스테르기량이 포화되어 버려 시그널 강도가 향상되지 않을 우려가 있다.
더욱 구체적으로는, (a), (b)성분으로 되는 혼합 폴리머에 포함되는 활성 에스테르기의, 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기와의 합계에 대한 비율을, 예를 들면, 15 몰% 이상 25 몰% 미만으로 할 수 있다. 또한, 생리활성물질의 검출반응에 있어서의 백그라운드를 보다 한층 확실히 저하시키는 관점에서는, (a), (b)성분으로 되는 혼합 폴리머에 포함되는 활성 에스테르기의, 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기와의 합계에 대한 비율을, 1 몰% 이상 8% 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 1 몰% 이상 8% 이하로 함으로써, 검출 감도를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서도, 활성 에스테르기로서는, 예를 들면 p-니트로페닐기, N-히드록시숙신이미드기 등을 사용할 수 있다.
본 실시형태의 바이오칩용 기판에 포착물질을 사용하면, 검출 감도가 우수한 바이오칩을 얻을 수 있다. 바이오칩용 기판을 사용한 바이오칩의 제작에는, 이상의 실시형태에 기재된 방법을 사용할 수 있다.
예를 들면, 본 실시형태에 있어서도, 포착물질을 바이오칩 기판 위에 고정화할 때에는, 생리활성물질을 용해 또는 분산시킨 액체를 점착하는 방법을 사용할 수 있다. 또한, 포착물질을 용해 또는 분산시킨 액체의 pH는 7.6 이상으로 할 수 있다. 또한, 점착 후, 고정화되지 않은 물질을 제거하기 위해, 순수나 완충액으로 세정할 수 있다. 또한, 세정 후는 생리활성물질을 점착한 이외의 부분을 친수성 폴리 머화해도 된다.
본 실시형태에 의하면, 흡착방지제를 코팅하지 않고, 검출대상물질의 비특이적인 흡착 또는 결합이 억제되어, 검출 정밀도 또는 검출 감도가 높은 바이오칩을 얻을 수 있다.
(제8의 실시형태)
본 실시형태는, 이상의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판을 갖는 마이크로어레이용 기판에 관한 것이다. 이 마이크로어레이용 기판은, 기판 표면에 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 활성 에스테르기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 갖는다.
본 실시형태에 있어서, 마이크로어레이용 기판의 구성부재, 재료 및 제조방법으로서는, 이상의 실시형태에 기재된 것을 사용할 수 있다.
본 실시형태의 마이크로어레이용 기판은, 자기형광을 저감화, 형광 색소의 흡착을 저감시킨 구성이다. 이 때문에, 검체의 정보 시그널을 형광으로서 더욱 고감도로 검출할 수 있다. 이 마이크로어레이용 기판은, 기판의 표면에 생리활성물질을 포착하는 포착물질을 고정화하여, 형광 색소를 사용하여 생리활성물질을 검출하기 위한 마이크로어레이용 기판으로서 적합하게 사용된다.
또한, 본 실시형태의 마이크로어레이용 기판을 사용하면, 예를 들면, 형광 색소를 사용하여 생리활성물질을 검출하는 마이크로어레이에 적합하게 사용되는 마이크로어레이가 얻어진다. 예를 들면, 마이크로어레이용 기판에 핵산, 압타머, 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬 및 당단백질 중, 적어도 하나의 포착물질 을 고정화함으로써, 마이크로어레이가 얻어진다. 또한, 본 명세서에 있어서, 마이크로어레이는 DNA 마이크로어레이에는 한정되지 않고, 기판 위에 생리활성을 갖는 소정의 포착물질을 집적화한(칩화한) 소자(素子)를 말한다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 마이크로어레이용 기판 및 마이크로어레이의 구성에, 제1의 실시형태 또는 전술한 다른 실시형태에 기재된 마이크로칩용 기판 및 마이크로칩의 구성을 적용할 수 있다.
예를 들면, 본 실시형태의 바이오칩의 구성은, 하기 (ⅰ)~(ⅵ)에 나타내는 구성으로 할 수 있다.
(ⅰ) 포스포릴콜린기가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기인 마이크로어레이용 기판,
(ⅱ) 활성 에스테르기가 p-니트로페닐기 또는 N-히드록시숙신이미드기인 마이크로어레이용 기판,
(ⅲ) 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 공중합체인 마이크로어레이용 기판,
(ⅳ) 기판이 플라스틱제인 마이크로어레이용 기판,
(ⅴ) 플라스탁이 포화 환상 폴리올레핀인 마이크로어레이용 기판,
(ⅵ) 기판이 유리제인 마이크로어레이용 기판.
(제9의 실시형태)
본 실시형태는, 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 카르복실산 유도기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질이 기판 위에 설치된 마이크로칩용 기판의 다 른 구성에 관한 것이다. 본 실시형태의 마이크로칩용 기판은, 기판과, 기판 위에 설치되어, 오르가노실록산을 포함하는 제1 층과, 제1 층 위에 설치되어, 포스포릴콜린기를 갖는 단량체와 카르복실산 유도기를 갖는 단량체와의 공중합체를 포함하는 제2 층을 갖는다. 기판, 제1 층 및 제2 층이 이 순서로 적층된 층이 설치되어 있다. 이하, 카르복실산 유도기가 활성 에스테르기인 경우를 예로 설명한다.
이 구성에 있어서, 제1 층을 구성하는 오르가노실록산은, 중합성 이중결합을 갖는 기를 갖는 화합물로 할 수 있다. 중합성 이중결합을 갖는 기가 알케닐기(올레핀기)를 구성하고 있어도 된다. 또한, 중합성 이중결합을 갖는 기의 적어도 일부가 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 또는 비닐기를 구성하고 있어도 된다. 제1 층은, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기, 또는 다른 알케닐기로부터 선택되는 적어도 하나의 기를 갖는 화합물을 가질 수 있다.
기판의 구성으로서는, 이상의 실시형태에 기재된 기판을 사용할 수 있다.
제1 층은, 중층(重層)되는 제2 층이 단량체의 라디칼중합, 광중합(光重合), 또는 라디칼 이온중합 등의 중합에 의해 형성될 때에, 제2 층 중의 단량체와 반응하여, 공유 결합에 의해 제2 층을 기판 위에 고정화하는 층이다.
제1 층의 두께는, 예를 들면, 1 Å(0.1 ㎚) 이상으로 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 기판 표면을 확실히 피복하여, 제2 층의 기판 표면으로부터의 박리를 더욱 확실히 억제할 수 있다. 또한, 제1 층의 두께의 상한에 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 100 Å(0.1 ㎚) 이하로 할 수 있다.
제2 층은, 기판 위를 피복하여 생리활성물질의 검출 등에 적합한 표면 상태 를 제공하는 기능을 갖는다. 제2 층은, 생리활성물질의 비특이적 흡착을 억제하는 성질과 포착물질을 고정화하는 성질을 함께 갖는다. 제2 층 중의 공중합체 중의 포스포릴콜린기는 생리활성물질의 비특이적 흡착을 억제하는 역할을 하고, 공중합체 중의 활성 에스테르기는 생리활성물질을 고정화하는 역할을 한다.
제2 층의 두께는, 예를 들면, 5 ㎚ 이상으로 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 제1 층이 설치된 기판 표면을 확실히 피복하여, 생리활성물질 등의 비특이적 흡착을 더욱 확실히 억제할 수 있다. 또한, 제2 층의 두께의 상한에 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 100 ㎚ 이하로 할 수 있다.
또한, 기판과 제1 층 사이 및 제1 층과 제2 층 사이에는, 개재층이 존재하고 있어도, 존재하고 있지 않아도 된다. 제1 층이 기판에 접하여 설치되고, 제2 층이 제1 층에 접하여 설치된 구성으로 하여, 실질적으로 개재층이 존재하지 않는 적층형태로 함으로써, 바이오칩의 제조과정 또는 사용과정에 있어서의 기판으로부터의 고분자물질의 박리를 보다 한층 확실히 억제할 수 있다. 또한, 이 때, 제1 층 중의 오르가노실록산이 중합성 이중결합을 갖는 기를 갖고, 중합성 이중결합을 갖는 기와 상기 공중합체가 반응하여, 공유결합이 형성된 구성으로 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 제1 층이 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기, 또는 다른 알케닐기로부터 선택되는 적어도 하나의 기를 갖는 화합물만으로 형성되고, 제2 층이 공중합체만으로 형성되어 있어도 된다. 또한, 기판의 표면에 제1 층이 설치되고, 제1 층의 표면에 제2 층이 설치된 구성으로 해도 된다.
다음으로, 본 실시형태의 바이오칩용 기판의 제조방법을 설명한다. 이 바이 오칩용 기판은, 기판 표면에 제1 층을 형성한 후, 제1 층 위에서 포스포릴콜린기를 갖는 단량체와 활성 에스테르기를 갖는 단량체를 공중합함으로써 제2 층을 형성함으로써 얻어진다.
기판 표면의 제1 층의 형성에 사용하는 오르가노실록산으로서는, 중합성 이중결합을 갖는 실란커플링제를 사용할 수 있다. 또한, 실란커플링제는, 기판 위에 오르가노실록산의 상태에서 존재하고 있어도 된다. 또한, 오르가노실록산은, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기, 또는 그 밖의 올레핀기로부터 선택되는 적어도 하나의 기를 갖는 실란커플링제인 것이 바람직하다.
이들의 실란커플링제로서는, (3-아크릴옥시프로필)트리메톡시실란, 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, N-(3-아크릴옥시-2-히드록시프로필)-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(3-메타크릴옥시-2-히드록시프로필)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 메타크릴옥시메틸트리에톡시실란, 메타크릴옥시메틸트리메톡시실란, (3-아크릴옥시프로필)메틸디메톡시실란, 메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 메타크릴옥시프로필디메틸에톡시실란, 메타크릴옥시프로필디메틸메톡시실란, 알릴트리메톡시실란, 3-(N-스티릴메틸-2-아미노에틸아미노)-프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리이소프로펜옥시실란, 비닐트리이소프로폭시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, 비닐트리스(메틸에틸케톡시이미노)실란, 알릴옥시운데실트리메톡시실란, 알릴트리에톡시실란, 노보네닐트리에톡시실란, 3-부테닐트리에톡시실란, 2-(클로로메틸)알릴트리메톡시실란, (2-(3-시 클로헥세닐)에틸)트리에톡시실란, (2-(3-시클로헥세닐)에틸)트리메톡시실란, (3-시클로펜타디에닐프로필)트리에톡시실란, 도코세닐트리에톡시실란, 7-옥테닐트리메톡시실란, 스티릴에틸트리메톡시실란, 비닐트리-t-부톡시실란, 비닐트리스, (메톡시프로폭시)실란, 비닐메틸디에톡시실란, 비닐메틸디메톡시실란, 1,3-디비닐테트라메틸디실라잔, 비닐디메틸에톡시실란, 트리비닐메톡시실란, 비스(트리에톡시실릴)에틸렌, 비스(트리메톡시실릴메틸)에틸렌, 트리에톡시실릴수식 폴리 1,2-부탄디엔 등을 들 수 있다.
실란커플링제에 의한 제1 층의 형성은, 예를 들면, 실란커플링제 용액을 기판에 침지하여 열처리함으로써 행할 수 있다. 실란커플링제 용액의 농도는 0.1 중량% 이상, 바람직하게는 1 중량% 이상으로 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 제1 층을 더욱 확실히 형성할 수 있다. 또한, 실란커플링제 용액의 농도는, 예를 들면, 10 중량% 이하, 바람직하게는 5 중량%로 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 제1 층을 기판 위에 보다 한층 안정적으로 형성할 수 있다.
제1 층의 상부에, 포스포릴콜린기를 갖는 단량체의 중합체 및 활성 에스테르기를 갖는 단량체의 중합체를 포함하는 제2 층을 도입하기 위해서는, 예를 들면, 포스포릴콜린기를 갖는 단량체 및 활성 에스테르기를 갖는 단량체의 용액에 제1 층이 형성된 기판을 침지하여, 각 단량체를 중합할 수 있다. 중합은, 라디칼중합, 라디칼 이온중합, 광중합 등으로 행하여진다. 포스포릴콜린기를 갖는 단량체 및 활성 에스테르기를 갖는 단량체의 용액에는 중합개시제를 첨가해 둘 수 있다.
포스포릴콜린기를 갖는 단량체로서는, 예를 들면, 2-메타크릴로일옥시에틸포 스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린, 데세닐포스포릴콜린 등을 들 수 있지만, 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린이 바람직하다.
활성 에스테르기를 갖는 단량체는, 활성 에스테르기로서, 예를 들면, 제1의 실시형태에 기재된 활성 에스테르기, 더욱 구체적으로는, p-니트로페닐기, N-히드록시숙신이미드기 등을 갖는 단량체가 바람직하고, 더욱이 메타크릴기 또는 아크릴기를 갖는 것이 바람직하다. 특히 p-니트로페닐옥시카르보닐폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트가 바람직하다.
이상에 의해 얻어지는 바이오칩용 기판은, 단백질, 핵산 등의 검출 및 분석에 사용될 때에, 흡착방지제를 코팅하지 않고, 검출대상물질의 비특이적인 흡착 또는 결합을 억제하고, 또한 계면활성제에 의한 막 박리가 없어, 검출 정밀도나 검출 감도가 우수하다. 또한, 얻어진 바이오칩용 기판에 각종 포착물질을 고정화하여, 생리활성물질의 검출 등이 가능한 바이오칩을 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 포착물질 및 생리활성물질은, 예를 들면, 이상의 실시형태에 기재된 물질로 할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 바이오칩용 기판 및 바이오칩의 구성으로서, 제1의 실시형태 또는 전술한 다른 실시형태에 기재된 구성을 사용할 수 있다.
