KR102437408B1 - 물질 봉입 방법 및 타깃 분자를 검출하는 방법 - Google Patents

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Abstract

비드나 핵산, 단백질, 바이러스, 세포, 지질막 복합체 등의 물질을 다수, 어레이에 효율적으로 봉입시키는 기술로서, 물질을 수용 가능한 복수의 수용부가 측벽에 의해 서로 분리되어서 형성되어 있는 기판 상에 해당 물질을 포함하는 제 1 용매를 유입하는 물질 도입 공정과, 상기 물질 도입 공정 후에 상기 제 1 용매보다 비중이 큰 제 2 용매를 상기 제 1 용매 상에 도입하는 물질 수용 공정을 포함하는 물질 봉입 방법을 제공한다.

Description

물질 봉입 방법 및 타깃 분자를 검출하는 방법{SUBSTANCE SEALING METHOD AND TARGET MOLECULE DETECTING METHOD}
본 발명은 물질 봉입 방법 및 타깃 분자를 검출하는 방법에 관한 것이다.
단백질, 핵산 등의 생체 분자를 각각 식별한 형태로 관찰함으로써 여러 가지의 측정을 행하는 방법으로서, 1분자 측정이 알려져 있다. 이 1분자 측정을 행하기 위한 방법이 몇가지 알려져 있다.
특허문헌 1에는, 1분자 효소 활성 검출에 사용되는 마이크로 쳄버가 기재되어 있다. 이 마이크로 쳄버는 액적을 봉입할 수 있고, 이 액적에 의해 충전 가능한 용량이 1000fL(펨토리터) 이하인 용기부를 갖는다. 용기부는 제 1 부재와 제 2 부재를 접합함으로써, 적어도 제 1 부재 또는 제 2 부재가 갖는 오목부에 의해 구성된다. 이 액적 중에서 효소 반응을 행함으로써, 반응 생성물의 분자수가 매우 소수라도 농도를 높게 할 수 있기 때문에 효소 1분자의 활성을 검출할 수 있다.
비특허문헌 1에는 액적이 오일로 덮여 있고, 외부로부터 액적에 직접 액세스 가능한 펨토리터 오더의 액적의 어레이를 이용하여 1분자 효소 분석을 행하는 방법이 기재되어 있다. 이 어레이에서는 친수성 표면에 높이 17㎚의 소수성 영역이 형성됨으로써, 친수성 영역의 패턴이 형성되어 있다.
비특허문헌 2에는 1분자의 효소결합면역흡착분석(ELISA)을 이용하여 단백질을 검출하는 방법이 기재되어 있다. 이 방법에서는 단백질 특이적인 항체로 덮인 미세한 비드에 의해 미량의 단백질을 포착하고, 비드와 단백질의 복합체를 형광 표지시킨다. 이 복합체를 포함하는 비드를 원심력에 의해 반응 챔버에 도입하고, 단백질을 포착하고 있는 비드의 수를 셈으로써 단백질을 정량 측정한다.
일본 특허공개 2004-309405호 공보
S. Sakakihara et al., Lab Chip, 2010, 10, 3355-3362 David M Rissin et al., Nature Biotechnology: doi: 10.1038/nbt.1641
저농도의 질병 마커 등을 검출하여 질병, 감염증 등의 조기 발견을 행하기 위해서, 바이오센싱 기술의 한층 더 고감도화가 요구되고 있다. 예를 들면, 체적 1㎣의 종양에 포함되는 100만개의 암세포로부터 마커 단백질(각 세포로부터 100분자씩)이 5L의 혈중에 분비되었을 경우, 이 단백질의 혈중 농도는 30aM 정도이다. 이와 같은 매우 저농도의 타깃 분자를 검출할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
이와 같은 타깃 분자를 검출하기 위해서, 상술한 1분자 효소 분석을 이용하여 1분자 단위의 감도로 검출하는 방법이 생각된다. 즉, 타깃 분자를 특이적으로 펨토리터 오더의 액적(초미소 액적)에 봉입한 후, 효소에 의해 표지된 항체 등을 타깃 분자에 접속하여 상술한 방법으로 표지 효소의 활성을 검출하는 방법이다. 타깃 분자를 특이적으로 초미소 액적에 봉입하는 방법으로서는, 타깃 분자에 특정적으로 결합하는 다른 항체 등으로 표지된 비드 등을 사용하는 방법이 생각된다. 이 방법에서는 비드에 타깃 분자를 결합시킨 후, 비드를 초미소 용액에 봉입한다.
여기에서, 용액 중에 매우 조금밖에 존재하지 않는 타깃 분자, 예를 들면 상술한 바와 같은 30aM 정도의 타깃 분자 등을 효율적으로 검출하기 위해서는 100만개 정도의 매우 다수의 초미소 액적 어레이를 준비하고, 이 어레이에 비드를 포착할 필요가 있다.
그러나, 비특허문헌 2에 기재된 방법에서는 비드를 강한 원심력에 의해 어레이에 도입할 필요가 있어, 시간과 노력을 요한다. 또한, 비특허문헌 2에 기재된 방법에서 사용하고 있는 어레이의 수는 5만개 정도이며, 100만개 정도의 어레이에 적용하는 것은 매우 곤란하다. 그 때문에, 비특허문헌 2에 기재된 방법으로는 다수의 비드를 어레이에 효율적으로 봉입시키는 것이 곤란하다. 또한, 특허문헌 1 및 비특허문헌 1에는 이와 같은 문제를 해결하는 방법은 기재되어 있지 않다.
본 발명의 목적은 비드나 핵산, 단백질, 바이러스, 세포, 지질막 복합체 등의 물질을 다수, 어레이에 효율적으로 봉입시키는 기술을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 물질 봉입 방법 등을 제공한다.
[1] 물질을 수용 가능한 복수의 수용부가, 측벽에 의해 서로 분리되어서 형성되어 있는 기판 상에 해당 물질을 포함하는 제 1 용매를 도입하는 물질 도입 공정과, 상기 물질 도입 공정 후에 상기 제 1 용매보다 비중이 큰 제 2 용매를 상기 제 1 용매 상에 도입하는 물질 수용 공정을 포함하는 물질 봉입 방법.
[2] 상기 제 1 용매 및 제 2 용매 중 적어도 한쪽이 계면활성제를 포함하는 [1]의 물질 봉입 방법.
[3] 상기 제 1 용매 중의 상기 계면활성제의 농도가 0.01%~1%인 [2]의 물질 봉입 방법.
[4] 상기 계면활성제가 TWEEN20 또는 Triton X-100인 [2] 또는 [3]의 물질 봉입 방법.
