(57)【要約】【課題】ハイブリダイゼーション後にシグナル強度を低下させることなく測定を行うことができる化学処理用カートリッジおよびその使用方法を提供する。【解決手段】外部から与えられた力による変形により内容物を封止又は移動させて化学処理を行わせる化学処理用カートリッジ１である。カートリッジ１には、マイクロアレイが収容されるウェル１６と、ウェル１６に流路を介して接続され、核酸物質が収容されるウェル１４と、ウェル１６に流路を介して接続され、核酸物質を洗浄するための洗浄液が収容されるウェル１１〜１３と、が設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から与えられた力による変形により内容物を封止又は移動させて化学処理を行わせる化学処理用カートリッジにおいて、
マイクロアレイが収容される第１のウェルと、
前記第１のウェルに流路を介して接続され、核酸物質が収容される第２のウェルと、
前記第１のウェルに流路を介して接続され、前記核酸物質を洗浄するための洗浄液が収容される第３のウェルと、
が設けられることを特徴とする化学処理用カートリッジ。
【請求項２】
外部から与えられた力による変形により内容物を封止又は移動させて化学処理を行わせる化学処理用カートリッジの使用方法において、
前記化学処理用カートリッジに外力を与えることにより、マイクロアレイが収容された前記化学処理用カートリッジの第１のウェルに、前記第１のウェルに流路を介して接続された前記化学処理用カートリッジの第２のウェルから、当該流路を介して核酸物質を導入するステップと、
前記核酸物質が導入された前記第１のウェル内において、前記マイクロアレイに対するハイブリダイゼーションを行わせるステップと、
前記ハイブリダイゼーションの後、前記化学処理用カートリッジに外力を与えることにより、前記第１のウェルに、前記第１のウェルに流路を介して接続された前記化学処理用カートリッジの第３のウェルから、当該流路を介して洗浄液を導入するステップと、
前記洗浄液の導入後、前記マイクロアレイを前記化学処理用カートリッジの外部から測定するステップと、
を備えることを特徴とする化学処理用カートリッジの使用方法。
【請求項３】
前記洗浄液の一価の陽イオン濃度が１００ｍＭ以上であることを特徴とする請求項２に記載の化学処理用カートリッジの使用方法。
【請求項４】
前記洗浄液として０．５倍濃度以上のＳＳＣ溶液を用いることを特徴とする請求項２に記載の化学処理用カートリッジの使用方法。
【請求項５】
前記洗浄液に界面活性剤が含まれていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の化学処理用カートリッジの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から与えられた力による変形により内容物を封止又は移動させて化学処理を行わせる化学処理用カートリッジおよびその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光物質等の標識が固定化されたプローブＤＮＡが配列されたＤＮＡチップ（マイクロアレイ）を用いてハイブリダイゼーションを行わせ、ＤＮＡを検出する場合には、以下の手順での作業が必要となる。
（１）カバーガラス等でＤＮＡチップとプローブＤＮＡの間に空間を作る。
（２）カバーガラスとスライドのギャップにターゲットＤＮＡ溶液を導入し、プローブＤＮＡと接触させる。ターゲットＤＮＡは、ハイブリダイゼーションが起こりやすい環境の溶媒、例えば、５×ＳＳＣ（standard saline citrate）の溶媒中に溶解している。
（３）恒温槽内にて、例えば、４０℃、３０分間程度静置させる。これにより、プローブＤＮＡと相補的なターゲットＤＮＡがハイブリダイズして二本鎖を形成する。
（４）カバーガラスを外し、複数用意された洗浄液中で、高い濃度から順に未反応のターゲットＤＮＡを洗い流す。ＤＮＡチップの乾きムラを防止するために、最終的に０．０５〜０．２×ＳＳＣ程度の、反応時よりも大幅に低い塩濃度の洗浄液で洗浄し、乾燥させる。
