(57)【要約】複数の区画を有し、各区画が有機材料からなる複層の中空繊維により形成されており、各区画にはキャプチャープローブがゲル状物を介して保持されている生体関連物質検出用マイクロアレイ。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の区画を有し、各区画が有機材料からなる複層の中空繊維により形成されており、各区画にはキャプチャープローブがゲル状物を介して保持されている生体関連物質検出用マイクロアレイ。
【請求項２】
複層の中空繊維が、水蒸気透過係数が２５０×１０−１３以下の有機材料で構成される層と、酸素透過係数が０．３×１０−１３以下の有機材料で構成される層を有する請求項１記載のマイクロアレイ。
【請求項３】
複層の中空繊維の少なくとも一層が、高密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル及びポリ塩化ビニリデンの群から選択される少なくとも１種の材料で構成されている請求項１又は２記載のマイクロアレイ。
【請求項４】
以下の（１）〜（３）の工程を順次行う工程を含む生体関連物質検出用マイクロアレイの製造方法。
（１）複数本の有機材料からなる複層の中空繊維を、中空繊維の各繊維軸が同一方向となるように３次元に配列し、その配列を固定して、中空繊維束を製造する工程。
（２）キャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を各中空繊維の中空部に導入し、重合反応を行い、キャプチャープローブが保持されたゲル状物を生成する工程。
（３）繊維の長手方向に交叉する方向で、切断して中空繊維束を薄片化する工程。
【請求項５】
以下の（１）〜（３）の工程を順次行う工程を含む生体関連物質検出用マイクロアレイの製造方法。
（１）キャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を有機材料からなる複層の中空繊維の中空部に導入し、重合反応を行い、キャプチャープローブが保持されたゲル状物を生成する工程。
（２）各繊維軸が同一方向となるように複数本の中空繊維を３次元に配列し、その配列を固定して、中空繊維束を製造する工程。
（３）繊維の長手方向に交叉する方向で、切断して中空繊維束を薄片化する工程。
【請求項６】
複層の中空繊維が、水蒸気透過係数が２５０×１０−１３以下の有機材料で構成される層と、酸素透過係数が０．３×１０−１３以下の有機材料で構成される層を有する請求項４又は５記載の製造方法。
【請求項７】
複層の中空繊維の少なくとも一層が、高密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル及びポリ塩化ビニリデンの群から選択される少なくとも１種の有機材料から構成されている請求項４〜６のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は核酸等の生体関連物質を検出するために用いられる生体関連物質検出用マイクロアレイ及びその製造方法に関する。
【背景技術】  近年、多数遺伝子の一括発現解析を可能とするＤＮＡマイクロアレイ法（ＤＮＡチップ法）と呼ばれる分析法が開発されている。
このようなＤＮＡマイクロアレイの例として、複数の区画を有し、各区画が中空繊維により形成されており、各区画にはキャプチャープローブがゲル状物を介して保持されている生体関連物質検出用マイクロアレイが提案されている（ＷＯ  ００／４０９４２号、ＷＯ  ０１／９８７８１号等公報参照）。
このマイクロアレイは、例えば以下の（１）〜（３）を順次行う方法により製造される。
（１）複数本の中空繊維を、中空繊維の各繊維軸が同一方向となるように３次元に配列し、その配列をポリウレタン樹脂等の接着剤を用いて固定し、中空繊維束を製造する工程。
（２）キャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を各中空繊維の中空部に導入し、重合反応を行い、キャプチャープローブが保持されたゲル状物を生成する工程。
（３）繊維の長手方向に交叉する方向で、切断して中空繊維束を薄片化する工程。
この製造方法は、フォトリソグラフィー法やスポッティング法と比較して高価な製造設備を必要とせず、製造工程が簡略化できるという利点を有する。
また、これにより製造されたマイクロアレイは、所定長の中空繊維の中空部にキャプチャープローブがゲル状物を介して保持されているため、単にシートの表面に保持させる場合と比較すると、一区画により多くの量のキャプチャープローブを保持することができる。さらには電気泳動によるハイブリダイゼーション反応を行うことができる。
しかし、上記のマイクロアレイは、中空繊維の中空部に形成されているゲル状物に窪みや空洞を生じている場合がある。また、中空繊維内壁とその中空部に形成されているゲル状物との界面に隙間を生じている場合がある。そのようなマイクロアレイを検査に使用した場合、空洞や隙間に検体が優先的に流れ、ゲル状物に保持されているキャプチャープローブの一部しか検体との反応に利用されない。
空洞や隙間が生じる原因として、酸素による重合阻害が考えられる。例えば、電気泳動用のポリアクリルアミドのスラブゲルを製造する際、予めゲル前駆体重合性溶液を脱気することは通常行われる操作である。
しかし、上述のマイクロアレイを製造する際、ゲル前駆体重合性溶液中に溶解している酸素を除去するだけでは不十分であることが分かった。
具体的には中空繊維に溶解している酸素や中空繊維束を製造する際に使用したポリウレタン樹脂等の包埋剤に溶解している酸素が中空繊維の中空部へ移動し、重合反応を阻害することがわかった。
また、通常行われている窒素置換等の脱気操作では、中空繊維に溶解している酸素やポリウレタン樹脂等に溶解している酸素を完全に除去することは非常に困難であることが分かった。
さらには、重合反応を行う際、前記溶液中の水分が中空繊維に浸透し中空部内から漏出することにより空洞や隙間が生じることが分かった。このような現象は予測もしえなかったことである。
本発明は上記の問題点を解決したマイクロアレイ及びその製造方法を提供する。
【発明の開示】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討検討した結果、マイクロアレイに使用する中空繊維を、複層構造とすることにより、上記問題が解決できることを見いだし、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、複数の区画を有し、各区画が有機材料からなる複層の中空繊維により形成されており、各区画にはキャプチャープローブがゲル状物を介して保持されている生体関連物質検出用マイクロアレイである。
また、本発明は、以下の（１）〜（３）の工程を順次行う工程を含む生体関連物質検出用マイクロアレイの製造方法である。
（１）数本の有機材料からなる複層の中空繊維を、中空繊維の各繊維軸が同一方向となるように３次元に配列し、その配列を固定して、中空繊維束を製造する工程。
（２）キャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を各中空繊維の中空部に導入し、重合反応を行い、キャプチャープローブが保持されたゲル状物を生成する工程。
