(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの試料流体内の少なくとも１つの検体を検出するのに適したバイオアッセイ用基板を提供する。当該基板は、それぞれが少なくとも１つの標的となる検体に特異的に結合することができる１又は複数の捕獲プローブを含み、捕獲プローブのうち少なくとも一部の状態を検出することができる立証手段をさらに含む。本発明は、バイオアッセイ用基板を作製する方法及び装置、並びに、当該基板を使用して流体検体を調べる方法にも関する。
2010513862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの試料流体内の少なくとも１つの検体を検出するのに適したバイオアッセイ用基板であって、それぞれが少なくとも１つの標的となる検体に特異的に結合することができる１又は複数の捕獲プローブを含み、該捕獲プローブのうち少なくとも一部の状態を検出することができる立証手段をさらに含む、バイオアッセイ用基板。
【請求項２】
前記捕獲プローブの状態が、当該基板上の前記捕獲プローブの有無を含む、請求項１に記載のバイオアッセイ用基板。
【請求項３】
前記捕獲プローブの状態が、当該基板上の前記捕獲プローブの位置を含む、請求項１に記載のバイオアッセイ用基板。
【請求項４】
前記立証手段が、電気回路に集積された流体センサ、並びに、該流体センサの信号を信号処理手段に伝え、それによって前記流体センサが捕獲プローブと相互作用することができる相互作用手段を含む、請求項１乃至３のいずれか1項に記載のバイオアッセイ用基板。
【請求項５】
前記相互作用手段が電気接続を含む、請求項４に記載のバイオアッセイ用基板。
【請求項６】
前記相互作用手段がＲＦトランスミッタ及びアンテナを含み、前記信号処理手段がＲＦ読取り手段を含む、請求項４に記載のバイオアッセイ用基板。
【請求項７】
前記流体センサが、前記電気回路のインピーダンス及び／又はキャパシタンスにおける変化を検出する、請求項１乃至６のいずれか1項に記載のバイオアッセイ用基板。
【請求項８】
当該バイオアッセイ用基板が、前記立証手段から生じる信号を検出する、並びに、試料流体内の少なくとも１つの検体を検出することを可能にするために多重化手段をさらに含む、請求項１乃至７のいずれか1項に記載のバイオアッセイ用基板。
【請求項９】
当該バイオアッセイ用基板が、前記立証手段から生じる信号を検出する、並びに、試料流体内の少なくとも１つの検体を検出することを可能にするために多重化手段をさらに含む、請求項６に記載のバイオアッセイ用基板。
【請求項１０】
基板上に複数の捕獲プローブを放出することによってバイオアッセイ用基板を作製するインクジェット装置であって、前記基板は、前記捕獲プローブのうち少なくとも一部の状態を検出することができる立証手段を含み、それによって、当該装置が、前記立証手段から生じる信号を読み取るための読取り手段をさらに含む、インクジェット装置。
【請求項１１】
前記立証手段から生じる信号の読取りに基づき前記基板上への前記複数の捕獲プローブの放出を調節するための制御手段をさらに含む、請求項１０に記載のインクジェット装置。
【請求項１２】
前記立証手段が、電気回路に集積された流体センサ、並びに、該流体センサの信号を前記信号処理手段に伝え、それによって前記流体センサが捕獲プローブと相互作用することができる相互作用手段を含み、それによって前記信号処理手段が前記プリンタ制御手段を含む、請求項１０又は１１に記載のインクジェット装置。
【請求項１３】
前記相互作用手段が電気接続を含む、請求項１０乃至１２のいずれか1項に記載のインクジェット装置。
【請求項１４】
前記相互作用手段がＲＦトランスミッタ及びアンテナを含み、前記信号処理手段がＲＦ読取り手段を含む、請求項１０乃至１２のいずれか1項に記載のインクジェット装置。
【請求項１５】
バイオアッセイ用基板を作製するための方法であって、複数の捕獲プローブが前記基板上に放出され、それによって、前記捕獲プローブの少なくとも一部の状態が、前記基板内に存在する立証手段により立証される、方法。
【請求項１６】
前記立証手段から生じる信号は、読取り手段により読み取られ、前記読取りは、その後、前記基板上への前記複数の捕獲プローブの放出を制御するために使用される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記捕獲プローブが、生化学的反応体、オリゴヌクレオチド、ポリペプチド、蛋白質、細胞、及び／又は、ＲＮＡ／ＰＮＡ／ＬＮＡ（の一部）を含む、請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
特定の細菌、ウイルス、及び／又は、真菌類の存在に対して、ヒトの血液又は組織試料等の流体検体を検査する方法であって、前記流体検体が、請求項１乃至９のいずれか1項に記載の基板に押し通されるか、又は、前記基板上に押し流される、方法。
【請求項１９】
