(57)【要約】【課題】基板上での物質間の相互反応を至適条件下で効率よく行われるようにして、検出精度を向上させる。【解決手段】検出用物質Ｄと標的物質Ｔとの相互反応の場を提供する検出部２を基板１上に配設しておき、前記検出部２の位置情報を基板１上に記録しておき、前記検出部２単位に、予め用意された複数種の反応溶液Ｓ（Ｓ１〜Ｓ３）の一種を選択できる反応溶液選択手段５と、反応温度条件を前記検出部２単位に選択できる加温手段６と、検出部２の反応溶液Ｓの温度を検出する温度検出手段７と、を設け、前記検出用物質Ｄと前記標的物質Ｔと間の至適反応条件情報に基づいて、前記反応溶液選択手５段と前記加温手段６を制御し作動させ、前記相互反応を効率良く進行させる。【選択図】　図３
2004061262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出用物質を固定化するための検出表面と、該検出表面に固定された状態の前記検出用物質と標的物質との相互反応の場を提供する反応領域と、を少なくとも備える検出部を設け、前記検出部単位に、予め用意された複数種の反応溶液の一種を選択できる反応溶液選択手段と、反応温度条件を前記検出部単位に選択できる加温手段と、前記検出部の反応溶液の温度を検出する温度検出手段と、を備え、
前記検出用物質と前記標的物質と間の至適反応条件に基づいて、前記反応溶液選択手段と前記加温手段を制御し作動させることによって、前記検出部単位に、適切な反応溶液を滴下し、かつ至適温度条件を設定し、
前記検出用物質と前記標的物質との間の相互反応を進行させることを特徴とするバイオアッセイ装置。
【請求項２】
前記加温手段は、前記検出部単位で照射範囲の設定が可能とされた赤外光照射手段であることを特徴とする請求項１記載のバイオアッセイ装置。
【請求項３】
前記温度検出手段は、前記検出部から輻射される赤外光を受光することにより検出する手段であることを特徴とする請求項１記載のバイオアッセイ装置。
【請求項４】
前記加温手段の温度制御は、検出部に照射されるレーザー光の光量を調節することにより行われることを特徴とする請求項１記載のバイオアッセイ装置。
【請求項５】
前記検出部は、ウエル構造であることを特徴とする請求項１記載のバイオアッセイ装置。
【請求項６】
前記相互反応は、ハイブリダイゼーションであることを特徴とする請求項１記載のバイオアッセイ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バイオインフォマティクス（生命情報科学）分野において特に有用なバイオアッセイ装置に関する。より詳細には、光学的に記録情報の読み取りが可能とされた基板上に配設された各検出部又は各検出部群において、物質間の相互反応が、至適条件下で効率よく行われるように工夫されたバイオアッセイ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
本発明の主たる従来技術を以下説明する。現在、マイクロアレイ技術によって所定のＤＮＡが微細配列された、いわゆるＤＮＡチップ又はＤＮＡマイクロアレイ（以下、「ＤＮＡチップ」と総称。）と呼ばれるバイオアッセイ用の集積基板が、遺伝子の変異解析、ＳＮＰｓ（一塩基多型）分析、遺伝子発現頻度解析等に利用されており、創薬、臨床診断、薬理ジェノミクス、法医学その他の分野において広範囲に活用され始めている。
【０００４】
このＤＮＡチップは、ガラス基板やシリコン基板上に多種・多数のＤＮＡオリゴ鎖やｃＤＮＡ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　ＤＮＡ）等が集積されていることから、ハイブリダイゼーション等の分子間相互反応の網羅的解析が可能となる点が特徴とされている。
【０００５】