[5] 상기 제 2 용매가 포화 탄화수소, 불포화 탄화수소, 방향족 탄화수소, 실리콘 오일, 헥사플루오로프로필렌에폭시드계 폴리머, 하이드로플루오로에테르 구조를 갖는 폴리머, 퍼플루오로폴리에테르, 3불화 염화에틸렌 폴리머 및 퍼플루오로카본 구조를 갖는 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개 또는 이것을 포함하는 혼합물인 [1]~[4] 중 어느 하나의 물질 봉입 방법.
[6] 상기 제 1 용매가 물, 친수성 알콜, 친수성 에테르, 케톤, 니트릴계 용매, 디메틸술폭시드, 및 N,N-디메틸포름아미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개 또는 이것을 포함하는 혼합물인 [1]~[5] 중 어느 하나의 물질 봉입 방법.
[7] 상기 측벽이 불소계 고분자 수지로 이루어지는 소수성의 상면을 갖고, 상기 제 2 용매가 퍼플루오로카본 구조를 갖는 폴리머인 [5] 또는 [6]의 물질 봉입 방법.
[8] 상기 불소계 고분자 수지가 비정질 불소 수지인 [7]의 물질 봉입 방법.
[9] 상기 기판의 상기 수용부를 포함하는 영역이 외부로 개방되어 있는 [1]~[8] 중 어느 하나에 기재된 물질 봉입 방법.
[10] 상기 물질은 비드, 핵산, 단백질, 바이러스, 세포 및 지질막 복합체로부터 선택되는 하나 이상인 [1]~[9] 중 어느 하나에 기재된 물질 봉입 방법.
[11] 타깃 분자를 특이적으로 포착하는 비드와 해당 타깃 분자를 반응시키는 반응 공정과, 상기 반응 공정 후에 상기 비드를 이용하여 [1]~[9] 중 어느 하나에 기재된 물질 봉입 방법을 행하는 비드 봉입 공정과, 상기 비드 봉입 공정 후에 상기 수용부의 각각에 상기 타깃 분자를 포착한 비드가 수용되어 있는지의 여부를 검출하는 검출 공정을 포함하는 타깃 분자를 검출하는 방법.
[12] 상기 비드에, 상기 타깃 분자에 특이적으로 결합하는 분자가 결합되어 있는 [11]에 기재된 타깃 분자를 검출하는 방법.
[13] 기판 상에 형성된 수용부에 물질을 포함하는 친수성 용매를 도입하고, 상기 수용부에 도입된 상기 물질을 포함하는 친수성 용매를 소수성 용매로 피복함으로써 상기 수용부 내에 상기 물질을 봉입하는 방법으로,
상기 물질을 수용 가능한 복수의 수용부가, 측벽에 의해 서로 분리되어서 형성되어 있는 기판 상에 상기 물질을 포함하는 친수성 용매를 도입하는 물질 도입 공정과, 상기 물질 도입 공정 후에 상기 친수성 용매보다 비중이 큰 소수성 용매를 상기 친수성 용매 상으로 도입하는 물질 수용 공정을 포함하는 물질 봉입 방법.
[14] 상기 친수성 용매 및 상기 소수성 용매 중 적어도 한쪽이 계면활성제를 포함하는 [13]의 물질 봉입 방법.
[15] 상기 친수성 용매 중의 상기 계면활성제의 농도가 0.01%~1%인 [14]의 물질 봉입 방법.
[16] 상기 계면활성제가 TWEEN20 또는 Triton X-100인 [14] 또는 [15]의 물질 봉입 방법.
[17] 상기 소수성 용매가 포화 탄화수소, 불포화 탄화수소, 방향족 탄화수소, 실리콘 오일, 헥사플루오로프로필렌에폭시드계 폴리머, 하이드로플루오로에테르 구조를 갖는 폴리머, 퍼플루오로폴리에테르, 3불화 염화에틸렌 폴리머 및 퍼플루오로카본 구조를 갖는 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개 또는 이것을 포함하는 혼합물인 [13]~[16] 중 어느 하나의 물질 봉입 방법.
[18] 상기 친수성 용매가 물, 친수성 알콜, 친수성 에테르, 케톤, 니트릴계 용매, 디메틸술폭시드, 및 N,N-디메틸포름아미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개 또는 이것을 포함하는 혼합물인 [13]~[17] 중 어느 하나의 물질 봉입 방법.
[19] 상기 측벽이 불소계 고분자 수지로 이루어지는 소수성의 상면을 갖고, 상기 소수성 용매가 퍼플루오로카본 구조를 갖는 폴리머인 [17] 또는 [18]의 물질 봉입 방법.
[20] 상기 불소계 고분자 수지가 비정질 불소 수지인 [19]의 물질 봉입 방법.
[21] 상기 기판의 상기 수용부를 포함하는 영역이 외부로 개방되어 있는 [13]~[20] 중 어느 하나에 기재된 물질 봉입 방법.
[22] 상기 물질은 비드, 핵산, 단백질, 바이러스, 세포 및 지질막 복합체로부터 선택되는 하나 이상인 [13]~[21] 중 어느 하나에 기재된 물질 봉입 방법.
[23] 타깃 분자를 특이적으로 포착하는 비드와 해당 타깃 분자를 반응시키는 반응 공정과, 상기 반응 공정 후에 상기 비드를 이용하여 [13]~[21] 중 어느 하나에 기재된 물질 봉입 방법을 행하는 비드 봉입 공정과, 상기 비드 봉입 공정 후에 상기 수용부의 각각에 상기 타깃 분자를 포착한 비드가 수용되어 있는지의 여부를 검출하는 검출 공정을 포함하는 타깃 분자를 검출하는 방법.
[22] 상기 비드에, 상기 타깃 분자에 특이적으로 결합하는 분자가 결합되어 있는 [21]에 기재된 타깃 분자를 검출하는 방법.
(발명의 효과)
본 발명에 의한 물질 봉입 방법을 사용하면, 비드나 핵산, 단백질, 바이러스, 세포, 지질막 복합체 등의 물질을 다수, 어레이에 효율적으로 봉입시킬 수 있으므로, 저농도의 타깃 분자를 고감도로 검출 가능한 기술에 기여하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명에 의한 물질 봉입 방법의 순서를 설명하기 위한 모식도이며, 어레이(1)의 측방 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 타깃 분자 검출 장치의 일실시형태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시형태는 본 발명의 대표적인 실시형태의 일례를 나타낸 것이며, 이것에 의해 본 발명의 범위가 좁게 해석될 일은 없다.
