(57)【要約】本発明は、一般に、マイクロアレイ反応デバイスおよびその使用の分野に関する。特に、本発明は、マイクロアレイ反応デバイスを提供し、複数の反応スペースが、第１および第２の複数の突出部の間に形成され、上記複数の反応スペースの高さは、実質的に同一であり、かつ支持構造によって制御可能であり、そしてこの第１および第２の複数の突出部との間の相対的な位置は、位置決め構造によって制御可能である。マイクロアレイ反応デバイスを含む製品、およびマイクロアレイ反応デバイスを用いて分析物をアッセイするための方法もまた提供される。
2006514285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロアレイ反応デバイスであって、該デバイスは以下：
ａ）第１の複数の突出部を備えるマイクロアレイチップ；
ｂ）第２の複数の突出部を備えるカバー；
ｃ）該マイクロアレイチップおよび／または該カバー上の支持構造；ならびに
ｄ）該マイクロアレイチップおよび／または該カバー上の位置決め構造、
を備え、ここで、複数の反応スペースが、少なくともいくつかの第１の突出部と少なくともいくつかの第２の突出部との間に形成され、該複数の反応スペースの高さは、実質的に同一であり、かつ、該支持構造の高さによって制御可能であり、そして該第１の複数の突出部と該第２の複数の突出部との間の相対的な位置は、該位置決め構造によって制御可能である、
マイクロアレイ反応デバイス。
【請求項２】
前記マイクロアレイチップおよび／または前記カバーが、シリコン、プラスチック、ガラス、セラミック、ゴム、金属、ポリマーおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含む、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項３】
前記第１の複数の突出部および／または前記第２の複数の突出部の表面が、シリコン、プラスチック、ガラス、セラミック、ゴム、金属、ポリマーおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含む、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項４】
前記第１の複数の突出部および／または前記第２の複数の突出部の表面が、疎水性または親水性である、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項５】
前記第１の複数の突出部および／または前記第２の複数の突出部の表面が、正方形、長方形、円形、楕円形、卵円形および不規則な形状からなる群より選択される形状を有する、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項６】
前記第１の複数の突出部および／または前記第２の複数の突出部の厚さが、約０．１ｍｍ〜約２ｍｍの範囲である、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項７】
前記第１の複数の突出部および／または前記第２の複数の突出部の表面が、約１ｍｍ２〜約６００ｍｍ２の範囲の面積を有する、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項８】
前記第１の複数の突出部および／または前記第２の複数の突出部の数が、約２〜約２，５００の範囲である、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項９】
前記第１の複数の突出部が、同一あるいは異なる、形状および／または表面積を有する、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項１０】
前記第２の複数の突出部が、同一あるいは異なる、形状および／または表面積を有する、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項１１】
同一あるいは異なる数の、第１および第２の複数の突出部を有する、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項１２】
前記第１の複数の突出部および前記第２の複数の突出部が、同一あるいは異なる、形状および／または表面積を有する、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項１３】
前記第１の複数の突出部および／または前記第２の複数の突出部が、その上にプローブを付着するためのアレイ位置を有する、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項１４】
前記支持構造および／または前記位置決め構造が、シリコン、プラスチック、ガラス、セラミック、ゴム、金属、ポリマーおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含む、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項１５】
