WO2008105105A1

WO2008105105A1 - 生体物質解析チップ、生体物質解析キットおよびこれらを用いる生体物質解析法

Info

Publication number: WO2008105105A1
Application number: PCT/JP2007/054376
Authority: WO
Inventors: Kazunori Okano; Kenji Yasuda
Original assignee: On-Chip Cellomics Consortium
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-09-04
Also published as: EP2133422A4; US20100035278A1; EP2133422A1

Abstract

本発明は、生体物質捕捉用プローブを基板表面により均一な密度で固定することで微小な領域で、定量測定を行うことのできる生体物質解析チップとこれを用いる生体物質解析キットおよびこれらを用いる生体物質解析法を提供する。

Description

明細書生体物質解析チップ、生体物質解析キットおよびこれらを用いる生体物質解析法技術分野

本発明は細胞ないし細胞集合体である組織で発現している遺伝子産物である mRNAないしタンパク質を定量的に計測するための生体物質解析チップ、生体物質解析キットおよび生体物質解析方法に関する。背景技術

ゲノム計画の進展とともに D N Aレベルで生体を理解し、病気の診断や生命現象の理解をしようとする動きが活発化してきた。生命現象の理解や遺伝子の働きを調べるには遺伝子の発現状況を調べることが有効である。遺伝子の発現状況を調べるに'は遺伝子の転写産物である mRNA を調べる方法と mRN Aから翻訳されるタンパク質を調べる方法がある。 mRNAを調べる有力な方法として、固体表面上に数多くの DNAプロープを種類毎に区分けして固定した DNAプローブアレー、あるいは D N Aプローブチップ（実際には固定されているのはオリゴヌクレオチドの誘導体であるのでオリゴチップと呼ぶこともある）がある。 DNAプローブァレーを用いる mRN A検查では、予め十分多量な細胞検体から RN A成分を抽出し、リバーストランスタリプターゼによる逆転写反応で c DNAを合成し、 P C R増幅や c R N A合成により増幅を行う。また相補鎖合成時に標識 d NT Pを取り込ませて多量の標識 D N A鎖を得る。最近ではアミノアリル d NT Pを取り込ませて、その後にアミノ基に蛍光色素を反応させて蛍光標識 D N A鎖を得る方法が主流となっている。このようにして得られた蛍光標識 DN A鎖をいわゆる DN Aプロ一ブァレーとハイプリダイズさせて各種発現遺伝子の解析を行う。 DNA プロ一プアレー上には通常数十から 1 5 0 m φの微小スポット状に高密度に D N Aプローブを固定して標的 c D N A捕捉速度を高め、高感度検出ができるようにしている。

D N Aチップを作るには光化学反応と半導体工業でよく用いられるリソグラフィーを用いて区画された多数のセルに設計された配列のオリゴマーを一塩基ずつ合成して行く方法（Sc ience 251, 767-773 (1991) ) 、あるいは D N Aプローブゃタンパク質プローブを各区画に一つ一つ植え込んでレヽく方法 (Proc. Nat l . Acad. Sc i . USA 93, 4613-4918 (1996) ) などがある。，

これらチップは、いずれもスライドガラスなどの平面上に多数のプローブをアレイ状に整列させた構造をしている。どのプローブがどの位置にあるかは、プローブが固定されている物理的な位置のみでィンデクシングされるのが一般的である。検出には、 D N Aチップの類では標識物に蛍光色素を用いるケースが圧倒的に多いが、電気化学発光を用いるケースゃ Dedox (酸化還元）反応を用いて電気信号として検出する方法も実用化している。

D N Aプローブのかわりに抗体や抗原を基板上にァレイ状に固定したプロティンチップの概念も実用化されている。基板上にアレルギーを起こす数十から数百の抗原（アレルゲン）を固定したデバイスに検体血清を反応させ、各抗原と抗原抗体反応を起こす血清中に存在する I g Mを特異的に捕捉し、 I g Mに結合すさ酵素標識 2次抗体を反応させ、酵素活性を化学発光と組み合わせることで測定して、アレルゲンを検出するァレルゲン検査用のシステムが医療検查用に実用化されている。プロティンチップにおいても、高感度検出を行うために固体表面に抗体や抗原を高密度に固定することで測定対象物質の捕捉速度を高めている。

プロテインチップ上に捕捉した測定対象物質の検出には、酵素標識物を用いて化学発光ないし生物発光の系で検出するケースが多い。そのほ力、蛍光標識検出や、電気化学発光検出、質量分析器による分析を行うケースと多様な方法が実用化されている。

電気化学発光法では、電極表面に抗原捕捉用の抗体が存在する。サンドイッチ用抗体の標識物にはルテニウム錯体を用いる（Clin. Chera. , 37， 1534-1539 (1991)) 。電極表面ではルテニウムが酸化され、 T P Αのレドックス反応とカツプルさせて還元するときに励起状態となつたルテ - ゥムの電子が基底状態に落ちる時に光を発する。

本発明に関連するところでは、生体物質検出法の一つでプロテインチップと類似の技術であるサンドィツチィムノアッセィ法において、標識物に粒子を用いて測定対象物質を分子計数する方法が報告されている (Analytical .Biochemistry 202, 1-20- 125 (1992) ) 。発明の開示

上記従来技術では、 DN Aプローブチップあるいはプロテインチップを用いる遺伝子転写産物である mRN Aや翻訳産物であるタンパク質の識別や検出法に関してはよく検討されており、何らかの方法で溶液状の試料が準備できていればそれなりに測定ができる。また、出願人の一人により特許出願されている特願 2 0 0 4— 2 2 6 3 6 1、特願 2 0 04 — 2 9 7 1 9 4あるいは特願 2 0 0 4— 3 1 8 7 7 0に開示されているように、 mRNAや DNAマイクロアレイの分野においてもナノ粒子を用いて解析する方法が提案されている。

しかしながら、生体物質を基板上に捕捉するための親和性プローブ（以下生体物質に結合して生体物質の解析に有用な何らかの情報を得るために使われる物質の総称を親和性プローブと呼ぶことにする）は、 DNA プローブや抗体などの生体有機物であるので、これらのガラスゃシリコンの基板への固定には下記の問題がある。すなわち、

1 ) 親和性プローブを基板上に固定するために物理的な吸着や共有結合形成を用いるが、吸着反応と共有結合反応のいずれも基板表面の状態に依存するために均一な固定が困難であるケースが多い。

2 ) 親和性プローブの基板上への固定の 3次元的な向きの制御ができない。すなわち、溶液中の測定対象生体物質を捕捉するための親和性部位を測定対象生体物質と反応する方角に向けて固定することが難しい。このため、親和性プローブ自身の立体障害で測定対象の捕捉量が低下する。

