JP2002065299A - 同時多項目多検体検査法 - Google Patents

同時多項目多検体検査法

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JP2002065299A
JP2002065299A JP2000263505A JP2000263505A JP2002065299A JP 2002065299 A JP2002065299 A JP 2002065299A JP 2000263505 A JP2000263505 A JP 2000263505A JP 2000263505 A JP2000263505 A JP 2000263505A JP 2002065299 A JP2002065299 A JP 2002065299A
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Nobuko Yamamoto
伸子 山本
Hisashi Okamoto
尚志 岡本
Tomohiro Suzuki
智博 鈴木
Suguru Shimizu
英 清水
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  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多検体について同時に多項目検査することを
目的とし、異なる性質、起源を持つ生物試料の結合した
マトリクス基板を作製し、さらにそれぞれのマトリクス
上に、異なる配列のオリゴヌクレオチド、蛋白質、薬剤
をアレイ上にスポッテイングすることにより多検体を同
時に多項目検査する方法を提供すること。 【解決手段】 基板上の予め規定された領域内の全面
に、例えば検体生物試料である第1番目の試料を固定
し、この領域に、この試料との反応性を検査する第2番
目以降の異なる試薬からなる試料をそれぞれ独立のスポ
ットとして付与して、各試料間での反応性を検定するこ
とで、検体生物試料の多項目検査を効率良く同時検定す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多検体について同
時に多項目検査することを目的とし、異なる性質、起源
を持つ生物試料の結合したマトリクス基板を作製し、さ
らにそれぞれのマトリクス上に、異なる配列のオリゴヌ
クレオチド、蛋白質、薬剤をアレイ上にスポッテイング
することにより多検体を同時に多項目検査する方法を提
供するものである。
【0002】
【従来の技術】核酸の塩基配列の決定やサンプル中の標
的核酸の検出、各種細菌の同定を迅速、正確に行いうる
技術のひとつとして、例えば該標的核酸と特異的に結合
し得る物質、いわゆるプローブを固相上に多数並べたプ
ローブアレイの使用が提案されている。
【0003】このようなプローブアレイの一般的な製造
方法としては、例えば、ヨーロッパ特許第373203
号公報(EP0373203B1)に記載されているよ
うに、固相上で核酸プローブを合成していく方法や、あ
らかじめ合成した核酸プローブを固相上に供給する方法
等が知られている。前者の方法が開示されている先行技
術としては、例えば米国特許第5405783号公報
(USP5405783)が挙げられる。
【0004】また、後者の方法としては、例えば、米国
特許第5601980号公報(USP5601980)
や「サイエンス(Science)」、第270巻、4
67頁、(1995)にはマイクロピペッテイングを用
いてcDNAをアレイ状に並べる方法が開示されてい
る。
【0005】これらの方法では、核酸プローブを固相に
1インチ角当たり10000以上の核酸プローブが高密
度で並べてある。このような高密度DNAアレイは、少
量のサンプルで同時に多項目の検査ができ、被験者から
のサンプル採取に伴う負担が少ないという利点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記高密度DNAアレ
イを基板上の合成法により作製する方法として、フォト
リソグラフィーの技術を用いた方法が前述の米国特許第
5405783号広報で開示されているが、この方法を
行うには高度な設備が必要であり、誰もが簡単に作製で
きるものではない。また、必要とされる検査項目がそれ
はど多くなく検体の数が多い場合、DNAアレイ上への
DNAプローブの集積度はそれほど高い必要はない。む
しろ、より簡便に所望のDNAプローブを固定したDN
Aアレイが必要な場合がある。
【0007】例えば、臨床検査の領域に於いても100
00を越える項目の検査が必ずしも必要とはいえない。
集団検診の場合のように、ある項目に絞って多数の検体
を調べることが重要なこともある。このような場合に
は、標準試料との比較例より多数の検体について病気の
有無を迅速に検査できるシステムが必要である。
【0008】さらに、合成可能なオリゴヌクレオチドに
比べて検体DNA量が少ないのが一般的である。通常行
われているハイブリダイゼーション反応のように、DN
Aアレイ基板を検体溶液に浸す形態の反応には基板が充
分浸るだけの検体DNAが必要となる。そのために、D
NAアレイ基板の大きさに制限が生じ、高密度化が必要
となる。或いは、溶液の容量を確保するために、溶媒で
希釈して検体溶液の濃度を低くし、反応時間を長くする
といった方法が採られる。
【0009】また、検体は組織からの分離あるいは抽出
物であるためサンプル量に限りがあること、さらにハイ
ブリダイゼーション反応に用いる前処理(核酸の抽出の
みならず、一本鎖化、標識化の処理が加わる)を経るた
め、得られるサンプル量が更に少くなる。そのために、
最近では、PCR処理のような増幅処理を経てから検査
や研究に用いられるようになった。しかし、PCR反応
を行うということは、プライマーを必要とするために特
定の遺伝子についての検討しか行い得ないという欠点が
ある。さらに、PCR反応の過程で増幅されやすい配列
とされにくい配列とがあり、反応の効率は一律ではな
い。従って、抽出した総mRNAにおける特定のmRN
Aの含量を調べ、病気等の判定を行うためには、常に基
準となるサンプルを準備する必要がある。
【0010】小さくすればするほど必要な検体溶液の量
は減少するが、基板の最小化にはその取扱い性の点から
物理的な限界がある。要するに、高密度化を行ったり、
プローブ数を減らして基板の大きさを小さくすることは
可能であるが、ハイブリダイゼーション反応及びその検
出等の処理過程で、あまりにも小さな基板はハンドリン
グのための装置を必要とする点で実用的とはいえない。
【0011】また、cDNAアレイを利用する方法(例
えば上記「サイエンス(Science)」、第270
巻、467頁、(1995))においては、ある生物の
発生過程でのcDNA、ある細胞の培養過程での各フェ
ーズでのcDNA等、多種類の検体を並べたDNAアレ
イが用いられる。この方法の場合でも多くの場合、10
000種を越えるcDNAがアレイとして並べられる。
しかし、研究の種類によっては必ずしも10000種を
同時に調べることが必須というわけではない。それだけ
のcDNAを抽出する前に数少ないサンプル数で簡便に
検討を行うことも必要である。
【0012】さらに、この方法では、特定の働きを持つ
配列既知のラベルしたDNAをプローブ溶液ととして反
応させることが常法として行われているが、複数の項目
について調べようとすると、項目の数だけアレイの枚数
を必要とする。これを回避し、同一アレイ上で複数の項
目を検討しようとすると、その数だけ標識に用いる蛍光
試薬の種類が必要になる。それらの蛍光色素は検出時に
区別して検出されなければならないため、その波長等が
異なることが必要であり、また、それぞれに対応した検
出用のフィルターも必要になり、なかなか色素の選定が
困難である。
【0013】このような多項目多検体同時検査のニーズ
は遺伝子間のハイブリダイゼーション反応に限らない。
【0014】例えば、遺伝子と蛋白貿との相互作用(D
NA結合性蛋白質)、遺伝子に結合する化学物質のスク
リーニング等、遺伝子との相互作用に関してもいくつか
のニーズがある。前者は蛋白質による逸伝子の制御機構
解明等に利用されるが、現状は遺伝子と蛋白質とを結合
させてその後ゲル電気泳動で解析する方法が採られてい
る。この方法によると、一度に解析可能な検体数は限ら
れる。
【0015】創薬の分野でも遺伝子と薬剤の相互作用を
