(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のライン型ストリップを並列に配置した多重並列式ライン型バイオチップであって、
該バイオチップは、並列に配置された複数個のライン型ストリップ；および
該複数個のライン型ストリップを固定する反応容器；を含み、
該ストリップは支持体の上に複数個のマーカーを含むメンブレンをコーティングするものであり、
該ライン型ストリップの横の長さは０．５ｍｍ〜２５ｍｍであり、
該ライン型ストリップのラインの数が２２個以上であることを特徴とする、多重並列式ライン型バイオチップ。
【請求項２】
上記のメンブレンはニトロセルロース、ナイロン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ガラスおよびプラスチックより構成される群から選択されることを特徴とする請求項１に記載のバイオチップ。
【請求項３】
上記のマーカーはタンパク質、抗原、抗体、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ＰＮＡ、薬物（ｄｒｕｇ）、化合物（ｃｈｅｍｉｃａｌ）およびアプタマーより構成される群から選択されることを特徴とする請求項１に記載のバイオチップ。
【請求項４】
請求項１の多重並列式ライン型バイオチップを用いて、発現される物質の濃度を測定する方法であって、マーカーに生物学的試料を接触させて、及び、その後、前記反応容器内で反応することで、発現される物質の濃度を測定する方法。
【請求項５】
上記のマーカーはタンパク質、抗原、抗体、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ＰＮＡ、薬物（ｄｒｕｇ）、化合物（ｃｈｅｍｉｃａｌ）およびアプタマーより構成される群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
上記の生物学的試料は組織、細胞、全血、血清、血漿、唾液、脳脊髄液および尿より構成される群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
上記の発現される物質は免疫グロブリンＥ（ＩｇＥ）、自己抗体、サイトカイン、タンパク質、薬物、化合物、ＤＮＡ、およびＲＮＡより構成される群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】
請求項１に記載の多重並列式ライン型バイオチップを分析するためのリーダー機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一度で様々な要素の分析を行うことができる多重診断用の並列式ライン型バイオチップに関するものである。より詳しくは多重診断用の並列式ライン型バイオチップおよびこれを用いた診断キット、診断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バイオチップはＤＮＡ、タンパク質、抗体などの生体物質はガラス、シリコーン、プラスチック、金属、ニトロセルロース、ＰＶＤＦなどの固体基質に固定して微量の試料との反応を分析して、遺伝子の発現様相、タンパク質の確認および定量などの生物学的な情報を取得する素材である。タンパク質チップは特定のタンパク質と反応する抗原や抗体などのタンパク質を固体基質に固定した後、分析試料内の特定のタンパク質との結合結果を吸光、蛍光、ＳＰＲなどを用いた分析方法で測定することによって、試料内の特定タンパク質の確認および定量または生物学的な機能を解析する手段として用いている。
【０００３】
バイオチップはｄｏｔ型とライン型に分けられるが、ｄｏｔ型はＤＮＡ ｍｉｃｒｏ ａｒｒａｙのように多くの種類のマーカーをプレートにコーティングすることができるが、初めからプレートの一枚ごとにそれぞれコーティングしなければならない煩わしさがある。ライン型は主に長いメンブレンに測定しようとするマーカーをそれぞれライン形態に横で複数の行を描いておいて縦に切ってストリップ（ｓｔｒｉｐ）の形態で用いるため、生産工程が単純であって大量生産が可能なメリットがある。ライン型の多重診断キットの中に、核酸の塩基配列を区別するキットとしてＨＩＶ、ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉａなどを検出できるキットが商用化されている。
