(57)【要約】  【課題】  ＤＮＡチップ、プロテインチップ等のバイオアッセイ用基板における検出用物質と標的物質の相互作用（ハイブリダイゼーション等）の効率を高めること。  【解決手段】  検出用物質と標的物質との間の相互作用の場となる反応領域１２が少なくとも設けられたバイオアッセイ用基板１（ＤＮＡチップ等）の反応領域１２に対して、マイクロ波照射を行うことにより、反応領域１２の温度を調節する。また、マイクロ波照射手段２１を備えるバイオアッセイ装置２を提供する。  【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質間の相互作用の場となる反応領域に対してマイクロ波の照射を行うことを特徴とする反応領域の温度調節方法。
【請求項２】
前記相互作用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記載の温度調節方法。
【請求項３】
物質間の相互作用の場となる反応領域が少なくとも設けられたバイオアッセイ用基板の前記反応領域に対してマイクロ波照射を行うことを特徴とする反応領域の温度調節方法。
【請求項４】
前記バイオアッセイ用基板は、ＤＮＡチップであることを特徴とする請求項３記載の温度調節方法。
【請求項５】
検出用物質が存在する反応領域が設けられたバイオアッセイ用基板を用いて物質間の相互作用を検出するための装置であって、
前記反応領域に対して標的物質を含むサンプル溶液を滴下する手段と、
前記反応領域に対するマイクロ波照射手段と、
前記マイクロ波の照射を制御する手段と、を少なくとも備えるバイオアッセイ装置。
【請求項６】
前記反応領域に相互作用検出用の励起光を照射する手段と、前記反応領域中の物質から発せられる光を集光して光強度を検出する光学手段と、を備える請求項５記載のバイオアッセイ装置。
【請求項７】
前記光学手段は、前記物質に標識された蛍光強度を検出する手段であることを特徴とする請求項６記載のバイオアッセイ装置。
【請求項８】
前記光学手段は、前記反応領域中の物質に結合するインターカレータ由来の光を検出する手段であることを特徴とする請求項６記載のバイオアッセイ装置。
【請求項９】
前記相互作用は、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５記載のバイオアッセイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡチップ、プロテインチップ等のマイクロアレイ技術に関する技術に関する。より詳細には、マイクロ波照射を行うことによって、ＤＮＡチップ等のバイオアッセイ用基板に設けられた反応領域の温度を調節する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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、特許文献１参照）。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。
【０００６】
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、特許文献２参照）。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】
また、現在、プロテインチップを含むバイオセンサーチップと称される、薄い平板状に設けられた微小な検出表面部位に所定の検出物質を固相化し、この検出物質に対して、標的物質を含む溶液を、微容量だけ通水し、両物質の相互反応を表面プラズモン共鳴原理や水晶発振子等の原理を用いて観察・分析するバイオセンサー技術が進展しており、抗原抗体反応やホルモン応答反応等の物質間相互反応の分析における有用な技術となっている。
【０００８】
そして、これら一連のＤＮＡチップ、プロテインチップ等の反応効率を高めるために、ヒーター等を用いて温度を調節し、反応効率を高める事が行われている。
【特許文献１】特表平４−５０５７６３号報
【特許文献２】特表平１０−５０３８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の技術には、以下のような解決すべき課題があった。
【００１０】
上記した従来のＤＮＡチップ技術やバイオセンサー技術では、二次元である基板の狭小な反応部において、ＤＮＡプローブ等の検出用核酸やタンパク質等を固相化（固定化）し、ハイブリダイゼーション反応や抗原抗体反応等の物質間の相互作用を進行させるという技術であることから、空間的に反応生成物の自由度が制限され、専ら標的ヌクレオチド鎖等のブラウン運動に基づいてハイブリダイゼーション等の相互作用をさせていた。このため、従来のＤＮＡチップ技術又はバイオセンサー技術では、相互作用の効率が悪く、反応時間が長いという技術的課題があった。
【００１１】
また、ヒーター等を用いて反応領域の温度を上げる場合には、一部ハイブリダイゼーション等の反応が促進される傾向があるものの、温度管理が難しいだけでなく、装置が大型化してしまうという課題もあった。そして、反応領域内で温度ムラが発生し、所望の反応効率が得られないという問題もあった。
【００１２】
さらに、反応領域内の媒質をゲルで構成した場合、反応領域内で液層の対流が起こらないため、温度伝搬が専ら輻射によって行われ、更にハイブリダイゼーション効率が悪くなっていた。
【００１３】
そこで、本発明は、ハイブリダイゼーション等の物質間の相互作用が行われる反応領域の温度を調節することにより、検出物質と標的物質の相互作用（ハイブリダイゼーション等）の効率を高めることを可能にしたバイオアッセイ方法並びにバイオアッセイ装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の技術的課題を解決するために、本発明では、以下の手段を提供する。
【００１５】
本発明では、まず、物質間の相互作用の場となる反応領域に対してマイクロ波の照射を行うことにより、反応領域の温度を調節する方法を提供する。反応領域に対して、マイクロ波を照射することにより、反応領域内の媒質（緩衝液、ゲル等）の温度を上昇させることができる。そこで、反応領域が、物質間の相互作用に最も適した温度になるように、マイクロ波照射によって反応領域の温度を調節することにより、目的の相互反応を促進することができる。
