KR101510351B1 - Microarray and method of analyzing signal from microarray analysis - Google Patents

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Abstract

하나이상의 구체예는 어두운 기준점 마커와 밝은 기준점 마커의 조합을 포함하는 마이크로어레이 및 그를 이용한 마이크로어레이 신호를 분석하는 방법을 제공한다. One or more embodiments provide a microarray comprising a combination of a dark reference point marker and a bright reference point marker and a method for analyzing the microarray signal using the same.

마이크로어레이, 어두운 기준점 마커, 밝은 기준점 마커 Microarray, dark reference point marker, bright reference point marker

Description

마이크로어레이 및 마이크로어레이 신호를 분석하는 방법{Microarray and method of analyzing signal from microarray analysis}[0001] The present invention relates to a microarray and a method for analyzing microarray signals,

하나이상의 구체예는, 기준점 마커 (fiducial marker)를 갖는 마이크로어레이 및 상기 마이크로어레이 분석 신호를 분석하는 방법에 관한 것이다.One or more embodiments relate to a microarray having a fiducial marker and a method for analyzing the microarray analysis signal.

마이크로어레이는 일반적으로 기판 상에 표적 물질에 결합하는 프로브 물질이 복수개의 구분된 영역에 고정되어 있는 것을 말한다. 마이크로어레이는 많은 표적 물질의 분석에 사용된다. 표적물질의 분석은, 형광 물질로 표지된 표적물질을 포함하는 시료를 마이크로어레이 상의 프로브 물질에 접촉시키고, 그로부터 얻어지는 광을 측정함으로써 이루어진다. A microarray generally refers to a probe substance that binds to a target substance on a substrate and is fixed to a plurality of divided regions. Microarrays are used for the analysis of many target substances. The analysis of the target substance is carried out by contacting a sample containing the target substance labeled with the fluorescent substance to the probe substance on the microarray and measuring the light obtained therefrom.

마이크로어레이에는 프로브 물질이 고정된 영역 (이하 스팟이라고도 함)이 일반적으로 고밀도로 배열되어 있기 때문에, 한 번의 실험에 사용되는 조사되고 검출되는 스팟의 수는 수천에서 수만 이상일 수 있다. 따라서, 마이크로어레이 분석 결과로부터 얻어진 이미지 데이터를 분석하는 조작자는, 보통 마이크로어레이로부터 얻어진 이미지 신호를 정량화하기에 앞서 각 혼성화된 스팟 및 국지적 배경의 밝기를 계산하기 전에, 마이크로어레이 스팟 위치의 지도(gridding) 또는 패 턴(pattern)을 생성한다. 마이크로어레이 지도 (microarray gridding)는 상기 패턴 내의 각 스팟의 진정한 위치를 더 효율적으로 찾기 위한 검출 소프트웨어에 의하여 사용되는 주형(template)이다. 따라서, 많은 스팟을 가진 마이크로어레이로부터 얻어진 광 데이터로부터 각 스팟의 위치를 효율적으로 특정할 필요성이 있다. Since the region of the microarray where the probe material is immobilized (hereinafter also referred to as a spot) is generally arranged at a high density, the number of irradiated and detected spots used in one experiment may be several thousands to several tens of thousands. Thus, the operator analyzing the image data obtained from the microarray analysis results is able to determine the brightness of each hybridized spot and the local background prior to quantifying the image signal obtained from the microarray, ) Or a pattern. Microarray gridding is a template used by detection software to more efficiently locate the true position of each spot within the pattern. Therefore, there is a need to efficiently specify the position of each spot from the optical data obtained from the microarray having many spots.

종래 스팟의 위치 확인 방법으로서, 알려진 스팟 정보를 바탕으로 광 이미지 상에 수동으로 스팟을 특정하는 방법 및 로봇 사용 스팟 위치 장치 (robotic spot placement equipment)를 사용하는 방법이 있다.As a method of determining the position of a conventional spot, there is a method of manually specifying a spot on an optical image based on known spot information and a method using a robotic spot placement equipment.

그러나, 상기한 바에 의하더라도 마이크로어레이로부터 얻어진 광 데이터로부터 각 스팟의 위치를 용이하게 찾고, 분석할 수 있는 개선된 방법이 여전히 요구되고 있다.However, there is still a need for an improved method for easily locating and analyzing the position of each spot from the optical data obtained from the microarray.

일 구예체는, 마이크로어레이 분석으로부터 얻어지는 신호를 구분하기에 효율적인 구조를 갖는 마이크로어레이를 제공한다. One example provides a microarray having a structure that is efficient for distinguishing signals obtained from microarray analysis.

다른 일 구예체는, 상기 마이크로어레이를 이용하여 마이크로어레이 분석 신호를 분석하는 방법을 제공한다. Another embodiment provides a method for analyzing a microarray analysis signal using the microarray.