【０００４】
タンパク質を測定するライン型ストリップキットは自己免疫抗体、アレルギー診断試薬によく使われている。アレルギーは特定の外部物質に対するＩｇＥ抗体が生成されて現る過敏性免疫反応で、アレルギーを起すことができるアレルゲンと結合するＩｇＥ抗体の血中濃度を定量してアレルギー疾患を診断している。アレルゲンの分布は地域別に差が大きいだけでなく飲食文化の影響が大きいため、数十のアレルゲンを同時に検査しなければならない。したがって、それぞれのアレルゲンに対する個別試験をすることより複数の種のアレルゲンを同時に診断できるタンパク質チップを用いた検査キットが重要な検査法として活用されている。市販中であるアレルギー診断キットは１ないし２１個のアレルゲンをニトロセルロースに固定して血清と反応させて結合された特異なＩｇＥを蛍光または吸光度を用いて分析している。これと関連して、韓國公開特許第２００３−００８９５３０号ではサイトケラチン１８タンパク質を含む喘息や鼻炎を診断するキットを提供しているが、一度にサイトケラチン１８タンパク質一つのみを診断できる問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ライン型ｓｔｒｉｐキットは多くのラインがストリップに上げられる場合、ストリップの長さが長くなり実験に困難があり、最大約２０個あまりのマーカーラインだけで構成されていて、一度の検出だけで様々な要素を分析することには困難がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
それで本発明者は上記のような問題点を解決するために、様々な要素の分析が可能な診断用のキットを開発するために努力した結果、ライン型ストリップを並列に配置する技術を開発して、より多くの種類の物質を一度で測定できるようにする診断キットを考案することで、本発明を完成した。
【０００７】
したがって、本発明の目的は並列式ライン型ストリップを含む多重診断用のバイオチップとこれを用いた多重診断キットおよび診断方法を提供することである。
【０００８】
しかし、本発明が成し遂げようとする技術的課題は以上で言及した課題に制限されなくて、言及されていない他の課題は下記の記載から当業者に明確に理解できるだろう。
【０００９】
上記のような本発明の目的を達成するために、本発明はライン型ストリップを並列に配置した多重並列式ライン型バイオチップを提供する。
【００１０】
本発明の一実施例において、上記のバイオチップは並列に配置された複数個のライン型ストリップ（ｓｔｒｉｐ）；および上記のストリップを固定する容器；を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の実施例において、上記のストリップは支持体の上にメンブレン（ｍｅｍｂｒａｎｅ）をコーティングすることを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の実施例において、上記のメンブレンはマーカーを含むことを特徴とする。
本発明の他の実施例において、上記のメンブレンはニトロセルロース、ナイロン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ガラスおよびプラスチックより構成される群から選択されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の実施例において、上記のマーカーはタンパク質、抗原、抗体、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ＰＮＡ、薬物（ｄｒｕｇ）、化合物（ｃｈｅｍｉｃａｌ）およびアプタマーにより構成される群から選択されることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の多重診断用の並列式ライン型バイオチップを用いる診断方法で、マーターに生物学的試料を接触させて、存在する物質の濃度を測定する診断方法を提供する。
【００１５】
