(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の流路内に、複数個のリガンド試料を流れ方向に整列させて固定化したアレイ部位を準備し、
前記流路内に生体試料を流し、
前記リガンド試料に吸着あるいは反応した前記生体試料を、検出手段側である下流側に固定化された前記リガンド試料から上流側に固定化された前記リガンド試料へと、順次局所的に前記リガンド試料から解離させ、
前記アレイ部位の下流側に配設された前記検出手段により、前記リガンド試料に前記生体試料が付着していたか否かを検出する、生体試料測定方法。
【請求項２】
前記生体試料を、順次局所的に前記リガンド試料から解離させる段階は、前記アレイ部位の前記リガンド試料が固定化された各々の部分に対して局所的に行われる請求項１に記載の生体試料測定方法。
【請求項３】
所定の流路内に配設され、被験体である生体試料が吸着あるいは反応する複数個のリガンド試料を流れ方向に整列させて固定化したアレイ部位と、
該アレイ部位の下流側に配設され、前記生体試料を検出可能な検出手段と、
前記リガンド試料に吸着あるいは反応した前記生体試料を、前記検出手段側である下流側に固定化された前記リガンド試料から上流側に固定化された前記リガンド試料へと、順次局所的に前記リガンド試料から解離させることのできる解離手段と、
を備える生体試料測定装置。
【請求項４】
前記解離手段は、前記アレイ部位において前記リガンド試料が固定化された部分を局所的に加熱することができる加熱機構を有する、請求項３に記載の生体試料測定装置。
【請求項５】
前記解離手段は、前記アレイ部位において前記リガンド試料が固定化された部分へ局所的に液体を噴出させることができる液体噴出部位を有する、請求項３に記載の生体試料測定装置。
【請求項６】
前記解離手段は、前記アレイ部位において前記リガンド試料が固定化された部分に磁気を印加することができる磁気印加機構を有する、請求項３に記載の生体試料測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＮＡ等の生体試料を測定する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＤＮＡ試料やＲＮＡ試料を検出する場合には、予め、これらの試料と選択的に吸着あるいは反応するリガンドＤＮＡを適当数付着させたＤＮＡアレイを準備し、被験体としてのＤＮＡ試料あるいはＲＮＡ試料を予め蛍光物質で標識付けし、この標識付けられたＤＮＡ試料をＤＮＡアレイ上のリガンドＤＮＡと反応させた後、各リガンドＤＮＡへのＤＮＡ試料あるいはＲＮＡ試料の結合の有無を、各リガンドにおける蛍光物質の蛍光光量を励起光下で蛍光検出装置によって観察することで測定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、蛍光光量を観察するためには、上述したように、予め、ＤＮＡ試料あるいはＲＮＡ試料を蛍光色素により標識付けする必要があり、この事前処理に多くの手間がかかる上、蛍光色素や標識のための反応試薬、酸素等が必要となり、検査の処理時間が嵩むと共に、コスト高になるという問題が生じていた。また、事前処理における反応にバラツキが生じることがあり、測定再現性の低下を招く恐れも存在していた。
【０００４】
さらに、ＤＮＡアレイ自体を観察するため、このＤＮＡアレイに設けられた複数個のリガンドを検査するためには、蛍光検出手段と各リガンドとの相対位置を移動させて、列状あるいは面状に多点観測する必要があった。すなわち、蛍光検出手段を固定しておいて、ＤＮＡアレイの位置を移動させるか、あるいは、ＤＮＡアレイ自体は固定しておいて、蛍光検出手段を移動させる必要があり、計測装置全体を複雑になると共に、相対位置の位置決めなどのバラツキにより、測定誤差が生じてしまい、測定の信頼性が低くなることも考えられる。
【０００５】