調べることが重要な項目になる。化学合成品を得ること
はなかなか手間のかかることであり、スクリーニングに
使う量の低減ができるとその効率を著しく向上できると
考えられる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、多検
体について同時に多項目検査、例えば、異なる性質、起
源を持つ生物試料の結合したマトリクス基板を作製し、
さらにそれぞれのマトリクス上に、異なる配列のオリゴ
ヌクレオチド、蛋白質、薬剤をアレイ上にスポッテイン
グすることにより多検体を同時に多項目検査する方法を
提供することにある。
【0017】本発明の他の目的は、化学物質、特に薬剤
とcDNAとの相互作用、蛋白質とCDNAの結合性等
の目的でも同様に多検体を多項目について同時に検査で
きる方法を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得る本
発明の検査方法は、第1番目の試料と、複数の試料との
反応性を同時に検定する方法であって、第1番目の試料
が全面にわたってあらかじめ結合されている基板上の規
定された領域内に、それぞれ異なる性質を持つ第2番目
〜第2+n番目(n≧1)の試料を該規定された領域域
よりも小さい領域としてそれぞれ独立に配置し、該第1
の試料と、第2〜第2+n(n≧1)の試料のそれぞれ
との間の反応性を検定することを特徴とするものであ
る。
【0019】このような検査方法に利用するのに有用で
ある本発明にかかる生体試料マトリクスは、それぞれ異
なる起源を持つ複数種の生体試料が、基板上に区切られ
たそれぞれのマトリクス上に存在することを特徴とする
ものである。
【0020】本発明によれば、異なる性質、起源を持つ
生物試料(例えば核酸、蛋白質)をあらかじめマトリク
ス状に結合させた基板を提供することができる。
【0021】また、その基板のひとつの形態として、あ
らかじめ疎水性化合物によりパターンで区切られたマト
リクス上に、異なる性質、起源を持つ生物試料を結合さ
せた基板、及びその作製方法を提供することができる。
【0022】また、異なる性質、起源を持つ生物試料が
マトリクス状に配置された上記基板上に、オリゴヌクレ
オチド等のDNAプローブ、cDNA、蛋白質、化学物
質のような別の試料をアレイ状にスポットして反応を行
うことにより、ある特定の生物試料に対する別の試料の
結合の有無、強弱、相互作用の有無を、同時に多項目、
しかも迅速に調べる方法を提供することができる。
【0023】さらに具体的に説明すると、マトリクス状
に配置された試料がcDNAの場合には、この基板上に
多種類のオリゴヌクレオチドプロープをアレイ状にスポ
ットしてハイブリダイゼーション反応を行うことによ
り、ある特定のcDNAに対する各種核酸プローブの相
補性を迅速に調べる方法を提供することになる。また、
スポットする試料が複数種の蛋白質の場合には、特定の
cDNAと結合するような蛋白質のスクリーニングが可
能となる。さらに、薬剤の場合には、特定のcDNAと
相互作用しうる薬剤のスクリーニングが行われることに
なる。
【0024】この方法では、ひとつの基板上に複数種の
検体が配置されるために、ひとつの検体が占める面積は
極めて小さい。そのため、従来のような膨大な種類のD
NAプローブがアレイ状にあらかじめ結合されているD
NAアレイを用いてハイブリダイゼーション反応を行う
場合に比べて、必要とされるcDNA量が極めて少なく
て良いという利点がある。また、DNAアレイ基板の大
きさについての制限もなく、取り扱い上の不都合もな
い。
【0025】また、少ないサンプルでも検査可能な方法
を提供することにより、これまで十分なサンプル量が得
られず、検討できなかった領域、例えば組織から得られ
たmRNAを直接調べるといった、新しい検査領域に道
を開くものである。
【0026】さらに、本発明によれば同一基板上で、化
学物質、蛋白質、及び核酸を同時に同じ反応条件で検討
することも可能な方法をも提供することができる。
【0027】マトリクス状に配置される生物試料がある
特定の蛋白質の場合には、スポットする試料が各種核酸
であれば、特定の蛋白質に結合しうる核酸のスクリーニ
ングになり、蛋白質であれば、蛋白質間の相互作用の検
出になり、薬剤であれば特定蛋白質と結合する薬剤のス
クリーニングになる。
【0028】どちらの物質をマトリクス状に配置し、ど
の物質をスポット状に配置するかは、それぞれの検討し
たい目的により異なる。また、試料の入手のしやすさも
重要なファクターである。大量に調製が容易な方をマト
リクス状に配する方が擦作上は有効であるが、マトリク
ス状に配置される試料は、基板に化学結合、或いは吸着
により固定されることが必要である。また、固定の過程
での乾燥に耐えられるような試料であることも重要であ
る。揮発性の溶媒にしか溶解されないような薬剤はスポ
ットによるサンプル供給には不向きであるので、マトリ
クス状に供給されるべきである。
【0029】
【発明の実施の形態】本発明の一形態について以下に図
1を参照して説明する。図1は規定された領域が64個
形成されている基板面を示すもので、各領域(マトリク
ス)は1mm×1mmで、領域間の間隔xは任意に選択
できる。例えば生物試料結合マトリクス基板の作製方法
としては、基板上の規定された領域の全面に、第1番目
の試料(例えば生物試料)の溶液を、塗布、インクジェ
ット法による「べた塗りパターン」としてプリント、或
いは基板上での化学合成等の方法により供給し、基板上
への吸着、或いは生物試料中に存在する官能基と基板上
にある官能基との化学反応により、基板上にマトリクス
状に結合させる方法が利用できる。なお、規定された領
域全面に第1番目の試料が結合されている状態とは、こ
の規定された領域内に第2番目以降の試料が供給された
際に、該領域内の供給位置に限定されずに、これらの反
応が生じる程度に全面にわたって第1番目の試料が結合
している状態をいう。例えば、第1の試料が層状に全面
に固定されている状態や、第1番目の試料を構成する分
子や塊が、微小な間隔で高密度で全面に分散している状
態でもよい。
【0030】この基板上の規定された領域は、あらかじ
め基板上に疎水性化合物の壁によりパターン状に仕切ら
れた区画からなるウェルとして設けても良い。
【0031】また、第1番目の試料として生物試料であ
る核酸(cDNA)が固定された基板を用いて、cDN
Aの中に含まれている可能性のある複数種のプローブD
NAを第2番目以降の試料として基板上のcDNAと接
触させ、該固相上にて該プローブとの反応物を検出して
該cDNA中にプローブDNA配列の有無を検出する場
合に、各種cDNAが規定された領域に結合されている
各マトリクス中に、複数種のプローブを互いに独立した
スポットとしてアレイ状に供給することで、複数種のプ
ローブでの同時検定が可能となる。
【0032】また、核酸(cDNA)マトリクス上に、
cDNAと結合する可能性のある複数種の化学物質或い
は蛋白質を、互いに独立したスポットとして基板上のプ
ローブDNAと接触させることで、これら反応からなる
多項目検査を同時に行なうことができる。このように固
相上にて化学物貿或いは蛋白質とプローブとの結合の有
無を検出することで、DNA結合性蛋白質、DNA結合
性化学物質を同時に多項目スクリーニングすることがで
きる。
【0033】本発明は、cDNA等生物試料が塗布され
ているマトリクス上に、プローブDNA、蛋白質、化学
物質を微少液滴により供給することがその特徴で、異な
る種類の試料をアレイ状に並べることによって、同時多
項目処理を可能とするものである。
【0034】基板上にあらかじめ固定される第1番目の
試料と、第1番目の試料と反応させる第2番目以降の試
料との組合せとしては以下のものを挙げることができ
る。
【0035】以下、本発明に用い得る基板上の規定され
た領域からなるマトリクスなどについての具体例を説明
する。 (生物試料が結合したマトリクスの形状)マトリクスパ
ターンの形状としては、特に制限はなく、どのような形
状のものでも可能であるが、作成された基板上に検体を
供給するときの利便性から考えると、線形(ライン
状)、正方形、長方形といった形状が、どのような検体
供給に対しても対応可能という点で好ましい。もちろん
円形、楕円形の形状であっても何ら問題は生じない。
【0036】第1番目の試料として基板に固定する材料
としては、生物由来の未知の塩基配列、cDNAライブ
ラリー、mRNAライブラリー、複数種のDNAやRN