一部が、液滴の落ちる位置を検出するための集積回路を含み、一部が、検体を有した流体のフロースルーのための穴を含む、シリコン基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の検体に関して生物学的試料流体を分析する分野に関し、特に、生物学的試料流体内の少なくとも１つの検体を検出するのに適したバイオアッセイ用基板に関する。特に、本発明は、生物学的試料流体の正確及び能率的な分析を可能にする。本発明は、さらに、複数の物質を基板上に堆積させることによりバイオアッセイ用基板を作製する方法、及び、該方法により得ることができるバイオアッセイ用基板に関する。本発明は、試料流体内に存在する１又は複数の検体分子に関して試料流体を分析する方法にも関する。前記検体は、標的となる生物学的化合物、蛋白質、ＤＮＡ等を含めた、基板上の捕獲プローブに結合することができるいかなる化合物も含むことができる。当該方法は、例えば、感染症の病原体及び抵抗性遺伝子の存在を測定するため等、分子診断検査に使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
基板上の捕獲プローブのアレイは、例えば、特定の細菌、ウイルス、並びに／又は、真菌類の存在及び／若しくは濃度に対してヒトの血液又は組織試料等の生物学的流体検体を調べるため等、バイオアッセイ検査に使用される。捕獲プローブは、蛋白質、ＤＮＡ配列、又はＲＮＡ配列等、所定の標示因子に対して選択的結合能力を有している。マイクロアレイ技術において、一組の特異的な捕獲プローブは、それぞれが１つの特定の標的となる生物学的化合物と特異的に相互作用する（例えば、ＤＮＡマイクロアレイの場合はハイブリッド形成する）よう選ばれ、例えば印刷により、バイオセンサの固体基板における特定の位置で固定化される。適したプローブは、例えば特異的なＤＮＡ配列及び／又は抗体の溶液等、特異的な標示因子を含有したバイオ流体を含むことができる。捕獲プローブが、例えばインクジェット装置を使用して基板上に印刷することによって基板に供給された後、流体検体（ａｎａｌｙｔｅ  ｆｌｕｉｄ）が基板を通して押し流されるか、又は、基板上に押し流される。流体検体内の標示因子の存在を可視化することができるよう、例えば流体検体の分子に蛍光及び／又は磁気ラベリングを与えることができる。ＥＬＩＳＡ（酵素結合免疫吸着検定法）の場合、酵素は、放射標識の代わりに第２の抗体に結合される。強く着色された又は蛍光性の化合物が、次に、この酵素の触媒作用により形成される。流体検体の（ラベルされた）分子は、該分子に対して結合能力を有した基板の捕獲プローブに付着する。これにより、特異的因子が付着するスポット上に検出可能な蛍光が、少なくとも蛍光ラベリングを使用した場合に生じる。捕獲された分子は、一般的に、光源を用いたイルミネーションによって判定され、例えばＣＣＤカメラを用いて蛍光パターンが記録される。記録されたパターンは、１又は複数の細菌の存在における特徴である。因子によって異なる特異性を捕獲プローブに与えることにより、アレイを使用して種々の異なる因子を同時に検定することができる。そのようなアレイを使用することにより、１回の実行で多量な因子に対する流体検体のハイスループットスクリーニングが可能になる。
【０００３】
分子の結合（又は、ＤＮＡ鎖の場合はハイブリダイゼーション）が不十分である場合、特定の標示因子が失われている、並びに／又は、蛍光パターンが明瞭に区別できない、及び／若しくは、ある他の感覚において欠けている可能性がある。これは、当然ながら、望ましくない。不十分であることは、例えば、捕獲プローブが正確な位置で印刷されなかった場合、さらに悪いことには、全く印刷されなかった場合等、印刷処理における不規則性のために生じた可能性がある。従って、印刷の信頼度を改善する、すなわち、インクジェット印刷中に捕獲プローブの液滴が基板上の正しい位置に落ちること、及び／又は、捕獲プローブの液滴が全く生じないことをより保証することが非常に重要である。これを確実にするために、いくつかの処置が当技術分野において提案され、例えば、捕獲プローブの印刷及び基板上の位置をモニターするためにカメラ及びストロボスコープが使用されてきた。これは成功の見込みのある解決策であるけれども、バイオアッセイ用基板、並びに、そのようなバイオアッセイ用基板を作製するための、より簡単で、さらにより信頼できる方法に対する必要性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