前記支持構造が、前記マイクロアレイチップ上に位置する、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項１６】
前記支持構造が、前記カバー上に位置する、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項１７】
前記位置決め構造が、前記マイクロアレイチップ上に位置する、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項１８】
前記位置決め構造が、前記カバー上に位置する、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項１９】
前記位置決め構造が、封着リングをさらに備える、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項２０】
請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイスであって、ここで、前記マイクロアレイチップ、前記第１の複数の突出部、前記カバー、前記第２の複数の突出部、前記支持構造および／または前記位置決め構造が、モデリング、グルーイング、ダイシング／カッティング、スライシング、陽極接合、超音波溶接、ＥＤＭワイヤーカッティングおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される方法によって作製される、マイクロアレイ反応デバイス。
【請求項２１】
複数の反応スペースが、前記マイクロアレイチップ上の全ての第１の突出部と、前記カバー上の全ての第２の突出部との間に形成される、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項２２】
前記複数の反応スペースが、約０．０１ｍｍ〜約１ｍｍの範囲の高さを有する、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項２３】
前記複数の反応スペースが、約０．０１ｍｍ３〜約６００ｍｍ３の範囲の容積を有する、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項２４】
前記複数の反応スペースが、相互汚染を避けるために互いに空間的に分離される、請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス。
【請求項２５】
製品であって、該製品は以下：
ａ）包装材料；
ｂ）請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス；および
ｃ）分析物をアッセイするための製品であることを示しているラベル、
を備える、製品。
【請求項２６】
分析物をアッセイするための方法であって、該方法は以下：
ａ）請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイスを提供する工程；
ｂ）工程ａ）において提供される該マイクロアレイ反応デバイスの、前記第１の複数の突出部および／または前記第２の複数の突出部に、複数の反応物を付着させる工程であって、ここで、少なくとも１つの該反応物が、分析されるべき分析物に結合することが可能である、工程；
ｃ）サンプル中に該分析物が存在する場合に、該分析物を該反応物に結合させる適切な条件下で、該分析物を含んでいると疑いある該サンプルを、工程ａ）において提供される該反応物と接触させる工程；および
ｄ）該サンプル中の該分析物の存在および／または量を決定するために、該分析物と該反応物との間の結合を評価する工程、
を包含する、方法。
【請求項２７】
前記分析物が、細胞、細胞内小器官、ウイルス、分子およびそれらの凝集体または複合体からなる群より選択される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記細胞が、動物細胞、植物細胞、真菌細胞、細菌細胞、組換え細胞および培養細胞からなる群より選択される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記細胞内オルガネラが、核、ミトコンドリア、葉緑体、リボソーム、小胞体、ゴルジ装置、リソソーム、プロテアソーム、分泌小胞、液胞およびマイクロソームからなる群より選択される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記分子が、無機分子、有機分子およびそれらの複合体からなる群より選択される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記有機分子が、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、ヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、核酸、ビタミン、単糖、オリゴ糖、炭水化物、脂質およびそれらの複合体からなる群より選択される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記サンプルが、哺乳動物サンプルである、請求項２６に記載の方法。