(제10의 실시형태)
본 실시형태는, 이상의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판을 사용한 바이오 칩에 관한 것이다. 또한, 본 실시형태는 생체시료 중의 단백질, 핵산 등의 분석을 미세유로를 사용하여 행하는 바이오칩에 관한 것이다.
본 실시형태의 바이오칩은, 기판 및 기판에 설치된 유로를 갖는다. 유로는, 예를 들면, 기판의 표면에 도랑형상으로 설치되어 있어도 된다. 이 바이오칩은, 유로의 표면에 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 활성 에스테르기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 갖는다. 또한, 활성 에스테르기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여, 공유 결합을 형성하고 있다.
또한, 바이오칩이 유로를 덮는 보호부재를 가져도 된다. 이렇게 하면, 유로의 내용물의 건조나 유로 밖으로의 누출(漏出)을 억제할 수 있다. 이 때문에, 바이오칩을 사용한 분석을 더욱 안정적으로 행할 수 있다. 보호부재의 형상에 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 판상, 시트상, 또는 필름상으로 할 수 있다. 이하, 판상의 기판과 판상의 보호부재를 갖는 구성을 예로, 본 실시형태의 바이오칩에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 실시형태의 바이오칩의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 1에 나타낸 바이오칩은, 유로 기판 및 덮개 기판(蓋基板)의 2개의 판상 부재가 접합되어 되는 기판(103)과, 기판(103)의 접합면에 설치된 홈(溝)(102)과, 홈(102)의 양쪽 끝에 설치되어, 홈(102)에 연통(連通)하는 관통공(貫通孔)(101)을 갖는다. 도 1에서는, 기판(103)을 구성하는 유로 기판의 표면에 3개의 홈(102)가 서로 평행하게 설치되어 있다.
홈(102)는, 액체를 유통 가능한 미세유로로서 기능한다. 또한, 관통공(101) 은, 홈(102) 속으로의 시험액 등의 액체의 도입부로서 기능한다. 또한, 관통공(101)은 외기(外氣)에 접속하고 있기 때문에, 홈(102) 속의 액체를 유동시키는 도기공(導氣孔)으로서도 기능한다.
기판(103)은, 홈(102)의 표면 즉 미세유로 표면의 일부 또는 전체에, 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 카르복실산 유도기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 갖는다. 기판(103) 위의 고분자물질에, 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 고정화되어 있다. 카르복실산 유도기와 포착물질이 반응하여, 공유 결합을 형성하고 있다. 이것에 의해, 예를 들면, DNA나 단백질 등의 생리활성을 갖는 포착물질이 기판 위에 고정화되어 있다.
고분자물질은, 복수의 카르복실산 유도기를 갖고, 복수의 카르복실산 유도기는 포착물질과 반응하여 공유 결합을 형성하고 있거나, 또는 불활성화되어 있다. 여기에서, 카르복실산 유도기가 불활성화되어 있다는 것은, 카르복실산 유도기를 구성하는 일부의 기(이탈기)가 다른 기로 치환되어, 활성을 상실하고 있는 것을 말한다.
고분자물질은, 이상의 실시형태에 기재된 물질로 할 수 있다. 고분자물질의 제2 단위에 포함되는 카르복실산 유도기는, 예를 들면, 제1의 실시형태에 기재된 기로 할 수 있다. 예를 들면, 카르복실산 유도기를 활성 에스테르기로 할 수 있다. 이하, 카르복실산 유도기가 활성 에스테르기인 경우를 예로 설명한다. 또한, 활성 에스테르기는, 고정화의 대상이 되는 포착물질에 의해 구별하여 쓸 수 있지만, 예를 들면, 제1의 실시형태에 기재된 기, 더욱 구체적으로는 p-니트로페닐기 또는 N- 히드록시숙신이미드기로 할 수 있다.
고분자물질은, 홈(102)의 표면에 층상으로 형성되어 있어도 된다. 이렇게 하면, 홈(102)의 표면으로의 비특이적 흡착을 더욱 확실히 억제할 수 있다. 고분자물질로 되는 층의 두께에 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 5 ㎚ 이상으로 할 수 있다. 또한, 홈(102)의 표면에 막상의 고분자물질이 설치되어 있어도 된다. 이렇게 하면, 홈(102)의 표면을 더욱 안정적으로 고분자물질의 막으로 피복할 수 있다. 또한, 고분자물질은, 홈(102)의 표면 전면(全面)에 설치되어 있어도 된다. 이렇게 하면, 홈(102)의 표면으로의 비특이적 흡착을 보다 한층 확실히 억제할 수 있다.
기판(103)의 소재는, 예를 들면, 이상의 실시형태에서 사용되는 기판의 소재로 할 수 있다. 구체적으로는, 유리, 플라스틱, 금속 그외를 사용할 수 있지만, 표면처리의 용이성 및 양산성으로부터 플라스틱이 바람직하고, 열가소성 수지가 보다 바람직하다.
또한, 기판(103)을 구성하는 유로 기판 및 덮개 기판 중, 적어도 한쪽을 검출광에 대하여 투명한 수지로 할 수 있다. 투명한 수지의 재료는, 생리활성물질의 검출반응에 사용되는 검출광의 파장에 따라 적절히 선택되지만, 예를 들면, 포화 환상 폴리올레핀, PMMA, 폴리스티렌, 폴리카보네이트 등을 들 수 있다. 유로 기판 및 덮개 기판 중 적어도 한쪽을 투명으로 함으로써, 송액(送液)의 상태를 용이하게 확인할 수 있다. 또한, 유로 기판 및 덮개 기판 중 적어도 한쪽에 대해서 적당한 착색을 실시하는 것도 가능하다. 이렇게 함으로써, 광학적으로 유로 내의 반응을 관찰할 때에, 감도를 올리는 작용도 기대할 수 있다.
도 1에 나타낸 바이오칩은, 유로 중에 시험액을 유동시켜, 포착물질에 포착된 시험액 중의 생리활성물질의 검출 또는 정량에 사용되는 구성으로 할 수 있다. 또한, 시험액 중에 포함되는 성분의 특정도 가능하다.
관통공(101)의 직경은, 덮개 기판의 두께나 유로의 폭 등에 따라 적절히 설계된다. 또한, 유로가 되는 홈(102)에 대해서는, 이하의 구성으로 할 수 있다. 바이오칩용 기판에 포착물질이 고정화된 바이오칩의 유로 중에서 생리활성물질의 검출반응을 효율적으로 행하기 위해서는, 어느 정도의 유속이 필요하다. 또한, 반응에 기여하는 것은 포착물질이 고정화되어 있는 유로 표면부분이다. 이들의 사실로부터, 적은 양의 샘플액으로 효율적으로 반응시키기 위해서는, 유로의 단면적(斷面積)이 작은 쪽이 바람직하다.
유로의 연재방향(延在方向)에 수직인 단면의 폭 및 깊이는, 예를 들면, 20 ㎛ 이상, 바람직하게는 50 ㎛ 이상으로 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 유로로의 샘플액의 유통을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 샘플액의 유통을 제어하기 쉬운 구성으로 할 수 있다. 또한, 유로의 폭 및 깊이는, 예를 들면 500 ㎛ 이하, 바람직하게는 200 ㎛ 이하로 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 하이브리다이제이션 등의 생리활성물의 포착의 상황을 형광 스캐너 등으로 행하는 경우에도, 인식의 용이함을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 유로의 길이는 검출 물질의 종류나 시험액의 양 등에 따라 적절히 설계할 수 있다.
다음으로, 도 1에 나타낸 바이오칩의 제조방법에 대해서 설명한다.
먼저, 미세유로가 조각된 유로 기판과 덮개가 되는 덮개 기판을 준비한다. 유로 기판과 덮개 기판은, 각각 전술한 기판 및 보호부재에 대응한다. 유로 기판에는, 전술한 홈(102) 및 홈(102)에 연통하여 유로 기판을 관통하는 관통공(101)을 설치해 둔다.
다음으로, 양 기판의 접합면, 즉 유로를 형성하는 쪽의 면을 포스포릴콜린기 및 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질로 코팅한다. 고분자물질의 코팅은, 예를 들면, 이상의 실시형태에 있어서, 마이크로칩용 기판의 제작시에 기판 위에 고분자물질을 부착시키는 방법에 의해 행할 수 있다.
그리고, 유로 기판의 유로 내 또는 덮개 기판의 유로 형성부 내 또는 그 근방의 소정의 위치에, 포착물질을 용해 또는 분산시킨 액체를 적하(滴下)하고 어느 일정시간 방치하여, 포착물질을 고정화한다. 포착물질을 포함하는 액체를 고분자물질 위에 적하하는 방법으로서, 예를 들면, 핀 스포터(pin spotter)에 의한 점착이나 잉크젯방식의 스폿(spotting)을 들 수 있다. 또한, 포착물질을 포함하는 액체의 pH는, 예를 들면 2 이상 11 이하로 할 수 있다. 포착물질을 포함하는 액체의 pH가 너무 크거나, 너무 작은 경우, 강산 쪽 또는 강알칼리 쪽이 되기 때문에, 생리활성물질의 변성이 일어날 가능성이 있다. 예를 들면, 포착물질이 단백질인 경우, 포착물질을 포함하는 액체의 pH를 중성 부근으로 할 수 있다.
포착물질의 고정 후, 세정을 행하여, 고정화되지 않은 여잉의 포착물질을 제거한다. 세정 후, 활성 에스테르기를 불활성화한다. 불활성화처리는, 예를 들면, 제1의 실시형태에 기재된 조건으로 행할 수 있다. 구체적으로는, 알칼리 화합물, 또는 1급 아미노기를 갖는 화합물을 사용하여 불활성화를 행할 수 있다.
불활성화 후, 유로 기판과 덮개 기판을 첩합(貼合)시켜, 액체가 유통할 수 있는 유로를 형성한다. 2매의 기판의 첩합은, 접착제의 도포에 의한 접착이나 열용착(熱溶着)에 의해 행할 수 있다. 또한, 생리활성을 갖는 포착물질은 일반적으로 열에 약하기 때문에, 열에 약한 포착물질이 고정화되어 있는 경우, 기판의 재료로서 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 열가소성 수지를 사용함으로써, 비교적 저온에서의 열용착이 가능하다.
본 실시형태에서는, 포스포릴콜린기 및 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질에 포착물질을 고정화하기 때문에, 고정화 후, 생리활성물질의 내열성을 향상시킬 수 있다. 이를 위해, 열가소성 수지를 사용하면, 열용착을 행해도 고정화한 포착물질의 활성을 유지할 수 있다.
또한, 포착물질 및 생리활성물질로서는, 이상의 실시형태에 기재된 물질을 들 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서도, 포착물질의 구조에 따라, 포착물질에 아미노기를 도입해도 된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 바이오칩용 기판 및 바이오칩의 구성으로서, 제1의 실시형태 또는 전술한 다른 실시형태에 기재된 구성을 사용할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태의 바이오칩의 사용방법을, 포착물질로서 1차 항체가 칩 위에 고정화되어 있는 경우를 예로 설명한다.
바이오칩을 사용할 때에는, 먼저 마이크로 펌프나 마이크로 실린지 등의 송액 수단을 사용하여, 일정량의 샘플액을 송액한다. 이 공정에서 항체에 검출 목적의 단백이 포착된다. 샘플액의 송액 후, 세정액을 일정량 송액하여 세정을 행한다.
다음으로, 분석 목적의 단백질에 대한 항체에 형광물질 등의 표지를 실시한 2차 항체를 일정량 송액하고, 세정을 행한다. 샘플액 중에 분석 목적의 단백이 존재하면, 형광 스캐너에 의해 형광 스폿으로서 인식할 수 있다.
이상에 의해, 항원항체 반응의 효율이 높고, 적은 송액량으로 충분한 단백을 포착할 수 있다. 또한, 블록킹을 실시하지 않아도 단백의 흡착이 일어나지 않고, 적은 세정액의 송액량으로의 세정이 가능하며, 검출시의 백그라운드를 충분히 저하시킬 수 있다.
본 실시형태에 의하면, 흡착방지제를 코팅하지 않고, 시험액 중의 성분, 여기에서는 검출대상의 생리활성물질을 포함하는 성분의 유로 위로의 비특이적 흡착을 억제할 수 있다. 이 때문에, 검출 감도를 올릴 수 있다. 또한, 검출부를 유로상(流路狀)으로 함으로써, 포착물질과 생리활성물질의 특이적인 상호작용의 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
이상, 본 발명을 실시형태를 토대로 설명하였다. 이 실시형태는 어디까지나 예시이고, 여러 종류의 변형예가 가능한 것, 또한 이러한 번형예도 본 발명의 범위에 있는 것은 당업자에게 이해되는 바이다.
(실험예)
(실험예 A1, 실험예 A2)
실험예 A1 및 실험예 A2에서는, 제1의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판 및 바이오칩을 제작하여, 항체의 검출을 행하였다.
(실험예 A1)
포화 환상 폴리올레핀 수지(5-메틸-2 노보넨의 개환 중합체의 수소첨가물(MFR(Melt flow index): 21 g/10분, 수소첨가율: 실질적으로 100%, 열변형온도 123℃))를 슬라이드 유리형상(치수: 76 ㎜×26 ㎜×1 ㎜)으로 가공하여 기판을 제작하였다. 기판을 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린-부틸메타크릴레이트-p-니트로페닐옥시카르보닐폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트 공중합체의 0.5 중량% 에탄올 용액에 침지함으로써, 기판 표면에 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 도입하였다.