（３）繊維の長手方向に交叉する方向で、切断して中空繊維束を薄片化する工程。
さらに、本発明は、以下の（１）〜（３）の工程を順次行う工程を含む生体関連物質検出用マイクロアレイの製造方法である。
（１）キャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を有機材料からなる複層の中空繊維の中空部に導入し、重合反応を行い、キャプチャープローブが保持されたゲル状物を生成する工程。
（２）各繊維軸が同一方向となるように複数本の中空繊維を３次元に配列し、その配列を固定して、中空繊維束を製造する工程。
（３）繊維の長手方向に交叉する方向で、切断して中空繊維束を薄片化する工程。
本発明は、複数の区画を有し、各区画が有機材料からなる複層の中空繊維により形成されており、各区画にはキャプチャープローブがゲル状物を介して保持されている生体関連物質検出用マイクロアレイである。
本発明の「区画」とは、キャプチャープローブが保持される場である。それは有機材料からなる複層の中空繊維により形成されている。区画は一定間隔を以って、５０区画／ｃｍ２以上でマイクロアレイに配置されている。区画の大きさは直径０．０５〜２．０ｍｍで円状である。
本発明の「有機材料」とは、有機高分子材料をいう。有機高分子材料としては、ポリウレタン、シリコン、エポシキ等のゴム材料、ナイロン６、ナイロン６６、芳香族ポリアミド等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカーボネート等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル等のアクリル樹脂等が挙げられる。
本発明の「複層の中空繊維」とは、２種以上の有機材料が積層された中空繊維である。その層数は限定されないが、例えば２〜１０層、好ましくは２〜５層、さらに好ましくは２〜３層である。各層は１種以上の有機材料で構成される。各層の材料は、中空繊維に保持される物質の種類、マイクロアレイの製造方法、生体関連物質の検出方法等により適宜選択される。各層の厚みは、１〜１００μｍである。好ましくは５〜５０μｍである。
複層の中空繊維は、水蒸気透過係数が２５０×１０−１３以下の有機材料で構成される層と、酸素透過係数が０．３×１０−１３以下の有機材料で構成される層を有することが好ましい。１つの有機材料がこれらの水蒸気透過係数と酸素透過係数を満足する態様も含まれる。
水蒸気透過係数とは、材料をフィルム状に成型して膜の両側に一定の水蒸気の分圧差を与えた場合に、単位面積単位時間に透過する水蒸気の量として定義されｃｍ３（２７３．１５Ｋ；１．０１３×１０５Ｐａ）×ｃｍ／（ｃｍ２×ｓ×Ｐａ）で表される（出典：Ｊ．Ｂｒａｎｄｕｐ，Ｅ．Ｈ．Ｉｍｍｅｒｇｕｔ「Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ（５ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ）」ＶＩ；Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ  ａｎｄ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｄａｔａ）。
水蒸気透過係数が２５０×１０−１３以下の有機材料としては、低密度ポリエチレン（６８×１０−１３）、高密度ポリエチレン（９×１０−１３）、ポリプロピレン（５１×１０−１３）等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（１１３×１０−１３）等のポリエステル、テフロンＴＭ（６×１０−１３）、ポリフッ化ビニリデン（１０．１×１０−１３）等のフッ素系材料、ポリ塩化ビニリデン（７×１０−１３）、ポリ塩化ビニル（２０６×１０−１３）等の塩素系材料が挙げられる。
また、塩化ビニル−塩化ビニリデン、塩化ビニル−アクリロニトリル、塩化ビニリデン−アクリロニトリル、塩化ビニル−酢酸ビニル、塩化ビニリデン−スチレン、アクリロニトリル−スチレン、エチレン−酢酸ビニル等の共重合体も例示できる。
酸素透過係数とは、材料をフィルム状に成型して膜の両側に一定の酸素の分圧差を与えた場合に、単位面積単位時間に透過する酸素の量として定義されｃｍ３（２７３．１５Ｋ；１．０１３×１０５Ｐａ）×ｃｍ／（ｃｍ２×ｓ×Ｐａ）で表される（出典：Ｊ．Ｂｒａｎｄｕｐ，Ｅ．Ｈ．Ｉｍｍｅｒｇｕｔ「Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ（５ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ）」ＶＩ；Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ  ａｎｄ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｄａｔａ）。
酸素透過係数が０．３×１０−１３以下の有機材料としては、高密度ポリエチレン（０．３×１０−１３）等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（０．０１４×１０−１３）等のポリエステル、ポリアミド６（０．０２８５×１０−１３）、ポリアミド６６等のポリアミド、ポリフッ化ビニリデン（０．０６×１０−１３）等のフッ素系材料、ポリ塩化ビニル（０．０３４×１０−１３）、ポリ塩化ビニリデン（０．００３８３×１０−１３）等の塩素系材料、ポリメチルメタクリレート（０．１１６×１０−１３）、アクリロニトリル共重合体等が挙げられる。
また、各繊維の直線状態を保つため、繊維を配列する際に、各繊維に張力を付与する場合がある。そのような場合、中空繊維の少なくとも１層を構成する材料は、機械的特性に優れた材料を含むことが好ましい。機械的特性に優れた材料とは、弾性率が高く、降伏強度が大きく、破断伸度が大きい材料である。そのような材料としては、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体鹸化物、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、及びアクリル樹脂等が挙げられる。
好ましい複層の中空繊維としては、ポリカーボネートの層及びポリ塩化ビニリデンの層から構成される２層の中空繊維である。
複層の中空繊維は、複合紡糸法、パイプによるプリフォーム延伸法、コーティング法等により製造される。これらの方法のうち、複合紡糸法及びパイプによるプリフォーム延伸法は、複層構造を１段のプロセスで形成できることから、生産性の観点で好ましい。
また、繊維の内壁とゲル状物との親和性を向上させ、ゲル状物の剥離を防止することを目的として、複層の中空繊維の内壁を、親水性基を有するポリマー等で処理することも可能である。親水性基を有するポリマーとしては、カルボン酸基、水酸基、アミノ基、スルホン酸基、アニオン基等を有するポリマー、またはノニオン性ポリマーが挙げられる。