Aのセット、合成あるいは生物由来の既知のDNAやR
NA、あるいはこれらのセット、クローン化されたオン
コジーン断片、少なくとも1種の蛋白質を含む生物由来
の蛋白質画分、単一種の蛋白質、既知の異種の蛋白質の
混合物、化学物質などを挙げることはできる。
【0037】(生物試料が結合したマトリクスの密度)
マトリクスの密度に特に限定はないが、好ましい形態と
しては、1cm2当たり400以下であることが好まし
い。400/cm2は、その形状が正方形である場合、
ひとつのマトリクスの大きさは500μm角になる。ス
ポットとしてアレイ上に並べる試料を100μmの径の
スポットとして並べた場合には、縦横それぞれ5スポッ
ト、計25スポットとなる。また、試料溶液の径を20
μmとした場合には、一列に並べうるスポットの数は2
5になり、総数625のスポットを並べることが可能で
ある。
【0038】(生物試料が結合した基板の作製)生物由
来の試料(生物試料)として挙げられるのは、核酸及び
蛋白質がある。核酸としては、例えばmRNA、cDN
Aがあり、これらを基板上に結合させる方法として、あ
らかじめ抽出精製された核酸を塗布し、吸着或いは静電
結合による固定を行う方法と、核酸が有するアミノ基を
利用した基板上の官能基との化学反応により共有結合す
ることにより固定する方法とがある。
【0039】DNAの負の荷電を利用た方法とは、ポリ
リジン、ポリエチレンイミン、ポリアルキルアミンなど
のポリ陽イオンで表面処理した固相担体に静電結合さ
せ、ついで余分な陽イオンをブロッキングする方法で、
一般的に使われる。
【0040】(固相と核酸の官能基の種類)固定化に利
用する宮能基の組み合わせとしては、例えばエポキシ基
(固相上)とアミノ基(核酸プローブ末端、或いは塩基
中のアミノ基)の組み合わせ等が挙げられる。固相表面
へのエポキシ基の導入は例えばエポキシ基を有するポリ
グリシジルメタクリレートを樹脂からなる固相表面に塗
布したり、エポキシ基を有するシランカップリング剤を
ガラス製の固相表面に塗布してガラスと反応させる方法
等が挙げられる。
【0041】(固相と蛋白質の結合)蛋白質の基板への
結合方法として、核酸と同様な吸着による方法、静電結
合を利用した方法が挙げられる。さらに共有結合方法と
して上記アミノ基を利用した方法の他に、システイン残
基のSH基を利用した方法が挙げられる。
【0042】(チオール基を利用した蛋白貿の樹定化方
法)蛋白質の固定にシステイン残基を利用する方法とし
て、マレイミド基とチオール基(−SH)との組み合わ
せを用いる例が挙げられる。即ち、固相表面がマレイミ
ド基を有するように処理しておくことで、固相表面に供
給された蛋白質のシステイン残基のチオール基と固相表
面のマレイミド基とが反応して蛋白質を固定化すること
ができる。
【0043】固相表面のマレイミド基の導入方法として
は、種々の方法が利用できるが、例えばガラス基板にア
ミノシランカップリング剤を反応させ、次にそのアミノ
基と下記構造式で示されるN−(6−マレイミドカプロ
イロキシ)スクシイミド(N−(6−Maleimid
ocaproyloxy)succinimide)を
含む試薬(EMCS試薬:Dojin社製)とを反応さ
せることで可能である。 (疎水性マトリクスからなるDNAマトリクス構成)生
物試料固定のさらなる形態は、固相表面上に例えば親水
性及び疎水性のマトリクスからなるウェルを形成し、ス
ポット間の連結を防止するような構成をあらかじめ設
け、そのウェル中にDNAプローブを供給して、結合反
応を行う方法が利用できる。
【0044】(マトリクス/ウェルの素材)区画された
マトリクス上にプローブ溶液を入れて結合反応を行う場
合、ウェルを構成する部分は親水性でありウェルの壁
面、隣のウェルとの仕切りに相当する部分は、表面がプ
ローブ溶液に対して親和性の低い素材で構成されること
が好ましい。このような処理により、プロープ溶液のウ
ェルヘの供給に当たって多少の位置ずれが生じたとして
も所望のウェルにスムーズにプロープ溶液を供給するこ
とができる。
【0045】図2に、本態様におけるマトリクスの一例
を示す。図2(A)は平面図であり、図2(B)はその
BB断面図である。このマトリクスは固相103状に配
置された凹部(ウェル)127を形成した枠体構造を有
するマトリクスパターン125を設けた横造を有する。
マトリクス125(凸部)によって互いに隔離されたウ
ェル127は、マトリクスパターン中の貫通孔(くりぬ
き部)として設けられたもので、その側面は凸部からな
り、その底面129には固相103の表面が露出した状
態にある。固相103の表面露出部分は、プローブと結
合可能な表面を形成しており、所定の凹部にプローブが
固定されている。
【0046】マトリクスパターンを形成する材料として
は、例えば金属(クロム、アルミ、金等)及び樹脂等が
挙げられる。アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレ
ン、ポリイミド、アクリル酸モノマー、ウレタンアクリ
レート、等の樹脂や、フォトレジスト等の感光性の樹脂
に黒色の染料や黒色の含量を含有させたものが挙げられ
る。感光性樹脂の具体例としては、例えばUVレジス
ト、DEEP−UVレジスト、紫外線硬化樹脂等を用い
ることができる。UVレジストとしては、環化ポリイソ
プレンー芳香族ピスアジド系レジスト、フェノール樹脂
−芳香族アジド化合物系レジスト等のネガレジスト、ノ
ボラック樹脂−ジアゾナフトキノン系レジスト等のポジ
レジストを挙げることができる。
【0047】DEEP−UVレジストとしては、ポジ型
レジストとして、例えば、ポリメチルメタクリレート、
ポリメチレンスルホン、ポリヘキサフルオロブチルメタ
クリレート、ポリメチルイソプロベニルケトン、及び、
臭化ポリ1−トリメチルシリルプロピン等の放射線分散
型ポリマーレジスト、コール酸o−ニトロベンジルエス
テル等の溶解抑制剤系レジストを挙げることができ、ネ
ガ型レジストとして、ポロビニルフェノール−3−3’
−ジアジドジフェニルスルホン、及び、ポリメタクリル
酸グリシジル等を挙げることができる。
【0048】紫外線硬化樹脂としては、ベンゾフェノ
ン、及び、その置換誘導体、ベンジル等のオキシム系化
合物等の中から選ばれる、1個、又は2種以上の光重合
開始剤を2〜10重量%程度含有した、ポリエステルア
クリレート、エポキシアクリレート、及びウレタンジア
クリレート等を挙げることができる。
【0049】マトリクスを形成する素材による検出時の
反射を抑制するためには、マトリクスパターンを形成す
る素材に遮光性のものを用いると効果的である。そのた
めには上記樹脂に黒色の顔料を加えることが有効であ
り、黒色の顔料としては、カーボンブラックや黒色有機
顔料を用いることができる。
【0050】ここでマトリクス125を樹脂製とした場
合、マトリクス125の表面は疎水性となる。この構成
はウェルに供給するプローブを含む溶液として水系の溶
液を用いる場合に好ましいものである。即ちウェルにプ
ローブ溶液が供給されたとしても、所望のウェルにプロ
ーブ溶液が極めてスムーズに供給されることになる。ま
た、同時に隣接するウェル間で、異なる種類のプローブ
を供給した場合でも、これらのウェル間に供給された異
なるプローブ溶液間での混じり合い(クロスコンタミネ
ーション)を防ぐことも可能となる。
【0051】マトリクスの厚さ(固相表面からの高さ)
は、マトリクスパターンの形成方法やウェルの容量を考
慮して決定されるが、1〜20μmとすることが好まし
い。特に、インクジェット法によりプローブ溶液を各ウ
ェルに供給する場合のクロスコンタミネーションを有効
に防止する厚さ領域と考えられる。(スポットする試料
の種類)上記記載の生物試料マトリクス上に液滴として
スポットする試料としては、プローブ核酸、蛋白質、薬
剤等の化学物質が挙げられる。
【0052】プローブ核酸としては、デオキシリボ核酸
の他、リボ核酸、ベプチド核酸等、核酸塩基を有するも
のならその種類を問わない。オリゴヌクレオチドプロー
ブの長さは、特に限定されないが、cDNAとの正確な
ハイブリダイゼーション反応を行わせるためには10m
er以上50mer以下が好ましい。
【0053】蛋白質はそれ自体の蛍光を利用して、DN
A結合性蛋白質の検出を行うことができる。
【0054】化学物質も、ものによってはそれ自体の蛍
光での検出が可能である。 (試料アレィの作製方法)試料洛液を定められた位置に