ＤＮＡチップによる解析手法の一例を簡潔に説明すれば、ガラス基板やシリコン基板上に固相化されたＤＮＡプローブに対して、細胞、組織等から抽出したｍＲＮＡを逆転写ＰＣＲ反応等によって蛍光プローブｄＮＴＰを組み込みながらＰＣＲ増幅し、前記基板上においてハイブリダイゼーションを行い、所定の検出器で蛍光測定を行うという手法である。
【０００６】
ここで、ＤＮＡチップは二つのタイプに分類できる。第１のタイプは、半導体露光技術を応用したフォトリソグラフィーの技術を用いて、所定の基板上に直接オリゴヌクレオチドを合成していくものであり、アフィメトリクス社（Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ社）によるものが代表的である（例えば、特表平４−５０５７６３号公報参照）。この種のチップは、集積度は高いが、基板上でのＤＮＡ合成には限界があって、数十塩基程度の長さである。第２のタイプは、「スタンフォード方式」とも称されるもので、先割れピンを用いて、予め用意されたＤＮＡを基板上に分注・固相化していくことによって作製されるものである（例えば、特許第３２７２３６５号公報参照）。この種のチップは、集積度は前者に比べて低いが、１ｋｂ程度のＤＮＡ断片を固相化できるという利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のＤＮＡチップやプロテインチップ等のセンサーチップでは、基板上で行われる物質間相互反応が一律でないにもかかわらず、統一された反応条件下で行われていたので、基板上のすべての物質間相互反応が効率よく進行しているとは限らなかった。
【０００８】
例えば、Ｔｍ（ｍｅｌｔｉｎｇ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）又はＧＣ含有率が揃っていないＤＮＡプローブ（検出用物質）が、二次元の平面的な広がりを持つ基板表面上に配列された構成の従来のＤＮＡチップにおいては、同一のハイブリダイゼーション条件、洗浄条件に晒されて偽陽性又は偽陰性を示す可能性が高いという問題があった。また、従来の方法では、ＤＮＡプローブの塩基配列を選択してＴｍを揃える方法が採用される場合があるが、これには限界があり、特にＳＮＰｓチップでは、そのＳＮＰｓを含む領域の周辺に限定されるので難しかった。
【０００９】
そこで、本発明の主な目的は、光学的に記録情報の読み取りが可能とされた基板上に配設された各検出部又は各検出部群において、物質間の相互反応が、それぞれの相互反応の至適条件下で効率よく行われるように工夫されたバイオアッセイ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するために、まず、本願においては、以下の「バイオアッセイ装置」を提供する。なお、本願において「バイオアッセイ」とは、ハイブリダイゼーションその他の物質間の相互反応に基づく生化学的分析を意味する。
【００１１】
まず、本発明に係るバイオアッセイ装置は、穴研削検出用物質を固定化するための検出表面と、該検出表面に固定された状態の前記検出用物質と標的物質との相互反応の場を提供する反応領域と、を少なくとも備える検出部を設け、この検出部単位に、予め用意された複数種の反応溶液の一種を選択できる反応溶液選択手段と、反応温度条件を前記検出部単位に選択できる加温手段と、前記検出部の反応溶液の温度を検出する温度検出手段と、を備え、前記検出用物質と前記標的物質と間の至適反応条件に基づいて、前記反応溶液選択手段と前記加温手段を制御して作動させることによって、前記検出部単位に、適切な反応溶液を滴下し、かつ至適温度条件を設定し、前記検出用物質と前記標的物質との間の相互反応を進行させるようにする。
【００１２】
「検出部」は、互いにコンタミネーションしないように、それぞれが基板上に別個独立に形成された、例えば、円形、矩形その他の形状のセル構造やウエル構造を採用でき、「検出部単位」とは、１個の検出部だけでなく、グルーピングされた複数の検出部を単位とする概念も含まれる。
【００１３】