本発明の「ゲル状物」とは、アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−アクリロイルアミノエトキシエタノール、Ｎ−アクリロイルアミノプロパノール、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、ヒドロキシエチルメタクリレート、（メタ）アクリル酸及びアリルデキストリン等から選択される単量体の一種類以上、並びにメチレンビス（メタ）アクリルアミド、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート等の多官能性単量体の１種と共重合した架橋重合体を水等で膨潤させたものをいう。
単量体成分の濃度は単量体の種類にもよるが、例えばアクリルアミド系単量体の場合は２〜２０質量％程度である。
本発明の「キャプチャープローブ」とは、核酸、アミノ酸、ペプチド、糖、脂質、抗体、さらには化学結合、物理結合などの相互作用により生体関連物質を検出しうる有機化合物、無機化合物等をいう。
例えば、核酸を用いる場合、生細胞からのＤＮＡの調製は、Ｂｌｉｎらの方法（Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓ．３．２３０３（１９７６））等により行うことができ、また、ＲＮＡの抽出については、Ｆａｖａｌｏｒｏらの方法（Ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｅｎｚｙｍｏｌ．６５．７１８（１９８０））等により行うことができる。
本発明の、「保持」とは、上述のゲル状物にキャプチャープローブが化学的に又は物理的に固定されている状態をいう。
「化学的に固定する」とは、上述の単量体成分に生体関連物質を直接結合することをいう。例えば、核酸の末端にビニル基を導入し、アクリルアミド等の単量体と共重合させる方法が挙げられる（ＷＯ  ９８／３９３５１号公報参照）。
また、「物理的に固定する」とは、ゲル状物中に生体関連物質が包括固定することをいう。例えば、ビオチン化した核酸とアビジン化したアガロースビーズ（シグマ社製  アビジン化アガロース等）を反応させ、核酸が固定化されたアガロースビーズを得、この核酸固定化アガロースビーズをアクリルアミドゲル等に包括固定化する方法が挙げられる。
本発明においては、２つの製造方法が提供される。いずれの製造方法も３つの工程を含む。まず第１番目の製造方法について説明する。
第１の工程では、複数本の有機材料からなる複層の中空繊維を、中空繊維の各繊維軸が同一方向となるように３次元に配列し、その配列を固定して、中空繊維束を製造する。
そのような中空繊維束の製造方法としては、例えば、粘着シート等のシート状物に複数本の中空繊維を所定の間隔をもって平行に配置し、シート状とした後、このシートを螺旋状に巻き取る方法（特開平１１−１０８９２８号公報参照）が挙げられる。
また、複数の孔が所定の間隔をもって設けられた多孔板２枚を孔部が一致するように重ねあわせ、それらの孔部に、中空繊維を通過させ、２枚の多孔板の間隔を開き、２枚の多孔板間の、中空繊維の周辺に硬化性樹脂原料を充満させ硬化させる方法（特開２００１−１３３４５３号公報参照）が挙げられる。
「固定」とは接着剤等を用いて各中空繊維の配列が乱れないような状態にすることをいう。接着剤としては、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。また、隣接する中空繊維の外表面を相互に融着することによって中空繊維束を固定することもできる。
固定は、配列した中空繊維の全長又は所定部分に対して行う。配列した中空繊維の少なくとも一方の端部から適当な長さの部分は固定しない状態としても良い。この場合、後述する中空繊維の中空部内へのゲル前駆体重合性溶液の導入操作が容易となる。
中空繊維の本数は目的に応じて適宜設定できる。例えば１０〜１０００本程度である。各中空繊維の配列の間隔は中空繊維の外径や本数に応じて適宜設定される。また、その間隔は一定であることが好ましい。
第２の工程において、第１の工程で得られた中空繊維束の各中空繊維の中空部にキャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を導入し、重合反応を行い、キャプチャープローブが保持されたゲル状物を生成する。
「ゲル前駆体重合性溶液」とは、キャプチャープローブの他に前述の単量体、多官能性単量体、重合開始剤、及び水等を含むものである。
キャプチャープローブは目的に応じて必要な種類（数）が準備される。例えば、中空繊維の本数と同一の数のキャプチャープローブを準備し、各中空繊維に互いに異なる１種類のキャプチャープローブを導入することができる。また、複数本の中空繊維に同じキャプチャープローブを導入することもできる。
また、ゲル前駆体重合性溶液は予め脱気しておくことが好ましい。さらには、第１の工程で製造した中空繊維束を予め脱気しておくことが好ましい。
ゲル前駆体重合性溶液は、真空吸引法等によって中空繊維の中空部へ導入される。例えば、まず中空繊維束とゲル前駆体重合性溶液をデシゲーター内に設置する。次いで、中空繊維束の中空繊維が固定されていない端部を、この溶液中に浸し、デシゲーター内を減圧状態し、中空繊維の中空部内にこの溶液を導入する。
導入後、ゲル前駆体重合性溶液を含む中空繊維束を加熱することにより重合反応を開始する。重合温度は使用する単量体等により適宜選択される。
第３の工程において、重合反応終了後の中空繊維束を繊維の長手方向に交叉する方向で、通常は直交する方向で、切断して薄片化を行う。
中空繊維束の切断は、ミクロトーム、レーザー、等を使用することができる。得られる薄片の厚みは、５ｍｍ以下であり、好ましくは０．１ｍｍ〜１ｍｍである。
次いで第２番目の製造方法について説明する。この製造方法では第１番目の製造方法の、第１の工程と第２の工程の順序が逆にされる。
即ち、まずキャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を有機材料からなる複層の中空繊維の中空部に導入し、重合反応を行い、キャプチャープローブが保持されたゲル状物を生成する。次いで、各繊維軸が同一方向となるように複数本の中空繊維を３次元に配列し、その配列を固定して、中空繊維束を得る。最後にその中空繊維束を繊維の長手方向に交叉する方向で、切断して中空繊維束を薄片化する。
その場合、重合反応、中空繊維束の製造方法、切断方法は第１番目の製造方法に準じて行う。
上記のごとく製造されたマイクロアレイは例えば特定の遺伝子検出のためのツールとして使用される。
【図面の簡単な説明】  図１は、繊維の集束固定器具の一形態を示す図である。
図２は、中空繊維の繊維束を示す図である。
【符号の説明】
１：配列固定器具
１１：  孔
２１：  多孔板
３１：  中空繊維
４１：  板状物
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
【実施例１】（１）複層の中空繊維の製造
外径１３ｍｍ、内径９ｍｍのポリカーボネートパイプを用いて、プリフォーム延伸法により、外径０．３０ｍｍ、内径０．１８ｍｍ、長さ１５０ｍｍのポリカーボネート製中空繊維を製造した。
