(57)【要約】【課題】誤操作により溶液に接触する危険性を未然に防止できると共に着脱自在な分離可能型バイオチップを提供する。【解決手段】生体試料から抽出した生体高分子を検出するためのバイオチップを、前記生体高分子を生体試料から抽出し保存しておくための第一の容器と、この第一の容器とは着脱自在な結合部を有し第一の容器から生体高分子が注入される第二の容器に分割し、前記第一の容器への生体試料注入と、前記第一の容器から第二の容器への生体高分子注入とを異なるタイミングで行えるように構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体試料から抽出した生体高分子を検出するためのバイオチップを、前記生体高分子を生体試料から抽出し保存しておくための第一の容器と、この第一の容器とは着脱自在な結合部を有し第一の容器から生体高分子が注入される第二の容器に分割し、前記第一の容器への生体試料注入と、前記第一の容器から第二の容器への生体高分子注入とを異なるタイミングで行えるように構成したことを特徴とする分離可能型バイオチップ。
【請求項２】
前記生体高分子は、ＤＮＡ、またはｍＲＮＡやｃＤＮＡなどのＲＮＡ、または蛋白であることを特徴とする請求項１記載の分離可能型バイオチップ。
【請求項３】
前記第二の容器は、前記生体高分子と相補配列の第二の生体高分子を固定した基板を備え、前記第一の容器から注入された生体高分子とハイブリダイゼーションが行われるように構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の分離可能型バイオチップ。
【請求項４】
少なくとも前記第一の容器は可撓性に富む材料で形成されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の分離可能型バイオチップ。
【請求項５】
前記第二の容器は透明な材料により形成されたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の分離可能型バイオチップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液や、ホモジナイズした患部などの生体試料から複数の生体高分子、すなわちＤＮＡやＲＮＡ（ｍＲＮＡやｃＤＮＡなど）あるいは蛋白などの生体高分子を抽出し、その各々の量を計測するためのバイオチップに関し、特に安全性が高く検査コストの低減が可能なバイオチップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バイオチップによるＤＮＡなどの生体高分子の検査方法は従来より良く知られている。図７に、ハイブリダイズされたＤＮＡチップをバイオチップ読取装置により走査して未知のＤＮＡの配列を読取る従来装置の一例を示す（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この装置では、バイオチップ読取装置２０により、バイオチップ１０内のハイブリダイズされたＤＮＡチップに励起光を照射すると共に、蛍光標識から発生する蛍光を読取って、未知のＤＮＡの配列などを検出する。なお、容器１１は前記励起光や蛍光に対して透明な材質で形成されている。
【０００４】
この場合のバイオチップ１０は、図８に示すように容器１１内に、多数の既知のＤＮＡチップのサイトＣＬをアレイ状に配置した基板１２を格納したものである。このバイオチップ１０は読取操作前に、図９に示すように導入口１３より予め蛍光標識を付着した未知のＤＮＡ断片を含む溶液１５をスポイトなどの溶液導入手段１４を用いて注入し、既知のＤＮＡチップとハイブリダイズさせておく。
【０００５】
しかしながら、検査対象の試料である血液などはＨＩＶなどのウイルスに汚染されていることがあり、安全性のために注射器などの医療器具は使い捨て式の器具を用いるようになっている。これに対して図９に示すような溶液の導入方式では溶液導入手段１４から容器１１への溶液の移し替え作業が行われるため、誤操作により溶液に接触してＨＩＶなどに感染するという危険性がある。
また、使い捨てにより廃棄する医療器具も注射器や、前処理に用いた器具、溶液導入手段、ＤＮＡチップなどと多くなり、検査コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