3 ) 親和性プローブの密度がコントロールできない。一般的に、固定時の親和性プローブ濃度や固定時間をコントロールすることで任意の密度の親和性プローブを固定した基板が得られると思われがちであるが、実際には制御が難しいことが多い。上言己従来技術（Analyt i cal Biochemi stry 202, 120 - 125 (1992) ) では、親和性プローブの固定時にこれとは異なる生体物質を共存させて実際の親和性プローブ固定密度をコントロールしている。親和性プロ'ーブを希薄状態で基板表面に固定しようとすると、島状に密度の高いところと周りの密度の薄いところができてしまう。

4 ) あるいは、上記 1 ) から 3 ) の問題に関連するが、親和性プローブの固定ェリァが狭くなると各エリァで親和性プローブの固定量が異なるようになり、定量的な測定に害を及ぼす可能性がある。さらに、親和性プローブの固定ェリァが狭くなると蛍光法のように親和性プローブェリァ全体の蛍光強度を測定し、その蛍光強度を基に試料中の目的生体物質の量を定量解析することができなくなる。このために、上記従来技術 (Anal yt i ca l Bi ochemi stry 202, 120— 125 ( 1992) ) あるいは特許出願発明のように基板上に捕捉した目的生体物質にナノ粒子を結合させてこれを計数する方法を取るわけであるが、親和性プローブが均一についていないと、部位ごとに結合するナノ粒子の数が異なることになり、計数による定量検出精度が当然低下することになる。

基板に固定する親和性プローブ密度には最適条件が存在する。このために、親和性プローブ密度を任意にコント口ールする必要性が出てくる。従来のプローブ固定法ではシラン力ップリング反応を用いて無機質であるガラスやシリコンウェハー表面に官能性残基を導入し、この官能性残基に親和性プローブを固定する方法が多用されている。しかしながらシランカップリング反応は、基板の表面状態に依存し、必ずしも均一に親和性プローブを固定する方法として最適なものではない。

本発明の目的は、生体物質捕捉用プローブを基板表面により均一な密度で固定することで微小な領域で、定量測定を行うことのできる生体物質解析チップとこれを用いる生体物質解析キットおよびこれらを用いる生体物質解析法を提供することにある。

したがって、本発明は、以下の生体物質解析用チップ、生体物質解析用キットおよび生体物質解析方法を提供する。

( 1 ) 基板と、該基板の一つの表面に所定の生体物質の捕捉用残基（第 3の官能基）を有する固体チップであり、上記基板の一つの表面に 2種類のモノマーを重合させて調製する 'ポリマー層を有し、上記ポリマー層の内、第 1の官能基を 2箇所に有する第 1のモノマーと重合用の第 2の官能基を 2箇所に有する第 2のモノマーを実質的に交互に配するように重合した構造で、上記第 1のモノマーおよび上記第 2のモノマーの片方に第 3の官能基を持つ構造であることを特徴とする生体物質解析チップ。

( 2 ) 上記第 1のモノマーと第 2のモノマーの組み合わせが N C S— R !-NC S (R iは任意の残基）の構造を有するジィソシアナ一トモノマ一と NH₂— R ₂— NH₂ (R₂は任意の残基）の構造を有するジァミンモノマーでポリマー層とがポリ尿素ある上記（ 1 ) 記載の生体物質解析チップ。

( 3 ) 上記第 1のモノマーと第 2のモノマーの組み合わせが R — C = O—〇一 0 = C_R₂あるいは — C = 0— 0— 0 = C— R₂— C = 0 -0-0= C -R₃ (R 〜R ₃は任意の残基）の構造を有する酸無水物と NH₂— R ₅— NH₂ (R₅は任意の残基）の構造を有するジァミンモノマーで、ポリマー層がポリアミドないしポリイミドある上記（1 ) または上記（2) 記載の生体物質解析チップ。

(4) 上記第 3の官能基がカルボキシル基である上記（ 1 ) ないし上記 (3) のいずれかに記載の生体物質解析チップ。

( 5) 上記カルボキシル基にィソチオシアン酸が導入された構造である上記（4) 記載の生体物質解析チップ。

(6) 上記カルボキシル基にジアミン類を反応させて固体チップ表面にァミンを導入し、上記固体表面に導入したァミンにヂィソチオシアナ一ト類を反応させて固体チップ表面にィソチオシアナ一ト残基を導入した構造の上記（4 ) または上記（5 ) 記載の生体物質解析チップ。

( 7 ) 所定の生体物質の捕捉用残基（第 3の官能基）を有する固体チップが、上記固体チップ表面に 2種類のモノマーを重合させて調製するポリマー層を有し、少なくても上記ポリマー層が重合用の上記 2つのモノマーの内第 1の官能基を 2箇所に有する第 1のモノマーと重合用の第 2 の官能基を 2箇所に有する第 2のモノマーを実質的に交互に配するように重合した構造で、上記 2つのモノ'マーの内少なくとも 1種のモノマーに第 3の官能基を持つ構造で、上記第 3の官能基に所定の生体物質を捕捉するための分子（生体物質捕捉用プローブ）が共有結合で固定した細胞構成物質解析チップと、上記第 3の官能基に固定した分子に捕捉された所定の生体物質に結合し該所定の生体物質を特定するための標識物を含む生体物質とを有することを特徴とする生体物質解析キット。

( 8 ) 上記標識物が 5から 3 0 0 n mのナノ粒子からなる上記（7 ) 記載の生体物質解析キット。 .

( 9 ) 所定の生体物質の捕捉用残基（第 3の官能基）を有する固体チップが、上記固体チップ表面に 2種類のモノマーを重合させて調製するポリマー層を有し、少なくても上記ポリマー層が重合用の上記 2つのモノマーの内第 1の官能基を 2箇所に有する第 1のモノマーと重合用の第 2 の官能基を 2箇所に有する第 2のモノマーを実質的に交互に配するように重合した構造で、上記 2つのモノマーの内少なくとも 1種のモノマーに第 3の官能基を持つ構造で、上記第 3の官能基に所定の生体物質を捕捉するための分子（生体物質捕捉用プローブ）が共有結合で固定した細胞構成物質解析チップの表面上の空間に生体物質を含む緩衝液を添加する工程、上記細胞構成物質解析チップ表面に存在し共有結合で固定された生体物質を捕捉するための分子で所定の生体物質を捕捉する工程、該所定の生体物質と結合し該所定の生体物質を特定するためのナノ粒子で標識された生体物質を結合する工程、細胞構成物質解析チップの表面に固定されるナノ粒子を計数する工程、からなることを特徴とする生体物質解析法。