改善された信頼度を有した、ＰＣＲ及び／又は電気泳動のための基板を含めたバイオアッセイ用基板を提供することが本発明の目的である。基板上に複数の物質を堆積させることによってそのような基板を作製する方法を提供することが本発明のさらなる目的である。基板上に複数の物質を堆積させることができる、そのような基板を作製する装置を提供することが本発明のさらなる目的である。特定の細菌、ウイルス、及び／又は、真菌類の存在に対して、ヒトの血液又は組織試料等の流体検体を検査する方法を提供することが本発明の別の目的であり、当該方法は分析を改善している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的は、少なくとも１つの試料流体内の少なくとも１つの検体を検出するのに適したバイオアッセイ用基板により実現され、当該基板は、それぞれが少なくとも１つの標的となる検体に特異的に結合することができる１又は複数の捕獲プローブを含み、当該バイオアッセイ用基板は、前記捕獲プローブのうち少なくとも一部の状態を検出することができる立証手段をさらに含む。概して、捕獲プローブが基板上に正しく印刷されたかどうかを立証するために立証手段をその中に組み入れた基板を提供することによって、バイオアッセイ用基板を使用した信頼できる生物学的分析を確実にするための、今まで既知の基板よりもはるかに簡単でさらにより正確な解決策が提供される。本発明の別の利点は、バイオアッセイ用基板を作製するためのインクジェット装置には、カメラ及びストロボスコープ等の周辺機器を装備する必要がないことである。
【０００６】
本出願の状況において、「捕獲プローブの状態」という用語は、その容積、質量、温度、密度、粘度、組成物、その中の気泡の存在等、複数の内因性特性を含むよう解釈されるべきであるが、印刷中に基板上に落ちる位置等の外因性特性も含むよう解釈されるべきである。本発明によると、当該基板内に組み込まれた立証手段は、捕獲プローブのある特性を示し、１又は複数の適したパラメータによって測定される信号を生じることができる。捕獲プローブ又は印刷プロセス一般の状態において変化が生じる場合、１又は複数の測定されるパラメータも変化する。インクジェット装置、従って、印刷プロセスにおける正しい機能と誤った機能の間の識別は、例えば測定されるパラメータに限界値を指定することによって、現在可能になっている。限界値は、誤った操作から正しい操作を区別する。
【０００７】
本発明によるバイオアッセイ用基板の好ましい実施形態において、前記立証手段は、当該基板上の前記捕獲プローブのうち少なくとも一部の有無を検出することができる。当該バイオアッセイ用基板の別の好ましい実施形態は、当該基板上の前記捕獲プローブのうち少なくとも一部の位置を前記立証手段が検出することができるということにおいて特徴づけられる。捕獲プローブが当該基板上の特定の位置で実際に印刷されるということを保証することが重要である。これは、いわゆる競合、阻害、又は、置換の種類の生物学的検査アッセイに当該基板を使用した場合に特に重要である。そのようなアッセイにおいて、検体（又は検体を含有した化合物）がセンサの基板表面上に固定化される。生物学的検査流体に存在する遊離の検体は、従って、ラベルされた抗体に結合するよう試みることにおいて固定化された検体と競合する。生物学的検査流体が標的分子を含有しない場合、多量の抗体がセンサ表面に結合し、その結果、高強度の信号を生じることになる。生物学的検査流体が標的分子を含有する場合、センサ表面に結合することになる抗体はより少なく（又は全くなく）、信号は少ない。そのような競合アッセイの場合、基板上の捕獲プローブの液滴における意図しない欠如は、生物学的に活性な層がその位置で欠如しているため、偽陽性を引き起こす。結合が生じないため、低い（又はゼロの）強度の信号が生じる。これは、流体内の高濃度の標的分子として誤って解釈される。
【０００８】
本発明による別の好ましいバイオアッセイ用基板は、前記立証手段が、電気回路に集積された流体センサ、並びに、該流体センサの信号を信号処理手段に伝え、それによって前記流体センサが捕獲プローブと相互作用することができる相互作用手段を含むことにおいて特徴づけられる。そのような流体センサは、それ自体が既知ではあるが、生物学的検査アレイ用の基板に関しては既知ではない。流体センサは、特定の捕獲プローブと相互作用することができる位置に置かれる。この位置は、前記捕獲プローブが基板上に落ちるための意図された位置と一致していることが好ましい。捕獲プローブがその意図された位置に正確にぶつかる場合、これは、それに応じて信号を生じる流体センサによって記録される。他の多数の可能性が当業者に対して有用であるけれども、好ましくは、前記流体センサは、前記電気回路のインピーダンス及び／又はキャパシタンスにおける変化を検出する。捕獲プローブが意図された位置に正確にぶつからない場合、これも、例えば信号を生じないことにより、又は、別の信号を生じることにより、前記流体センサによって記録される。
【０００９】