本発明の一実施例において、上記のマーカーはタンパク質、抗原、抗体、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ＰＮＡ、薬物（ｄｒｕｇ）、化合物（ｃｈｅｍｉｃａｌ）およびアプタマーより構成される群から選択されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の他の実施例において、上記の生物学的試料は、組織、細胞、全血、血清、血漿、唾液、脳脊髄液および尿より構成される群から選択されることを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の実施例において、上記の物質は免疫グロブリンＥ（ＩｇＥ）、自己抗体、サイトカイン、タンパク質、薬物、化合物、ＤＮＡ、およびＲＮＡより構成される群から選択されることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は上記の多重診断用並列式ライン型診断キットを分析するためのリーダー機を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
従来のライン型ストリップバイオチップは２ないし２１種類の物質をそれぞれライン型で固定したストリップを用いていて、分析しようとする物質が多い場合、複数の反応容器にそれぞれのライン型ストリップを使用しなければならなかった。したがって、検体の消耗量が多くて、個別のバイオチップに対してそれぞれの反応液を入れて反応させた後、洗浄する過程を反復しなければならない不便さがあった。
【００２０】
しかし、本発明で提供する多重診断用の並列式ライン型バイオチップは個別ライン型ストリップを固形化して、複数のライン型ストリップを並列に配置し付着して、一つの並列型ストリップで製造することによって、４０つ以上の物質を分析できるメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は本発明の並列式ライン型バイオチップの模式図を示した図面である。
【図２】図２は２つのライン型ストリップを付着して製造した２列並列式ライン型バイオチップである。
【図３】図３は４つのライン型ストリップを付着して製造した４列並列式ライン型バイオチップである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明者はライン型ストリップを並列式に配置することで、多くの種類のバイオマーカーを同時に診断できるバイオチップに関するものである。
【００２３】
本発明者はライン型ストリップ形態のバイオチップにおいて、ストリップの上に多くの種類のマーカーを含む場合、ストリップの長さが長くなり、多量の検体が必要になる従来のバイオチップの効率性改善方案に関して研究している間、ライン型ストリップを並列型に配置する場合、一つのバイオチップに複数個のストリップが含まれるので、多くの種類のマーカーを一度で測定できることに着眼して、本発明を完成した。
【００２４】
したがって、本発明はライン型ストリップを並列に配置したライン型バイオチップを提供する。
【００２５】
本発明のライン型ストリップを並列に配置したライン型バイオチップは、並列に配置された複数のライン型ストリップ（ｓｔｒｉｐ）；および上記のストリップを固定する容器；を含むことを特徴とする。複数のライン型ストリップ１０が一つのバイオチップの内に並列に配置されていて、上記の複数のストリップを固定できる容器２０を含むことになることである（図１参考）。
【００２６】
従来のライン型ストリップはストリップの横の長さが広くて、並列式に配列すること自体が不可能であって、縦の長さが長くなってこそ多くの物質が検出できる問題があった。しかし、本発明はライン型ストリップの横の長さを薄く製造して、複数個のストリップを並列型に付着させて用いることができることによって、上記の問題を解決したものである。したがって、上記のストリップの横の長さは０．１ｍｍないし１００ｍｍであることができ、望ましくは０．２ｍｍないし５０ｍｍであることができるし、最も望ましくは０．５ｍｍないし２５ｍｍであることを特徴とする。
【００２７】
したがって、本発明は並列式にライン型ストリップを配置することで、直列型で長さが長くなったバイオチップと比べて、少ない試料のみで、広範囲な物質を検出することができて、検出に消耗された時間を節約できる効果がある。
【００２８】