【００１６】
この方法は、例えば、一本鎖核酸同士の相互作用（ハイブリダイゼーション）に利用することができる。ハイブリダイゼーションとは、一本鎖にした核酸同士が相補性を持つ塩基対間の水素結合により二本鎖核酸を形成することをいう。
【００１７】
二本鎖の核酸は、熱を加えることにより、二本鎖構造が解きほぐされて、一本鎖となる。二本鎖核酸が一本鎖に融解する温度は、融解温度Ｔｍ（Melting  Temperature）といい、二本鎖を形成する核酸の塩基配列のＧＣ含量に基づいて、各核酸の融解温度Ｔｍは異なる。一般に、ハイブリダイゼーションは、融解温度Ｔｍよりも約５℃低い時に、最も反応が促進されるといわれている。そこで、ハイブリダイゼーションに最も適した温度になるように、反応領域内の温度を調節することにより、目的のハイブリダイゼーションを促進することができる。
【００１８】
また、目的のハイブリダイゼーション反応の前に、マイクロ波照射により反応領域の温度を融解温度Ｔｍよりも高くしておくことにより、反応に用いる一本鎖核酸が、反応前に、ミスハイブリしてしまうことを防止することができる。
【００１９】
その他、各核酸の融解温度Ｔｍに応じて、マイクロ波照射による反応領域の温度調節を適宜行うことにより、目的のハイブリダイゼーション反応の際に生じるミスハイブリした核酸のみを一本鎖に融解させて、除去することも可能となる。
【００２０】
マイクロ波は、照射エネルギーの強度を調節することが可能である。そこで、反応領域に適当量のマイクロ波を照射することにより、反応領域中の媒質だけでなく、核酸自体にも作用を及ぼすことが可能である。マイクロ波は、核酸に対して、主に、（１）核酸が反応領域内で活発に移動できる状態にする作用、（２）核酸のブラウン運動を活発化させ、一本鎖核酸同士の会合機会を増進させる作用、（３）ミスハイブリした核酸の結合を解離させ、正しいハイブリダイゼーションを促進する作用等を発揮する。
【００２１】
以上のように、マイクロ波の照射を、適当な強度、適当な時間、適当な間隔、適当なタイミングで行い、また、そのような照射を適宜組み合わせることにより、目的のハイブリダイゼーション等の相互作用を、効率的に促進させることができる。
【００２２】
なお、本発明において、核酸とは、プリンまたはピリミジン塩基と糖がグリコシド結合したヌクレオチドのリン酸エステルの重合体を意味し、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等を広く含む。
【００２３】
次に、本発明では、物質間の相互作用の場となる反応領域が少なくとも設けられたバイオアッセイ用基板の反応領域に対してマイクロ波照射を行う反応領域の温度調節方法を提供する。なお、バイオアッセイ用基板には、ＤＮＡチップ、プロテインチップ等がある。
【００２４】
例えば、ＤＮＡチップの場合、一方の一本鎖核酸を検出用物質として反応領域中に予め存在させておき、もう一方の一本鎖核酸を標的物質として、反応領域内に、滴下する。その結果、両方の一本鎖核酸が相補的である場合には、一本鎖核酸同士の相互作用（ハイブリダイゼーション）が起きる。
【００２５】
また、プロテインチップの場合、一方の物質（タンパク質等）を検出用物質として反応領域中に予め存在させておき、もう一方の物質（タンパク質、核酸等）を標的試料として、反応領域内に、添加する。その結果、両者に相互作用がある場合には、抗原抗体反応、タンパク質同士の結合、酵素（タンパク質）とその基質（タンパク質、核酸等）との間の作用、等の相互作用が起きる。。
【００２６】
そして、ＤＮＡチップ、プロテインチップ等のバイオアッセイ用基板の反応領域でおこる相互作用の中には、その反応に最も適した温度があるものが多い。例えば、前記のとおり、核酸同士のハイブリダイゼーションは、融解温度Ｔｍよりも約５℃低い温度で、最も反応が起こりやすいといわれている。また、酵素の場合、反応速度が最大となる最適温度があるので、反応領域内の媒質の温度を調節する必要がある。そこで、本発明では、バイオアッセイ用基板の反応領域に対してマイクロ波照射を行うことにより、反応領域内の温度を調節する。これによって、目的の相互作用が最も起こりやすい温度にバイオアッセイ用基板の反応領域の温度を調節することが可能となる。
【００２７】
また、上記と同様に、マイクロ波は、照射エネルギーの強度を調節することができるので、反応領域に適当量のマイクロ波を照射することにより、反応領域中の媒質に対してだけでなく、反応領域内の物質自体に対しても作用を及ぼすことが可能である。
【００２８】
従って、マイクロ波の照射を、適当な強度、適当な時間、適当な間隔、適当なタイミングで行い、また、そのような照射を適宜組み合わせることにより、バイオアッセイ用基板の反応領域における、目的の相互作用を、効率的に促進させることができる。
【００２９】
その他、ＤＮＡチップの場合には、一本鎖核酸だけでなく、二本鎖核酸を標的物質として反応領域に添加することも、本発明により可能となる。本発明に係るマイクロ波照射により、反応領域の温度を調節することができるので、標的物質を反応領域に滴下した後、反応領域の媒質の温度を標的物質のＴｍ（融解温度）以上に上げれば、標的物質は一本鎖に融解する。その後、反応領域の媒質の温度を下げれば、大部分の標的物質は、二本鎖核酸に戻るが、標的物質の一部は検出用物質（一本鎖核酸）と相互作用（ハイブリダイゼーション）を起こす。従って、本発明により、ＤＮＡチップの使用手順を簡略化することも可能である。
【００３０】
なお、バイオアッセイ用基板は、ＤＮＡチップ、プロテインチップに限定されるわけではなく、高分子同士、低分子同士、高分子と低分子との反応、等の物質間の相互作用の場となる反応領域が少なくとも設けられたバイオアッセイ用基板を広く包含するものとする。
【００３１】
続いて、検出用物質が存在する反応領域が設けられたバイオアッセイ用基板を用いて物質間の相互作用を検出するための装置であって、反応領域に対して標的物質を含むサンプル溶液を滴下する手段と、反応領域に対するマイクロ波照射手段と、マイクロ波の照射を制御する手段と、を少なくとも備えるバイオアッセイ装置を提供する。
【００３２】
例えば、バイオアッセイ用基板がＤＮＡチップの場合、バイオアッセイ用基板の反応領域には、予め、検出用物質として、一本鎖核酸が存在している。本発明に係るバイオアッセイ装置により、もう一方の標的物質となる核酸を含むサンプル溶液をバイオアッセイ用基板の反応領域に滴下すると、標的物質が目的のものである場合には、相互作用（ハイブリダイゼーション）が起こる。
