JP2000249706A - New biological chip and analysis method - Google Patents
New biological chip and analysis methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、新規の生物学的チ
ップ及び分析方法に関する。[0001] The present invention relates to a novel biological chip and an analytical method.
【0002】[0002]
【従来の技術】シリコン、ガラス、又は各種プラスチッ
ク等の種々の不溶性支持体プレートの表面に、少量の試
薬を固定化する方法が多数知られている。それらの方法
によって、互いに分離した異なる反応性(官能基)を有
する試薬スポットを、支持体表面上に得ることができ
る。例えば、多種類のDNA断片や抗体などを有する試
薬スポットを、特に微細化し且つ大量に固定化したもの
は、いわゆるアレイ(array)と呼ばれ、近年、医
学や遺伝子工学の分野等において注目されている技術で
ある。2. Description of the Related Art There are many known methods for immobilizing a small amount of reagent on the surface of various insoluble support plates such as silicon, glass, and various plastics. By these methods, reagent spots having different reactivities (functional groups) separated from each other can be obtained on the support surface. For example, a reagent spot having various types of DNA fragments, antibodies, and the like, which is particularly miniaturized and immobilized in a large amount, is called a so-called array, and has recently attracted attention in the fields of medicine and genetic engineering. Technology.
【0003】例えば、不溶性支持体プレート上に多種類
のDNAオリゴヌクレオチド鎖を整列させて多数のドッ
ト状に集積したものとして、DNAチップが実用化され
ている。DNAチップは、通常、約1cm角のチップ上
に1000以上のDNA断片(DNAプローブ)を整列
させて載せたものである。このDNAチップ上に、例え
ば、蛍光標識した被検出DNA断片を含む試料を流す
と、DNAチップ上のプローブと相補的な配列を有する
被検出DNA断片はそのプローブと結合し、結合した部
分だけを蛍光により識別することができるので、試料中
のDNA断片の配列を解析することができる。当初、こ
の方法は、ヒトゲノム解析での応用が主であったが、現
在では、例えば、医薬品の開発、農産物の管理、環境分
析、又は臨床における遺伝子検査、特にガン、感染症、
若しくは遺伝子疾患などの早期診断等への応用も検討さ
れている。[0003] For example, a DNA chip has been put to practical use as an array of many types of DNA oligonucleotide chains arranged on an insoluble support plate in the form of a large number of dots. The DNA chip is usually a chip of about 1 cm square, on which 1000 or more DNA fragments (DNA probes) are aligned and mounted. When a sample containing, for example, a fluorescently-labeled DNA fragment to be detected flows on the DNA chip, the DNA fragment to be detected having a sequence complementary to the probe on the DNA chip is bound to the probe, and only the bound portion is bound. Since the identification can be performed by the fluorescence, the sequence of the DNA fragment in the sample can be analyzed. Initially, this method was mainly applied to human genome analysis, but now, for example, drug development, agricultural product management, environmental analysis, or clinical genetic testing, especially cancer, infectious disease,
Alternatively, application to early diagnosis of genetic diseases and the like is also being studied.
【0004】DNAチップの製造法は多数報告されてい
る。例えば、光反応とフォトリソグラフィー技術とを応
用して、支持体上でオリゴヌクレオチドを固相合成する
方法が知られている。この方法では、多数の所定位置に
所望の配列を有する複数種のオリゴヌクレオチドを1つ
ずつ、あるいは、同時に形成させることができる。紫外
線(UV)とフォトマスクとにより所定の位置に反応活
性な水酸基を生成させ、この水酸基に、5’の位置を光
分解性保護基で保護された所定のフォスフォアミダイト
を反応させて1つのヌクレオチドを結合させる。反応活
性な水酸基を生成させる位置、及びフォスフォアミダイ
トの種類を適宜選択しながら、この反応を繰り返し、順
次、ヌクレオチドを結合させて、オリゴヌクレオチドを
形成させる。この方法を用いると、1チップ上に数万種
類のプローブが結合したチップが作成可能である。[0004] Many methods for producing DNA chips have been reported. For example, there is known a method of solid-phase synthesis of an oligonucleotide on a support by applying a photoreaction and a photolithography technique. In this method, a plurality of types of oligonucleotides having a desired sequence at many predetermined positions can be formed one by one or simultaneously. A reactive hydroxyl group is generated at a predetermined position by ultraviolet rays (UV) and a photomask, and the hydroxyl group is reacted with a predetermined phosphoramidite whose 5 ′ position is protected by a photodegradable protecting group to form one hydroxyl group. Bind the nucleotides. This reaction is repeated while appropriately selecting the position where the reactive hydroxyl group is generated and the type of the phosphoramidite, and nucleotides are sequentially bonded to form oligonucleotides. Using this method, a chip in which tens of thousands of probes are bonded on one chip can be produced.
【0005】あるいは、DNAチップの別の製造方法と
しては、予め合成したオリゴヌクレオチド又はcDNA
を共有結合又は非共有結合で支持体上に固定化する方法
もある。例えば、ポリ−L−リジンを被覆したスライド
ガラス上に静電的に吸着させる方法、あるいは、基板上
に生成させた官能基(例えば、−NH2、−COOH、
又は−CHO等)と特定の結合試薬とにより、オリゴヌ
クレオチド又はcDNAを共有結合させる方法である。[0005] Alternatively, as another method for producing a DNA chip, an oligonucleotide or cDNA synthesized in advance is used.
Is immobilized on a support by a covalent bond or a non-covalent bond. For example, a method of electrostatically adsorbing on a slide glass coated with poly-L-lysine, or a functional group (for example, -NH 2 , -COOH,
Or -CHO or the like) and a specific binding reagent to covalently bind an oligonucleotide or cDNA.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来法
には種々の欠点がある。例えば、光反応とフォトリソグ
ラフィー技術とを応用する前記方法では、1.28cm
2の面積に約10万個のオリゴヌクレオチドを固定した
アレイ(チップ)を形成することができるが、30me
rを越える長鎖オリゴヌクレオチドを得るのが困難であ
る。この方法で得られたチップでは、プローブとしての
塩基数が不充分なので、目的とする標的物質だけでな
く、それ以外の物質とも結合してしまう可能性があり、
従って、正確な分析を行なうことができず、精度の面で
改良の必要性がある。また、この方法では、フォトリソ
グラフィーの設備が高価なため、目的のオリゴヌクレオ
チドを多岐にわたって少量を作成する場合、例えば、特
定のDNAプローブのみを支持体上に固定したい場合や
必要とされるDNAプローブの数が少なくてよい場合に
は、逆に、使い勝手の自由度が制限される欠点があっ
た。However, the conventional method has various disadvantages. For example, in the method using photoreaction and photolithography technology, 1.28 cm
An array (chip) having about 100,000 oligonucleotides immobilized on the area 2 can be formed.
It is difficult to obtain longer oligonucleotides than r. In the chip obtained by this method, the number of bases as a probe is insufficient, so that not only the target substance of interest but also other substances may be bound,
Therefore, accurate analysis cannot be performed, and there is a need for improvement in terms of accuracy. Further, in this method, since photolithography equipment is expensive, when a small amount of the target oligonucleotide is prepared over a wide range, for example, when only a specific DNA probe is to be immobilized on a support or a required DNA probe is used. On the other hand, in the case where the number of items is small, there is a disadvantage that the degree of freedom of usability is limited.
【0007】また、予め合成したオリゴヌクレオチド又
はcDNAを支持体に固定化する前記方法では、長鎖の
オリゴヌクレオチドの固定化が容易なため、目的に応じ
て使い勝手の自由度の高いチップを製造することができ
るが、予め多数のDNA鎖を別途合成して準備しておく
必要がある。しかも、それらのDNA鎖を固定化するに
は、支持体表面を加工処理した後に、化学的架橋剤を用
いて共有結合させることにより、オリゴヌクレオチド又
はcDNAを支持体に結合させるため、調製が煩雑で、
また、ハイブリダイゼーション能力を損なうことは否定
できない。一方、非共有結合で支持体上に直接固定化す
る方法では、架橋剤等の処理が施されないため、相補的
核酸配列と特異的に対を形成しやすいとはいえ、反応段
階での洗浄や試薬の添加による溶液の影響は避けられ
ず、充分な固定化が維持できず、固定化したオリゴヌク
レオチド又はcDNAが支持体より剥がれてしまうとい
う問題点がある。すなわち、共有結合であるか非共有結
合であるかを問わず、この方法では、反応の感度が低下
する欠点があった。更に、反応スポット(試薬スポッ
ト)は、オリゴヌクレオチド又はcDNAを含む溶液を
インクジェット法や自動マイクロピペッティング装置に
より形成するため、高度な設備を要し、この点で、光反
応とフォトリソグラフィー技術とを応用する前記方法と
同様の問題点を有している。In the above-mentioned method of immobilizing a previously synthesized oligonucleotide or cDNA on a support, it is easy to immobilize a long-chain oligonucleotide, so that a chip having a high degree of freedom of use can be produced according to the purpose. However, a large number of DNA chains must be separately synthesized and prepared in advance. Moreover, in order to immobilize those DNA chains, after processing the surface of the support, the oligonucleotide or cDNA is bonded to the support by covalent bonding using a chemical cross-linking agent. so,
Further, it cannot be denied that the hybridization ability is impaired. On the other hand, in the method of immobilizing directly on a support by a non-covalent bond, since treatment with a crosslinking agent or the like is not performed, it is easy to specifically form a pair with a complementary nucleic acid sequence. There is a problem that the influence of the solution due to the addition of the reagent cannot be avoided, sufficient immobilization cannot be maintained, and the immobilized oligonucleotide or cDNA is peeled off from the support. That is, this method has a drawback that the sensitivity of the reaction is reduced, regardless of whether it is a covalent bond or a non-covalent bond. Furthermore, reaction spots (reagent spots) require sophisticated equipment to form a solution containing oligonucleotides or cDNAs by an ink-jet method or an automatic micropipetting apparatus. In this regard, photoreaction and photolithography techniques are required. It has the same problems as the applied method.