본 발명에 의한 물질 봉입 방법에 있어서, 기판 상에 형성된 수용부에 봉입하는 물질은 비드, 핵산, 단백질, 바이러스, 세포 및 지질막 복합체 등이면 좋지만, 이하의 실시형태에서는 비드 예로 해서 설명한다.
1. 비드 봉입 방법
본 발명에 의한 비드 봉입 방법에 대해서, 도 1을 참조해서 설명한다. 도 1은 본 발명에 의한 비드 봉입 방법의 순서를 설명하기 위한 모식도이며, 어레이(1)의 측방 단면도를 나타낸다.
본 실시형태에서는 기판(10)을 구비한 어레이(1)에 비드(21, 21')를 봉입하는 경우에 대하여 설명한다. 기판(10)은 비드(21, 21')를 1개만 수용 가능한 복수의 수용부(13)가, 소수성의 상면을 갖는 측벽(12)에 의해 서로 분리되어서 형성되어 있다.
여기에서, 「비드」는 「입자」와 동의로 사용되고, 당 기술 분야에 있어서 관용의 기술 용어이다. 비드의 형상은 특별하게 한정되지 않지만, 통상 구형으로 한다. 비드의 재료도 특별하게 한정되지 않고, 유리, 실리카 겔, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 멤브레인 및 자성체 등이면 좋다. 구체적인 재료로서, 셀룰로오스, 셀룰로오스 유도체, 아크릴 수지, 유리, 실리카 겔, 폴리스티렌, 젤라틴, 폴리비닐피롤리돈, 비닐과 아크릴아미드의 코폴리머, 디비닐벤젠 등과 가교된 폴리스티렌, 폴리아크릴아미드, 라텍스 겔, 폴리스티렌덱스트란, 고무, 규소, 플라스틱, 니트로셀룰로오스, 셀룰로오스, 천연 스폰지, 실리카 겔, 유리, 금속 플라스틱, 셀룰로오스, 가교 덱스트란(Sephadex(등록상표)) 및 아가로스 겔(세파로스(등록상표)) 등을 들 수 있다.비드는 다공성이라도 좋다. 비드는 평균 입자 지름 5㎛ 이하인 것이 바람직하고, 예를 들면 1㎛~4㎛ 정도로 된다. 이것에 의해, 어레이로의 효율적인 봉입과 어레이의 고밀도화를 달성할 수 있다. 또한, 「평균 입자 지름」이란, 여기에서는 전자 현미경 관찰 또는 동적 광산란법을 이용하여 측정한 수치를 말한다.
본 실시형태에서는 타깃 분자를 특이적으로 포착하는 비드를 사용할 경우에 대하여 설명하지만, 본 발명은 특별히 이것에 한정되지 않는다. 본 실시형태에서는 봉입하는 비드는 타깃 분자를 포착하고 있지 않은 비드(21)와, 타깃 분자를 포착한 비드(21')의 혼합물이다.
타깃 분자를 특이적으로 포착하는 비드로서, 예를 들면 타깃 분자를 특이적으로 포착하기 위한 분자가 결합되어 있는 비드를 사용할 수 있다. 타깃 분자를 특이적으로 포착하기 위한 분자는, 비드의 표면에 있는 수식기에, 예를 들면 링커를 통해서 결합시켜도 좋다. 예를 들면, 아미노기 수식 비드의 표면에 있는 아미노기에, N-히드록시숙신이미드(N-hydroxysuccinimide) 등을 갖는 가교제를 통해서 공유 결합시킴으로써 결합시킬 수 있다.
「타깃 분자」란, 검출 대상인 분자(표적 분자), 즉 여기에서는 비드에 포착시킴으로써 검출하려고 하는 분자를 가리킨다. 타깃 분자로서는, 예를 들면 단백질, 핵산, 당 등의 생체 분자, 및 바이러스 입자 그 자체 등을 들 수 있다.
타깃 분자를 특이적으로 포착하기 위한 분자(이하, 「타깃 포착 분자」라고도 한다.)로서는 타깃 분자에 따라 선택하면 좋고, 예를 들면 단백질, 항체, 핵산 등을 사용할 수 있다. 또한, 타깃 포착 분자는 비드 1개당 10만 분자 이상 결합되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 타깃 포착 분자가 항체인 경우에는 해리 정수가 nM오더 정도이지만, 상술한 구성이면 비드와 타깃 분자를 반응시킬 때의 타깃 포착 분자의 농도를 충분히 높게 할 수 있다(예를 들면, 비드의 농도가 8×106 입자/mL인 경우, 타깃 포착 분자가 약 1nM가 된다).
본 실시형태에 의한 비드 봉입 방법은 비드 도입 공정과, 탈기 공정과, 비드 수용 공정을 포함한다. 각 공정에 대해서, 이하에 상세하게 설명한다.
[비드 도입 공정]
비드 도입 공정에 대해서, 도 1A를 참조해서 설명한다.
비드 도입 공정은 기판(10) 상에 비드(21, 21')를 포함하는 제 1 용매(20)를 도입하는 공정이다. 제 1 용매(20)의 도입 방법으로서는 특별하게 한정되지 않지만, 기판(10)의 수용부(13)를 포함하는 영역(14)을 외부로 개방된 개구 웰로 하고, 제 1 용매(20)를 해당 개구로부터 웰 내에 도입하는 방법을 채용할 수 있다.
제 1 용매(20)로서는 친수성 용매가 바람직하고, 예를 들면 물, 친수성 알콜, 친수성 에테르, 케톤, 니트릴계 용매, 디메틸술폭시드(DMSO), 및 N,N-디메틸포름아미드(DMF)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개 또는 이것을 포함하는 혼합물 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 친수성 알콜로서는, 예를 들면 에탄올, 메탄올, 프로판올, 글리세린 등을 들 수 있다. 친수성 에테르로서는, 예를 들면 테트라히드로푸란, 폴리에틸렌옥사이드, 1,4-디옥산 등을 들 수 있다. 케톤으로서는, 예를 들면 아세톤, 메틸에틸케톤 등을 들 수 있다. 니트릴계 용매로서는, 예를 들면 아세토니트릴 등을 들 수 있다.
제 1 용매(20)는 계면활성제를 포함하는 것이 바람직하다. 이어서 설명하는 비드 수용 공정에서는 제 1 용매(20) 상에 제 1 용매(20)보다 비중이 큰 제 2 용매(30)(도 1B 참조)를 도입한 후, 제 1 용매(20)와 제 2 용매(30)를 비중의 차이에 의해 치환시켜서 제 1 용매(20)의 하층으로 제 2 용매(30)를 이동시킨다(도 1H 참조). 이때, 제 1 용매(20) 및/또는 제 2 용매(30)에 계면활성제를 첨가해 둠으로써 제 1 용매(20)와 제 2 용매(30)의 치환을 촉진할 수 있다.