前記至適反応条件には、塩溶液等の反応溶液の組成、濃度や反応物質濃度、反応温度等の反応条件が広く包含され、また、アクティブな相互反応を示さなかった標的物質を前記検出部から除去するときの洗浄条件も含まれる。本発明では、数種以上に階層を付けた反応溶液を予め準備し、これらの中から好適なものを選択して検出部に滴下する、
【００１４】
「加温手段」としては、前記検出部単位で照射範囲の設定が可能とされた赤外光照射手段を採用できる。この赤外線照射手段による部分的（局所的）な加温手段に加えて、検出部が配設されている基板全体を加温する手段、例えば、基板を保持するプレートをヒーター等によって一様に加温する手段を併用することにより、所望の温度範囲内に確実かつ迅速に設定できる。なお、赤外光（ＩＲ）照射は、加温に適した波長（基板が吸収できる波長）の赤外光を出射するＩＲレーザー光源によって行うことができる。
【００１５】
「温度検出手段」としては、前記検出部から輻射される赤外光をディテクター（検出器）で受光することによって検出する手段を採用できる。これは、全ての物質表面が、その温度に固有の赤外光を輻射していることに基づく。即ち、各検出部の温度に固有の輻射赤外光を分析することによって、各検出部の温度を的確に検出できる。
【００１６】
以上の構成を備えるバイオアッセイ装置によれば、基板上で行われる物質間相互反応が一律ではない場合において、即ち、複数種の検出用物質を基板上に整列させて網羅的な相互反応作用解析を行う場合において、各検出用物質と標的物質との間の特異的な相互反応にそれぞれ特有の反応条件を選択し、基板上のすべての物質間相互反応を効率よく進行させることができる。
【００１７】
例えば、Ｔｍ（ｍｅｌｔｉｎｇ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）又はＧＣ含有率が揃っていない、検出用物質であるＤＮＡプローブが、二次元の平面的な広がりを持つ基板表面上に多数配列された構成の従来のＤＮＡチップにおいては、検出用ヌクレオチド鎖をＴｍ又はＧＣ含有率の違いに基づいて基板上にグルーピングして固定化しておき、その上で、前記Ｔｍ又はＧＣ含有率に対応する好適な塩溶液の濃度や温度条件等を基板上のグループ毎に設定することによって、各検出部において、アクティブなハイブリダイゼーションを進行させることができる。この結果、解析作業時の偽陽性又は偽陰性を示す危険性を大幅に低減させることができる。
【００１８】
ここで、本発明に係るバイオアッセイ装置において採用できる基板は、狭く限定されないが、特に好適には、例えば、直径２〜１０ｃｍ程度であって、前記検出部の位置情報と回転同期情報を提供できる構成の円盤状基板を採用できる。この基板では、検出用物質を固相化できる検出表面、該検出表面を備える検出部、該検出部の集合である検出部グルーブを多数集積できるという利点がある。即ち、記録情報の集積量が多いＤＮＡチップやバイオセンサーチップ等を提供できる。
【００１９】
また、前記円盤状基板では、位置情報と回転同期情報に基づいて、検出用物質含有溶液並びに標的物質含有溶液を所定の検出部又は検出部群に、正確に追従させて滴下することができる。なお、前記滴下手段としては、例えば、インクジェットプリンティング法又はマイクロメカニカルスポッティング法等を採用でき、これらの方法は、基板上の検出部位置に正確に追従させながら、検出用物質を含む微小滴並びに標的物質を含む微小滴を、正確に滴下することができる。
【００２０】