다음으로, 상기 기판 위에서 샌드위치법을 실시하였다. 상세하게는 먼저, 상기 기판에 자동 스포터에 의해, 표 1에 나타낸 희석배율로 조제된 1차 항체인 항 마우스 IgG2a를 스폿 후, 실온 4℃의 환경 하에 24시간 정치(靜置)하였다. 그 다음, 0.1 규정의 수산화나트륨 수용액에 침지함으로써 활성 에스테르를 실활시켰다.
그 다음, 항원인 마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시 후, 2차 항체인 비오틴(biotin) 표지 항마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시하였다. 마지막으로 Cy5 표지된 스트렙트아비딘(streptavidin)과 반응시켜, 각 스폿에 대해서 형광량 측정을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실험예 A2)
실험예 A1과 동일한 기판의 표면에 친수화처리를 실시한 후, 아미노기 함유 알킬실란의 2 중량% 수용액 중에 침지 후, 열처리를 실시하여 표면에 아미노기를 도입하였다. 이것을 1 중량% 글루타르알데히드 수용액 중에 침지함으로써, 표면의 아미노기와 글루타르알데히드를 반응시켜, 알데히드기를 도입하였다.
다음으로 상기 기판 위에서 샌드위치법을 실시하였다. 상세하게는 먼저, 상기 기판에 자동 스포터에 의해 표 1에 나타낸 희석배율로 조제된 1차 항체인 항마우스 IgG2a를 스폿 후, 실온 4℃의 환경하에 24시간 정치하였다. 그 다음, 비특이 흡착방지를 위해 5 중량% 스킴밀크(skim milk)를 현탁시킨 9.6 g/ℓ의 PBS(phosphate buffered saline) 완충용액에 상기 기판을 침지하고 실온에서 2시간 정치하였다. 그 다음, 항원인 마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시 후, 2차 항체인 비오틴 표지 항마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시하였다. 마지막으로 Cy5 표지된 스트렙트아비딘과 반응시켜, 각 스폿에 대해서 형광량 측정을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실험예 A1 및 실험예 A2에 있어서의 형광량의 측정에는, Packard BioChip Technologies사제 마이크로어레이 스캐너「ScanArray」를 사용하였다. 측정 조건은, 레이저 출력 90%, PMT 감도 60%, 여기파장(excitation wavelength) 649 ㎚, 측정파장 670 ㎚, 해상도 50 ㎛였다.
실험예 A1은, 어느 희석배율에 있어서도, 실험예 A2 보다도 스폿 시그널값이 강하고, 백그라운드값이 낮으며, S/N비가 큰 결과가 되었다.
Figure 112006018796281-pct00012
(실험예 B1, 실험예 B2)
실험예 B1 및 실험예 B2에서는, 제2의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판 및 바이오칩을 제작하여, 항체의 검출을 행하였다.
(실험예 B1)
포화 환상 폴리올레핀 수지(5-메틸-2 노보넨의 개환 중합체의 수소첨가물(MFR: 21 g/10분, 수소첨가율: 실질적으로 100%, 열변형온도 123℃))를 슬라이드 유리형상(치수: 76 ㎜×26 ㎜×1 ㎜)으로 가공하여 기판을 제작하였다. 기판을 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린-부틸메타크릴레이트-p-니트로페닐옥시카르보닐폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트 공중합체의 0.5 중량% 에탄올 용액에 침지함으로써, 기판 표면에 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 도입하였다.
다음으로, 상기 기판 위에서 샌드위치법을 실시하였다. 상세하게는 먼저, 상기 기판에 자동 스포터에 의해 표 2에 나타낸 희석배율로 pH가 8.0으로 조제된 1차 항체인 항마우스 IgG2a를 스폿 후, 실온 4℃의 환경 하에 24시간 정치하였다. 그 다음, pH 7.0으로 조제된, 항원인 마우스 IgG2a의 용액을 기판 표면에 도포하고, 항원항체 반응을 실시 후, 2차 항체인 비오틴 표지 항마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시하였다. 마지막으로 Cy5 표지된 스트렙트아비딘과 반응시켜, 각 스폿에 대해서 형광량 측정을 행하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(실험예 B2)
pH가 7.0으로 조제된 1차 항체인 항마우스 IgG2a와 pH가 8.0으로 조제된 항원인 마우스 IgG2a의 용액을 사용한 것 이외에는 모두 실험예 B1과 동일한 조작을 행하였다.
실험예 B1 및 실험예 B2에 있어서의 형광량의 측정에는, Packard BioChip Technologies사제 마이크로어레이 스캐너「ScanArray」를 사용하였다. 측정 조건은, 레이저 출력 90%, PMT 감도 60%, 여기파장 649 ㎚, 측정파장 670 ㎚, 해상도 50 ㎛였다.
실험예 B1은, 어느 희석배율에 있어서도, 실험예 B2 보다도 스폿 시그널값이 강하고, 백그라운드값이 낮으며, S/N비가 큰 결과가 되었다.
Figure 112006018796281-pct00013
(실험예 C1, 실험예 C2)
실험에 C1 및 실험예 C2에서는, 제3의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판 및 바이오칩을 제작하여, 항체의 검출을 행하였다.
(실험예 C1)
포화 환상 폴리올레핀 수지(5-메틸-2 노보넨의 개환 중합체의 수소첨가물(MFR: 21 g/10분, 수소첨가율: 실질적으로 100%, 열변형온도: 123℃))를 슬라이드 유리형상(치수: 76 ㎜×26 ㎜×1 ㎜)으로 가공하여 기판을 제작하였다. 기판을 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린-부틸메타크릴레이트-p-니트로페닐옥시카르보닐폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트 공중합체의 0.5 중량% 에탄올 용액에 침지함으로써, 기판 표면에 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 도입하였다.
다음으로, 상기 기판 위에서 샌드위치법을 실시하였다. 상세하게는 먼저, 상기 기판에 자동 스포터에 의해 표 3에 나타낸 희석배율로 pH가 8.0으로 조제된 1차 항체인 항마우스 IgG2a를 스폿 후, 실온 4℃의 환경 하에 24시간 정치하였다. 그 후, pH 7.0으로 조제된 항원인 마우스 IgG2a의 용액을 기판 표면에 도포하고, 항원항체 반응을 실시 후, 2차 항체인 비오틴 표지 항마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시하였다. 마지막으로 Cy5 표지된 스트렙트아비딘과 반응시켜, 각 스폿에 대해서 형광량 측정을 행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
(실험예 C2)
pH가 7.0으로 조제된 1차 항체인 항마우스 IgG2a와 pH가 8.0으로 조제된 항원인 마우스 IgG2a의 용액을 사용한 것 이외에는 모두 실험예 C1과 동일한 조작을 행하였다.
실험예 C1 및 실험예 C2에 있어서의 형광량의 측정에는, Packard BioChip Technologies사제 마이크로어레이 스캐너「ScanArray」를 사용하였다. 측정 조건은, 레이저 출력 90%, PMT 감도 60%, 여기파장 649 ㎚, 측정파장 670 ㎚, 해상도 50 ㎛였다.
표 3으로부터, 실험예 C1은, 어느 희석배율에 있어서도, 실험예 C2 보다도 스폿 시그널값이 강하고, 백그라운드값이 낮으며, S/N비가 큰 결과가 되었다.
Figure 112006018796281-pct00014
(실험예 D1, 실험예 D2)
실험예 D1 및 실험예 D2에서는, 제4의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판 및 바이오칩을 제작하여, 항체의 검출을 행하였다.
(실험예 D1)
포화 환상 폴리올레핀 수지(5-메틸-2 노보넨의 개환 중합체의 수소첨가물(MFR: 21 g/10분, 수소첨가율: 실질적으로 100%, 열변형온도 123℃))를 슬라이드 유리형상(치수: 76 ㎜×26 ㎜×1 ㎜)으로 가공하여 기판을 제작하였다. 기판을 1 중량%의 KBM903(신에츠 가가쿠샤제, 아미노실란) 수용액에 침지함으로써 제1 층을 형성하였다. 추가로 이 기판을 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린-부틸메타크릴레이트-p-니트로페닐옥시카르보닐폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트 공중합체의 0.5 중량% 에탄올 용액에 침지함으로써, 기판 표면에 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 갖는 제2 층을 형성하였다.
(실험예 D2)
포화 환상 폴리올레핀 수지(5-메틸-2 노보넨의 개환 중합체의 수소첨가물(MFR: 21 g/10분, 수소첨가율: 실질적으로 100%, 열변형온도 123℃))를 슬라이드 유리형상(치수: 76 ㎜×26 ㎜×1 ㎜)으로 가공하여 기판을 제작하였다. 기판을 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린-부틸메타크릴레이트-p-니트로페닐옥시카르보닐폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트 공중합체의 0.5 중량% 에탄올 용액에 침지함으로써, 기판 표면에 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 갖는 층을 형성하였다.
(평가실험)
다음으로, 얻어진 각각의 기판 위에서 샌드위치법을 실시하였다. 상세하게는 먼저, 상기 기판에 자동 스포터에 의해 표 4에 나타낸 희석배율로 조제된 1차 항체인 항마우스 IgG2a를 스폿 후, 실온 4℃의 환경 하에 24시간 정치하였다. 그 다음, 0.1 규정의 수산화나트륨 수용액에 침지함으로써 활성 에스테르를 실활시켰다. 그 다음 1.0 중량% 도데실 황산나트륨 수용액에 1시간 침지하였다.
그 다음, 항원인 마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시 후, 2차 항체인 비오틴 표지 항마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시하였다. 마지막으로 Cy5 표지된 스트렙트아비딘과 반응시켜, 각 스폿에 대해서 형광량 측정을 행하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.
실험예 D1 및 실험예 D2에 있어서의 형광량의 측정에는, Packard BioChip Technologies사제 마이크로어레이 스캐너「ScanArray」를 사용하였다. 측정 조건은, 레이저 출력 90%, PMT 감도 50%, 여기파장 649 ㎚, 측정파장 670 ㎚, 해상도 50 ㎛였다.
표 4에 나타낸 바와 같이, 실험예 D1에서는, 높은 스폿 시그널값, 낮은 백그라운드값이 관찰되었지만, 실험예 D2에서는 층이 박리되어 버려, 낮은 스폿 시그널값을 나타내었다. 또한 층 박리에 의해 기판에 비특이적 흡착을 일으켰기 때문에 백그라운드값도 높아졌다.
Figure 112006018796281-pct00015
(실험예 E1, 실험예 E2)
실험예 E1 및 실험예 E2에서는, 제5의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판 및 바이오칩을 제작하여, 항체의 검출을 행하였다.
(실험예 E1)
포화 환상 폴리올레핀 수지(5-메틸-2 노보넨의 개환 중합체의 수소첨가물(MFR: 21 g/10분, 수소첨가율: 실질적으로 100%, 열변형온도 123℃))를 슬라이드 유리형상(치수: 76 ㎜×26 ㎜×1 ㎜)으로 가공하였다. 기판을 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린-부틸메타크릴레이트-p-니트로페닐옥시카르보닐폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트 공중합체의 0.5 중량% 에탄올 용액에 침지함으로써, 기판 표면에 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 도입하였다.
다음으로 상기 기판 위에서 샌드위치법을 실시하였다. 상세하게는 먼저, 상기 기판에 자동 스포터에 의해 표 5에 나타낸 희석배율로 조제된 1차 항체, 항마우스 IgG2a를 스폿 후, 실온 4℃의 환경하에 24시간 정치하였다. 그 다음, 친수성 폴리머로서, XTJ-506(썬 테크노케미컬 가부시키가이샤제, 말단 아미노화에틸렌글리콜프로필렌글리콜 공중합체)의 40 중량% 수용액에 침지함으로써 활성 에스테르기를 친수성 폴리머화하였다.
(실험예 E2)
XTJ-506의 40 중량% 수용액 대신에 0.1 규정의 수산화나트륨 수용액을 사용한 것 이외에는 실험예 E1과 동일한 조작을 행하였다.
(평가실험)
실험예 E1 및 실험예 E2의 바이오칩의 각각에 대해서, 추가로 항원인 마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시 후, 2차 항체인 비오틴 표지 항마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시하였다. 마지막으로 Cy5 표지된 스트렙트아비딘과 반응시켜, 각 스폿에 대해서 형광량 측정을 행하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.
형광량의 측정에는, Packard BioChip Technologies사제 마이크로어레이 스캐너「ScanArray」를 사용하였다. 측정 조건은, 레이저 출력 90%, PMT 감도 60%, 여기파장 649 ㎚, 측정파장 670 ㎚, 해상도 50 ㎛였다.
실험예 E1은, 어느 희석배율에 있어서도, 실험예 E2 보다도 백그라운드값이 낮고, S/N비가 큰 결과가 되었다.
Figure 112006018796281-pct00016
(실험예 F1~실험예 F3)
실험예 F1~실험예 F3에서는, 제6의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판 및 바이오칩을 제작하여, 항체의 검출을 행하였다.
(실험예 F1)
포화 환상 폴리올레핀 수지(5-메틸-2 노보넨의 개환 중합체의 수소첨가물(MFR: 21 g/10분, 수소첨가율: 실질적으로 100%, 열변형온도 123℃))를 슬라이드 유리형상(치수: 76 ㎜×26 ㎜×1 ㎜)으로 가공하여 기판을 제작하였다. 기판을 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린-부틸메타크릴레이트-N-히드록시숙신이미드카르보닐옥시에틸메타크릴레이트 공중합체의 0.5 중량% 에탄올 용액에 침지함으로써, 기판 표면에 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 도입하였다.