계면활성제는 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면 TWEEN20(CAS번호: 9005-64-5, 모노라우르산 폴리옥시에틸렌소르비탄) 및 Triton X-100(CAS번호: 9002-93-1, 일반명 폴리에틸렌글리콜모노-4-옥틸페닐에테르(n≒10)) 등을 들 수 있다. 제 1 용매(20)에의 계면활성제의 첨가 농도는 특별하게 한정되지 않지만, 바람직하게는 0.01~1%이다.
또한, 계면활성제로서는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양성 이온 계면활성제, 천연 유래의 계면활성제 등을 널리 사용할 수 있다.
음이온성 계면활성제로서는, 예를 들면 카르복실산형, 황산 에스테르형, 술폰산형, 인산 에스테르형으로 분류된다. 이 중, 구체적으로는 예를 들면, 도데실황산 나트륨, 라우르산 나트륨, α-술포지방산 메틸에스테르나트륨, 도데실벤젠술폰산 나트륨, 도데실에톡실레이트황산 나트륨 등을 들 수 있고, 그 중에서도 도데실벤젠술폰산 나트륨을 사용하는 것이 바람직하다.
양이온성 계면활성제로서는, 예를 들면 제 4급 암모늄염형, 알킬아민형, 복소환 아민형으로 분류된다. 구체적으로는, 예를 들면 스테아릴트리메틸암모늄클로라이드, 디스테아릴디메틸암모늄클로라이드, 디데실디메틸암모늄클로라이드, 세틸트리피리디늄클로라이드, 도데실디메틸벤질암모늄클로라이드 등을 들 수 있다.
비이온 계면활성제로서는, 예를 들면 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌 경화 피마자유, 폴리옥시에틸렌모노지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노지방산 에스테르, 수크로오스지방산 에스테르, 폴리글리세린지방산 에스테르, 알킬폴리글루코사이드, N-메틸알킬글루카미드 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 도데실알콜에톡시레이트, 노닐페놀에톡시레이트, 라우로일지에탄올아마이드 외, Triton X(Triton X-100 등), Pluronic(등록상표)(Pluronic F-123, F-68 등), Tween(Tween 20, 40, 60, 65, 80, 85 등), Brij(등록상표)(Brij 35, 58, 98 등), Span(Span 20, 40, 60, 80, 83, 85)의 이름으로 시판되고 있는 것이 바람직하다.
양성 계면활성제로서는, 예를 들면 라우릴디메틸아미노아세트산 베타인, 도데실아미노메틸디메틸술포프로필베타인, 3-(테트라데실디메틸아미니오)프로판-1-술포네이트 등이 있지만, 3-[(3-콜라미도프로필)디메틸암모니오]-1-프로판술포네이트(CHAPS), 3-[(3-콜라미도프로필)디메틸암모니오]-2-히드록시-1-프로판술포네이트(CHAPSO) 등을 사용하는 것이 바람직하다.
천연 유래의 계면활성제로서는, 예를 들면 레시틴, 사포닌이 바람직하고, 레시틴으로서 불리는 화합물 중, 구체적으로는 포스파티딜콜린, 포스파티딜에탄올아민, 포스파티딜이노시톨, 포스파티딜세린, 포스파티딘산, 포스파티딜글리세롤 등이 바람직하다. 또한, 사포닌으로서는 키라야사포닌이 바람직하다.
제 1 용매(20)는 비드(21, 21') 이외에, 예를 들면 비드(21')에 포착된 타깃 분자를 특이적으로 검출하기 위한 물질을 더 함유하고 있어도 좋다. 이와 같은 물질로서는, 예를 들면 비드(21')에 포착된 타깃 분자 또는 이것에 특이적으로 결합한 분자에 결합된 소정의 효소에 의해 분해되어, 형광 물질을 유리하는 형광 기질 등이라도 좋다. 타깃 분자에 특이적으로 결합하는 분자로서는, 예를 들면 2차 항체, 핵산 등이라도 좋다. 또한, 소정의 효소로서는, 예를 들면 β-갈락토시다아제, 페록시다아제 등을 들 수 있다. 형광 기질로서는 예를 들면, 플루오레세인-디-β-갈락토피라노시드(FDG), Amplex red(등록상표) 등을 들 수 있다.
[비드 수용 공정]
비드 수용 공정에 대해서, 도 1B~1H를 참조해서 설명한다.
비드 수용 공정은 제 1 용매(20)보다 비중이 큰 제 2 용매(30)를, 제 1 용매(20) 상에 도입하는 공정이다. 제 2 용매(30)의 도입 방법으로서는 특별하게 한정되지 않지만, 기판(10)의 수용부(13)를 포함하는 영역(14)을 외부로 개방된 개구 웰로 하고, 제 2 용매(30)를 해당 개구로부터 웰 내에 도입하는 방법을 채용할 수 있다. 이때, 제 2 용매(30)는 도 1B에 나타내는 바와 같이 제 1 용매(20) 상에 적층하도록 해서 도입하는 것이 바람직하다.
제 2 용매(30)는 비드 도입 공정에서 사용한 제 1 용매(20)보다 비중이 큰 용매이면 된다. 제 1 용매(20)와 제 2 용매(30)는 층 치환을 할 수 있는 정도로 서로 친매성을 갖는 것이 바람직하지만, 서로 상용하지 않는 것이 필요하다. 제 1 용매(20)와 제 2 용매(30) 사이의 친매성이 지나치게 낮으면, 제 1 용매(20)와 제 2 용매(30)의 층 치환이 발생하지 않는다. 또한, 제 1 용매(20)와 제 2 용매(30)가 서로 상용할 경우에도, 제 1 용매(20)와 제 2 용매(30)의 층 치환이 발생하지 않는다. 제 1 용매(20)와 제 2 용매(30)가 서로 혼합되는 것을 방지하기 위해서 제 1 용매(20)에 친수성 용매를 사용하고, 제 2 용매(30)에 소수성 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 제 2 용매(30)는 제 1 용매(20)와 마찬가지로, 층 치환을 촉진하기 위해서 계면활성제를 함유하고 있어도 좋다.