次に、ポリ塩化ビニリデンを主成分とするラテックス（呉羽化学株式会社製クレハロン  固形分量  ５０ｗｔ％）を入れた容器中にその中空繊維を浸漬して０．８ｍ／ｍｉｎの速度で引き取り、ディップコートして、中空繊維の最外層に約５μｍの厚さのポリ塩化ビニリデン層を形成した。
（２）中空繊維束の製造
図１に示す配列固定器具を利用して中空繊維束を製造した。なお、図中のｘ、ｙ、ｚは直交の３次元軸であり、ｘ軸は繊維の長手方向と一致する。
まず、直径０．３２ｍｍの孔が、孔の中心間距離を０．１２ｍｍとして、縦横各１６列で合計２５６個設けられた厚さ０．１ｍｍの多孔板２枚を準備した。これらの多孔板を重ね合わせて、そのすべての孔に、（１）で得られた中空繊維を１本づつ、通過させた。
Ｘ軸方向に各繊維に０．１Ｎの張力をかけた状態で２枚の多孔板の位置を移動させて、中空繊維の一方の端部から２０ｍｍの位置と１００ｍｍの位置の２ヶ所に固定した。即ち、２枚の多孔板の間隔を８０ｍｍとした。
次いで、多孔板間の空間の周囲３面を板状物で囲った。このようにして上部のみが開口状態にある容器を得た。
次に、この容器の上部から容器内に樹脂原料を流し込んだ。樹脂としては、ポリウレタン樹脂接着剤（日本ポリウレタン工業（株）ニッポラン４２７６、コロネート４４０３）の総重量に対し、２．５質量％のカーボンブラックを添加したものを使用した。２５℃で１週間静置して樹脂を硬化させた。次いで多孔板と板状物を取り除き、中空繊維束を得た。
得られた中空繊維束をデシケーター中に入れ内部を窒素置換した後、１６時間静置することで、ポリウレタン樹脂接着剤中の酸素濃度を低下させた。
（３）キャプチャープローブの製造
合成機ＤＮＡ／ＲＮＡ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ（ｍｏｄｅｌ３９４）（ＰＥバイオシステムズ社製）を用いて、ＧＣＡＴのオリゴヌクレオチドを合成した。これらは、一般的手法によって脱保護及び精製して使用した。
得られたＧＣＡＴ（５００ｎｍｏｌ／ｍｌ）５０μｌ、グリシジルメタクリレート５μｌ及びジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）５μｌを混合し、７０℃で２時間反応させ、水１９０μｌを加えて、１００ｎｍｏｌ／ｍｌのメタクリレート基を有するＧＣＡＴ（ＭＡ−ＧＣＡＴ）を得た。
（４）ゲル前駆体重合性溶液の重合
次に、表１示すの質量比で混合した単量体及び開始剤を含むゲル前駆体重合性溶液を調製した。
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この溶液に対して、（３）で調製したＭＡ−ＧＣＡＴを０．５ｎｍｏｌ／Ｌとなるように添加した。
次に、キャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を前述のデシケーター内に設置した。デシケーター内を減圧状態にしたのち、中空繊維束の繊維束が固定されていない一方の端部（図２）をこの溶液中に浸漬した。デシケーター内に窒素ガスを封入し、中空繊維の中空部にキャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を導入した。
次いで、容器内を７０℃とし、３時間かけて重合反応を行った。
このようにしてキャプチャープローブがゲル状物を介して中空繊維の中空部に保持された中空繊維束を得た。
（５）薄片化
（４）で得られた中空繊維束を、ミクロトームを用いて繊維の長手方向と直交する方向でスライスし、厚さ０．５ｍｍの薄片シート５０枚を得た。スライス時に中空繊維からゲル状物は脱落しなかった。
得られた薄片シート５０枚について、ゲル状物の形態、中空繊維内壁とゲル状物との界面を実体顕微鏡で観察した。
その結果、すべてのシートで、中空繊維の中空部にゲル状物が保持されており、中空繊維内壁とゲル状物との界面には隙間がないことを確認した。また、ゲル状物には空洞はなかった。
【実施例２】  以下の方法によりプリフォーム延伸法により内層及び外層にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、中間層にポリプロピレン（ＰＰ）を用いた３層の中空繊維を製造した。
すなわち、外層となる外径１２ｍｍ、内径１０ｍｍのＰＭＭＡパイプに中間層となる外径１０ｍｍ、内径９ｍｍのＰＰパイプを挿入し、さらに内層となる外径９ｍｍ、内径７ｍｍのＰＭＭＡパイプを挿入した複合パイプを、１８０℃に加熱した炉の中に一部挿入し、引き伸ばした。延伸後の中空繊維は、外径  ０．３ｍｍ、内径  ０．１７５ｍｍ  長さ  １５０ｍｍである。各層の厚みは、外層及び内層が  ０．０２５ｍｍ、中間層が０．０１２５ｍｍであった。
以下、実施例１の（２）〜（５）と同様の操作を行った。
その結果、すべてのシートで、中空繊維の中空部にゲル状物が保持されており、中空繊維内壁とゲル状物との界面には隙間がないことを確認した。また、ゲル状物には空洞はなかった。
＜比較例１＞
溶融紡糸法により、ポリプロピレン製の中空繊維（外径０．３ｍｍ、内径０．２ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）を製造した。その中空繊維を使用して、実施例１の（２）〜（５）と同様の操作を行った。その結果、実施例１の（２）の工程において、Ｘ軸方向に０．１Ｎの張力をかけた際、糸の降伏強度が小さいため、糸が伸びた。糸の直径が不均一となったため、中空繊維束を製造することができなかった。
＜比較例２＞
プリフォーム延伸法により、外径１０ｍｍ、内径６ｍｍのポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）パイプを用いて、外径０．３ｍｍ、内径０．１８ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＰＭＭＡ製中空繊維を製造した。その中空繊維を使用して、実施例１の（２）〜（５）と同様の操作を行った。その結果、中空繊維内壁とゲル状物との界面に隙間が生じていた。原因は、重合反応の際、水が中空繊維の内壁から中空繊維中に浸透し中空部内から漏出したためと思われる。
＜比較例３＞
溶融紡糸法により、低密度ポリエチレン製中空繊維（外径０．３ｍｍ、内径０．２ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）を製造し、実施例１の（２）〜（５）と同様の操作を行った。その結果、重合反応が完結せず、中空繊維の中空部はゾル状態となっていた。
原因は、中空繊維やポリウレタン樹脂に溶解している酸素が重合を阻害したためと思われる。
＜比較例４＞
プリフォーム延伸法により、外径１３ｍｍ、内径９ｍｍのポリカーボネートパイプを用いて、外径０．３ｍｍ、内径０．１８ｍｍ、長さ１５０ｍｍのポリカーボネート製中空繊維を製造した。その中空繊維を使用して、実施例１の（２）〜（５）と同様の操作を行った。その結果、中空繊維内壁とゲル状物との界面に隙間が生じていた。原因は、重合反応の際、水が中空繊維の内壁から中空繊維中に浸透し中空部内から漏出したためと思われる。
