WO2001090225A1 - Nouveau procede de preparation de composition polymere - Google Patents

Claims

明 細 書 新規ポリマー · パターンの作成法 技術分野 本発明は、 新規ポリマーパターン作成法に関する。 背景技術 DNA 上の特定の塩基配列を検出する手法と して、 基板上のォリ ゴ ヌクレオチドパターンを用いる、 いわゆる DNA チップがある。 その 原理は次のよ うである。 1 ) 基板上にさまざまな配列を持つオリ ゴ ヌクレオチド （塩基を数個〜 20個程度持つ DNA)を 2次元アレー状に パターエングしておき、 2 ) 蛍光プローブをつけた DNA 試料をこの チップ上に撒き、 3 ) 蛍光顕微鏡下で、 どの位置に結合するかを見 る。 DNA の結合は相補性により生ずるので、 もし、 試料 DNA がある 位置に結合したとすると、 結合した位置に固定されていた配列と相 捕的な配列が試料 DNA 上に存在するはずである。 すなわち、 パター ン上の結合位置から試料 DNA の持つ配列が検出できることになる。 基板上にオリ ゴヌクレオチドパターンを作成する手法としては、 金属ピン等を用いてガラス基板に 1つずつ丹念に塗布していく方法 、 インクジェッ トを用いる方法、 光パターニングにより部位選択的 に化学合成を行う方法などが開発されている。 通常、 1つの基板の上には数百種類以上のオリ ゴヌクレオチドが パターン化されて作成される。 塗布する方法ゃィンクジエツ トを用 いる方法では、 パターンの形成自体は単純であるものの、 この数だ けのオリ ゴヌク レオチドをあらかじめ化学合成しておかなければな らず、 このためのコス トが非常に高くなるところが問題点とされて いる。 これに対し、 光パターニングによ り基板上に直接合成してい く手法は、 4種類の塩基 A， G , C， Tに対応する 4種類のモノマ 一の重合によ り達成されるので試薬の数は 4種類で済む。 しかしな がら、 1塩基の合成には 4枚のフォ トマスクが必要であるので、 た とえば 20mer のオリ ゴヌク レオチ ドの合成には、 80枚ものフォ トマ スクが必要となり、 コス トがかさむのみならず、 マスク合わせにも 技術的な困難がある。 また、 通常の固相合成の収率が 99%程度と高 いのに対し、 光パターニングによる合成の収率が 95%程度と低いこ とも、 最終的にできるオリ ゴヌク レオチ ドの純度を低いものにする また、 上記の DNA チップ同様、 多数のポリペプチドからなるパタ ーンを基板上に用意し、 試料分子がどの位置に結合するかを観察す ることによ り、 試料分子と多数のポリペプチ ドとのァフィ二ティー を一括して検査する手法も存在するが、 これに用いるポリペプチ ド パターンの作成にも、 上記のオリ ゴヌクレオチドと全く同じ問題が 存在する。 発明の開示 本発明においては、 オリ ゴヌクレオチドやポリペプチドなど、 モ ノマーの配列によ り特徴づけられるポリマーのパターンの作成にお いて、 用いるモノマーそれぞれに対応する溶液槽を準備し、 担体と なる粒子を、 作成したい配列の順序に従ってそれぞれの溶液槽に順 次浸漬していく ことによ り、 粒子表面にポリマーを固相合成する。 浸漬していく順序を様々に変えることによ り、 様々な配列を有する ポリマーを固定した粒子を得、 これを基板上に配列 · 固定すること によ り、 基板上にポリマーパターンを作成する。 本発明の 1 の態様においては、 複数の種類のモノマーをいろいろ 2 な順列で合成した多種類のポリマーを基板上に特定のパターンで固 定するコ ンビナ ト リアルなポリマーパターン作成法であって、 以下 のステ ップ ： ( 1 ) それぞれのモノ マーを入れた反応槽、 上記反応槽の間の粒 子搬送制御装置、 上記粒子を基板上に配列する装置を用意し、 ( 2 ) 担体と して用いる粒子の移動を上記粒子搬送装置によ り制 御して一定の順序に従って反応槽に浸漬していく ことにより上記担 体粒子表面に一定の配列を持つポリマーを合成し、 そして ( 3 ) ステップ （ 2 ) において得られた粒子を基板上に配列して 、 上記基板上に様々な配列を持つポリマーのパターンを形成する、 を含む前記ポリマーパターン作成法が提供される。 本発明の他の態様においては、 前記ポリマーはオリ ゴヌクレオチ ドである。 本発明の他の態様においては、 前記ポリマーはぺプチドである。 本発明の他の態様においては、 前記担体粒子は球形である。 本発明の 1 の態様においては、 前記担体粒子は磁性体である。 本発明の好ましい態様においては、 前記粒子搬送は基板上に設け られた管路あるいはガイ ド溝に沿って行われる。 本発明の 1の態様においては、 前記粒子搬送は磁性体担体粒子の 磁気力による移送によ り行われる。 本発明の 1の態様においては、 前記基板上に分岐のある管路ある いはガイ ド溝とその中での粒子の運動を制御する偏向装置が設けら れ、 粒子のたどる道筋を切り替えることにより反応槽に浸漬する順 序が選択される。 本発明の 1 の態様においては、 前記担体粒子を基板上に配列する ために規則的な凹凸構造をもつ基板が用いられる。 3 図面の簡単な説明 図 1 は、 本発明 よるポリマーの合成を示す概略図である。 図 2は、 本発明 よるポリマーパターンの作成を示す概略図であ る。 発明を実施するための最良の形態 図 1 は、 本発明の実施例を、 A， T , G , Cの 4種類のモノマー を用いて、 3つのモノマーの重合からなるポリマーを合成する場合 について図示したものである。 基板上に、 4種類のモノマーに対応 する反応槽を 3セッ ト設け、 かつ、 この間をつなぐガイ ド溝、 およ び溝分岐での担体粒子の進行方向を制御する偏向板ァクチユエータ を設ける。 磁性体である担体粒子は、 入り 口から入り、 基板裏側に 設けられた図中右方向へと移動する磁石によ りガイ ド溝に沿ってこ ろがり、 右側へと移動していく。 図の場合、 G反応槽の左側の偏向 板が突出しているため、 粒子はこの溝へと偏向され、 反応槽に入り 、 粒子表面にまず Gを付加される。 ここから出た粒子は、 再び磁石 によ り溝に沿って右側へと移動し、 偏向板により偏向されて、 次は T反応槽に入り、 ここで Tを付加される。 同様にして、 G反応槽を 経て出口に出れば、 担体粒子表面に、 _ G— T— Gの配列が合成さ れることになる。 偏向板による偏向をスイ ッチングすれば任意の配 列を持つポリマーを極めてフレキシブルに合成することができる。 このよ うにして得られる様々の配列を持つポリマーの固定された粒 子を、 基板上に並べて固定すれば、 基板上にポリマーのパターンが 得られることになる。 使用する担体粒子としては、 ころがりやすく磁界による駆動が容 易な、 たとえば直径 0. 5〜 1 mmの磁性ステンレス球形粒子が例示さ れるが、 これに限定されるものではない。 4 図 1の例において、 ポリマー槽を 3組でなく多数組並べれば、 任 意の長さのポリマーが合成される。 また、 この実施例では、 粒子の 動きを簡略化した説明とするため、 ポリマーの長さに対応する数の 反応槽セッ トを設けたが、 反応槽を 1組だけとし、 その間をある順 序に従って粒子が移動するという構成でも全く同様の効果が得られ る。 図 2は、 図 1のようにして作成された様々なモノマー配列を有す る粒子を、 周期的凹凸構造を持つ基板の上に接着して得る、 本発明 によるポリマーパターンの配置例である。 本発明によるポリマー合成およびポリマーパターンの作成法によ れば、 使用するモノマーの種類だけの数の試薬から、 それらの組み 合わせによるポリマーを極めてフレキシブルに合成し、 かつ、 それ らが基板上の特定位置に配列されたポリマーパターンを得ることが できる。 請 求 の 範 囲

