(57)【要約】【課題】磁気ビーズにプローブＤＮＡを取り付け、その磁気ビーズを磁気吸引力により引っ張って基板上に固定するようにした、生体高分子を基板へ固定する方法およびその方法を用いた生体高分子測定装置を実現する。【解決手段】ターゲットとする特定の生体高分子の断片の有無をハイブリダイゼーションを用いて確認する生体高分子測定装置であって、基板とこの基板に密着して取り付けられるカバーとからなり、生体高分子の断片が取り付けられた磁気ビーズが前記基板上に配置され、ターゲット生体高分子を含む溶液が注入される容器と、前記基板の裏面側に配置された磁気吸引力発手段を備え、この磁気吸引力発生手段の磁気吸引力により前記磁気ビーズを吸引して磁気ビーズを前記基板表面に固定するように構成する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体高分子の断片が取り付けられた磁気ビーズを基板表面に配置し、次にこの基板裏面側より磁気吸引力を作用させて、前記磁気ビーズを吸引し基板面に固定することを特徴とする磁気ビーズを用いて生体高分子を基板へ固定する方法。
【請求項２】
前記生体高分子として、ＤＮＡまたはオリゴ断片または蛋白質を使用したことを特徴とする請求項１記載の磁気ビーズを用いて生体高分子を基板へ固定する方法。
【請求項３】
前記生体高分子を種類ごとに前記磁気ビーズの表面に取り付け、その種類ごとの磁気ビーズを前記基板上にアレー状に配置するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の磁気ビーズを用いて生体高分子を基板へ固定する方法。
【請求項４】
ターゲットとする特定の生体高分子の断片の有無をハイブリダイゼーションを用いて確認する生体高分子測定装置であって、
基板とこの基板に密着して取り付けられるカバーとからなり、生体高分子の断片が取り付けられた磁気ビーズが前記基板上に配置され、ターゲット生体高分子を含む溶液が注入される容器と、
前記基板の裏面側に配置された磁気吸引力発手段
を備え、この磁気吸引力発生手段の磁気吸引力により前記磁気ビーズを吸引して磁気ビーズを前記基板表面に固定するように構成したことを特徴とする生体高分子測定装置。
【請求項５】
前記生体高分子として、ＤＮＡまたはオリゴ断片または蛋白質を使用したことを特徴とする請求項４記載の生体高分子測定装置。
【請求項６】
前記生体高分子を種類ごとに前記磁気ビーズの表面に取り付け、その種類ごとの磁気ビーズを前記基板上にアレー状に配置したことを特徴とする請求項４または５記載の生体高分子測定装置。
【請求項７】
前記磁気吸引力発手段は、アレー状に配置された永久磁石または電磁石を用いて、複数の磁気ビーズを個別に吸引する磁気吸引力を発生するように構成されたことを特徴とする請求項４ないし６記載の生体高分子測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ビーズを用いたＤＮＡプローブのＤＮＡ基板への固定方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＤＮＡチップをはじめとするハイブリダイゼーション機器は、遺伝子発現解析を網羅的に行うことができる画期的なツールとして広く使われだした。ＤＮＡチップについては、例えば特開２００１−１７１６６号にも記載されているように、基板上に互いに異なる数千種類の一本鎖ＤＮＡ断片（プローブＤＮＡ）を固定したものであり、その固定ＤＮＡ断片と標識されたターゲットＤＮＡ断片とのハイブリダイゼーションを行って高感度でターゲットＤＮＡ断片を検出することができるようになっている。
【０００３】
図６は従来のＤＮＡチップの概念的構成図である。ＤＮＡチップは、例えば、１インチ×３インチの面積を有する基板（材質は例えば、ガラス、金属、シリコンあるいはプラスチックなど）１上にＤＮＡスポットエリア２を設けたもので、このＤＮＡスポットエリア２には通常数千程度のサイトが設けられている。
その各サイトには、図示しないスポッター装置を用いてプローブＤＮＡ溶液がスポットされ、図７に示すようにプローブＤＮＡが点着される。
【０００４】
プローブＤＮＡの基板１への結合には、静電結合あるいはアビジン−ビオチン結合あるいはガラス基板上のコーティング材との共有結合などが利用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プローブＤＮＡを基板に取り付ける（固定する）場合、うまく一本鎖状で基板に固定することは困難であった。ハイブリダイゼーション後に溶液に遊離中のＤＮＡを溶液と共に洗い流す工程において、固定不完全のため、ハイブリダイズしたプローブＤＮＡまでもが基板から剥がれ一緒に洗い流されてしまうことがある。これは、その後に行われる蛍光測定におけるシグナル強度の減衰の原因となっている。