なお、「インクジェットプリンティング法」は、インクジェットプリンターで用いられるノズルを応用する方法であって、電気を用いてインクジェットプリンターのようにプリンターヘッドから基板に検出用物質を噴射し、固定する方法である。この方法には、圧電式インクジェット法、バブルジェット（登録商標）法、超音波ジェット法がある。圧電式インクジェット法は、圧電体にパルスを印加することによって生じる変位の圧力によって液滴を飛ばす方法である。通常のバブルジェット（登録商標）法は、熱方式であって、ノズル中のヒーターを熱して発生させた気泡の圧力によって液滴を飛ばす方式である。ノズル内にヒーターとなるシリコン基盤を埋め込み、約３００℃／ｓで制御して一様な気泡を作成し、液滴を押し出す。しかしながら、高温に液体が曝されることになることから、生体物質試料には適さないと考えられる。超音波ジェット法は、超音波ビームを液体の自由面にあてて、局所的に高い圧力を与えることによってその箇所から小滴を放出させる方式である。ノズルを必要とせず、高速で直径約１μｍの小滴を形成できる。
【００２１】
本発明においては、「インクジェットプリンティング法」として、「圧電式インクジェッティング法」のように、サンプル液への熱影響が少ない方法を好適に採用できる。印加するパルスの形状を変えることによって、液滴（微小滴）のサイズを制御することができるので、解析精度向上に好適である。液滴表面の曲率半径が小さいときは液滴を小さくし、液滴の曲率半径が大きいときは液滴を大きくすることができる。また、パルスを急激に負の方向に変化させることにより液滴表面を内側に引っ張り、曲率半径を小さくすることも可能である。
【００２２】
「マイクロメカニカルスポッティング法」は、マイクロスポッティングペン、キャピラリー（細管）、あるいはピンセットを装着させたプリントヘッドを用いて、検出用物質を含む微小滴を基板上の検出表面部位にスポットしていく方法である。
【００２３】
以上のように、本発明は、従来のＤＮＡチップやプロテインチップその他のセンサーチップは、統一された反応条件下で基板上のすべての物質間相互反応を行う構成であったので、反応効率が悪く、偽陽性又は偽陰性を示す可能性が高かったという問題を解決できる新規バイオアッセイ装置を関連業界に提供するという技術的意義を有している。
【００２４】
以下、本願における主要な技術用語の意味について説明する。
【００２５】
また、「相互反応」は、水素結合を含む化学結合に基づく、ハイブリダイゼーション、抗原抗体反応、酵素応答反応等の物質間の相互反応作用を広く包含する。一本鎖ヌクレオチド鎖である検出用物質と一本鎖ヌクレオチド鎖である標的物質との間のハイブリダイゼーションである場合に特に好適であるが、これに限定されない。
【００２６】
「検出表面」は、所望の標的物質をカップリング反応等によって固定化できる好適な表面処理が施された表面部位を意味する。一例を挙げれば、ストレプトアビジンによって表面処理された検出表面の場合には、ビオチン化されたヌクレオチド鎖の固定化に適する。「反応領域」は、ハイブリダイゼーションその他の物質間相互反応の場を提供する区画された、溶液を貯留可能な領域又は空間である。
【００２７】
「検出用物質」とは、前記検出表面に直接的に、又はリンカーを介して間接的に固相化される、ヌクレオチド鎖、ペプチド、タンパク質、脂質、低分子化合物、リポソームその他の生体物質等を広く包含し、狭く解釈されない。「標的物質」は、前記検出用物質と特異的な相互反応を示す低分子、高分子及び生体物質等を広く包含し、狭く解釈されない。
【００２８】
なお、本願において、「ヌクレオチド鎖」とは、ヌクレオチドが重合したＤＮＡプローブを含むオリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、プリンヌクレオチドとピリミジンヌクレオチオドが重合したＤＮＡ（全長あるいはその断片）、逆転写により得られるｃＤＮＡ（ｃＤＮＡプローブ）、ＲＮＡ、ポリアミドヌクレオチド誘導体（ＰＮＡ）等を広く含む。
【００２９】
なお、一本鎖の場合は、一本鎖の標的ヌクレオチド鎖とのハイブリダイゼーション反応に基づく分析を行う。二本鎖の場合は、タンパク質とＤＮＡ（特定の配列部位）との反応に分析を行うことができ、例えば、転写因子であるホルモンレセプター等のレセプター分子と応答配列ＤＮＡ部分の結合等を分析することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明に係るバイオアッセイ装置の好適な実施形態について説明する。まずは、図１に基づいて、本装置に特に好適に使用できる基板について説明する。