( 1 0 ) 生体物質捕捉用プローブを備えた基板を含む生体物質解析用チップであって、

第 1のモノマーおよび第 2のモノマーから形成される 2量体のュニットを含むポリマーを含むポリマー層を基板の表面に備え、

生体物質捕捉用プローブが、上記第 1 のモノマーまたは上記第 2のモノマーに結合している、生体物質解析用チップ。

( 1 1 ) 上記ポリマー層が、ポリ尿素、ポリアミドまたはポリイミドを含む、上記（1 0) に記載の生体物質解析用チップ。

( 1 2 ) 上記第 1 のモノマーが 2つの第 1 の官能基を備え、上記第 2のモノマーが 2つの第 2の官能基を備えており、

上記第 1 のモノマーの第 1 の官能基の 1つと上記第 2のモノマーの第 2の官能基の 1つとが結合することによって、上記 2量体が形成され、上記 2量体の残りの第 1の官能基または残りの第 2の官能基が、それぞれ別の 2量体の第 2の官能基または第 1の官能基と結合することによつて、上記ポリマーが形成される、上記（ 1 0 ) に記載の生体物質解析用チップ。

( 1 3 ) 上記第 1の官能基がィソシアナート基であり、上記第 2の官能基がアミノ基である、上記（ 1 2 ) に記載の生体物質解析用チップ。

( 1 4 )上記第 1のモノマーが N C S— — N C S (R ₁は任意の残基）の構造を有するジィソシアナ一トモノマーであり、上記第 2のモノマーが NH₂— R ₂— NH ₂ (R ₂は任意の残基）の構造を有するジァミンモノマーである、上記（ 1 3 ) に記載の生体物質解析用チップ。

( 1 5 )上記第 1のモノマーが — C = 0— O— 0 = C— R ₂あるいは R ₁ - C = 0- 0- 0 = C - R ₂- C = 0- 0 - 0 = C - R ₃ ( 〜は任意の残基）の構造を有する酸無水物であり、上記第 2のモノマーが NH ₂- R ₅ -NH₂ (R ₅は任意の残基）の構造を有するジァミンモノマーである、上記（ 1 0 ) に記載の生体物質解析用チップ。

( 1 6 ) 上記第 1 のモノマーまたは上記第 2のモノマーが、第 3の官能基をさらに備え、 '

上記第 3の官能基を介して、上記生体物質捕捉用プローブが上記第 1 のモノマーまたは上記第 2のモノマーに結合している、上記（ 1 0) 〜 ( 1 5 ) のいずれかに記載の生体物質解析用チップ。

( 1 7) 上記第 3の官能基が、カルボキシル基である、上記（ 1 6 ) に記載の生体物質解析用チップ。

( 1 8 ) 上記第 3の官能基が、アミノ基である、上記（ 1 6 ) に記載の生体物質解析用チップ。 .

( 1 9 ) 上記生体物質捕捉用プローブがそれに結合した第 4の官能基を含み、上記第 4の官能基と上記第 3の官能基とが結合することによって、上記生体物質捕捉用プローブが上記第 1のモノマーまたは上記第 2のモノマーに結合している、上記（ 1 6 ) 〜（ 1 8) のいずれかに記載の生体物質解析用チップ。

( 2 0 ) 上記生体物質捕捉用プローブが、ポリヌクレオチド、ポリぺプチド、または抗体である、上記（ Γ 0) 〜（ 1 9) のいずれかに記載の生体物質解析用チップ。

(2 1 ) 上記ポリマー層を含む生体物質解析用エリアが、上記基板上にアレイ状に形成されている、上記（ 1 0) 〜（ 2 0) のいずれかに記載の生体物質解析用チップ。

( 2 2 ) 上記（ 1 0) 〜（ 2 1 ) のいずれかに記載の生体物質解析用チップ、および上記生体物質捕捉用プローブに結合した生体物質を標識するための標識物質を含む、生体物質解析用キット。 ·

( 2 3 ) 上記標識物質が、粒径が 5〜 3 0 0 n mの範囲の金ナノ粒子を含む、上記（2 2) に記載の生体物質解析用キット。

( 2 4 ) 上記（ 1 0) 〜（ 2 1 ) のいずれかに記載の生体物質解析用チップを用いて生体物質を解析する工程を含む、生体物質解析方法。

( 2 5 ) 上記（ 1 0) 〜（2 1 ) のいずれかに記載の生体物質解析用チップの上記ポリマー層に、生体物質を含む試料溶液を接触させる工程、上記ポリマー層に捕捉された生体物質を標識する工程、および上記標識された生体物質を検出または定量する工程、

を含む、上記（2 4) に記載の方法。本発明により、生体物質捕捉用プローブが基板上へ均一に固定された生体物質解析用チップが提供される。本発明により、生体物質捕捉用プローブ自体の立体障害による生体物質の捕捉能力の低下の影響を極力なくすることができる。本発明によれば、ポリマー層を構成するモノマーの種類を変化させることによって生'体物質捕捉用プローブの密度を制御することが可能となる。本発明により、被験試料中の生体物質の精度の向上した定量解析が可能となる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明を実行するに好適な生体物質解析チップの 1例を示す図である。図 1 (A) は本発明の一実施形態の生体物質解析チップを示す平面図、図 1 (B) は図 1 (A) ·の A— A位置で矢印方向に見た断面図である。

図 2 (A) は、基板 1の上面に蒸着重合で形成された第 1のモノマーとしてアルキルジィソシアナ一トと第 2のモノマーとしてジァミノフエニル酢酸を等モル比で反応させ重合させたポリマー薄膜層 2 1の断面構造を示す模式図であり、図 2 (B)' は、ポリマー薄膜層 2 1の平面構造を示す模式図である。

図 3は、基板 1の表面に形成されたポリマー薄膜層 2 1の第三の官能基 2 6 と D N Aプローブ 3 1の 5 ' 末端部分 3 2の官能基 3 3とが結合する様子を模式的に示す図である。

図 4 (A) 〜 (D) は、図：！〜 3に示す基板を用いて、 mRNAを検出する工程を示す図である。

図 5 (A) 〜（D) は、複数の D N Aプローブを同一スポット位置に固定し、各スポット位置で DNAプローブを異なるものとした DNAマイクロアレイを用いて、 raRN Aを検出する工程を示す図である。発明を実施するための最良の形態

本発明の一つの実施形態によれば、生体物質捕捉用プローブを備えた基板を含む生体物質解析用チップが提供される。この生体物質解析用チップは、第 1のモノマーおよび第 2のモノマーから形成される 2量体のュエツトを含むポリマーを含むポリマー層を基板の表面に備える。生体物質捕捉用プローブは、前記第 1のモノマーまたは前記第 2のモノマーに結合してい.る。 ·.