이와 같은 제 2 용매(30)로서 소수성 용매가 바람직하고, 예를 들면 포화 탄화수소, 불포화 탄화수소, 방향족 탄화수소, 실리콘 오일, 헥사플루오로프로필렌에폭시드계 폴리머, 하이드로플루오로에테르 구조를 갖는 폴리머, 퍼플루오로폴리에테르, 3불화 염화에틸렌 폴리머 및 퍼플루오로카본 구조를 갖는 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개 또는 이것을 포함하는 혼합물 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 포화 탄화수소로서는 예를 들면, 알칸, 시클로알칸 등을 들 수 있다. 알칸으로서는, 예를 들면 데칸, 헥사데칸 등을 들 수 있다. 불포화 탄화수소로서는, 예를 들면 스쿠알렌 등을 들 수 있다. 방향족 탄화수소로서는, 예를 들면 벤젠, 톨루엔 등을 들 수 있다. 헥사플루오로프로필렌에폭시드계 폴리머로서는, 예를 들면 Krytox143(듀퐁사제), Krytox GPL(듀퐁사제) 등을 들 수 있다. 하이드로플루오로에테르 구조를 갖는 폴리머로서는, 예를 들면 아사히크린 AE3000(아사히가라스사제), Novec 7000(스미토모 3M사제) 등을 들 수 있다. 퍼플루오로카본 구조를 갖는 폴리머로서는, 예를 들면 플루오리너트 FC-40, 플루오리너트 FC-43(스미토모 3M사제) 등을 들 수 있다.
제 1 용매(20) 상에 도입되어 적층된 제 2 용매(30)는, 제 1 용매(20)보다 비중이 크기 때문에 제 1 용매(20)의 하방으로 이동한다. 즉, 제 1 용매(20)와 제 2 용매(30)가 치환되어서, 상층이 제 2 용매(30)이고 하층이 제 1 용매(20)로 된 상태(도 1B 참조)로부터 상층이 제 1 용매(20)이고 하층이 제 2 용매(30)로 된 상태(도 1H 참조)로 된다. 층 치환을 발생시키는 모양을 도 1C~도 1G에 모식적으로 나타낸다. 이 층 치환에 있어서, 영역(14)의 저부에 침강하고 있는 비드(21, 21')가, 제 1 용매(20)의 하방으로 이동해 가는 제 2 용매(30)에 의해 밀어넣어지도록 해서 수용부(13)의 각각에 수용되어 간다(도 1D~도 1F 참조). 그 결과, 기판(10) 상에 다수 제작한 수용부(13)의 각각에, 비드를 높은 효율로 봉입할 수 있다. 제 1 용매(20)에 친수성 용매를 사용하고, 제 2 용매(30)에 소수성 용매를 사용할 경우, 수용부(13)의 각각에 제 2 용매(30)에 의해 덮인 드롭렛(제 1 용매(20)의 액적)이 효율적으로 형성된다.
여기에서, 본 발명에 의한 비드 봉입 방법에서 사용하는 제 1 용매(20)와 제 2 용매(30)의 바람직한 예를 들면, 「표 1」 및 「표 2」에 나타낸 바와 같다.
Figure 112016120463434-pct00001
Figure 112016120463434-pct00002
비드 수용 공정에 있어서는, 비드(21, 21')로서 자성을 갖는 것을 사용할 경우, 비드의 수용부(13) 내로의 이동을 촉진하기 위해서 자기적 수단을 사용해도 좋다. 비드 도입 공정에 있어서, 수용부(13)를 포함하는 영역(14)에 비드(21, 21')를 포함하는 제 1 용매(20)를 도입한 후, 본 공정에 있어서 제 2 용매(30)를 제 1 용매(20) 상에 도입하기 전 또는 후에, 비드(21, 21')에 외부 자장을 인가한다. 이것에 의해, 비드(21, 21')에 수용부(13)로 향하는 힘을 작용시켜서, 비드(21, 21')의 수용부(13) 내로의 이동을 촉진할 수 있다. 자장의 인가는 예를 들면, 기판(10)의 수용부(13)가 형성된 측의 반대측(어레이(1)의 저면측)에 자석을 근접시킴으로써 행하면 좋다.
본 실시형태에 의하면, 다수의 수용부를 갖는 대면적의 어레이를 실현하는 것이 가능하다. 예를 들면, 100만개 이상의 수용부를 갖는 어레이라도, 효율적으로 비드(21, 21')를 각 수용부에 봉입하는 것이 가능하다. 따라서, 본 실시형태이면 타깃 분자를 고감도로 검출할 수 있기 때문에, 10aM 정도의 매우 저농도의 타깃 분자라도 검출하는 것이 가능해진다.
[탈기 공정]
기판(10)의 수용부(13)를 포함하는 영역(14)은 앞서 말한 대로 상부 개방 공간으로 되어 있어도 좋지만, 영역(14)을 폐쇄 공간으로 할 경우에는 비드 도입 공정과 비드 수용 공정의 사이에, 영역(14) 내를 탈기하는 탈기 공정을 행해도 좋다. 탈기 방법으로서는, 예를 들면 어레이(1)를 감압 환경하에 있어서 방치하는 방법 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 약 0.1기압의 감압 데시케이터 내에 어레이(1)를 약 30초 방치하는 방법 등이다.
본 발명에 있어서, 탈기 공정은 필수인 공정은 아니지만, 탈기 공정을 행함으로써 수용부(13) 내의 공기가 제거되어 비드(21, 21')를 수용부(13) 내에 효율적으로 도입할 수 있다.
2. 타깃 분자를 검출하는 방법
이어서, 본 발명에 의한 타깃 분자를 검출하는 방법에 대해서 설명한다. 본 발명에 의한 타깃 분자를 검출하는 방법은 반응 공정과, 비드 봉입 공정과, 검출 공정을 포함한다.
본 실시형태에서는 비드로서 타깃 분자를 특이적으로 포착하는 비드를 사용한다. 예를 들면, 비드는 타깃 분자를 특이적으로 포착하기 위한 분자가 결합되어 있는 것이라도 좋다. 또한, 비드, 타깃 분자, 및 타깃 분자를 특이적으로 포착하기 위한 분자에 대해서는, 상기 비드 봉입 방법의 설명에 있어서 예시한 것과 마찬가지의 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
반응 공정은 비드와 타깃 분자를 반응시키는 공정이다. 예를 들면, 비드를 포함하는 용액과 타깃 분자를 포함하는 용액을 혼합시킴으로써 반응시킬 수 있다.