【0008】従って、本発明の課題は、従来技術におけ
る前記問題点を解消し、プローブを選択する自由度が高
く、分析目的に応じたプローブを容易に且つ安価に選択
可能であって、しかも、反応の感度を向上させることの
できる生物学的チップを提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, to provide a high degree of freedom in selecting a probe, to enable easy and inexpensive selection of a probe according to the purpose of analysis, and It is an object of the present invention to provide a biological chip capable of improving the sensitivity of a reaction.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】前記課題は、本発明によ
る、被検試料中の標的物質の分析に用いる生物学的チッ
プであって、(1)少なくとも1つの平坦表面を有し、
その平坦表面上に相互に分離した複数の凹部を設けた不
溶性支持体、及び(2)前記不溶性支持体の前記凹部内
に挿入され、前記標的物質と特異的に結合することので
きるパートナー物質を表面に結合して有する不溶性粒子
を含むことを特徴とする、前記生物学的チップによって
によって解決することができる。また、本発明は、前記
の生物学的チップを用いる、被検試料中の標的物質の分
析方法に関する。According to the present invention, there is provided a biological chip used for analyzing a target substance in a test sample according to the present invention, comprising: (1) at least one flat surface;
An insoluble support provided with a plurality of recesses separated from each other on the flat surface; and (2) a partner substance inserted into the recess of the insoluble support and capable of specifically binding to the target substance. The problem can be solved by the biological chip, wherein the biological chip includes insoluble particles having a surface bound thereto. The present invention also relates to a method for analyzing a target substance in a test sample using the above-mentioned biological chip.
【0010】本明細書における「分析方法」には、標的
物質の存在の有無を判定する「検出方法」と、標的物質
の量を決定する「測定方法」とが含まれる。また、本明
細書において「標的物質」とは、分析の対象となる物質
を意味する。[0010] The "analytical method" in this specification includes a "detection method" for determining the presence or absence of a target substance and a "measurement method" for determining the amount of a target substance. Further, in this specification, “target substance” means a substance to be analyzed.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の生物学的チップの一態様を、図1及び図2に模
式的に示す。図1は、本発明の生物学的チップの一態様
を模式的に示す斜視図であり、図2は、図1に示す生物
学的チップにおける凹部及びその内部に保持されている
不溶性粒子の状態を模式的に示す、拡大部分断面図であ
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
One embodiment of the biological chip of the present invention is schematically shown in FIGS. FIG. 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of the biological chip of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a state of a concave portion and insoluble particles held in the concave portion in the biological chip shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged partial cross-sectional view schematically showing
【0012】図1及び図2に示すように、本発明の生物
学的チップ1は、不溶性支持体プレート2と、この不溶
性支持体2の一方の平坦表面22上に設けられた複数の
凹部21内に挿入されている不溶性粒子3とを含む。前
記不溶性支持体プレート2に設けられた複数の前記凹部
21の各々は、前記不溶性支持体2プレートの前記平坦
表面22上に、縦方向及び横方向に整列した状態で互い
に分離して配置されている。また、前記不溶性粒子3の
表面には、標的物質と特異的に結合することのできるパ
ートナー物質31が担持されている。As shown in FIGS. 1 and 2, a biological chip 1 of the present invention comprises an insoluble support plate 2 and a plurality of recesses 21 provided on one flat surface 22 of the insoluble support 2. And the insoluble particles 3 inserted therein. Each of the plurality of recesses 21 provided in the insoluble support plate 2 is disposed on the flat surface 22 of the insoluble support 2 plate so as to be separated from each other while being aligned in the vertical and horizontal directions. I have. Further, on the surface of the insoluble particles 3, a partner substance 31 capable of specifically binding to a target substance is carried.
【0013】本発明の生物学的チップにおける不溶性支
持体に用いることのできる材料としては、核酸ハイブリ
ダイゼーションアッセイ又は免疫学的アッセイにおいて
一般的に用いられている実質的に水又は有機溶媒に不溶
性である有機材料又は無機材料、例えば、シリコン、ガ
ラス、磁性金属若しくは非磁性金属、又はプラスチック
等を挙げることができる。特には、シリコン、各種プラ
スチック類(例えば、ポリカーボネート、ポリスチレ
ン、又はポリプロピレン等)、石英、又はガラス等を用
いることが好ましい。また、前記材料として、多孔性材
料を用いることもでき、例えば、紙、ナイロン、又はセ
ルロース若しくはセルロース誘導体(例えば、ニトロセ
ルロース)を挙げることができる。本発明において、前
記の不溶性支持体は、少なくとも1つの平坦表面を有す
る形状である限り、その形状は特に限定されるものでは
ないが、プレート状又はフィルム状であることが好まし
い。Materials that can be used for the insoluble support in the biological chip of the present invention include those substantially insoluble in water or organic solvents commonly used in nucleic acid hybridization assays or immunological assays. Certain organic or inorganic materials, such as silicon, glass, magnetic or non-magnetic metals, or plastics can be mentioned. In particular, it is preferable to use silicon, various plastics (for example, polycarbonate, polystyrene, or polypropylene), quartz, glass, or the like. In addition, a porous material can be used as the material, and examples thereof include paper, nylon, and cellulose or a cellulose derivative (for example, nitrocellulose). In the present invention, the shape of the insoluble support is not particularly limited as long as it has at least one flat surface, but is preferably a plate or a film.
【0014】前記不溶性支持体の表面には、互いに分離
した複数の凹部が形成されている。前記凹部は、後述す
る不溶性粒子が充分に安定的に保持されるように形成さ
れている限り、その形状及び大きさは特に限定されるも
のではない。例えば、前記凹部の開口部の形状として
は、例えば、円形、楕円形、又は多角形を挙げることが
できる。更に、前記凹部の縦断面の形状は、例えば、U
字形状、V字形状(図2参照)、矩形形状、半円形状、
又は半楕円形状などであることができる。前記凹部の開
口部が、例えば、円形である場合には、その径は、好ま
しくは0.01μm〜1cm、より好ましくは0.05
μm〜5mmである。また、前記凹部の開口部が他の形
状である場合には、前記の円形開口部と同程度の大きさ
であることができる。前記凹部の深さは、好ましくは
0.01μm〜1cm、好ましくは0.05μm〜5m
mである。A plurality of recesses separated from each other are formed on the surface of the insoluble support. The shape and size of the concave portion are not particularly limited, as long as the concave portion is formed so as to hold the insoluble particles described later sufficiently and stably. For example, the shape of the opening of the recess may be, for example, a circle, an ellipse, or a polygon. Further, the shape of the longitudinal section of the concave portion is, for example, U
Shape, V shape (see FIG. 2), rectangular shape, semicircular shape,
Or it can be a semi-elliptical shape or the like. When the opening of the concave portion is, for example, circular, the diameter is preferably 0.01 μm to 1 cm, more preferably 0.05 μm to 1 cm.
μm to 5 mm. In the case where the opening of the concave portion has another shape, the size may be substantially the same as that of the circular opening. The depth of the recess is preferably 0.01 μm to 1 cm, and preferably 0.05 μm to 5 m.
m.
【0015】前記不溶性支持体における前記凹部の配置
は、標識に由来する信号を検出する際に、各凹部の位置
が確認可能である配置である限り、特に限定されるもの
ではなく、例えば、分析目的に応じて、あるいは、標識
に由来する信号を検出するのに用いる分析装置に応じ
て、適宜決定することができる。凹部の位置の確認が容
易である点で、前記凹部は整列して配置されていること
が好ましい。また、図1に示すように、前記凹部の複数
個を、所定の間隔をあけて線状に一列に配置し、更に、
そのような列を相互に平行に複数列配置することがより
好ましい。このように前記凹部を配置すると、標識に由
来する信号の検出工程を自動化することが容易である。
前記不溶性支持体の表面に設ける前記凹部の間隔は、標
識に由来する信号を検出する際に、隣接する凹部の影響
を受けない程度に分離している限り、特に限定されるも
のではなく、例えば、隣接する各凹部の縁部間の最短距
離は、好ましくは0.01μm〜1cm、好ましくは
0.05μm〜5mmである。また、前記不溶性支持体
における前記凹部の数も、特に限定されるものではな
く、不溶性支持体の大きさにも依存するが、例えば、数
個〜数万個(一般には数十〜1乃至2万個)の凹部を形
成することができる。The arrangement of the recesses in the insoluble support is not particularly limited as long as the positions of the recesses can be confirmed when detecting a signal derived from the label. It can be determined appropriately according to the purpose or the analyzer used to detect the signal derived from the label. It is preferable that the recesses are arranged in line with each other in that the positions of the recesses can be easily confirmed. Further, as shown in FIG. 1, a plurality of the concave portions are linearly arranged in a line at a predetermined interval, and further,
More preferably, a plurality of such rows are arranged in parallel with each other. By arranging the recesses in this way, it is easy to automate the process of detecting a signal derived from a marker.
The interval between the concave portions provided on the surface of the insoluble support is not particularly limited as long as it is separated to the extent that it is not affected by adjacent concave portions when detecting a signal derived from a label. The shortest distance between the edges of the adjacent concave portions is preferably 0.01 μm to 1 cm, and preferably 0.05 μm to 5 mm. Also, the number of the concave portions in the insoluble support is not particularly limited, and depends on the size of the insoluble support. For example, several to several tens of thousands (generally several tens to one to two) (Ten thousand) concave portions.