数十ミクロンから百ミクロンのサイズでスポットする方
法として、ピン方式、インクジェット方式、キャピラリ
ー方式が挙げられる。
【0055】ピン方式は、ピン先端に試料を、例えば試
料を含む溶液の液面にピン先端を接触させてこれを付着
させてから、その先端を固相へ機械的に接触させること
により試料アレイを作製する方法である。毛細管による
キャピラリー方式は、一度毛細管に吸い上げられた試料
溶液を、ピン方式と同様、毛細管の先端から固相に機械
的に接触させることによりアレイ状に試料溶液を供給す
るものである。このようなスポティング操作には各社か
ら販売されているそれぞれの装置が利用できる。これら
の方法は、どのような試料DNAでも供給可能であると
いう点で、最も好ましい方法と考えられる。但し、DN
Aの長さや濃度により粘度が異なる点が定量性という点
では問題が残る場合がある。蛋白貿に関しても、これら
の方法は分子の大きさや粘度の影響を受けず、また、イ
ンクジェット法のようなせん断力等の物理的な刺激も加
わらずに試料を供給できるという点で好ましいものであ
る。 (インクジェット法による試料アレイ製法概略)インク
ジェット法で吐出可能な試料として挙げられるのは、核
酸、蛋白質の他、化学薬品があげられる。
【0056】インクジェット法ではせん断力が働くため
に、吐出できる核酸の長さ、蛋白質の大きさに制限が加
わる場合が多い。しかし、その定量性は他のピン方式、
キャピラリー方式より優れたものであり、特に化学物質
の吐出に関しては他の方式よりも好適に用いられる。吐
出可能な核酸としては、塩基対長1kb以下のものであ
り、蛋白貿としては100Kダルトン以下のものに限ら
れる。化学物質に閑してはどのようなものでも吐出可能
である。
【0057】試料をインクジェットで吐出供給するため
に用いる吐出用の液体としてはインクジェットから吐出
可能であって、かつヘッドから吐出された該液体が所望
の位置に着弾し、さらに核酸プローブとの混合状態、及
び吐出時に於いて該核酸プローブが損傷を受けなければ
いかなる液体でも用いることができる。
【0058】そしてインクジェット、特にバブルジェッ
ト(登録商標)ヘッドからの吐出性という観点からは、
該液体の特性としては例えば、その粘度が1〜15cp
s、表面張力が30dyn/cm以上が好ましい。ま
た、粘度を1〜5cps、表面張力を30〜50dyn
/cmとした場合、固相上での着弾位置が極めて正確な
ものとなり特に好適に用いられる。
【0059】したがって、吐出時の核酸の安定性等を考
慮すると、溶液中には例えば2〜100mer、特には
2〜60merの核酸プローブを、0.05〜500μ
M、特には2〜50μMの濃度で含有させることが好ま
しい。
【0060】図3は本発明の一実施態様であるバブルジ
ェット法による検体溶液吐出方法の概略説明図である。
図3において101は吐出液としての検体を含む溶液を
吐出可能に保持している液体供給系(ノズル)、103
は該検体が反応する対象である核酸プローブが結合され
ている固相、105はインクジェットヘッドの一種であ
る、該液体に熱エネルギーを付与して吐出させる機能を
備えるバブルジェットヘッドである。104はバブルジ
ェットヘッドから吐出された検体を含む液体である。図
4は図3のバブルジェットヘッド105のA−A線断面
図であり、図4において105はバブルジェットヘッ
ド、107は吐出されるべき検体溶液を含む液体、そし
て117は該液体に吐出エネルギーを付与する発熱部を
有する基板部分である。基板部分117は、酸化シリコ
ン等で形成されている保護膜109、アルミニウム等で
形成されている電極111−1,111−2,ニクロム
等で形成されている発熱抵抗体層113,蓄熱層115
及び放熱性の良好なアルミナ等で形成されている支持体
116を含んでいる。
【0061】検体を含む液体107は吐出オリフィス
(吐出口)119まできており、所定の圧力によってメ
ニスカス121を形成している。ここで電極111−
1,111−2に電気信号が加わると、123で示す領
域(発泡領域)が急激に発熱し、ここに接している液体
107が吐出し、固相103の表面に向かって飛翔す
る。このような構造を備えるバブルジェットヘッドを用
いて吐出可能な液体の量は、そのノズルのサイズ等によ
って異なるが、例えば4〜50ピコリットル程度に制御
することが可能であり、高密度に検体プローブを配置さ
せる手段として極めて有効である。
【0062】そしてインクジェット、特にバブルジェッ
トヘッドからの吐出性という観点からは、該液体の特性
としては例えば、その粘度が1〜15cps、表面張力
が30dyn/cm以上が好ましい。また、粘度を1〜
5cps、表面張力を30〜50dyn/cmとした場
合、固相上での着弾位置が極めて正確なものとなり特に
好適に用いられる。
【0063】したがって、吐出時の核酸の安定性等を考
慮すると、溶液中には例えば100〜10000me
r、特には100〜5000merの核酸プローブを、
10μM以下、特には1μM以下の濃度で含有させるこ
とが好ましい。
【0064】吐出液の組成としては、上記したように核
酸プローブと混合したとき、及びインクジェットから吐
出されたときに核酸プローブに対して影響を実質的に与
えないものであって、かつインクジェットを用いて固相
に対して正常に吐出可能である条件を満たせば、特に液
体組成を限定するものではないが、例えばグリセリン、
尿素、チオジグリコール又はエチレングリコール、イソ
プロピルアルコール及び下記式で示されるアセチレンア
ルコールを含む液体は好ましいものである。
【0065】
【化1】
【0066】(上記式(I)中、R1、R2、R3及びR4
はアルキル基、具体的には例えば炭素数1〜4の直鎖状
又は分岐状のアルキル基を表し、m及びnはそれぞれ整
数を表し、m=0,n=0、もしくは1≦m+n≦30
であって、m+n=1の場合はmまたはnは0であ
る。) さらに具体的には尿素を5〜10重量(wt)%、グリ
セリンを5〜10wt%、チオジグリコールを5〜10
wt%、及び上記式(I)で示されるアセチレンアルコ
ールを0.02〜5wt%、より好ましくは0.5〜1
wt%を含む液体が好適に用いられる。
【0067】
【実施例】以下実施例により詳細に説明する。 実施例1 パターンで区分けされた検体マトリクス基板でのp53
遺伝子の配列解析検体マトリクス用ブラックマトリクス
付きガラス基板を調製する。
【0068】1.ポリリジンを塗布したブラックマトリ
クス導入基板の作製合成石英からなるガラス基板(60
mm×50mm)を、2%水酸化ナトリウム水溶液を用
いて超音波洗浄し、次いでUVオゾン処理を行って表面
を清浄化する。次に、ポリリジン溶液(sigma社
製)をスピンコーターで全面に塗布する。さらに、カー
ボンブラックを含有するDEEP−UVレジスト(ブラ
ックマトリクス用ネガ型レジスト)(商品名:BK−7
39P;新日鐵化学株式会社製)をスピンコーターで硬
化後の膜厚が5μmとなるように塗布し、この基板をホ
ットプレートで80℃で5分間加熱して硬化させる。D
EEP−UV露光装置を用いて1cm×1cmの領域
に、図1における隣接ウェル間の拒離(X)が100μ
m、及びウェルの形状が1mm×1mmの正方形となる
ようにパターニングされたマスクを用いてプロキシミテ
ィ露光し、次いで無機アルカリ水溶液の現像液で、スピ
ン乾燥機を用いて現像し、さらに純水で洗浄して現像液
を完全に除去を行う。
【0069】次にスピン乾燥機を用いて簡単に乾燥し、
その後クリーンオーブン中で180℃で30分間加熱し
てレジストを本硬化させ、所定の配列でウェルが400
個配置され、隣接するウェルがブラックマトリクスで隔
離された基板を得る。尚各ウェルの容積は液の厚みを5
μmとすると、5μlと計算させる。
【0070】2.検体DNAの固定化 (1)cDNAライブラリーの作製 癌の組織から得られた64種のcDNAライブラリーか
らPCR反応でp53遺伝子を得る。
【0071】つまり、バイオプシーで採取した各組繊か
らCatrimox−14(Biotechnolog
y社)を用いてRNAサンプルを得た。このサンプル溶
液を基に、First−Strand cDNA Sy
nthesis Kit(Life Sceinces
社製)を用いてcDNAライブラリーを得る。 (2)PCR法によるT3結合サイトを持つp53遺伝
子の増幅 cDNAライブラリーを基にCLONTECH社の「H