비드 봉입 공정은 반응 공정에 있어서 반응시킨 비드를 이용하여 상술한 비드 봉입 방법을 행하는 공정이다. 즉, 비드 봉입 공정은 비드 도입 공정과 비드 수용 공정을 포함하는 공정, 또는 비드 도입 공정과 탈기 공정과 비드 수용 공정을 포함하는 공정이다. 또한, 비드 도입 공정, 탈기 공정 및 비드 수용 공정에 대해서는 상술한 「비드 봉입 방법」에 있어서의 각 공정과 마찬가지로 행할 수 있기 때문에, 여기에서는 설명을 생략한다.
검출 공정은 비드 봉입 공정 후에, 수용부(13)의 각각에 타깃 분자를 포착한 비드(21')가 수용되어 있는지의 여부를 검출하는 공정이다.
타깃 분자를 포착한 비드(21')가 수용되어 있는지의 여부를 검출하는 방법으로서는, 예를 들면 항원 항체 반응, 스트렙타아비딘-비오틴 반응, 핵산의 상보적인 결합 등 공지의 분자 인식 반응을 바람직하게 사용할 수 있다. 예를 들면, 타깃 분자 또는 이것에 특이적으로 결합한 분자에 결합된 소정의 효소에 의해, 형광 기질이 분해되어서 유리된 형광 물질을 검출하는 방법을 들 수 있다. 형광 물질의 검출 방법으로서는 형광 현미경, 이미지 센서 등을 이용하여 각 수용부에 있어서의 형광 강도를 검출하는 방법 등을 들 수 있다.
또한, 검출 공정에 있어서는 각 수용부(13)에 비드(21) 또는 비드(21')가 수용되어 있는지의 여부도 검출하는 것이 바람직하다. 각 수용부(13)에 비드(21) 또는 비드(21')가 수용되어 있는지의 여부를 검출하는 방법으로서는, 예를 들면 현미경 하에 있어서 비드(21) 또는 비드(21')의 유무를 관찰함으로써 검출할 수 있다. 또한, 비드(21, 21')의 유무를 검출하는 방법으로서, 비드에 의한 산란광을 검출하는 방법, 전계 효과 트랜지스터(FET)에 의한 전위 계측을 이용하는 방법 등도 있다.
검출 공정의 결과, 비드(21) 또는 비드(21')가 수용되어 있는 수용부(13)의 수와, 타깃 분자를 포착한 비드(21')가 수용되어 있는 수용부(13)의 수를 이용하여, 비드의 전체 수 중 타깃 분자를 포착한 비드의 수의 비율을 산출할 수 있다. 이것에 의해, 타깃 분자의 농도를 정량화하는 것이 가능해진다.
본 실시형태이면, 다수의 수용부를 갖는 대면적의 어레이를 실현하는 것이 가능하고, 100만개 이상의 수용부를 갖는 어레이라도 효율적으로 비드(21, 21')를 각 수용부에 봉입하는 것이 가능하다. 따라서, 본 실시형태라면 타깃 분자를 고감도로 검출할 수 있기 때문에, 10aM 정도의 매우 저농도의 타깃 분자라도 검출하는 것이 가능해진다.
3. 어레이
이어서, 어레이(1)의 구성에 대해서 도 1을 참조해서 상세하게 설명한다.
어레이(1)에 있어서, 기판(10)은 판 형상 부재(11)와 소수성의 상면을 갖는 측벽(12)을 구비하고 있다. 기판(10)에는 복수의 수용부(13)가 측벽(12)에 의해 서로 분리되어서 형성되어 있다.
판 형상 부재(11)는 친수성 표면을 갖고 있는 것이 바람직하다. 「친수성 표면」이란, 친수성 용매와의 친화성이 소수성 용매와의 친화성보다 높은 표면을 가리킨다. 판 형상 부재(11)로서는 고체 재료이면 좋지만, 예를 들면 유리, 규소, 고분자 수지 등을 사용할 수 있다.
측벽(12)은 판 형상 부재(11)의 표면 상, 바람직하게는 친수성 표면 상에 설치되어, 복수의 수용부(13)의 각각을 분리하고 있다. 측벽(12)은 소수성의 상면을 갖고 있다. 「소수성」이란, 여기에서는 「친유성」과 같은 의미로 사용되고, 소수성 용매와의 친화성이 친수성 용매와의 친화성보다 높은 것을 말한다.
또한, 측벽(12)은 그 상면이 소수성인 것이 바람직하고, 측면, 즉 수용부(13) 내의 내벽은 소수성라도 좋고 친수성이라도 좋다.
예를 들면, 측벽(12)은 친수성의 구조물과, 그 상면에 형성되어 있는 소수성층으로 구성되어 있어도 좋다. 친수성의 구조물에는 예를 들면, 유리, 규소, 고분자 수지 등을 사용할 수 있다. 소수성층에는 예를 들면, 발수성 수지, 불소계 고분자 수지 등을 사용할 수 있다. 불소계 고분자 수지로서는, 예를 들면 비정질 불소 수지 등을 들 수 있다. 비정질 불소 수지는 높은 소수성을 갖고, 또한 생체 시료에 대한 독성이 낮다는 이유에서 바람직하게 사용된다.
제 2 용매(30)에는, 측벽(12)의 상면을 형성하는 소수성층을 용해하지 않을 정도로 소수성층에 대한 친화성을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 제 2 용매(30)의 소수성층에 대한 친화성이 낮으면, 제 1 용매(20)와의 층 치환이 저해될 우려가 있다. 또한, 제 2 용매(30)의 소수성층에 대한 친화성이 지나치게 높으면, 소수성층이 용해하여 측벽(12)의 형상을 유지할 수 없을 우려가 있다. 이와 같은 관점으로부터, 측벽(12)의 상면이 불소계 고분자 수지에 의해 형성되어 있는 경우에는 제 2 용매(30)로서 퍼플루오로카본 구조를 갖는 폴리머(플루오리너트 FC-40, 플루오리너트 FC-43 등)를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 비정질 불소 수지로서는, 예를 들면 CYTOP(등록상표), TEFLON(등록상표) AF2400, 및 TEFLON(등록상표) AF1600으로부터 선택된 적어도 1개를 바람직하게 사용할 수 있다. 그 중에서도, 미세 가공이 용이하다는 이유에서 CYTOP(등록상표)이 가장 바람직하다.
또한, 측벽(12)은 소수성의 재료에 의해 구성되어 있어도 좋다. 측벽(12)으로서, 예를 들면 불소계 고분자 수지, 파라크실릴렌계 고분자 수지 등을 사용할 수 있다. 불소계 고분자 수지로서는, 예를 들면 비정질 불소 수지 등을 들 수 있다. 비정질 불소 수지로서는 상술의 수지를 바람직하게 사용할 수 있다.