일 구예체는, 기판의 표면에 제1 구분된 영역, 제2 구분된 영역 및 제3 구분된 영역을 포함하는 마이크로어레이로서, 상기 제3 구분된 영역에는 프로브 핵산이 고정되어 있고, 상기 프로브 핵산은 표적 핵산과 상보적인 서열을 갖고 있고, 상기 제1 구분된 영역과 검출가능한 표지로 표지된 표적 핵산과의 결합력 또는 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질과의 결합력은, 상기 제2 구분된 영역과 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질과의 결합력에 비하여 작고, 상기 제2 구분된 영역과 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질과의 결합력은, 상기 제3 구분된 영역의 프로브 핵산과 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질과의 결합력에 비하여 동일하거나 큰 것인 마이크로어레이를 제공한다.A microarray comprising a first divided region, a second divided region and a third divided region on a surface of a substrate, wherein the probe nucleic acid is immobilized on the third divided region, and the probe nucleic acid And the binding strength between the first divided region and the target nucleic acid labeled with the detectable label or the binding property with the target substance labeled with the detectable label is determined by the ratio between the second divided region and the target nucleic acid labeled with the detectable label, The binding force between the second divided region and the target substance labeled with the detectable label is lower than the binding force between the probe nucleic acid of the third divided region and the detectable label, Wherein the microarray is the same or larger than the binding force with the target substance.

상기 제1 구분된 영역 및 제2 구분된 영역은 검출가능한 표지로 표지된 표적 핵산 또는 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질과 반응시킨 후 얻어지는 검출 신호가 상기 제1 구분된 영역으로부터 얻어지는 신호에 비하여 제2 구분된 영역으로부터 얻어지는 신호가 더 큰 것일 수 있다. 이러한 신호의 차이로부터 상기 제1 구분 된 영역 및 제2 구분된 영역은 마이크로어레이 분석으로부터 얻어지는 신호를 구분하기 위한 기준점 마커 (fiducial marker)로서 작용할 수 있다. 이하 상기 제1 구분된 영역 및 상기 제2 구분된 영역은 각각 어두운 기준점 마커 (dark fiducial marker: DF) 및 밝은 기준점 마커 (bright fiducial marker: BF)라고도 한다. 또한, 상기 제3 구분된 영역은 데이터 스팟 (data spot)이라고도 한다. Wherein the first divided region and the second divided region are obtained by reacting a detection signal obtained after reacting with a target nucleic acid labeled with a detectable label or a target substance labeled with a detectable label in comparison with a signal obtained from the first divided region 2 The signal obtained from the segmented region may be larger. From the difference of these signals, the first divided region and the second divided region can act as a fiducial marker for discriminating the signal obtained from the microarray analysis. Hereinafter, the first divided region and the second divided region are referred to as a dark fiducial marker (DF) and a bright fiducial marker (BF), respectively. Also, the third divided area is also referred to as a data spot.

상기 신호는 형광 신호이고, 상기 제1 구분된 영역으로부터 얻어지는 형광 신호에 비하여 제2 구분된 영역으로부터 얻어지는 형광 신호가 더 밝은 것일 수 있다.The signal is a fluorescence signal and the fluorescence signal obtained from the second segmented region may be brighter than the fluorescence signal obtained from the first segmented region.

상기 검출가능한 표지는 광학적 표지, 방사성 표지 및 기질을 발색 물질로 전환시킬 수 있는 효소일 수 있다. 상기 광학적 표지에는 형광 물질이 포함된다. 상기 효소에는 알카리 포스파타제 및 호스래디쉬 퍼옥시다제 등이 포함된다. The detectable label may be an optical label, a radioactive label, and an enzyme capable of converting the substrate into a coloring material. The optical label includes a fluorescent substance. Such enzymes include alkaline phosphatase and horseradish peroxidase.

상기 제1, 제2 및 제3 구분된 영역은 0.1㎛ 내지 10㎛의 차원을 갖는 것일 수 있다. 상기 차원은 원형인 경우 지름을 의미하고, 상기 영역이 원형이 아닌 경우, 그 무게 중심을 지나고 상기 영역의 윤곽선과 만나는 선의 길이를 의미한다. The first, second and third divided regions may have a dimension of 0.1 mu m to 10 mu m. The dimension means a diameter in the case of a circle, and a length of a line passing through the center of gravity of the region and not meeting the contour of the region when the region is not circular.

상기 제1 구분된 영역 및 제2 구분된 영역은, 검출가능한 표지로 표지된 표적 핵산 또는 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질과 반응시킨 후 얻어지는 검출 신호가, 동일하게 반응시킨 상기 제3 구분된 영역으로부터 얻어지는 신호와 구분되도록 조합되어 배치되는 것일 수 있다.The first divided region and the second divided region are obtained by reacting a detection signal obtained after reacting with a target nucleic acid labeled with a detectable label or a target substance labeled with a detectable label, So that the signals are separated from each other.

