(57)【要約】【課題】  アレイを形成させる段階でのコンタミネーションの恐れがなく、バイオチップ上に形成させたアレイの位置合わせが可能であり、装着と脱着が容易なバイオチップを得る。【解決手段】  金属がコーティングされた透明基板からなりバイオチップであり、透明基板の厚みが１．２０ｍｍ〜４．００ｍｍの範囲とする。このバイオチップは、透明基板の分子を固定化する面の表面に、サンプルを含む液を流すことができることが好ましく、表面プラズモン測定に好適に用いることができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属がコーティングされた透明基板からなり、透明基板の厚みが１．２０ｍｍ〜４．００ｍｍの範囲にあるバイオチップ
【請求項２】
透明基板の分子を固定化する面の表面に、サンプルを含む液を流すことのできる請求項１記載のバイオチップ
【請求項３】
表面プラズモン共鳴測定用である請求項１〜２いずれか記載のバイオチップ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互作用解析装置に容易にセットすることができるバイオチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体分子の相互作用解析、遺伝子発現、発現分子のプロファイリング、もしくは診断に用いるバイオチップが注目を集めている。基板上に生体分子が固定化されることで操作が容易になり、多くの情報を一度に得ることができる。
【０００３】
なかでも、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）法などの光学的分析方法はラベルフリーかつリアルタイムに相互作用を観察できる方法であり、分子解析手段として確立されている。ＳＰＲ法では金属基板からなるバイオチップ上に分子を固定化し、分析対象物質（アナライト）を含む溶液を基板表面に曝す。生じた相互作用による表面近傍の屈折率変化を、ＳＰＲ角のシフト量、もしくは反射光強度の変化量で捉えることができる。
【０００４】
光を検出する手法であり、リアルタイムに測定可能であるため、分子間相互作用のＫｉｎｅｔｉｃｓ値を求めることができる。結合・解離の速度定数を求めるためには、基板表面の濃度勾配をなくす必要がある。濃度勾配を低減させる最も効果的な方法は、基板表面にアナライトを含む液を流すことである。液の流れによるせん断速度により、濃度勾配が破壊される。
【０００５】
アナライトを含む溶液を測定可能な濃度で、多量に用意するのは困難な状況が多い。従って、バイオチップ基板表面にできるだけ少ない量で液体を流すことのできる流路が作製されている。
【０００６】
流路の形成方法としては、液体入口出口の穴を設けたプラスチックに溝をほりＯリングで流域を確保する方法、ＰＤＭＳなどのシリコン系ポリマーを流路の形を形成させたシリコン型に流し込み、固化させて基板表面と接着する方法、薄いガスケットを作成し、基板の上に小さな隙間を作成する方法などが挙げられる。いずれにしても、基板の位置あわせを行った状態での着脱は容易ではなく、工夫が必要である。
【０００７】
従来の基板では特許文献１にみられるように、基板にプラスチック板を貼り付けたものなどが発明され、使用されていた。プラスチック板を操作することで、基板の着脱を容易としている。
【０００８】
しかし、プラスチックとの複合基板は、ＳＰＲ装置に基板をセットした状態で、基板表面へ分子を固定化するのが常識的である。すなわち、反応溶液および固定化物質も装置内に導入して基板上に流入させて物質を表面に固定化する。しかし、この方法では複数の物質を表面に固定化したアレイの測定は不可能である。アレイを用いて複数の相互作用を観察するにはＳＰＲ装置の外部にてアレイを作製し、装置にセットして相互作用を観察する方法が採択されるべきである。
【０００９】
ＳＰＲ装置の外部で分子を固定化し、その後でＳＰＲ装置にセットするのは、基板とプラスチックの接着剤が溶出し、基板表面に付着する危険性がある。そのため、チップを洗浄・乾燥させる操作には細心の注意が必要となる。また、基板単独で固定化処理を行い。プラスチックと接着する方法も煩雑である。
そこで、容易にＳＰＲ装置に装着・脱着が可能であり、コンタミネーションの恐れのない、安価なバイオチップが求められている。
【００１０】
【特許文献１】特表平０４−５０１４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、アレイを形成させる段階でのコンタミネーションの恐れがなく、バイオチップ上に形成させたアレイの位置合わせが可能であり、装着と脱着が容易なバイオチップを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは鋭意検討した結果、以下に示す手段により、上記課題を解決できることを見出した。