【産業上の利用可能性】  本発明により、中空繊維に保持されているゲル状物に空洞がなく、中空繊維内壁とゲル状物との界面には隙間がないマイクロアレイを提供することができる。そのようなマイクロアレイを検査等に使用することによりゲル状物に保持されているキャプチャープローブが有効に使用でき、検出感度が向上する。
【図１】
2004001411.tif 000004
【図２】
2004001411.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月3日(2004.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の区画を有し、各区画が有機材料からなる複層の中空繊維により形成されており、各区画にはキャプチャープローブがゲル状物を介して保持されている生体関連物質検出用マイクロアレイ。
【請求項２】
複層の中空繊維が、水蒸気透過係数が250×10-13以下の有機材料で構成される層と、酸素透過係数が0.3×10-13以下の有機材料で構成される層を有する請求項１記載のマイクロアレイ。
【請求項３】
以下の（１）〜（３）の工程を順次行う工程を含む生体関連物質検出用マイクロアレイの製造方法。
（１）複数本の有機材料からなる複層の中空繊維を、中空繊維の各繊維軸が同一方向となるように３次元に配列し、その配列を固定して、中空繊維束を製造する工程。
（２）キャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を各中空繊維の中空部に導入し、重合反応を行い、キャプチャープローブが保持されたゲル状物を生成する工程。
（３）繊維の長手方向に交叉する方向で、切断して中空繊維束を薄片化する工程。
【請求項４】
以下の（１）〜（３）の工程を順次行う工程を含む生体関連物質検出用マイクロアレイの製造方法。
（１）キャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を有機材料からなる複層の中空繊維の中空部に導入し、重合反応を行い、キャプチャープローブが保持されたゲル状物を生成する工程。
（２）各繊維軸が同一方向となるように複数本の中空繊維を３次元に配列し、その配列を固定して、中空繊維束を製造する工程。
（３）繊維の長手方向に交叉する方向で、切断して中空繊維束を薄片化する工程。
【請求項５】
複層の中空繊維が、水蒸気透過係数が250×10-13以下の有機材料で構成される層と、酸素透過係数が0.3×10-13以下の有機材料で構成される層を有する請求項３又は４記載の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は核酸等の生体関連物質を検出するために用いられる生体関連物質検出用マイクロアレイ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多数遺伝子の一括発現解析を可能とするＤＮＡマイクロアレイ法（ＤＮＡチップ法）と呼ばれる分析法が開発されている。
このようなDNAマイクロアレイの例として、複数の区画を有し、各区画が中空繊維により形成されており、各区画にはキャプチャープローブがゲル状物を介して保持されている生体関連物質検出用マイクロアレイが提案されている（特許文献１、特許文献２）。
このマイクロアレイは、例えば以下の（１）〜（３）を順次行う方法により製造される。
（１）複数本の中空繊維を、中空繊維の各繊維軸が同一方向となるように３次元に配列し、その配列をポリウレタン樹脂等の接着剤を用いて固定し、中空繊維束を製造する工程。
（２）キャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を各中空繊維の中空部に導入し、重合反応を行い、キャプチャープローブが保持されたゲル状物を生成する工程。
（３）繊維の長手方向に交叉する方向で、切断して中空繊維束を薄片化する工程。
この製造方法は、フォトリソグラフィー法やスポッティング法と比較して高価な製造設備を必要とせず、製造工程が簡略化できるという利点を有する。
また、これにより製造されたマイクロアレイは、所定長の中空繊維の中空部にキャプチャープローブがゲル状物を介して保持されているため、単にシートの表面に保持させる場合と比較すると、一区画により多くの量のキャプチャープローブを保持することができる。さらには電気泳動によるハイブリダイゼーション反応を行うことができる。
【０００３】
しかし、上記のマイクロアレイは、中空繊維の中空部に形成されているゲル状物に窪みや空洞を生じている場合がある。また、中空繊維内壁とその中空部に形成されているゲル状物との界面に隙間を生じている場合がある。そのようなマイクロアレイを検査に使用した場合、空洞や隙間に検体が優先的に流れ、ゲル状物に保持されているキャプチャープローブの一部しか検体との反応に利用されない。
空洞や隙間が生じる原因として、酸素による重合阻害が考えられる。例えば、電気泳動用のポリアクリルアミドのスラブゲルを製造する際、予めゲル前駆体重合性溶液を脱気することは通常行われる操作である。
【０００４】
しかし、上述のマイクロアレイを製造する際、ゲル前駆体重合性溶液中に溶解している酸素を除去するだけでは不十分であることが分かった。
具体的には中空繊維に溶解している酸素や中空繊維束を製造する際に使用したポリウレタン樹脂等の包埋剤に溶解している酸素が中空繊維の中空部へ移動し、重合反応を阻害することがわかった。
また、通常行われている窒素置換等の脱気操作では、中空繊維に溶解している酸素やポリウレタン樹脂等に溶解している酸素を完全に除去することは非常に困難であることが分かった。
さらには、重合反応を行う際、前記溶液中の水分が中空繊維に浸透し中空部内から漏出することにより空洞や隙間が生じることが分かった。このような現象は予測もしえなかったことである。
【特許文献１】国際公開第00/40942号パンフレット
【特許文献２】国際公開第01/98781号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の問題点を解決したマイクロアレイ及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討検討した結果、マイクロアレイに使用する中空繊維を、複層構造とすることにより、上記問題が解決できることを見いだし、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明は、複数の区画を有し、各区画が有機材料からなる複層の中空繊維により形成されており、各区画にはキャプチャープローブがゲル状物を介して保持されている生体関連物質検出用マイクロアレイである。
【０００８】
また、本発明は、以下の（１）〜（３）の工程を順次行う工程を含む生体関連物質検出用マイクロアレイの製造方法である。
（１）数本の有機材料からなる複層の中空繊維を、中空繊維の各繊維軸が同一方向となるように３次元に配列し、その配列を固定して、中空繊維束を製造する工程。