측벽(12)은 판 형상 부재(11) 상에 복수의 수용부(13)가 형성되도록 구성되어 있으면 좋고, 예를 들면 수용부(13)가 형성되는 위치에 구멍이 형성되어 있는 판 형상의 구조물이라도 좋다.
판 형상 부재(11)의 표면으로부터의 측벽(12)의 높이(수직 방향의 두께)는, 비드 수용 공정에 있어서 일단 수용부(13)에 수용된 비드(21, 21')가 다시 수용부(13)로부터 배출되지 않는 정도의 높이이면 된다. 예를 들면, 수용부(13)에 수용된 비드(21, 21')의 대부분, 바람직하게는 모두가 측벽(12)의 상면보다 아래에 수용되는 높이라도 좋다.
또한, 측벽(12)의 높이는 비드(21, 21')를 수용부(13)에 효율적으로 수용한다는 관점에서, 비드(21, 21')의 평균 입자 지름의 1배 이상인 것이 바람직하다. 또한, 측벽(12)의 높이는 비드(21, 21')를 1개만 수용부(13)에 수용시킨다는 관점에서, 비드(21, 21')의 평균 입자 지름의 1.5배 이하인 것이 바람직하다.
복수의 수용부(13)의 각각은 비드(21, 21')를 1개만 수용 가능한 오목부이며, 서로 측벽(12)에 의해 분리되어 있다. 수용부(13)는 판 형상 부재(11)의 표면의 일부를 저면으로 하고 있고, 저면이 친수성이다.
수용부(13)는 비드(21, 21')가 1개만 수용되는 형상 및 크기이면 좋다. 수용부(13)의 저면 및 측면에 의해 둘러싸인 영역의 형상은, 예를 들면 원기둥 형상, 각기둥 형상 등이라도 좋다.
각 수용부(13)의 수평 방향의 폭(w)(수평 방향의 단면이 원이면 그 직경, 정사각형이면 그 한변의 길이 등)은 비드(21, 21')의 평균 입자 지름보다 크면 좋지만, 예를 들면 비드(21, 21')의 평균 입자 지름의 1배~2배인 것이 바람직하다. 각 수용부(13)의 깊이는, 본 실시형태에서는 측벽(12)의 높이와 같다. 또한, 본 발명에 있어서의 수용부의 깊이는 비드를 수용부에 효율적으로 수용한다는 관점으로부터, 비드의 평균 입자 지름의 1배 이상인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서의 수용부의 깊이는 비드를 1개만 수용부에 수용시킨다는 관점으로부터, 비드의 평균 입자 지름의 1.5배 이하인 것이 바람직하다.
어레이(1)의 작성을 위한 포토리소그래피, 에칭, 기판 적층 등의 기술은 범용의 마이크로칩이나 어레이를 작성하기 위한 기술과 마찬가지이다.
본 실시형태에서는 수용부(13)의 저면이 친수성이고, 또한 측벽(12)의 상면이 소수성이다. 이 때문에, 비드 도입 공정에 있어서 친수성의 제 1 용매(20)를 사용했을 경우에 있어서, 비드(21, 21')를 포함하는 제 1 용매(20)를 보다 효율적으로 수용부(13) 안에 도입할 수 있다. 또한, 비드 수용 공정에서 사용하는 소수성의 제 2 용매(30)가 수용부(13)에 들어가는 것을 방지할 수 있으므로, 수용부(13) 내의 친수성의 제 1 용매(20)를 소수성의 제 2 용매(30)에 의해 피복하고 밀폐하여 드롭렛(액적)을 형성할 수 있다.
본 실시형태에 의한 어레이(1)의 일례로서는 예를 들면, 100만개 이상의 수용부가 형성된 어레이이다. 이와 같은 대면적의 어레이라도, 본 실시형태에 의한 비드 봉입 방법 또는 타깃 분자를 검출하는 방법을 사용함으로써, 효율적으로 비드를 각 수용부에 봉입하는 것이 가능하다. 따라서, 본 실시형태라면 타깃 분자를 고감도로 검출할 수 있기 때문에, 10aM 정도의 매우 저농도의 타깃 분자도 검출 가능한 어레이를 제공할 수 있다.
4. 키트
어레이(1)와 비드(21)는 키트로서 구성할 수 있다. 어레이(1)의 수용부(13) 각각은 이 키트가 구비하는 비드(21)를 1개만 수용 가능하도록 구성되어 있다.
이 키트가 구비하는 비드(21)는 타깃 분자를 특이적으로 포착하는 것이라도 좋고, 예를 들면 타깃 분자에 특이적으로 결합하는 분자가 결합된 것이라도 좋다. 타깃 분자, 및 이것에 특이적으로 결합하는 분자로서는 상술한 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 이 키트는 타깃 분자를 특이적으로 검출하기 위한 물질을 더 구비하고 있어도 좋다. 타깃 분자를 특이적으로 검출하기 위한 물질로서는, 상술한 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 키트는 제 1 용매, 제 2 용매 등을 더 구비하고 있어도 좋다.
5. 타깃 분자 검출 장치
이어서, 본 발명에 의한 타깃 분자 검출 장치(50)의 구성에 대해서, 도 2를 참조해서 설명한다. 도 2는 본 발명에 의한 타깃 분자 검출 장치의 일실시형태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
본 실시형태에 의한 타깃 분자 검출 장치(50)는 어레이(1)와, 이미지 센서(51)와, 광원(52)을 구비한다. 여기에서는, 어레이(1)를 멀티 웰 플레이트로 해서 나타냈다. 멀티 웰 플레이트의 각 웰이, 도 1의 영역(14)에 상당한다. 어레이(1)의 구성은 상술한 바와 같으므로 설명은 생략한다.
이미지 센서(51)는 수용부(13)의 각각으로부터, 타깃 분자를 포착한 비드가 수용되었을 경우에 발생하는 광을 검출하는 센서이다. 예를 들면, 타깃 분자 또는 이것에 특이적으로 결합한 분자에 결합된 소정의 효소에 의해, 형광 기질이 분해되어서 발생하는 형광을 검출하는 센서라도 좋다. 이미지 센서(51)로서는, 예를 들면 CMOS 이미 지센서 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
광원(52)은 어레이(1)에 광을 조사하는 광원이다. 또한, 도 2에서는 광원(52)은 어레이(1) 상에 설치되어 있지만 본 발명은 특별히 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 어레이(1)의 옆으로부터 광을 조사하는 것이라도 좋다.