【００３３】
そして、本発明に係るバイオアッセイ装置は、反応領域に対してマイクロ波を照射する手段を備えているので、反応領域内の媒質の温度を、相互作用（ハイブリダイゼーション）に最も適した温度に調節することができる。前記のとおり、一般的に、ハイブリダイゼーションは、核酸の融解温度Ｔｍよりも約５℃低い温度で、最も促進されるといわれている。従って、マイクロ波照射により、反応領域の温度を、所定の温度に調節することにより、目的の相互作用が促進される。
【００３４】
また、本装置は、マイクロ波の照射を制御する手段も備えているので、マイクロ波の照射を、適当な強度、適当な時間、適当な間隔、適当なタイミングで行い、また、そのような照射を適宜組み合わせることができる。従って、目的に応じて、適宜、バイオアッセイ用基板の反応領域の温度を調節することができる。また、マイクロ波の照射エネルギーも調節することができるので、前述したとおり、反応領域中の媒質だけでなく、核酸自体にも、（１）核酸が反応領域内で活発に移動できる状態にする作用、（２）核酸のブラウン運動を活発化させ、一本鎖核酸同士の会合機会を増進させる作用、（３）ミスハイブリした核酸の結合を解離させ、正しいハイブリダイゼーションを促進する作用、等の作用を及ぼすことが可能である。従って、目的のハイブリダイゼーション等の相互作用を、効率的に促進させることができる。
【００３５】
その他、本装置により、バイオアッセイ用基板の反応領域の温度を調節することができるので、前述したように、標的物質となる核酸は、一本鎖だけでなく、二本鎖核酸であっても、使用することが可能である。
【００３６】
なお、本装置は、ＤＮＡチップを用いる場合に限定されるわけではなく、プロテインチップをはじめ、高分子同士、低分子同士、高分子と低分子との反応、等の物質間の相互作用の場となる反応領域が少なくとも設けられたバイオアッセイ用基板を用いる場合を広く含むものとする。例えば、プロテインチップの場合、タンパク質は、反応速度が最大になる最適温度がある場合が多いので、バイオアッセイ用基板の反応領域の温度を調整できる本装置は、有効である。
【００３７】
本装置は、上記の手段に加えて、反応領域に相互作用検出用の励起光を照射する手段を備えることができる。反応領域に励起光を照射する手段を備えることにより、バイオアッセイ用基板の反応領域で、検出用物質と標的物質が相互作用を起こしている場合には、反応領域中の物質から励起された光等のシグナルが発せられるため、検出用物質と標的物質との間に相互作用が起こっているかどうかを検出・測定等する手段として、有効である。
【００３８】
励起光を照射した際に光等のシグナルを発するようにする方法としては、例えば、標的物質に予め蛍光標識する方法、標的物質滴下時に蛍光物質を混合して反応領域に滴下する方法、標的物質と蛍光物質をほぼ同時又は時系列的に前後して、かつ別々に滴下する方法等がある。これらの方法を用いることにより、物質間の相互作用の検出・測定等を、正確かつ高感度に行うことができる。また、核酸同士の相互作用（ハイブリダイゼーション）を検出等する場合、インターカレータを用いる方法もある。「インターカレータ」は、検出用核酸物質と標的核酸物質との塩基間の水素結合中に挿入されるようにして、ハイブリダイゼーションした二本鎖核酸に取り込まれる。これにより、インターカレータを含まない二本鎖核酸からの蛍光波長に比べ、長波長側に蛍光波長がシフトし、かつ、蛍光強度と二本鎖ヌクレオチド鎖に取り込まれたインターカレータの量との間には相関関係があるので、この相関関係に基づいて、定量的な検出が可能となる。
【００３９】
本装置は、励起光を照射したことにより、反応領域内の物質から発せられる光を集光して光強度を検出する光学手段を備えることができる。これにより、反応領域内で物質間の相互作用が起こった場合に励起された光を、集光して光強度を検出することができるので、物質間の相互作用の検出性能を高めることができる。
【００４０】
その他、本発明に係るバイオアッセイ装置は、さらに、バイオアッセイ用基板に記録した信号等の記録再生を行う記録再生部分、インターネットに接続するためのインターネット接続機能を有する部分、記録再生部やインターネット接続機能を制御し、所定のデータを加工、生成してバイオアッセイ用基板に情報を記録したり、情報を読み出したりする制御部分、等を備える構成とすることができる。これにより、一連の手順を自動化したり、簡単な入力手段等で装置を制御したりすることができるようになる。また、予め記録しておいたサンプル等の情報や、実験結果等のデータを、簡単に処理、加工することができ、さらに、その情報を、バイオアッセイ用基板に記憶させておく等の作業も可能となる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によって奏される効果は、以下の通りである。
【００４２】
物質間の相互作用の場となる反応領域に対してマイクロ波の照射を行うことにより、反応領域内の温度を調節することができる。反応領域の温度を、物質間の相互作用に最適な温度に調節することができるので、相互作用を促進することができる。
【００４３】
マイクロ波照射は、反応領域の媒質に対してだけでなく、核酸、タンパク質等の相互作用する物質自体に対しても作用を及ぼす。従って、マイクロ波の照射エネルギーを調節することにより、目的の相互作用（ハイブリダイゼーション等）を起こりやすくすることができる。
【００４４】
マイクロ波の照射を、適当な強度、適当な時間、適当な間隔、適当なタイミングで行い、また、そのような照射を適宜組み合わせることにより、目的のハイブリダイゼーション等の相互作用を、効率的に促進させることができる。
【００４５】
ＤＮＡチップ、プロテインチップ等のバイオアッセイ用基板の反応領域に、マイクロ波を照射することにより、前記と同様の、効果を得ることができる。
【００４６】
本発明に係るバイオアッセイ装置は、反応領域に対するマイクロ波照射手段とマイクロ波の照射を制御する手段とを備えているので、ＤＮＡチップ、プロテインチップ等のバイオアッセイ用基板の反応領域に対して、マイクロ波の照射を、適当な大きさ、適当な時間、適当な間隔、適当なタイミングで行うことができる。従って、バイオアッセイ用基板の反応領域内における物質間の相互作用を調節・促進することができる。