【００３１】
図１において符号１で示される基板は、ＣＤ、ＤＶＤ、ＭＤ等の光情報記録媒体に用いられる円盤状基板（ディスク）に採用される基材から形成されている。
【００３２】
前記基材は、石英ガラスやシリコン、ポリカーボネート、ポリスチレンその他の円盤状に成形可能な合成樹脂、好ましくは射出成形可能な合成樹脂によって円盤状に形成されている。なお、安価な合成樹脂基板を用いることで、従来のガラスチップに比して低ランニングコストを実現できる。
【００３３】
この基板１の一方の表面には、反射膜である厚さ４０ｎｍ程度のアルミ蒸着層が形成されており、該層は反射膜として機能している。この反射膜は、屈折率１．５以上の基盤単体からの表面反射４％以上とする。この反射膜の上層には、透明なガラスや透明樹脂等からなる光透過層が成膜されている。
【００３４】
なお、基材が高反射率の材料である場合には、基材表面自体が反射面として機能するので前記反射膜は形成しなくてもかまわない。金属膜などの高反射率膜を形成することにより、蛍光標識された標的物質の蛍光強度を検出することもできる。
【００３５】
ここで、前記光透過層には、基板１の中心の周辺領域から上方視放射状に延びるように、符号２で示される検出部が多数整列されて配設されている。図２は、この検出部２の一つを拡大して示す外観斜視図である。なお、以下、検出用物質、標的物質ともに一本鎖のヌクレオチド鎖である場合を代表例として説明するが、これに限定する趣旨ではない。なお、基板１の形態は、円盤状に限定されることはない。
【００３６】
検出部２には、符号Ｄで示す検出用ヌクレオチド鎖の末端部位が固定できるように表面処理が施されている検出表面２１と、この検出表面２１に予め固定された検出用ヌクレオチド鎖Ｄと続いて滴下されてくる標的ヌクレオチド鎖Ｔとの間のハイブリダイゼーション反応の場を提供する反応領域２２と、を備えている。ここでは、反応領域２２は、上方に開口する上方視矩形状のセル、例えば、深さ１μｍ、長さ１００μｍ、幅５０μのセルとして形成されているが、図示された形状、サイズに限定されない。なお、図１中の符号Ｎは、検出部２に反応溶液Ｓを滴下するためのノズル先端部位を表している。
【００３７】
検出表面２１は、ＤＮＡプローブ等の所望の検出用物質Ｄを固相化するために好適な表面処理が適宜選択されて施されている。例えば、アミノ基含有のシランカップリング剤溶液やポリリシン溶液で表面処理され得る。合成樹脂製基板であれば、その表面をプラズマ処理及びＤＵＶ（ＤｅｅｐＵＶ、深紫外）照射処理後、アミノ基含有シランカップリング剤溶液で処理され得る。また、表面に銅、銀、アルミニウム又は金をスパッタして成膜して、その表層にアミノ基、チオール基、カルボキシル基等の官能基（活性基）を有する物質やシステアミン、ストレプトアビジン等をコートしてもよい。また、検出表面には、必要に応じて検出用物質を固相化するためのリンカーを結合させておいてもよい。ストレプトアビジンによって表面処理された検出表面２１の場合には、ビオチン化されたヌクレオチド鎖末端の固定化をできる。
【００３８】
基板１の回転方向には、予め光ディスクマスタリングプロセスにより形成された多数のアドレスピット（図示せず）が形成され、検出部２の位置情報手段としての役割を果たす。ここで、基板１の位置情報及び回転同期情報について説明すると、基板１を光ディスクとして考えた場合、滴下検出位置である検出部２をユーザーデータ領域と考え、他の領域は、サンプルサーボ方式等により同期ピットを配列し、かつトラッキングサーボとしても利用し、更に、直後にアドレス部（ディスク上の地理的な番地）を挿入することによって位置情報を与える。アドレス部は、先頭パターンであるセクターマークから始まり、実際に回転しているディスクの回転位相を与えるＶＦＯ（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）とアドレスデータの開始位置を与えるアドレスマークとトラックとセクタのナンバーが入ったＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｅｒ）などが組み合わされてなる。以上の構成により、円盤状の基板１は、光学的に記録情報の読み取りが可能となる。