本明細書中、「生体物質」とは、 D N A、 R N A (例えば、遺伝子転写産物である m R N A ) の様なポリヌクレオチド、または D N Aの翻訳産物であるタンパク質もしくはペプチド、または抗原、抗体等の生体試料中の被験物質をいうものとする。

本明細書中、「ポリマー」は、生体物質を捕捉するためのポリマー層を構成するための化学物質の重合体をいう。本発明において使用するポリマーは、第 1 のモノマーと第 2のモノマーとから形成される 2量体が最小の繰り返し単位として重合して形成されたへテロポリマーである。本明細書中、「生体物質捕捉用プローブ」は、生体物質を上記ポリマ一層に捕捉するための結合手段として機能し、生体物質の種類に応じて、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、抗体、抗原等であり得る。例えば、生体物質が m R N Aである場合、とれとハイブリダィズし得る相補的な配列を有するポリヌクレオチドが生体物質捕捉用プローブとして使用し得る。あるいは、生体物質が、抗原である場合には、これに特異的に結合する抗体を生体物質捕捉用プローブとして使用することができる。生体物質捕捉用プローブは、典型的には、上記ポリマー中の第 1のモノマ —または第 2のモノマーに対して、例えば、特定の官能基のようなアンカー手段を介して、結合することによって、上記ポリマー層と結合することができる。

本発明では、ガラスゃシリコン基板表面の S i — O Hないし S i = 0 あるいは、金属表面の M e—〇 Hや M e = O (M e ：金属原子）のような残基に直接反応するようなシラン力ップリングを用いることはしないこのような表面に存在する一 O Hや = 0残基は表面状態により存在する量が異なるので、本質的に均一な活性基を導入することが困難と考えたからである。そこで、基板表面の状態に依存せずに生体物質捕捉用プロ —ブを固定する残基を導入する必要がある。 'これには、基板表面状態にかかわらず、ポリマー層を基板表面に導入し、このポリマ一層が一定間隔で生体物質捕捉用プローブを固定するための官能基（第 3の官能基）を持つように設計すればよい。このとき重要なのは、いかにして生体物質捕捉用プロ一ブを固定するための第 3の官能基の間隔をそろえるかである。

本発明においては、 2種類のモノマーを重合させて調製するポリマー層でできた重合生成薄膜を有するものを作成することとする。これは、前記ポリマー層が重合用の第 1の官能基を 2箇所に有する第 1のモノマ一と重合用の第 2の官能基を 2箇所に有する第 2のモノマーを交互に配するように重合した構造で、前記第 1のモノマーおよび前記第 2のモノマーの片方に生体物質捕捉用プローブ結合残基（第 3の官能基）を持つ構造をしている。具体的には、基板に第 1のモノマーとしてジイソシァナート類と第 2のモノマーとしてジアミン類を等モル比で反応させ重合させる。このケースでは、第 1の官能基はイソシアナ一ト基、第 2の官能基はァミノ基ということになる。ジイソシアナ一トとしてはたとえばアルキルジイソシアナ一トゃフエ二レンジィソシアナ一ト類を用いることができる。また、生体物質捕捉用プローブ結合用にはジイソシアナ一ト類かジァミン類の側鎖に第 3の官能基を導入したモノマーを用いればよい。

例えば、ジァミン類の側鎖に第 3の官能基としてカルボキシル基を導入したモノマーを用いる。これを基板表面で重合させると、ジイソシァナート類とジァミン類が交互に結合したポリマーが得られる。よって第 3の官能基としてのカルボキシル基はジィソシアナート類とジアミン類からなる 2量体ュニットのジアミン部分の側鎖に存在することになる。このため、第 3の官能基を介してポリマー上に一定間隔で生体物質捕捉用プローブを固定することが可能となる。このときの重合生成薄膜はポリ尿素ということになる。重合条件に関しては、既存の真空蒸着法を用いることができるジィソシアナ一ト類とジァミン類の主鎖の長さを調製することで導入するカルボキシル基（第 3の官能基）の間隔を調製できる。また、これにより、従来は表面に官能基（第 3の官能基）を導入することが困難であった金や白金などの電極上にも自在に官能基を持つ薄膜を形成する;！とができる.。 ·.

基板上に導入したカルボキシル基に対してカルポジィミド系の活性化剤を用いてアミノ基（第 4の官能基）を有する生体物質捕捉用プローブを直接固定することができる。あるいは、この側鎖カルボキシル基にジシク口へキシルカルポジィミド系の活性化剤存在下でエチレンジァミンを反応させると、高収率で側鎖カルボキシル基に一級ァミン残基を導入することができる。すなわち基板表面には一級アミンがほぼ一定間隔で並んだ状態となる。次に Nucleic Acids Research, 27, 1970-1977(1999) および CHEMBI0CHEM2, 686 - 694 (2001)記載の 1， 4一フエ二レンヂイソチオシアナ一トで一級ァミンを修飾し、表面にイソチオシアナ一ト基を導入する。最後に 5 ' 末端にアミノ基（第 4の官能基）を有する DNA プローブ（スぺーサ一部： ₅ ' 末端側 1 0塩基プラスターゲットの c D NAと反応する部分：平均 3 2塩基長）を反応させる。この反応条件は上記文献に詳しい。上記方法で DN Aプローブが約 9 nm間隔で固定された基板が得られる。このように、本発明に使用される.「第 3の官能基」は、一種類の残基からなるものに限定されず、複数種の残基の結合または組み合わせから形成される反応性残基をも意味するものとする。

カルボキシル基をもつポリ尿素を基板上に形成する例のほか、側鎖にプローブとなるポリヌクレオチドゃぺプチドなどを固定できるような反応基を導入できる残基を周期的に持つポリマーであればいずれも利用することができる。たとえば、 2種のモノマーの組み合わせが R — C二 0-0-0 = C- R₂-^R ₁ -C = 0- 0- 0 = C - R₂- C = 0- 0- 0 = C -R 3 (R Rgは任意の残基）の構造を有する酸無水物と NH ₂— R ₅— NH₂ (R ₅は任意の残基）の構造を有するジァミンモノマーで、 R ₅にカルボキシル基を有するジァミノフエ-ル酢酸モノマーを用いることができる。酸無水物としては、 4 , 4 ' —へキサフルォロイソプロピリデンビスフタル酸無水物のような構造のものを用いることがでさる。