図１０に示す採血管３１はこの点を解決するものである。従来のスピッツ管に代えてこの採血管３１を注射器内に挿入すれば、採血ができるようになっている。この採血管３１は、励起光や蛍光が透過可能な透明な固形材料で円筒状に形成されている。この採血管３１の開口部はその中央部に針が刺されるゴム栓３２で封止され、採血管３１全体は負圧になっている。
【０００７】
針を介して採取された血液は、一旦採取部３３に保持された後、前処理部３４に導かれて前処理が施される。前処理は、例えば血液からリンパ球を分離し、分離されたリンパ球からＤＮＡを抽出し、抽出したＤＮＡに蛍光標識を付加するなどの一連の処理である。
【０００８】
採血管３１の一番奥には、図７に示すのと同様な、既知のＤＮＡがアレイ状に配置された基板３５が収納されており、前処理部３４から浸透して来るＤＮＡと前記既知のＤＮＡとのハイブリダイズが行われる。
【０００９】
しかしながら、このようなバイオチップは血液採取から前処理、ハイブリダイズなどが一貫して自動的に行われる利点はあるものの、固い採血管が必要で高価であることや、負圧にするための空気吸引ポンプなどが必要で全体として高価になるという問題がある。
【００１０】
この点を解決したバイオチップとして、図１１に示すようなバイオチップがある（特許文献２参照）。
このバイオチップ４０は可撓性に富み励起光や蛍光に対して透明な材料により偏平な密封状のバッグ型に形成されたものである。
【００１１】
この採血バッグ４１は、図１１（ｂ）の平面図に示すように、外形が四角状であって、その周辺部は密封状に接合され、中央部は魚形状の袋になっている。魚の口に相当するバッグの開口部は栓４２で密封されている。この栓４２はゴム状の材質で形成されており、採血時には注射針がここに刺し通される。採血後注射針を抜くとその針孔は直ちに塞がり、採取した血液が外部へ漏れることはない。
【００１２】
採血バッグ４１はこの栓４２から奥に向かって順に、採取部４３、前処理部４４、結合部４５、廃液収容部４７が形成されている。
採取部４３には採血した血液が保存される。採取部４３の膜の表面と裏面にはそれぞれフック４３１が形成されており、採血時にはこのフック４３１に掛合した掛合部材を外側に引っ張って採取部４３を膨らませるようにする。
【００１３】
前処理部４４では、採取した血液から対象の未知の試料を抽出する処理を行なう。結合部４５は、既知の試料（ここではＤＮＡとする）を複数個アレイ状に配置した基板４６を備え、前処理部４４で抽出した試料をこの既知の試料に相補的に結合させることができるようになっている。
廃液収容部４７は、前処理部４４および結合部４５から押し出された不要な溶液を溜めるために設けられた袋部分であり、その袋は初期状態では圧縮されている。
【００１４】
前処理部４４の両脇には背びれと腹びれに相当するような袋部４８と５０が魚の背びれと腹びれとはそれぞれ逆向きの関係で形成されている。この袋部４８，５０には、血液から未知の試料（ＤＮＡ、ＲＮＡあるいは蛋白等）を抽出するために必要な溶液がそれぞれ封入されている。
袋部４８，５０と前処理部４４との接続部分（細い通路）には隔壁用の弁４９，５１が形成されていて、袋部の溶液の圧力が高くなると破れるように形成されている。
【００１５】
このような採決バッグ４１の採取部４３に採血した血液を保存した後、図１２に示すように採血バッグ４１を回転するローラ６１，６２に挟んで採取部４３から前処理部４４へと押しつぶして行く。
ローラ６１，６２は、その軸方向の長さが採血バッグ４１の幅よりも長くなっていて、採血バッグ４１の全幅を一様に圧接する。
【００１６】
ローラ６１，６２の回転により採取血液は前処理部４４へ押しやられる。ローラ６１，６２の位置が進み、袋部４８を押しつぶし始めると、袋部４８内の圧力が上昇して弁４９が破れる。弁４９が破れると、袋部４８内の溶液が前処理部４４に流れ込んでその溶液による所定の処理が行なわれる。
続いて、袋部５０もローラ６１，６２により押しつぶされると、同様に弁５１が破れて袋部５０内の溶液が前処理部４４内に流れ込んで所定の処理が行なわれる。
【００１７】
したがって、袋部の取付け位置をずらせておくことにより容易に時間差処理を行なわせることができる。すなわち、血液からリンパ球を分離し、分離したリンパ球からＤＮＡを抽出する処理と、抽出したＤＮＡに蛍光標識を付加する処理等を時間的にずらせて行なわせることができる。
【００１８】
前処理部４４での処理が終了すれば、続いてローラ６１，６２を回転させる。これにより、処理された血液が結合部４５へ送られ、基板４６に配置された既知のＤＮＡチップとのハイブリダイズが行われる。