また、従来に様々な物質の検出のために用いられたｄｏｔ型バイオチップと異なって、ライン型ストリップバイオチップを用いるため、メンブレンの上にマーカーを描くことに消耗される時間および人力が顕著に減少できて、これを通じて大量生産が可能である。
【００２９】
本発明の一具現例によれば、上記のストリップは支持体を含む。上記の支持体の上にはメンブレンをコーティングすることになって、上記のメンブレンはニトロセルロース、ナイロン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ガラスおよびプラスチックなどであることができるが、マーカーを含むことができる素材であればこれに限定されるものではない。本発明のバイオチップは図１のように、ライン型ストリップ二つが並列に連結されていることを特徴とするものである。
【００３０】
本発明で「ライン型ストリップ」はメンブレンの上にライン（ｌｉｎｅ）形態でマーカーを付着させて製造されたストリップを意味するもので、「ラインを引く」との意味はメンブレンの上にマーカーを付着させることを意味するものである。
【００３１】
また、本発明のバイオチップを用いる診断方法を提供することができる。この際に、上記のマーカー３０に生物学的試料を接触させて、発現される物質の濃度を測定する。上記のマーカーは生物学的試料と接触して検出することができるが、これを対照群と比べて発現される物質の濃度の水準を測定することで、タンパク質、抗原、抗体、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ＰＮＡ、薬物（ｄｒｕｇ）、化合物（ｃｈｅｍｉｃａｌ）またはアプタマーなどから構成された有機物質または無機物質であることができるが、これに限定されるものではない。また、上記の生物学的試料は組織、細胞、全血、血清、唾液、脳脊髄液または尿などになるが、これに制限されない。
【００３２】
上記の発現される物質は免疫グロブリンＥ（ＩｇＥ）、自己抗体、サイトカイン、タンパク質、薬物、化合物、ＤＮＡ、またはＲＮＡであることができる。発現される物質の濃度測定は蛍光度、吸光度、発光度、磁性、電気の流れなどを測定する方法が使用できる。
【００３３】
本発明で提供するバイオチップは、特にアレルギー診断用のタンパク質チップとして用いることができるが、これに制限されなく、並列式に配置されたバイオチップであれば、これに制限されない。
【００３４】
アレルギーは特定の外部物質に対する免疫グロブリンＥ（ｉｍｍｕｎｏｇｌｏｂｕｌｉｎ  Ｅ、ＩｇＥ）抗体が体内に生成されて現る過敏性免疫反応である。このようなアレルギー診断においてアレルギーを起すことができる様々なアレルゲンを同時に診断することは非常に重要である。したがって、本発明のバイオチップを用いれば、複数のアレルゲンに対して同時に診断できる効果を有するようになることである。
【００３５】
また、本発明は多重診断用の並列式ライン型バイオチップを分析するリーダー機を提供する。上記のリーダー機はバイオチップでタンパク質の発現程度を認識してどのような物質に対してタンパク質が発現されるのかが自動で判別できるようにする。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明の理解を出すけるための望ましい実施例を提示する。しかし、下記の実施例は本発明をより理解しやすくするために提供されているものに過ぎなく、下記の実施例により本発明の内容が限定されるものではない。
【００３７】
実施例１．並列式ライン型ストリップを用いたバイオチップの製造
ＤＭＳＯに５ｍｇ／ｍｌで溶かしたＳｕｌｆｏ ＮＨＳ−ＬＣ−ＬＣ−Ｂｉｏｔｉｎ（Ｔｈｅｒｍｏ、ＵＳＡ）溶液１００ｕｌをＰＢＳに４ｍｇ／ｍｌ濃度のＢｏｖｉｎｅ  ｓｅｒｕｍ  ａｌｂｕｍｉｎ（ＢＳＡ）溶液１ｍｌにゆっくり入れた。ホイルで光を遮断して４Ｏ／Ｎ放置して反応させる。４にＯ／Ｎで２回ＰＢＳでｄｉａｌｙｓｉｓを進めてｂｉｏｔｉｎ表紙ＢＳＡを製造した。希釈されたｂｉｏｔｉｎ表紙ＢＳＡ溶液を縦５ｃｍ、横１６ｃｍで切ったニトロセルロースメンブレン（ＮＣ−メンブレン）に２５個の横ラインで溶液を奔注した。ビオチン表紙ＢＳＡに横ラインでコーティングされたＮＣ ｍｅｍｂｒａｎｅはＤｒｙ ｃｈａｍｂｅｒでＲＴ Ｏ／Ｎ乾燥した。乾燥されたメンブレンをプラスチック支持体に接着させて横に１．