このようなポリマーは、すなわちポリイミドである。ポリイミドはー般的にこのよ.うなビス無水フタル酸とビスァミノ化合物を用いる。あるいは、たとえば長カルボキシル基を有するジァミノフエニル酢酸あるいは 1， 1 0—ジァミノデカンのような脂肪族ジァミンの脂肪族位置に力ルボン酸残基を有するモノマーとジ酸クロリドモノマーであるテレフタロイルジク口リドを蒸着重合により基板上に膜形成を行うポリアミドを利用することができる。プローブ固定用には長鎖脂肪族ジァミンに各種反応性残基を導入しておけばよい。蒸着重合としては既存の方法、たとえば、 Jpn. J . Appl. Phys. 33, L1721-L1724 (1994) ^ Thin Solid Films, 215， 94-97 (1992)記載の方法に準じて、使用するモノマーの気化条件を考慮して行えばよい。以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図 1は本発明を実行するに好適な生体物質解析チップの 1例を示す図である。図 1 (A) は本発明の一実施形態にかかる生体物質解析チップを示す平面図、図 1 (B) は図 1 (A) の A— A位置で矢印方向に見た断面図である。

この生体物質解析チップ 1 0 0は、ガラス基板 1の上面に親和性官能基を固定するためのポリマー薄膜層 2 1を作成する。ポリマー層 2 1の上にはテフロン（登録商標）層 2 2がプリントされている。したがって表面に出ているポリマー層 2 1は図の 2 3のような区画となっている。この区画は 5 0 X 5 0 μ mで細胞 1個を収納できる。ポリマー薄膜層 2 1の上には生体物質捕捉用プローブとしてポリ T (T 3 0) を固定し、 m R N Aを網羅的に捕捉するようにすることができる。あるいは、上記「発明の開示」に記載した D N Aプローブ（スぺーサ一部： 5，末端側 1 0塩基 +ターゲットの m R N Aないし c D Aと反応する部分：平均 3 2塩基長）を固定することで特定の m R N Aあるいは c D N Aを捕捉するようなチップを得ることができる。もちろん通常の D N Aチップのように複数の D N Aプローブをスポットした構造とする。ポリマー層 2 1の周りには、必要に応じて、試料溶液の周辺への流出を防止するための仕切り 5が存在する。仕切り 5は樹脂などで構成され得る。

まず、基板 1 の上面に形成する親和性官能基を固定するためのポリマ一薄膜層について説明する。ポリマー薄膜層 2 1は第 1のモノマーとしてアルキルジィソシアナ一トと第 2のモノマーとしてジァミノフエ-ル酢酸を等モル比で反応させ重合させる。すなわちポリマー薄膜としては尿素樹脂薄膜ということになる。アルキルジィソシアナ一トとしては、例えば、へキサメチレンジイソシアナ一トを用いることができる。また、第 3の官能基は第 2のモノマーであるジァミノフヱニル酢酸のカルボキシル基ということになる。重合条件に関しては、既存の真空蒸着法を用いることができる。

このようにして基板上に形成したポリ尿素薄膜 2 1はアルキルジィソシアナ一トとジァミノフエニル酢酸モノマーが交互に反応して形成する構造のため、側鎖のカルボン酸基が比較的そろった間隔で存在することになる。アルキル基の長さを調製することで導入するカルボキシル基の間隔を調製できる。また、これにより、従来は表面に官能基を導入することが困難であった金や白金などの電極上にも官能基を持つ薄膜を形成することができる。基板上に導入したカルボキシル基に対してカルポジイミド系の活性化剤を用いて第 3の官能基としてアミノ基を有するプローブを直接固定してもよい。あるいは、この側鎖カルボキシル基にジシク口へキシルカルボジィミド系の活性化剤存在下でエチレンジァミンを反応させると、高収率で側鎖カルボキシル基に一級ァミン残基を導入することができる。すなわち基板表面には一級ァミンがほぼ一定間隔で並んだ状態となる。

次に Nuclei c Ac i ds Research, 27, 1970-1977 (1999) および CHEMBI0CHEM2, 686- 694 (2001)記載の 1， 4一フエ二レンヂイソチオシアナ一トで一級ァミンを修飾し、表面にィソチオシアナ一ト基を導入する。最後に 5 ' 末端にァミノ基を有するポリ T ( T 3 0 ) を反応させる。この反応条件は上記文献に詳しい。上記方法でポリ Tが約 9 n m間隔で固定された基板が得られる。

本実施形態では、カルボキシル基をもつポリ尿素を基板 1上に形成して用いたが、このほかにも、側鎖にプローブとなるポリヌクレオチドやペプチドなどを固定できるような反応基を導入できる残基を周期的に持つポリマーであれば利用することができる。たとえば、 2種のモノマーの組み合わせが — C = 0— O— 0 = C— R ₂— R ₃— C =〇一 O— O = C一 R ₄の構造を有する酸無水物（R i〜R ₄は任意の残基）と N H ₂ 一 R ₅— N H ₂の構造を有するジァミンモノマー（R ₅は任意の残基）で、 R 5にカルボキシル基を有するジアミノフエニル酢酸モノマーを用いることができる。酸無水物としては、 4， 4 ' 一へキサフルォロイソプロピリデンビスフタル酸無水物のような構造のものを用いることができる。このようなポリマーは、すなわちポリイミドである。ポリイミドは一般的にこのようなビス無水フタル酸とビスアミノ化合物を用いる。あるいは、たとえばカルボキシル基を有するジァミノフエニル酢酸あるいは 1 , 1 0—ジァミノデカンのような脂肪族ジァミンの脂肪族位置にカルボン酸残基を有するモノマーとジ酸クロリドモノマーであるテレフタロイルジク口リドを蒸着重合により基板上に膜形成を行うポリアミドを利用することができる。プローブ固定用には長鎖脂肪族ジァミンに各種反応性残基を導入しておけばよい。蒸着重合としては既存の方法、たとえば、 Jpn. J . Appl. Phys. 33， L1721-L1724 (.1994) や Thin Sol i d Fi lms, 215， 94-97 (1992)記載の方法に準じて、使用するモノマーの気化条件を考慮して行えばよい。

図 2 ( A ) は、基板 1 の上面に蒸着重合で形成された第 1 のモノマーとしてァノレキルジィソシアナ一トと第 2のモノマーとしてジァミノフエニル酢酸を等モル比で反応させ重合させたポリマー薄膜層 2 1の断面構造を示す模式図であり、図 2 ( B ) は、ポリマー薄膜層 2 1の平面構造を示す模式図である。