다음으로 상기 기판 위에서 샌드위치법을 실시하였다. 상세하게는 먼저, 상기 기판에 자동 스포터에 의해 표 6에 나타낸 희석배율로 조제된 1차 항체인 항마우스 IgG2a를 스폿 후, 실온 4℃의 환경하에 24시간 정치하였다. 그 다음, 0.1 규정의 탄산수소나트륨 수용액에 침지함으로써 활성 에스테르를 실활시켰다.
그 다음, 항원인 마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시 후, 2차 항체인 비오틴 표지 항마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시하였다. 마지막으로 Cy5 표지된 스트렙트아비딘과 반응시켜, 각 스폿에 대해서 형광량 측정을 행하였다. 결과를 표 6에 나타낸다.
(실험예 F2)
2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린-부틸메타크릴레이트-p-니트로페닐옥시카르보닐폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트 공중합체의 0.5 중량% 에탄올 용액을 사용한 것 이외에는 실험예 F1과 동일하게 조작하였다.
(실험예 F3)
실험예 F1과 동일하게 하여 기판의 표면에 친수화처리를 실시한 후, 아미노기 함유 알킬실란의 2 중량% 수용액 중에 침지 후, 열처리를 실시하여 표면에 아미노기를 도입하였다. 이것을 1 중량% 글루타르알데히드 수용액 중에 침지함으로써, 표면의 아미노기와 글루타르알데히드를 반응시켜, 알데히드기를 도입하였다.
다음으로 상기 기판 위에서 샌드위치법을 실시하였다. 상세하게는 먼저, 상기 기판에 자동 스포터에 의해 표 6에 나타낸 희석배율로 조제된 1차 항체인 항마우스 IgG2a를 스폿 후, 실온 4℃의 환경하에 24시간 정치하였다. 그 다음, 비특이 흡착방지를 위해 5 중량% 스킴밀크(skim milk)를 현탁시킨 9.6 g/ℓ의 PBS 완충용액에 상기 기판을 침지하고 실온에서 2시간 정치하였다. 그 다음, 항원인 마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시 후, 2차 항체인 비오틴 표지 항마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시하였다. 마지막으로 Cy5 표지된 스트렙트아비딘과 반응시켜, 각 스폿에 대해서 형광량 측정을 행하였다. 결과를 표 6에 나타낸다.
실험예 F1~F3에 있어서의 형광량의 측정에는, Packard BioChip Technologies사제 마이크로어레이 스캐너「ScanArray」를 사용하였다. 측정 조건은, 레이저 출력 90%, PMT 감도 50%, 여기파장 649 ㎚, 측정파장 670 ㎚, 해상도 50 ㎛였다.
실험예 F1은, 어느 희석배율에 있어서도, 실험예 F2 및 실험예 F3 보다도 스폿 시그널값이 강하고, 백그라운드값이 낮으며, S/N비가 큰 결과가 되었다.
Figure 112006018796281-pct00017
(실험예 G1~실험예 G9)
실험예 G1~실험예 G9에서는, 제7의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판 및 바이오칩을 제작하여, 항체의 검출을 행하였다.
(실험예 G1~G7, 실험예 G10, 실험예 G11) 단독 폴리머
표 7의 비율로 되는 포스포릴콜린기 및 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 포화 환상 폴리올레핀 수지(5-메틸-2 노보넨의 개환 중합체의 수소첨가물(MFR: 21 g/10분, 수소첨가율: 실질적으로 100%, 열변형온도 123℃))의 슬라이드 기판에 도입하였다. 용액은 에탄올 기판에서 0.5 중량%로 하였다.
Figure 112006018796281-pct00018
(실험예 G8, 실험예 G9, 실험예 G12~G14)
실험예 G6 또는 실험예 G7에서 사용한 폴리머의 0.5 중량% 에탄올 용액을, 각각 MPC 폴리머(포스포릴콜린기 30 몰%, 부틸메타크릴레이트기 70 몰%)의 0.5 중량% 에탄올 용액과 혼합함으로써 각 기의 비율을 조정하였다. 배합 비율과 최종 조성을 표 8에 나타낸다.
Figure 112006018796281-pct00019
(평가실험)
다음으로, 상기 기판 위에서 샌드위치법을 실시하였다. 상세하게는 먼저, 상기 기판에 자동 스포터에 의해 표 9에 나타낸 희석배율로 조제된 1차 항체, 항마우스 IgG2a를 스폿 후, 실온 4℃의 환경하에 24시간 정치하였다. 그 다음, 0.1 N의 수산화나트륨의 수용액에 침지함으로써 활성 에스테르기를 처리하였다.
실험예 G1~G14의 바이오칩에 대해서, 추가로 항원인 마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시 후, 2차 항체인 비오틴 표지 항마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시하였다. 마지막으로 Cy5 표지된 스트렙트아비딘과 반응시켜, 각 스폿에 대해서 형광량 측정을 행하였다. 결과를 표 9에 나타낸다.
형광량의 측정에는, Packard BioChip Technologies사제 마이크로어레이 스캐너「ScanArray」를 사용하였다. 측정 조건은, 레이저 출력 90%, PMT 감도 45%, 여기파장 649 ㎚, 측정파장 670 ㎚, 해상도 50 ㎛였다.
표 9로부터, 실험에 G4, 실험에 G10~G14는, 백그라운드값이 특히 낮고, S/N비가 큰 결과가 되었다.
Figure 112006018796281-pct00020
(실험예 H1, 실험예 H2)
실험예 H1 및 실험예 H2에서는, 제8의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판 및 바이오칩을 제작하여, DNA의 하이브리다이제이션을 행하였다.
(실험예 H1)
포화 환상 폴리올레핀 수지(5-메틸-2 노보넨의 개환 중합체의 수소첨가물(MFR: 21 g/10분, 수소첨가율: 실질적으로 100%, 열변형온도 123℃))를 슬라이드 유리형상(치수: 76 ㎜×26 ㎜×1 ㎜)으로 가공하여 기판을 제작하였다. 기판을 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린-부틸메타크릴레이트-p-니트로페닐옥시카르보닐폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트 공중합체의 0.5 중량% 에탄올 용액에 침지함으로써, 기판 표면에 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 도입하였다.
(실험예 H2)
실험예 H1에 사용한 것과 동일한 기판을 2 체적%의 3-아미노프로필-트리메톡시실란의 에탄올 용액에 침지한 후, 순수 세정하여, 열처리함으로써 아미노기를 도입하였다. 아미노기를 도입한 기판을 1 체적%의 글루타르알데히드 수용액에 침지한 후, 순수 세정함으로써 알데히드기를 도입하였다.
(DNA 용액의 조제)
DNA 용액 1 및 DNA 용액 2로서, 이하의 용액을 조제하였다.
DNA 용액 1:5' 말단에 아미노기를 가진 사슬길이(鎖長) 24 bp의 올리고 DNA(TAGAAGCATTTGCGGTGGACGATG(서열번호 1)(시그마 제노시스사제)를 0.1 ㎍/㎕의 농도가 되도록 소정의 완충액으로 용해하였다.
DNA 용액 2:5' 말단에 Cy3 표지를 가진 사슬길이 24 bp의 올리고 DNA(CATCGTCCACCGCAAATGCTTCTA(서열번호 2)(시그마 제노시스사제)를 0.002 ㎍/㎕의 농도가 되도록 3×SSC(standard saline citrate), 0.2 중량% SDS(도데실 황산나트륨)의 용액에 용해하였다.
(스폿 및 하이브리다이제이션)
실험예 H1에서는, DNA용액 1을 96웰 플레이트에 분주(分注)하고, 마이크로핀식의 마이크로어레이 스포터를 사용하여 기판 위에 스폿하였다. 스폿 종료 후, 80℃의 오븐 중에 정치하였다.
그 다음, 0.1 N의 수산화나트륨 용액에 5분간 침지함으로써, 활성 에스테르기를 불활성화함으로써, 블록킹처리를 행하였다. 다음으로, 이 기판 위에 DNA 용액 2를 전개하여, 커버글라스로 덮고, 65의 다습 용기 내에서 3시간 방치함으로써, 고정화된 올리고 DNA와 Cy3 표지 올리고 DNA와의 하이브리다이제이션을 행하였다. 그 다음, 2×SSC, 0.5 중량% SDS 중에서 세정하고, 다음으로 순수 세정함으로써 DNA 하이브리다이제이션 후의 기판을 제작하였다.
실험예 H2에서는, 실험예 H1과 동일하게 하여, DNA 용액 1을 96웰 플레이트에 분주하고, 마이크로핀식의 마이크로어레이 스포터를 사용하여 기판 위에 스폿하였다. 스폿 종료 후, 80℃의 오븐 중에 정치하였다.
그 다음, 0.5 중량% 수소화붕소나트륨 PBS 용액에 5분간 침지함으로써, 여분의 알데히드기를 블로킹하였다. 이 기판 위에, DNA 용액 2를 전개하여, 커버글라스로 덮어, 65℃의 다습 용기 내에서 3시간 방치함으로써, 고정화된 올리고 DNA와 Cy3 표지 올리고 DNA와의 하이브리다이제이션을 행하였다. 그 다음, 2×SSC, 0.5 중량% SDS 중에서 세정하고, 다음으로 순수 세정함으로써 DNA 하이브리다이제이션 후의 기판을 제작하였다.
(평가실험)
실험예 H1 및 실험예 H2에 있어서의 자기형광량의 측정에는, 마이크로어레이용 형광 스캐너「ScanArray」(Packard BioChip Technologies사제)를 사용하였다. 측정 조건은, 레이저 출력 90%, PMT 감도 70%, 여기파장 550 ㎚, 측정파장 570 ㎚였다. ScanArray를 사용하여 얻어진 스캔 이미지로부터, 스캐너에 부속의 해석용 소프트웨어「QuantArray」를 사용하여 기판의 형광량을 수치화한 결과를 표 10에 나타낸다.
DNA 하이브리다이제이션 후의 형광 카운트값, 백그라운드값의 측정에는 마이크로어레이 스캐너「ScanArray Lite」(Packard BioChip Technologies사제)를 사용하여 스폿의 형광을 검출하였다. 측정 조건은, 레이저 출력 90%, PMT 감도 45%, 여기파장 550 ㎚, 측정파장 570 ㎚였다. 스캐너에 부속의 해석용 소프트웨어「QuantArray」를 사용하여 스폿의 형광량을 수치화한 결과를 표 10에 나타낸다.
실험예 H1에서는, 실험예 H2와 비교하여, 자기형광이 낮은 결과가 되었다. 또한, DNA 하이브리다이제이션 후의 형광 카운트값에 대해서도 실험예 H1이 우수하였다. 이 결과는, 본 발명의 효과를 지지하는 것이었다.
Figure 112006018796281-pct00021
(실험예 I1~실험예 I5)
실험예 I1~실험예 I5에서는, 제9의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판 및 바이오칩을 제작하여, 항체의 검출을 행하였다.
(실험예 I1)
포화 환상 폴리올레핀 수지(5-메틸-2 노보넨의 개환 중합체의 수소첨가물(MFR: 21 g/10분, 수소첨가율: 실질적으로 100%, 열변형온도 123℃))를 슬라이드 유리형상(치수: 76 ㎜×26 ㎜×1 ㎜)으로 가공하여 기판을 제작하였다. 기판을 1 중량%의 (3-아크릴옥시프로필)트리메톡시실란의 에탄올/물 혼합용액에 침지함으로써 제1 층을 형성하였다. 추가로 이 기판을 2-메타크릴옥시에틸포스포릴콜린(0.1 mol/L), p-니트로페닐옥시카르보닐폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트(0.1 mol/L), 라디칼 개시제인 아조비스이소부티로니트릴(0.01 mol/L)의 에탄올 용액에 침지하고 65℃에서 4시간 가열함으로써, 기판 표면에 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 제2 층을 형성하였다.
(실험예 I2)
제1 층의 형성에 (3-아크릴옥시프로필)트리메톡시실란 대신에 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란을 사용한 것 이외에는 실험예 I1과 동일하게 조작하여 기판 표면에 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 제2 층을 형성하였다.
(실험예 I3)
포화 환상 폴리올레핀 수지를 슬라이드 유리형상(치수: 76 ㎜×26 ㎜×1 ㎜)으로 가공하여 기판을 제작하였다. 기판을 1 중량%의 비닐트리에톡시실란의 에탄올/물 혼합용액에 침지함으로써 제1 층을 형성하였다. 추가로 이 기판을 2-메타크릴옥시에틸포스포릴콜린(0.1 mol/L), p-니트로페닐옥시카르보닐폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트(0.1 mol/L), 광개시제(photoinitiator)인 1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온(0.01 mol/L)의 에탄올 용액에 침지하여 250 ㎚-400 ㎚의 자외선을 2시간 조사함으로써, 기판 표면에 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 제2 층을 형성하였다.
(실험예 I4)
제1 층의 형성에 알릴트리에톡시실란을 사용한 것 이외에는 전부 실험예 I3과 동일하게 조작하여 기판 표면에 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 제2 층을 형성하였다.
(실험예 I5)
포화 환상 폴리올레핀 수지를 슬라이드 유리형상(치수: 76 ㎜×26 ㎜×1 ㎜)으로 가공하여 기판을 제작하였다. 기판을 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린-부틸메타크릴레이트-p-니트로페닐옥시카르보닐폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트 공중합체의 0.5 중량% 에탄올 용액에 침지함으로써, 기판 표면에 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 갖는 층을 형성하였다.
(평가실험)
다음으로, 상기 기판 위에서 샌드위치법을 실시하였다. 상세하게는 먼저, 상기 기판에 자동 스포터에 의해 표 11에 나타낸 희석배율로 조제된 1차 항체인 항마우스 IgG2a를 스폿 후, 실온 4℃의 환경하에 24시간 정치하였다. 그 다음, 0.1 규정의 수산화나트륨 수용액에 침지함으로써 활성 에스테르기를 실활시켰다. 그 다음, 1.0 중량% 도데실 황산나트륨 수용액에 1시간 침지하였다.