（２）キャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を各中空繊維の中空部に導入し、重合反応を行い、キャプチャープローブが保持されたゲル状物を生成する工程。
（３）繊維の長手方向に交叉する方向で、切断して中空繊維束を薄片化する工程。
【０００９】
さらに、本発明は、以下の（１）〜（３）の工程を順次行う工程を含む生体関連物質検出用マイクロアレイの製造方法である。
（１）キャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を有機材料からなる複層の中空繊維の中空部に導入し、重合反応を行い、キャプチャープローブが保持されたゲル状物を生成する工程。
（２）各繊維軸が同一方向となるように複数本の中空繊維を３次元に配列し、その配列を固定して、中空繊維束を製造する工程。
（３）繊維の長手方向に交叉する方向で、切断して中空繊維束を薄片化する工程。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、複数の区画を有し、各区画が有機材料からなる複層の中空繊維により形成されており、各区画にはキャプチャープローブがゲル状物を介して保持されている生体関連物質検出用マイクロアレイである。
【００１１】
本発明の「区画」とは、キャプチャープローブが保持される場である。それは有機材料からなる複層の中空繊維により形成されている。区画は一定間隔を以って、50区画／cm2以上でマイクロアレイに配置されている。区画の大きさは直径０．０５〜２．０ｍｍで円状である。
【００１２】
本発明の「有機材料」とは、有機高分子材料をいう。有機高分子材料としては、ポリウレタン、シリコン、エポシキ等のゴム材料、ナイロン６、ナイロン６６、芳香族ポリアミド等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカーボネート等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル等のアクリル樹脂等が挙げられる。
【００１３】
本発明の「複層の中空繊維」とは、２種以上の有機材料が積層された中空繊維である。その層数は限定されないが、例えば２〜１０層、好ましくは２〜５層、さらに好ましくは２〜３層である。各層は１種以上の有機材料で構成される。各層の材料は、中空繊維に保持される物質の種類、マイクロアレイの製造方法、生体関連物質の検出方法等により適宜選択される。各層の厚みは、１〜１００μmである。好ましくは５〜５０μmである。
複層の中空繊維は、水蒸気透過係数が250×10-13以下の有機材料で構成される層と、酸素透過係数が0.3×10-13以下の有機材料で構成される層を有することが好ましい。１つの有機材料がこれらの水蒸気透過係数と酸素透過係数を満足する態様も含まれる。
水蒸気透過係数とは、材料をフィルム状に成型して膜の両側に一定の水蒸気の分圧差を与えた場合に、単位面積単位時間に透過する水蒸気の量として定義されcm3(273.15K;1.013×105Pa)×cm/(cm2×s×Pa)で表される（出典：J. Brandup, E. H. Immergut 「Polymer Handbook (5th Edition) 」 VI; Permeability and Diffusion data）。
水蒸気透過係数が250×10-13以下の有機材料としては、低密度ポリエチレン（68×10-13）、高密度ポリエチレン（9×10-13）、ポリプロピレン（51×10-13）等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（113×10-13）等のポリエステル、テフロンTM（6×10-13）、ポリフッ化ビニリデン（10.1×10-13）等のフッ素系材料、ポリ塩化ビニリデン（7×10-13）、ポリ塩化ビニル（206×10-13）等の塩素系材料が挙げられる。
また、塩化ビニル−塩化ビニリデン、塩化ビニル−アクリロニトリル、塩化ビニリデン−アクリロニトリル、塩化ビニル−酢酸ビニル、塩化ビニリデン−スチレン、アクリロニトリル−スチレン、エチレン−酢酸ビニル等の共重合体も例示できる。
酸素透過係数とは、材料をフィルム状に成型して膜の両側に一定の酸素の分圧差を与えた場合に、単位面積単位時間に透過する酸素の量として定義されcm3(273.15K;1.013×105Pa)×cm/(cm2×s×Pa)で表される（出典：J. Brandup, E. H. Immergut 「Polymer Handbook (5th Edition) 」 VI; Permeability and Diffusion data）。
酸素透過係数が0.3×10-13以下の有機材料としては、高密度ポリエチレン（0.3×10-13）等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（0.014×10-13）等のポリエステル、ポリアミド６（0.0285×10-13）、ポリアミド６６等のポリアミド、ポリフッ化ビニリデン（0.06×10-13）等のフッ素系材料、ポリ塩化ビニル（0.034×10-13）、ポリ塩化ビニリデン（0.00383×10-13）等の塩素系材料、ポリメチルメタクリレート（0.116×10-13）、アクリロニトリル共重合体等が挙げられる。
【００１４】
また、各繊維の直線状態を保つため、繊維を配列する際に、各繊維に張力を付与する場合がある。そのような場合、中空繊維の少なくとも１層を構成する材料は、機械的特性に優れた材料を含むことが好ましい。機械的特性に優れた材料とは、弾性率が高く、降伏強度が大きく、破断伸度が大きい材料である。そのような材料としては、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体鹸化物、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、及びアクリル樹脂等が挙げられる。
【００１５】
好ましい複層の中空繊維としては、ポリカーボネートの層及びポリ塩化ビニリデンの層から構成される２層の中空繊維である。
【００１６】
複層の中空繊維は、複合紡糸法、パイプによるプリフォーム延伸法、コーティング法等により製造される。これらの方法のうち、複合紡糸法及びパイプによるプリフォーム延伸法は、複層構造を１段のプロセスで形成できることから、生産性の観点で好ましい。
【００１７】
また、繊維の内壁とゲル状物との親和性を向上させ、ゲル状物の剥離を防止することを目的として、複層の中空繊維の内壁を、親水性基を有するポリマー等で処理することも可能である。親水性基を有するポリマーとしては、カルボン酸基、水酸基、アミノ基、スルホン酸基、アニオン基等を有するポリマー、またはノニオン性ポリマーが挙げられる。
【００１８】
本発明の「ゲル状物」とは、アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−アクリロイルアミノエトキシエタノール、Ｎ−アクリロイルアミノプロパノール、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、ヒドロキシエチルメタクリレート、（メタ）アクリル酸及びアリルデキストリン等から選択される単量体の一種類以上、並びにメチレンビス（メタ）アクリルアミド、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート等の多官能性単量体の１種と共重合した架橋重合体を水等で膨潤させたものをいう。