５ｍｍ間隔で切った後、長方形のプラスチック反応容器（ｐｌａｓｔｉｃ  ｗｅｌｌ）に２つずつ両面テープを用いて固定した。メンブレンがコーティングされたプラスチック反応容器に０．４ｍｌの０．５％ＢＳＡが含有されたＰＢＳ溶液を入れた後、１時間攪拌した。反応容器の溶液を捨てて、Ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ−Ａｌｋａｌｉｎｅ  Ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ（Ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ−ＡＰ）（Ｐｒｏｍｅｇ、ＵＳＡ）溶液０．４ｍｌを入れて３０分間攪拌した。Ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ−ＡＰ溶液を捨てて、洗浄液（５０ｍＭ  トリス、０．２Ｍ  ＮａＣｌ、０．０５％  Ｔｗｅｅｎ２０）０．４ｍｌを奔注して、常温で５分間攪拌した後除去する。この過程を２回追加して付着されていないｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ−ＡＰを完璧に除去した。０．２ｍｇ／ｍｌのｂｒｏｍｏｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅと０．３ｍｇ／ｍｌのｎｉｔｒｏｂｌｕｅ  ｔｅｔｒａｚｏｌｉｕｍが含まれた発色溶液４００ｕＬを検体反応容器に入れて常温で攪拌させながら、発色反応をさせた。２０分の後、溶液を除去して４００ｕｌの蒸留水を入れて、洗浄して溶液を除去した後乾燥させる。
【００３８】
その結果、ストリップの横が薄く製造されて並列式に配置できることを確認したし、図２に示されたように、プラスチック反応容器にある並列に付着されたｓｔｒｉｐでは一定に発色がされることを確認できた。
【００３９】
実施例２．バイオチップ付着マーカー
それぞれ異なるアレルゲンとタンパク質が溶かされている溶液４３種類を表１のように、二枚のＮＣメンブレン（Ａ，Ｂ）に分けて実施例１のような方法でラインを引いて、アレルゲンを固定化した。アレルゲンが固定されたＮＣ−メンブレンは室温の乾燥台に夜中乾燥させた後、プラスチック支持体に接着させて横に１．５ｍｍ間隔で切断してストリップを製造する。Ａメンブレンで製造したストリップ一つとＢメンブレンで製造されたストリップ一つを一つのプラスチック反応容器の中に並んで付着した。
【００４０】
【表１】
0006310926.tif 000002
【００４１】
試料希釈液（ＰＢＳ、０．５％  ＢＳＡ）３００ｕｌをプラスチック反応容器に入れた後、アレルギー患者の血清１００ｕｌを追加した後、常温で１時間攪拌反応させた。反応容器の中の溶液を捨てて、洗浄液（５０ｍＭ  トリス、０．２Ｍ  ＮａＣｌ、０．０５％  Ｔｗｅｅｎ２０）０．４ｍｌを奔注して、常温で５分間攪拌した後除去する。この過程を２回追加した。
【００４２】
ｂｉｏｔｉｎ表紙マウス 抗-ＩｇＥ溶液４００ｕｌを検体反応容器に入れて、常温で攪拌させた。Ｂｉｏｔｉｎ表紙マウス抗-ＩｇＥは実施例１のＢｉｏｔｉｎ表紙ＢＳＡと同じ方法で製造した。反応３０分後に溶液を除去して洗浄溶液４００ｕｌで常温で５分間攪拌して洗浄して除去した。この過程を２回繰り返した後、Ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ−ＡＰ溶液４００ｕｌを検体反応容器に入れて常温で攪拌させた。３０分後、溶液を除去して洗浄溶液４００ｕｌで常温で５分間攪拌して洗浄し除去した。この過程を２回追加して付着されていないｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ−ＡＰを完璧に除去した。０．２ｍｇ／ｍｌのｂｒｏｍｏｃｈｌｏｒｏｐｈｎｙｌ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅと０．３ｍｇ／ｍｌのｎｉｔｒｏｂｌｕｅ  ｔｅｔｒａｚｏｌｉｕｍが含まれた発色溶液４００ｕＬを検体反応容器に入れて常温で攪拌させた。２０分後、溶液を除去して２５０ｕｌの蒸留水を入れて洗浄して溶液を除去した後、乾燥させた。その結果、図３に示したように、実験した血清内の特異ＩｇＥがあるアレルゲンは黒色で発色されることを確認することができた。この際に、発色されたストリップはリーダー機で測定して検体内のＩｇＥを定量することができた。