상기 조합은 동일하게 반응시킨 상기 제3 구분된 영역으로부터 얻어지는 신호가 우연하게 동일한 배치를 가질 확률이 낮은 배치를 갖는 것일 수 있다. 여기서 "우연하게 동일한 배치를 가질 확률이 낮은 배치"란 검출가능한 표지로 표지된 표적 핵산 또는 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질과 제3 구분된 영역에 고정된 프로브 핵산과 반응시킨 후 얻어지는 검출 신호의 배치가 통계적으로 잘 나타나지 않는 배치를 의미한다. 상기 확률이 낮은 배치는, 예를 들면, 일직선으로 배열되거나 L 자형으로 배열되어 있지 않은 것일 수 있다. 상기 조합은 문자 또는 기호 형상을 갖는 것일 수 있다. 상기 제1 구분된 영역은 상기 제2 구분된 영역을 둘러싸거나 그 반대의 형상을 갖는 조합일 수 있다. The combination may have a low probability that the signal obtained from the third segmented region that was reacted identically would have the same arrangement by chance. Here, the term "arrangement with a low probability of having the same arrangement by chance" means that the target nucleic acid labeled with the detectable label or the target nucleic acid labeled with the detectable label is reacted with the probe nucleic acid immobilized in the third separated region, Means that the batch is not statistically significant. The low-probability arrangement may be, for example, a linear arrangement or an L-arrangement. The combination may have a letter or symbol shape. The first segmented area may be a combination of surrounding the second segmented area or having an opposite shape.

상기 조합은 마이크로어레이의 각 패널 마다 배치되며, 상기 패널 마다 복수 개가 배치되는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 조합은 마이크로어레이의 각 패널이 사각형인 경우, 각 패널의 네 모서리 부분에 배치되는 것일 수 있다. 여기서 "패널 (panel)"이란 검출기기가 표적 핵산과 반응된 마이크로어레이로부터 신호를 읽어 들이는 단위 영역을 말한다. 예를 들면, 검출기기가 형광을 측정하기 위한 카메라인 경우 표적 핵산과 반응된 마이크로어레이로부터 형광 신호를 읽어 들이는 단위 영역을 말한다. 상기 패널은 상기 마이크로어레이의 일부분일 수 있으며, 이 경우 상기 마이크로어레이로부터 얻어지는 신호는, 상기 패널로부터 얻어진 신호를 조합함으로써 분석될 수 있다. The combination may be arranged for each panel of the microarray, and a plurality of combinations may be arranged for each panel. For example, the combination may be arranged at four corners of each panel if each panel of the microarray is square. The term "panel " refers to a unit region in which a detector reads a signal from a microarray reacted with a target nucleic acid. For example, when a detector is a camera for measuring fluorescence, it refers to a unit area in which a fluorescent signal is read from a microarray reacted with a target nucleic acid. The panel may be part of the microarray, in which case the signal obtained from the microarray can be analyzed by combining the signals obtained from the panel.

상기 제1 구분된 영역은 소수성 물질로 구성되고, 상기 검출가능한 표지로 표지된 표적 핵산 및 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질은 친수성 물질로 구성되는 것일 수 있다. The first divided region is composed of a hydrophobic substance, and the target nucleic acid labeled with the detectable label and the target substance labeled with the detectable label may be composed of a hydrophilic substance.

또한, 상기 제2 구분된 영역은 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질과 결합 할 수 있는 물질이 고정되어 있거나 그러한 표면 특성을 갖는 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 구분된 영역은 비오틴이 고정되어 있고, 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질은 검출가능한 표지로 표지된 스트렙타비딘인 것일 수 있다. 비오틴과 스트렙타비딘의 결합력은 일반적으로 프로브 핵산과 표적 핵산의 결합력보다 강하므로, 그로부터 얻어지는 신호를 프로브 핵산과 표적 핵산으로부터 신호에 비하여 더 강할 수 있다. 또한, 상기 제2 구분된 영역은 프로브 핵산보다 길이가 긴 프로브가 고정되어 있고, 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질은 상기 긴 프로브와 상보적인 핵산 것일 수 있다. In addition, the second divided region may have a fixed substance capable of binding to a target substance labeled with a detectable label, or may have such a surface property. For example, the second segmented region may be one in which biotin is immobilized, and the target substance labeled with a detectable label is streptavidin labeled with a detectable label. The binding force between biotin and streptavidin is generally stronger than the binding force between the probe nucleic acid and the target nucleic acid so that the signal obtained therefrom can be stronger than the signal from the probe nucleic acid and the target nucleic acid. In addition, the second divided region may have a probe having a longer length than the probe nucleic acid, and the target substance labeled with a detectable label may be a nucleic acid complementary to the long probe.

일 구체예에 따른 마이크로어레이에 의하면, 기준점 마커로 사용하는 영역이 최소화될 수 있고, 마이크로어레이으로부터 얻어지는 신호를 구분하는데 시간이 감소될 수 있으며. 패널 별 오염을 완화시킬 수 있다. According to the microarray according to one embodiment, the area used as the reference point marker can be minimized, and the time can be reduced in distinguishing signals obtained from the microarray. It can alleviate pollution by panel.

다른 구체예는, 상기한 마이크로어레이에 검출가능한 표지로 표지된 표적 핵산과 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질을 포함한 시료를 반응시키고, 그 반응산물로부터 신호를 얻는 단계; 및Another embodiment includes the steps of reacting a sample comprising a target nucleic acid labeled with a detectable label and a target substance labeled with a detectable label on the microarray and obtaining a signal from the reaction product; And

상기 제1 및 제2 구분된 영역으로부터 나오는 신호를 근거로 하여 상기 제3 구분된 영역으로부터 나오는 신호를 구분하는 단계;를 포함하는, 마이크로어레이 분석 신호를 분석하는 방법을 제공한다. And separating the signal from the third segmented region based on the signal from the first and second segmented regions.