【請求項３３】
前記哺乳動物が、ウシ、ヤギ、ヒツジ、ウマ、ウサギ、モルモット、マウス、ヒト、ネコ、サル、イヌおよびブタからなる群より選択される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記サンプルが、臨床的サンプルである、請求項２６に記載の方法。
【請求項３５】
前記臨床的サンプルが、血清、血漿、全血、痰、脳脊髄液、羊水、尿、胃腸内容物、毛髪、唾液、汗、歯肉擦過物および生検からの組織からなる群より選択される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記臨床的サンプルが、ヒト臨床的サンプルである、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記反応物が、前記分析物に特異的に結合する、請求項２６に記載の方法。
【請求項３８】
前記反応物が、細胞、細胞内小器官、ウイルス、分子およびそれらの凝集体または複合体からなる群より選択される、請求項２６に記載の方法。
【請求項３９】
前記反応物が、抗体である、請求項２６に記載の方法。
【請求項４０】
前記反応物が、核酸である、請求項２６に記載の方法。
【請求項４１】
直接アッセイ形式、サンドウィッチアッセイ形式または競合アッセイ形式において用いられる、請求項２６に記載の方法。
【請求項４２】
異なる複数の反応物が、単一の分析物をアッセイするために用いられる、請求項２６に記載の方法。
【請求項４３】
異なる複数の反応物が、異なる複数の分析物をアッセイするために用いられる、請求項２６に記載の方法。
【請求項４４】
複数の反応物が、前記マイクロアレイの前記第１の複数の突出物に接着される、請求項２６に記載の方法。
【請求項４５】
全ての反応物が、分析されるべき分析物に結合することが可能である、請求項２６に記載の方法。
【請求項４６】
分析物をアッセイするためのキットであって、該キットは以下：
ａ）請求項１に記載のマイクロアレイ反応デバイス；
ｂ）ａ）において提供される該マイクロアレイ反応デバイスの、前記第１の複数の突出部および／または前記第２の複数の突出部に、複数の反応物を接着させるための手段であって、ここで、該反応物の少なくとも１つが、分析されるべき分析物に結合することが可能である、手段；ならびに
ｃ）前記サンプル中の該分析物の存在および／または量を決定するために、該分析物と該反応物との間の結合を評価する手段、
を備える、キット。
【請求項４７】
複数の反応物をさらに備え、ここで少なくとも１つの該反応物が、分析されるべき分析物に結合することが可能である、請求項４６に記載のキット。
【請求項４８】
前記分析物をアッセイするためのキットを使用するための指示書をさらに備える、請求項４６に記載のキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、マイクロアレイ反応デバイスおよびその使用の分野に関する。特に、本発明は、マイクロアレイ反応デバイスを提供し、ここで、複数の反応スペースが、第１の複数の突出部と第２の複数の突出部との間に形成され、この複数の反応スペースの高さは、実質的に同一であり、かつ支持構造によって制御可能であり、そしてこの第１の複数の突出部と第２の複数の突出部との間の相対的な位置は、位置決め構造によって制御可能である。マイクロアレイ反応デバイスを含む製品、およびマイクロアレイ反応デバイスを用いて分析物をアッセイするための方法もまた提供される。
【背景技術】
【０００２】
マイクロアレイデバイスおよびその使用は、生化学および分子生物学の不可欠な部分となってきた。ハイスループットな検出技術として、マイクロアレイデバイスは、生物学、医学および他の関連分野（例えば、生命科学研究、薬物スクリーニング、疾患診断、農業または食品監査および司法検査など）において広く使用されてきた（Ｂｕｌｌ  ｅｔ  ａｌ．，Ｂｒ．Ｊ．Ｃａｎｃｅｒ，８４（１１）：１５１２−９（２００１）；およびＺｈｕ  ｅｔ  ａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ，２９３：２１０１−５（２００１））。
【０００３】
マイクロアレイ反応は、マイクロアレイデバイスによって影響を受ける。マイクロアレイデバイスの品質は、反応の速度および利便性のみならず、例えばシグナルの強度、ノイズの強度、シグナル均一性およびアッセイ信頼性といった反応結果の質をも決定する。
【０００４】