流体センサを含んでいることが好ましい当該基板の立証手段は、例えば電気信号を交換することができる等、当技術分野において既知の全方法で周囲と相互作用することができる。好ましい実施形態において、当該バイオアッセイ用基板は、前記相互作用手段が電気接続を含むことにおいて特徴づけられる。当該基板上への捕獲プローブの印刷中、１又は複数の前記流体センサを含有する集積回路には動力が供給されなければならない。さらに、捕獲プローブの液滴の発生が妨げられた場合、又は、特定の捕獲プローブの液滴の印刷位置がその意図された位置からそれた場合に、前記１又は複数の流体センサ由来の読取り信号は、好ましくは、プリンタの制御電子機器に対して有用にされなければならないか、又は、プリンタのオペレータに注意を少なくとも与えなければならない。電力の供給及び信号の読取りは、この実施形態において、印刷プロセス中に流体センサに電気的に接触することにより確実にされる。これは、例えば、印刷プロセス中に当該基板を固定するトレーに電気接点を提供することによって達成することができる。
【００１０】
別の特定の好ましい実施形態において、当該バイオアッセイ用基板は、ＲＦアンテナを有するＲＦトランスミッタという形で前記相互作用手段を、及び、ＲＦ読取り手段という形で前記信号処理手段を含む。前記立証手段の回路は、この無線の実施形態において、外部のＲＦ場によって動力が供給され、この同じＲＦ場を介して読取られることが好ましい。当該基板のＲＦ電子機器は、プリンタ制御手段を含んでいることが好ましい信号処理手段にセンサ信号を伝える。この実施形態は、電気接点に関する問題（汚損、摩損等）を生じないというさらなる利点を有している。さらに、一つのＲＦ読取り装置のみで十分であり、例えば印刷可能な基板の下に置くことができる。それとは対照的に、有線の解決策は、トレー内の各位置に対して電気接点を必要とする。
【００１１】
特に好ましいバイオアッセイ用基板は、前記立証手段から生じる信号を検出する、並びに、試料流体内の少なくとも１つの検体を検出することを可能にするために多重化手段をさらに含む。さらにより好ましいのは、ＲＦアンテナを有したＲＦトランスミッタという形で相互作用手段を、及び、ＲＦ読取り手段という形で信号処理手段を含み、前記立証手段から生じる信号を検出する、並びに、試料流体内の少なくとも１つの検体を検出することを可能にするために多重化手段をさらに含むバイオアッセイ用基板である。ＲＦ読取り回路及びアンテナは、この好ましい実施形態において、完全なバイオアッセイ用カートリッジにおける実際のセンサの使用中に、実際のバイオセンサ信号を伝えるために使用することもできる。ＲＦ回路の投入時の流体及び生物学的センサの内部の多重化は、これを達成するための適した方法である。
【００１２】
本発明によると、そのようなバイオアッセイ用基板を作製するための方法も提供される。当該方法において、複数の捕獲プローブが前記基板上に放出され、それによって、前記捕獲プローブの少なくとも一部の状態が、前記基板内に存在する立証手段により立証される。好ましい方法において、前記立証手段から生じる信号は、読取り手段により読み取られ、前記読取りは、その後、前記基板上への前記複数の捕獲プローブの放出を制御するために使用される。当該方法の利点は、前記バイオアッセイ用基板の状況においてすでに説明され、従ってここでは繰り返されない。
【００１３】
本発明は、そのようなバイオアッセイ用基板を作製するための装置、特にインクジェット装置をさらに提供する。本発明によるインクジェット装置は、立証手段から生じる信号を読み取るために読取り装置を含み、前記立証手段は、印刷されることになる前記基板に組み込まれ、前記捕獲プローブの少なくとも一部の状態を検出することができる。好ましいインクジェット装置は、前記立証手段から生じる信号の読取りに基づき前記基板上への前記複数の捕獲プローブの放出を調節するための制御手段をさらに含む。
【００１４】
インクジェットプリンタの他の好ましい実施形態は、前記立証手段が、電気回路に集積された流体センサ、並びに、前記流体センサの信号を前記信号処理手段に伝え、それによって前記流体センサが捕獲プローブと相互作用することができる相互作用手段を含み、それによって前記信号処理手段が前記プリンタ制御手段を含む装置を含む。さらに別の好ましい実施形態は、前記相互作用手段が電気接続、より好ましくはＲＦトランスミッタ及びアンテナを含み、前記信号処理手段がＲＦ読取り手段を含むインクジェット装置を含む。
【００１５】
本発明は、特定の細菌、ウイルス、及び／又は、真菌類の存在に対して、ヒトの血液又は組織試料等の流体検体を検査する方法も提供する。当該方法において、前記流体検体は、本発明による基板に押し通されるか、又は、該基板上を流れる。基板材料が多孔性である場合に、フロースルーが可能である。標的となる生物学的化合物の結合は、バイオアッセイ用基板の表面を通して若しくはその表面上での、すなわち、下の表面から上の表面まで、若しくはその逆、及び／又は、基板上の第一の位置から別の位置まで側方流動による、自由な及び／又は強制された試料流体の流れの結果である。結合の機会を増やすために、フロースルー又はフローオーバーを何回か繰り返すことができる。
【００１６】