상기 방법은 상기한 마이크로어레이에 검출가능한 표지로 표지된 표적 핵산과 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질을 포함한 시료를 반응시키고, 그 반응산물 로부터 신호를 얻는 단계를 포함한다. 상기 반응은 혼성화 반응일 수 있으며, 혼성화 반응의 조건에 대하여 당업계에 알려져 있다. 예를 들면, 혼성화 버퍼 중에서 4℃에서 밤새 반응시키는 것일 수 있다. 마이크로어레이에 대하여는 상기한 바와 같다. 반응산물로부터 신호를 얻는 단계는 선택되는 표지 물질에 따라 당업자가 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 형광 표지가 선택된 경우, 여기광을 조사하고 그로부터 발광하는 방사광을 측정하여 이루어질 수 있다. 이러한 측정은 카메라에 의하여 이루어질 수 있다.The method comprises reacting a sample comprising a target nucleic acid labeled with a detectable label and a target labeled with a detectable label on the microarray and obtaining a signal from the reaction product. The reaction may be a hybridization reaction, and conditions of the hybridization reaction are known in the art. For example, the reaction may be overnight at 4 ° C in a hybridization buffer. The microarray is as described above. The step of obtaining a signal from the reaction product can be appropriately selected by those skilled in the art depending on the labeling substance selected. For example, when a fluorescent label is selected, excitation light may be irradiated and the emitted light emitted therefrom may be measured. Such measurements can be made by the camera.

일 구체예에 따른 마이크로어레이에 의하면, 마이크로어레이로부터 얻어지는 신호를 효율적으로 분석하는데 사용될 수 있다.The microarray according to one embodiment can be used for efficiently analyzing signals obtained from a microarray.

다른 일 구체예에 따른 방법에 의하면, 마이크로어레이 신호를 효율적으로 분석할 수 있다. According to the method according to another embodiment, the microarray signal can be analyzed efficiently.

이하 하나이상의 구체예를 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, one or more embodiments will be described in more detail by way of examples. However, these examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

도 1은 마이크로어레이 분석 결과 얻어지는 이미지의 일 예를 도식적으로 나타낸 도면이다. 마이크로어레이 분석은 마이크로어레이에 형광물질로 표지된 표적 핵산을 혼성화시킨 후, 혼성화 결과를 형광 물질에 대한 여기광을 조사하고 그로부 터 발광되는 방사광을 측정하여 얻어지는 형광 이미지일 수 있다. 도 1에서, 어두운 기준점 마커는 상기 이미지의 테두리로부터 두번째 위치의 구분된 영역들로 이루어진 어두운 사각형 모양이며, 밝은 기준점 마커는 상기 이미지의 좌측 및 아래 테두리로부터 세번째 위치의 구분된 영역들로 이루어진 L 자 모양이며, 상기 이미지의 좌측 및 아래 테두리로부터 두번째 위치의 구분된 영역들로 이루어진 어두운 기준점 마커 부분과 세번째 위치의 구분된 영역들로 이루어진 L 자 모양의 밝은 기준점 마커는 서로 인접되어 있다. 따라서, 비록 데이터 스팟으로부터 나오는 신호가 밝은 기준점 마커와 동등 또는 그 이상으로 밝은 것이라 하더라도, 상기 기준점 마커의 위치를 확인할 수 있다. 즉, 어두운 기준점 마커와 밝은 기준점 마커의 조합에 의하여, 마이크로어레이 분석 이미지에서 기준점 마커의 위치를 보다 정확하게 찾을 수 있고, 사용되는 스팟의 수도 감소시킬 수 있다. 기준점 마커에 사용되는 스팟의 수가 감소하므로, 기준점 마커와 시료 중의 물질과의 반응이 테이터 스팟과 시료 중의 표적물질과의 반응에 미치는 영향이 감소될 수 있으며, 그에 따라 데이터 스팟의 강도 또는 정확도가 증가될 수 있다. 도 1에 나타낸 이미지는 마이크로어레이 상의 한 패널의 이미지를 나타나내는 것이다. 1 is a diagram schematically showing an example of an image obtained as a result of microarray analysis. The microarray analysis may be a fluorescence image obtained by hybridizing a microarray with a target nucleic acid labeled with a fluorescent substance, and irradiating the excitation light to the fluorescent material with the result of hybridization and measuring the emitted light emitted therefrom. 1, a dark reference point marker is a dark rectangular shape composed of divided regions at a second position from the edge of the image, and a bright reference point marker is an L-shaped marker having a divided region at the third position from the left and lower edges of the image, Shape, and a L-shaped bright reference mark marker consisting of the dark reference marker portion consisting of the divided regions of the second position from the left and bottom edges of the image and the divided regions of the third position are adjacent to each other. Therefore, even if the signal from the data spot is bright or equal to the bright reference point marker, the position of the reference point marker can be confirmed. That is, by combining the dark reference point marker and the bright reference point marker, the position of the reference point marker can be more accurately found in the microarray analysis image, and the number of spots used can be reduced. The number of spots used in the reference point marker decreases, so that the influence of the reaction between the reference point marker and the substance in the sample on the reaction between the data spot and the target substance in the sample may be reduced, thereby increasing the strength or accuracy of the data spot. . The image shown in Figure 1 represents an image of a panel on a microarray.