前処理部４４から押し出された余分な血液や溶液は廃液収容部４７に溜まる。ハイブリダイズの行われたＤＮＡチップは従来と同様にバイオチップ読み出し装置（図示せず）により読み出される。
【００１９】
このように、血液採取から、前処理、ハイブリダイズまでの処理が一貫して密閉の採血バッグ内で行われ、誤操作により溶液に接触するような事故も未然に防ぐことができる。また、このような採血バックは柔軟な可撓性の安価な材料で容易に作製されるので、安価なバイオチップを容易に実現することもできる。
【００２０】
【特許文献１】
特開２００１−２３５４６８号公報（第２頁−第５頁、図１、図４−図６）
【特許文献２】
特開２００２−３６５２９９号公報（第３頁−第４頁、図１、図３）
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のバイオチップでは次のような課題がある。すなわち、ハイブリダイゼーションを行わないでｍＲＮＡやＤＮＡの状態のままで保存することができず、また、既に保存してあるｍＲＮＡやＤＮＡをハイブリダイゼーションのみ行わせることはできないという問題もある。
【００２２】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、誤操作により溶液に接触する危険性を未然に防止できると共に着脱自在な分離可能型バイオチップを提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項１の発明では、
生体試料から抽出した生体高分子を検出するためのバイオチップを、前記生体高分子を生体試料から抽出し保存しておくための第一の容器と、この第一の容器とは着脱自在な結合部を有し第一の容器から生体高分子が注入される第二の容器に分割し、前記第一の容器への生体試料注入と、前記第一の容器から第二の容器への生体高分子注入とを異なるタイミングで行えるように構成したことを特徴とする。
これにより、第一の容器には、ｍＲＮＡやＤＮＡの状態で生体高分子を保存でき、また任意のタイミングで第一の容器から生体高分子を第二の容器に注入することができ、従来の課題を容易に解決することができる。
【００２４】
この場合の生体高分子は、請求項２のように、ＤＮＡ、またはｍＲＮＡやｃＤＮＡなどのＲＮＡ、または蛋白である。
また、第二の容器は、請求項３のように、生体試料から抽出した生体高分子と相補配列の第二の生体高分子を固定した基板を備え、前記第一の容器から注入された生体高分子とハイブリダイゼーションが行われるように構成されている。
【００２５】
また、請求項４のように、少なくとも第一の容器は可撓性に富む材料で形成する。これにより、容器を押し潰して結合部より溶液を送り出すことができるようにする。
また、請求項５のように、第二の容器は透明な材料により形成する。これにより、ハイブリダイゼーションした生体高分子を蛍光測定することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。図１は本発明に係る分離可能型バイオチップの一実施例を示す構成図である。図１において、バイオチップ１００は着脱自在な第一の容器１１０と第二の容器１２０に分割されている。容器は両方共可撓性に富む材料により形成され、外形が四角状で、その周辺部は密封状に接合された袋になっている。容器１１０と１２０は図２に示すように分離して保管しておくことができる。
【００２７】
容器１１０は、端部にゴム状の栓１１１を持つと共に、他端に凸型結合部１１２を持つ。ゴム状の栓１１１は容器に密封状に取付けられている。この栓１１１に注射針を刺して、ＤＮＡやＲＮＡ（ｍＲＮＡやｃＤＮＡなど）、蛋白などの生体高分子を含む血液や、ホモジナイズされた生体試料を容器１１０内に注入することができる。この容器１１０内で例えば血液からのｍＲＮＡ抽出などの前処理を行うことにより、生体試料からの生体高分子の抽出を行うことができる。
なお、注射針を引き抜くと栓１１１の針孔は直ちに塞がり、試料が容器外へ漏れることはない。
【００２８】
図３は凸型結合部１１２の一実施例を示す構成図である。注射針１１４が埋め込まれた栓１１３が凸型結合部１１２に密封状に取付けられ、その注射針１１４には取外し可能なゴム状のキャップ１１５が被せてある。容器１２０に結合するときは同図（ｂ）に示すようにキャップ１１５を取外して行う。
【００２９】
