(57)【要約】【課題】蛋白質、またはそれを捕捉する分子等の生理活性物質を基板表面に固定化したバイオチップにおいて、高感度でハイスループットな生理活性物質の検出を可能にするバイオチップを提供すること。【解決手段】基板の表面に生理活性物質が固定されており、該生理活性物質との相互作用により蛋白質を捕捉し、その捕捉量の情報及び被捕捉物質の種類を検出するバイオチップであって、生理活性物質が固定されていない部分にポリペプチド又はホスホリルコリン基を有する高分子が導入されていることを特徴とするバイオチップ。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に生理活性物質が固定されており、該生理活性物質との相互作用により蛋白質を捕捉し、その捕捉量の情報及び被捕捉物質の種類を検出するバイオチップであって、生理活性物質が固定されていない部分にポリペプチド又はホスホリルコリン基を有する高分子が導入されていることを特徴とするバイオチップ。
【請求項２】
表面に固定されている生理活性物質が核酸、抗体、擬似抗体、オリゴペプチド、脂質、糖質、細胞及びこれらの複合体よりなる群より選択された少なくとも１種である請求項１記載のバイオチップ。
【請求項３】
生理活性物質の固定およびポリペプチドの導入が、同種の官能基を介してなされる請求項１又は２記載のバイオチップ。
【請求項４】
官能基がアルデヒド基である請求項３記載のバイオチップ。
【請求項５】
ポリペプチドがスキムミルク、アルブミン、抗体、及び抗体のＦｃ部分よりなる群より選択された少なくとも１種である請求項１〜４いずれか記載のバイオチップ。
【請求項６】
基板がプラスチックからなる請求項１〜５いずれか記載のバイオチップ。
【請求項７】
プラスチックがポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、飽和環状ポリオレフィン、ポリペンテン、ポリアミド、及びそれらの共重合体よりなる群より選択された少なくとも１種である請求項６記載のバイオチップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体試料中の多数の蛋白質、核酸等の並列検出および分析に用いられるバイオチップに関する。より詳細には、本発明は、プロテオミクス、ならびに遺伝子活性の細胞内蛋白質レベルでの測定に用いられるバイオチップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
遺伝子活性の評価や疾患プロセス、薬物効果の生物学的プロセスを含む生物学的プロセスを解読するための試みは、伝統的に、ゲノミクスに焦点が当てられてきたが、プロテオミクスは、細胞の生物学的機能についてより詳細な情報を提供する。プロテオミクスは、遺伝子レベルというよりもむしろ、蛋白質レベルでの発現を検出しそして定量することによる、遺伝子活性の定性的かつ定量的な測定を含む。また、蛋白質の翻訳後修飾、蛋白質間の相互作用など遺伝子にコードされない事象の研究を含む。
膨大なゲノム情報の入手が可能となった今日、プロテオミクス研究はますます迅速高効率（ハイスループット）化が求められている。この目的の分子アレイとしてＤＮＡチップが実用化されてきた。一方、生体機能において最も複雑で多様性の高い蛋白質の検出に関してはプロテインチップが提唱され、最近研究が進められている。プロテインチップとは、蛋白質、またはそれを捕捉する分子をチップ（微小な基板）表面に固定化したものを総称する。
しかし、現状のプロテインチップは一般にＤＮＡチップの延長線上に位置付けられて開発がなされている為、ガラス基板上に蛋白質、またはそれを捕捉する分子をチップ表面に固定化する検討がなされている（例えば、特許文献１参照）。
蛋白質を捕捉する分子（以下、捕捉分子と略す）を基板上に固定化した後、例えばサンドイッチ法のように該表面上で他の蛋白質（抗原抗体反応の場合、抗原に相当）と反応させ、更に、標識された蛋白質を反応させ最終的に検出機等で検出する場合、捕捉分子が固定されていない部分に該分子以外の蛋白質、即ち、抗原や標識された蛋白質が固定されると検出時、ノイズとなり正しい評価ができなくなる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１１６７５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、蛋白質、またはそれを捕捉する分子等の生理活性物質を基板表面に固定化したバイオチップにおいて、生理活性物質が固定されていない基板表面部分にポリペプチド等を導入することにより高感度でハイスループットな生理活性物質の検出を可能にするバイオチップを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
（１）基板の表面に生理活性物質が固定されており、該生理活性物質との相互作用により蛋白質を捕捉し、その捕捉量の情報及び被捕捉物質の種類を検出するバイオチップであって、生理活性物質が固定されていない部分にポリペプチド又はホスホリルコリン基を有する高分子が導入されていることを特徴とするバイオチップ、
（２）表面に固定されている生理活性物質が核酸、抗体、擬似抗体、オリゴペプチド、脂質、糖質、細胞及びこれらの複合体よりなる群より選択された少なくとも１種である（１）項記載のバイオチップ、
（３）生理活性物質の固定およびポリペプチドの導入が、同種の官能基を介してなされる（１）又は（２）項記載のバイオチップ、
（４）官能基がアルデヒド基である（３）項記載のバイオチップ、
（５）ポリペプチドがスキムミルク、アルブミン、抗体、及び抗体のＦｃ部分よりなる群より選択された少なくとも１種である（１）〜（４）項いずれか記載のバイオチップ、