【００４７】
本発明に係るバイオアッセイ装置は、蛍光物質、インターカレータ等を用いることにより、目的の相互作用を高感度に検出・測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
（マイクロ波照射パターン）
本発明に係るマイクロ波の照射は、目的に応じて、適宜、照射強度（照射エネルギー）、照射時間、照射間隔、照射タイミングを、いろいろ組み合わせることができる。
【００４９】
バイオアッセイ用基板をＤＮＡチップとして用いる場合、一本鎖核酸同士の相互作用（ハイブリダイゼーション）が最も効率的に起こるのは、融解温度Ｔｍから約５℃低い温度であるといわれている。本発明では、図１に示すように、マイクロ波を照射することにより、反応領域の温度を、融解温度Ｔｍより約５℃低い温度まで上昇させることができ、また、マイクロ波を間欠的に照射することにより、反応領域の温度をある程度一定に保つことができる。
【００５０】
図２に示すように、マイクロ波を間欠的に照射する際に、照射する間隔を短くするとともに、照射強度を徐々に弱くしていくと、さらに、反応領域の温度を一定に保つことが可能となる。また、マイクロ波照射により、一度、目的の温度まで、反応領域の温度を上昇させた後、照射強度の弱いマイクロ波を、間断なく照射することによっても、反応領域の温度を、目的の温度で、一定に保つことができる。
【００５１】
以上のようにマイクロ波の照射強度（照射エネルギー）、照射時間、照射間隔、照射タイミング、等を適宜調節することにより、反応領域の温度を調節することが可能となる。
【００５２】
(バイオアッセイ用基板)
図３は、バイオアッセイ用基板１の上面及び断面を模式的に示した図である。このバイオアッセイ用基板１は、ＣＤ（Compact  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）等の光ディスクと同様に、主面が円形の平板状の形状をしており、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板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形成される。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。なお、バイオアッセイ用基板１は、ＤＮＡチップ、プロテインチップ等に用いるものであり、図３のバイオアッセイ用基板１の形状、材料に限定されるわけではなく、バイオアッセイのために用いられる基板を広く包含する。
【００５３】
バイオアッセイ基板１の中心には、中心孔１１が形成されている。中心孔１１には、バイオアッセイ基板１がバイオアッセイ装置に装着されたときに、バイオアッセイ基板１を保持及び回転させるためのチャッキング機構等が挿入される。
【００５４】
バイオアッセイ基板１の円形の主面は、半径方向に同心円状に形成された記録部位３及び反応部位４の２つの部位に分けられている。本例では、記録部位３が内周側に位置し、反応部位４が外周側に位置している。記録部位３は、光ディスク情報記録媒体と同様に、レーザ光を照射して光学的に情報の記録再生がされる部位である。反応部位４は、検出用物質と標的物質との相互反応（ハイブリダイゼーション等）の場となる部位である。
【００５５】
バイオアッセイ基板１の層構造は、図３に示すように、情報層５と反応層６とから形成されている。ここでは、情報層５が下層、反応層６が上層に位置するものとする。また、バイオアッセイ基板１の反応層６側の表面を上面１ａ、情報記録層５側の表面を下面１ｂというものとする。
【００５６】
情報層５には、記録部位３に対応する部位に、例えば、ピットや相変化材料等のレーザ光が照射されることによりデータの再生又は記録再生がされる信号記録膜７が形成されている。このような信号記録膜７は、ＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスクと同様のディスク作成方法により形成することができる。
【００５７】
信号記録膜７は、バイオアッセイ基板１の下面１ｂ側からレーザ光を照射することにより、信号の再生又は記録再生がされる。また、情報層５は、解析時に照射される励起光及び制御光、並びに、解析時に蛍光標識剤Ｌから発光される蛍光の波長を透過する材料により形成されている。例えば、情報層５は、石英ガラス、シリコン、ポリカーボネート、ポリスチレン等の材料で形成されている。なお、励起光、制御光及び蛍光については詳細を後述する。
【００５８】
バイオアッセイ用基板１の上面（主面）には、裏面方向に微細にくぼんだ反応領域１２が集積している。この反応領域１２は、検出用物質と標的物質との間の相互作用の場となる領域であり、例えば、ＤＮＡチップの場合は、プローブＤＮＡ（検出用物質、検出用ヌクレオチド鎖）とサンプルＤＮＡ（標的物質、標的ヌクレオチド鎖）との相互反応の場、具体的にはハイブリダイゼーション反応の場となる領域である。
【００５９】
図４は、バイオアッセイ用基板１上の反応領域１２の一つを模式的に示した断面模式図である。バイオアッセイ用基板１の主面からくぼんだ形状になっている反応領域１２には、相互作用する物質の安定性を保ち、また、相互作用を効率的に起こすため、緩衝液やゲル等の媒質を容れることができるようになっている。
【００６０】
そして、例えば、バイオアッセイ用基板１をＤＮＡチップ等として用いる場合、反応領域１２の底面１３に、検出用物質に用いる核酸の一端を固定化させるための材料を用いることができる。例えば、図４のように、シランにより表面修飾可能なＳｉＯ２を、スパッタリングや電子ビーム蒸着により５０ｎｍ程度の厚さに成膜して、底面１３に層状に形成することができる。これにより、ＮＣＯ基で一端が修飾された核酸を、反応領域１２の底面１３に結合させることができる。その他、ストレプトアビジンによって底面１３を処理した場合には、ビオチン化されたヌクレオチド鎖の固定化に適する。また、核酸の末端に磁気ビーズを取り付け、裏面から磁石等で当該ヌクレオチド鎖を一時的に固定するようにすれば、表面処理を特段施す必要もない。
【００６１】
例えば、以上のような処理を施すことにより、反応領域１２の底面１３に、図５のように、検出用物質として用いる核酸Ｎを固定化することができる。そして、反応領域１２に、標的物質Ｎ’を含有する試料溶液等を滴下すると、検出用物質Ｎと標的物質Ｎ’が相互作用（ハイブリダイゼーション）を起こし、目的の相互作用を検出することができる。