도 2는 도 1에 나타낸 이미지에 기준점 마커를 기준으로 하여, 기준점 마커와 데이터 스팟을 정확하게 구분한 (gridding) 예를 나타내는 도면이다. 일단 기준점 마커의 위치 또는 모양이 확인되면, 그를 기준으로 다른 데이터 스팟의 위치를 구분하는 것은 당업계에 알려져 있다. 상기 기준점 마커의 확인은 이미지의 육안 확인 또는 기준점 마커에 대한 정보가 저장되어 있는 기준 파일 (reference file) 을 참조하여 이루어질 수 있다. 상기 기준 파일 (reference file)은 마이크로어레이 제작시에 배치된 기준점 마커의 모양 및 기준점 마커와 데이터 스팟의 상대적 위치 등의 정보가 저장된 파일을 의미한다. 도 2에서, 사각형 모양의 어두운 기준점 마커와 L 모양의 밝은 기준점 마커 및 데이터 스팟 영역에서, 각 스팟 내에 일정한 격자 (grid)가 정확하게 대응되게 할당된 것을 확인할 수 있다. 마이크로어레이를 이용한 표적물질의 분석에 있어서, 추후 상기 격자 내용의 신호, 예를 들면 형광 신호만을 참조하여, 표적 물질에 대한 정보를 분석할 수 있다.  FIG. 2 is a diagram showing an example of gridding the reference point markers and the data spots correctly based on the reference point markers in the image shown in FIG. Once the location or shape of the reference point marker is identified, it is known in the art to identify the location of other data spots relative to it. The confirmation of the reference point marker may be performed by referring to a reference file storing information on visual confirmation of an image or reference point marker. The reference file refers to a file that stores information such as the shape of a reference point marker disposed at the time of manufacturing a microarray, and a relative position of a reference point marker and a data spot. In FIG. 2, it can be seen that a certain grid is allocated so as to correspond exactly to each spot in the dark reference mark marker of the rectangular shape, the bright reference mark marker of L shape, and the data spot area. In the analysis of the target substance using the microarray, information on the target substance can be analyzed with reference to only the signal of the lattice content, for example, a fluorescence signal.

도 3은 도 1에 나타낸 이미지에 기준점 마커를 기준으로 하여, 기준점 마커와 데이터 스팟을 부정확하게 구분한 (gridding) 예를 나타내는 도면이다. 도 3에 의하면, 마이크로어레이에 실제로 형성되어 있는 기준점 마커에 비하여, 어두운 기준점 마커의 아래 부분이 이미지의 아래 외곽선으로부터 실제 위치보다 한 스팟 위로 이동된 세번째 행의 스팟들로 구성되며, 밝은 기준점 마커의 아래 부분이 이미지의 아래 외곽선으로부터 실제 위치보다 한 스팟 위로 이동된 네번째 행의 스팟들로 구성된다. 그 결과, 마이크로어레이 상의 실제 스팟 위치로 격자로 구분된 스팟의 위치는 일치하게 않게 되며, 그에 따라 각 격자로부터 판독된 신호를 분석하더라도 시료 중의 표적 물질을 정확하게 분석할 수 없게 될 수 있다.   FIG. 3 is a diagram showing an example in which the reference point marker and the data spot are incorrectly gridded on the basis of the reference point marker in the image shown in FIG. 3, the lower portion of the dark reference point marker is composed of spots in the third row shifted from the lower outline of the image by one spot above the actual position, as compared with the reference point marker actually formed in the microarray, The lower part consists of the spots in the fourth row moved above one spot above the actual position from the bottom outline of the image. As a result, the positions of the spots separated by the lattice are not coincident with the actual spot positions on the microarray, and even if the signals read from the lattices are analyzed, the target substances in the sample can not be analyzed accurately.

도 4는 어두운 기준점 마커와 밝은 기준점 마커의 조합을 복수 개 포함하고, 이들 복수 개의 조합은 각각 다른 모양을 하고 있는 것인 마이크로어레이 중의 한 패널의 이미지를 나타내는 도면이다. 도 4에 의하면, 어두운 기준점 마커와 밝은 기준점 마커의 조합은 각각 상기 패널의 이미지의 네 모서리에 위치하며 이들의 모 양은 서로 다르다. 도 4에서, B는 밝은 기준점 마커 스팟을 나타내고, D는 어두운 기준점 마커 스팟을 나타내고, M과 P는 데이터 스팟으로서, 각각 미스매치 스팟 (mismatch spot)과 완전 매치 스팟 (perfect match spot)을 나타낸다. 도 4의 마이크로어레이는 1개의 패널을 도식화한 것으로서 총 144개의 기준점 마커 스팟 (BF:DF =60:84)을 포함하고 있다. 밝은 기준점 마커 스팟은 산화막을 갖는 기판의 상기 산화막이 제거된 영역인 것일 수 있다. 상기 영역은 산화막이 제거된 기판 자체의 표면이거나 상기 표면에 소수성 물질이 코팅된 것일 수 있다. 상기 소수성 물질은 테트라플루오로메탄을 포함하는 플루오로카본과 같은 건식 식각 물질로부터 유래된 것일 수 있다. 상기 건식 식각은 물질의 플라즈마에 의한 반응을 이용하는 것일 수 있으며, 이들에 대하여는 알려져 있다.Fig. 4 is a diagram showing an image of one panel in a microarray in which a plurality of combinations of dark reference point markers and bright reference point markers are included, and the plurality of combinations have different shapes. According to FIG. 4, the combination of the dark reference point marker and the bright reference point marker are respectively located at the four corners of the image of the panel, and their shapes are different from each other. In FIG. 4, B represents a bright reference point marker spot, D represents a dark reference point marker spot, and M and P represent a data spot, respectively a mismatch spot and a perfect match spot. The microarray of FIG. 4 is a diagram of one panel, and includes a total of 144 reference mark spot (BF: DF = 60: 84). The bright reference point marker spot may be a region where the oxide film of the substrate having the oxide film is removed. The area may be the surface of the substrate itself from which the oxide film is removed, or the surface may be coated with a hydrophobic material. The hydrophobic material may be derived from a dry etch material such as a fluorocarbon comprising tetrafluoromethane. The dry etching may be a reaction of a material with plasma, and these are known.