容器１２０は、端部に容器１１０と結合する凹型結合部１２１を有し、内部には容器１１０により抽出された生体高分子（例えばｍＲＮＡ）と相補配列を持つ第二の生体高分子を固定した基板１２２を備える。なお、容器１２０を透明な材料により形成すれば、蛍光読取装置（図示せず）を用いてハイブリダイゼーション後の生体高分子を直接読取ることができる。
【００３０】
図４は凹型結合部１２１の一実施例を示す構成図である。凹型結合部１２１の底には容器１１０の注射針が刺し込まれるゴム状の栓１２２が密封状に取付けられている。栓１２２から注射針を抜くと、栓の針孔は塞がれる。
【００３１】
このように形成されたバイオチップの使用方法を説明する。容器１１０の試料注入口の栓１１１に注射針を刺し生体高分子を含む溶液を注入する。このとき、容器１１０の凸型結合部１１２には図３（ａ）に示すようにキャップ１１５を被せおく。これにより、容器１１０は、図２（ａ）に示すように容器１２０と分離した状態で溶液を一時保存することができる。
【００３２】
本発明では、容器を２分割としたため、容器１１０への生体試料の注入と、容器１１０から容器１２０への生体高分子の注入を容易に異なるタイミングで別々に行うことができる。なお、前記のように生体高分子の抽出まで処理を行えばＨＩＶなどのウイルスも除去されるため、容器から出る溶液は危険ではない。
【００３３】
容器１１０から生体高分子の溶液を容器１２０に注入するときは、容器１１０のキャップ１１５を外し、凸型結合部１１２を容器１２０の凹型結合部１２１に差込む。しかる後、容器１１０を押し潰して注射針を通して容器１１０に保存してあった溶液を容器１２０へ送り込む。
注入後、容器１１０が不要であれば、容器１２０から取外す。
【００３４】
容器１２０では、蛍光分子の付加など必要な処理が行われた後で、容器１２０の基板１２３に固定された生体高分子と溶液中の生体高分子のハイブリダイゼーションが行われる。ハイブリダイズした生体高分子の検出は従来例で説明したと同様の方式により検出される。
【００３５】
なお、本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
例えば、容器１１０への溶液注入および容器１１０から容器１２０への溶液注入は、注射針を用いる方式以外でも構わない。
【００３６】
また、容器１１０と１２０の結合形態は、図５に示すように、端部を互いに半分ずつ切り欠いた形にして結合し、矢印のように溶液を送る形態としてもよい。また図６に示すように、凸型結合部、凹型結合部を容器の横側面に形成して結合し、矢印のように溶液を送る形態としてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば次のような効果がある。
（１）ハイブリダイゼーション前のｍＲＮＡやＤＮＡの状態で容器１１０に保存しておくことができる。
（２）すでに保存してあるｍＲＮＡやＤＮＡをハイブリダイゼーションのみ行わせることも容易である。
（３）容器内にはｍＲＮＡなどの状態で保存されているため、血中のウイルス対策にもなっており、安全である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る分離可能型バイオチップの一実施例を示す構成図である。
【図２】バイオチップの分離状態を示す図である。
【図３】容器の凸型結合部の構成を示す図である。
【図４】容器の凹型結合部の構成を示す図である。
【図５】容器の結合形態を示す図である。
【図６】容器の他の結合形態を示す図である。
【図７】従来の従来のバイオチップの一例を示す構成図である。
【図８】図７のバイオチップの平面図である。
【図９】従来のバイオチップへの溶液注入法を示す説明図である。
【図１０】従来の他のバイオチップの一例を示す構成図である。
【図１１】従来のさらに他のバイオチップの一例を示す構成図である。
【図１２】図１１に示すバイオチップの操作方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１００  バイオチップ
１１０，１２０  容器
１１１  栓
１１２  凸型結合部
１１３  栓
１１４  注射針
１１５  キャップ
１２１  凹型結合部
１２２  栓
１２３  基板
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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