「マイクロアレイアッセイ」という用語は、本明細書において使用される場合、他に述べられていない限り、標的となる生物学的化合物を含んでいると疑われた試料流体、好ましくは生物学的流体試料（任意選択で、その中に懸濁した少量の固体又はコロイド状粒子を含有する）が、多数の分離した及び単離された領域をその表面に渡り含んだバイオセンサの固体の基板と接触する（すなわち、フローオーバー又はフロースルーする）アッセイを示している。前記領域のそれぞれが、そこに与えられた１又は複数のプローブを有し、さらに、前記プローブのそれぞれが、標的となる生物学的化合物と特異的に結合するその能力のため選ばれる。特に、基板上に堆積される流体全てがプローブである必要はなく、すなわち、特異的な分析物に結合する能力を有している必要はない。アッセイは、較正目的のため使用される流体、グリッドマーカー等、他の流体も含むことができる。そのような流体は、すでにラベルを含むことができる。
【００１７】
「検体」又は「標的となる生物学的化合物」という用語は、本明細書において使用される場合、他に述べられていない限り、分析の目的又は要点として定められた生物学的な分子化合物を示している。それだけに限らないが、核酸及び関連化合物（例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡ、オリゴヌクレオチド又はその類似体、ＰＣＲ産物、ゲノムＤＮＡ、バクテリア人工染色体、プラスミド等）、蛋白質及び関連化合物（例えば、ポリペプチド、ペプチド、モノクローナル抗体又はポリクローナル抗体、可溶性又は結合した受容体、転写因子等）、抗原、リガンド、ハプテン、炭水化物及び関連化合物（例えば、多糖類、少糖類等）、膜の断片等の細胞の断片、細胞小器官、無処理の細胞、細菌、ウイルス、原虫等の生物学的な分子化合物を含む。
【００１８】
「捕獲プローブ」という用語は、本明細書において使用される場合、他に述べられていない限り、標的となる生物学的化合物の存在下に置かれるか、又は、前記化合物と反応した場合、「標的となる生物学的化合物」又は「検体」と特異的に結合することができ、並びに、前記標的となる生物学的化合物の存在を検出するために使用される生物学的因子を示している。プローブは、それだけに限らないが、核酸及び関連化合物（例えば、ＤＮＡ、ＲＮＡ、オリゴヌクレオチド又はその類似体、ＰＣＲ産物、ゲノムＤＮＡ、バクテリア人工染色体、プラスミド等）、蛋白質及び関連化合物（例えば、ポリペプチド、モノクローナル抗体、受容体、転写因子等）、抗原、リガンド、ハプテン、炭水化物及び関連化合物（例えば、多糖類、少糖類等）、細胞小器官、無処理の細胞等の生物学的な分子化合物を含む。プローブは、標的となる化合物が結合する特定のバイオポリマー等、特異的物質も含むことができる。
【００１９】
「ラベル」という用語は、本明細書において使用される場合、他に述べられていない限り、少なくとも１つの物理的特性（それだけに限らないが、放射能、光学特性、磁気特性等）を有した生物学的又は化学的因子を示している。前記特性は、空間的な位置の決定が可能になるよう、及び／又は、それだけに限らないが発光分子（例えば蛍光剤、リン光剤、化学発光剤、電気蛍光発光剤、生物発光剤等）、着色された分子、反応により色を生じる分子、酵素、磁気ビーズ、放射性同位体、特異的に結合可能なリガンド、音波共鳴により検出可能な微小気泡等の検出可能な物理学的特性の強度の決定が可能になるよう適した手段により検出可能である。
【００２０】
本発明の前記及び他の態様は、例えば本発明の原理を例示している付随の図面と共に、以下に記述される１又は複数の実施形態から明らかになり、前記実施形態を参考にして説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による基板上に捕獲プローブを印刷することにより得られる生物学的検査アレイを概略的に例示している。
【図２】本発明による基板が設けられたバイオアッセイ用装置の一部の断面図を概略的に例示している。
【図３】本発明による基板の別の実施形態が設けられたバイオアッセイ用装置の一部の断面図を概略的に例示している。
【図４】本発明による基板のさらに別の実施形態の上面図を概略的に例示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明は、特定の実施形態に関して、及び、特定の図面を参考にして記述されるが、本発明はそれに限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。特許請求の範囲におけるいかなる参照番号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。描写されている図面は、概略的なだけであり、無制限的である。図面においては、要素のうちいくつかのサイズが過大視されている場合があり、例証目的のため尺度で描かれていない。「含む」という用語が本明細書及び特許請求の範囲において使用されている場合、他の要素又はステップを除外しない。単数名詞を言及する際に不定冠詞又は定冠詞が使用されている場合は、何か他に明確に述べられていない限りその名詞の複数形を含む。