（６）基板がプラスチックからなる（１）〜（５）項いずれか記載のバイオチップ、
（７）プラスチックがポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、飽和環状ポリオレフィン、ポリペンテン、ポリアミド、及びそれらの共重合体よりなる群より選択された少なくとも１種である（６）項記載のバイオチップ、
である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に使用するバイオチップは、固相基板表面の一部に生理活性物質が固定化され、該部分以外の表面にポリペプチド等が導入されていることを特徴とする。
本発明のバイオチップの作製工程は、基板作製工程、基板表面修飾工程、生理活性物質固定工程、及びポリペプチド導入工程を含む。
基板表面処理工程は省いても使用可能であるが、より強固に生理活性物質を固定化する為に用いる事が好ましい。
【０００７】
（基板の素材）
バイオチップ用基板の素材は、通常ガラス、金属その他を用いることができるが、本発明に使用する基板の素材としては、表面処理の容易性、量産性の観点から、プラスチックを使用し、特に熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂としては、蛍光発生量の少ないものが好ましい。たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリペンテン等の直鎖状ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、飽和環状ポリオレフィン、含フッ素樹脂等を用いることが好ましく、耐熱性、耐薬品性、低蛍光性、成形性に特に優れる飽和環状ポリオレフィンを用いることがより好ましい。ここで飽和環状ポリオレフィンとは、環状オレフィン構造を有する重合体単独または環状オレフィンとα−オレフィンとの共重合体を水素添加した飽和重合体等をさす。
【０００８】
（基板の表面修飾）
本発明に使用する基板の表面修飾方法としては、種々の方法が用いられるが、アルデヒド基を導入すると生理活性物質が基板上で共有結合し、より強固に固定されるので該基を導入することが好ましい。アルデヒド基の導入方法として好適に用いられるのは、アミノ基導入の後に多官能性アルデヒドを反応させる方法である。アミノ基の導入手段としては、アミノ基含有シランカップリング剤による処理、窒素雰囲気下でのプラズマ処理、アミノ基含有高分子物質のコーティングなどが挙げられるが、処理の簡便性、均一性の観点から、アミノ基含有シランカップリング剤による処理が好ましい。多官能性アルデヒドとしてはグルタルアルデヒドが好ましい。
【０００９】
（生理活性物質の固定化）
本発明に使用する生理活性物質は、アルデヒド基との反応性を高めるため、予めアミノ基を導入しておくことが好ましい。生理活性物質が核酸の場合は、アミノ基の導入位置は核酸の分子鎖末端あるいは側鎖であってもよいが、分子鎖末端に導入されていることが好ましい。蛋白質、ポリペプチドの場合は、アミノ基を具備している為、アミノ基導入の必要性はない。固定化は通常、生理活性物質を溶解した溶液を基板上に点着した後、適宜処理を施すことにより行う。
【００１０】
（ポリペプチドの導入）
本発明に使用するポリペプチドはスキムミルク、アルブミン、抗体、及び抗体のＦｃ部分よりなる群より選択された少なくとも１種であることが好ましい。これらの物質を純水或いはリン酸緩衝液で０．１〜１０重量％に調製し、その溶液中に生理活性物質が固定化された基板を浸し、基板表面の官能基と１〜３時間反応させることにより行う。
【００１１】
【実施例】
（実施例１、２）
飽和環状ポリオレフィン樹脂をスライドガラス形状（寸法：７６ｍｍ×２６ｍｍ×１ｍｍ）に加工した。表面に親水化処理を施したのち、アミノ基含有アルキルシランの２％水溶液中に浸漬後、熱処理を施して表面にアミノ基を導入した。これを１％グルタルアルデヒド水溶液中に浸漬することにより、表面のアミノ基とグルタルアルデヒドを反応させ、アルデヒド基を導入した。
次に該基板上でサンドイッチ法を実施した。詳細はまず、該基板に自動スポッターにより一次抗体、抗マウスＩｇＧ２ａをスポット後、室温４℃の環境下に２４時間静置した。その後、不特異吸着防止の為に表１に示した濃度になるように各ブロッキング剤を溶解させた９．６ｇ／リットルのＰＢＳ緩衝溶液に該基板を浸し室温で２時間静置した。その後、抗原、マウス  ＩｇＧ２ａと抗原抗体反応を実施後、二次抗体、ビオチン標識抗マウス  ＩｇＧ２ａと抗原抗体反応を実施した。最後にＣｙ５標識されたストレプトアビジンと反応させ、各スポットについて蛍光量測定を行い、その際のＳ／Ｎ比（Ｓｉｇｎａｌ／ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）を計算した。結果を表１に示す。
【００１２】
（比較例）
ブロッキング剤を使用せずにそれ以外は実施例同様のサンドイッチ法を実施し蛍光量測定を行った。結果を表１に示す。
【００１３】
実施例および比較例における蛍光量の測定には、Ｐａｃｋａｒｄ  ＢｉｏＣｈｉｐ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製バイオチップスキャナー「ＳｃａｎＡｒｒａｙ」を用いた。測定条件は、レーザー出力９０％、ＰＭＴ感度５０％、励起波長６４９ｎｍ、測定波長６７０ｎｍ、解像度５０μｍであった。
実施例は、いずれも比較例よりも高いＳ／Ｎ比が得られた。即ち、高感度検出が実現できた。
【００１４】
【表１】
2005030913.tif 000002
【００１５】
【発明の効果】
本発明のバイオチップによれば、生理活性物質が固定されていない基板表面部分にポリペプチド等を導入することにより高感度でハイスループットな生理活性物質の検出が可能になった。