【００３９】
次に、図３、４に基づいて、上記構成を備える基板１を用いる、本発明に係るバイオアッセイ装置Ｕの好適な実施形態について説明する。なお、図３は、同バイオアッセイ装置Ｕの全体構成を表す図、図４は、同装置Ｕの「反応溶液選択手段」の基本構成を表す図である。
【００４０】
まず、本発明に係るバイオアッセイ装置Ｕは、上記構成を有する基板１を用いて行い、この基板１を回転可能に支持する基板回転手段３と、この基板回転手段３によって前記基板１を回転させながら、検出用物質含有溶液Ｓｄ並びに標識ターゲット物質含有溶液Ｓｔを、所定位置の検出部２に対して、所定の順序、タイミングで滴下する手段である滴下装置４を備える。
【００４１】
そして、前記滴下装置４と前記基板１との間の距離を一定に保持するためのフォーカスサーボ機構（図示せず。）と、基板１からの位置情報と回転同期情報に基づいて、前記サンプル溶液Ｓｄ又はＳｔの滴下を基板１の検出部２に追従させるトラッキングサーボ機構（図３において図示せず。）を備えている。なお、フォーカスサーボ機構並びにトラッキングサーボ機構の具体的構成は、周知構成の中から適宜選択可能である。
【００４２】
次に、本装置Ｕには、反応溶液選択手段５と加温手段６が設けられている。以下の説明においても、検出用物質Ｄ及び標的物質Ｔは、ともにヌクレオチド鎖を代表例として説明するが、両物質Ｄ、Ｔはこれに限定する趣旨ではない。
【００４３】
まず、反応液選択手段５は、複数の液槽（ここでは、３つの液槽）５１，５２，５３が配設されている反応液貯留部５４を備える。この反応液貯留部５４は、検出部２（の検出表面２１）に固定された状態の検出用ヌクレオチド鎖Ｄと標的ヌクレオチド鎖Ｔとの間の好適な相互反応（ここでは、ハイブリダイゼーション）に関する条件情報が予め記憶されている制御部Ｃから送信される信号化された前記情報Ｘに基づいて、前記液槽５１、５２、５３にそれぞれ貯留された反応液Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のいずれかを選択し、滴下装置４に送液する。そして、滴下装置４は、基板１に対向するように配設されたノズルＮ（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３）から、目標の検出部２の反応領域２２に向かって、反応液Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を滴下命中させる。
【００４４】
ここで、反応液選択手段５とその関連手段を示す図４に基づいて説明する。まず、反応液Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、それぞれ塩組成、塩濃度等の溶液条件が異なっている。これらの反応液Ｓ１〜Ｓ３は、検出部２に固定された状態の検出用物質Ｄ１〜Ｄ３が相補鎖の一方となって進行するハイブリダイゼーションにそれぞれ好適な溶液条件とされている。
【００４５】
従って、検出用物質Ｄ１が固定されている検出部２０１には反応液Ｓ１、検出用物質Ｄ２が固定されている検出部２０２には反応液Ｓ２、検出用物質Ｄ３が固定されている検出部２０３には反応液Ｓ３が、それぞれ滴下される。
【００４６】
このようにして、基板１の検出部２０１〜２０３では、別個独立に設定された好適な反応液条件の下で、ハイブリダイゼーションが効率よく、短時間で進行する。ここで、反応液Ｓの種類は、上記構成では３種類としたが、これに限定する趣旨ではなく、反応液Ｓの種類数は必要に応じて選択決定することができる。