遺伝子チップを例として挙げると、現在のマイクロアレイ反応デバイスは、マイクロアレイスライド、カバーおよびハイブリダイゼーションカセットから構成される。マイクロアレイスライドは、１「×３」のサイズを有する標準的なスライドであることが多く、そしてこのカバーは、０．１６ｍｍの厚さを有するプラスチックプレートまたはガラスプレートであることが多い。ハイブリダイゼーションカセットまたは反応カセットは、金属、プラスチックまたはそれらの組み合わせから構成されることが多い。マイクロアレイ反応デバイス、特にハイブリダイゼーションカセットまたは反応カセットは、大いに改良されてきた（米国特許番号第６，１５９，７２７号および同第６，２５８，５９３号）。しかしながら、このマイクロアレイスライドおよびカバーは、以下を含む多数の局面においてさらに改良され得る：１）標準的なサイズのスライドが用いられるので、比較的多い量のサンプルがスライドを覆うために必要であり、これは貴重なサンプルあるいは高価なサンプルの浪費を生じ得る；２）単一のスライド上で複数のサンプルが分析される場合、相互汚染を有し易く、そしてアッセイ信頼性を減少させ易い；３）スライドとカバーとの間に位置決め構造が無いので、このカバーは、スライドの表面に沿って滑り得、ハイブリダイゼーション液の不均一な厚みを引き起こし、シグナルの均一性を減少させ、そして特定の領域においてノイズレベルを増大させる；および４）単一のスライド上で複数のサンプルが分析される場合、プローブを接着させるために、アレイされた位置を探索する必要があることが多く、操作を不便にし、速度およびアッセイ信頼性を減少させる。
【０００５】
単一のスライド上で複数のサンプルが分析される場合、チップの表面近くに接着された格子の使用が、示唆されている（ＣＮ１２６１６６９）。この設計は、操作をより簡便にし得るが、なおアッセイの整合性および安定性に取り組んでいない。
【０００６】
本発明は、上記の問題および当該分野における他の関連する問題に取り組む。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（発明の開示）
１つの局面において、本発明はマイクロアレイ反応デバイスに関し、このデバイスは、以下：ａ）第１の複数の突出部を備えるマイクロアレイチップ；ｂ）第２の複数の突出部を備えるカバー；ｃ）上記マイクロアレイチップおよび／または上記カバー上の支持構造；ならびにｄ）上記マイクロアレイチップおよび／または上記カバー上の位置決め構造、を備え、ここで、複数の反応スペースが、少なくともいくつかの第１の突出部と少なくともいくつかの第２の突出部の間に形成され、上記複数の反応スペースの高さは、実質的に同一であり、かつ上記支持構造によって制御可能であり、そしてこの上記第１の複数の突出部および第２の複数の突出部との間の相対的な位置は、上記位置決め構造によって制御可能である。
【０００８】
別の局面において、本発明は製品を対象とし、この製品は以下：ａ）包装材料；ｂ）上のマイクロアレイ反応デバイス；およびｃ）分析物をアッセイするための製品であることを示しているラベル、を備える。
【０００９】
さらに別の局面において、本発明は分析物をアッセイするための方法に関し、この方法は以下：ａ）上のマイクロアレイ反応デバイスを提供する工程；ｂ）工程ａ）において提供される上記マイクロアレイ反応デバイスの、上記第１の複数の突出部および／または上記第２の複数の突出部に、複数の反応物を付着させる工程であって、ここで、少なくとも１つの上記反応物が、分析されるべき分析物に結合することが可能である、工程；ｃ）サンプル中に上記分析物が存在する場合に、上記分析物を上記反応物に結合させる適切な条件下で、上記分析物を含んでいると疑いあるサンプルを、工程ａ）において提供される上記反応物と接触させる工程；およびｄ）上記サンプル中の上記分析物の存在および／または量を決定するために、上記分析物と上記反応物との間の結合を評価する工程、を包含する。
【００１０】
なお別の局面において、本発明は分析物をアッセイするためのキットに関し、このキットは以下：ａ）上のマイクロアレイ反応デバイス；ｂ）ａ）において提供される上記マイクロアレイ反応デバイスの、上記第１の複数の突出部および／または上記第２の複数の突出部に、複数の反応物を接着させるための手段であり、ここで、上記反応物の少なくとも１つが、分析されるべき分析物に結合することが可能である手段；およびｃ）上記サンプル中の上記分析物の存在および／または量を決定するために、上記分析物と上記反応物との間の結合を評価する手段、を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（発明を実施する態様）
開示を限定するためではなく、明瞭にするために、発明の詳細な説明を以下の小節中に分ける。
【００１２】
（Ａ．定義）
