(57)【要約】【課題】生体高分子を高効率に回収することのできるデンドリマー利用のバイオチップを実現することにある。【解決手段】バイオチップの基板に生体高分子を含む溶液が流れる流路を形成し、この流路の壁面に一端が固定された複数のデンドリマーを形成し、このデンドリマーの先端にプローブ生体高分子または抗体を結合し、前記プローブ生体高分子を結合した場合は相補的結合によりターゲット生体高分子を捕捉し、前記抗体を結合した場合は抗原抗体反応によりタンパク質を抽出することができるように構成する。【選択図】                    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットＤＮＡを含む溶液を流す流路の壁面にデンドリマーを形成し、そのデンドリマーの先端にプローブＤＮＡを結合し、このプローブＤＮＡとの相補的結合によりターゲットＤＮＡを抽出するデンドリマー利用のＤＮＡ抽出方法。
【請求項２】
前記デンドリマーは、前記流路の壁面にアミノシラン処理を施し、その上にアクリル酸メチルとエチレンジアミンの反応により生成されるアミドアミンをデンドロユニットとして積層させた多重分岐ポリアミドアミンデンドリマーであることを特徴とする請求項１に記載のデンドリマー利用のＤＮＡ抽出方法。
【請求項３】
バイオチップの基板に生体高分子を含む溶液が流れる流路を形成し、この流路の壁面に一端が固定された複数のデンドリマーを形成し、このデンドリマーの先端にプローブ生体高分子または抗体を結合し、前記プローブ生体高分子を結合した場合は相補的結合によりターゲット生体高分子を捕捉し、前記抗体を結合した場合は抗原抗体反応によりタンパク質を抽出することができるように構成したことを特徴とするデンドリマー利用のバイオチップ。
【請求項４】
前記デンドリマーは、前記流路の壁面にアミノシラン処理を施し、その上にアクリル酸メチルとエチレンジアミンの反応により生成されるアミドアミンをデンドロユニットとして積層させた多重分岐ポリアミドアミンデンドリマーであることを特徴とする請求項３に記載のデンドリマー利用のバイオチップ。
【請求項５】
前記デンドリマーは第２世代以上であることを特徴とする請求項３または４に記載のデンドリマー利用のバイオチップ。
【請求項６】
前記流路の壁面には凹凸が形成されたことを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載のデンドリマー利用のバイオチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオチップの前処理部の流路にデンドリマーを生成し、患部細胞などからのDNAやRNA、タンパク質などの生体高分子を効率よく回収（または抽出とも言う）する方法およびバイオチップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、生体高分子としてDNAを例にとって説明する。DNAチップに用いるターゲットDNAを前処理にて回収する、例えば、血清、リンパ球破砕液、あるいはライシスバッファ液に溶解した患部細胞などからDNAを回収する場合、大別して遠心分離による方式と磁気ビーズによる方式の２種類がある。遠心分離による方式はそのための装置が大がかりであるため、小型化が望まれる将来の方向としては磁気ビーズによる方式が主流になると予測される。      
【０００３】
以下磁気ビーズ方式（磁気ビーズの応用例については例えば非特許文献１参照。なお、磁気ビーズに限らず、磁性粒子、磁性体もある。磁性粒子については、例えば特許文献１参照。磁性体については、例えば特許文献２参照。）について述べる。
【０００４】
磁気ビーズによる方式とは、磁気ビーズの表面にある密度でプローブDNAあるいはプローブ抗体を固定し、溶液中のターゲットDNAとプローブとの相補結合により溶液中のDNAの回収を行い、その後磁石により磁気ビーズを集め、洗浄した後磁気ビーズ表面からDNAを溶液により解離し回収する方式である。
【０００５】
【非特許文献１】松永是監修、「DNAチップ応用技術」、株式会社シーエムシー、２０００年７月発行、第７章  磁気ビーズ利用DNAチップ  竹山春子，中山秀喜
【特許文献１】特開平８−１７６２１２号公報
【特許文献２】特開平１１−３１３６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、磁気ビーズ方式は、遠心分離方式に比べて小型であり利便性があるものの、磁気ビーズの表面にプローブをある適当な密度で固定することは難しく、DNA回収効率が問題となっている。
また、一旦磁気ビーズを磁石で集めてから磁気ビーズ表面よりDNAを回収することも煩雑であり、将来前処理をチップ化する上でより簡単な方式が望まれている。
【０００７】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、デンドリマーが構造の密度を自由に制御できる特質から高効率密度を実現できることを利用して、生体高分子を高効率に回収する方法およびデンドリマー利用のバイオチップを提供することにある。