【００４７】
なお、用意された反応液Ｓの種類数が多い程、より多くの種類の検出用ヌクレオチド鎖Ｄに対応できる好適な条件をきめ細かく設定することができることから、網羅的で、かつ高精度な遺伝子解析等を行うことが可能となる。また、反応液Ｓの溶液条件設定は、塩組成や塩濃度のみに限定するものでなく、至適ｐＨ等を含めて、物質の種類や相互反応の種類に応じて自由に選択できる。
【００４８】
続いて、本装置Ｕに設けられる加温手段６の好適な実施形態について、再び図３に基づいて説明する。
【００４９】
加温手段６は、基板１に配設された検出部２又はグルーピングされた所定範囲の検出部２群を単位として、反応温度条件を自在に設定及び制御できるように工夫された装置である。
【００５０】
例えば、ハイブリダイゼーションは、塩基配列のＧＣ含有率に依存して至適反応温度が異なることが知られている。このため、各検出部２０１〜２０３（の検出表面２１）にそれぞれ固定された状態の検出用ヌクレオチド鎖Ｄ１〜Ｄ３が、それぞれ相補鎖の一方となって進行するハイブリダイゼーションを効率良く行うには、検出用ヌクレオチド鎖Ｄ１〜Ｄ３について、それぞれの至適反応温度の下でハイブリダイゼーションを進行させる必要がある。そこで、本発明では、検出部２０１〜２０３について、異なる温度設定ができるように工夫した。なお、温度条件は、４０〜７０℃の範囲であれば、ハイブリダイゼーションの至適温度条件をほぼ保持できる。
【００５１】
具体的に説明する。まず、制御部Ｃから送信されてくる所定の制御信号Ｙによって作動するドライバ６０１によって制御されるＩＲレーザーダイオード６０２を設ける。
【００５２】
このレーザーダイオード６０２から出射された赤外光Ｐ１をコリメーターレンズ６０３で平行光に変換し、該平行光をハーフミラー６０４によって９０°反射させる。そして、更に前方のミラー６０５で再び上方に向けて９０°反射させ、基板１の下方位置において、アクチュエータ６０６によって可動できるように保持されている集光レンズ６０７に入射させる。
【００５３】
集光レンズ６０７で集光された赤外光Ｐ１を、目標の検出部２を狙って照射することによって、当該検出部２に滴下、貯留された反応液Ｓを目標の至適反応温度にまで加温する（赤外光照射手段）。なお、赤外光Ｐ１の照射は、基板１の下方側（図３参照）からだけでなく、基板１の上方側からでもよい。
【００５４】
続いて、図３中において符号７で示される温度検出手段について説明する。
【００５５】
基板１に照射された赤外光Ｐ１から得られる、符号Ｐ２で示される反射光（赤外光Ｐ１が基板下方側から照射される場合）又は透過光（赤外光Ｐ１が基板上方側から照射される場合）を前記集光レンズ６０７によって平行光に変換した後に前記ミラー６０５で９０°反射させる。
【００５６】
続いて、前記ハーフミラー６０４を通過した赤外光Ｐ３を、ミラー７０１で９０°反射させた後にレンズ７０２によって集光し、フォトマル等のディテクター７０３で受光する。そして、ディテクター７０３から送られてくる信号を解析部７０４で分析して反応液Ｓの温度を推定し、それを信号Ｚとして前記制御部Ｃに送る。
【００５７】
制御部Ｃでは、前記信号Ｚに基づく制御信号Ｙを前記ドライバ６０１に送信することによって、該ダイオード６０２からの加温用赤外光Ｐ１の出射量（光量）を制御し（増減し）、目的とする至適反応温度をより的確に得るようにする。即ち、基板１への赤外光Ｐ１の照射によって発生する反射赤外光（又は透過赤外光）Ｐ２を用いて、照射された検出部２の反応液Ｓの温度を推定し、赤外光Ｐ１の照射による加温条件を制御することができる。
【００５８】