【0016】前記不溶性支持体上の平坦表面における前
記凹部の形成手段としては、公知の技術を適宜利用する
ことができ、その一例としては、エッチング法を挙げる
ことができる。前記エッチング法では、例えば、表面を
酸化処理したシリコン基材上に、ネガ型フォトレジスト
膜をコーティングした後に、所望形状のフォトマスク
[例えば、凹部の開口部の形状に相当するドット(黒い
点)を複数設けたフォトマスク]を用いて露光する。続
いて、露光しなかった部分のレジストを現像処理により
除去した後に、レジストの除去により露出した部分の酸
化膜を除去する。次に、前記露光処理において露光した
部分に残留するレジストを除去すると、シリコン基板上
には、酸化膜で覆われた部分と、酸化膜が除去され、シ
リコン表面が露出した部分とが現われる。これらの内、
酸化膜で覆われていないシリコン部分をエッチング処理
し、最後に、残りの酸化膜を除去することにより、シリ
コン基材表面に凹部を形成することができる。あるい
は、同じようにエッチング法で鋳型を作成し、その鋳型
を用いて不溶性支持体を調製することもできる。As a means for forming the concave portion on the flat surface on the insoluble support, a known technique can be appropriately used, and an example thereof is an etching method. In the etching method, for example, after a negative photoresist film is coated on a silicon base material whose surface is oxidized, a photomask having a desired shape [for example, a dot corresponding to the shape of an opening of a concave portion (black dot)] Using a photomask provided with a plurality of. Subsequently, after removing the resist in the unexposed portion by a development process, the oxide film in the portion exposed by removing the resist is removed. Next, when the resist remaining on the exposed portion in the exposure process is removed, a portion covered with the oxide film and a portion where the oxide film is removed and the silicon surface is exposed appear on the silicon substrate. Of these,
By etching the silicon portion not covered with the oxide film and finally removing the remaining oxide film, a concave portion can be formed on the silicon substrate surface. Alternatively, similarly, a template can be prepared by an etching method, and the insoluble support can be prepared using the template.
【0017】このようにして調製した凹部を有する不溶
性支持体は、そのまま、本発明の生物学的チップに適用
することができるし、必要に応じて、不溶性支持体表面
全体又はその一部を親水処理又は疎水処理して用いるこ
ともできる。あるいは、金属を蒸着させてから用いるこ
ともできる。例えば、シリコン基材表面に凹部を形成さ
せた後に、前記凹部の内部に酸化膜を形成させると、凹
部の内壁の親水性を高めることができ、溶液の保持性を
向上させることができるので好ましい。The thus prepared insoluble support having a concave portion can be directly applied to the biological chip of the present invention, and if necessary, the entire surface of the insoluble support or a part thereof can be made hydrophilic. It can be used after treatment or hydrophobic treatment. Alternatively, the metal can be used after being deposited. For example, it is preferable to form an oxide film inside the concave portion after forming the concave portion on the surface of the silicon substrate, because the hydrophilicity of the inner wall of the concave portion can be increased, and the retention of the solution can be improved. .
【0018】前記不溶性支持体の一方の平坦表面に形成
された前記凹部に保持させる不溶性粒子は、本発明によ
る生物学的チップの使用条件下において実質的に水又は
有機溶媒に不溶性の粒子であれば、その材質は特に限定
されない。このような材料としては、核酸ハイブリダイ
ゼーションアッセイ又は免疫学的アッセイにおいて一般
的に用いられている実質的に不溶性である有機材料又は
無機材料、例えば、シリコン、ガラス、磁性金属若しく
は非磁性金属、又はプラスチック等を挙げることができ
る。特には、ガラス又はラテックス(例えば、ポリスチ
レン)が好ましく、核酸ハイブリダイゼーションアッセ
イ又は免疫学的アッセイにおいて一般的に用いられてい
るラテックス粒子を、前記不溶性粒子として好適に用い
ることができる。前記不溶性粒子は一般に球状であり、
その粒径は特に限定されるものではなく、例えば、0.
01μm〜1cm、好ましくは0.05μm〜5mm、
より好ましくは0.1μm〜1mmである。The insoluble particles retained in the concave portion formed on one flat surface of the insoluble support may be particles substantially insoluble in water or an organic solvent under the use conditions of the biological chip according to the present invention. As long as the material is not particularly limited. Such materials include substantially insoluble organic or inorganic materials commonly used in nucleic acid hybridization or immunological assays, such as silicon, glass, magnetic or non-magnetic metals, or Plastics and the like can be mentioned. In particular, glass or latex (for example, polystyrene) is preferable, and latex particles generally used in nucleic acid hybridization assays or immunological assays can be suitably used as the insoluble particles. The insoluble particles are generally spherical,
The particle size is not particularly limited.
01 μm to 1 cm, preferably 0.05 μm to 5 mm,
More preferably, it is 0.1 μm to 1 mm.
【0019】本発明の生物学的チップにおいて、前記不
溶性粒子には、その表面に、標的物質と特異的に結合す
ることのできるパートナー物質を結合して用いる。本発
明において、「標的物質」と「パートナー物質」との組
み合わせとしては、特異的な結合を示す限り、特に限定
されるものではなく、例えば、核酸(例えば、オリゴヌ
クレオチド又はポリヌクレオチド)とそれに相補的な核
酸との組み合わせ、抗原と抗体(又は抗体フラグメン
ト)との組み合わせ、受容体とそのリガンド(例えば、
ホルモン、サイトカイン、神経伝達物質、又はレクチ
ン)との組み合わせ、酵素とそのリガンド(例えば、酵
素の基質アナログ、補酵素、調節因子、又は阻害剤)と
の組み合わせ、酵素アナログとその酵素アナログの元と
なる酵素の基質との組み合わせ、又はレクチンと糖との
組み合わせを挙げることができる。なお、「酵素アナロ
グ」とは、元の酵素に対する基質との特異的な親和性は
高いものの、触媒活性を示さないものを意味する。ま
た、前記の各組み合わせにおける各化合物は、それぞ
れ、いずれか一方が「標的物質」となり、他方が「パー
トナー物質」となることができる。例えば、「抗原と抗
体との組み合わせ」では、抗原が「標的物質」となる場
合には、抗体が「パートナー物質」となることができ、
逆に、抗体が「標的物質」となる場合には、抗原が「パ
ートナー物質」となることができる。In the biological chip of the present invention, the insoluble particles are used by binding a partner substance capable of specifically binding to a target substance on the surface thereof. In the present invention, the combination of the “target substance” and the “partner substance” is not particularly limited as long as it shows specific binding. For example, a nucleic acid (eg, an oligonucleotide or a polynucleotide) and its complementary Combinations with specific nucleic acids, combinations of antigens and antibodies (or antibody fragments), receptors and their ligands (eg,
Combinations with hormones, cytokines, neurotransmitters, or lectins), combinations of enzymes with their ligands (eg, enzyme substrate analogs, coenzymes, regulators or inhibitors), enzyme analogs and their enzyme analogs And a combination of a lectin and a sugar. In addition, “enzyme analog” means a substance having high specific affinity for a substrate for an original enzyme but not showing catalytic activity. Further, each of the compounds in each of the above-mentioned combinations can be either a “target substance” and the other a “partner substance”. For example, in the “combination of antigen and antibody”, if the antigen is a “target substance”, the antibody can be a “partner substance”,
Conversely, when the antibody is the “target substance”, the antigen can be the “partner substance”.
【0020】例えば、本発明の生物学的チップを核酸ハ
イブリダイゼーションアッセイに適用する場合には、前
記パートナー物質として、標的物質である核酸(例え
ば、オリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチド)と相補
的に結合することのできるオリゴヌクレオチド又はポリ
ヌクレオチドを用いることができる。本明細書において
は、「オリゴヌクレオチド」又は「ポリヌクレオチド」
には、2’−デオキシリボ核酸(DNA)、リボ核酸
(RNA)、及びペプチド核酸(PNA)が含まれる。
なお、PNAとは、DNAのホスホジエステル結合をペ
プチド結合に変換した人工核酸である。前記不溶性粒子
に結合されるオリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチド
の鎖長は、分析目的に応じて適宜選択することができ、
例えば、捕捉しようとするDNA、RNA、又はPNA
の相補的配列の鎖長に基づいて決定することができる。For example, when the biological chip of the present invention is applied to a nucleic acid hybridization assay, the above-mentioned partner substance binds complementarily to a nucleic acid (eg, an oligonucleotide or a polynucleotide) as a target substance. Oligonucleotides or polynucleotides that can be used can be used. As used herein, "oligonucleotide" or "polynucleotide"
Include 2'-deoxyribonucleic acid (DNA), ribonucleic acid (RNA), and peptide nucleic acid (PNA).
PNA is an artificial nucleic acid in which a phosphodiester bond of DNA is converted into a peptide bond. The chain length of the oligonucleotide or polynucleotide bound to the insoluble particles can be appropriately selected depending on the purpose of analysis,
For example, DNA, RNA, or PNA to be captured
Can be determined based on the chain length of the complementary sequence of
【0021】前記パートナー物質として用いるオリゴヌ
クレオチドの合成は、自動合成装置を用いて一般的に行
なうことができる。また、必要に応じて、自動合成装置
を用いて、末端アミノ基又は他の基が修飾されたオリゴ
ヌクレオチドを製造することもできる。あるいは、自動
合成装置を用いて未修飾オリゴヌクレオチドを予め合成
しておき、必要に応じて、前記の未修飾オリゴヌクレオ
チドを修飾することもできる。オリゴヌクレオチドを修
飾する方法は周知であり、例えば、アミン類やフルオレ
セイン等を付加することができる。このように修飾され
たオリゴヌクレオチドは、未修飾のオリゴヌクレオチド
と比べて、不溶性粒子に対する親和性が大きい。また、
パートナー物質として用いるポリヌクレオチド(例え
ば、cDNA)の合成は、通常の遺伝子工学的手法、例
えば、PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)法を用いて行な
うことができる。The synthesis of the oligonucleotide used as the partner substance can be generally performed using an automatic synthesizer. If necessary, an oligonucleotide having a terminal amino group or another group modified can also be produced using an automatic synthesizer. Alternatively, an unmodified oligonucleotide can be synthesized in advance using an automatic synthesizer, and the aforementioned unmodified oligonucleotide can be modified as necessary. Methods for modifying oligonucleotides are well known, and for example, amines and fluorescein can be added. Oligonucleotides modified in this way have a higher affinity for insoluble particles than unmodified oligonucleotides. Also,
Synthesis of a polynucleotide (for example, cDNA) used as a partner substance can be performed using a general genetic engineering technique, for example, a PCR (polymerase chain reaction) method.