uman p53 Amplimer Set」を用い
てPCR反応を行う。
【0072】PCR反応溶液として、「one sho
t LA PCR Mix」(宝洒造)を用いた。PC
R反応溶液組成は、 one shot LA PCR Mix 25μl 5’primer(20μM) 1 3’primer(20μM) 1 cDNAライブラリー溶液 1 DW 22/50μl PCRサイクルは、95℃で5分間熱変性後、95℃3
0秒、55℃30秒、72℃60秒のサイクルを29回
行い、最後に72℃で5分間反応させて4℃で保存す
る。
【0073】反応後、ゲル電気泳動を行い、300me
r程度の分子量域に産物があることを確認し、Micr
oSpin Column S200(Pharmac
ia)で精製してp53遺伝子(p53DNA)を得
る。 (3)一本鎖p53DNAの合成 上記の(2)で得られたDNAを鋳型に、5’プライマ
ー(宝酒造)を用いてPCR反応により一本鎖標識DN
Aを得る。反応溶液は、 one shot LA PCR Mix 25μl 5’primer(20μM) 1 P53 DNA 1 DW 23/5
0μl で、反応サイクルは、96℃で30秒、60℃で15
秒、60℃で4分を24回繰り返し、最後に4℃で保存
する。その後MicroSpin ColumnS20
0で精製する。 (4)p53cDNAの固定化 上記の(3)で得られた一本鎖DNA5μlを顕微鏡下
で上記(1)で作製したブラックマトリクス付きのポリ
リジン塗布基板の各ウェルに注入し、静電結合により固
定する。
【0074】3.オリゴヌクレオチドプローブによるp
53遺伝子変異の解析 64種のDNAは、癌抑制遺伝子であるp53遭伝子の
248番目、249番目のアミノ酸配列に注目して選ば
れた。つまり、塩基配列CGGAGGの中で変異頻度が
高いのは、1番目のCがTに、2番目のAがGに、そし
て249番目のアミノ酸に対応する配列の3番目のGが
Tに変異している場合であることが知られている。そこ
で、この3ヵ所の塩基配列に着目して64種のプローブ
を設計した。
【0075】つまり、プローブ全長を18merとし、
その真ん中にこの変異を含む6塩基を位置させ、その前
後を共通配列で挟んだ構造である。共通配列は、5’末
端からATGAACであり、続く変異を含む部分がNN
GAGN、さらにそれに続く共通部分がCCCATCと
なり、最終的な配列は5'ATGAACNNGAGNCC
CATC3'となる。ここで、Nと表した部分が4種の核
酸塩基であるA、G、C、Tに対応する。プローブDN
Aは、検出したい配列(上記配列)と相補的な配列であ
るので、実際には、5'MGGGNCTCNNGTTCA
3'となる。各プローブ配列の5’末端にローダミンを
結合し標識を施す。この64種の標識化DNAプローブ
の具体的な塩基配列は、以下の表1に示すとおりであ
る。
【0076】
【表1】
【0077】次に、64種の標識プローブDNAのそれ
ぞれを、グリセリン、尿素、及びチオジグリコールが最
終濃度7.5%、アセチレノールEHが最終濃度1%含
む8μMの溶液に調製する。BJプリンター用ヘッドB
C62(キヤノン社製)の6個のノズルのそれぞれに異
なるプローブ溶液を100μ1ずつ充填した。各ヘッド
あたり6種のDNAが吐出できるようにして2つヘッド
を用い、一度に12種のDNAを吐出し、ヘッドを6回
交換して、64種のDNAのそれぞれのスポットが独立
して形成されるように吐出させる。こうして計64種類
のプローブをポリリジンを塗布したブラックマトリクス
の各ウェル内に8×8のアレイ状に吐出する。
【0078】図5には吐出される64種DNAプローブ
の各ブラックマトリクス上での配置図を示す。この場
合、1つのマトリクス中に64種のDNAプローブが打
ち込まれる。
【0079】その後、この各プローブがスポットされた
基板を、40℃に設定した加湿チャンバー内に放置し、
ハイブリダイゼーション反応を行う。
【0080】その後、基板を100mM NaClを含
む10mMリン酸緩衝液にて洗浄し、ハイブリッド体形
成に関与しなかったDNAプローブを除去する。
【0081】ハイブリダイゼーション反応後のDNAア
レイを、ローダミンに適するフィルターセットを装着し
た倒立型蛍光顕微鏡を用いて観察する。
【0082】検体としての遺伝子が正常な塩基配列を有
するものであれば、遺伝子に対42番のDNAプローブ
の位置に最も蛍光強度の強いスポットが観察されるはず
である。これらはプローブDNAとPCRで増幅された
正常な配列を持つp53遺伝子のハイブリッドに由来す
ると考えられる。変異のある検体遺伝子では42番以外
の場所に検出可能なスポットが見られ、その位置に供給
されたDNAプローブの配列から変異している配列を知
ることができる。
【0083】実施例2 (mRNAを用いた発癌遺伝子の有無の評価) 1.mRNAの抽出 バイオプシーで採取した癌組織から“QuickPre
p Micro mRNA Purification
Kit(Amersham Pharmacia b
iotech社製)を用いてmRNAを抽出する。この
mRNAを実施例1と同様ブラックマトリクス付きのポ
リリジン基板に結合させる。
【0084】2.各種発癌遺伝子プローブアレイによる
発癌遺伝子の有無、種類の検査 クローン化されたオンコジーンのセット(18種、宝酒
造社製)を購入し、“LabelITnon−RI L
abeling Kits”を用いてローダミン標識を
行う。
【0085】標識された18種のオンコジーンプローブ
を上記mRNAが結合された基板に、Cartesia
n Technologies社製マイクロアレイ作製
装置(ピン方式)を用いて4×5の並びとしてスポット
する。
【0086】さらに実施例1と同様な方法によりハイブ
リダイゼーション反応を行う。
【0087】それぞれの組織から抽出されたmRNA画
分中に存在するオンコジーンの種類を知ることができ
る。
【0088】この時、オンコジーンの種類によらず一種
類の標識で検出が可能である。
【0089】
【発明の効果】本発明によれば、多検体を同時に多項目
的に検査する方法を提供することができる。
【0090】
【配列表】 SEQUENCE LISTING <110>Canon INC. <120>An assay of many samples for multiple items at the same time <130>3912041 <160>64 <210>1 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>1 gatgggactc aagtt cat <210>2 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>2 gatgggactc aggtt cat <210>3 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>3 gatgggactc acgtt cat <210>4 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>4 gatgggactc atgtt cat <210>5 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>5 gatgggactc gagtt cat <210>6 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>6 gatgg gactc gggtt cat <210>7 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>7 gatgggactc gcgttcat <210>8 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>8 gatgggactc gtgttcat <210>9 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>9 gatgggactc cagttcat <210>10 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>10 gatgggactc cggttcat <210>11 