（５）乾燥後のＤＮＡチップを蛍光読取装置等の検出器で測定することで、ハイブリダイゼーション後に洗い流されなかったターゲットＤＮＡを検出する。
【特許文献１】再公表特許公報  Ｗ０２００６／０８３０４０号公報
【特許文献２】特開２００４−２２６０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の方法では、ハイブリダイゼーション反応後、測定の前にＤＮＡチップを乾かす必要がある。その際に、正確な測定を行うためには乾かしムラを防止しなければならない。しかし、前記の塩濃度の液を乾燥させると、ＤＮＡチップ表面に塩が析出してしまい、大きな乾かしムラとなる。そのため、一般にハイブリダイゼーション反応時よりも１／１０以下の塩濃度の洗浄液により洗われた後にＤＮＡチップを乾かす。しかし、低い塩濃度の洗浄液での洗浄時に、プローブＤＮＡとハイブリダイゼーションしていたターゲットＤＮＡが一部脱落してしまう場合があり、検出シグナルの強度が低下してしまうことがある。
【０００４】
本発明の目的は、ハイブリダイゼーション後にシグナル強度を低下させることなく測定を行うことができる化学処理用カートリッジおよびその使用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の化学処理用カートリッジは、外部から与えられた力による変形により内容物を封止又は移動させて化学処理を行わせる化学処理用カートリッジにおいて、マイクロアレイが収容された第１のウェルと、前記第１のウェルに流路を介して接続され、核酸物質が収容される第２のウェルと、前記第１のウェルに流路を介して接続され、前記核酸物質を洗浄するための洗浄液が収容される第３のウェルと、が設けられることを特徴とする。
この化学処理用カートリッジによれば、洗浄液による洗浄後、マイクロアレイを化学処理用カートリッジの外部から測定することができるので、乾燥によるムラを防止できるとともに、低い塩濃度の洗浄液によるターゲットＤＮＡの脱落を防止できる。
【０００６】
本発明の化学処理用カートリッジの使用方法は、外部から与えられた力による変形により内容物を封止又は移動させて化学処理を行わせる化学処理用カートリッジの使用方法において、前記化学処理用カートリッジに外力を与えることにより、マイクロアレイが収容された前記化学処理用カートリッジの第１のウェルに、前記第１のウェルに流路を介して接続された前記化学処理用カートリッジの第２のウェルから、当該流路を介して核酸物質を導入するステップと、前記核酸物質が導入された前記第１のウェル内において、前記マイクロアレイに対するハイブリダイゼーションを行わせるステップと、前記ハイブリダイゼーションの後、前記化学処理用カートリッジに外力を与えることにより、前記第１のウェルに、前記第１のウェルに流路を介して接続された前記化学処理用カートリッジの第３のウェルから、当該流路を介して洗浄液を導入するステップと、前記洗浄液の導入後、前記マイクロアレイを前記化学処理用カートリッジの外部から測定するステップと、を備えることを特徴とする。
この化学処理用カートリッジの使用方法によれば、洗浄液の導入後、マイクロアレイを化学処理用カートリッジの外部から測定するので、乾燥によるムラを防止できるとともに、低い塩濃度の洗浄液によるターゲットＤＮＡの脱落を防止できる。
【０００７】
前記洗浄液の一価の陽イオン濃度が１００ｍＭ以上であってもよい。
【０００８】
前記洗浄液として０．５倍濃度以上のＳＳＣ溶液を用いてもよい。
【０００９】
前記洗浄液に界面活性剤が含まれていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の化学処理用カートリッジによれば、洗浄液による洗浄後、マイクロアレイを化学処理用カートリッジの外部から測定することができるので、乾燥によるムラを防止できるとともに、低い塩濃度の洗浄液によるターゲットＤＮＡの脱落を防止できる。
【００１１】