【0022】また、本発明の生物学的チップを免疫学的
アッセイに適用する場合には、前記パートナー物質とし
て、標的物質と特異的に結合する抗原(ハプテンを含
む)又は抗体を用いることができる。この場合に、前記
標的物質としては、被検試料中に一般的に含まれている
成分で、しかも、免疫学的に検出することのできる物質
あれば、特に制限されない。一例を挙げれば、各種タン
パク質、多糖類、脂質、菌体、又は各種環境物質等を挙
げることができる。より詳細には、免疫グロブリン(例
えば、IgG、IgM、又はIgA)、感染症関連マー
カー(例えば、HBs抗原、HBs抗体、HIV−1抗
体、HIV−2抗体、HTLV−1抗体、又はトレポネ
ーマ抗体)、腫瘍関連抗原(例えば、AFP、CRP、
又はCEA)、凝固線溶マーカー(例えば、プラスミノ
ーゲン、アンチトロンビン−III、D−ダイマー、TA
T、又はPPI)、抗てんかん薬(例えば、ホルモ
ン)、各種薬剤(例えば、ジゴキシン)、菌体(例え
ば、O−157又はサルモネラ)若しくはそれらの菌体
内毒素若しくは菌体外毒素、微生物類、酵素類、残留農
薬、又は環境ホルモン等を挙げることができる。前記パ
ートナー物質として用いる抗体としては、周知の方法で
得られるポリクローナル抗体又はモノクローナル抗体の
いずれをも使用することができる。更に、前記抗体は、
タンパク質[例えば、酵素(例えば、ペプシン又はパパ
イン)]処理したもの[例えば、抗体フラグメント(例
えば、Fab、Fab’、F(ab’)2、又はF
v)]でも構わない。When the biological chip of the present invention is applied to an immunological assay, an antigen (including a hapten) or an antibody that specifically binds to a target substance can be used as the partner substance. . In this case, the target substance is not particularly limited as long as it is a component generally contained in the test sample and can be detected immunologically. By way of example, various proteins, polysaccharides, lipids, cells, various environmental substances, and the like can be mentioned. More specifically, immunoglobulins (eg, IgG, IgM, or IgA), infection-related markers (eg, HBs antigen, HBs antibody, HIV-1 antibody, HIV-2 antibody, HTLV-1 antibody, or Treponemal antibody) , Tumor-associated antigens (eg, AFP, CRP,
Or CEA), coagulation and fibrinolysis markers (eg, plasminogen, antithrombin-III, D-dimer, TA
T or PPI), antiepileptic drugs (for example, hormones), various drugs (for example, digoxin), bacterial cells (for example, O-157 or Salmonella) or their endotoxins or extracellular toxins, microorganisms, enzymes And pesticide residues, environmental hormones and the like. As the antibody used as the partner substance, either a polyclonal antibody or a monoclonal antibody obtained by a well-known method can be used. Further, the antibody is
Protein [eg, an enzyme (eg, pepsin or papain)] treated [eg, an antibody fragment (eg, Fab, Fab ′, F (ab ′) 2 , or F)
v)].
【0023】前記不溶性粒子は、前記の標的物質と特異
的に結合するパートナー物質を結合させて用いる。前記
不溶性粒子と前記パートナー物質とを結合する手段とし
ては、当業者において周知の結合方法を使用することが
でき、例えば、非共有結合(いわゆる物理吸着)による
結合方法又は共有結合(いわゆる化学結合)による結合
方法を使用することができる。例えば、非共有結合によ
る結合方法を用いる場合には、パートナー物質と不溶性
粒子とを含む溶液を、両者が結合するのに充分な時間、
撹拌混合した後に、前記不溶性粒子を、例えば、遠心分
離又は濾過により分離することにより、パートナー物質
を結合した不溶性粒子を得ることができる。得られたパ
ートナー物質結合不溶性粒子は、使用するまでの間、パ
ートナー物質の安定性を維持することができる緩衝液又
は溶媒中で保存することができる。The insoluble particles are used by binding a partner substance that specifically binds to the target substance. As a means for bonding the insoluble particles and the partner substance, a bonding method known to those skilled in the art can be used, for example, a bonding method by non-covalent bonding (so-called physical adsorption) or a covalent bonding (so-called chemical bonding) Can be used. For example, in the case of using a non-covalent bonding method, a solution containing a partner substance and insoluble particles is allowed to undergo a sufficient time for both to bind,
After stirring and mixing, the insoluble particles are separated by, for example, centrifugation or filtration, whereby insoluble particles having a partner substance bound thereto can be obtained. The obtained partner substance-bound insoluble particles can be stored in a buffer or solvent capable of maintaining the stability of the partner substance until use.
【0024】一方、共有結合(化学結合)により結合さ
せる場合には、官能基(例えば、カルボキシル基、アミ
ノ基、又は水酸基)を有する不溶性粒子に、パートナー
物質を結合することができる。このような不溶性粒子と
しては、その表面にカルボキシル基又は第一級アミノ基
をもつ不溶性粒子はそのまま使用することができる。ま
た、その表面に前記官能基をもたない不溶性粒子の場合
には、その不溶性粒子表面に前記官能基を公知の方法に
より付加することにより、使用可能である。On the other hand, in the case of bonding by a covalent bond (chemical bond), a partner substance can be bonded to insoluble particles having a functional group (for example, a carboxyl group, an amino group, or a hydroxyl group). As such an insoluble particle, an insoluble particle having a carboxyl group or a primary amino group on its surface can be used as it is. In addition, in the case of insoluble particles having no functional group on the surface thereof, the functional group can be used by adding the functional group to the surface of the insoluble particle by a known method.
【0025】前記官能基を有する不溶性粒子へのオリゴ
ヌクレオチドの化学的結合方法としては、例えば、オリ
ゴヌクレオチドの5’末端を不溶性粒子の官能基に共有
結合で結合させるマレイミド法又はカルボジイミド法が
知られている。例えば、マレイミド法では、まず、オリ
ゴヌクレオチドの5’末端とマレイミド化合物とを反応
させ、オリゴヌクレオチドの5’末端にマレイミド基を
導入する。好適なマレイミド化合物としては、スルホス
クシンイミジル−4−(N−マレイミドメチル)シクロ
ヘキサン−1−カルボキシレート等を挙げることができ
る。前記反応とは別に、アミノ基を有する不溶性粒子と
スクシンイミジル−S−アセチルチオアセテートとを反
応させた後に、ヒドロキシラミンを用いて脱アセチル化
を行なうことにより、前記不溶性粒子にSH基を付与す
る。こうして付与した不溶性粒子上のSH基と、5’末
端にマレイミド基を導入して調製した前記オリゴヌクレ
オチドの5’末端に導入したマレイミド基とを反応させ
ることにより、オリゴヌクレオチドを結合させた不溶性
粒子を調製することができる。As a method for chemically bonding an oligonucleotide to the insoluble particle having a functional group, for example, a maleimide method or a carbodiimide method in which the 5 'end of the oligonucleotide is covalently bonded to the functional group of the insoluble particle is known. ing. For example, in the maleimide method, first, a 5 ′ end of an oligonucleotide is reacted with a maleimide compound, and a maleimide group is introduced into the 5 ′ end of the oligonucleotide. Suitable maleimide compounds include sulfosuccinimidyl-4- (N-maleimidomethyl) cyclohexane-1-carboxylate. Separately from the above reaction, an SH group is provided to the insoluble particles by reacting the insoluble particles having an amino group with succinimidyl-S-acetylthioacetate and then performing deacetylation using hydroxylamine. By reacting the SH group on the insoluble particle thus imparted with the maleimide group introduced at the 5 ′ end of the oligonucleotide prepared by introducing a maleimide group at the 5 ′ end, the insoluble particle bound with the oligonucleotide Can be prepared.
【0026】一方、カルボジイミド法により支持体にオ
リゴヌクレオチドを結合させるには、予めカルボキシル
基を結合させた担体を用いることが好ましい。まず、ア
ミノ基を有するカルボジイミドとカルボキシル基を有す
る不溶性粒子支持体とを反応させる。カルボジイミド化
合物としては、例えば、1−エチル−3−(3−ジメチ
ルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC)等
を挙げることができる。スルホ−NHSと反応させるこ
とにより活性化したEDCは、その表面にカルボキシル
基を含む不溶性粒子と反応することができる。次いで、
これをアミノ基を有するオリゴヌクレオチドの5’末端
と反応させると、オリゴヌクレオチドを結合させた不溶
性粒子を調製することができる。On the other hand, in order to bind an oligonucleotide to a support by the carbodiimide method, it is preferable to use a carrier to which a carboxyl group has previously been bound. First, a carbodiimide having an amino group is reacted with an insoluble particle support having a carboxyl group. Examples of the carbodiimide compound include 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC). EDC activated by reacting with sulfo-NHS can react with insoluble particles containing carboxyl groups on the surface. Then
When this is reacted with the 5 'end of the oligonucleotide having an amino group, insoluble particles to which the oligonucleotide is bound can be prepared.