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>11 gatgggactc ccgttcat <210>12 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>12 gatgggactc ctgttcat <210>13 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>13 gatgggactc tagttcat <210>14 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>14 gatgggactc tggttcat <210>15 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>15 gatgggactc tcgttcat <210>16 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>16 gatgggactct tgttcat <210>17 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>17 gatggggctc aagttcat <210>18 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>18 gatggggctc aggttcat <210>19 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>19 gatggggctca cgttcat <210>20 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>20 gatggggctc atgttcat <210>21 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>21 gatggggctcg agttcat <210>22 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>22 gatggggctc gggttcat <210>23 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>23 gatggggctc gcgttcat <210>24 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>24 gatggggctc gtgttcat <210>25 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>25 gatggggctc cagttcat <210>26 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>26 gatggggctc cggttcat <210>27 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>27 gatggggctc ccgttcat <210>28 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>28 gatggggctc ctgttcat <210>29 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>29 gatggggctct agttcat <210>30 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>30 gatggggctc tggttcat <210>31 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>31 gatggggctc tcgttcat <210>32 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>32 gatggggctc ttgttcat <210>33 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>33 gatgggcctc aagttcat <210>34 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>34 gatgggcctc aggttcat <210>35 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>35 gatgggcctc acgttcat <210>36 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>36 gatgggcctc atgttcat <210>37 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>37 gatgggcctc gagttcat <210>38 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>38 gatgggcctc gggttcat <210>39 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>39 gatgggcctc gcgttcat <210>40 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>40 gatgggcctc gtgttcat <210>41 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>41 gatgggcctc cagttcat <210>42 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>42 gatgggcctc cggttcat <210>43 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>43 gatgggcctc ccgttcat <210>44 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>44 gatgggcctc ctgttcat <210>45 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>45 gatgggcctc tagttcat <210>46 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>46 gatgggcctc tggttcat <210>47 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>47 gatgggcctc tcgttcat <210>48 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>48 gatgggcctc ttgttcat <210>49 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>49 gatgggtctc aagttcat <210>50 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>50 gatgggtctc aggttcat <210>51 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>51 gatgggtctc acgttcat <210>52 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>52 gatgggtctc atgttcat <210>53 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>53 gatgggtctc gagttcat <210>54 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>54 gatgggtctc gggttcat <210>55 