１．金属がコーティングされた透明基板からなり、透明基板の厚みが１．２０ｍｍ〜４．００ｍｍの範囲にあるバイオチップ
２．透明基板の分子を固定化する面の表面に、サンプルを含む液を流すことのできる１記載のバイオチップ
３．表面プラズモン共鳴測定用である１〜２いずれか記載のバイオチップ
【発明の効果】
【００１３】
アレイを形成させる段階でのコンタミネーションの恐れがなく、バイオチップ上に形成させたアレイの位置合わせが可能であり、装着と脱着が容易なバイオチップを得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のバイオチップは、金属がコーティングされた透明基板から成っている。コーティングされる金属は、金、銀、クロム、チタン、アルミなどが単独もしくは複合で用いられるのが好ましい。特に金は安定であり、金−硫黄結合によって表面に官能基を導入し、分子を固定化することができるため特に好ましい。金単独を基板に直接コーティングすると、金が剥がれやすいため、金をコーティングする前にクロムやチタンで処理してもよい。
【００１５】
コーティングの厚みは特に限定されるものではないが、通常は２０〜２００ｎｍの範囲でコーティングされる。コーティングの方法も特に限定されるものではなく、蒸着、スパッタリング、イオンコーティング法などが選択される。透明基板の素材としてはポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレートなどの透明プラスチックやガラスなどが挙げられるが、ガラスは安価かつ入手が容易であり、極めて歪みが少ないため、好ましい。
【００１６】
透明基板は単一の素材で構成されていることが好ましい。複数の素材で構成されていると、界面で剥離が生じる危険性がある。剥離を防ぐために接着剤を用いると、接着剤が溶出し、コンタミネーションの原因となる危険性があるためである。
【００１７】
本発明のバイオチップは表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）に使用するのが好ましい。ＳＰＲは一般的に使用されている解析方法であり、ラベルフリーかつリアルタイム検出が可能であるため好ましい。チップの面に偏光光束を照射し、その反射像を撮影するＳＰＲイメージングはバイオチップに形成したアレイにより、複数の相互作用を同時に解析できるため、さらに好ましい。
【００１８】
ＳＰＲを観察する光学系としてはＫｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ配置が容易であり、感度が高いため好ましい。Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ配置においては、バイオチップの非金属面とプリズムが接触させて、バイオチップを使用する方法が好ましい。
【００１９】
本発明における透明基板の厚みは１．２０ｍｍ以上４．００ｍｍ以下であることが好ましい。バイオチップを装着する部分の凹みの深さは０．７０ｍｍ以上ある方が、チップが収納され、位置決めを行うことができるため好ましい。特に流路をＯリングで形成している場合、Ｏリングの断面が丸いために、チップを上から押し付けられた段階でＯリングが圧縮されて、チップの上に適度な空間をもった流路が形成される。当然のことながら、Ｏリングが装着される溝の深さはＯリングの線径より小さく、Ｏリングは周囲の面より、上に出っ張っている。Ｏリングを圧縮せずにチップを装着するには、Ｏリングの出っ張りよりも深い凹みを有するチップ装着部を設ける必要がある。実際はＯリングの出っ張りより、０．５０ｍｍ以上深いチップ装着部を設けるのが好ましく、１．００ｍｍ以上であるとさらに好ましい。
【００２０】
容易に入手可能なＯリングの線径は１．００〜３．００ｍｍであるため、チップ装着部の凹みは、１ｍｍ以上であることが好ましい。汎用されている規格品では線径１．５０〜２．００ｍｍのＯリングを適応するのが好ましいため、チップ装着部の凹みは１．２５ｍｍ以上であるとより好ましく、１．７５ｍｍ以上であるとさらに好ましい。
【００２１】
１