ポリマー薄膜層 2 1は、第 1のモノマー部分 2 2 と第 2のモノマー部分 2 3が、第 1のモノマー部分 2 2の第 1の官能基 2 4と第 2のモノマ一部分 2 3の第 2の官能基 2 5 とがお互いに連結し、交互に重合した二つのモノマーの連鎖構造となっている。第 2のモノマー部分 2 3には側鎖として第 3の官能基 2 6が存在する。ポリマー層薄膜 2 1は基板表面との間での弱い結合 2 7 と、基板 1のガラス表面のシラノール基とポリマー側の官能基のパイ電子がごく一部分で共有結合した状態 2 8でアン力リングしていると推定される。図 2 ( B ) を参照して分かるように、第 1のモノマー部分 2 2の第 1の官能基 2 4と第 2のモノマ一部分 2 3 の第 2の官能基 2 5 とがお互いに連結し、交互に重合した二つのモノマ一の連鎖構造は、全てが、平行に整然と並ぶわけではないので、第 3の官能基 2 6力 S、均等に、整然と配列されるわけではない。すなわち、図 2 ( B ) に示すように、反転したもの、傾いたものが混在する。しかし、第 3の官能基 2 6を有する第 2のモノマー部分 2 3は、第 1のモノマー部分 2 2を介在させて配列されることになるので、第 3の官能基 2 6力むやみに集まったり、閑散と分布してしまったりすることは防止できる。図 3は、基板 1の表面に形成されたポリマー薄膜層 2 1の第 3の官能基 2 6と D N Aプローブ 3 1の 5 ' 末端部分 3 2の第 4の官能基 3 3とが結合する様子を模式的に示す図である。官能基 3 3は、アミノ基、力ルポキシル基などで構成される。例えば、官能基 2 6がカルボキシル基である場合には、官能基 3 3は、ァミノ基が使用され得る。あるいは、例えば、官能基 2 6がァミノ基である場合には、官能基 3 3は、カルボキシル基が使用され得る。第 3の官能基および第 4の官能基の組み合わせはここに例示したものに限定されない。ここで、ポリマー薄膜層 2 1 は、第 1のモノマー 2 2と第 2のモノマー 2 3が交互に重合しているので、分子レベルで見ると第 2のモノマー 2 3の側鎖である第 3の官能基 2 6の間隔はほぼ一定となり、したがって第 3の官能基 2 6に結合する D N Aプローブ 3 1もほぼ一定間隔となる。もちろんポリマー鎖同士の 2次元的な広がりも考える必要があるが、側鎖のカルボキシル基（図 2 (A) では第 3の官能基 2 6に相当）のマイナス荷電の反発力により、図 2 (B) に示すように、異なる鎖の間隔もほぼ一定となることが期待できる。

図 4は、図.1 — 3に示す基板を甩いて、 mR N Aを検出する工程を示す図である。図 4 (A)は基板 1の上面のポリマー薄膜層 2 1の上面に、例えば、細胞を破砕して得られた試料溶液 4 1を配し、試料溶液 4 1中には mRNA4 3やタンパク質 4 5が分散した様子を模視的に示す断面図である。溶液 4 1はいわゆる P B Sで E D T Aは含まないものを使用する。基板 1の上面のポリマー薄膜層 2 1の表面にプローブ 3 1が固定されている。ここではプローブ 3 1はポリ Tからなるものを使用する。 mRN Aが測定対象であるので液滴'中に細胞浸透性の RN a s eインヒビターを予め入れておき、 mR N Aの分解を極力防ぐ。

図 4 (B) は、図 4 (A) の状態から時間が経過した状態を模視的に示す図である。時間が経過するのに応じて、 mRNA4 3は基板上のポリ Tプローブ 3 1にハイプリダイズする。 m R N Aのハイブリダイゼーションによる基板表面のポリ Aプローブへの捕捉には 4時間程度を要する。

図 4 (C) は、基板 1の上面のポリマー薄膜層 2 1の上面のポリ Tプローブ 3 1に捕捉された mRN A群 4 3を識別する方法を説明する図である。まず、図 4 (B) に示すポリ Tプローブ 3 1に捕捉された mRN A群を有する基板 1を 0. 5 % S D Sと 0. l MのN a C l を含む5 0 mMリン酸緩衝液 p H 7. 4で洗浄し、基板 1上のポリ Tプローブ 3 1 にハイブリダィズしなかった物を除去する。次いで、ポリ Tプローブ 3 1にハイブリダィズした mR N A群 4 3は、種々の異なったものがあるので、これを識別するための標識プローブの混合溶液 5 1を添加する。ここでは、標識プローブとしては異なる粒子径の金ナノ粒子に異なる D N A配列を持つ DN Aプローブを結合させたものを用いる。図では模式的に粒径が 5 n mの金ナノ粒子 5 3で標言龍した D N Aプローブ 6 3、 1 0 n mの金ナノ粒子 5 4で標識した D N Aプローブ 6 4、 1 5 n mの金ナノ粒子 5 5で標識した DN Aプローブ 6 5の 3種を含む溶液 5 1を基板上に加えた状態を表す。金ナノ粒子標識 D N Aプローブの非特異的な吸着を防ぐために、溶液 5 1は 0. 5 % S D Sと 0. 1 Mの N a C l を含む 5 0 mM.yン酸緩衝液 p H 7. 4の組成としている。

1時間 4 5 °Cでインキュベーションした後、同一の緩衝液で洗浄後、さらに 1 0 mMの N a C 1 を含むクェン酸緩衝液 p H 7で洗浄する。この状態で基板上には、ポリ Tプローブ 3 1にハイブリダィズした m R N A群とポリ Tプローブ 3 1に捕捉された各 niR N Aにハイブリダイズした標識プローブ 6 3， 6 4， 6 5が 3体結合した状態になっている。標識プローブ 6 3， 6 4 , 6 5には、走査型電子顕微鏡や操作型原子間力顕微鏡で容易に識別できる粒子径の'異なる金ナノ粒子標識物 5 3、 5 4、 5 5が結合している。したがって、金ナノ粒子 5 3、 5 4、 5 5を、粒子径を区別しながらカウントすることで、基板 1上のポリ Tプローブ 3 1に捕捉された mRN Aの種類と量を測定することができる。

区画 2 1は 5 Χ 5 μ πιと微小なため、そこに固定できるプローブ数としては限られた数となってしまう。' 各区画ごとのプローブ固定量を一定に保とうとすると、基板表面の状態に固定量が依存するような方法は取ることができない。本方法を用いることで、基板表面のプローブ分子間隔をほぼ 9 n mに保つことができる。このため 5 X 5 μ m程度のスポットでのプローブ固定量のばらつきは従来法の C V= 3 0 %程度から本発明により C V = 7 %程度まで少なくすることができる。次に、本発明の一実施形態による識別能力について説明する。