【００２３】
さらに、本明細書及び特許請求の範囲において第一、第二、第三等の用語は、類似の要素を区別するために使用され、必ずしも順番又は時系列順を記述するために使用されているのではない。そのように使用されている用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書において記述されている本発明の実施形態は、本明細書に記述又は例示された順序以外の順序で操作できることが理解されたい。
【００２４】
図１は、膜又はセンサ表面等の基板（３）上に複数の捕獲プローブスポット（２）を堆積することにより、好ましくはインクジェット印刷することにより得られる生物学的検査アレイ（１）を示している。本発明の方法によると、基板（３）は、捕獲プローブのうち少なくとも一部の状態、特に、基板上でのその有無、及び／又は、基板上でのその位置を検出することができる立証手段を含む。示された例において、検査アレイ（１）は、予め定義したパターンで印刷された、４３種類のバイオ流体を含んだ１２８個のスポット（２）のパターンで覆われる。スポット（２）には番号がつけられ、各番号は、特有の遺伝子配列を表しているか、又は、参照物質を含んでいる。遺伝子配列は多数の互いに離れた位置でアレイ（１）内に多数の二つ組で生じることに注目されたい。基板（３）は支持構造体又はトレー（４）上に装着され、カートリッジ（５）内に置かれる。流体検体は、特定の細菌、ウイルス、及び／又は真菌類の存在に対して、多孔性の基板に流し通されか、又は、センサ表面上に流されることによって分析される。試料流体がバイオアッセイ用基板の表面を通して、又は、表面上を自由に及び／又は強制的に、すなわち、下の表面から上の表面若しくはその逆、及び／又は、基板上の第一の位置から別の位置まで側方流動によって流れることにより、流体検体を捕獲プローブと接触させ、標的となる生物化合物と結合することができるこれらの捕獲プローブに対する標的となる生物学的化合物の結合を可能にしている。特に、異なる細菌のＤＮＡに対する異なる遺伝子配列特徴を含有した試料流体（ＰＣＲ産物等）が、スポット（２）のアレイを含んだ基板（３）と接触される。ＤＮＡの種類（遺伝子配列）によって、付着する印刷された捕獲プローブは異なる。図１に示された実施形態において、異なるスポットが可視化される。１から１８番は、９種類の病原体及び９つの対応する耐性を表している。測定の信頼性に対して、同じバイオ選択性の捕獲物質を膜（３）の４つの異なる四分円（１１、１２、１３、１４）において印刷することができる。四分円（１１、１２、１３、１４）のそれぞれでは、同じ数のスポットが異なる隣接したスポットを有し、隣接するスポット（２）からの露光過度によるより薄いスポット（２）が検出されないよう防いでいる。強度較正スポット（Ｒ１からＲ１０）を膜（３）上に印刷することができ、並びに、膜（３）上への強度較正分布に対して４つのスポット（Ｄ）を膜のコーナーに印刷することができる。ＰＣＲ制御スポット（Ｐ１、Ｐ２）も、ＰＣＲによる適切なＤＮＡ増幅を実証するために印刷される。
【００２５】
本発明に使用されるプローブは、分析されることになる試料内に存在していると疑われた標的となる生物学的化合物に対する、又は、関連する前記標的となる生物学的化合物の変形に対するその親和性から適切に選ばれるべきである。例えば、標的となる生物学的化合物がＤＮＡである場合、プローブは、それだけに限らないが、合成オリゴヌクレオチド、その類似体、又は、特異的な抗体であり得る。標的となる生物学的化合物の適した変形の無制限的な例は、ビオチンで置換された標的となる生物学的化合物であり、その場合、プローブはアビジンの機能を生じることができる。スポッティングの後、プローブは、（例えば膜等の）基板固有の、若しくは、（例えば、活性化を介して）得られた特性により自発的に、又は、（それだけに限らないが、例えば乾燥、加熱、温度処理ステップを介した、若しくは、例えばＵＶ等の光源への曝露を介した架橋等の）さらなる物理的な処理ステップを介して基板材料（３）の表面上に固定化される。
【００２６】
図２を参照すると、基板のトレー（４）の一部が示されている。トレー（４）は、印刷ヘッド（７）のみが示されているインクジェット装置内に置かれる。印刷ヘッド（７）は、本発明によるバイオアッセイ用基板（３）上に堆積されることになる捕獲プローブの液滴（６）を放つ。ラベルされた分子の存在を検出するための通常の磁気（又は光学）センサ（図示せず）に加えて、基板（３）は、検出電子機器（９）を有した電気回路に集積された流体センサ（８）という形で立証手段を含む。好ましくは、センサ（８）は、組み合わされた流体／ラベル分子のセンサである。センサ（８）は、センサ（８）上に液滴（７）が落ちるのを検出する。示された実施形態において、基板（３）は、電気接続（２０）及び（２１）という形の相互作用手段を介して周囲と相互作用する。これらの電気接続（２０、２１）は、流体センサ信号を信号処理手段（３０、図示せず）に伝えることができるということを確実にする。基板（３）は、適したワイヤリング（２３）が設けられた可撓性フォイル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｆｏｉｌ）（２２）に取り付けることができる。センサチップ（３）を含んだフレックスフォイル（２２）はトレー（４）内に置かれ、トレー（４）は、一般的に、これらのフォイルを数百個まで含むことができる。トレー（４）は、インクジェット印刷装置内に挿入される。トレーの位置のそれぞれには、プリンタ制御手段（３０、図示せず）、又は、流体センサの信号をさらに処理するいくつか他のバックエンドプロセッサに流体センサを接続するいくつかの接触ピン（２１）が設けられる。