他に、ＤＮＡアレイのリガンド付着面全体に励起光を照射し、リガンド付着面全体の蛍光を画像データとして取得し、データを画像解析して各リガンドにおける蛍光を判定する方法も存在する。しかし、この場合、観察面全体を照射することから、リガンドが存在しない部分からも蛍光（バックグラウンド）が生じ、その一方、個々のリガンド付着点近傍の励起光強度が低くなり、捉えるべき蛍光が弱くなることから、測定の信頼性が低くなることが考えられる。
【０００６】
従って、本発明は、上述した従来の技術の問題を解決するためになされたもので、ＤＮＡ試料等の生体試料の事前処理を不要にすると共に、定点（一点）において測定することができ、装置全体の構造を簡単にすることのできる生体試料を測定する方法及び装置を提供することを主な目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、請求項１に記載の生体試料測定方法は、（ｉ）所定の流路内に、複数個のリガンド試料を流れ方向に整列させて固定化したアレイ部位を準備し、（ｉｉ）前記流路内に生体試料を流し、（ｉｉｉ）前記リガンド試料に吸着あるいは反応した前記生体試料を、検出手段側である下流側に固定化された前記リガンド試料から上流側に固定化された前記リガンド試料へと、順次局所的に前記リガンド試料から解離させ、（ｉｖ）前記アレイ部位の下流側に配設された前記検出手段により、前記リガンド試料に前記生体試料が付着していたか否かを検出する、ことを特徴とする。
【０００８】
このような構成により、アレイ部位に固定化されたリガンド試料に対して吸着あるいは反応した生体試料を解離手段によってリガンド試料から解離させて下流側の検出手段で検出することができるので、被験体である生体試料に対して特別な事前処理を必要とすることがなく、また、定点（一点）において生体試料の有無を観測することができる。
【０００９】
また、下流側のリガンド試料から解離させることにより、上流側のリガンド試料に付着していた生体試料が解離して下流側に流される場合に、下流側のリガンド試料に再度付着してしまうことを防止できる。また、下流側から順次解離させることにより、連続して計測することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の別の局面によれば、生体試料測定装置は、（ｉ）所定の流路内に配設され、被験体である生体試料が吸着あるいは反応する複数個のリガンド試料を流れ方向に整列させて固定化したアレイ部位と、（ｉｉ）該アレイ部位の下流側に配設され、前記生体試料を検出可能な検出手段と、（ｉｉｉ）前記リガンド試料に吸着あるいは反応した前記生体試料を、前記検出手段側である下流側に固定化された前記リガンド試料から上流側に固定化された前記リガンド試料へと、順次局所的に前記リガンド試料から解離させることのできる解離手段と、を備えることを特徴とする。このような構成により、上記の方法と同様の作用効果を生じさせることができる。
【００１１】
前記解離手段は、前記アレイ部位において前記リガンド試料が固定化された部分を局所的に加熱することができる加熱機構を有することも、あるいは、前記アレイ部位において前記リガンド試料が固定化された部分へ局所的に液体を噴出させることができる液体噴出部位を有することも、またあるいは、前記アレイ部位において前記リガンド試料が固定化された部分に磁気を印加することができる磁気印加機構を有することも好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施の形態を、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る生体試料計測装置１の全体を示す概要図である。生体試料計測装置１は、概略的には、生体試料を検出可能な検査手段たる検出装置１０と、被験体である生体試料を流す流路２０と、アレイ部位２２に固定化されたリガンド試料２４に付着した生体試料２６を解離させる解離手段３０とを備えている。以下に、これらを詳述する。
【００１３】
流路２０内には、溶液Ｆに含まれる生体試料を吸着する、あるいは生体試料と反応するリガンド試料２４を複数個固定化したアレイ部位２２が設けられている。これら複数個のリガンド試料２４は、溶液Ｆの流れ方向に沿って整列している。そして、この流れ方向の下流側には、生体試料を検出することができる検出装置１０が配設されている。この検出装置１０は、リガンド試料２４の整列方向に沿った流れ方向の延長線上に位置している（図２及び図３参照）。