【００６２】
なお、例えば、媒質にゲルを用いる場合には、検出用物質は、ゲル内に閉じ込めておけばよいので、必ずしも、検出用物質を底面１３に固定化する必要はない。従って、本発明は、前記のような、底面１３に検出用物質を限定するものに限定されない。また、前記した例は、ＤＮＡチップを用いたものであるが、本発明は、ＤＮＡチップに限定されるわけでなく、プロテインチップを始め、バイオアッセイに用いられる基板を広く包含する。特に、本発明に係るバイオアッセイ用基板１は、媒質にゲル等を用いることもできるため、タンパク質やその他の高分子、低分子の物質等、底面１３に固定化しにくいものについても、ゲル等に閉じ込めることにより、反応領域１２に固定できるという利点を有する。
【００６３】
（バイオアッセイ装置）
次に、上述したバイオアッセイ用基板１を用いて、物質間の相互作用を解析するバイオアッセイ装置２について、図６を参照して説明をする。
【００６４】
バイオアッセイ装置２は、図６に示すように、バイオアッセイ用基板１の反応領域１２に対してマイクロ波を照射するマイクロ波照射部２１と、バイオアッセイ用基板１を保持して回転をさせるディスク装填部２２と、ハイブリダイゼーション等の相互作用のための各種溶液を貯留するとともにバイオアッセイ用基板１の反応領域１２にその溶液を滴下する滴下部２３と、バイオアッセイ用基板１の反応領域１２から励起光を検出するための励起光検出部２４と、上記の各部の管理及び制御を行う制御／サーボ部２５と、バイオアッセイ用基板１の信号記録膜７に対して信号の記録再生を行う記録再生部２６と、インターネットに接続するためのインターネット接続機能２７と、マイクロ波照射部２１、記録再生部２６、インターネット接続機能２７等を制御して、装置Ｍを統合し、所定のデータ処理等を行う制御部２８とを備えている。
【００６５】
マイクロ波照射部２１は、水平に装填されたバイオアッセイ用基板１の上方側、すなわち、上面１ａ側に配置されている。マイクロ波照射部２１は、バイオアッセイ用基板１の上面１ａに設けられている反応領域１２に向けて、マイクロ波を照射する。
【００６６】
ディスク装填部２２は、バイオアッセイ用基板１の中心孔１１内に挿入してバイオアッセイ用基板１を保持するチャッキング機構３１と、チャッキング機構３１を駆動することによりバイオアッセイ用基板１を回転させるスピンドルモータ３２と有している。ディスク装填部２２は、上面１ａ側が上方向となるようにバイオアッセイ用基板１を水平に保持した状態で、バイオアッセイ用基板１を回転駆動する。
【００６７】
滴下部２３は、試料溶液を貯留する貯留部３３と、貯留部３３内の試料溶液をバイオアッセイ用基板１に滴下する滴下ヘッド３４とを有している。滴下ヘッド３４は、水平に装填されたバイオアッセイ用基板１の上面１ａの上方に配置されている。さらに、滴下ヘッド３４は、図３記載のバイオアッセイ用基板１のアドレスピット９から読み出される位置情報及び回転同期情報に基づいてバイオアッセイ用基板１との相対位置を半径方向に制御し、プローブＤＮＡ（Ｎ）、サンプルＤＮＡ（Ｎ’）又は蛍光標識剤Ｌを含有する試料溶液を所定の反応領域１２に正確に追従して滴下する構成とされている。
【００６８】
励起光検出部２４は、（１）光学ヘッド４０、（２）励起光Ｐを出射する励起光源４４と、励起光源４４から出射された励起光Ｐを平行光束とするコリメータレンズ４５と、コリメータレンズ４５により平行光束とされた励起光Ｐを光路Ｘ上で屈折させて導光ミラー４３に照射する第１のダイクロックミラー４６とからなる部分、（３）蛍光Ｆを検出するアバランジェフォトダイオード４７と、蛍光Ｆを集光する集光レンズ４８と、光学ヘッド４０から光路Ｘ上に出射された蛍光Ｆを屈折させてアバランジェフォトダイオード４７に照射する第２のダイクロックミラー４９とからなる部分、（４）制御光Ｖを出射する制御光源５０と、制御光源５０から出射された制御光Ｖを平行光束とするコリメータレンズ５１と、制御光Ｖの反射光Ｒを検出するフォトディテクト回路５２と、非点収差を生じさせてフォトディテクト回路５２に対して反射光Ｒを集光するシリンドリカルレンズ５３と、制御光Ｖと反射光Ｒとを分離する光セパレータ５４とからなる部分、からなる。
【００６９】
光学ヘッド４０は、対物レンズ４１と、対物レンズ４１を移動可能に支持する２軸アクチュエータ４２と、導光ミラー４３とを有している。対物レンズ４１は、その中心軸がバイオアッセイ用基板１の表面に対して略垂直となるように２軸アクチュエータ４２に支持されている。従って、対物レンズ４１は、バイオアッセイ基板１の下方側から入射された光束を当該バイオアッセイ用基板１に対して集光することができる。２軸アクチュエータ４２は、バイオアッセイ用基板１の表面に対して垂直な方向、及び、バイオアッセイ用基板１の半径方向の２方向に対物レンズ４１を移動可能に支持している。２軸アクチュエータ４２を駆動することにより、対物レンズ４１により集光された光の焦点を、バイオアッセイ用基板１の表面に対して垂直な方向及び半径方向に移動させることができる。従って、この光学ヘッド４０では、光ディスクシステムにおけるジャストフォーカス制御並びに位置決め制御と同様の制御を行うことができる。
【００７０】
導光ミラー４３は、光路Ｘ上に対して４５°の角度で配置されている。光路Ｘは、励起光Ｐ、蛍光Ｆ、制御光Ｖ及び反射光Ｒが、光学ヘッド４０に対して入射及び出射する光路である。導光ミラー４３には、励起光Ｐ及び制御光Ｖが光路Ｘ上から入射される。導光ミラー４３は、励起光Ｐ及び制御光Ｖを反射して９０°屈折させて、対物レンズ４１に入射する。対物レンズ４１に入射された励起光Ｐ及び制御光Ｖは、当該対物レンズ４１により集光されてバイオアッセイ用基板１に照射される。また、導光ミラー４３には、蛍光Ｆ及び制御光Ｖの反射光Ｒが、バイオアッセイ用基板１から対物レンズ４１を介して入射される。導光ミラー４３は、蛍光Ｆ及び反射光Ｒを反射して９０°屈折させて、光路Ｘ上に出射する。なお、光学ヘッド４０をスレッド移動させる駆動信号及び２軸アクチュエータ４２を駆動する駆動信号は、制御／サーボ部２５から与えられる。
【００７１】