【0027】前記官能基を有する不溶性粒子へのオリゴ
ヌクレオチドの結合方法としては、前記のマレイミド法
及びカルボジイミド法の他にも、多くの結合方法、例え
ば、ビオチン−アビジン系を用いる方法も使用すること
ができる。また、オリゴヌクレオチド以外のパートナー
物質、すなわち、ポリオリゴヌクレオチド、抗原(ハプ
テンを含む)、又は抗体(抗体フラグメントを含む)等
についても、前記のオリゴヌクレオチドの場合と同様の
方法で、あるいは、別の公知方法により、不溶性粒子に
結合させることができる。前記パートナー物質は、必要
に応じて、リンカー物質を結合してから、不溶性粒子へ
化学結合することもできる。As a method for bonding the oligonucleotide to the insoluble particles having a functional group, in addition to the maleimide method and the carbodiimide method, various bonding methods, for example, a method using a biotin-avidin system may be used. Can be. In addition, a partner substance other than the oligonucleotide, that is, a polyoligonucleotide, an antigen (including a hapten), or an antibody (including an antibody fragment) or the like may be used in the same manner as in the case of the above-described oligonucleotide, or another method. It can be bound to insoluble particles by known methods. The partner substance can be chemically bonded to the insoluble particles after bonding the linker substance, if necessary.
【0028】本発明の生物学的チップにおいては、1個
の不溶性粒子に対して同一種のパートナー物質を結合さ
せることもできるし、あるいは、1個の不溶性粒子に対
して複数種のパートナー物質を結合させることもできる
が、通常、1個の不溶性粒子に対して同一種のパートナ
ー物質のみを結合させ、使用するパートナー物質毎に、
各パートナー物質を結合させた不溶性粒子をそれぞれ作
製することが好ましい。In the biological chip of the present invention, the same kind of partner substance can be bound to one insoluble particle, or a plurality of kinds of partner substances can be bound to one insoluble particle. Although it is possible to bind them, usually, only the same kind of partner substance is bound to one insoluble particle, and for each partner substance used,
It is preferable to produce insoluble particles to which each partner substance is bound.
【0029】本発明の生物学的チップでは、前記のよう
にして調製した、標的物質と特異的に結合するパートナ
ー物質を結合した不溶性粒子を、それ単独で、あるい
は、適当な緩衝液と共に、不溶性支持体表面上の複数の
凹部に挿入させ、保持させる。本明細書において前記
「保持」には、不溶性粒子全体が凹部内部に完全に収納
され、粒子の一部が凹部の開口部から突出していない状
態に限定されるものではなく、不溶性粒子の一部が凹部
の開口部から突出している状態も含まれる。In the biological chip of the present invention, the insoluble particles prepared as described above and having bound thereto a partner substance that specifically binds to the target substance can be used alone or together with an appropriate buffer. It is inserted and held in a plurality of recesses on the surface of the support. In the present specification, the "holding" is not limited to a state in which the entire insoluble particles are completely contained in the concave portion and a part of the particles does not protrude from the opening of the concave portion. Projecting from the opening of the recess.
【0030】不溶性粒子を凹部に挿入させる方法として
は、任意の手段を用いることができる。例えば、不溶性
粒子としてラテックス粒子を用いる場合には、光ピンセ
ットを用いることが好ましく、不溶性粒子としてガラス
粒子を用いる場合には、マイクロマニュピレーターを用
いることが好ましい。あるいは、重力法で凹部に粒子を
入れることもできる。As a method for inserting the insoluble particles into the concave portions, any means can be used. For example, when using latex particles as the insoluble particles, it is preferable to use optical tweezers, and when using glass particles as the insoluble particles, it is preferable to use a micromanipulator. Alternatively, the particles can be put into the concave portion by a gravity method.
【0031】このようにして凹部に挿入した不溶性粒子
は、特別な処理を施すことなく、好ましくは適当な緩衝
液と共に、不溶性支持体の凹部内部に保持させておくこ
とが可能である。また、必要により、例えば、水溶性高
分子溶液で被覆することにより、不溶性粒子を前記凹部
内部に固定することもできる。The insoluble particles thus inserted into the concave portion can be retained in the concave portion of the insoluble support without any special treatment, preferably together with a suitable buffer. If necessary, for example, the insoluble particles can be fixed inside the recess by coating with a water-soluble polymer solution.
【0032】本発明の生物学的チップにおいては、凹部
1個当たりに保持される不溶性粒子の数は特に限定され
るものではない。しかし、定量法に利用する場合には、
凹部1個当たりに保持される不溶性粒子数をそれぞれ同
一とすることが好ましい。本発明の生物学的チップで
は、凹部及び不溶性粒子の大きさを適宜調製することが
できるので、凹部1個に不溶性粒子1個を容易に挿入す
ることができる。また、凹部1個当たりに複数個の不溶
性粒子を挿入する場合には、それらの不溶性粒子上に担
持されているパートナー物質が同一の単独種であること
もできるし、あるいは、複数種であることもできるが、
通常、同一の単独種であることが好ましい。In the biological chip of the present invention, the number of insoluble particles retained per recess is not particularly limited. However, when used for quantitative methods,
It is preferable that the number of insoluble particles retained per recess is the same. In the biological chip of the present invention, since the size of the concave portion and the size of the insoluble particle can be appropriately adjusted, one insoluble particle can be easily inserted into one concave portion. In the case where a plurality of insoluble particles are inserted per recess, the partner substance carried on the insoluble particles may be the same single species, or may be a plurality of species. You can also
Usually, the same single species is preferred.
【0033】こうして得られた本発明の生物学的チップ
は、本発明による分析方法に使用することができる。本
発明による分析方法によれば、被検試料中に存在するお
それのある標的物質に応じて、前記不溶性粒子に結合さ
せるパートナー物質を適宜選択することにより、前記標
的物質を分析(例えば、測定又は検出)することができ
る。本発明の分析方法を適用することのできる前記被検
試料は、標的物質を含有する可能性のある試料である限
り、特に限定されるものではなく、例えば、生物学的試
料、例えば、動物(特にはヒト)の体液(例えば、血
液、血清、血漿、又は髄液)若しくは排泄物(例えば、
尿、糞便、又は膿)、臓器、組織、若しくは細胞、又は
非生物学的試料、例えば、水(例えば、上水、下水、河
川水、湖水、又は海水)、土壌、若しくは汚泥などを挙
げることができる。The biological chip of the present invention thus obtained can be used for the analysis method of the present invention. According to the analysis method of the present invention, the target substance is analyzed (for example, measured or analyzed) by appropriately selecting a partner substance to be bound to the insoluble particles according to the target substance which may be present in the test sample. Detection). The test sample to which the analysis method of the present invention can be applied is not particularly limited as long as it is a sample that may contain a target substance. For example, a biological sample such as an animal ( Especially humans) bodily fluids (eg, blood, serum, plasma, or cerebrospinal fluid) or excretions (eg,
Urine, feces, or pus), organs, tissues, or cells, or non-biological samples, such as water (eg, clean water, sewage, river water, lake water, or sea water), soil, or sludge Can be.
【0034】本発明による分析方法は、(1)標的物質
を含有する可能性のある被検試料と、凹部内の不溶性支
持体上のパートナー物質とを接触させる工程、及び
(2)前記パートナー物質と前記標的物質との複合体を
検出又は測定する工程を含む。前記被検試料と凹部内の
不溶性支持体上のパートナー物質との接触は、例えば、
標的物質を含有する可能性のある被検試料を、前記凹部
内に添加することにより行なうことができる。The analysis method according to the present invention comprises the steps of (1) bringing a test sample, which may contain a target substance, into contact with a partner substance on an insoluble support in a recess, and (2) the partner substance And detecting or measuring a complex of the target substance and the target substance. The contact between the test sample and the partner substance on the insoluble support in the recess is, for example,
The test can be performed by adding a test sample that may contain a target substance into the recess.
【0035】本発明による分析方法においては、前記の
パートナー物質と標的物質との複合体を検出又は測定す
る手段として公知の検出手段又は測定手段を使用するこ
とができる。例えば、本発明による分析方法における第
1の態様は、(1)被検試料中に存在する可能性のある
標的物質に標識を導入する工程、(2)得られた被検試
料を、本発明による生物学的チップにおける凹部内に添
加し、前記凹部内の不溶性支持体上のパートナー物質
と、前記被検試料とを接触させる工程、及び(3)前記
パートナー物質と前記標的物質との複合体に含まれる前
記標識に由来する信号を検出又は測定する工程を含む。In the analysis method according to the present invention, a known detection means or measurement means can be used as a means for detecting or measuring the complex of the partner substance and the target substance. For example, a first aspect of the analysis method according to the present invention includes: (1) a step of introducing a label into a target substance that may be present in a test sample; Contacting the test sample with the partner substance on the insoluble support in the concave part, which is added into the concave part of the biological chip according to (3), and (3) a complex of the partner substance and the target substance Detecting or measuring a signal derived from the label included in the above.
【0036】また、本発明による分析方法における第2
の態様は、(1)標的物質を含有する可能性のある被検
試料を、本発明による生物学的チップにおける凹部内に
添加し、前記凹部内の不溶性支持体上の第1のパートナ
ー物質と、前記被検試料とを接触させる工程、(2)前
記標的物質と特異的に反応することができ、しかも、標
識された別の第2のパートナー物質を、前記凹部内に更
に添加する工程、及び(3)前記の不溶性支持体上の第
1のパートナー物質と、前記標的物質と、前記の標識さ
れた第2のパートナー物質との複合体に含まれる前記標
識に由来する信号を検出又は測定する工程を含む。前記
の不溶性支持体上の第1のパートナー物質、及び前記の
標識された第2のパートナー物質は、標的物質とそれぞ
れ異なる位置で結合することが必要である。The second method in the analysis method according to the present invention.