또한, 어레이(1)와 이미지 센서(51)의 사이에는 간섭 필터, 라이트 가이드 어레이 등이 설치되어 있어도 좋다. 또한, 광원(52)과 어레이(1)의 사이에는 여기 필터 등이 설치되어 있어도 좋다.
본 실시형태라면, 어레이(1)와 이미지 센서(51)가 직결되어 있기 때문에 현미경 등의 다른 장치를 사용하지 않고, 각 수용부(13)에 타깃 분자를 포착한 비드가 수용되어 있는지의 여부를 용이하게 검출할 수 있다. 따라서, 간편하고 또한 고속으로 검출하는 것이 가능하게 된다. 또한, 저렴한 상품으로서 제공할 수 있다.
6. 본 발명에 의한 물질 봉입 방법의 응용예
본 발명에 의한 물질 봉입 방법에 있어서, 기판 상에 형성된 수용부에 봉입하는 물질은 비드, 핵산, 단백질, 바이러스, 세포 및 지질막 복합체 등이면 좋다. 상기 실시형태에서는 비드 예로서 설명했다.
본 발명에 있어서, 핵산에는 DNA 및 RNA가 포함된다. 또한, 단백질 및 바이러스에는 이것들의 중합체(올리고머)나, 이것들과 다른 물질과의 복합체도 포함된다. 세포는 특히 박테리아 세포를 포함하고, 지질막 복합체는 특히 리포솜 및 엑소좀, 또한 미토콘드리아 등의 세포 내 소기관(오르가넬라)을 포함한다.
봉입 대상을 핵산, 단백질, 바이러스, 세포 및 지질막 복합체 등으로 할 경우, 본 발명에 의한 물질 봉입 방법은 예를 들면, ELISA-PCR 등의 어플리케이션에 사용할 수 있다.
<산업상의 이용 가능성>
본 발명은 저농도의 타깃 분자를 검출하기 위한 방법, 어레이, 장치 등에 바람직하게 이용할 수 있다.
1 : 어레이 10 : 기판
11 : 판 형상 부재 12 : 측벽
13 : 수용부 14 : 영역
20 : 제 1 용매 21, 21' : 비드
30 : 제 2 용매

Claims (11)

  1. 물질을 수용 가능한 복수의 수용부가, 측벽에 의해 서로 분리되어서 형성되어 있는 기판 상에, 해당 물질을 포함하는 제 1 용매를 도입하는 물질 도입 공정으로서, 상기 기판의 상기 수용부를 포함하는 영역은 외부로 개방된 개구 웰로 되고, 상기 제 1 용매는 상기 개구 웰의 개구로부터 개구 웰 내에 도입되는 물질 도입 공정과,
    상기 물질 도입 공정 후에 상기 제 1 용매보다 비중이 큰 제 2 용매를 상기 제 1 용매 상에 도입하는 물질 수용 공정으로서, 상기 제 2 용매는 상기 개구 웰의 개구로부터 상기 개구 웰 내의 상기 제 1 용매에 적층되어 도입되는 물질 수용 공정을 포함하고,
    상기 제 1 용매 상에 적층된 상기 제 2 용매가 상기 제 1 용매의 하방으로 이동하고, 상기 제 1 용매와 상기 제 2 용매가 층 치환되는 것에 의해, 상기 물질이 상기 수용부에 수용되는, 물질 봉입 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 용매 및 제 2 용매 중 적어도 한쪽이 계면활성제를 포함하는 물질 봉입 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 용매 중의 상기 계면활성제의 농도가 0.01%~1%인 물질 봉입 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 용매는 포화 탄화수소, 불포화 탄화수소, 방향족 탄화수소, 실리콘 오일, 헥사플루오로프로필렌에폭시드계 폴리머, 하이드로플루오로에테르 구조를 갖는 폴리머, 퍼플루오로폴리에테르, 3불화 염화에틸렌 폴리머 및 퍼플루오로카본 구조를 갖는 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개 또는 이것을 포함하는 혼합물인 물질 봉입 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 용매는 물, 친수성 알콜, 친수성 에테르, 케톤, 니트릴계 용매, 디메틸술폭시드, 및 N,N-디메틸포름아미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개 또는 이것을 포함하는 혼합물인 물질 봉입 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 측벽은 불소계 고분자 수지로 이루어지는 소수성의 상면을 갖고, 상기 제 2 용매가 퍼플루오로카본 구조를 갖는 폴리머인 물질 봉입 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물질은 비드, 핵산, 단백질, 바이러스, 세포 및 지질막 복합체로부터 선택되는 하나 이상인 물질 봉입 방법.
  8. 타깃 분자를 특이적으로 포착하는 비드와 해당 타깃 분자를 반응시키는 반응 공정과,
    상기 반응 공정 후에, 상기 비드를 이용하여 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 물질 봉입 방법을 행하는 비드 봉입 공정과,
    상기 비드 봉입 공정 후에, 상기 수용부의 각각에 상기 타깃 분자를 포착한 비드가 수용되어 있는지의 여부를 검출하는 검출 공정을 포함하는, 타깃 분자를 검출하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 비드에, 상기 타깃 분자에 특이적으로 결합하는 분자가 결합되어 있는 타깃 분자를 검출하는 방법.
  10. 기판 상에 형성된 수용부에 물질을 포함하는 친수성 용매를 도입하고, 상기 수용부에 도입된 상기 물질을 포함하는 친수성 용매를 소수성 용매로 피복함으로써 상기 수용부 내에 상기 물질을 봉입하는 방법으로서,
    상기 물질을 수용 가능한 복수의 수용부가, 측벽에 의해 서로 분리되어서 형성되어 있는 기판 상에, 상기 물질을 포함하는 친수성 용매를 도입하는 물질 도입 공정으로서, 상기 기판의 상기 수용부를 포함하는 영역은 외부로 개방된 개구 웰로 되고, 상기 친수성 용매는 상기 개구 웰의 개구로부터 개구 웰 내에 도입되는 물질 도입 공정과,
    상기 물질 도입 공정 후에 상기 친수성 용매보다 비중이 큰 소수성 용매를 상기 친수성 용매 상으로 도입하는 물질 수용 공정으로서, 상기 소수성 용매는 상기 개구 웰의 개구로부터 상기 개구 웰 내의 상기 친수성 용매에 적층되어 도입되는 물질 수용 공정을 포함하고,
    상기 친수성 용매 상에 적층된 상기 소수성 용매가 상기 친수성 용매의 하방으로 이동하고, 상기 친수성 용매와 상기 소수성 용매가 층 치환되는 것에 의해, 상기 물질이 상기 수용부에 수용되는, 물질 봉입 방법.
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