基板 1の上面のポリマー薄膜層 2 1の表面にプローブ 3 1が固定されるが、プロープ 3 1 としてポリ Tを用いることとし、通常の D NAチップの様に複数の配列の D N Aプローブをポリマー薄膜層 2 1の表面にスポットして用いる例を考える。すなわち、上述したようにして調製したイソチオシアナ一ト残基がほぼ一定間隔になるように配された表面にィンクジエツト装置を用いて各プロープをスポットする。スポットの大きさは 1 μ m ψ とし、各スポットが 2 mピッチで並んでいるとする。また、各スポットに 3種類の捕捉用 D N Aプローブをミクスチヤ一として固定し、各々捕捉用プロ一ブに対応する検出用の D N Aプローブに上述のように 3種類の異なる粒子径のナノ粒子を標識したものを用いるとする。

図 5 (A) に本発明を用いる 3種類の DN Aプローブを同一スポット位置に固定し、スポットごとに異なる D N Aプローブを固定した D N A マイクロアレイの例を断面図で示す。基板 1の上には蒸着重合で作成した反応性残基がほぼ等間隔で並んだ層 2 1の活性基を利用して 3種のプローブ 9 2— 1 , 9 2 - 2 , 9 2— 3のグループと、これらとは異なる 3種のプローブ 9 3— 1 , 9 3 - 2·, 9 3— 3がスポットエリア 9 2 と 9 3に別個に固定されている。試料混合液 9 1 を添加して 2時間 5 0°C でィンキュベーションする。試料混合液 9 1は 1本鎖状態の c D N A混合物で、たとえば白血球由来の mR N A混合物を逆転写して得たものである。溶媒は 0. 5 % S D Sを含む 5 0 mMのリン酸緩衝液（p H 7. 4) である。反応終了後、 0. 5 % S D Sを含む 5 0 mMのリン酸緩衝液（ p H 7. 4 ) で洗浄する。

図 5 (B) に基板上の層 2 1の表面のプローブに c DNAが捕捉された状態を（示す。異なる c DNA 1 0 2— l， 1 0 2— 2, 1 0 2— 3 がスポットエリア 9 2の対応する D N Aプローブにハイプリダイズ、 c DN 1 0 3— 2 , 1 0 3— 3がスポットエリア 9 3の対応するプローブにハイブリダィズしている。スポット 9 3のプローブ 9 3 - 1に対応している c D N Aは試料中に存在しないケースで、このためいずれのスポットエリァにもハイブリダイズした痕跡は見られない。

図 5 (C) に、基板上の層 2 1の表面のプローブに捕捉された c DN Aが 3種の異なる粒子径 5、 1 0、 1 5 mの金ナノ粒子を標識した第 2の DNAプローブ 1 1 2— 1 , 1 1 2— 2， 1 1 2— 3、 1 1 3— 1、 1 1 3— 2、 1 1 2— 3 と反応させるためにリン酸緩衝液 9 5を添加した状態を示す。第 2の D N Aプローブはそれぞれ 1本鎖 c D N A 1 0 2 一 1， 1 0 2— 2， 1 0 2— 3 , 1 0 3— 1， 1 0 3— 2， 1 0 3— 3 に相補な配列を有する（ c DNA 1 0 3— 1は試料中に含まれないので図には描かれていない）。反応は 0. 5 % S D Sを含む 5 0 mMのリン酸緩衝液（P.H 7. 4) 9 5中で、； 5 5°Cで 3 0分間行う。金ナノ粒子標識 DN Aプローブの混合液は予め 9 0°C 5秒加熱し、 5 5 °Cに冷却して直ちに基板上に滴下する。 0. 5 % S D Sを含む 5 0 mMのリン酸緩衝液（ p H 7. 4 ) で洗浄する。

図 5 (D) に、基板上の各スポットエリアに c DNA配列に従い金ナノ粒子 1 1 2— 1 , 1 1 2 - 2 , 1 1 2 - 3 , 1 1 3— 2， 1 1 3— 3 で標識した D N Aプローブがハイブリダィズした状態を示す。操作型電子顕微鏡か原子間力顕微鏡で基板表面をスキャンして、各スポットエリァに結合している金ナノ粒子を粒径別に力ゥントする。

区画 2 1は 5 X 5 μ mと微小なため、そこに固定できるプロ一ブ数としては限られた数となってしまう。各区画ごとに 3種類のプローブを固定しょうとすると更に固定量のばらつき変動が大きくなる。本方法を用いることで、基板表面のプローブ分子間隔をほぼ 9 nmに保つことができる。 3種類のプローブを固定すると、 5 X 5 μ m程度のスポットでのプローブ固定量のばらつきは従来法の CV= 4 0%程度から本発明により C V = 1 0 %程度まで少なくすることができる。

以上、本発明の例示的実施形態を説明したが、種々の変更、改変、および改良が当業者に容易に想起される。上記は、本発明の原理を例示的に示したものに過ぎず、当業者であれば、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、様々な改変を為し得る。産業上の利用可能性本発明により、細胞内発現している mRN Aゃタンパク質を分子レべルで検出できるようになる。本発明は、細胞ないし細胞集合体である組織で発現している遺伝子産物である mRN Aないしタンパク質を定量的に計測するための生体物質解析チップ、生体物質解析キットおよび生体物質解析方法等として有用である。

Claims

請求の範囲

1. 基板と、該基板の一つの表面に所定の生体物質の捕捉用残基（第 3 の官能基）を有する固体チップであり、前記基板の一つの表面に 2種類のモノマーを重合させて調製するポリマー層を有し、前記ポリマー層の内、第 1の官能基を 2箇所に有する第 1のモノマーと重合用の第 2の官能基を 2箇所に有する第 2のモノマーを実質的に交互に配するように重合した構造で、前記第 1のモノマ ^および前記第 2のモノマーの片方に第 3の官能基を持つ構造であることを特徴とする生体物質解析チップ。

2. 前記第 1のモノマーと第 2のモノマーの組み合わせが N C S— Rェ一 NC S (R iは任意の残基）の構造を有するジイソシアナ一トモノマ一と NH₂— R₂— NH₂ (R₂は任意の残基）の構造を有するジァミンモノマーでポリマー層とがポリ尿素ある請求項 1記載の生体物質解析チップ。

3. 前記第 1のモノマーと第 2のモノマーの組み合わせが R _ C = O 一 O— 0 = C— R₂あるいは — C = 0— O— 0 = C— R₂_ C = 0— 0-0 = C -R₃ (R 〜 ₃は任意の残基）の構造を有する酸無水物と NH₂ - R ₅ -NH ₂ (R ₅は任意の残基）の構造を有するジァミンモノマーで、ポリマー層がポリアミドないしポリイミドある請求項 1または請求項 2記載の生体物質解析チップ。

4. 前記第 3の官能基がカルボキシル基である請求項 1ないし請求項 3 のいずれかに記載の生体物質解析チップ。 .