本発明の他の目的は、機械的な動作部分を有せず、前処理部を容易に小型化できるデンドリマー利用のバイオチップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を達成するために、本発明に係る請求項１の発明では、
ターゲットＤＮＡを含む溶液を流す流路の壁面にデンドリマーを形成し、そのデンドリマーの先端にプローブＤＮＡを結合し、このプローブＤＮＡとの相補的結合によりターゲットＤＮＡを抽出することを特徴とする。
また、本発明に係る請求項３の発明では、
バイオチップの基板に生体高分子を含む溶液が流れる流路を形成し、この流路の壁面に一端が固定された複数のデンドリマーを形成し、このデンドリマーの先端にプローブ生体高分子または抗体を結合し、前記プローブ生体高分子を結合した場合は相補的結合によりターゲット生体高分子を捕捉し、前記抗体を結合した場合は抗原抗体反応によりタンパク質を抽出することができるように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）生体高分子の溶液が流れる流路にデンドリマーを形成し、その先端にプローブ生体高分子あるいは抗体を結合して、ターゲット生体高分子あるいはタンパク質を、相補的結合あるいは抗原抗体反応により、容易に効率よく回収することができる。
（２）従来の磁気ビーズを使用する方式では機械的な動作部分が必要であったが、本発明ではそのような機械的な動作部分がないためターゲット生体高分子あるいはタンパク質の回収する前処理部分を容易に小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明では、デンドリマーが構造の密度を自由に制御できる特質から高効率密度を実現できることを利用して、DNAの溶液が流れる流路にデンドリマー構造を生成し、そのデンドリマーの先端にターゲット生体高分子と相補的なプローブ生体高分子を固定することにより、高効率に生体高分子を回収することができるようにしている。また、従来の磁気ビーズを使用する方法では、磁気ビーズを磁石で集めてから磁気ビーズ表面よりDNAを回収するための機械的な動作部分が必要であったが、本発明ではそのような機械的な動作部分を必要とせず前処理部を容易に小型化できるようにしている。
【００１１】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。図１は本発明に係るデンドリマー利用のバイオチップの前処理部に形成された流路部の一実施例を示す構成図であり、図１（ａ）は基板の表面図（一部透明図）、同図（ｂ）はデンドリマーの拡大図である。
図１において、１はバイオチップの基板、２はDNAの溶液が流れる流路、３は流路２に固定されたデンドリマーである。
基板１はガラスあるいはプラスチックなどの材料で形成され、その基板１には凹状の流路２が形成されている。流路２の壁面には複数のデンドリマー３が形成される。
【００１２】
このデンドリマー３は、例えば多重分岐ポリアミドアミンデンドリマーであり、次のようにして生成される。流路２の表面にアミノシラン処理を施し、その上にアクリル酸メチルとエチレンジアミンの反応により生成されるアミドアミンをデンドロユニットとして積層した、多重分岐ポリアミドアミンデンドリマーである。
デンドリマー３の先端（表面）には、ターゲットDNAと相補的結合をするプローブDNAを結合させる。
【００１３】
このような構造のバイオチップにターゲットDNAを含む溶液を注ぎ、流路２に沿って溶液を流すと、ターゲットDNAがプローブDNAと相補的に結合する。これにより、ターゲットDNAを効率よく捕獲することができる。
なお、デンドリマーの先端に結合したプローブDNAの密度は、ターゲットの種類（DNAかmRNAかタンパク質かなど）に応じた最適値がある。最適密度はデンドリマー層の数（世代数）を変えることにより得ることができる。デンドリマーは通常２世代以上である。
【００１４】
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。
例えば、図２に示すように流路２の壁面に複数の凹凸４を形成しておくと、ターゲットDNAを含む溶液が流路２を流れる際乱流が生じる。これによりターゲットDNAとプローブDNAの相補的結合の効率は一層高まる。
【００１５】
また、実施例ではデンドリマー表面にDNAを取り付け、ハイブリダイズによりターゲットとプローブを結合する例を示したが、DNA以外の生体高分子プローブを固定し、ターゲットを結合させるようにしても構わない。
【００１６】
また、デンドリマー表面に抗体をプローブとして結合し、抗原抗体反応によりターゲットのタンパク質を抽出するようにしてもよい。
また、基板１に作成する流路２は、実施例に限定されることなく、任意の個数および形状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るデンドリマー利用のバイオチップの前処理部に形成された流路部の一実施例を示す構成図である。
【図２】流路部の他の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  基板
２  流路
３  デンドリマー
４  凹凸
【図１】
2005176613.tif 000003
【図２】
2005176613.tif 000004