単量体成分の濃度は単量体の種類にもよるが、例えばアクリルアミド系単量体の場合は２〜２０質量％程度である。
【００１９】
本発明の「キャプチャープローブ」とは、核酸、アミノ酸、ペプチド、糖、脂質、抗体、さらには化学結合、物理結合などの相互作用により生体関連物質を検出しうる有機化合物、無機化合物等をいう。
例えば、核酸を用いる場合、生細胞からのDNAの調製は、Blinらの方法(Nucleic Acids Res.3.2303(1976))等により行うことができ、また、RNAの抽出については、Favaloroらの方法(Methods.Enzymol.65.718(1980))等により行うことができる。
【００２０】
本発明の、「保持」とは、上述のゲル状物にキャプチャープローブが化学的に又は物理的に固定されている状態をいう。
【００２１】
「化学的に固定する」とは、上述の単量体成分に生体関連物質を直接結合することをいう。例えば、核酸の末端にビニル基を導入し、アクリルアミド等の単量体と共重合させる方法が挙げられる（WO 98/39351号公報参照）。
【００２２】
また、「物理的に固定する」とは、ゲル状物中に生体関連物質が包括固定することをいう。例えば、ビオチン化した核酸とアビジン化したアガロースビーズ（シグマ社製  アビジン化アガロース等）を反応させ、核酸が固定化されたアガロースビーズを得、この核酸固定化アガロースビーズをアクリルアミドゲル等に包括固定化する方法が挙げられる。
【００２３】
本発明においては、２つの製造方法が提供される。いずれの製造方法も３つの工程を含む。まず第１番目の製造方法について説明する。
【００２４】
第１の工程では、複数本の有機材料からなる複層の中空繊維を、中空繊維の各繊維軸が同一方向となるように３次元に配列し、その配列を固定して、中空繊維束を製造する。
そのような中空繊維束の製造方法としては、例えば、粘着シート等のシート状物に複数本の中空繊維を所定の間隔をもって平行に配置し、シート状とした後、このシートを螺旋状に巻き取る方法（特開平11-108928号公報参照）が挙げられる。
また、複数の孔が所定の間隔をもって設けられた多孔板２枚を孔部が一致するように重ねあわせ、それらの孔部に、中空繊維を通過させ、２枚の多孔板の間隔を開き、２枚の多孔板間の、中空繊維の周辺に硬化性樹脂原料を充満させ硬化させる方法（特開2001-133453号公報参照）が挙げられる。
「固定」とは接着剤等を用いて各中空繊維の配列が乱れないような状態にすることをいう。接着剤としては、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。また、隣接する中空繊維の外表面を相互に融着することによって中空繊維束を固定することもできる。
固定は、配列した中空繊維の全長又は所定部分に対して行う。配列した中空繊維の少なくとも一方の端部から適当な長さの部分は固定しない状態としても良い。この場合、後述する中空繊維の中空部内へのゲル前駆体重合性溶液の導入操作が容易となる。
中空繊維の本数は目的に応じて適宜設定できる。例えば１０〜１０００本程度である。各中空繊維の配列の間隔は中空繊維の外径や本数に応じて適宜設定される。また、その間隔は一定であることが好ましい。
【００２５】
第２の工程において、第１の工程で得られた中空繊維束の各中空繊維の中空部にキャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を導入し、重合反応を行い、キャプチャープローブが保持されたゲル状物を生成する。
「ゲル前駆体重合性溶液」とは、キャプチャープローブの他に前述の単量体、多官能性単量体、重合開始剤、及び水等を含むものである。
キャプチャープローブは目的に応じて必要な種類（数）が準備される。例えば、中空繊維の本数と同一の数のキャプチャープローブを準備し、各中空繊維に互いに異なる１種類のキャプチャープローブを導入することができる。また、複数本の中空繊維に同じキャプチャープローブを導入することもできる。
また、ゲル前駆体重合性溶液は予め脱気しておくことが好ましい。さらには、第１の工程で製造した中空繊維束を予め脱気しておくことが好ましい。
ゲル前駆体重合性溶液は、真空吸引法等によって中空繊維の中空部へ導入される。例えば、まず中空繊維束とゲル前駆体重合性溶液をデシゲーター内に設置する。次いで、中空繊維束の中空繊維が固定されていない端部を、この溶液中に浸し、デシゲーター内を減圧状態し、中空繊維の中空部内にこの溶液を導入する。
導入後、ゲル前駆体重合性溶液を含む中空繊維束を加熱することにより重合反応を開始する。重合温度は使用する単量体等により適宜選択される。
【００２６】
第３の工程において、重合反応終了後の中空繊維束を繊維の長手方向に交叉する方向で、通常は直交する方向で、切断して薄片化を行う。
中空繊維束の切断は、ミクロトーム、レーザー、等を使用することができる。得られる薄片の厚みは、5mm以下であり、好ましくは0.1mm〜1mmである。
【００２７】
次いで第２番目の製造方法について説明する。この製造方法では第１番目の製造方法の、第１の工程と第２の工程の順序が逆にされる。
即ち、まずキャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を有機材料からなる複層の中空繊維の中空部に導入し、重合反応を行い、キャプチャープローブが保持されたゲル状物を生成する。次いで、各繊維軸が同一方向となるように複数本の中空繊維を３次元に配列し、その配列を固定して、中空繊維束を得る。最後にその中空繊維束を繊維の長手方向に交叉する方向で、切断して中空繊維束を薄片化する。
その場合、重合反応、中空繊維束の製造方法、切断方法は第１番目の製造方法に準じて行う。
【００２８】
上記のごとく製造されたマイクロアレイは例えば特定の遺伝子検出のためのツールとして使用される。
【００２９】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００３０】
（１）複層の中空繊維の製造
外径１３ｍｍ、内径９ｍｍのポリカーボネートパイプを用いて、プリフォーム延伸法により、外径０．３０ｍｍ、内径０．１８ｍｍ、長さ１５０ｍｍのポリカーボネート製中空繊維を製造した。
次に、ポリ塩化ビニリデンを主成分とするラテックス（呉羽化学株式会社製  クレハロン  固形分量  ５０wt%）を入れた容器中にその中空繊維を浸漬して0.8m/minの速度で引き取り、ディップコートして、中空繊維の最外層に約５μｍの厚さのポリ塩化ビニリデン層を形成した。
【００３１】
（２）中空繊維束の製造
図１に示す配列固定器具を利用して中空繊維束を製造した。なお、図中のｘ、ｙ、ｚは直交の３次元軸であり、ｘ軸は繊維の長手方向と一致する。
まず、直径０．３２ｍｍの孔が、孔の中心間距離を０．１２ｍｍとして、縦横各１６列で合計２５６個設けられた厚さ０．１ｍｍの多孔板２枚を準備した。これらの多孔板を重ね合わせて、そのすべての孔に、（１）で得られた中空繊維を１本づつ、通過させた。