In the embodiment, (1) a test sample which may contain a target substance is added into a concave portion of the biological chip according to the present invention, and a first partner substance on an insoluble support in the concave portion is added to the test sample. Contacting with the test sample, (2) further adding another labeled second partner substance capable of specifically reacting with the target substance into the recess, And (3) detecting or measuring a signal derived from the label contained in a complex of the first partner substance on the insoluble support, the target substance, and the labeled second partner substance. The step of performing The first partner substance on the insoluble support and the labeled second partner substance need to bind to the target substance at different positions.
【0037】更に、本発明による分析方法における第3
の態様は、(1)標的物質を含有する可能性のある被検
試料を、本発明による生物学的チップにおける凹部内に
添加し、前記凹部内の不溶性支持体上のパートナー物質
と、前記被検試料とを接触させる工程、(2)DNA合
成酵素と、少なくとも1種類が標識されている4種のd
ATP、dTTP、dCTP、及びdGTPとを、前記
凹部内に更に添加する工程、及び(3)前記の不溶性支
持体上のパートナー物質と、前記標的物質との複合体に
導入された前記標識dNTPに由来する信号を検出又は
測定する工程を含む。前記第3の態様は、標的物質が核
酸(例えば、DNA、RNA、又はペプチド核酸等)で
あり、パートナー物質として、前記核酸と相補的に結合
可能な核酸を用いる場合に適用することができる。Further, the third method in the analysis method according to the present invention.
In the embodiment, (1) a test sample which may contain a target substance is added into a concave portion of the biological chip according to the present invention, and a partner substance on an insoluble support in the concave portion and the test sample are added. (2) DNA synthase and at least one type of four d-labeled
ATP, dTTP, dCTP, and dGTP are further added to the concave portion, and (3) the labeled dNTP introduced into the complex of the partner substance on the insoluble support and the target substance Detecting or measuring the derived signal. The third aspect can be applied when the target substance is a nucleic acid (eg, DNA, RNA, or peptide nucleic acid) and a nucleic acid capable of complementarily binding to the nucleic acid is used as a partner substance.
【0038】本発明による分析方法において、標的物質
が核酸(例えば、DNA、RNA、又はペプチド核酸
等)であり、パートナー物質として、前記核酸と相補的
に結合可能な核酸を用いる場合には、例えば、本発明の
分析方法における前記の第1の態様により前記標的物質
を分析することができる。すなわち、本発明による生物
学的チップにおける不溶性支持体の凹部に、予め標的物
質である核酸を標識化しておいた被検試料を添加し、不
溶性支持体上のパートナー物質と、前記被検試料とを好
適な時間及び条件下で接触させると、被検試料中に標的
物質が存在した場合には、前記パートナー物質と標的物
質との複合体が、不溶性粒子上に形成される。標的物質
である核酸が、不溶性粒子に結合されたパートナー物質
である核酸とハイブリダイズするので、その存在の有無
又は存在量を、核酸ハイブリダイゼーションアッセイに
用いられる周知の方法により検出又は測定することがで
きる。In the analysis method according to the present invention, when the target substance is a nucleic acid (eg, DNA, RNA, or peptide nucleic acid) and a nucleic acid complementary to the nucleic acid is used as a partner substance, for example, According to the first aspect of the analysis method of the present invention, the target substance can be analyzed. That is, to the concave portion of the insoluble support in the biological chip according to the present invention, a test sample previously labeled with a nucleic acid as a target substance is added, a partner substance on the insoluble support, and the test sample Is contacted under suitable time and conditions, if a target substance is present in the test sample, a complex of the partner substance and the target substance is formed on the insoluble particles. Since the target substance nucleic acid hybridizes with the partner substance nucleic acid bound to the insoluble particles, the presence or absence or the amount of the target substance can be detected or measured by a well-known method used in a nucleic acid hybridization assay. it can.
【0039】例えば、被検試料を前記凹部に添加する前
に、予め、ニックトランスレーションによって標的物質
である核酸に、標識されたヌクレオチドを付加しておく
と、パートナー物質と標的物質との反応後、前記標識を
直接、あるいはその標識に特異的な反応を発現させるた
めの更なる試薬類の追加によって、ハイブリダイズの結
果を反映するシグナルを検出又は測定することができ
る。また、予めPCR法等で標的核酸を増幅させておく
こともできる。更に、この際、標識となる物質をプライ
マーに付加しておけば、後の検出が容易となるととも
に、検出の感度も高くなるので都合がよい。For example, if a labeled nucleotide is previously added to a nucleic acid as a target substance by nick translation before adding a test sample to the concave portion, a reaction between the partner substance and the target substance may occur. A signal reflecting the result of hybridization can be detected or measured by adding the additional reagents for directly expressing the label or for expressing a reaction specific to the label. Further, the target nucleic acid can be amplified in advance by a PCR method or the like. Further, at this time, if a substance serving as a label is added to the primer, the subsequent detection is facilitated and the detection sensitivity is increased, which is convenient.
【0040】また、この場合、すなわち、標的物質が核
酸であり、パートナー物質として、前記核酸と相補的に
結合可能な核酸を用いる場合には、本発明の分析方法に
おける前記の第3の態様によっても前記標的物質を分析
することができる。すなわち、本発明による生物学的チ
ップにおける不溶性支持体の凹部に被検試料を添加し、
不溶性支持体上のパートナー物質と、前記被検試料とを
好適な時間及び条件下で接触させると、被検試料中に標
的物質が存在した場合には、前記パートナー物質と標的
物質との複合体が、不溶性粒子上に形成される。このパ
ートナー物質と標的物質との複合体中に、二重鎖を形成
していない一重鎖部分が存在する場合には、次に、DN
A合成酵素と、少なくとも1種類が標識されている4種
のdATP、dTTP、dCTP、及びdGTPとを添
加すると、その一重鎖部分を鋳型として、DNAが合成
されると同時に、前記複合体に標識が導入される。前記
DNA合成終了後、前記標識を直接、あるいはその標識
に特異的な反応を発現させるための更なる試薬類の追加
によって、そのシグナルを検出又は測定することができ
る。In this case, that is, when the target substance is a nucleic acid and a nucleic acid capable of complementary binding to the nucleic acid is used as a partner substance, the method according to the third aspect of the analysis method of the present invention Can also analyze the target substance. That is, the test sample is added to the concave portion of the insoluble support in the biological chip according to the present invention,
When a partner substance on an insoluble support is brought into contact with the test sample under suitable time and conditions, if a target substance is present in the test sample, a complex of the partner substance and the target substance is formed. Are formed on the insoluble particles. In the case where a single-stranded portion that does not form a double strand is present in the complex between the partner substance and the target substance, DN
When A synthase and at least one of dATP, dTTP, dCTP, and dGTP, at least one of which is labeled, are added, DNA is synthesized using the single-stranded portion as a template, and the complex is simultaneously labeled. Is introduced. After completion of the DNA synthesis, the signal can be detected or measured by directly adding the label or by adding additional reagents for expressing a reaction specific to the label.
【0041】前記第3の態様で使用する核酸合成酵素
は、標的物質とパートナー物質との複合体における鋳型
の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、鋳
型がDNAである場合には、例えば、クレノウ酵素を使
用することができ、鋳型がRNAである場合には、例え
ば、逆転写酵素を使用することができる。The nucleic acid synthetase used in the third embodiment can be appropriately selected according to the type of the template in the complex of the target substance and the partner substance. For example, when the template is DNA, for example, Klenow enzyme can be used, and when the template is RNA, for example, reverse transcriptase can be used.
【0042】次に、標的物質が抗原であり、パートナー
物質として抗体を用いる場合には、例えば、本発明の分
析方法における前記の第2の態様により前記標的物質を
分析することができる。すなわち、本発明による生物学
的チップにおける不溶性支持体の凹部に被検試料を添加
し、不溶性支持体上のパートナー物質と、被検試料とを
好適な時間及び条件下で接触させると、被検試料中に標
的物質が存在した場合には、パートナー物質である前記
抗体と、標的物質である抗原との複合体が、不溶性粒子
上に形成される。次に、不溶性粒子上に捕捉(結合)さ
れた前記抗原に対し、標識抗体(すなわち、標的物質で
ある前記抗原に特異的に結合し、しかも、不溶性粒子に
結合させた前記抗体とは別のエピトープを認識する抗体
を標識化したもの)を添加及び反応させた後、前記標識
を直接、あるいはその標識に特異的な反応を発現させる
ための更なる試薬類の追加によって、そのシグナルを検
出又は測定することができる。また、この場合、すなわ
ち、標的物質が抗原であり、前記パートナー物質として
抗体を用いる場合には、本発明の分析方法における第1
の態様によっても前記標的物質を分析することができ
る。Next, when the target substance is an antigen and an antibody is used as a partner substance, the target substance can be analyzed, for example, according to the second embodiment of the analysis method of the present invention. That is, the test sample is added to the concave portion of the insoluble support in the biological chip according to the present invention, and the partner substance on the insoluble support is brought into contact with the test sample for a suitable time and under conditions. When the target substance is present in the sample, a complex of the antibody as the partner substance and the antigen as the target substance is formed on the insoluble particles. Next, for the antigen captured (bound) on the insoluble particles, a labeled antibody (that is, a specific antibody that specifically binds to the antigen as a target substance, and a different antibody from the antibody bound to the insoluble particles) After adding and reacting a labeled antibody that recognizes the epitope), the signal is detected or detected by directly adding the label or by adding additional reagents for expressing a reaction specific to the label. Can be measured. In this case, that is, when the target substance is an antigen and an antibody is used as the partner substance, the first method in the analysis method of the present invention
According to the aspect, the target substance can be analyzed.