그 다음, 항원인 마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시 후, 2차 항체인 비오틴 표지 항마우스 IgG2a와 항원항체 반응을 실시하였다. 마지막으로 Cy5 표지된 스트렙트아비딘과 반응시켜, 각 스폿에 대해서 형광량 측정을 행하였다. 결과를 표 11에 나타낸다.
실험예 I1~실험예 I5에 있어서의 형광량의 측정에는, Packard BioChip Technologies사제 마이크로어레이 스캐너「ScanArray」를 사용하였다. 측정 조건은, 레이저 출력 90%, PMT 감도 60%, 여기파장 649 ㎚, 측정파장 670 ㎚, 해상도 50 ㎛였다.
실험예 I1~실험예 I4에서는, 높은 스폿 시그널값, 낮은 백그라운드값이 관찰되었지만, 실험예 I5에서는 층이 박리되어 버려, 낮은 스폿 시그널값을 나타내었다. 또한 층 박리에 의해 기판에 비특이적 흡착을 일으켰기 때문에 백그라운드값도 높아졌다.
Figure 112006018796281-pct00022
(실험예 J1~J6)
본 실험예에서는, 제10의 실시형태에 기재된 바이오칩용 기판 및 바이오칩을 제작하여, DNA의 하이브리다이제이션 및 항체의 검출을 행하였다.
(용액류의 조제)
본 실험예에 있어서, DNA 용액 1, 2, 항체 용액, 항원 용액 및 블록킹 용액1~3으로서, 이하의 용액을 조제하였다.
DNA 용액 1:5' 말단에 아미노기를 가진 사슬길이 24 bp의 올리고 DNA(TAGAAGCATTTGCGGTGGACGATG(서열번호 1)(시그마 제노시스사제)를 0.1 ㎍/㎕의 농도가 되도록 소정의 완충액에 용해하여 조제하였다.
DNA 용액 2:5' 말단에 Cy3 표지를 가진 사슬길이 24 bp의 올리고 DNA(CATCGTCCACCGCAAATGCTTCTA(서열번호 2)(시그마 제노시스사제)를 0.002 ㎍/㎕의 농도가 되도록 3×SSC, 0.2 중량% SDS의 용액에 용해하였다.
항체 용액: 항마우스 IgG2a 항체(토끼 유래)를 PBS 중에 0.1 ㎎/㎖ 농도로 용해하여 조제하였다.
항원 용액: FBS 중에 마우스 IgG2a 항체를 1 ㎍/㎖ 농도로 용해하여, pH 9.5의 탄산 버퍼(buffer) 1 ㎖ 중에, 상기 마우스 IgG2a 항체를 포함하는 FBS를 100 ㎕를 첨가하고, 추가로 1 ㎎/㎖ 농도에서 NHS화 Cy3를 초순수(超純水)로 용해시킨 용액을 10 ㎕ 첨가하여, 25℃에서 2시간 방치하고, 겔 여과 컬럼에 의해 미반응의 NHS화 Cy3를 제거하고, PBS 중에 Cy3 표지된 마우스 IgG2a 및 FBS 유래 단백질을 포함하는 용액을 조제하였다.
블로킹 용액 1: 0.1 N의 수산화나트륨 용액을 조제하였다.
블로킹 용액 2: 수소화붕소나트륨을 0.5 중량%의 농도로 PBS 중에 용해하여 조제하였다.
블로킹 용액 3: BSA를 1 중량% 농도로 PBS 중에 용해시켜 조제하였다.
(실험예 J1)
사출성형(injection molding)에 의해, 폭 150 ㎛, 깊이 100 ㎛의 홈과, 홈의 말단에 설치된 직경 1 ㎜의 관통공을 갖는 폴리스티렌 수지 기판을 성형하였다. 또한, 이 기판과 같은 크기의 폴리스티렌 수지의 평판 기판을 성형하였다.
홈을 형성시킨 기판의 홈을 갖는 면과 평판 기판의 한쪽 면을 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린-부틸메타크릴레이트-p-니트로페닐옥시카르보닐폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트 공중합체의 0.5 중량% 에탄올 용액을 도포 건조함으로써, 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 도입하였다.
직경 100 ㎛의 마이크로어레이용 스폿 핀을 사용하여, DNA 용액 1을 홈의 저면부(底面部)에 점착하고, 점착 후 습도를 유지하면서 하룻밤 방치하였다. 그 다음, 평면 기판의 수지 코팅면과 홈을 갖는 기판의 홈이 형성된 면을 맞추어, 초음파 용착에 의해 기판끼리 첩합(貼合)시켜, 유체가 유통할 수 있는 기판을 제작하였다. 홈의 말단에 설치된 구멍(孔)으로부터 블로킹 용액 1을 주입하여 유로 내에 채운 다음, 10분간 방치하여 유로 내의 활성 에스테르기를 불활성화하여, DNA 하이브리다이제이션에 의한 평가에 제공하였다.
(실험예 J2)
사출성형에 의해, 폴리스티렌 수지 기판에 폭 150 ㎛, 깊이 100 ㎛의 홈 및 홈의 말단에 직경 1 ㎜의 관통공을 갖는 기판을 성형하였다. 또한, 이 기판과 같은 크기의 평판 기판을 성형하였다.
홈을 형성시킨 기판의 홈을 갖는 면과 평판 기판의 한쪽 면을 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린-부틸메타크릴레이트-p-니트로페닐옥시카르보닐폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트 공중합체의 0.5 중합% 에탄올 용액을 도포 건조함으로써, 포스포릴콜린기와 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 도입하였다.
직경 100 ㎛의 마이크로어레이용 스폿 핀을 사용하여, 항체 용액을 홈의 저면부에 점착하고, 점착 후 습도를 유지하면서 하룻밤 방치하였다. 그 다음, 평면 기판의 수지 코팅면과 홈 쪽을 맞추고, 초음파 용착에 의해 기판끼리 첩합시켜, 유체가 유통할 수 있는 기판을 제작하였다. 홈의 말단에 설치된 구멍으로부터 블로킹 용액 1을 주입하여 유로 내에 채운 후, 10분간 방치하여 유로 내의 활성 에스테르기를 불활성화하여, 항원항체 반응에 의한 평가에 제공하였다.
(실험예 J3)
사출성형에 의해 폴리스티렌 수지 기판에 폭 150 ㎛, 깊이 100 ㎛의 홈 및 홈의 말단에 직경 1 ㎜의 관통공을 갖는 기판 및 이 기판과 같은 크기의 평판 기판을 성형하였다. 양 기판의 표면에 친수화처리를 실시한 후, 아미노알킬실란 2 중량% 용액 중에 침지한 후, 열처리를 실시하여 양 기판의 표면에 아미노기를 도입하였다. 이것을 1 중량% 글루타르알데히드 수용액에 침지함으로써, 기판 표면의 아미노기와 글루타르알데히드를 반응시켜, 알데히드기를 도입하였다. 직경 100 ㎛의 마이크로어레이용 스폿 핀을 사용하여, DNA 용액 1을 홈의 저면부에 점착하고, 점착 후 습도를 유지하면서 하룻밤 방치하였다. 그 다음, 평면 기판의 수지 코팅면과 홈 쪽을 맞추고, 초음파 용착에 의해 기판끼리 첩합시켜, 유체가 유통할 수 있는 기판을 제작하였다. 홈의 말단에 설치된 구멍으로부터 블로킹 용액 2를 주입하여 유로 내에 채운 후, 10분간 방치하여 유로 내의 알데히드기를 불활성화하고, DNA 하이브리다이제이션에 의한 평가에 제공하였다.
(실험예 J4)
사출성형에 의해 폴리스티렌 수지 기판에 폭 150 ㎛, 깊이 100 ㎛의 홈 및 홈의 말단에 직경 1 ㎜의 관통공을 갖는 기판 및 이 기판과 같은 크기의 평판 기판을 성형하였다. 양 기판의 표면에 친수화처리를 실시한 후, 아미노알킬실란 2 중량% 용액 중에 침지한 후, 열처리를 실시하여 양 기판의 표면에 아미노기를 도입하였다. 이것을 1 중량% 글루타르알데히드 수용액에 침지함으로써, 기판 표면의 아미노기와 글루타르알데히드를 반응시켜, 알데히드기를 도입하였다.
직경 100 ㎛의 마이크로어레이용 스폿 핀을 사용하여, 항체 용액을 홈의 저면부에 점착하고, 점착 후 습도를 유지하면서 하룻밤 방치하였다. 그 다음, 평면 기판의 수지 코팅면과 홈 쪽을 맞추고, 초음파 용착에 의해 기판끼리 첩합시켜, 유체가 유통할 수 있는 기판을 제작하였다. 홈의 말단에 설치된 구멍으로부터 블로킹 용액 2를 2 ㎕/분의 스피드로 10분간 송액한 후, 블로킹 용액 3을 2 ㎕/분의 스피드로 10분간 송액하고, 마지막으로 PBS를 송액하여, 항원항체 반응에 의한 평가에 제공하였다.
(실험예 J5)
사출성형에 의해 폴리스티렌 수지 기판에 폭 150 ㎛, 깊이 100 ㎛의 홈 및 홈의 말단에 직경 1 ㎜의 관통공을 갖는 기판 및 이 기판과 같은 크기의 평판 기판을 성형하였다. 양 기판의 표면에 친수화처리를 실시한 후, 아미노알킬실란 2 중량% 용액 중에 침지한 후, 열처리를 실시하여 양 기판의 표면에 아미노기를 도입하였다. 이것을 1 중량% 글루타르알데히드 수용액에 침지함으로써, 기판 표면의 아미노기와 글루타르알데히드를 반응시켜, 알데히드기를 도입하였다.
직경 100 ㎛의 마이크로어레이용 스폿 핀을 사용하여, 항체 용액을 홈의 저면부에 점착하고, 점착 후 습도를 유지하면서 하룻밤 방치하였다. 그 다음, 평면 기판의 수지 코팅면과 홈 쪽을 맞추고, 초음파 용착에 의해 기판끼리 첩합시켜, 유체가 유통할 수 있는 기판을 제작하였다. 홈의 말단에 설치된 구멍으로부터 블로킹 용액 2를 2 ㎕/분의 스피드로 10분간 송액하고, 마지막으로 PBS를 송액하여, 항원항체 반응에 의한 평가에 제공하였다.
(실험예 J6)
사출성형에 의해 폴리스티렌 수지 기판에 폭 150 ㎛, 깊이 100 ㎛의 홈 및 홈의 말단에 직경 1 ㎜의 관통공을 갖는 기판 및 이 기판과 같은 크기의 평판 기판을 성형하였다. 양 기판의 표면에 친수화처리를 실시하였다.
직경 100 ㎛의 마이크로어레이용 스폿 핀을 사용하여, 항체 용액을 홈의 저면부에 점착하고, 점착 후 습도를 유지하면서 하룻밤 방치하였다. 그 다음, 평면 기판의 수지 코팅면과 홈 쪽을 맞추고, 초음파 용착에 의해 기판끼리 첩합시켜, 유체가 유통할 수 있는 기판을 제작하였다. 홈의 말단에 설치된 구멍으로부터 블로킹 용액 3을 2 ㎕/분의 스피드로 10분간 송액하고, 마지막으로 PBS를 송액하여, 항원항체 반응에 의한 평가에 제공하였다.
(DNA 하이브리다이제이션에 의한 평가실험)
실험예 J1 및 실험예 J3을 사용하여 평가를 행하였다. 주입공으로부터 DNA 용액 2를 2 ㎕/분의 스피드로 1분간, 3분간, 5분간 및 10분간 송액한 후, PBS(-)를 5 ㎕/분의 스피드로 10분간 송액하여 세정을 행하고, 초순수를 송액한 후, 유로 중의 DNA 스폿부 및 스폿부 이외의 형광(Cy3)을 마이크로어레이용 스캐너 「ScanArray Lite」(Packard BioChip Technologies사제)를 사용하여 측정하였다. 측정 조건은, 레이저 출력 90%, PMT 감도 45%, 여기파장 550 ㎚, 측정파장 570 ㎚였다. 스캐너에 부속의 해석용 소프트웨어「QuantArray」를 사용하여 스폿의 형광량을 수치화한 결과를 표 12 및 표 13에 나타낸다.
(항원항체 반응에 의한 평가실험)
실험예 J2, 실험예 J4, 실험예 J5 및 실험예 J6을 사용하여 평가를 행하였다. 주입공으로부터 항원 용액을 2 ㎕/분의 스피드로 1분간, 3분간, 5분간 및 10분간 송액한 후, PBS(-)를 5 ㎕/분의 스피드로 10분간 송액하여 세정을 행하고, 초순수를 송액한 후, 유로 중의 DNA 스폿부 및 스폿부 이외의 형광(Cy3)을 마이크로어레이용 스캐너로 측정하였다. 결과를 표 14 및 표 15에 나타낸다.
또한, 이상의 실험예에 있어서는, 기판의 재료를 플라스틱으로 한 실험예를 나타냈지만, 기판의 재료를 유리로 한 경우에도, 기판 표면에 포스포릴콜린기 및 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 사용함으로써, 검출 감도의 향상이 가능하였다.
Figure 112006018796281-pct00023
Figure 112006018796281-pct00024
Figure 112006018796281-pct00025
Figure 112006018796281-pct00026
이하, 본 발명의 실시 태양을 열거한다.
(1-1) 고상 기판의 표면의 생리활성물질을 고정화하는 바이오칩용 기판으로서, 기판 표면에 포스포릴콜린기 및 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
(1-2) (1-1)에 있어서, 포스포릴콜린기가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린인 바이오칩용 기판.