5. 前記カルボキシル基にィソチオシァン酸が導入された構造である請求項 4記載の生体物質解析チップ。

6. 前記カルボキシル基にジァミン類を反応させて固体チップ表面にァミンを導入し、前記固体表面に導入したアミンにヂィソチオシアナート類を反応させて固体チップ表面にィソチオシアナ一ト残基を導入した構造の請求項 4または請求項 5記載の生体物質解析チップ。

7. 所定の生体物質の捕捉用残基（第 3の官能基）を有する固体チップ、前記固体チップ表面に 2種類のモノマーを重合させて調製するポリマー層を有し、少なくても前記ポリマー層が重合用の前記 2つのモノマ一の内第 1 の官能基を 2箇所に有する第 1 のモノマーと重合用の第 2の官能基を 2箇所に有する第 2のモノマーを実質的に交互に配するように重合した構造で、前記 2つのモノマーの内少なくとも 1種のモノマーに第 3の官能基を持つ構造で、前記第 3の官能基に所定の生体物質を捕捉するための分子（生体物質捕捉用プローブ）が共有結合で固定した細胞構成物質解析チップと、前記第 3の ,官能基に固定した分子に捕捉された所定の生体物質に結合し該所定の生体物質を特定するための標識物を含む生体物質とを有することを特徴とする生体物質解析キット。

8 . 前記標識物が 5から 3 0 0 n mのナノ粒子からなる請求項 7記載の生体物質解析キット。

9 . 所定の生体物質の捕捉用残基（第 3の官能基）を有する固体チップ力前記固体チップ表面に 2種類のモノマーを重合させて調製するポリマー層を有し、少なくても前記ポリ'マー層が重合用の前記 2つのモノマ一の内第 1 の官能基を 2箇所に有する第 1 のモノマーと重合用の第 2の官能基を 2箇所に有する第 2のモノマーを実質的に交互に配するように重合した構造で、前記 2つのモノマーの内少なくとも 1種のモノマーに第 3の官能基を持つ構造で、前記第 3の官能基に所定の生体物質を捕捉するための分子（生体物質捕捉用プローブ）が共有結合で固定した細胞構成物質解析チップの表面上の空間に生体物質を含む緩衝液を添加する工程、前記細胞構成物質解析チップ表面に存在し共有結合で固定された生体物質を捕捉するための分子で所定の生体物質を捕捉する工程、該所定の生体物質と結合し該所定の生体物質を特定するためのナノ粒子で標識された生体物質を結合する工程、細胞構成物質解析チップの表面に固定されるナノ粒子を計数する工程、からなることを特徴とする生体物質解析法。

1 0 . 生体物質捕捉用プローブを備えた基板を含む生体物質解析用チップであって、第 1のモノマ一およぴ第 2のモノマーから形成される 2量体のュニットを含むポリマーを含むポリマー層を基板の表面に備え、

生体物質捕捉用プローブが、前記第 1のモノマーまたは前記第 2のモノマーに結合している、生体物質解析用チップ。

1 1. 前記ポリマー層が、ポリ尿素、ポリアミドまたはポリイミドを含む、請求項 1 0に記載の生体物質解析用チップ。

1 2. 前記第 1のモノマーが 2つの第 1の官能基を備え、前記第 2のモノマーが 2つの第 2の官能基を備えており、

前記第 1のモノマーの第 1の官能基の 1つと前記第 2のモノマーの第 2の官能基の 1つとが結合することによって、前記 2量体が形成され、前記 2量体の残りの第 1の官能基または残りの第 2の官能基が、それぞれ別の 2量体の第 2の官能基または第 1の官能基と結合することによつて、前記ポリマーが形成される、請求項 1 0に記載の生体物質解析用チップ。

1 3. 前記第 1の官能基がイソシァ'ナート基であり、前記第 2の官能基がァミノ基である、請求項 1 2に記載の生体物質解析用チップ。

1 4. 前記第 1のモノマーが NC S— R — NC S は任意の残基）の構造を有するジィソシアナ一トモノマーであり、前記第 2のモノマ一が NH₂— R ₂— NH₂ (R ₂は任意の残基）の構造を有するジァミンモノマーである、請求項 1 3に記載の生体物質解析用チップ。

1 5. 前記第 1のモノマーが — C = 0— O— 0 = C— R₂あるいは R ₁ -C = 0- 0- 0 = C- R₂-C = 0- 0- 0 = C- R₃ (R₁〜R₃は任意の残基）の構造を有する酸無水物であり、前記第 2のモノマーが N H₂-R₅-NH₂ (R ₅は任意の残基）の構造を有するジァミンモノマ一である、請求項 1 0に記載の生体物質解析用チップ。

1 6. 前記第 1のモノマーまたは前記第 2のモノマーが、第 3の官能基をさらに備え、

前記第 3の官能基を介して、前記生体物質捕捉用プローブが前記第 1 のモノマーまたは前記第 2のモノマーに結合している、請求項 1 0〜 1 5のいずれかに記載の生体物質解析用チップ。

1 7 . 前記第 3の官能基が、カルボキシル基である、請求項 1 6に記載の生体物質解析用チップ。

1 8 . 前記第 3の官能基が、アミノ基である、請求項 1 6に記載の生体物質解析用チップ。

1 9 . 前記生体物質捕捉用プローブがそれに結合した第 4の官能基を含み、前記第 4の官能基と前記第 3の官能基とが結合することによって、前記生体物質揷捉用プローブが前記第 1のモノマーまたは前記第 2のモノマーに結合している、請求項 1 6〜 1 8のいずれかに記載の生体物質解析用チップ。

2 0 . 前記生体物質捕捉用プローブが、ポリヌクレオチド、ポリぺプチド、または抗体である、請求項 1 0〜 1 9のいずれかに記載の生体物質解析用チップ。

2 1 . 前記ポリマー層を含む生体物質解析用エリアが、前記基板上にァレイ状に形成されている、請求項 1 ' 0〜 2 0のいずれかに記載の生体物質解析用チップ。

2 2 . 請求項 1 0〜 2 1のいずれかに記載の生体物質解析用チップ、および前記生体物質捕捉用プローブに結合した生体物質を標識するための標識物質を含む、生体物質解析用キット。

2 3 . 前記標識物質が、粒径が 5〜 3 0 0 n mの範囲の金ナノ粒子を含む、請求項 2 2に記載の生体物質解析用キット。

2 4 . 請求項 1 0〜 2 1のいずれかに記載の生体物質解析用チップを用いて生体物質を解析する工程を含む、生体物質解析方法。

2 5 . 請求項 1 0〜 2 1のいずれかに記載の生体物質解析用チップの前記ポリマー層に、生体物質を含む試料溶液を接触させる工程、

前記ポリマー層に捕捉された生体物質を標識する工程、および前記標識された生体物質を検出または定量する工程、

を含む、請求項 2 4に記載の方法。