상기 기판은 그 표면에 프로브 고정화 화합물이 고정되어 있는 것일 수 있다. 상기 표면은 상기 기준점 표지의 표면을 제외한 전 표면 또는 프로브가 고정화될 표면일 수 있다. 상기 고정화 화합물은 비오틴, 아비딘, 스트렙트아비딘, 폴리 L-라이신, 이미노기, 알데히드기, 티올기, 카르보닐기, 숙신이미드기, 말레이미드기, 에폭시드기, 이소티오시아네이트기를 갖는 화합물로부터 선택되는 하나이상의 화합물일 수 있다. 아미노기를 갖는 화합물의 예에는, 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 (EDA), 트리메톡시실릴프로필디에틸렌트리아민 (DETA), 3-(2-아미노에틸아미노프로필) 트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란가 포함되고, 알데히드기를 갖는 화합물에는 글루타르알데히드가 포함된다. 티올기를 갖는 화합물의 예에는 4-메르캅토프로필트리메톡시실 란(MPTS)가 포함된다. 또한, 에폭시드기를 갖는 화합물의 예에는, 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, 이소티오시아네이트기를 갖는 화합물의 예에는, 4-페닐렌디이소티오시아네이트(PDITC), 숙신이미드 및 말레이미드기를 갖는 화합물의 예에는, 디숙신이미딜 카르보네이트 (DSC) 또는 숙신이미딜 4-(말레이미드페닐) 부틸레이트(SMPB)가 포함된다. 도 4에서, 어두운 기준점 마커 스팟은 제1 기준점 표지에 인접한 영역에 위치하는 것일 수 있다. The substrate may have a probe immobilized compound immobilized on its surface. The surface may be the entire surface excluding the surface of the reference point mark or the surface on which the probe is to be immobilized. Wherein the immobilized compound is selected from the group consisting of compounds having biotin, avidin, streptavidin, poly L-lysine, imino group, aldehyde group, thiol group, carbonyl group, succinimide group, maleimide group, epoxide group, isothiocyanate group Or more. Examples of the compound having an amino group include 3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane (EDA), trimethoxysilylpropyldiethylenetriamine (DETA) , 3- (2-aminoethylaminopropyl) trimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, and the compound having an aldehyde group includes glutaraldehyde. An example of a compound having a thiol group includes 4-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTS). Examples of the compound having an epoxide group include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and examples of the compound having an isothiocyanate group include 4-phenylenediisothiocyanate (PDITC), succinimide, Examples of compounds having a mid group include disuccinimidyl carbonate (DSC) or succinimidyl 4- (maleimide phenyl) butyrate (SMPB). In Figure 4, the dark reference point marker spot may be located in an area adjacent to the first reference point mark.

상기 제2 기준점 표지는 상기 기판 표면의 패터닝에 의하여 정의되는 것일 수 있다. 상기 패터닝은 알려진 방법에 의하여 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 패터닝은 포토리소그래피에 의하여 이루어질 수 있다. 상기 패터닝의 결과, 상기 제2 기준점 표지는 상기 기준점 스팟의 주변의 기판 표면이 식각되어 제거됨으로써, 형성되는 기둥 구조를 갖는 것일 수 있다. 상기 기둥의 위에서 본 모양, 즉 평면 형상은 예를 들면 원 및 직사각형 및 정상각형을 포함한 사각형일 수 있으나, 이들 예에 한정되는 것은 아니다.The second reference mark may be defined by patterning the surface of the substrate. The patterning can be performed by a known method. For example, the patterning may be performed by photolithography. As a result of the patterning, the second reference mark mark may have a columnar structure formed by etching and removing the substrate surface around the reference spot spot. The shape viewed from the top of the column, that is, the shape of the plane, for example, may be a rectangle including a circle, a rectangle and a normal square, but is not limited thereto.