(1-3) (1-1) 또는 (1-2)에 있어서, 활성 에스테르기가 p-니트로페닐에스테르기인 바이오칩용 기판.
(1-4) (1-1) 내지 (1-3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 공중합체인 바이오칩용 기판.
(1-5) (1-1) 내지 (1-4) 중 어느 하나에 있어서, 고상 기판이 플라스틱제인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
(1-6) (1-5)에 있어서, 플라스틱이 포화 환상 폴리올레핀인 바이오칩용 기판.
(1-7) (1-1) 내지 (1-4) 중 어느 하나에 있어서, 고상 기판이 유리제인 바이오칩용 기판.
(1-8) (1-1) 내지 (1-7) 중 어느 하나의 바이오칩용 기판에 생리활성물질을 고정화하는 공정 및 생리활성물질을 고정화한 이외의 기판 표면의 활성 에스테르기를 불활성화하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩의 제조방법.
(1-9) (1-8)에 있어서, 활성 에스테르기의 불활성화를 알칼리 화합물을 사용하여 행하는 바이오칩의 제조방법.
(1-10) (1-8)에 있어서, 활성 에스테르기의 불활성화를 1급의 아미노기를 갖는 화합물을 사용하여 행하는 바이오칩의 제조방법.
(1-11) (1-10)에 있어서, 1급의 아미노기를 갖는 화합물이 아미노에탄올, 또는 글리신인 바이오칩의 제조방법.
(1-12) (1-8) 내지 (1-11) 중 어느 하나에 있어서, 생리활성물질이 핵산, 단백질, 올리고펩티드, 당사슬, 당단백질 중 적어도 하나인 바이오칩의 제조방법.
(1-13) (1-8) 내지 (1-12) 중 어느 하나의 바이오칩의 제조방법에 의해 제조된 바이오칩.
(2-1) 포스포릴콜린기 및 활성 에스테르기를 갖는 고분자층을 표면에 갖는 기판에, 상기 활성 에스테르기를 매개로 하여, 생리활성물질을 포착하는 분자가 기판 표면에 고정화되어 있는 바이오칩.
(2-2) (2-1)에 있어서, 포스포릴콜린기가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기인 바이오칩.
(2-3) (2-1) 또는 (2-2)에 있어서, 활성 에스테르기가 p-니트로페닐에스테르기인 바이오칩.
(2-4) (2-1) 내지 (2-3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 공중합체인 바이오칩.
(2-5) (2-1) 내지 (2-4) 중 어느 하나에 있어서, 고상 기판이 플라스틱제인 바이오칩.
(2-6) (2-5)에 있어서, 플라스틱이 포화 환상 폴리올레핀인 바이오칩.
(2-7) (2-1) 내지 (2-4) 중 어느 하나에 있어서, 고상 기판이 유리제인 바이오칩.
(2-8) (2-1) 내지 (2-7) 중 어느 하나에 있어서, 생리활성물질을 포착하는 분자가 핵산, 단백질, 올리고펩티드, 당사슬, 당단백질 중 적어도 하나인 바이오칩.
(2-9) (2-1) 내지 (2-8) 중 어느 하나에 있어서, 생리활성물질을 포착하는 분자의 고정화가 pH 7.6 이상에서 행하여지는 바이오칩.
(2-10) (2-1) 내지 (2-9) 중 어느 하나의 바이오칩에 추가로 생리활성물질이 포착된 바이오칩.
(2-11) (2-10)에 있어서, 생리활성물질이 핵산, 단백질, 올리고펩티드, 당사슬, 당단백질 중 적어도 하나인 바이오칩.
(2-12) (2-10) 또는 (2-11)의 바이오칩의 제조방법으로서, 생리활성물질을 포함하는 pH 7.6 이하의 용액을 기판 표면에 접촉시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오칩의 제조방법.
(3-1) 기판의 표면에 포스포릴콜린기 및 활성 에스테르기를 갖는,
고분자물질을 갖는 바이오칩용 기판의 사용방법으로서, (1) pH 7.6 이상에서, 생리활성물질을 포착하는 분자인 포착 분자를 고정하는 공정 및 (2) 검출하는 생리활성물질을 포함하는 pH 7.6 이하의 용액을 기판 표면에 접촉시켜, 상기 포착분자에 생리활성물질을 포착시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판의 사용방법.
(3-2) (3-1)에 있어서, 포스포릴콜린기가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기인 바이오칩용 기판의 사용방법.
(3-3) (3-1) 또는 (3-2)에 있어서, 활성 에스테르기가 p-니트로페닐에스테르기인 바이오칩용 기판의 사용방법.
(3-4) (3-1) 내지 (3-3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 공중합체인 바이오칩용 기판의 사용방법.
(3-5) (3-1) 내지 (3-4) 중 어느 하나에 있어서, 포착분자가 핵산, 단백질, 올리고펩티드, 당사슬, 당단백질 중 적어도 하나인 바이오칩용 기판의 사용방법.
(3-6) (3-1) 내지 (3-5) 중 어느 하나에 있어서, 검출하는 생리활성물질이 핵산, 단백질, 올리고펩티드, 당사슬, 당단백질 중 적어도 하나인 바이오칩용 기판의 사용방법.
(4-1) 고상 기판의 표면에 생리활성물질을 고정화하는 바이오칩용 기판으로서, 기판 표면에 아미노기를 갖는 화합물을 포함하는 층 A와 포스포릴콜린기 및 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 포함하는 층 B가 기판, 층 A, 층 B의 순서로 중층(重層)되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
(4-2) (4-1)에 있어서, 층 A의 아미노기의 일부 또는 전체가 층 B의 활성 에스테르기와 반응하여 공유 결합을 형성하고 있는 바이오칩용 기판.
(4-3) (4-1) 또는 (4-2)에 있어서, 층 B의 활성 에스테르기의 일부가 층 A의 아미노기와 반응하여 공유 결합을 형성하고 있는 바이오칩용 기판.
(4-4) (4-1) 내지 (4-3) 중 어느 하나에 있어서, 층 A가 아미노실란을 포함하는 바이오칩용 기판.
(4-5) (4-1) 내지 (4-4) 중 어느 하나에 있어서, 포스포릴콜린기가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기인 바이오칩용 기판.
(4-6) (4-1) 내지 (4-5) 중 어느 하나에 있어서, 활성 에스테르기가 p-니트로페닐에스테르기인 바이오칩용 기판.
(4-7) (4-1) 내지 (4-6) 중 어느 하나에 있어서, 상기 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 공중합체인 바이오칩용 기판.
(4-8) (4-1) 내지 (4-7) 중 어느 하나에 있어서, 고상 기판이 플라스틱제인 바이오칩용 기판.
(4-9) (4-8)에 있어서, 플라스틱이 포화 환상 폴리올레핀인 바이오칩용 기판.
(4-10) (4-1) 내지 (4-7) 중 어느 하나에 있어서, 고상 기판이 유리제인 바이오칩용 기판.
(4-11) (4-1) 내지 (4-10) 중 어느 하나의 바이오칩용 기판의 제조방법으로서, (1) 기판 표면과 아미노기를 갖는 화합물과의 접촉공정 및 (2) 포스포릴콜린기 및 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질과의 접촉공정을 포함하는 바이오칩용 기판의 제조방법.
(5-1) 기판 표면에 포스포릴콜린기 및 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 갖는 바이오칩용 기판에 활성 에스테르기와 반응하여 생리활성물질이 고정화되고, 상기 생리활성물질이 고정화되어 있는 이외의 기판 표면의 활성 에스테르기부에 친수성기를 갖는 폴리머가 도입되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
(5-2) (5-1)에 있어서, 친수성 폴리머가 아미노기를 갖는 친수성 폴리머인 바이오칩.
(5-3) (5-1) 또는 (5-2)에 있어서, 친수성 폴리머가 폴리알킬렌옥시드, 폴리에틸렌옥시드, 폴리프로필렌옥시드 및 이들의 공중합체 중 어느 하나를 구조 중에 포함하는 것인 바이오칩.
(5-4) (5-1) 내지 (5-3) 중 어느 하나에 있어서, 포스포릴콜린기가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기인 바이오칩.
(5-5) (5-1) 내지 (5-4) 중 어느 하나에 있어서, 활성 에스테르기가 p-니트로페닐에스테르기인 바이오칩.
(5-6) (5-1) 내지 (5-5) 중 어느 하나에 있어서, 상기 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 공중합체인 바이오칩.
(5-7) (5-1) 내지 (5-6) 중 어느 하나에 있어서, 고상 기판이 플라스틱제인 바이오칩.
(5-8) (5-7)에 있어서, 플라스틱이 포화 환상 폴리올레핀인 바이오칩.
(5-9) (5-1) 내지 (5-6) 중 어느 하나에 있어서, 고상 기판이 유리제인 바이오칩.
(5-10) (5-1) 내지 (5-9) 중 어느 하나에 있어서, 생리활성물질이 핵산, 단백질, 올리고펩티드, 당사슬, 당단백질 중 적어도 하나인 바이오칩.
(5-11) (5-1) 내지 (5-10) 중 어느 하나의 바이오칩의 제조방법으로서, 기판 표면에 포스포릴콜린기 및 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 갖는 바이오칩용 기판에 생리활성물질을 고정화하는 공정 및 생리활성물질이 고정화되어 있는 이외의 기판 표면의 활성 에스테르기부에 친수성기를 갖는 폴리머를 도입하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오칩의 제조방법.
(6-1) 고상 기판의 표면의 생리활성물질을 고정화하는 바이오칩용 기판으로서, 기판 표면에 포스포릴콜린기 및 N-히드록시숙신이미드에스테르를 갖는 고분자물질을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
(6-2) (6-1)에 있어서, 포스포릴콜린기가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린인 바이오칩용 기판.
(6-3) (6-1) 또는 (6-2)에 있어서, 상기 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 공중합체인 바이오칩용 기판.
(6-4) (6-1) 내지 (6-3) 중 어느 하나에 있어서, 고상 기판이 플라스틱제인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
(6-5) (6-4)에 있어서, 플라스틱이 포화 환상 폴리올레핀인 바이오칩용 기판.
(6-6) (6-1) 내지 (6-3) 중 어느 하나에 있어서, 고상 기판이 유리제인 바이오칩용 기판.
(6-7) (6-1) 내지 (6-6) 중 어느 하나의 바이오칩용 기판에 생리활성물질을 고정화하는 공정 및 생리활성물질을 고정화한 이외의 기판 표면의 활성 에스테르기를 불활성화하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩의 제조방법.
(6-8) (6-7)에 있어서, 활성 에스테르기의 불활성화를 알칼리 화합물을 사용하여 행하는 바이오칩의 제조방법.
(6-9) (6-7)에 있어서, 활성 에스테르기의 불활성화를 1급의 아미노기를 갖는 화합물을 사용하여 행하는 바이오칩의 제조방법.
(6-10) (6-9)에 있어서, 1급의 아미노기를 갖는 화합물이 아미노에탄올, 또는 글리신인 바이오칩의 제조방법.
(6-11) (6-7) 내지 (6-10) 중 어느 하나에 있어서, 생리활성물질이 핵산, 압타머, 단백질, 올리고펩티드, 당사슬, 당단백질 중 적어도 하나인 바이오칩의 제조방법.
(6-12) (6-7) 내지 (6-11) 중 어느 하나의 바이오칩의 제조방법에 의해 제조된 바이오칩.
(7-1) 포스포릴콜린기 및 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질, 또는 상기 고분자물질과 포스포릴콜린기 및 부틸메타크릴레이트기로 되는 폴리머와의 혼합 폴리머를 기판의 표면에 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
(7-2) (7-1)에 있어서, 고분자물질, 또는 혼합 폴리머에 포함되는 포스포릴콜린기의 비율이 20 몰% 이상 40 몰% 미만인 바이오칩.
(7-3) (7-1) 또는 (7-2)에 있어서, 고분자물질 또는 혼합 폴리머에 포함되는 활성 에스테르기의 비율이 15 몰% 이상 25 몰% 미만인 바이오칩.
(7-4) (7-1) 내지 (7-3) 중 어느 하나에 있어서, 포스포릴콜린기가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기인 바이오칩.
(7-5) (7-1) 내지 (7-4) 중 어느 하나에 있어서, 활성 에스테르기가 p-니트로페닐에스테르기 또는 N-히드록시숙신이미드에스테르인 바이오칩.
(7-6) (7-1) 내지 (7-5) 중 어느 하나에 있어서, 상기 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 공중합체인 바이오칩.
(7-7) (7-1) 내지 (7-6) 중 어느 하나에 있어서, 고상 기판이 플라스틱제인 바이오칩.
(7-8) (7-7)에 있어서, 플라스틱이 포화 환상 폴리올레핀인 바이오칩.
(7-9) (7-1) 내지 (7-6) 중 어느 하나에 있어서, 고상 기판이 유리제인 바이오칩.
(7-10) (7-1) 내지 (7-9) 중 어느 하나의 바이오칩의 제조방법으로서, 기판 표면에 포스포릴콜린기 및 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질, 또는 상기 고분자물질과 포스포릴콜린기 및 부틸메타크릴레이트기로 되는 폴리머와의 혼합 폴리머를 갖는 바이오칩용 기판에 생리활성물질을 고정화하는 공정 및 상기 생리활성물질이 고정화되어 있는 이외의 기판 표면의 활성 에스테르기부에 친수성기를 갖는 폴리머를 도입하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오칩의 제조방법.
(7-11) (7-10)에 있어서, 생리활성물질이 핵산, 압타머, 단백질, 올리고펩티드, 당사슬, 당단백질 중 적어도 하나인 바이오칩의 제조방법.