他に定義されない限り、本明細書中に使用される全ての科学技術用語は、本発明が属する分野において当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書中に参照される全ての特許、出願、公開された出願および他の刊行物は、参考として全体が援用される。この節に記載される定義が、本明細書中に参考として援用される特許、出願、公開された出願および他の刊行物に記載される定義に反するか、あるいは他に矛盾する場合、この節に記載される定義が、本明細書中に参考として援用される定義より優先する。
【００１３】
本明細書中に使用される「ａ」または「ａｎ」とは、「少なくとも１つ」または「１つ以上」を意味する。
【００１４】
本明細書中に使用される「マイクロアレイチップ」とは、複数の１次元、２次元または３次元の、マイクロ構造またはマイクロスケール構造を備える固体基板をいい、この上で、特定の処理（例えば、物理的処理、化学的処理、生物学的処理、生物物理学的処理または生物化学的処理など）が、実施され得る。マイクロ構造またはマイクロスケール構造（例えば、チャネルおよびウェル）は、チップ上での物理的、化学的、生物学的、生物物理学的または生物化学的な反応あるいは処理を容易にするために、この固体基板に組み込まれるか、組み立てられるかあるいは別の方法で取りつけられる。チップは、１次元においては薄くあり得、他の次元においては、例えば、矩形、円形、楕円形または他の不規則な形状を有し得る。チップの主要な表面のサイズは、かなり変化し得、例えば約１ｍｍ２〜約０．２５ｍ２である。好ましくは、チップのサイズは約４ｍｍ２〜約２５ｃｍ２であり、約１ｍｍ〜約５ｃｍの特徴的な寸法を備える。チップ表面は、平面または非平面であり得る。非平面表面を備えるチップは、表面上に組み立てられたチャネルまたはウェルを備え得る。
【００１５】
本明細書中に使用される「マイクロ位置」とは、マイクロアレイチップおよび／または他の構造あるいはデバイスが位置される、表面上または基板内の場所への接着場所をいう。
【００１６】
本明細書中に使用される「明確なマイクロ位置」とは、必要とされる場合に、試薬が追加および／または回収され得、そして反応が別のマイクロ位置から独立して１つのマイクロ位置において行われ得るように、マイクロ位置が十分に分離されていることをいう。各マイクロ位置は、全ての他のマイクロ位置から「区別」される必要はないが、特定の実施形態において、各マイクロ位置は、全ての他のマイクロ位置から「区別」され得る。
【００１７】
本明細書中に使用される「マイクロ位置がウェル形式である」とは、マイクロアレイチップおよび／または他の構造あるいはデバイス（例えば、温度制御装置）が組み込まれ得るか、あるいは配置され得るように、マイクロ位置に適切な３次元形状を備える窪みがあることを意味する。
【００１８】
本明細書中に使用される「マイクロ位置が断熱される」とは、マイクロ位置が、他のマイクロ位置または任意のマイクロ位置外の場所から独立して、望ましいレベルにマイクロ位置の温度が調整され、かつ維持されるために用いられ得る、特定の構造または基板を備えることを意味する。
【００１９】
本明細書中に使用される「上記複数の反応スペースの高さが、実質的に同一である」とは、上記複数の反応スペースの高さの間の差異が、アッセイの均一性に統計学的に影響しないくらい十分に小さいことを意味する。通常、最も高い高さと、最も低い高さとの間の差異は、反応スペースの最も高い高さの５０％未満である。好ましくは、最も高い高さと、最も低い高さとの間の差異は、反応スペースの最も高い高さの４０％、３０％、２０％、１０％、５％、２％または１％未満である。
【００２０】
本明細書中に使用される「構造的におよび／または機能的に関連するタンパク質の群」とは、それらの天然の状態で、構造的に連関し、同じ細胞内位置（例えば、細胞内小器官）に局在し、同じ組織または器官に局在し、同じ生物学的段階（例えば、特定の細胞周期段階または発生段階）において発現されおよび／または機能的であり、あるいは同じ生物学的経路（例えば、特定の代謝経路、シグナル伝達経路など）において発現されおよび／または機能的であるタンパク質の群をいう。この「構造的におよび／または機能的に関連するタンパク質の群」は、同じ群に属する少なくとも２つのタンパク質を含むことのみを必要とする。この「構造的におよび／または機能的に関連するタンパク質の群」は、好ましくは、同じ群に属する二つ以上のタンパク質（例えば、大多数のタンパク質あるいは全てのタンパク質が、同じ群に属する）を含み得る。
【００２１】
本明細書中に使用される「組織特異的様式または器官特異的様式において発現される」とは、遺伝子が、一過性かまたは構成的にかのいずれかで、特定の組織または器官においてのみ発現され、他の組織または器官においては発現されない遺伝子発現パターンをいう。
【００２２】
本明細書中に使用される「組織」とは、類似の細胞およびそれらの周囲にある細胞内物質の集合をいう。体内には、４つの基本組織がある：１）上皮；２）血液、骨および軟骨を含む結合組織；３）筋組織；４）神経組織。
【００２３】
本明細書中に使用される「器官」とは、呼吸機能、分泌機能または消化機能のような特定の機能を実行する、身体の任意の部分をいう。
【００２４】