도 4에 나타낸 바와 같은, 서로 다른 복수 개의 조합을 사용하는 경우, 예를 들면, 데이터 스팟에서는 우연히 나타나기 어려운 조합을 사용하는 경우, 잘못된 격자 구분 (misgridding)이 일어날 확률이 감소하였다. 도 4의 실험의 경우, 216개 패널 (72개 패널/마이크로어레이 x 3개 마이크로어레이)에서 잘못된 격자 구분이 하나도 발생하지 않았다. 서로 다른 복수 개의 조합을 사용하는 경우, 패널 당 최소한의 영역이 기준점 마커 스팟으로 사용되므로, 데이터 스팟으로 사용될 수 있는 영역이 증가한다. 또한, 기준점 마커 스팟의 수가 감소하므로, 그에 따라 격자 구 분에 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 서로 다른 복수 개의 조합을 사용하는 경우, 인접하는 패널과 패널 사이에 혼동이 일어나는 것을 감소시킬 수 있다.When using a plurality of combinations different from each other as shown in Fig. 4, for example, in the case of using a combination which is unlikely to occur accidentally in a data spot, the probability of erroneous misgridding is reduced. In the case of the experiment of FIG. 4, no false lattice distinction occurred in 216 panels (72 panels / microarray x 3 microarrays). When a plurality of different combinations are used, since a minimum area per panel is used as a reference point marker spot, an area that can be used as a data spot increases. In addition, since the number of reference spot marker spots decreases, the time required for the grid segment can be reduced accordingly. When a plurality of different combinations are used, it is possible to reduce confusion between the adjacent panels and the panel.

도 1은 마이크로어레이 분석 결과 얻어지는 이미지의 일 예를 도식적으로 나타낸 도면이다. 1 is a diagram schematically showing an example of an image obtained as a result of microarray analysis.

도 2는 도 1에 나타낸 이미지에 기준점 마커를 기준으로 하여, 기준점 마커와 데이터 스팟을 정확하게 구분한 (gridding) 예를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing an example of gridding the reference point markers and the data spots correctly based on the reference point markers in the image shown in FIG.

도 3은 도 1에 나타낸 이미지에 기준점 마커를 기준으로 하여, 기준점 마커와 데이터 스팟을 부정확하게 구분한 (gridding) 예를 나타내는 도면이다. FIG. 3 is a diagram showing an example in which the reference point marker and the data spot are incorrectly gridded on the basis of the reference point marker in the image shown in FIG.

도 4는 어두운 기준점 마커와 밝은 기준점 마커의 조합을 복수 개 포함하고, 이들 복수 개의 조합은 각각 다른 모양을 하고 있는 것인 마이크로어레이 중의 한 패널의 이미지를 나타내는 도면이다. 도 4에서 네 모서리 부분의 삭각형은 마이크로어레이의 네모서리의 원으로 나타낸 부분을 확대한 것이다.Fig. 4 is a diagram showing an image of one panel in a microarray in which a plurality of combinations of dark reference point markers and bright reference point markers are included, and the plurality of combinations have different shapes. In Fig. 4, the rectangle of the four corners is an enlarged portion of the four corners of the microarray.

Claims (13)