【０００６】
また、一本鎖が基板平面に対して直角に立つように固定するのが理想であるが、実際にはそれは難しく、図８に示すように縮れたり横になってしまう場合があった。これは、ＤＮＡの相補的結合が一部分だけの結合になる可能性があり、ターゲットＤＮＡとのハイブリダイゼーションの阻害あるいはミスハイブリダイゼーションを招き、シグナル強度の減衰やノイズの原因となっている。
【０００７】
また、同様に、蛋白質の蛋白チップ基板上への取り付けも、蛋白質の形状を維持し機能活性を保持したまま蛋白チップの基板に取り付けることは困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、磁気ビーズにプローブＤＮＡを取り付け、その磁気ビーズを磁気吸引力により引っ張って基板上に固定するようにした、生体高分子を基板へ固定する方法およびその方法を用いた生体高分子測定装置を実現することにある。
【０００９】
【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の発明は、
生体高分子の断片を取り付けた磁気ビーズを基板表面に配置し、次にこの基板裏面側より磁気吸引力を作用させて、前記磁気ビーズを吸引し基板面に固定することを特徴とする。
【００１０】
生体高分子の断片を取り付けた磁気ビーズに基板の反対側から磁気吸引力を作用させて磁気ビーズを引っ張る。これにより、磁気ビーズは基板面上に引っ張られ、固定される。磁気ビーズは十分に強い力で基板面に固定される。したがって、磁気ビーズは洗浄などで剥がれ落ちることはない。もちろん、磁気ビーズに取り付けた生体高分子の断片が剥がれ落ちることもない。
【００１１】
この場合、前記生体高分子としては、請求項２のように、ＤＮＡまたはオリゴ断片または蛋白質が使用できる。
また、請求項３のように、生体高分子を種類ごとに磁気ビーズの表面に取り付け、その種類ごとの磁気ビーズを基板上にアレー状に配置することができる。
【００１２】
請求項４の発明は、
ターゲットとする特定の生体高分子の断片の有無をハイブリダイゼーションを用いて確認する生体高分子測定装置であって、
基板とこの基板に密着して取り付けられるカバーとからなり、生体高分子の断片が取り付けられた磁気ビーズが前記基板上に配置され、ターゲット生体高分子を含む溶液が注入される容器と、
前記基板の裏面側に配置された磁気吸引力発手段
を備え、この磁気吸引力発生手段の磁気吸引力により前記磁気ビーズを吸引して磁気ビーズを前記基板表面に固定するように構成したことを特徴とする。
【００１３】
このような構成によれば、磁気ビーズは基板に強力に固定されるため、洗浄の際に基板から剥がれることはない。プローブ生体高分子断片と磁気ビーズは元々強力に取り付けられているため、洗浄の際にプローブ生体高分子断片が剥がれることもない。
【００１４】
このような装置においても、請求項５のように、生体高分子としては、ＤＮＡまたはオリゴ断片または蛋白質を使用することができる。
また、請求項６のように、生体高分子は種類ごとに磁気ビーズの表面に取り付けられ、その種類ごとの磁気ビーズを基板上にアレー状に配置することができる。
【００１５】
また、請求項７のように、磁気吸引力発手段としては、アレー状に配置された永久磁石または電磁石を用いて、複数の磁気ビーズを個別に吸引するように構成したものを使用することができる。
【００１６】
【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は本発明に係る生体高分子の基板への固定方法を実現するための装置の一実施例を示す要部構成図である。なお、本実施例では生体高分子としてＤＮＡを例にとって説明する。
【００１７】
図１において、１はＤＮＡチップの基板、４はＤＮＡ（プローブＤＮＡとも呼ぶ）３が取り付けられた磁気ビーズ、５はターゲットＤＮＡ、６は蛍光標識、７は電磁石アレー、８は電磁石駆動回路、９は溶液、１０はカバーである。
【００１８】
基板１は、ガラス、シリコンあるいはプラスチックなどの非磁性材料で形成されている。カバー１０はガラスなどの非磁性かつ透明な素材で形成され、溶液９が基板上からこぼれないように基板１に密着して取り付けられる。なお、カバー１０は必ずしも密閉状になっている必要はなく、必要に応じて一部が開放されている構造であっても構わない。
【００１９】
磁気ビーズ４は、表面または全体が磁性体で形成された球状のビーズであり、このビーズ表面に既知の一本鎖ＤＮＡ３が取り付け（通常、貼り付け）られている。
なお、磁気ビーズ４表面に一本鎖のプローブＤＮＡを取り付ける技術は周知であり、プローブＤＮＡは十分強力に磁気ビーズに取り付けられる。また図２の断面図に示すように一本鎖ＤＮＡをビーズ４表面に放射状に取り付ける技法もまた周知である。