励起光源４４は、蛍光標識剤を励起可能な波長のレーザ光源を有する発光手段である。励起光源４４から出射される励起光Ｐは、ここでは波長が４０５ｎｍのレーザ光である。なお、励起光Ｐの波長は、蛍光標識剤を励起できる波長であればどのような波長であってもよい。コリメータレンズ４５は、励起光源４４から出射された励起光Ｐを平行光束にする。第１のダイクロックミラー４６は、波長選択性を有する反射鏡であり、励起光Ｐの波長の光のみを反射して、蛍光Ｆ及び制御光Ｖ（その反射光Ｒ）の波長の光を透過する。第１のダイクロックミラー４６は、光路Ｘ上に４５°の角度を持って挿入されており、コリメータレンズ４５から出射された励起光Ｐを反射して９０°屈折させ、導光ミラー４３に励起光Ｐを照射している。
【００７２】
アバランジェフォトダイオード４７は、非常に感度の高い光検出器であり、微弱な光量の蛍光Ｆを検出することが可能である。なお、アバランジェフォトダイオード４７により検出する蛍光Ｆの波長は、ここでは４７０ｎｍ程度である。また、この蛍光Ｆの波長は、蛍光標識剤の種類により異なるものである。集光レンズ４８は、アバランジェフォトダイオード４７上に蛍光Ｆを集光するためのレンズである。第２のダイクロックミラー４９は、光路Ｘ上に４５°の角度を挿入されているとともに、導光ミラー４３側から見て第１のダイクロックミラー４６の後段に配置されている。従って、第２のダイクロックミラー４９には、蛍光Ｆ、制御光Ｖ及び反射光Ｒが入射し、励起光Ｐは入射しない。第２のダイクロックミラー４９は、波長選択性を有する反射鏡であり、蛍光Ｆの波長の光のみを反射して、制御光（反射光Ｒ）の波長の光を透過する。第２のダイクロックミラー４９は、光学ヘッド４０の導光ミラー４３から出射された蛍光Ｆを反射して９０°屈折させ、集光レンズ４８を介してアバランジェフォトダイオード４７に蛍光Ｆを照射する。
【００７３】
制御光源５０は、例えば７８０ｎｍの波長のレーザ光を出射するレーザ光源を有する発光手段である。なお、制御光Ｖの波長は、アドレスピット９が検出でき、且つ、信号記録膜７に対して情報の記録及び再生ができる波長に設定されている。さらに、制御光Ｖの波長は、励起光Ｐ及び蛍光Ｆの波長と異なった波長に設定されている。このような波長であれば、制御光Ｖの波長は、７８０ｎｍに限らずどのような波長であってもよい。コリメータレンズ５１は、制御光源５０から出射された制御光Ｖを平行光束にする。平行光束とされた制御光Ｖは光セパレータ５４に入射される。
【００７４】
フォトディテクト回路５２は、反射光Ｒを検出するディテクタと、検出した反射光Ｒからフォーカスエラー信号、位置決めエラー信号、及び、アドレスピット９の再生信号、並びに、信号記録膜７の再生信号を生成する信号生成回路とを有している。反射光Ｒは、制御光Ｖがバイオアッセイ用基板１で反射して生成された光であるので、その波長は、制御光と同一の７８０ｎｍである。
【００７５】
なお、光学ヘッド４０によりバイオアッセイ用基板１の反応部位４（外周側の部位、図３参照）にレーザ光を照射している場合、フォーカスエラー信号は、対物レンズ４１により集光された光の合焦位置とバイオアッセイ用基板１の反応層６との位置ずれ量を示すエラー信号となり、位置決めエラー信号は、所定の反応領域１２の位置と焦点位置とのディスク半径方向に対する位置ずれ量を示す信号となる。光学ヘッド４０によりバイオアッセイ用基板１の記録部位３（内周側の部位、図３参照）にレーザ光を照射している場合、フォーカスエラー信号は、対物レンズ４１により集光された光の合焦位置と信号記録膜７との位置ずれ量を示すエラー信号となり、位置決めエラー信号は、信号記録膜７のトラック位置と焦点位置とのディスク半径方向に対する位置ずれ量を示す信号となる。
【００７６】
アドレスピット９の再生信号は、反応部位４（外周側の部位）にレーザ光を照射している場合のみに検出され、バイオアッセイ用基板１に記録されているアドレスピット９に記述されている情報内容を示す信号である。この情報内容を読み出すことにより、現在、制御光Ｖを照射している反応領域１２を特定することができる。
【００７７】
信号記録膜７の再生信号は、記録部位３（内周側の部位）にレーザ光を照射している場合のみに検出され、信号記録膜７のトラックに記録されている情報内容を示す信号である。
【００７８】
フォトディテクト回路５２は、反射光Ｒに基づき生成されたフォーカスエラー信号、位置決めエラー信号及びアドレスピット９の再生信号を制御／サーボ部２５に供給する。
【００７９】
シリンドリカルレンズ５３は、フォトディテクト回路５２上に反射光Ｒを集光するとともに非点収差を生じさせるためのレンズである。このように非点収差を生じさせることによりフォトディテクト回路５２によりフォーカスエラー信号を生成させることができる。
【００８０】
光セパレータ５４は、偏向ビームスプリッタからなる光分離面５４ａと１／４波長板５４ｂにより構成されている。光セパレータ５４では、１／４波長板５４ｂの逆側から入射された光を光分離面５４ａが透過し、その透過光の反射光が１／４波長板５４ｂ側から入射された場合には光分離面５４ａが反射する機能を有している。光セパレータ５４は、光分離面５４ａが光路Ｘ上に４５°の角度を挿入されているとともに、導光ミラー４３側から見て第２のダイクロックミラー４９の後段に配置されている。従って、光セパレータ５４では、コリメータレンズ５１から出射された制御光Ｖを透過して光学ヘッド４０内の導光ミラー４３に対してその制御光Ｖを入射させているとともに、光学ヘッド４０の導光ミラー４３から出射された反射光Ｒを反射することにより９０°屈折され、シリンドリカルレンズ５３介してフォトディテクト回路５２に反射光Ｒを照射する。
【００８１】
制御／サーボ部２５は、励起光検出部２４により検出されたフォーカスエラー信号、位置決めエラー信号及びアドレスピット９の再生信号に基づき、各種のサーボ制御を行う。
【００８２】
反応部位４（外周側の部位）にレーザ光を照射している場合には、制御／サーボ部２５は、フォーカスエラー信号に基づき光学ヘッド４０内の２軸アクチュエータ４２を駆動して対物レンズ４１と反応領域１２との間の間隔を制御し、位置決めエラー信号に基づき光学ヘッド４０内の２軸アクチュエータ４２を駆動して対物レンズ４１と反応領域１２との半径方向の位置関係を制御し、アドレスピット９の再生信号に基づき光学ヘッド４０のスレッド移動制御を行って光学ヘッド４０を所定の半径位置に移動する。
【００８３】