(8-1) 고상 기판의 표면에 생리활성물질을 고정화하고 형광색소를 사용하여 검출하기 위한 마이크로어레이용 기판으로서, 고상 기판 표면에 포스포릴콜린기 및 활성 에스테르기를 갖는 고분자물질을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이용 기판.
(8-2) (8-1)에 있어서, 포스포릴콜린기가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기인 마이크로어레이용 기판.
(8-3) (8-1) 또는 (8-2)에 있어서, 활성 에스테르기가 p-니트로페닐에스테르기 또는 N-히드록시숙신이미드에스테르기인 마이크로어레이용 기판.
(8-4) (8-1) 내지 (8-3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 공중합체인 마이크로어레이용 기판.
(8-5) (8-1) 내지 (8-4) 중 어느 하나에 있어서, 고상 기판이 플라스틱제인 마이크로어레이용 기판.
(8-6) (8-5)에 있어서, 플라스틱이 포화 환상 폴리올레핀인 마이크로어레이용 기판.
(8-7) (8-1) 내지 (8-4) 중 어느 하나에 있어서, 고상 기판이 유리제인 마이크로어레이용 기판.
(8-8) (8-1) 내지 (8-7) 중 어느 하나의 마이크로어레이용 기판에 핵산, 압타머, 단백질, 올리고펩티드, 당사슬 및 당단백질 중 적어도 하나인 생리활성물질을 고정화한 마이크로어레이.
(9-1) 고상 기판의 표면에 생리활성물질을 고정화하기 위한 바이오칩용 기판으로서, 고상 기판 표면 위에 층 A가 형성되고, 추가로 층 A 위에 층 B가 형성되며, 층 A는 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 및 올레핀기로부터 선택되는 적어도 하나의 기를 갖는 화합물 A로부터 형성되고, 층 B는 포스포릴콜린기를 갖는 단량체의 중합체 및 활성 에스테르기를 갖는 단량체의 중합체로부터 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
(9-2) (9-1)에 있어서, 화합물 A의 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 및 올레핀기로부터 선택되는 적어도 하나의 기의 일부 또는 전체가, 층 B의 포스포릴콜린기를 갖는 단량체 및 활성 에스테르기를 갖는 단량체의 공중합체와 공유 결합을 형성하고 있는 바이오칩용 기판.
(9-3) (9-1) 또는 (9-2)에 있어서, 화합물 A가 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 및 올레핀기로부터 선택되는 적어도 하나의 기를 갖는 실란커플링제인 바이오칩용 기판.
(9-4) (9-1) 내지 (9-3) 중 어느 하나에 있어서, 포스포릴콜린기를 갖는 단량체가, 추가로 메타크릴기 또는 아크릴기를 갖는 것인 바이오칩용 기판.
(9-5) (9-4)에 있어서, 포스포릴콜린기를 갖는 단량체가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린인 바이오칩용 기판.
(9-6) (9-1) 내지 (9-5) 중 어느 하나에 있어서, 활성 에스테르기를 갖는 단량체가, 추가로 메타크릴기 또는 아크릴기를 갖는 것인 바이오칩용 기판.
(9-7) (9-1) 또는 (9-6) 중 어느 하나에 있어서, 활성 에스테르기가 p-니트로페닐에스테르기 또는 N-히드록시숙신이미드에스테르기인 바이오칩용 기판.
(9-8) (9-1) 내지 (9-7) 중 어느 하나에 있어서, 고상 기판이 플라스틱제인 바이오칩용 기판.
(9-9) (9-8)에 있어서, 플라스틱이 포화 환상 폴리올레핀인 바이오칩용 기판.
(9-10) (9-1) 내지 (9-7) 중 어느 하나에 있어서, 고상 기판이 유리제인 바이오칩용 기판.
(9-11) (9-1) 내지 (9-10) 중 어느 하나의 바이오칩용 기판의 제조방법으로서, 고상 기판 표면에 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 및 올레핀기로부터 선택되는 적어도 하나의 기를 갖는 화합물 A를 갖는 층 A를 형성한 후, 층 A 위에서 포스포릴콜린기를 갖는 단량체 및 활성 에스테르기를 갖는 단량체를 공중합함으로써, 층 B를 형성하는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판의 제조방법.
(9-12) (9-1) 내지 (9-10) 중 어느 하나의 바이오칩용 기판에 생리활성물질을 고정화한 바이오칩.
(10-1) 기판과, 상기 기판에 설치된 유로를 갖고, 상기 유로 위에 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 카르복실산 유도기를 갖는 제2 단위를 포함하는 고분자물질을 가지며, 상기 카르복실산 유도기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여, 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
(10-2) (10-1)의 바이오칩에 있어서, 복수의 상기 카르복실산 유도기를 갖고, 상기 복수의 카르복실산 유도기는 상기 포착물질과 반응하여 공유 결합을 형성하고 있거나, 또는 불활성화되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
(10-3) (10-1) 또는 (10-2)의 바이오칩에 있어서, 상기 카르복실산 유도기가 활성 에스테르기인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
(10-4) (10-3)의 바이오칩에 있어서, 상기 활성 에스테르기가 p-니트로페닐기 또는 N-히드록시숙신이미드기를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
(10-5) 기판과, 상기 기판에 설치된 유로를 갖고, 상기 유로의 표면에 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 하기 화학식 1에 나타내어지는 1가의 기를 갖는 제2 단위를 포함하는 고분자물질을 가지며, 상기 화학식 1에 나타내어지는 1가의 기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여, 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
[화학식 1]
Figure 112006018796281-pct00027
(단, 상기 화학식 1에 있어서, A는 수산기를 제외한 1가의 이탈기이다.)
(10-6) (10-5)의 바이오칩에 있어서, 상기 화학식 1에 나타내어지는 1가의 기가, 하기 화학식 p 또는 화학식 q로부터 선택되는 어느 하나의 기인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
[화학식 p]
Figure 112006018796281-pct00028
[화학식 q]
Figure 112006018796281-pct00029
(단, 상기 화학식 p 및 화학식 q에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립하여, 1가의 유기기로서, 직쇄상, 분지상 및 환상 중 어느 것이어도 된다. 또한, 상기 화학식 p에 있어서, R1은 C와 함께 고리를 형성하는 2가의 기여도 된다. 또한, 상기 화학식 q에 있어서, R2는 N과 함께 고리를 형성하는 2가의 기여도 된다. )
(10-7) (10-1) 내지 (10-6) 중 어느 하나의 바이오칩에 있어서, 포스포릴콜린기를 포함하는 상기 제1 단위가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
(10-8) (10-1) 내지 (10-7) 중 어느 하나의 바이오칩에 있어서, 상기 고분자물질은, 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 제3 단위를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
(10-9) (10-1) 내지 (10-8) 중 어느 하나의 바이오칩에 있어서, 상기 기판의 재료가 플라스틱인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
(10-10) (10-1) 내지 (10-9) 중 어느 하나의 바이오칩에 있어서, 상기 유로를 덮는 보호부재를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
(10-11) (10-10)의 바이오칩에 있어서, 상기 기판의 재료와 상기 보호부재의 재료 중 적어도 한쪽이 검출광에 대하여 투명한 플라스틱인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
(10-12) (10-1) 내지 (10-11) 중 어느 하나의 바이오칩에 있어서, 상기 기판의 재료가 유리인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
(10-13) (10-1) 내지 (10-12) 중 어느 하나의 바이오칩에 있어서, 상기 포착물질은 핵산, 압타머, 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬 및 당단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
(10-14) (10-1) 내지 (10-13) 중 어느 하나의 바이오칩에 있어서, 상기 생리활성물질은 핵산, 압타머, 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬 및 당단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
본 발명의 바이오칩은, 단백질을 비롯한 생리활성물질의 비특이적 흡착이 적기 때문에 검체 중의 표적이 되는 생리활성물질의 손실이 억제되고 있어, 효율적으로 항원항체 반응 등의 특이적 상호작용이 발생하기 때문에, 단시간으로 고감도의 생리활성물질의 검출이 가능하다. 또한, 기판의 자기형광이 저감화되고, 형광색소의 흡착이 저감된 구성이기 때문에, S/N비를 높여, 검체의 시그널을 정밀하게 검출할 수 있다.
SEQUENCE LISTING <110> SUMITOMO BAKELITE CO., LTD. <120> Biotip <130> G104028 <150> JP2004-008331 <151> 2004-1-15 <160> 2 <210> 1 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Designed origonucleotide based on β-actin gene <400> 1 tagaagcatt tgcggtggac gatg 24 <210> 2 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Designed origonucleotide based on β-actin gene <400> 2 catcgtccac cgcaaatgct tcta 24

Claims (81)

  1. 기판의 표면에, 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와, 활성 에스테르기를 갖는 제2 단위를 포함하는 고분자물질을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판으로서,
    상기 제1 단위는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린이고,
    상기 제2 단위는 하기 화학식 (r), (s), (u), 및 (w) 중에서 선택되는 기를 가지는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
    Figure 112011058527137-pct00053
  2. 제1항의 바이오칩용 기판에 있어서,
    상기 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 갖는 제3 단위를 포함하고,
    상기 고분자물질에 포함되는 상기 포스포릴콜린기의, 상기 포스포릴콜린기와 상기 활성 에스테르기와 상기 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율이 20 몰% 이상 40 몰% 미만인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  3. 제1항의 바이오칩용 기판에 있어서,
    상기 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 갖는 제3 단위를 포함하고,
    상기 고분자물질에 포함되는 상기 포스포릴콜린기의, 상기 포스포릴콜린기와 상기 활성 에스테르기와 상기 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율이 3 몰% 이상 40 몰% 이하인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  4. 제1항의 바이오칩용 기판에 있어서,
    상기 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 갖는 제3 단위를 포함하고,
    상기 고분자물질에 포함되는 상기 활성 에스테르기의, 상기 포스포릴콜린기 와 상기 활성 에스테르기와 상기 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율이 15몰% 이상 25 몰% 미만인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  5. 제1항의 바이오칩용 기판에 있어서,
    상기 고분자물질이 부틸메타크릴레이트기를 갖는 제3 단위를 포함하고,
    상기 고분자물질에 포함되는 상기 활성 에스테르기의, 상기 포스포릴콜린기와 상기 활성 에스테르기와 상기 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율이 1몰% 이상 25 몰% 이하인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  6. 기판의 표면에 하기 (a), (b)성분을 포함하는 고분자물질을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판:
    (a) 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와, 활성 에스테르기를 갖는 제2 단위를 포함하는 고분자
    (b) 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 부틸메타크릴레이트기를 갖는 제3 단위를 포함하는 고분자;
    상기에서, 제1 단위는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린이고,
    제2 단위는 하기 화학식 (r), (s), (u), 및 (w) 중에서 선택되는 기를 가진다.
    Figure 112011058527137-pct00054
  7. 제6항의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 고분자물질에 포함되는 포스포릴콜린기의, 상기 포스포릴콜린기와 상기 활성 에스테르기와 상기 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율이 20 몰% 이상 40 몰% 미만인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  8. 제6항의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 고분자물질에 포함되는 포스포릴콜린기의, 상기 포스포릴콜린기와 상기 활성 에스테르기와 상기 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율이 3 몰% 이상 40 몰% 이하인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  9. 제6항의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 고분자물질에 포함되는 상기 활성 에스테르기의, 상기 포스포릴콜린기와 상기 활성 에스테르기와 상기 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율이 15 몰% 이상 25 몰% 미만인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  10. 제6항의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 고분자물질에 포함되는 상기 활성 에스테르기의, 상기 포스포릴콜린기와 상기 활성 에스테르기와 상기 부틸메타크릴레이트기와의 합계에 대한 비율이 1 몰% 이상 25 몰% 이하인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항 또는 제6항의 바이오칩용 기판에 있어서,
    포스포릴콜린기를 포함하는 상기 제1 단위가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  15. 제1항의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 고분자물질은, 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 제3 단위를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  16. 기판 위에 제1 층이 형성되고,
    추가로 제1 층 위에 제2 층이 형성되며,
    상기 제1 층은, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 및 알케닐기로부터 선택되는 적어도 하나의 기를 갖는 화합물로부터 형성되고,
    상기 제2 층은, 포스포릴콜린기를 갖는 단량체의 중합체와 활성 에스테르기를 갖는 단량체와의 공중합체로부터 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판으로서,
    상기 포스포릴콜린기를 갖는 단량체는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린이고,
    상기 활성 에스테르기를 갖는 단량체는 하기 화학식 (r), (s), (u), 및 (w) 중에서 선택되는 기를 가지는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
    Figure 112011058527137-pct00055
  17. 기판과,
    상기 기판 위에 설치되어, 오르가노실록산으로 되는 제1 층과,
    제1 층 위에 설치되어, 포스포릴콜린기를 갖는 단량체와, 활성 에스테르기를 갖는 단량체와의 공중합체로 되는 제2 층,
    을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판으로서,
    상기 포스포릴콜린기를 갖는 단량체는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린이고,
    상기 활성 에스테르기를 갖는 단량체는 하기 화학식 (r), (s), (u), 및 (w) 중에서 선택되는 기를 가지는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
    Figure 112011058527137-pct00056
  18. 제16항의 바이오칩용 기판에 있어서,
    상기 화합물의 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 및 알케닐기로부터 선택되는 적어도 하나의 기가, 상기 제2 층의 상기 공중합체와 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  19. 제16항의 바이오칩용 기판에 있어서,
    상기 제1 층이 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 및 알케닐기로부터 선택되는 적어도 하나의 기를 갖는 실란커플링제에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  20. 제19항의 바이오칩용 기판에 있어서, 포스포릴콜린기를 갖는 상기 단량체가, 메타크릴기를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  21. 제19항의 바이오칩용 기판에 있어서, 포스포릴콜린기를 갖는 상기 단량체가, 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  22. 제16항의 바이오칩용 기판에 있어서, 활성 에스테르기를 갖는 상기 단량체가, 메타크릴기 또는 아크릴기를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  23. 제1항, 제6항, 제16항 및 제17항 중 어느 한 항의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 활성 에스테르기가 p-니트로페닐기 또는 N-히드록시숙신이미드기를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  24. 제1항, 제6항, 제16항 및 제17항 중 어느 한 항의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 기판의 재료가 플라스틱인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  25. 제24항의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 플라스틱이 포화 환상 폴리올레핀인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  26. 제1항, 제6항, 제16항 및 제17항 중 어느 한 항의 바이오칩용 기판에 있어서, 상기 기판의 재료가 유리인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
  27. 기판의 표면에, 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 하기 화학식 r~w 중에서 선택되는 기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판으로서,
    상기 제1 단위는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
    [화학식 r~w]
    Figure 112011058527137-pct00057
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 기판의 표면에, 하기 (a), (b)성분을 포함하는 고분자물질을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
    (a) 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 하기 화학식 r~w 중에서 선택되는 기를 갖는 제2 단위를 포함하는 고분자;
    (b) 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 부틸메타크릴레이트기를 갖는 제3 단위를 포함하는 고분자;
    상기에서, 제1 단위는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린이다.