【００１４】
なお、流路２０は、その内部にＤＮＡ試料やＲＮＡ試料等の溶液Ｆを流せるような形状であれば良く、例えば、図２に示すように、内部にリガンド試料２４を一列状に整列させることができる細長状あるいは細管状の流路２０ａや、図３に示すように、リガンド試料２４を複数列状に整列させることができる二次元的すなわち平面的な広がりを有する流路２０ｂ及び２０ｃにすることができる。流路２０内での溶液Ｆの流し方は、溶液に含まれる生体試料の液の量や濃度等の条件により、一過性の流下、循環、往復、あるいは滞留等がある。
【００１５】
なお、リガンド試料２４を複数列設けた場合には、図３の（ａ）図に示すように、各々の列に対応して検出装置１０を複数個配設しても、あるいはアレイ状のセンサを幅方向に配設してもよい。あるいは、図３の（ｂ）図に例を示すような順序（算用数字参照）でリガンドからの解離を行ない、更に、アレイ部位からセンサ部位に至る間で流路を絞ることにより、単一のセンサで検出を行なうこともできる。この順序はあくまでも例示でありこれに限定されるものではなく、例えば、各列毎に解離を行なわせることもできるが、下流側のリガンドから解離させるのが好ましい。また、検出装置としては、紫外吸光光度計、熱レンズ顕微鏡、表面プラズモン共鳴分析装置、電気化学検出器、蛍光検出装置等が考えられるが、溶液に含まれる試料に応じて、既存の種々の検出装置を使用することができる。
【００１６】
また、図１を参照するに、アレイ部位２２のリガンド試料２４に対応する位置には、解離手段３０が複数個設けられている。解離手段３０は、リガンド試料２４にハイブリダイズした生体試料２６を、このリガンド試料２４から遊離すなわち解離させることができる機能を有する。この実施形態では、アレイ部位２２に固定化された複数個のリガンド試料２４対して、局所的に加熱することができる複数個のヒータ３２が設けられている。このように複数個のヒータ３２を設けることにより、例えば、溶液Ｆの流れ方向の下流側のリガンド試料２４に対するヒータ３２から順次解離処理を行うことができる。なお、複数個のヒータを配設することなく、例えばアレイ部位２２に対応する解離手段を１個設け、下流側のリガンド試料２４から順次局所的に解離作用が生じるように制御させることも可能である。
【００１７】
次に、上述した生体試料測定装置１を用いて生体試料を検出する方法を説明する。まず、所定形状の流路２０内に、複数個（本実施形態では４個）のリガンド試料２４を流れ方向に整列させて固定化したアレイ部位２２を準備する。次に、流路２０内に、所定の試料を含有する生体試料の溶液Ｆを流す。この段階で、溶液中の生体試料２６は、所定のリガンド試料２４に吸着したり反応したりして、リガンド試料２４に付着する。
【００１８】
次に、下流側、すなわち検出装置１０側のヒータ３２ａから加熱処理を開始し、図１（ｂ）に示すように、生体試料２６ａをリガンド試料２４から解離させる。その後、生体試料２６ｂは、下流側に流されていき、検出装置１０により検出される（生体試料２６ｃ参照）。このような計測方法によれば、解離処理を施したリガンド試料２４に、そのリガンド試料と反応し得る特定の生体試料が付着していたか否かを確認することができる。また、特定の生体試料を検出するために溶液中の生体試料に特別な事前処理を施す必要が無く、さらに、定点において生体試料の有無を観測することができる。
【００１９】
さらに、続けて上流側のヒータ３２ｂ、ヒータ３２ｃ、そしてヒータ３２ｄと順次加熱処理を開始していき、上述した計測処理を繰り返す。これにより、連続検出が可能となる。また、下流側から順次解離処理を施すことにより、上流側において解離した生体試料が下流側のリガンド試料に再度付着することなく、検出装置１０まで確実に流下する。
【００２０】