【0043】更に、標的物質が抗体であり、パートナー
物質として抗原を用いる場合には、標的物質である前記
抗体に特異的に結合する抗体を標識化した抗体を、前記
標識抗体として使用すること以外は、標的物質が抗原で
あり、パートナー物質として抗体を用いる場合と同様に
して、シグナルを検出又は測定することができる。ま
た、標的物質が、受容体、受容体のリガンド、酵素、酵
素のリガンド、酵素アナログ、酵素アナログの元となる
酵素の基質、レクチン、又は糖であり、パートナー物質
として、それらに特異的に結合する物質を用いる場合に
は、前記標的物質に特異的に結合する抗体を標識化した
ものを、前記標識抗体として使用すること以外は、標的
物質が抗原であり、パートナー物質として抗体を用いる
場合と同様にして、シグナルを検出又は測定することが
できる。あるいは、被検試料を不溶性支持体の凹部に添
加する前に、予め、標的物質に標識を導入しておくこと
により、本発明の分析方法における前記の第1の態様に
よっても前記標的物質を分析することができる。Further, when the target substance is an antibody and an antigen is used as a partner substance, an antibody labeled specifically with an antibody that specifically binds to the target substance is used as the labeled antibody. Can detect or measure a signal in the same manner as in the case where the target substance is an antigen and an antibody is used as a partner substance. In addition, the target substance is a receptor, a receptor ligand, an enzyme, an enzyme ligand, an enzyme analog, an enzyme substrate, a lectin, or a sugar that is a source of the enzyme analog, and specifically binds to them as a partner substance. When a substance to be used is used, except that a labeled antibody that specifically binds to the target substance is used as the labeled antibody, the target substance is an antigen and an antibody is used as a partner substance. Similarly, a signal can be detected or measured. Alternatively, by introducing a label into the target substance in advance before adding the test sample to the concave portion of the insoluble support, the target substance can be analyzed according to the first aspect of the analysis method of the present invention. can do.
【0044】前記標識抗体における標識、又は標的物質
に予め導入することのできる標識としては、例えば、酵
素的に活性な群(例えば、酵素と酵素の基質との組み合
わせ、酵素と補欠分子族との組み合わせ、又は酵素と補
酵素との組み合わせ)、スピンラベル、蛍光分子(例え
ば、蛍光発光体、発蛍光団)、発色団及び色原体、発光
分子(例えば、発光物質、化学発光物質、及び生体発光
物質)、燐光体分子、特異的に結合可能なリガンド(例
えば、ビオチン又はアビジン)、電気活性物質、放射性
同位元素、着色粒子(着色物質を含む粒子、及び着色物
質からなる粒子を含む)若しくは蛍光粒子(蛍光物質を
含む粒子、及び蛍光物質からなる粒子を含む)、又はコ
ロイド粒子(例えば、セレンコロイド又は金コロイド)
等を挙げることができる。各標識に由来するシグナルの
検出又は測定には、標識由来のシグナルに適した公知の
手段により実施することができる。The label in the labeled antibody or the label which can be introduced in advance into the target substance includes, for example, enzymatically active groups (for example, a combination of an enzyme and an enzyme substrate, a combination of an enzyme and a prosthetic group). Combinations, or combinations of enzymes and coenzymes), spin labels, fluorescent molecules (eg, fluorophores, fluorophores), chromophores and chromogens, luminescent molecules (eg, luminescent materials, chemiluminescent materials, and living organisms) A light-emitting substance), a phosphor molecule, a ligand capable of specifically binding (eg, biotin or avidin), an electroactive substance, a radioisotope, a colored particle (including a particle containing a colored substance and a particle composed of a colored substance) or Fluorescent particles (including particles containing a fluorescent substance and particles composed of a fluorescent substance) or colloid particles (for example, selenium colloid or gold colloid)
And the like. Detection or measurement of a signal derived from each label can be performed by a known means suitable for a signal derived from a label.
【0045】[0045]
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
するが、これらは本発明の範囲を限定するものではな
い。EXAMPLES The present invention will be described below in more detail with reference to examples, but these examples do not limit the scope of the present invention.
【実施例1】《オリゴヌクレオチドチップの調製》本実
施例においては、パートナー物質としてオリゴヌクレオ
チドを用いるオリゴヌクレオチドチップを作製した。Example 1 << Preparation of oligonucleotide chip >> In this example, an oligonucleotide chip using an oligonucleotide as a partner substance was prepared.
【0046】(1)不溶性支持体の調製 半導体熱処理装置[管状電熱炉ARF−112−1型;
(株)アサヒ理化製作所]を用いて、シリコン基板(3
cm×3cm)の表面を熱酸化処理(熱源=電熱ヒータ
ー,温度=1000℃,時間=8時間)した。次いで、
スピンコーター[1H−DXII;ミカサ(株)]を用い
て、ネガ型フォトレジストOMR83(東京応化)を被
覆[500rpm(10秒間)及び4000rpm(2
0秒間)]した後に、マスクをかぶせ、マスクアライナ
ー[SUSS MJB3;カール・ズース・ジャパン
(株)]で8秒間照射(光源=水銀ランプ)し、非露光
部のレジストを除去した。この露光処理では、一辺が5
0μmである正方形のドット(黒い点)200個を、所
定の間隔(50μm)をあけて線状に一列に配置し、更
に、それを平行に200列配置したマスク(ドットの総
数=40000個)を使用した。(1) Preparation of Insoluble Support Semiconductor heat treatment apparatus [tubular electric furnace ARF-112-1 type;
Asahi Rika Manufacturing Co., Ltd.]
cm × 3 cm) was subjected to a thermal oxidation treatment (heat source = electric heater, temperature = 1000 ° C., time = 8 hours). Then
Using a spin coater [1H-DXII; Mikasa Corporation], coat a negative photoresist OMR83 (Tokyo Ohka) [500 rpm (10 seconds) and 4000 rpm (2
[0 second]], a mask was covered, and irradiation was performed for 8 seconds (light source = mercury lamp) with a mask aligner [SUSS MJB3; Carl Sus Japan Co., Ltd.] to remove the resist in the non-exposed area. In this exposure process, one side is 5
A mask in which 200 square dots (black dots) of 0 μm are linearly arranged in a line at predetermined intervals (50 μm), and furthermore, 200 lines are arranged in parallel (total number of dots = 40000) It was used.
【0047】得られたシリコン基板をフッ酸溶液(フッ
化水素:フッ化アンモニウム=1:1)に浸し、レジス
トの除去により露出した部分の酸化膜を除去した後に、
露光部に残っていた部分のレジストも除去した。続い
て、水酸化テトラメトキシアンモニウムでエッチング処
理(温度=80℃,時間=1時間)することにより、逆
ピラミッド型の凹部を有する不溶性支持体を得た。前記
凹部の開口部(正方形状)の一辺の長さは50μmであ
り、凹部の深さは27μmであり、一列当たりの凹部数
は200個(総数40000個)であり、そして、隣接
する凹部間の間隔は50μmであった。The obtained silicon substrate is immersed in a hydrofluoric acid solution (hydrogen fluoride: ammonium fluoride = 1: 1), and after removing the oxide film on the exposed portion by removing the resist,
The resist remaining in the exposed area was also removed. Subsequently, an insoluble support having inverted pyramid-shaped concave portions was obtained by performing an etching treatment (temperature = 80 ° C., time = 1 hour) with tetramethoxyammonium hydroxide. The length of one side of the opening (square shape) of the recess is 50 μm, the depth of the recess is 27 μm, the number of recesses per row is 200 (total of 40,000), and the distance between adjacent recesses is Was 50 μm.
【0048】次に、得られた前記不溶性支持体を出発材
料として、前記フォトレジストOMR83の代わりに、
ポジ型フォトレジストOFPR−800(東京応化)を
用いたことを除いて、前記の熱酸化処理、露光処理、感
光レジスト除去処理、フッ酸処理、及び残存レジスト除
去処理を繰り返すことにより、凹部内部にのみSiO 2
層を形成させた不溶性支持体を得た。Next, the obtained insoluble support was used as a starting material
As a material, instead of the photoresist OMR83,
Positive photoresist OFPR-800 (Tokyo Ohka)
Except where used, the thermal oxidation, exposure,
Photoresist removal treatment, hydrofluoric acid treatment, and residual resist removal
By repeating the removing process, the SiO Two
An insoluble support having a layer formed thereon was obtained.
【0049】(2)オリゴヌクレオチド結合ラテックス
粒子の調製 カルボキシル化ラテックス粒子の懸濁液(2.5%ラテ
ックス,フナコシ,粒径=10μm)0.1mlと、 塩基配列:5’−tttttttttt tttttttttt cccccccccc c
ccccccccc−3’ を有するオリゴヌクレオチド(以下、オリゴヌクレオチ
ドt20c20と称する)[国際試薬(株)]を含有する
0.1Mイミダゾール緩衝液0.6mlとを混合した後
に、0.1Mの1−エチル−3−(3−ジメチルアミノ
プロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDC)0.1ml
を添加し、25℃で20時間振盪した。続いて、2×S
SC溶液(0.3M−NaCl及び0.1Mクエン酸ナ
トリウム)で洗浄することにより、前記オリゴヌクレオ
チドt20c20を表面に結合したラテックス粒子(オリゴ
ヌクレオチドt20c20結合ラテックス粒子)を得た。ま
た、コントロールとして、前記オリゴヌクレオチドt20
c20の代わりに、 塩基配列:5’−tttttttttt tttttttttt gggggggggg g
ggggggggg−3’ を有するオリゴヌクレオチド(以下、オリゴヌクレオチ
ドt20g20と称する)を用いたこと以外は前記操作を繰
り返すことにより、前記オリゴヌクレオチドt20g20を
表面に結合したラテックス粒子(オリゴヌクレオチドt
20g20結合ラテックス粒子)を得た。(2) Preparation of Oligonucleotide-Bound Latex Particles 0.1 ml of a suspension of carboxylated latex particles (2.5% latex, funakoshi, particle size = 10 μm) and a base sequence: 5′-tttttttttt tttttttttt cccccccc c
After mixing with 0.6 ml of a 0.1 M imidazole buffer containing an oligonucleotide having ccccccccc-3 ′ (hereinafter referred to as oligonucleotide t 20 c 20 ) [International Reagents Co., Ltd.], 0.1 M -Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) 0.1 ml
Was added and shaken at 25 ° C. for 20 hours. Then, 2 × S
By washing with SC solution (0.3 M-NaCl and 0.1M sodium citrate), to give the oligonucleotide t 20 c 20 bonded to the surface of the latex particles (oligonucleotide t 20 c 20 coupled latex particles) . As a control, the oligonucleotide t 20
Instead of c 20, nucleotide sequence: 5'-tttttttttt tttttttttt gggggggggg g
Oligonucleotides having ggggggggg-3 'By repeating the operation, except for using (hereinafter, referred to as oligonucleotides t 20 g 20), said oligonucleotide t 20 g 20 bonded to the surface of the latex particles (oligonucleotide t
20 g 20 bound latex particles).