Ｘ軸方向に各繊維に０．１Ｎの張力をかけた状態で２枚の多孔板の位置を移動させて、中空繊維の一方の端部から２０ｍｍの位置と１００ｍｍの位置の２ヶ所に固定した。即ち、２枚の多孔板の間隔を８０ｍｍとした。
次いで、多孔板間の空間の周囲３面を板状物で囲った。このようにして上部のみが開口状態にある容器を得た。
次に、この容器の上部から容器内に樹脂原料を流し込んだ。樹脂としては、ポリウレタン樹脂接着剤（日本ポリウレタン工業（株）ニッポラン4276、コロネート4403）の総重量に対し、2.5質量％のカーボンブラックを添加したものを使用した。２５℃で１週間静置して樹脂を硬化させた。次いで多孔板と板状物を取り除き、中空繊維束を得た。
得られた中空繊維束をデシケーター中に入れ内部を窒素置換した後、１６時間静置することで、ポリウレタン樹脂接着剤中の酸素濃度を低下させた。
【００３２】
（３）キャプチャープローブの製造
合成機DNA/RNA synthesizer (model394)（PEバイオシステムズ社製）を用いて、GCATのオリゴヌクレオチドを合成した。これらは、一般的手法によって脱保護及び精製して使用した。
得られたGCAT（500nmol/ml）50μl、グリシジルメタクリレート 5μl及びジメチルホルムアミド（DMF）5μlを混合し、７０℃で２時間反応させ、水190μlを加えて、100nmol/mlのメタクリレート基を有するGCAT（MA-GCAT）を得た。
【００３３】
（４）ゲル前駆体重合性溶液の重合
次に、表１に示す質量比で混合した単量体及び開始剤を含むゲル前駆体重合性溶液を調製した。
【表１】
2004001411.tif 000006
この溶液に対して、（３）で調製したMA-GCATを0.5nmol/Lとなるように添加した。
次に、キャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を前述のデシケーター内に設置した。デシケーター内を減圧状態にしたのち、中空繊維束の繊維束が固定されていない一方の端部（図２）をこの溶液中に浸漬した。デシケーター内に窒素ガスを封入し、中空繊維の中空部にキャプチャープローブを含むゲル前駆体重合性溶液を導入した。
次いで、容器内を70℃とし、３時間かけて重合反応を行った。
このようにしてキャプチャープローブがゲル状物を介して中空繊維の中空部に保持された中空繊維束を得た。
【００３４】
（５）薄片化
（４）で得られた中空繊維束を、ミクロトームを用いて繊維の長手方向と直交する方向でスライスし、厚さ０．５ｍｍの薄片シート５０枚を得た。スライス時に中空繊維からゲル状物は脱落しなかった。
得られた薄片シート５０枚について、ゲル状物の形態、中空繊維内壁とゲル状物との界面を実体顕微鏡で観察した。
その結果、すべてのシートで、中空繊維の中空部にゲル状物が保持されており、中空繊維内壁とゲル状物との界面には隙間がないことを確認した。また、ゲル状物には空洞はなかった。
【実施例２】
【００３５】
以下の方法によりプリフォーム延伸法により内層及び外層にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、中間層にポリプロピレン（ＰＰ）を用いた３層の中空繊維を製造した。
すなわち、外層となる外径１２ｍｍ、内径１０ｍｍのPMMAパイプに中間層となる外径１０ｍｍ、内径９ｍｍのPPパイプを挿入し、さらに内層となる外径９ｍｍ、内径７ｍｍのPMMAパイプを挿入した複合パイプを、１８０℃に加熱した炉の中に一部挿入し、引き伸ばした。延伸後の中空繊維は、外径  ０．３ｍｍ、内径  ０．１７５ｍｍ  長さ  １５０ｍｍである。各層の厚みは、外層及び内層が  ０．０２５ｍｍ、中間層が０．０１２５ｍｍであった。
以下、実施例１の（２）〜（５）と同様の操作を行った。
その結果、すべてのシートで、中空繊維の中空部にゲル状物が保持されており、中空繊維内壁とゲル状物との界面には隙間がないことを確認した。また、ゲル状物には空洞はなかった。
【００３６】
＜比較例１＞
溶融紡糸法により、ポリプロピレン製の中空繊維（外径０．３ｍｍ、内径０．２ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）を製造した。その中空繊維を使用して、実施例１の（２）〜（５）と同様の操作を行った。その結果、実施例１の（２）の工程において、Ｘ軸方向に０．１Ｎの張力をかけた際、糸の降伏強度が小さいため、糸が伸びた。糸の直径が不均一となったため、中空繊維束を製造することができなかった。
【００３７】
＜比較例２＞
プリフォーム延伸法により、外径１０ｍｍ、内径６ｍｍのポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）パイプを用いて、外径０．３ｍｍ、内径０．１８ｍｍ、長さ１５０ｍｍのＰＭＭＡ製中空繊維を製造した。その中空繊維を使用して、実施例１の（２）〜（５）と同様の操作を行った。その結果、中空繊維内壁とゲル状物との界面に隙間が生じていた。原因は、重合反応の際、水が中空繊維の内壁から中空繊維中に浸透し中空部内から漏出したためと思われる。
【００３８】
＜比較例３＞
溶融紡糸法により、低密度ポリエチレン製中空繊維（外径０．３ｍｍ、内径０．２ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）を製造し、実施例１の（２）〜（５）と同様の操作を行った。その結果、重合反応が完結せず、中空繊維の中空部はゾル状態となっていた。
原因は、中空繊維やポリウレタン樹脂に溶解している酸素が重合を阻害したためと思われる。
【００３９】
＜比較例４＞
プリフォーム延伸法により、外径１３ｍｍ、内径９ｍｍのポリカーボネートパイプを用いて、外径０．３ｍｍ、内径０．１８ｍｍ、長さ１５０ｍｍのポリカーボネート製中空繊維を製造した。その中空繊維を使用して、実施例１の（２）〜（５）と同様の操作を行った。その結果、中空繊維内壁とゲル状物との界面に隙間が生じていた。原因は、重合反応の際、水が中空繊維の内壁から中空繊維中に浸透し中空部内から漏出したためと思われる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明により、中空繊維に保持されているゲル状物に空洞がなく、中空繊維内壁とゲル状物との界面には隙間がないマイクロアレイを提供することができる。そのようなマイクロアレイを検査等に使用することによりゲル状物に保持されているキャプチャープローブが有効に使用でき、検出感度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
図１は、繊維の集束固定器具（配列固定器具）の一形態を示す図である。
図２は、中空繊維の繊維束を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１：  孔
２１：  多孔板
３１：  中空繊維
４１：  板状物
【国際調査報告】
2004001411.tif 000007
2004001411.tif 000008