本明細書中に使用される：ミスマッチの百分率を決定することにおける「ハイブリダイゼーションのストリンジェンシー」とは、以下の通りである；
１）高いストリンジェンシー：０．１×ＳＳＰＥ、０．１％ＳＤＳ、６５℃；
２）中程度のストリンジェンシー：０．２×ＳＳＰＥ、０．１％ＳＤＳ、５０℃（穏やかなストリンジェンシーともいう）；および
３）低いストリンジェンシー：１．０×ＳＳＰＥ、０．１％ＳＤＳ、５０℃。
【００２５】
等価なストリンジェンシーは、代替的な緩衝液、塩および温度を用いて達成され得ることが理解される。
【００２６】
本明細書中に使用される「遺伝子」とは、染色体上に特定の座を占める遺伝形質の単位をいい、その存在は、異なる対立形質の出現によって確認され得る。分断化された遺伝子の出現によって、遺伝子はまた、単一のポリペプチドを生成するために必要とされるＤＮＡ配列のセット（エキソン）を包含する。
【００２７】
本明細書中に使用される「遺伝子チップ」とは、表面に固定化されたオリゴヌクレオチドのアレイをいい、ＲＮＡサンプル（逆転写後）をスクリーニングするために使用され得、そしてこのようにして、細胞または組織において、どのＲＮＡが現われるかによってどの遺伝子が発現されているかを迅速に決定するための方法をいう。
【００２８】
本明細書中に使用される「特異的に結合する」とは、特定の分子構造の存在に依存する様式における、ある物質の別の物質に対する結合をいう。例えば、レセプターは、リガンド結合部位に相補的な化学構造を含むリガンドに選択的に結合する。
【００２９】
本明細書中に使用される「特異的な結合対」とは、リガンドに対して特異的な結合親和性を有し、他の物質を除外する任意の物質または物質のクラスをいう。１つの実施形態において、この特異的な結合対は、免疫化学様式においてサンプルリガンドまたはリガンドに対するサンプルの結合能に相互作用する特異的結合アッセイ試薬を含む。例えば、試薬および／またはサンプルリガンドもしくはリガンドに対するサンプルの結合能との間には抗原−抗体関係またはハプテン−抗体関係がある。さらに、リガンドと結合パートナーとの間の、他の結合相互作用は、特異的結合アッセイの基礎として機能し、例えば、ホルモン、ビタミン、代謝物および薬剤と、それらのそれぞれのレセプターおよび結合物質との間の結合相互作用が挙げられることが当該分野においてよく理解されている（例えば、Ｌａｎｇａｎら、編、Ｌｉｇａｎｄ  Ａｓｓａｙ，ｐｐ.２１１以下参照，Ｍａｓｓｏｎ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｕ．Ｓ．Ａ．  Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９８１を参照のこと）。
【００３０】
本明細書中に使用される「抗体」とは、免疫グロブリンの特定の型、すなわち、ＩｇＡ、ＩｇＤ、ＩｇＥ、ＩｇＧ（例えば、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３およびＩｇＧ４）およびＩｇＭをいう。抗体は、任意の適切な形態で存在し得、そしてまた任意の適切なフラグメントまたは誘導体を包含し得る。例示的な抗体としては、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、Ｆａｂフラグメント、Ｆａｂ’フラグメント、Ｆ（ａｂ’）２フラグメント、Ｆｖフラグメント、二重特異性抗体、単鎖抗体および抗体フラグメントから形成される多重特異性抗体が挙げられる。
【００３１】
本明細書中に使用される「サンプル」とは、本発明の方法および／またはキットを用いて、分離または単離されるべき、標的細胞、標的細胞内小器官または標的ウイルスを含み得る任意のものをいう。このサンプルは、生物学的サンプル（例えば、生物学的流体および生物学的組織）であり得る。生物学的流体の例としては、尿、血液、血漿、血清、唾液、精液、便、痰、脳髄液、涙液、粘液、羊水などが挙げられる。生物学的組織は、通常、細胞内物質を一緒に備える特定の種類の細胞の凝集体であり、ヒト、動物、植物、細菌、真菌またはウイルス構造の構造材料の１つ（例えば、結合組織、上皮組織、筋組織および神経組織が挙げられる）を形成する。生物学的組織の例はまた、器官、腫瘍、リンパ節、動脈および個々の細胞を含む。生物学的組織は、細胞懸濁サンプルを得るために処理され得る。このサンプルは、インビトロで調製された細胞の混合物でもあり得る。このサンプルはまた、培養細胞懸濁液でもあり得る。生物学的サンプルの場合、このサンプルは粗製のサンプルまたは元のサンプルに対する種々の処理または調製後に得られる処理されたサンプルであり得る。例えば、種々の細胞分離法（例えば、磁気的に活性化された細胞のソーティング）が、体液サンプル（例えば、血液）から標的細胞を分離または濃縮するために適用され得る。本発明について使用されるサンプルは、このような標的細胞を濃縮した細胞調製物を含む。
【００３２】