【0050】(3)オリゴヌクレオチドチップの調製 前項(1)で得られた不溶性支持体の凹部40000個
に、前項(2)で得られたオリゴヌクレオチドt20c20
結合ラテックス粒子又はオリゴヌクレオチドt 20g20結
合ラテックス粒子のいずれか一方を、各凹部当たり1個
ずつ、光ピンセットを用いて挿入させることにより、本
発明によるオリゴヌクレオチドチップを得た。得られた
オリゴヌクレオチドチップの走査型電子顕微鏡写真を図
3に示す。図3は、前記オリゴヌクレオチドチップの表
面の構造を示す図面に代わる走査型電子顕微鏡写真であ
る。(3) Preparation of oligonucleotide chip 40000 recesses of the insoluble support obtained in (1) above
The oligonucleotide t obtained in the above section (2)20c20
Bound latex particles or oligonucleotide t 20g20Conclusion
One of the mixed latex particles, one for each recess
By inserting them using optical tweezers,
An oligonucleotide chip according to the invention was obtained. Got
Image of scanning electron microscope of oligonucleotide chip
3 is shown. FIG. 3 shows a table of the oligonucleotide chip.
5 is a scanning electron microscope photograph replacing the drawing showing the structure of the surface.
You.
【0051】[0051]
【実施例2】《被検試料中のオリゴヌクレオチドの測
定》本実施例では、被検試料として、オリゴヌクレオチ
ドt20g20の5’末端に、蛍光物質であるフルオレセイ
ンイソチオシアネート(FITC)を導入した標識オリ
ゴヌクレオチド水溶液(4.6μg/ml)を用いた。
前記実施例1で調製したオリゴヌクレオチドチップにお
ける不溶性支持体の凹部40000箇所に、前記の標識
オリゴヌクレオチド水溶液20μlを添加し、37℃で
100分間反応させた。反応終了後、2×SSC溶液で
洗浄し、蛍光測定装置を用いて、各凹部の蛍光量を測定
した。その結果、オリゴヌクレオチドt20c20結合ラテ
ックス粒子を挿入した凹部において蛍光を検出すること
ができたのに対して、コントロールであるオリゴヌクレ
オチドt20g20結合ラテックス粒子を挿入した凹部から
は蛍光は検出されなかった。従って、本発明の生物学的
チップを用いることにより、被検試料中のオリゴヌクレ
オチドを検出可能であることが確認された。[Embodiment 2] This embodiment "Determination of oligonucleotide in the test sample", as a test sample, the 5 'end of the oligonucleotide t 20 g 20, introducing fluorescein isothiocyanate (FITC), a fluorescent substance The labeled aqueous oligonucleotide solution (4.6 μg / ml) was used.
20 μl of the above labeled oligonucleotide aqueous solution was added to 40000 concave portions of the insoluble support in the oligonucleotide chip prepared in Example 1 and reacted at 37 ° C. for 100 minutes. After the completion of the reaction, the well was washed with a 2 × SSC solution, and the amount of fluorescence in each concave portion was measured using a fluorescence measurement device. As a result, whereas it was possible to detect the fluorescence in recess inserting the oligonucleotides t 20 c 20 coupled latex particles, the fluorescence from the recess by inserting the oligonucleotide t 20 g 20 coupled latex particles are controlled Not detected. Therefore, it was confirmed that the oligonucleotide in the test sample can be detected by using the biological chip of the present invention.
【0052】[0052]
【発明の効果】本発明の生物学的チップによれば、フォ
トリソグラフィー技術を利用する従来法では利用するの
が困難であった、数十merを越える長鎖オリゴヌクレ
オチドであっても、プローブとして容易に取り扱うこと
ができる。また、プローブの数が少ない場合(例えば、
特定のプローブを使用する場合)であっても、容易に且
つ安価に対応することができる。従って、本発明の生物
学的チップによれば、プローブの選択の自由度が高く、
分析目的に応じたプローブの選択が可能であるので、被
検試料中に含まれる標的物質を容易に判別することがで
きると同時に、反応の精度を向上させることができる。According to the biological chip of the present invention, even if it is a long-chain oligonucleotide exceeding tens of mer, it is difficult to use it by the conventional method using photolithography technology, it can be used as a probe. Can be easily handled. Also, when the number of probes is small (for example,
(When a specific probe is used), it is possible to cope easily and at low cost. Therefore, according to the biological chip of the present invention, the degree of freedom in selecting a probe is high,
Since it is possible to select a probe according to the purpose of analysis, it is possible to easily determine the target substance contained in the test sample and to improve the accuracy of the reaction.
【0053】また、本発明の生物学的チップによれば、
予め合成したオリゴヌクレオチド又はcDNAを支持体
に固定化する従来法において必要であった高度な設備を
必要としない。また、前記従来法において問題であっ
た、化学的架橋剤によるプローブの反応性の低下や、反
応段階での洗浄や試薬の添加によるプローブの脱落(剥
がれ)といった現象を回避することができるので、反応
の感度を向上させることができる。According to the biological chip of the present invention,
It does not require the sophisticated equipment required in the conventional method of immobilizing a previously synthesized oligonucleotide or cDNA on a support. In addition, it is possible to avoid the problems such as a decrease in the reactivity of the probe due to a chemical crosslinking agent and a drop-off (peeling) of the probe due to washing or addition of a reagent in the reaction stage, which are problems in the conventional method. The sensitivity of the reaction can be improved.
【図1】本発明の生物学的チップの一態様を模式的に示
す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of the biological chip of the present invention.
【図2】図1に示す本発明の生物学的チップにおける凹
部及びその内部に保持されている不溶性粒子の状態を模
式的に示す、拡大部分断面図である。FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view schematically showing a state of a concave portion and insoluble particles held in the concave portion in the biological chip of the present invention shown in FIG.
【図3】実施例1で調製した本発明によるオリゴヌクレ
オチドチップの表面の構造を示す図面に代わる走査型電
子顕微鏡写真である。FIG. 3 is a scanning electron micrograph instead of a drawing showing the surface structure of the oligonucleotide chip according to the present invention prepared in Example 1.
1・・・生物学的チップ;2・・・不溶性支持体プレー
ト;21・・・凹部;22・・・平坦表面;3・・・不
溶性粒子;31・・・パートナー物質。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Biological chip; 2 ... Insoluble support plate; 21 ... Depression; 22 ... Flat surface; 3 ... Insoluble particles;
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12Q 1/68 G01N 33/50 P G01N 33/50 33/566 33/566 C12N 15/00 A Fターム(参考) 2G045 AA40 BB22 BB51 CA26 CB03 CB30 DA12 DA13 DA14 FB01 FB02 FB03 FB07 GC15 HA02 4B024 AA11 AA20 BA80 CA01 CA09 CA11 HA11 HA12 HA13 HA14 HA15 4B029 AA07 AA21 BB15 BB16 BB17 CC03 CC10 CC13 FA12 FA13 4B063 QA01 QA13 QA17 QA18 QA19 QQ03 QQ08 QQ18 QQ19 QQ42 QR32 QR55 QR56 QR82 QS34 QX02 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C12Q 1/68 G01N 33/50 P G01N 33/50 33/566 33/566 C12N 15/00 A Reference) 2G045 AA40 BB22 BB51 CA26 CB03 CB30 DA12 DA13 DA14 FB01 FB02 FB03 FB07 GC15 HA02 4B024 AA11 AA20 BA80 CA01 CA09 CA11 HA11 HA12 HA13 HA14 HA15 4B029 AA07 AA21 BB15 BB16 BB17 Q13 Q13 Q13 Q13 Q13 Q13 Q13 Q13 Q13 Q19 QQ19 QQ42 QR32 QR55 QR56 QR82 QS34 QX02
Claims (2)
物学的チップであって、(1)少なくとも1つの平坦表
面を有し、その平坦表面上に相互に分離した複数の凹部
を設けた不溶性支持体、及び(2)前記不溶性支持体の
前記凹部内に挿入され、前記標的物質と特異的に結合す
ることのできるパートナー物質を表面に結合して有する
不溶性粒子を含むことを特徴とする、前記生物学的チッ
プ。1. A biological chip used for analysis of a target substance in a test sample, comprising: (1) having at least one flat surface, and providing a plurality of mutually separated recesses on the flat surface. And (2) insoluble particles having a partner substance, which is inserted into the recess of the insoluble support and capable of specifically binding to the target substance, bonded to the surface thereof. The biological chip.
る、被検試料中の標的物質の分析方法。2. A method for analyzing a target substance in a test sample using the biological chip according to claim 1.
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|---|---|---|---|
| JP05108099A JP3872227B2 (en) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | Novel biological chip and analytical method |
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