【００２０】
既知のＤＮＡ３はその種類ごとに磁気ビーズ４の表面に取り付けられる。基板１には例えば図３に示すようにアレー状に配置された複数のサイト１１が設けられており、この各サイトにプローブＤＮＡの取り付けられた磁気ビーズ４がそれぞれ配置される。
【００２１】
各サイトに配置された磁気ビーズ４は、基板１の反対面に配置された電磁石アレー７の磁力により基板面方向に吸引される。電磁石アレー７は、電磁石駆動回路８により個別に駆動可能な複数個の電磁石からなり、図４に示すようにサイトの配列に合わせてアレー状に配列されている。各電磁石はそのＮ極（またはＳ極）が基板１面に対向し、各サイト１１の直下に位置するように配置されている。
【００２２】
ターゲットＤＮＡ５には蛍光標識６が付着されている。初期状態では図１に示すように溶液９中に浮遊している。蛍光標識６は、ハイブリダイゼーション後に行なわれるターゲットＤＮＡ検出の際に利用される。
【００２３】
このような構成の装置にかかる操作について説明する。まず、磁気ビーズ上または磁性材をコーティングした磁気ビーズ４の表面に既知の一本鎖のＤＮＡ３を取り付けたものを用意する。
【００２４】
ＤＮＡ３の種類ごとに異なる磁気ビーズ４を基板１の各サイト１１にそれぞれ配置する。次に、電磁石７を駆動して、各サイトごとに磁気ビーズ３を磁力により電磁石側に吸引する。これにより磁気ビーズ４は、従来の固着方法以上の強さで基板１上に固定される。
【００２５】
その後、基板１上にカバー１０を取り付け、その中にターゲットＤＮＡ５（一本鎖）を含む溶液９を注入する。溶液中に浮遊している蛍光標識の付いたターゲットＤＮＡ５は自らのブラウン運動により動き回り、たまたま相補的結合相手（プローブＤＮＡ）の近傍に到達すると、プローブＤＮＡ３とのハイブリダイゼーションが行なわれる。図５はターゲットＤＮＡ５がプローブＤＮＡ３にハイブリダイズした状態の説明図である。ハイブリダイゼーション後、溶液９およびプローブＤＮＡ３に相補結合しなかったターゲットＤＮＡ５を洗い流す。
この場合、磁気ビーズ４は磁力により基板１面に強力に吸引されており、従来のように洗浄によって基板１から剥がれるという可能性はない。
【００２６】
プローＤＮＡ３と結合したターゲットＤＮＡ５の検出は、図示しない蛍光読取装置により検出することができる。
【００２７】
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。
【００２８】
例えば、実施例では磁気ビーズ４にはＤＮＡ３を取り付けたものを例にとっているが、本発明はＤＮＡに限らず、オリゴ断片もしくは蛋白質などの生体高分子を取り付けたものも適用可能である。
また、磁気吸引力発生手段として電磁石７を用いたが、永久磁石を用いて図４に示すような磁石アレーを構成したものでもよい。
【００２９】
【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。
プローブＤＮＡを取り付けた磁気ビーズを磁力により吸引して基板上に固定するため、従来のようなプローブＤＮＡと基板との結合よりも強い力で固定でき、洗浄処理の際に磁気ビーズが基板から剥がれ、プローブＤＮＡが洗い流されることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る生体高分子の基板への固定方法を実現するための装置の一実施例を示す要部構成図である。
【図２】ＤＮＡが磁気ビーズ表面に放射状に取り付けられた様子を示す説明図である。
【図３】基板上のサイトの配列についての説明図である。
【図４】電磁石アレーの配列についての説明図である。
【図５】ターゲットＤＮＡの移動の様子を示す図である。
【図６】従来のＤＮＡチップの概念的構成図である。
【図７】プローブＤＮＡの基板へのスポット状態を示す図である。
【図８】従来のＤＮＡチップ上のプローブＤＮＡ取り付け状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１　基板
２　ＤＮＡスポットエリア
３　ＤＮＡ
４　磁気ビーズ
５　ターゲットＤＮＡ
６　蛍光標識
７　電磁石アレー
８　電磁石駆動回路
９　溶液
１０　カバー
１１　サイト
【図１】
2004037338.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004037338.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004037338.tif 000008
【図７】
2004037338.tif 000009
【図８】
2004037338.tif 000010