本発明の化学処理用カートリッジの使用方法によれば、洗浄液の導入後、マイクロアレイを化学処理用カートリッジの外部から測定するので、乾燥によるムラを防止できるとともに、低い塩濃度の洗浄液によるターゲットＤＮＡの脱落を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明による化学処理用カートリッジの一実施形態について説明する。
【００１３】
図１（ａ）は本実施形態の化学処理用カートリッジの構成を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＩｂ−Ｉｂ線断面図である。
【００１４】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、本実施形態の化学処理用カートリッジ１は、基板１Ａと、基板１Ａよりも柔軟なシリコンゴム等の弾性体からなるカバー１Ｂとから構成される。基板１Ａおよびカバー１Ｂは所定の接着パターンで互いに接着され、非接着部分における基板１Ａおよびカバー１Ｂ間の内部空間として、後述するウェルおよび流路が形成される。
【００１５】
図１（ａ）に示すように、ウェル１１〜１３は、流路を介して順次、直列に接続されるとともに、ウェル１６にはウェル１３およびウェル１４が、それぞれ流路を介して接続されている。また、ウェル１６およびウェル１５も流路を介して互いに接続されている。
【００１６】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ウェル１６にはＤＮＡチップ２が収容されている。ＤＮＡチップ２の表面には、蛍光物質等の標識が固定化されたプローブＤＮＡのサイト２１が配列されている。
【００１７】
化学処理用カートリッジ１の内部空間に内容物が存在する領域では、内容物による内圧によりカバー１Ｂが弾性変形し、図１（ｂ）に示すようにカバー１Ｂの一部が基板１Ａから離れる。例えば、図１（ｂ）では、ウェル１６およびウェル１５の領域に内容物が存在する場合を示している。内容物がなくなるとカバー１Ｂが元の形状に戻り、カバー１Ｂが基板１Ａに密着する。図１（ｂ）は送液を行っている状態を示しており、ウェル１６、および流路１５に液体が存在しているため、その領域でカバー１Ｂが基板１Ａから離れている。
【００１８】
次に、本実施形態の化学処理用カートリッジの使用例を説明する。
【００１９】
図２（ａ）は、ウェル１１〜１３のそれぞれに洗浄液として１×ＳＳＣ溶液を、ウェル１４にターゲットＤＮＡをそれぞれ導入した状態を示している。ウェル１１〜１３への洗浄液の導入およびウェル１４へのターゲットＤＮＡの導入は、それぞれ注射針等を用いて化学処理用カートリッジ１の側面から行うことができる。注射針等を通す細孔を予めカートリッジ１に形成してもよい。ただし、ウェル１１〜１３への洗浄液の導入は注射針等によらず、カートリッジ１の製造時に予め行ってもよい。
【００２０】
ターゲットＤＮＡは、５×ＳＳＣ中に分散させた状態で導入される。５×ＳＳＣ溶液は、１５０ｍＭの塩化ナトリウムと、１５ｍＭのクエン酸三ナトリウムとを含んでいる。一価陽イオン濃度は、Ｎａ＋：１９５ｍＭに相当する。
【００２１】
次に、図２（ｂ）に示すように、ローラ３等をカートリッジ１に押し付けた状態で右方向に移動させることでカバー１を変形させ、ウェル１４に収容されたターゲットＤＮＡを５×ＳＳＣ溶液とともにウェル１６に導入する。
【００２２】
次に、４０℃の条件下、３０分間、カートリッジ１を静置してハイブリダイゼーションを行わせる。
【００２３】
次に、図２（ｃ）に示すように、ローラ４等をカートリッジ１に押し付けた状態で右方向に移動させることで、ウェル１１に収容された洗浄液をウェル１２に移動させる。このとき、ウェル１２に収容されていた洗浄液はウェル１３に、ウェル１３に収容されていた洗浄液はウェル１６に、それぞれ移動する。また、余分な溶液は洗浄液とともに廃液としてウェル１５に移動する。
【００２４】
続いて、図３（ａ）に示すように、ローラ４等をカートリッジ１に押し付けた状態で右方向に移動させることで、ウェル１２に収容された洗浄液をウェル１３に移動させる。このとき、ウェル１３に収容されていた洗浄液はウェル１６に移動し、さらに余分な洗浄液等は廃液としてウェル１５に移動する。