1 . 複数の種類のモノ マーをいろいろな順列で合成した多種類の ポリマーを基板上に特定のパターンで固定するコ ンビナトリ アルな ポリマーパターン作成法であって、 以下のステップ ：

( 1 ) それぞれのモノ マーを入れた反応槽、 上記反応槽の間の粒 子搬送制御装置、 上記粒子を基板上に配列する装置を用意し、

( 2 ) 担体として用いる粒子の移動を上記粒子搬送装置によ り制 御して一定の順序に従って反応槽に浸漬していく ことにより上記担 体粒子表面に一定の配列を持つポリマーを合成し、 そして

( 3 ) ステップ （ 2 ) において得られた粒子を基板上に配列して 、 上記基板上に様々な配列を持つポリマーのパターンを形成する、 を含む前記ポリマーパターン作成法。

2 . 前記ポリマーがオリ ゴヌクレオチドである、 請求の範囲第 1 項記载のポリマーパターン作成法。

3 . 前記ポリマーがペプチドである、 請求の範囲第 1項記载のポ リマーパターン作成法。

4 . 前記担体粒子が球形である、 請求の範囲第 1項記載のポリマ 一パターン作成法。

5 . 前記担体粒子が磁性体である、 請求の範囲第 1項記載のポリ マーパターン作成法。

6 . 前記粒子搬送を基板上に設けられた管路あるいはガイ ド溝に 沿って行う、 請求の範囲第 1項記載のポリマーパターン作成法。

7 . 前記粒子搬送を磁性体担体粒子の磁気力による移送によ り行 う 、 請求の範囲第 1項記載のポリマーパターン作成法。

8 . 前記基板上に分岐のある管路あるいはガイ ド溝とその中での 粒子の運動を制御する偏向装置を設け、 粒子のたどる道筋を切り替

6 えることによ り反応槽に浸漬する順序を選択する、 請求の範囲第 1 項記载のポリマーパターン作成法。

9 . 前記担体粒子を基板上に配列するために規則的な凹凸構造を もつ基板を用いる、 請求の範囲第 1項記載のポリマーパターン作成 法。

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