【００２７】
図３を参照すると、本発明の別の実施形態が示されている。無線の実施形態において、センサチップは、印刷検出回路（９）、及び、ＲＦ読取り手段（２６）という形の信号処理手段にセンサ信号を伝えるためのＲＦトランスミッタ／アンテナ／電子機器（２５）を含んだ相互作用手段を含む。ＲＦ読取り手段は、流体センサをプリンタ制御ユニット（３０、図示せず）に、又は、流体センサの信号をさらに処理するいくつか他のバックエンドプロセッサに接続する。基板（３）、特に、印刷立証回路（９）は、この実施形態において、ＲＦ場により動力が与えられ、読み取られる。この実施形態は、電気接点に関する問題（汚損、摩損等）を回避するだけでなく、いくつかの基板（３）に対して１つのＲＦ読取り装置（２６）のみを任意選択で必要とする。特に好ましい実施形態において、ＲＦ読取り回路及びアンテナ（２５）を使用して、完全なカートリッジにおけるセンサの実際の使用中に実際のバイオセンサの信号を伝えることもできる。バイオアッセイ用基板（３）は、さらに、立証手段から生じる信号を検出すること、並びに、試料流体内の少なくとも１つの検体を検出することを可能にするために、多重化手段（図示せず）を含んでいることが好ましい。
【００２８】
図４を参照すると、流体センサ（８）の好ましい実施形態が示されている。センサ（８）は平らで、例えば磁気センサ及び／又は光学センサであり得るバイオセンサと組み合わされている。センサ（８）は、シリコン基板上の集積回路という形で基板（３）内に埋め込まれる。集積回路（３）の上層は、基板（３）の表面上への生物学的物質の結合を促進するために金の層（３１）を含むことができる。別の実施形態では、シリコン基板の一部が、１又は複数の落ちた液滴の検出に必要とされる流体センサの集積回路を収容し、シリコン基板の別の部分は、検体を有した流体が流れ通るのを可能にするために多孔性にされる。示された実施形態において、金の層は、例えば容量性センサに対して異なる接点を作製するために、いくつかの四分円（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ）にパターン形成される。落ちた後、４つの四分円という形のパターンにより、基板（３）上に堆積されることになる捕獲プローブの液滴（６）の正確な位置を測定するのが可能になる。このように、実際の液滴の位置と、図４に示されている意図された液滴の位置（３２）を比較することができる。測定は、例えば、Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｃ−Ｄ、及びＤ−Ａ間のキャパシタンスを測定するステップを必要とする。比較測定は、従って、基板（３）の表面上の液滴（６）の実際の位置を示す。しかし、液滴の位置に関する情報を与える他の検出器の形態も可能である。キャパシタンスの代わりに、レジスタンスも測定することができる。
【００２９】
本発明は、特定の実施形態に関して、並びに、特定の図面及び前述の説明を参考にして例示及び記述されてきたけれども、そのような例示及び説明は、実例となる又は例証的であり、限定的であるとはみなされない。本発明は、記述された実施形態に限定されない。その代わり、本発明によるインクジェットプリンタは、膜上への液滴のいかなる精密な配置にも使用することができる。つけペンスポッター等の他の液滴配置手段も考慮にいれることができる。分子診断学用バイオセンサの作製に特に適している。診断学には、オンサイト検査及び中央集中化された研究室における診断学のための、血液、尿、腸液、又は唾液等、複雑な生物学的混合物内の蛋白質及び核酸における迅速且つ感度の良い検出が含まれる。他の用途は、医学的（心臓病学、感染症、及び腫瘍学のためのＤＮＡ／蛋白質診断学）、食物的、及び環境的診断学にある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年6月16日(2009.6.16)
【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】
少なくとも１つの試料流体内の少なくとも１つの検体を検出するのに適したバイオアッセイ用基板であって、それぞれが少なくとも１つの標的となる検体に特異的に結合することができる１又は複数の捕獲プローブを含み、流体センサを含んだ、前記捕獲プローブのうち少なくとも一部の状態を検出することができる立証手段をさらに含む、バイオアッセイ用基板。