本明細書中に使用される「液体（流体）サンプル」とは、液体または流体として天然に存在するサンプル（例えば、生物学的流体）をいう。「液体サンプル」はまた、天然には非液体の状態（例えば、固体またはガス）において存在するが、この固体またはガスのサンプル物質を含む、液体、流体、溶液あるいは懸濁液として調製されるサンプルをいう。例えば、液体サンプルは、生物学的組織を含む液体、流体、溶液または懸濁液を包含し得る。
【００３３】
本明細書中に使用される「成分」とは、試験成分および標的成分の両方を包含する。成分の非限定的例としては、細胞、細胞内小器官、ウイルス、粒子、分子（例えば、タンパク質、ＤＮＡおよびＲＮＡ）あるいはそれらの凝集体または複合体が挙げられる。
【００３４】
本明細書中に用いられる「低分子」とは、同一の凝集体を形成しないか、あるいは高分子またはアジュバントに接着することなく、この低分子に特異的に結合する抗体を産生できない分子をいう。好ましくは、この低分子は、約１０，０００ダルトン未満の分子量を有する。より好ましくは、この低分子は、約５，０００ダルトン未満の分子量を有する。
【００３５】
（Ｂ．マイクロアレイ反応デバイスおよび製品）
１つの局面において、本発明は、マイクロアレイ反応デバイスに関し、このデバイスは、以下：ａ）第１の複数の突出部を備えるマイクロアレイチップ；ｂ）第２の複数の突出部を備えるカバー；ｃ）上記マイクロアレイチップおよび／または上記カバー上の支持構造；およびｄ）上記マイクロアレイチップおよび／または上記カバー上の位置決め構造を備え、ここで、複数の反応スペースが、少なくともいくつかの第１の突出部と少なくともいくつかの第２の突出部の間に形成され、上記複数の反応スペースの高さは、実質的に同一であり、かつ上記支持構造の高さによって制御可能であり、そしてこの上記第１の複数の突出部および第２の複数の突出部との間の相対的な位置は、上記位置決め構造によって制御可能である。
【００３６】
マイクロアレイチップおよび／またはカバーは、任意の適切な材料を含み得る。例えば、マイクロアレイチップおよび／またはカバーは、シリコン、プラスチック、ガラス、セラミック、ゴム、金属、ポリマーおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含み得る。
【００３７】
第１の複数の突出部および／または第２の複数の突出部の表面は、任意の適切な材料を含み得る。例えば、第１の複数の突出部および／または第２の複数の突出部の表面は、シリコン、プラスチック、ガラス、セラミック、ゴム、金属、ポリマーおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含み得る。
【００３８】
第１の複数の突出部および／または第２の複数の突出部の表面は、疎水性または親水性であり得る。
【００３９】
第１の複数の突出部および／または第２の複数の突出部の表面は、任意の適切な形状を有し得る。例えば、第１の複数の突出部および／または第２の複数の突出部の表面は、正方形、長方形、円形、楕円形、卵円形および不規則な形状からなる群より選択される形状を有し得る。
【００４０】
第１の複数の突出部および／または第２の複数の突出部は、任意の適切な厚さを有し得る。例えば、第１の複数の突出部および／または第２の複数の突出部の厚さは、約０．１ｍｍ〜約２ｍｍの範囲であり得る。
【００４１】
第１の複数の突出部および／または第２の複数の表面は、任意の適切な表面積を有し得る。例えば、第１の複数の突出部および／または第２の複数の突出部の表面は、約１ｍｍ２〜約６００ｍｍ２の範囲の面積を有し得る。
【００４２】
本発明のマイクロアレイ反応デバイスは、任意の適切な数の第１の複数の突出部および／または第２の複数の突出部を有し得る。例えば、第１の複数の突出部および／または第２の複数の突出部の数は、約２〜約２，５００の範囲であり得る。好ましくは、複数の反応スペースは、マイクロアレイチップ上の全ての第１の突出部と、カバー上の全ての第２の突出部との間に形成される。
【００４３】
第１の複数の突出部は、同一あるいは異なる、形状および／または表面積を有し得る。第２の複数の突出部は、同一あるいは異なる、形状および／または表面積を有し得る。好ましくは、本発明のマイクロアレイ反応デバイスは、同一あるいは異なる数の、第１の複数の突出部および第２の複数の突出部を有する。また好ましくは、第１の複数の突出部および第２の複数の突出部は、同一あるいは異なる、形状および／または表面積を有する。また好ましくは、第１の複数の突出部および／または第２の複数の突出部は、その上にプローブを付着するためのアレイ位置を有する。
【００４４】
支持構造および／または位置決め構造は、任意の適切な材料を含み得る。例えば、支持構造および／または位置決め構造は、シリコン、プラスチック、ガラス、セラミック、ゴム、金属、ポリマーおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含み得る。
【００４５】