    [화학식 r~w]
    Figure 112011058527137-pct00058
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 기판과,
    상기 기판 위에 설치되어, 아미노기를 갖는 화합물을 포함하는 제1 층과,
    상기 제1 층 위에 설치되어 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 하기 화학식 r~w 중에서 선택되는 기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 포함하는 제2 층,
    을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판으로서,
    상기 제1 단위는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
    [화학식 r~w]
    Figure 112011058527137-pct00069
  36. 기판과,
    상기 기판 위에 설치되어, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 및 알케닐기로부터 선택되는 적어도 하나의 기를 갖는 화합물로부터 형성된 제1 층과,
    상기 제1 층 위에 설치되어, 포스포릴콜린기를 갖는 단량체의 중합체와, 하기 화학식 r~w 중에서 선택되는 기를 갖는 단량체의 공중합체로부터 형성된 제2 층,
    을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판으로서,
    상기 포스포릴콜린기를 갖는 단량체는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
    [화학식 r~w]
    Figure 112011058527137-pct00059
  37. 삭제
  38. 기판과,
    상기 기판 위에 설치되어, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 비닐기 및 알케닐기로부터 선택되는 적어도 하나의 기를 갖는 화합물로부터 형성된 제1 층과,
    상기 제1 층 위에 설치되어, 포스포릴콜린기를 갖는 단량체와, 하기 화학식 r~w 중에서 선택되는 기를 갖는 단량체의 공중합체로부터 형성된 제2 층,
    을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판으로서,
    상기 포스포릴콜린기를 갖는 단량체는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판.
    [화학식 r~w]
    Figure 112011058527137-pct00060
  39. 제1항 또는 제6항의 바이오칩용 기판의 상기 기판의 표면에 생리활성물질을 포착하는 포착물질을 고정화하고, 형광색소를 사용하여 상기 생리활성물질을 검출하기 위한 마이크로어레이용 기판으로서,
    상기 기판의 표면에, 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 활성 에스테르기를 갖는 제2 단위를 포함하는 상기 고분자물질을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이용 기판으로서,
    상기 제1 단위는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린이고,
    상기 제2 단위는 하기 화학식 (r), (s), (u), 및 (w) 중에서 선택되는 기를 가지는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이용 기판.
    Figure 112011058527137-pct00061
  40. 제1항, 제6항, 제16항 및 제17항 중 어느 한 항의 바이오칩용 기판에, 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 고정화된 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  41. 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 활성 에스테르기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 표면에 갖는 기판을 포함하는 바이오칩으로서,
    상기 활성 에스테르기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여, 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1 단위는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린이고,
    상기 제2 단위는 하기 화학식 (r), (s), (u), 및 (w) 중에서 선택되는 기를 가지는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
    Figure 112011058527137-pct00062
  42. 기판의 표면에, 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 활성 에스테르기를 갖는 제2 단위를 복수 포함하는 고분자물질을 갖는 바이오칩으로서,
    일부의 상기 활성 에스테르기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여 공유 결합을 형성하고 있고,
    나머지 상기 활성 에스테르기와 친수기를 갖는 친수성 폴리머가 반응하여 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하며,
    상기 제1 단위는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린이고,
    상기 제2 단위는 하기 화학식 (r), (s), (u), 및 (w) 중에서 선택되는 기를 가지는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
    Figure 112011058527137-pct00063
  43. 제42항의 바이오칩에 있어서, 상기 친수성 폴리머가 아미노기를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  44. 제42항의 바이오칩에 있어서, 상기 친수성 폴리머는 폴리알킬렌옥시드 또는 복수 종류의 상기 폴리알킬렌옥시드를 구조 중에 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  45. 제41항 또는 제42항의 바이오칩에 있어서, 상기 기판의 재료가 플라스틱인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  46. 제45항의 바이오칩에 있어서, 상기 플라스틱이 포화 환상 폴리올레핀인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  47. 기판과, 상기 기판에 설치된 유로를 갖고,
    상기 유로의 표면에 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 활성 에스테르기를 갖는 제2 단위를 포함하는 고분자물질을 가지며,
    상기 활성 에스테르기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여, 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1 단위는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린이고,
    상기 제2 단위는 하기 화학식 (r), (s), (u), 및 (w) 중에서 선택되는 기를 가지는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
    Figure 112011058527137-pct00064
  48. 제47항의 바이오칩에 있어서,
    복수의 상기 활성 에스테르기를 갖고,
    상기 복수의 활성 에스테르기는 상기 포착물질과 반응하여 공유 결합을 형성하고 있거나, 또는 불활성화되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  49. 제47항의 바이오칩에 있어서, 상기 유로를 덮는 보호부재를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  50. 제49항의 바이오칩에 있어서, 상기 기판의 재료와 상기 보호부재의 재료 중, 적어도 하나가 플라스틱인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  51. 제47항의 바이오칩에 있어서, 상기 기판의 재료가 검출광에 대하여 투명한 플라스틱인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  52. 제41항, 제42항 및 제47항 중 어느 한 항의 바이오칩에 있어서, 추가로 상기 포착물질에 상기 생리활성물질이 포착된 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  53. 제41항, 제42항 및 제47항 중 어느 한 항의 바이오칩에 있어서,
    포스포릴콜린기를 포함하는 상기 제1 단위가 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린기인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  54. 제41항, 제42항 및 제47항 중 어느 한 항의 바이오칩에 있어서, 상기 활성 에스테르기가 p-니트로페닐기 또는 N-히드록시숙신이미드기를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  55. 제41항, 제42항 및 제47항 중 어느 한 항의 바이오칩에 있어서, 상기 고분자물질은 부틸메타크릴레이트기를 포함하는 제3 단위를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  56. 제41항, 제42항 및 제47항 중 어느 한 항의 바이오칩에 있어서, 상기 기판의 재료가 유리인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  57. 제41항, 제42항 및 제47항 중 어느 한 항의 바이오칩에 있어서, 상기 포착물질은 핵산, 압타머, 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬 및 당단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  58. 제41항, 제42항 및 제47항 중 어느 한 항의 바이오칩에 있어서, 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 중성 또는 알칼리성의 조건에서 상기 기판의 표면에 고 정화되어 되는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  59. 제41항, 제42항 및 제47항 중 어느 한 항의 바이오칩에 있어서, 상기 생리활성물질은 핵산, 압타머, 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬 및 당단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  60. 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 하기 화학식 r~w 중에서 선택되는 기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 표면에 갖는 기판을 포함하는 바이오칩으로서,
    상기 화학식 r~w 중에서 선택되는 기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여, 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1 단위는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
    [화학식 r~w]
    Figure 112011058527137-pct00065
  61. 삭제
  62. 포스포릴콜린기를 포함하는 제1 단위와 하기 화학식 r~w 중에서 선택되는 기를 포함하는 제2 단위를 갖는 고분자물질을 표면에 갖는 기판을 포함하는 바이오칩으로서,
    상기 제1 단위는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린이고,
    상기 화학식 r~w 중에서 선택되는 기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여, 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
    [화학식 r~w]
    Figure 112011058527137-pct00066
  63. 기판의 표면에, 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 하기 화학식 r~w 중에서 선택되는 기를 갖는 제2 단위를 복수 포함하는 고분자물질을 갖는 바이오칩으로서,
    일부의 상기 화학식 r~w 중에서 선택되는 기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여 공유 결합을 형성하고 있고,
    나머지 상기 화학식 r~w 중에서 선택되는 기와 친수기를 갖는 친수성 폴리머가 반응하여 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하며,
    상기 제1 단위는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
    [화학식 r~w]
    Figure 112011058527137-pct00067
  64. 삭제
  65. 삭제
  66. 기판과, 상기 기판에 설치된 유로를 갖고,
    상기 유로의 표면에 포스포릴콜린기를 갖는 제1 단위와 하기 화학식 r~w 중에서 선택되는 기를 갖는 제2 단위를 포함하는 고분자물질을 가지며,
    상기 화학식 r~w 중에서 선택되는 기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질이 반응하여, 공유 결합을 형성하고 있는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1 단위는 2-메타크릴로일옥시에틸포스포릴콜린, 2-메타크릴로일옥시에톡시에틸포스포릴콜린, 6-메타크릴로일옥시헥실포스포릴콜린, 10-메타크릴로일옥시에톡시노닐포스포릴콜린, 알릴포스포릴콜린, 부테닐포스포릴콜린, 헥세닐포스포릴콜린, 옥테닐포스포릴콜린 또는 데세닐포스포릴콜린인 것을 특징으로 하는 바이오칩.
    [화학식 r~w]
    Figure 112011058527137-pct00068
  67. 삭제
  68. 삭제
  69. 제39항의 마이크로어레이용 기판에,
    핵산, 압타머, 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬 및 당단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 상기 포착물질이 고정화된 것을 특징으로 하는 마이크로어레이.
  70. 삭제
  71. 제16항의 바이오칩용 기판의 제조방법으로서,
    상기 기판 위에, 상기 제1 층을 형성한 후,
    상기 제1 층 위에서 포스포릴콜린기를 갖는 상기 단량체와 활성 에스테르기를 갖는 상기 단량체를 공중합함으로써 상기 제2 층을 형성하는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판의 제조방법.
  72. 제1항, 제6항, 제16항 및 제17항 중 어느 한 항의 바이오칩용 기판의 사용방법으로서,
    (1) 생리활성물질을 포착하는 포착물질을 중성 또는 알칼리성의 조건에서 상기 기판 위에 고정화하는 단계 및
    (2) 상기 바이오칩용 기판의 표면에, 검출되는 생리활성물질을 포함하는 상기 조건 이하의 pH의 액체를 접촉시켜서, 상기 포착물질에 상기 생리활성물질을 포착시키는 단계,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판의 사용방법.
  73. 제72항의 바이오칩용 기판의 사용방법에 있어서,
    상기 포착물질은 핵산, 압타머, 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬 및 당단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판의 사용방법.
  74. 제72항의 바이오칩용 기판의 사용방법에 있어서,
    검출되는 상기 생리활성물질은 핵산, 압타머, 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬 및 당단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 기판의 사용방법.
  75. 제1항, 제6항, 제16항 및 제17항 중 어느 한 항의 바이오칩용 기판을 사용한 바이오칩의 제조방법으로서,
    상기 바이오칩용 기판은 복수의 상기 활성 에스테르기를 갖고,
    일부의 상기 활성 에스테르기와 생리활성물질을 포착하는 포착물질을 반응시켜, 상기 포착물질을 고정화하는 공정과,
    포착물질을 고정화하는 공정 후, 나머지 상기 활성 에스테르기를 불활성화하는 공정,
    을 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩의 제조방법.
  76. 제75항의 바이오칩의 제조방법에 있어서, 나머지 활성 에스테르기를 불활성화하는 상기 공정을, 알칼리 화합물을 사용하여 행하는 것을 특징으로 하는 바이오칩의 제조방법.
  77. 제75항의 바이오칩의 제조방법에 있어서, 나머지 활성 에스테르기를 불활성화하는 상기 공정을, 1급의 아미노기를 갖는 화합물을 사용하여 행하는 것을 특징 으로 하는 바이오칩의 제조방법.
  78. 제77항의 바이오칩의 제조방법에 있어서, 1급의 아미노기를 갖는 상기 화합물이 아미노에탄올 또는 글리신인 것을 특징으로 하는 바이오칩의 제조방법.
  79. 제75항의 바이오칩의 제조방법에 있어서, 상기 포착물질이,
    핵산, 압타머, 단백질, 효소, 항체, 올리고펩티드, 당사슬 및 당단백질로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 바이오칩의 제조방법.
  80. 제41항의 바이오칩의 제조방법으로서, 상기 포착물질을 포함하는 산성 또는 중성 액체를 상기 기판의 상기 표면에 접촉시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오칩의 제조방법.
  81. 제42항의 바이오칩의 제조방법으로서,
    상기 바이오칩에 사용되는 기판의 일부의 상기 활성 에스테르기와 상기 포착물질을 반응시켜, 공유 결합을 형성시키고 상기 포착물질을 고정화하는 공정과,
    포착물질을 고정화하는 상기 공정 후, 나머지 상기 활성 에스테르기와 상기 친수성 폴리머를 반응시켜 공유 결합시키는 공정,
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오칩의 제조방법.
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