また、本発明では、加温条件の制御を、温度検出対象の検出部２から輻射される赤外光に基づいて行うこともできる。即ち、検出部２から輻射された温度固有の波長を備える赤外光をディテクター７０３で受光し、このディテクター７０３から送られてくる信号を解析部７０４で分析して反応液Ｓの温度を推定し（温度検出手段）、それを信号Ｚとして前記制御部Ｃに送る。制御部Ｃでは、前記信号Ｚに基づく制御信号Ｙを前記ドライバ６０１に送信することによって、該ダイオード６０２からの加温用赤外光Ｐ１の出射量（光量）を制御し（増減し）、目的とする至適反応温度をより的確に得ることができる。即ち、この輻射赤外光を用いる方法では、加温と温度検出を別個独立の系で行うことができる。
【００５９】
なお、加温用の赤外光Ｐ１の出射量（光量）を制御する方法に変えて、時間制御も採用できる。例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）、パルス振幅変調（ＰＡＭ）による制御を採用できる。
【００６０】
上記したように、各検出部２（２０１，２０２，２０３）で効率良く、ハイブリダイゼーション等の相互反応を進行させた後は、各検出部２に対して、（図３では図示しない）光源６０２とは別に設けられた光源から所定波長の励起光を照射することによって、蛍光標識された標的物質Ｔから発せられる蛍光や反応物質に介在するインターカレータ等からの蛍光を受光手段で捕捉し、その蛍光強度を検出することによって、検出用物質Ｔと標的物質Ｔとの間の相互反応を、偽陽性又は偽陰性なく検出し、解析できる。
【００６１】
なお、本発明は、上記実施形態に狭く限定されることはなく、検出部２の加温手段は、所定の温度範囲に制御できる手段であれば適宜採用できる。また、検出部２は、図１、図２等に示されたようなセル構造に限定されない（なお、セル構造は別個独立の反応領域２２において温度制御が可能であるという利点がある）。更に、検出部２が形成される基板１は、円盤状に限定されず、目的に応じた形態を採用できる。そして、検出部２におけるハイブリダイゼーションの検出は、慣用の方法を適宜採用できる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明に係るバイオアッセイ装置によれば、基板上に配設された検出部での物質間相互反応が一律ではない場合において、即ち、複数種の検出用物質を基板上に整列させて網羅的な相互反応作用解析を行う場合において、各検出用物質と標的物質との間の特異的な相互反応にそれぞれ特有の反応条件を選択できるように工夫されているので、基板上のすべての物質間相互反応を効率よく進行させることができる。
【００６３】
（２）本発明に係るバイオアッセイ装置は、遺伝子の変異解析、ＳＮＰｓ（一塩基多型）分析、遺伝子発現頻度解析等に利用でき、創薬、臨床診断、薬理ジェノミクス、法医学その他の分野において広範囲に活用でき、また、抗原抗体反応の検査、内分泌攪乱物質の検定等に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバイオアッセイ装置に好適に採用できる基板（１）の外観斜視図
【図２】同基板（１）の検出部２の一つを拡大して示す外観斜視図
【図３】同バイオアッセイ装置（Ｕ）の全体構成を表す図
【図４】同装置（Ｕ）の反応溶液選択手段（５）の基本構成を表す図
【符号の説明】
１　基板
２（２０１，２０２，２０３）　検出部
５　反応液選択手段
６　加温手段（レーザー光照射手段）
７　温度検出手段
２１　検出表面
２２　反応領域
Ｃ　制御部
Ｄ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）　検出用物質（検出用ヌクレオチド鎖を含む。）
Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）　反応溶液
Ｔ　標的物質（標的ヌクレオチド鎖を含む。）
【図１】
2004061262.tif 000003
【図２】
2004061262.tif 000004
【図３】
2004061262.tif 000005
【図４】
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