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>55 gatgggtctc gcgttcat <210>56 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>56 gatgggtctc gtgttcat <210>57 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>57 gatgggtctc cagttcat <210>58 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>58 gatgggtctc cggttcat <210>59 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>59 gatgggtctc ccgttcat <210>60 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>60 gatgggtctc ctgttcat <210>61 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>61 gatgggtctc tagttcat <210>62 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>62 gatgggtctc tggttcat <210>63 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>63 gatgggtctc tcgttcat <210>64 <211>18 <212>DNA <213>Artificial sequence <220> <223>Sample origonucleotide <400>64 gatgggtctc ttgttcat
【図面の簡単な説明】
【図1】本態様における基板上の規定された領域の配置
態様の一例を示す図である。
【図2】本態様におけるマトリクスの一例を示し、図2
(A)は平面図であり、図2(B)はそのBB断面図で
ある。
【図3】本発明の一実施態様であるバブルジェット法に
よる検体溶液吐出方法の概略説明図である。
【図4】図3のバブルジェットヘッド105のA−A線
断面図である。
【図5】吐出される64種DNAプローブの各ブラック
マトリクス上での配置図である。
【符号の説明】
101 液体供給系(ノズル) 103 固相 104 液体 105 バブルジェットヘッド 107 液体 109 保護膜 111−1、111−2 電極 113 発熱抵抗体層 115 畜熱層 116 支持体 117 基板部 119 吐出口(オリフィス) 121 メニスカス121 123 発泡領域
───────────────────────────────────────────────────── 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) G01N 35/02 ZCC G01N 37/00 102 35/10 103 37/00 102 C12N 15/00 ZNAA 103 G01N 35/06 A (72)発明者 鈴木 智博 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 清水 英 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2G042 AA01 BD19 2G058 CC02 CC08 EA11 EB00 ED02 FB02 GA02 4B024 AA11 AA20 CA09 HA14 HA20 4B063 QA01 QA13 QA18 QQ02 QQ04 QQ05 QQ20 QQ42 QQ52 QR32 QR35 QR55 QR82 QS34

Claims (61)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1番目の試料と、複数の試料との反応
    性を同時に検定する方法であって、 第1番目の試料が全面にわたってあらかじめ結合されて
    いる基板上の規定された領域内に、それぞれ異なる性質
    を持つ第2番目〜第2+n番目(n≧1)の試料を該規
    定された領域域よりも小さい領域としてそれぞれ独立に
    配置し、該第1の試料と、第2〜第2+n(n≧1)の
    試料のそれぞれとの間の反応性を検定することを特徴と
    する試薬と検体との反応性の検査方法。
  2. 【請求項2】 該第1番目の試料が生物由来の試料であ
    り、該第2番目以降の試料が既に性質が明らかにされて
    いる試料である請求項1に記載の検査方法。
  3. 【請求項3】 該第1番目の試料が生物由来の試料であ
    り、該第2番目以降の試料が合成されたものである請求
    項2に記載の検査方法。
  4. 【請求項4】 該1番目の試料が生物由来の塩基配列未
    知の核酸であり、該2番目以降の試料は配列既知の合成
    核酸であり、これらの反応性としてその相補性に基づく
    結合を調べる請求項3に記載の検査方法。
  5. 【請求項5】 該1番目の試料が生物から抽出したmR
    NAのセットである請求項4に記載の検査方法。
  6. 【請求項6】 該1番目の試料が生物から抽出したmR
    NAを基に合成されたcDNAライブラリーである請求
    項4に記載の検査方法。
  7. 【請求項7】 該1番目の試料が生物由来の塩基配列未
    知の核酸であり、該2番目以降の試料は合成された化学
    物質であり、これらの反応性としてその結合性を調べる
    請求項2に記載の検査方法。
  8. 【請求項8】 該1番目の試料が生物由来の塩基配列未
    知の核酸であり、該2番目以降の精製された蛋白質であ
    り、これらの反応性としてその結合性を調べる請求項2
    に記載の検査方法。
  9. 【請求項9】 該第1番目の試料が既に性質が明らかに
    されているものであり、該第2番目以降の試料が生物由
    来の試料である請求項1に記載の検査方法。
  10. 【請求項10】 該第1番目の試料が既に性質が明らか
    にされている遺伝子配列であり、該第2番目以降の試料
    が生物由来の試料である請求項1に記載の検査方法。
  11. 【請求項11】 該第1番目の試料がクローン化された
    オンコジーン断片であり、該第2番目以降の試料が生物
    由来の核酸試料である請求項1に記載の検査方法。
  12. 【請求項12】 該1番目の試料が生物から抽出した蛋
    白質画分であり、該2番目以降の試料は精製された単一
    種の蛋白質であり、これらの反応性としてその結合性を
    調べる請求項1に記載の検査方法。
  13. 【請求項13】 該1番目の試料が精製された単一種の
    蛋白貿であり、該2番目以降の試料は生物から抽出した
    蛋白質画分であり、これらの反応性としてその結合性を
    調べることを特徴とする請求項1記載の検査方法。
  14. 【請求項14】 該1番目の試料が生物から抽出した蛋
    白質画分であり、該2番目以降の試料は化学合成された
    化学物質であり、これらの反応性としてその結合性を調
    べる請求項2に記載の検査方法。
  15. 【請求項15】 該1番目の試料が精製された単一種の
    蛋白質であり、該2番目以降の試料は化学合成された化
    学物質であり、これらの反応性としてその結合性を調べ
    る請求項2に記載の検査方法。
  16. 【請求項16】 該1番目の試料が化学合成された化学
    物質であり、該2番目以降の試料は生物から抽出した核
    酸であり、これらの反応性としてその結合性を調べる請
    求項1に記載の検査方法。
  17. 【請求項17】 該1番目の試料が化学合成された化学
    物質であり、該2番目以降の試料は生物から抽出した蛋
    白質画分であり、これらの反応性としてその結合性を調
    べる請求項に1記載の検査方法。
  18. 【請求項18】 それぞれ異なる性質を持つ該第1番目
    の試料が、それぞれ異なる領域に全面にわたって結合
    し、該結合領域が基板上に複数個マトリクス状にそれぞ
    れが区画されて存在する請求項1に記載の検査方法。