記録部位３（内周側の部位）にレーザ光を照射している場合には、制御／サーボ部２５は、フォーカスエラー信号に基づき光学ヘッド４０内の２軸アクチュエータ４２を駆動して対物レンズ４１と信号記録膜７との間の間隔を制御し、位置決めエラー信号に基づき光学ヘッド４０内の２軸アクチュエータ４２を駆動して対物レンズ４１と信号記録膜７の記録トラックとの半径方向の位置関係を制御する。
【００８４】
記録再生部２６は、情報記録層７に記録されているデータの再生信号の復調及び復号処理を行ってデータを出力するとともに、情報記録層７に記録する記録データの符号化及び変調を行う。記録再生部２６は、再生時には、励起光検出部２４から出力された再生信号が入力され、外部に復調及び復号したデータを出力する。また、記録再生部２６は、記録時には、外部から記録データが入力され、符号化及び変調がされたデータを励起光検出部２４に供給して、制御光Ｖを出射する制御光源５０を駆動する。
【００８５】
インターネット接続機能２７は、予めバイオアッセイ用基板１のいずれかの領域に記録されたＵＲＬ情報や、図示しない入力手段により指示されたＵＲＬなどを用いて情報にアクセスするための機能である。
【００８６】
制御部２８は、図６に示すとおり、入力手段、表示手段を有し、マイクロ波照射部２１、記録再生部２６、インターネット接続機能部２７の制御を行う。
【００８７】
マイクロ波照射部２１から照射されるマイクロ波の、照射強度（照射エネルギー）、照射時間、照射間隔、照射タイミング等は、制御部２８からの指示で調節されるように、設計する。
【００８８】
記録再生部２６で読み出されたハイブリダイゼーション結果に基づく画像イメージを所定のフォーマット（例えばＪＰＧ）に圧縮し、記録再生部２６を介してバイオアッセイ基板１に記録する。また、インターネット接続機能２７を制御して関連情報を収集すると共に、そのデータも同様に記録する。
【００８９】
その他、バイオアッセイ用基板１がバイオアッセイ装置２に装着された際に、基板１が既に検査に使用されたか否かを書き込まれた情報から判断し、既に検査に使用されたと判断された場合には書き込まれている画像イメージや収集データを表示したり、再度当該基板を検査に使用する際には既に検査済みである警告を表示し、測定動作を制限したりすることができるように、制御部２８を、設計する。
【００９０】
なお、検査に使用されたか否かを判断するために、３．５インチフロッピーディスク、ＭＤの書き込み済みを示すスイッチや、ビデオテープにおける消去防止用爪などを設けるようにしても良い。
【００９１】
以上のような構成のバイオアッセイ装置２では、例えば、ＤＮＡチップとして、核酸のバイオアッセイを行う場合には、次のような動作を行う。
【００９２】
バイオアッセイ装置２は、バイオアッセイ基板１を回転させながら、図７に示すように反応領域１２にサンプルＤＮＡ（Ｎ’）が含有した溶液を滴下し、プローブＤＮＡ（Ｎ）とサンプルＤＮＡ（Ｎ’）とを相互反応（ハイブリダイゼーション）させる。
【００９３】
ハイブリダイゼーション処理の済んだバイオアッセイ基板１上に蛍光標識剤Ｌを含んだバッファ溶液を滴下して、図７に示すようにプローブＤＮＡ（Ｎ）とサンプルＤＮＡ（Ｎ’）との二重らせん内に蛍光標識剤Ｌを挿入する。また、バイオアッセイ装置２は、蛍光標識剤Ｌが滴下された後のバイオアッセイ用基板１を回転させ、励起光Ｐをバイオアッセイ用基板１の下面１ｂ側から入射させて反応領域１２内の蛍光標識剤Ｌに照射し、その励起光Ｐに応じてその蛍光標識剤Ｌから発生した蛍光Ｆをバイオアッセイ用基板１の下方から検出する。
【００９４】
ここで、バイオアッセイ装置２では、励起光Ｐと制御光Ｖとを同一の対物レンズ４１を介してバイオアッセイ用基板１に照射している。そのため、バイオアッセイ装置２では、制御光Ｖを用いたフォーカス制御、位置決め制御並びにアドレス制御を行うことによって、励起光Ｐの照射位置、すなわち、蛍光Ｆの発光位置を特定することが可能となり、その蛍光の発光位置からサンプルＤＮＡ（Ｎ’）と結合したプローブＤＮＡ（Ｎ）を特定することができる。
【００９５】
その他、バイオアッセイ装置２は、励起光Ｐの出射を停止して、制御光Ｖのみを出射して、バイオアッセイ基板１を回転させながらサーボ制御を行い、信号記録膜７上のトラックに対して、データの記録又は再生を行うことができる。
【００９６】
（ＤＮＡ解析方法）
つぎに、物質間の相互作用を解析する方法の一例として、本発明をＤＮＡ解析方法に使用した場合を例に、説明をする。
【００９７】
まず、バイオアッセイ用基板１をバイオアッセイ装置２のディスク装填部２２に水平に装填する。次に、バイオアッセイ装置２により、アドレスピット９に基づく位置制御を行いながらバイオアッセイ用基板１を回転させ、滴下ヘッド３４から、一端がＮＣＯ基等で修飾されたプローブＤＮＡ（Ｎ）を含有した溶液を所定の反応領域１２に対して滴下する。このとき、１つのバイオアッセイ用基板１に対して、複数種類のプローブＤＮＡ（Ｎ）が滴下される。ただし、１つの反応領域１２内には１種類のプローブＤＮＡ（Ｎ）が入るようにする。なお、各反応領域１２にいずれの種類のプローブＤＮＡ（Ｎ）を滴下するかは、予め反応領域１２とプローブＤＮＡ（Ｎ）との対応関係を示す配置マップ等を信号記録膜７から読み出しておくか、インターネット接続機能２７を用いて情報収集しておき、その配置マップに基づき制御する。
【００９８】
続いて、バイオアッセイ用基板１の上面１ａ側から、電極を反応領域１２内の溶液に挿入して、１ＭＶ／ｍ、１ＭＨｚ程度の交流電界を各反応領域１２に印加する。このように交流電界を印加すると、プローブＤＮＡ（Ｎ）がバイオアッセイ用基板１に対して垂直方向に伸張するとともに、プローブＤＮＡ（Ｎ）をバイオアッセイ用基板１に垂直方向に移動させて、予め表面修飾処理がされた底面１３に対して、プローブＤＮＡ（Ｎ）の修飾端を結合させ、反応領域１２内にプローブＤＮＡ（Ｎ）を固相化（固定化）することができる（Masao Washizu and Osamu Kurosawa: “Electrostatic Manipulation of DNA in Microfabricated Structures”, IEEE Transaction on Industrial Application Vol. 26,No26,P, 1165-1172(1900)参照）。
【００９９】
続いて、バイオアッセイ装置２により滴下ヘッド３４からサンプルＤＮＡ（Ｎ’）が含有した溶液を、バッファ塩を含む溶液とともに、バイオアッセイ用基板１上の各反応領域１２に滴下する。