【００４３】
実施例３．プラスチックストリップ型診断キットの製造
それぞれ異なるアレルゲンとタンパク質が溶かされている溶液を表２のように４枚のＮＣ−メンブレン（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）にそれぞれ分けて実施例１と同じ方法でラインを引いてマーカーを固定化した。アレルゲンが固定されたＮＣ−メンブレンは室温の乾燥台に夜中乾燥させた後、プラスチック支持体に接着させて横に１．５ｍｍ間隔で切断してストリップを製造する。Ａメンブレン、Ｂメンブレン、Ｃメンブレン、そしてＤメンブレンから切られた切片を一つのプラスチックストリップに付着した（図２）。
【００４４】
【表２】
0006310926.tif 000003
【００４５】
４列並列式ライン型ストリップを反応容器に入れて試料希釈液（ＰＢＳ、０．５％  ＢＳＡ）  ５００ｕｌをプラスチック反応容器に入れた後、アレルギー患者の血清１００ｕｌを追加した後、常温で１時間攪拌反応させた。反応容器の中に溶液を捨てて洗浄液（５０ｍＭ  トリス、０．２Ｍ  ＮａＣｌ、０．０５％  Ｔｗｅｅｎ２０）  ０．６ｍｌを奔注して常温で５分間攪拌した後、除去した。この過程を２回追加した。ｂｉｏｔｉｎ表紙マウス抗であるＩｇＥ溶液６００ｕｌを検体反応容器に入れて常温で攪拌させた。Ｂｉｏｔｉｎ表紙マウス抗であるＩｇＥは実施例１のＢｉｏｔｉｎ表紙ＢＳＡと同じ方法で製造した。反応３０分の後、溶液を除去して、洗浄エ溶液４００ｕｌに常温で５分間攪拌して洗浄して除去した。この過程を２回繰り返したＳｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ−ＡＰ溶液６００ｕｌを検体反応容器に入れて常温で攪拌させた。３０分後、溶液を除去して洗浄溶液６００ｕｌで常温で５分間攪拌して洗浄して除去した。この過程を２回追加して付着されないｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ−ＡＰを完璧に除去した。０．２ｍｇ／ｍｌのｂｒｏｍｏｃｈｌｏｒｏｐｈｎｙｌ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅと０．３ｍｇ／ｍｌのｎｉｔｒｏｂｌｕｅ  ｔｅｔｒａｚｏｌｉｕｍが含まれた発色溶液６００ｕＬを検体反応容器に入れて常温で攪拌させた。２０分後溶液を除去して、６００ｕｌの蒸留水を入れて、洗浄した後、ストリップを反応容器から取り出して乾燥させた（図３）。実験した血清内の特異ＩｇＥがあるアレルゲンは黒色に発色されたことが確認できた。
【００４６】
上記の結果を通じて、本発明のバイオチップは複数を並列に配置して使用することができるし、これを通じて多くのマーカーに対して検出が可能であることを確認した。
【００４７】
前述した本発明の説明は例示のためのものであり、本発明が属する技術分野の通常の知識を有するものは本発明の技術的思想や必須的な特徴を変更せず、他の具体的な形態で容易に変形が可能であることを理解することができるだろう。したがって、以上で記述した実施例はすべての面で例示的なものであり限定的ではないことに理解されるべきである。
【符号の説明】
【００４８】
１０：ライン型ストリップ
２０：容器
３０：マーカー
【産業上の利用可能性】
【００４９】
従来のライン型ストリップバイオチップの分析しようとする物質が多い場合、複数の反応容器にそれぞれのライン型ストリップを用いて検体の消耗量が多くて、個別バイオチップに対してそれぞれの反応液を入れて反応させた後洗浄する過程を繰り返しなければらない不便さがあった欠点を克服して、本発明のバイオチップは個別のライン型ストリップを小型化して、複数のライン型ストリップを並列に配置し付着して、一つの並列型ストリップで製造することによって４０個以上の物質を分析できるようにしたものであり、多重診断用のバイオチップに用いられる。
【図１】
0006310926.tif 000004
【図２】
0006310926.tif 000005
【図３】
0006310926.tif 000006