チップの非金属面にプリズムを接触させるためには、チップ厚みはチップを装着する凹みの深さより０．２０ｍｍ以上厚いのが好ましい。なぜなら、チップ厚みが凹みより小さい場合は、チップの一辺より大きい一辺をもつプリズムは使用できないため、使用範囲が限られる。チップとプリズムの間にチップ・プリズムとほぼ同一の屈折率を有する接触液を入れ、光学的に同一として測定する方法が、Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ配置においては容易でありかつ安価である。接触液を入れる際に、接触液に泡が生じた場合、プリズムを左右にスライドさせて容易に除去することができる。チップ厚みが凹みより小さい場合は、プリズムをスライドさせる範囲が限られるため、好ましくない。
【００２２】
従って、チップの厚みは１．２０ｍｍ以上であることが好ましく、１．４５ｍｍ以上であるとより好ましく、１．９５ｍｍ以上であるとさらに好ましい。
しかしチップが厚すぎると、ピンセットでチップを掴むのは困難となる。よってチップの厚みは４．００ｍｍ以下が好ましく３．００ｍｍ以下であるとさらに好ましい。
【００２３】
バイオチップの形状は、位置決めを行うためと収納のために長方形であることが好ましく、正方形であるとさらに好ましい。この場合、角が丸くなっていてもよい。
【００２４】
透明基板の分子を固定化する面全体の面積は２５ｍｍ2以上であることが好ましい。２５ｍｍ2未満であると、チップ上に多数のスポットを有するアレイを形成できないため好ましくない。
【００２５】
透明基板の分子を固定化する面の表面に、サンプルを含む液を流すことのできると好ましい。相互作用を測定する際に、基板表面の濃度勾配を破壊するため、流れがある方が、Ｋｉｎｅｔｉｃｓ測定に適しているため好ましいからである。また、流すことができるため、流す液を切り替えることで、さまざまな物質の相互作用を観察することができるため好ましい。
【実施例】
【００２６】
以下に実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００２７】
［実施例］
１８×１８ｍｍ、厚み２ｍｍのＳＦ１０スライドガラスに３ｎｍのクロムを蒸着し、さらに４５ｎｍの金を蒸着し、バイオチップとした。このバイオチップを図１に示すＰＥＥＫ製チップ保持用冶具に装着した。図１の点線部における断面図を図２に示す。図１、図２における（１）のチップ装着部の凹みの深さは１．８０ｍｍであり、バイオチップの方が０．２０ｍｍ厚い。図１、図２における（２）のＯリング装着用の溝の深さは１．１０ｍｍであり、Ｏリングの線径は１．５０ｍｍである。周囲の面に対するＯリングの出っ張りは０．４０ｍｍである。（１）のチップ装着部の深さは十分に深く、容易にチップの装着が可能であった。
【００２８】
（２）のＯリングに囲まれた部分には０．３φの穴が二個設けてあり、サンプルを含んだ液が流入、流出することができ、チップの分子を固定化する面の表面に、サンプルを含む液を流すことができる。
このチップをチップ保持用冶具とともに、表面プラズモン共鳴イメージング装置（ＭｕｌｔｉＳＰＲｉｎｔｅｒ：東洋紡績製）にセットし、相互作用の観察に用いることが可能であった。
【００２９】
［比較例］
１８×１８ｍｍ、厚み１ｍｍのＳＦ１０スライドガラスに３ｎｍのクロムを蒸着し、さらに４５ｎｍの金を蒸着し、バイオチップとした。このチップでは実施例のチップ保持用冶具に装着すると、プリズムの装着が困難となる。
【００３０】
そこで、図３に示す断面を有するチップ保持用冶具を製作した。チップ装着部の凹みの深さは０．８０ｍｍであり、バイオチップの方が０．２０ｍｍ厚い。図３におけるのＯリング装着用の溝の深さは１．１０ｍｍであり、Ｏリングの線径は１．５０ｍｍである。周囲の面に対するＯリングの出っ張りは０．４０ｍｍである。Ｏリングの出っ張り０．４０ｍｍに対してチップ装着部の凹み０．８０ｍｍであるため、０．４０ｍｍの差しかない。このような冶具の場合、チップの装着は困難であり、位置決めを行うのは難しい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明により、アレイを形成させる段階でのコンタミネーションの恐れがなく、バイオチップ上に形成させたアレイの位置合わせが可能であり、装着と脱着が容易なバイオチップを得ることができる。本発明により迅速な測定が可能であり、産業界に寄与すること大である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例、比較例で用いたチップ保持用冶具。（１）はチップ装着部、（２）はＯ−リング装着用溝。
【図２】実施例で用いたチップ保持用冶具の断面図。チップ装着部深さは１．５ｍｍ。
【図３】比較例で用いたチップ保持用冶具の断面図。チップ装着部深さは０．５ｍｍ。
【図１】
2005069979.tif 000002
【図２】
2005069979.tif 000003
【図３】
2005069979.tif 000004