  19. 【請求項19】 該第1番目の試料が、それぞれ異なる
    生物種、組織または細胞に由来する核酸である請求項1
    8に記載の検査方法。
  20. 【請求項20】 該第1番目の試料が、それぞれ異なる
    生物種、組織または細胞から抽出された蛋白質である請
    求項18に記載の検査方法。
  21. 【請求項21】 それぞれ異なる性質を持つ該第1番目
    の試料の結合領域が形成するマトリクスの密度が400
    /cm2以下である請求項18に記載の検査方法。
  22. 【請求項22】 それぞれ異なる性質を持つ該第1番目
    の試料の結合領域が形成するマトリクス上に、第2、第
    3以降の試料のスポットからなるスポットアレイを、各
    マトリクスにおいて同じ配置で並べる請求項18に記載
    の検査方法。
  23. 【請求項23】 該基板がガラスである請求項に1記載
    の検査方法。
  24. 【請求項24】 該第1番目の試料が静電的な結合によ
    り基板上に固定されている講求項1に記載の検査方法。
  25. 【請求項25】 該第1番目の試料が共有結合により基
    板上に固定されている請求項1に記載の検査方法。
  26. 【請求項26】 該第1番目の試料が、ガラス基板表面
    に導入したマレイミド基と該試料の有するチオール基と
    の化学反応により該基板に結合されている請求項25に
    記載の検査方法。
  27. 【請求項27】 該第1番目の試料が蛋白質であり、該
    チオール基が蛋白質中のシステイン残基によるものであ
    る請求項26に記載の検査方法。
  28. 【請求項28】 該マレイミド基がガラス表面にアミノ
    基を導入した後、該アミノ基とスクシイミジル−4−
    (マレイミドフェニル)ブチレートとを反応させて導入
    したものである請求項26に記載の検査方法。
  29. 【請求項29】 該第1番目の試料が、ガラス基板表面
    に導入したエボキシ基と該第1番目の試料の有するアミ
    ノ基との化学反応による請求項26に記載の検査方法。
  30. 【請求項30】 該アミノ基が核酸塩基中に存在するア
    ミノ基である請求項29に記載の検査方法。
  31. 【請求項31】 基板表面があらかじめマトリクスに区
    画されていて、これらのマトリクス内のそれぞれに第1
    番目の試料として各マトリクス間で異なる性貿を持つ生
    物試料があらかじめ結合されている請求項1に記載の検
    査方法。
  32. 【請求項32】 該マトリクスを区画する壁面部分が疎
    水性であり、該マトリクス内の底面部分が親水性である
    請求項31に記載の検査方法。
  33. 【請求項33】 該マトリクスの壁面の厚さが1〜20
    μmである請求項32に記載の検査方法。
  34. 【請求項34】 該第1の試料が結合した規定された領
    域に形成される第2番目以降の試料溶液によるスポット
    の径が200μm以下である請求項1に記載の検査方
    法。
  35. 【請求項35】 該第1の試料が結合した規定された領
    域に形成される第2番目以降の試料溶液によるスポット
    の密度が400/cm2以上である請求項1に記載の検
    査方法。
  36. 【請求項36】 該第2番目以降の試料がインクジェッ
    ト法により供給される請求項1に記載の検査方法。
  37. 【請求項37】 該インクジェット法により供給される
    第2番目以降の試料が核酸であり、その塩基対長が2〜
    100塩基対長である請求項36に記載の検査方法。
  38. 【請求項38】 該インクジェット法により供給される
    核酸が、水溶液として供給され、その水溶液の濃度が
    0.05μM〜600μMである請求項37に記載の検
    査方法。
  39. 【請求項39】 該インクジェット法がバブルジェット
    法である請求項36に記載の検査方法。
  40. 【請求項40】 該第2番自以降の試料の供給が、該試
    料の溶液がピンが該試料の溶液の貯蔵部の液面での接触
    後、基板へ物理的に接触することにより行なわれる請求
    項1に記載の検査方法。
  41. 【請求項41】 該第2番目以降の試料の供給が、該試
    料の溶液が毛細管を利用して試料供給部から吸入された
    後、該毛細管先端の基板へ物理的な接触により行なわれ
    る請求項1に記載の検査方法。
  42. 【請求項42】 それぞれ異なる起源を持つ複数種の生
    体試料が、基板上に区切られたそれぞれのマトリクス上
    に存在することを特徴とする生体試料マトリクス。
  43. 【請求項43】 該生体試料がクローン化されたオンコ
    ジーン断片である請求項42に記載のDNAマトリク
    ス。
  44. 【請求項44】 該生体試料がmRNAである請求項4
    2に記載のmRNAマトリクス。
  45. 【請求項45】 該生体試料がcDNAである請求項4
    2に記載のcDNAマトリクス。
  46. 【請求項46】 該生体試料がcDNAライブラリーで
    ある請求項42に記載のcDNAマトリクス。
  47. 【請求項47】 該生物試料がそれぞれ異なる立体構造
    を持つ複数種の蛋白質である請求項に42記載の蛋白質
    マトリクス。
  48. 【請求項48】 生体試料が結合されているマトリクス
    の密度が400/cm2以下であることを特徴とする請
    求項42記載の生体試料マトリクス。
  49. 【請求項49】 該基板がガラスである請求項42に記
    載の生体試料マトリクス。
  50. 【請求項50】 該生体試料が静電的な結合により基板
    上に固定されている請求項42に記載の生体試料マトリ
    クス。
  51. 【請求項51】 該生体試料が共有結合により基板上に
    固定されている請求項42に記載の生体試料マトリク
    ス。
  52. 【請求項52】 該生体試料が、ガラス基板表面に導入
    したマレイミド基と生体試料の有するチオール基との化
    学反応により該ガラス基板に結合している請求項51に
    記載の生体試料マトリクス。
  53. 【請求項53】 該生体試料が蛋白質であり、ガラス基
    板表面に導入したマレイミド基と蛋白質の有するシステ
    イン残基のチオール基との化学反応によりこれらが結合
    している請求項52に記載の生体試料マトリクス。
  54. 【請求項54】 該マレイミド基がガラス表面にアミノ
    基を導入した後、該アミノ基とスクシイミジル−4−
    (マレイミドフェニル)ブチレートとを反応させて導入
    したものである請求項に52記載の生体試料マトリク
    ス。
  55. 【請求項55】 該生体試料が核酸で、ガラス基板表面
    に導入したエポキシ基と核酸の有するアミノ基との化学
    反応によりこれらが結合している請求項に51記載の生
    体試料マトリクス。
  56. 【請求項56】 該複数種の生体試料がインクジェット
    法により基板上に区切られたそれぞれのマトリクス上に
    供給されたものである請求項42に記載の生物試料マト
    リクス。
  57. 【請求項57】 基板表面があらかじめマトリクスに区
    画されていて、マトリクスのそれぞれの領域にそれぞれ
    異なる起源を持つ複数種の生体試料があらかじめ結合さ
    れている請求項に42記載の生体試料マトリクス。
  58. 【請求項58】 該マトリクスを区画する壁面部分が疎
    水性であり、該マトリクスの底面部分が親水性である請
    求項57に記載の生物試料マトリクス。
  59. 【請求項59】 該マトリクスの壁面部分の厚さが1〜
    20μmである請求項58に記載の生物試料マトリク
    ス。
  60. 【請求項60】 該複数種のオリゴヌクレオチドがイン
    クジェット法による区画されたマトリクスのウェルヘ供
    給さたものである請求項57に記載の生物試料マトリク
    ス。
  61. 【請求項61】 該インクジェット法がバブルジェット
    法である請求項56に記載の生物試料マトリクス。
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