【０１００】
続いて、サンプルＤＮＡ（Ｎ’）の滴下後、バイオアッセイ用基板１の反応領域１２を、マイクロ波照射部２１を用いてマイクロ波を照射し、反応領域１２内を数十℃に加熱するとともに、加熱した状態のまま１ＭＶ／ｍ、１ＭＨｚ程度の交流電界を印加する。このような処理をすると、サンプルＤＮＡ（Ｎ’）とプローブＤＮＡ（Ｎ）とが垂直方向に伸張して立体障害の少ない状態となるとともに、サンプルＤＮＡ（Ｎ’）がバイオアッセイ用基板１に対して垂直方向に移動する。この結果、互いの塩基配列が対応したサンプルＤＮＡ（Ｎ’）とプローブＤＮＡ（Ｎ）とが同一の反応領域１２内にある場合には、それらがハイブリダイゼーションを起こす。
【０１０１】
続いて、ハイブリダイゼーションを起こさせた後に、バイオアッセイ装置２により、インターカレータ等の蛍光標識剤Ｌを、滴下ヘッド３４からバイオアッセイ用基板１の反応領域１２内に滴下する。このような蛍光標識剤Ｌは、ハイブリダイゼーションを起こしたプローブＤＮＡ（Ｎ）とサンプルＤＮＡ（Ｎ’）との二重らせんの間に挿入して結合する。
【０１０２】
続いて、バイオアッセイ用基板１の表面１ａを純水等で洗浄し、ハイブリダイゼーションを起こしていない反応領域１２内のサンプルＤＮＡ（Ｎ’）及び蛍光標識剤Ｌを除去する。この結果、ハイブリダイゼーションを起こした反応領域１２内にのみ、蛍光標識剤Ｌが残存することとなる。
【０１０３】
続いて、バイオアッセイ装置２により、制御光を用いてフォーカスサーボ制御及び位置決めサーボ制御並びにアドレス制御を行いながらバイオアッセイ用基板１を回転させ、励起光Ｐを所定の反応領域１２に照射する。この励起光Ｐの照射とともに、アドレス情報を検出しながら蛍光Ｆが発生しているか否かを検出する。
【０１０４】
続いて、バイオアッセイ装置２は、バイオアッセイ用基板１上の各反応領域１２の位置と蛍光Ｆの発光の強度に応じた測定値を計算し、その結果及び撮像イメージをバイオアッセイ用基板１の信号記録膜７に記録して保存する。続いて、その測定値から標的物質の有無を判別し、ディスクイメージ上の判別マップを作成する。そして、その作成したマップ、並びに、各反応領域１２にどのような塩基配列のプローブＤＮＡが滴下されていたかを示す配置マップに基づき、サンプルＤＮＡ（Ｎ’）の塩基配列の解析を行う。この解析の結果を参照して、信号記録膜７に記録されているプローブＤＮＡ（Ｎ）と疾病との関係の情報に基づき、例えば疾病との関係等を解析してもよい。更にまた、バイオアッセイ用基板１に記録された遺伝子ネットワークに発現遺伝子を対応させ、その機能を図示するようにしても良い。
【０１０５】
そして、バイオアッセイ装置２は、その解析結果や、検出した配置マップ等をバイオアッセイ用基板１の信号記録膜７に記録して保存する。
【０１０６】
なお、本発明では光磁気ディスクを用いた円盤状のＤＮＡディスクを説明してきたが、形状は適宜適した形（例えば正方形、長方形、楕円形）にしても良い。また、ＤＮＡディスクに限らず、タンパク質その他の物質の相互作用の解析の場合にも、同様の方法を適宜使用することができる。その他、データ記録層として光磁気ディスクを用いた例を示していたが、所定の記録機能を有する磁気記録テープ、半導体メモリ（EEPROM やFRAM、MRAMなど）、印刷技術などを差し障りのない範囲で使用できるものとする。なお、マイクロ波の照射は、目的に応じて、適宜行うことができるものとし、マイクロ波を照射するタイミング、間隔、照射時間、照射エネルギー等は、場合に応じて、変化させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、ＤＮＡチップ、プロテインチップ等のバイオアッセイ用基板の反応領域に対して、マイクロ波を照射することにより、反応領域の温度を調整する方法である。バイオアッセイ用基板を用いて、検出・測定等を行う場合、反応を効率的に行う等のため、手順の中で温度調節が必要な場合が多い。従って、本発明により、簡便な検出・測定機器で、反応領域の温度調節を行うことができるようになるため、バイオアッセイ用基板の利用に関し、有用な技術である。
【０１０８】
また、マイクロ波照射は、照射強度によっては、それ自体、反応領域内で行われる物質間の相互作用を促進する効果もあるため、バイオアッセイ用基板を用いた検出・測定を高感度で効率的なものにするうえでも、有用な技術である。
【０１０９】
さらに、本発明に係るバイオアッセイ装置は、マイクロ波照射手段を有するとともに、反応領域内の相互作用等の反応を高感度で検出・測定する機構を持つことから、産業上有用である。本装置は、マイクロ波照射を制御する手段、一連の検出・測定手順を管理・制御する手段、検出・測定したデータを加工したり記録したりする等の手段、インターネット接続手段等を有するため、一連の検出・測定手順を簡略化、自動化し、操作しやすいものになっている点で、産業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】マイクロ波を間欠的に照射した際の、マイクロ波照射パターンと反応領域温度との関係を示した図。
【図２】マイクロ波を間欠的に照射しながら照射強度を徐々に弱めていった際の、マイクロ波照射パターンと反応領域温度との関係を示した図。
【図３】円板状のバイオアッセイ用基板を模式的に示した上面図及び側断面図。
【図４】反応領域の模式的な側面断面図。
【図５】反応領域の模式的な外観斜視図。
【図６】本発明に係るバイオアッセイ装置２の構造、機構を示した断面模式図。
【図７】反応領域１２に標的物質を滴下する様子を模式的に示した外観斜視図。
【図８】反応領域１２の底面１３に固定化された核酸に蛍光物質が結合している様子を示した模式図。
【符号の説明】
【０１１１】
１    バイオアッセイ用基板
１２  反応領域
２    バイオアッセイ装置
２１  マイクロ波照射部
２３  滴下部
２４  励起光検出部
２８  制御部
４４  励起光源
４７  光検出器
５２  フォトディテクト回路
Ｌ    蛍光標識剤
Ｎ    プローブＤＮＡ（検出用物質）
Ｎ’  サンプルＤＮＡ（標的物質）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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