解離手段を構成する加熱機構の別の実施形態としては、例えば、図４に示すように、個々のリガンド試料２４の上方よりレーザ光２４を照射することにより加熱する方法がある。このような加熱により、リガンド試料２４にハイブリダイズした生体試料２６を遊離させることができる。
【００２１】
また、解離手段の別の形態としては、液体噴出機構がある。例えば、図５に示すように、流路２０を構成する本体部に局所的に小孔を設け、個々のリガンド試料２４の上方より、このリガンド試料２４に向けて局所的に液体３６を噴出させることにより、リガンド試料２４にハイブリダイズした生体試料２６を遊離させるものである。噴出する液体としては、例えば、局所的に加熱し得るような熱水等の加熱溶液や、低イオン強度溶液等ＤＮＡ−ＤＮＡないしＤＮＡ−ＲＮＡハイブリッドを解離させる効果を有する化学的な反応を生じさせる液体などがある。
【００２２】
さらに、解離手段の別の実施形態としては、磁気印加機構がある。例えば、図６に示すように、個々のリガンド試料２４の近傍に磁石３８を配設し、この磁石に磁気を印加することによって磁界を生じさせて、リガンド試料２４にハイブリダイズした生体試料２６を遊離させるものである。
【００２３】
なお、リガンド試料としてアレイ部位に予め固定化させておく物質としては、抗体や酵素等のタンパク質、ＤＮＡ等の生体由来物質、あるいは、その他の物質を選択的に吸着あるいは物体と反応する様々な物質が考えられる。そして、これらのカップリング材に付着した生体試料の試料により、ＤＮＡの特定の成分の識別や、タンパク質や核酸のハイブリダイゼーション、抗体アッセイ、ＤＮＡチップ（あるいはＤＮＡアレイ）を検出することができる。
【００２４】
また、本発明に係る生体試料測定装置によれば、従来のＤＮＡアレイに用いられる蛍光標識を行なった試料を用いた測定も可能である。さらに、本生体試料測定装置においては、各リガンドに結合したＤＮＡないしＲＮＡを改めて遊離させてから検出する。そのため、遊離したＤＮＡないしＲＮＡを、さらに質量分析や塩基配列解析等の生化学的、分子生物的操作の試料に供することが可能であり、これにより従来のＤＮＡアレイよりも高度な分析、研究が可能となる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係る生体試料測定方法は、所定の流路内のアレイ部位に固定化されたリガンド試料に対して、このリガンド試料にハイブリダイズされた生体試料を遊離させるような解離処理を施して、解離した生体試料を下流側の検出装置にって検出するので、被験体である生体試料に対して特別な事前処理を必要とすることがなく、また、定点（一点）において生体試料の有無を観測することができる。
【００２６】
また、本発明に係る生体試料測定装置は、所定の流路内に複数個のリガンド試料を流れ方向に整列させて固定化したアレイ部位と、該アレイ部位の下流側に配設された検出手段と、前記リガンド試料に吸着あるいは反応した前記生体試料を解離させることのできる解離手段と、を備えるので、上記の方法と同様の作用効果を生じさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る生体試料計測装置の全体を示す概要図である。
【図２】生体試料を流す細管状の流路を示す概要図である。
【図３】生体試料を流す平面的な広がりを有する流路を示す概要図である。
【図４】解離手段の実施形態を示す概要図である。
【図５】解離手段の別の実施形態を示す概要図である。
【図６】解離手段のさらに別の実施形態を示す概要図である。
【符号の説明】
１…生体試料測定装置、１０…検出装置、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…流路、２２…アレイ部位、２４…リガンド試料、２６…生体試料、３０…解離手段、３２，３２ａ〜３２ｄ…ヒータ、３４…レーザ光、３６…液体、３８…磁石、Ｆ…溶液。
【図１】
0003621927.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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