기판의 표면에 제1 구분된 영역, 제2 구분된 영역 및 제3 구분된 영역을 포함하는 마이크로어레이로서, 상기 제3 구분된 영역에는 프로브 핵산이 고정되어 있고, 상기 프로브 핵산은 표적 핵산과 상보적인 서열을 갖고 있고, 상기 제1 구분된 영역과 검출가능한 표지로 표지된 표적 핵산과의 결합력 또는 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질과의 결합력은, 상기 제2 구분된 영역과 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질과의 결합력에 비하여 작고, 상기 제2 구분된 영역과 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질과의 결합력은, 상기 제3 구분된 영역의 프로브 핵산과 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질과의 결합력에 비하여 동일하거나 큰 것인 마이크로어레이. 1. A microarray comprising a first divided region, a second divided region and a third divided region on a surface of a substrate, wherein a probe nucleic acid is immobilized in the third divided region, and the probe nucleic acid is complementary to a target nucleic acid Wherein binding force between the first segmented region and the target nucleic acid labeled with the detectable label or binding force with the target substance labeled with the detectable label is determined by labeling the second divided region with a detectable label And the binding force between the second divided region and the target substance labeled with the detectable label is smaller than the binding force between the probe nucleic acid of the third divided region and the target substance labeled with the detectable label The microarray being the same or larger than the binding force. 제1항에 있어서, 상기 제1 구분된 영역 및 제2 구분된 영역은 검출가능한 표지로 표지된 표적 핵산 또는 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질과 반응시킨 후 얻어지는 검출 신호는, 상기 제1 구분된 영역으로부터 얻어지는 신호에 비하여 제2 구분된 영역으로부터 얻어지는 신호가 더 큰 것인 마이크로어레이. The method according to claim 1, wherein the detection signal obtained after the first divided region and the second divided region are reacted with a target nucleic acid labeled with a detectable label or a target substance labeled with a detectable label, Wherein the signal obtained from the second segmented region is larger than the signal obtained from the region. 제2항에 있어서, 상기 신호는 형광 신호이고, 상기 제1 구분된 영역으로부터 얻어지는 형광 신호에 비하여 제2 구분된 영역으로부터 얻어지는 형광 신호가 더 밝은 것인 마이크로어레이. 3. The microarray according to claim 2, wherein the signal is a fluorescence signal, and the fluorescence signal obtained from the second segmented region is brighter than the fluorescence signal obtained from the first segmented region. 제1항에 있어서, 제1 구분된 영역 및 제2 구분된 영역은, 검출가능한 표지로 표지된 표적 핵산 또는 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질과 반응시킨 후 얻어지는 검출 신호가, 동일하게 반응시킨 상기 제3 구분된 영역으로부터 얻어지는 신호와 구분되도록 조합되어 배치되는 것인 마이크로어레이. The method according to claim 1, wherein the first divided region and the second divided region are obtained by reacting a detection signal obtained after reacting with a target nucleic acid labeled with a detectable label or a target substance labeled with a detectable label, And the second signal is separated from the signal obtained from the third divided region. 제4항에 있어서, 상기 조합은 동일하게 반응시킨 상기 제3 구분된 영역으로부터 얻어지는 신호가 우연하게 동일한 배치를 가질 확률이 낮은 배치를 갖는 것인 마이크로어레이. 5. The microarray according to claim 4, wherein the combination has a low probability that the signal obtained from the third divided region reacted identically will have the same arrangement by chance. 제4항에 있어서, 상기 조합은 문자 또는 기호 형상을 갖는 것인 마이크로어레이.5. The microarray according to claim 4, wherein the combination has a letter or symbol shape. 제4항에 있어서, 상기 조합은 마이크로어레이의 각 패널 마다 배치되며, 상기 패널 마다 복수 개가 배치되는 것인 마이크로어레이.5. The microarray according to claim 4, wherein the combination is arranged for each panel of the microarray, and a plurality of the panels are arranged for each panel. 제4항에 있어서, 상기 조합은 마이크로어레이의 각 패널이 사각형인 경우, 각 패널의 네 모서리 부분에 배치되는 것인 마이크로어레이.5. The microarray of claim 4, wherein the combination is disposed at four corners of each panel when each panel of the microarray is square. 제1항에 있어서, 상기 제1 구분된 영역은 소수성 물질로 구성되고, 상기 검 출가능한 표지로 표지된 표적 핵산 및 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질은 친수성 물질로 구성되는 것인 마이크로어레이.The microarray according to claim 1, wherein the first segmented region is composed of a hydrophobic substance, and the target nucleic acid labeled with the detectable label and the target substance labeled with the detectable label are composed of hydrophilic substances. 제1항에 있어서, 상기 제2 구분된 영역은 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질과 결합할 수 있는 물질이 고정되어 있거나 그러한 표면 특성을 갖는 것인 마이크로어레이.The microarray according to claim 1, wherein the second segmented region is immobilized or has surface properties capable of binding to a target substance labeled with a detectable label. 제1항에 있어서, 상기 제2 구분된 영역은 비오틴이 고정되어 있고, 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질은 검출가능한 표지로 표지된 스트렙타비딘인 것인 마이크로어레이.2. The microarray according to claim 1, wherein the second segmented region is biotin-immobilized, and the target substance labeled with a detectable label is streptavidin labeled with a detectable label. 제1항에 있어서, 상기 제2 구분된 영역은 프로브 핵산보다 길이가 긴 프로브가 고정되어 있고, 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질은 상기 긴 프로브와 상보적인 핵산 것인 마이크로어레이.The microarray according to claim 1, wherein the second divided region is a probe having a length longer than that of the probe nucleic acid, and the target substance labeled with the detectable label is a complementary nucleic acid to the long probe. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 마이크로어레이에 검출가능한 표지로 표지된 표적 핵산과 검출가능한 표지로 표지된 표적 물질을 포함한 시료를 반응시키고, 그 반응산물로부터 신호를 얻는 단계; 및Reacting a sample comprising a target nucleic acid labeled with a detectable label and a target substance labeled with a detectable label in a microarray according to any one of claims 1 to 12 and obtaining a signal from the reaction product; And 상기 제1 및 제2 구분된 영역으로부터 나오는 신호를 근거로 하여 상기 제3 구분된 영역으로부터 나오는 신호를 구분하는 단계;를 포함하는, 마이크로어레이 신호를 분석하는 방법. And separating the signal from the third segmented region based on signals from the first and second segmented regions.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001035099A1 (en) 1999-11-09 2001-05-17 Gsi Lumonics, Inc. Apparatus and method for using fiducial marks on a microarray substrate
US6258326B1 (en) * 1997-09-20 2001-07-10 Ljl Biosystems, Inc. Sample holders with reference fiducials
JP2005512097A (en) 2001-12-11 2005-04-28 オウトジエノミクス・インコーポレーテツド Multi-substrate biochip unit
JP2005172840A (en) 2002-02-14 2005-06-30 Ngk Insulators Ltd Device and method for analyzing sample

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6258326B1 (en) * 1997-09-20 2001-07-10 Ljl Biosystems, Inc. Sample holders with reference fiducials
WO2001035099A1 (en) 1999-11-09 2001-05-17 Gsi Lumonics, Inc. Apparatus and method for using fiducial marks on a microarray substrate
JP2005512097A (en) 2001-12-11 2005-04-28 オウトジエノミクス・インコーポレーテツド Multi-substrate biochip unit
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