【請求項２】
少なくとも１つの試料流体内の少なくとも１つの検体を検出するのに適したバイオアッセイ用基板の使用であって、それぞれが少なくとも１つの標的となる検体に特異的に結合することができる１又は複数の捕獲プローブを含み、前記捕獲プローブのうち少なくとも一部の状態を検出するための立証手段をさらに含むバイオアッセイ用基板の使用。
【請求項３】
前記捕獲プローブの状態が、当該基板上の前記捕獲プローブの有無を含む、請求項１に記載のバイオアッセイ用基板、又は、請求項２に記載の使用。
【請求項４】
前記捕獲プローブの状態が、当該基板上の前記捕獲プローブの位置を含む、請求項１に記載のバイオアッセイ用基板、又は、請求項２に記載の使用。
【請求項５】
前記立証手段が、電気回路に集積された流体センサを含み、さらに、該流体センサの信号を信号処理手段に伝え、それによって前記流体センサが捕獲プローブと相互作用することができる相互作用手段をさらに含む、請求項１、３、若しくは４のいずれか1項に記載のバイオアッセイ用基板、又は、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の使用。
【請求項６】
前記相互作用手段が電気接続を含む、請求項５に記載のバイオアッセイ用基板、又は、使用。
【請求項７】
前記相互作用手段がＲＦトランスミッタ及びアンテナを含み、前記信号処理手段がＲＦ読取り手段を含む、請求項５に記載のバイオアッセイ用基板、又は、使用。
【請求項８】
前記流体センサが、前記電気回路のインピーダンス及び／又はキャパシタンスにおける変化を検出する、請求項１若しくは３乃至７のいずれか1項に記載のバイオアッセイ用基板、又は、請求項２乃至７のいずれか１項に記載の使用。
【請求項９】
当該バイオアッセイ用基板が、前記立証手段から生じる信号を検出する、並びに、試料流体内の少なくとも１つの検体を検出することを可能にするために多重化手段をさらに含む、請求項１若しくは３乃至８のいずれか1項に記載のバイオアッセイ用基板、又は、請求項２乃至８のいずれか１項に記載の使用。
【請求項１０】
当該バイオアッセイ用基板が、前記立証手段から生じる信号を検出する、並びに、試料流体内の少なくとも１つの検体を検出することを可能にするために多重化手段をさらに含む、請求項７に記載のバイオアッセイ用基板、又は、使用。
【請求項１１】
基板上に複数の捕獲プローブを放出することによってバイオアッセイ用基板を作製するインクジェット装置であって、前記基板は、前記捕獲プローブのうち少なくとも一部の状態を検出することができる立証手段を含み、当該装置が、前記立証手段から生じる信号を読み取るための読取り手段をさらに含む、インクジェット装置。
【請求項１２】
前記立証手段から生じる信号の読取りに基づき前記基板上への前記複数の捕獲プローブの放出を調節するための制御手段をさらに含む、請求項１１に記載のインクジェット装置。
【請求項１３】
前記立証手段が、電気回路に集積された流体センサ、並びに、該流体センサの信号を前記信号処理手段に伝え、それによって前記流体センサが捕獲プローブと相互作用することができる相互作用手段を含み、それによって前記信号処理手段が前記プリンタ制御手段を含む、請求項１１又は１２に記載のインクジェット装置。
【請求項１４】
前記相互作用手段が電気接続を含む、請求項１１乃至１３のいずれか1項に記載のインクジェット装置。
【請求項１５】
前記相互作用手段がＲＦトランスミッタ及びアンテナを含み、前記信号処理手段がＲＦ読取り手段を含む、請求項１１乃至１３のいずれか1項に記載のインクジェット装置。
【請求項１６】
バイオアッセイ用基板を作製するための方法であって、複数の捕獲プローブが前記基板上に放出され、前記捕獲プローブの少なくとも一部の状態が、前記基板内に存在する立証手段により立証されるステップを含む方法。
【請求項１７】
前記立証手段から生じる信号は、読取り手段により読み取られ、前記読取りは、その後、前記基板上への前記複数の捕獲プローブの放出を制御するために使用される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記捕獲プローブが、生化学的反応体、オリゴヌクレオチド、ポリペプチド、蛋白質、細胞、及び／又は、ＲＮＡ／ＰＮＡ／ＬＮＡ（の一部）を含む、請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
特定の細菌、ウイルス、及び／又は、真菌類の存在に対して、ヒトの血液又は組織試料等の流体検体を検査する方法であって、前記流体検体が、請求項１又は３乃至１０のいずれか1項に記載の基板に押し通されるか、又は、前記基板上に押し流される、方法。
【国際調査報告】
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