【００２５】
さらに、図３（ｂ）に示すように、ローラ４等をカートリッジ１に押し付けた状態で右方向に移動させることで、ウェル１３に収容された洗浄液をウェル１６に移動させる。さらに余分な洗浄液等は廃液としてウェル１５に移動する。
【００２６】
次に、カートリッジ１をマイクロアレイ読取り装置にセットし、カートリッジ１の外部からＤＮＡチップ２の画像を取得し、ＤＮＡの測定を行う。
【００２７】
このように、本実施例の化学処理用カートリッジを使用することで、ハイブリダイゼーションからＤＮＡチップの洗浄、測定まで溶液中で処理が実行でき、ＤＮＡチップを乾燥させる必要がない。このため乾燥に起因するムラの発生を防止できる。また、乾燥させないため、測定前に低塩濃度洗浄液を使用する必要がない。このため低塩濃度洗浄に起因するターゲットＤＮＡの脱落が起きないため、ハイブリダイゼーション後におけるシグナル強度の低下を防止できる。
【００２８】
図４は洗浄液の塩濃度とシグナル強度との関係を示す図である。
【００２９】
図４に示すように、Ｎａ＋濃度（一価の陽イオン濃度）が１００ｍＭ以上であれば、シグナル強度の低下を防止できる。Ｎａ＋濃度（一価の陽イオン濃度）が１００ｍＭ未満の場合には、急激にシグナル強度が低下する。
【００３０】
この値は、０．５×ＳＳＣ（７５ｍＭ ＮａＣｌ＋７．５ｍＭ Ｎａ３（Ｃ６Ｈ５Ｏ７））にほぼ相当することが、式（１）により判る。
【００３１】
７５＋７．５×３＝９７．５ｍＭ    ・・・式（１）
【００３２】
上記実施形態では、１種類の洗浄液を用いているが、複数種類の０．５×ＳＳＣ相当以上の塩濃度の異なる溶液をウェル１１〜１３のそれぞれに導入することで、ＤＮＡチップを異なる洗浄液で順次、洗浄することができ、洗浄力の向上を図ることができる。
この場合、途中で低塩濃度の洗浄液を入れることでミスハイブリを除去できる効果もあるが、その場合でも、必ず最後の洗浄液、つまり測定前の洗浄液は１００ｍＭ以上の高塩濃度である必要がある。
【００３３】
また、洗浄液にＳＤＳ、Ｔｒｉｔｏｎ、Ｔｗｅｅｎなどの界面活性剤を添加することにより、ＤＮＡチップ表面に非特異吸着したターゲットＤＮＡを洗い流し易くし、バックグラウンド光量を低下させてもよい。
【００３４】
また、洗浄液に退色防止剤を添加することにより、測定の安定化を図ることもできる。一般に、蛍光分子に強い励起光を照射すると活性酸素種が生じ、光退色が起こるが、退色防止剤によりそれを防止することで、励起光の強さが異なる複数の測定条件下でも常に正しい蛍光画像が得られる。例えば、SlowFade（Invitrogen社の商標名）などの退色防止キットなどを使用してもよい。
【００３５】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、外部から与えられた力による変形により内容物を封止又は移動させて化学処理を行わせる化学処理用カートリッジおよびその使用方法に対し、広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】一実施形態の化学処理用カートリッジの構成を示す図であり、（ａ）は本実施形態の化学処理用カートリッジの構成を示す平面図、（ｂ）は図１（ａ）におけるＩｂ−Ｉｂ線断面図。
【図２】化学処理用カートリッジの使用方法を示す図であり、（ａ）は洗浄液およびターゲットＤＮＡを導入した状態を示す図、（ｂ）および（ｃ）は送液の様子を示す図。
【図３】化学処理用カートリッジの使用方法を示す図であり、（ａ）および（ｃｂは送液の様子を示す図。
【図４】洗浄液の塩濃度とシグナル強度との関係を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１      化学処理用カートリッジ
２      ＤＮＡチップ（マイクロアレイ）
１１〜１６  ウェル
【図４】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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