支持構造および／または位置決め構造は、任意の適切な位置を有し得る。例えば、支持構造は、マイクロアレイチップ上またはカバー上に位置し得る。同様に、位置決め構造は、マイクロアレイチップ上またはカバー上に位置し得る。位置決め構造は、封着リングをさらに備え得る。
【００４６】
マイクロアレイチップ、第１の複数の突出部、カバー、第２の複数の突出部、支持構造および／または位置決め構造は、任意の適切な方法によって作製され得る。例えば、マイクロアレイチップ、第１の複数の突出部、カバー、第２の複数の突出部、支持構造および／または位置決め構造は、モデリング、グルーイング、ダイシング／カッティング、スライシング、陽極接合、超音波溶接、放電加工（ＥＤＭ）ワイヤーカッティングおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される方法によって作製され得る。
【００４７】
複数の反応スペースは、任意の適切な高さを有し得る。例えば、複数の反応スペースは、約０．０１ｍｍ〜約１ｍｍの範囲の高さを有し得る。複数の反応スペースは、任意の適切な容積を有し得る。例えば、複数の反応スペースは、約０．０１ｍｍ３〜約６００ｍｍ３の範囲の容積を有し得る。好ましくは、複数の反応スペースは、相互汚染を避けるために互いに空間的に分離される。
【００４８】
別の局面において、本発明は製品を対象とし、この製品は以下：ａ）包装材料；ｂ）上記のマイクロアレイ反応デバイス；およびｃ）分析物をアッセイするための製品であることを示しているラベル、を備える。
【００４９】
（Ｃ．分析物をアッセイするための方法およびキット）
さらに別の局面において、本発明は分析物をアッセイするための方法に関し、この方法は以下：ａ）上記のマイクロアレイ反応デバイスを提供する工程；ｂ）工程ａ）において提供される上記マイクロアレイ反応デバイスの、上記第１の複数の突出部および／または上記第２の複数の突出部に、複数の反応物を付着させる工程であって、ここで、少なくとも１つの上記反応物が、分析されるべき分析物に結合することが可能である、工程；ｃ）サンプル中に上記分析物が存在する場合に、上記分析物を上記反応物に結合させる適切な条件下で、上記分析物を含んでいると疑いある上記サンプルを、工程ａ）において提供される上記反応物と接触させる工程；およびｄ）上記サンプル中の上記分析物の存在および／または量を決定するために、上記分析物と上記反応物との間の結合を評価する工程、を包含する。
【００５０】
本発明の方法は、任意の分析物（例えば、細胞、細胞内小器官、ウイルス、分子およびそれらの凝集体または複合体）をアッセイするために使用され得る。例示的な細胞として、動物細胞、植物細胞、真菌細胞、細菌細胞、組換え細胞および培養細胞が挙げられる。動物細胞、植物細胞、真菌細胞、細菌細胞は、動物界、植物界、真菌界または細菌界の任意の属または亜属に由来し得る。繊毛虫類、細胞性粘菌、鞭毛虫および微胞子虫の任意の属または亜属に由来する細胞もまた、本発明の方法によってアッセイされ得る。ニワトリのような鳥類、魚のような脊椎動物、ならびにマウス、ラット、ウサギ、ネコ、イヌ、ブタ、雌ウシ、雄ウシ、ヒツジ、ヤギ、ウマ、サルおよび他の非ヒト霊長類およびヒトのような哺乳動物に由来する細胞は、本発明の方法によってアッセイされ得る。
【００５１】
動物細胞について、特定の組織または器官に由来する細胞が、本発明の方法によってアッセイされ得る。例えば、結合組織細胞、上皮組織細胞、筋組織細胞または神経組織細胞が、アッセイされ得る。同様に、副眼器、らせん形器官、聴覚器官（ａｕｄｉｔｏｒｙ  ｏｒｇａｎ）、チーヴィッツ器官、脳室周囲器官、コルティ器官、危険臓器、エナメル器、終末器、女性の外生殖器、男性の外生殖器、遊走器官（ｆｌｏａｔｉｎｇ  ｏｒｇａｎ）、ルフィーニ散形器官、生殖器、ゴルジ腱紡錘、味覚器（ｇｕｓｔａｔｏｒｙ  ｏｒｇａｎ）、聴覚器（ｏｒｇａｎ  ｏｆ  ｈｅａｒｉｎｇ）、女性の内生殖器、男性の内生殖器、陰茎、ヤコブソン器官、神経血液器官、神経腱紡錘、嗅覚器（ｏｌｆａｃｔｏｒｙ  ｏｒｇａｎ）、耳石器、遊走器官（ｐｔｏｔｉｃ  ｏｒｇａｎ）、ローゼンミュラー器官、感覚器、嗅覚器（ｏｒｇａｎ  ｏｆ  ｓｍｅｌｌ）、らせん器（ｓｐｉｒａｌ  ｏｒｇａｎ）、交連下器官、脳弓下器官、過剰器官、触覚器（ｔａｃｔｉｌｅ  ｏｒｇａｎ）、標的器官、味覚器（ｏｒｇａｎ  ｏｆ  ｔａｓｔｅ）、触角器（ｏｒｇａｎ  ｏｇ  ｔｏｕｃｈ）、泌尿器、大脳終板の血管器、前庭器、平衡聴覚器、痕跡器官、視覚器（ｏｒｇａｎ  ｏｆ  ｖｉｓｉｏｎ）、視覚器（ｖｉｓｕａｌ  ｏｒｇａｎ）、鋤鼻器、遊走器官（ｗａｎｄｅｒｉｎｇ  ｏｒｇａｎ）、ウェーバー器官およびツッカーカンドル器官が、使用され得る。好ましくは、脳、肺、肝臓、脾臓、骨髄、胸腺、心臓、リンパ、血液、骨、軟骨、膵臓、腎臓、胆嚢、胃、腸、精巣、卵巣、子宮、直腸、神経系、腺、血管内腔などのような内部動物器官に由来する細胞が、アッセイされ得る。さらに、任意の植物、真菌（例えば、酵母）、細菌（例えば、真正細菌または古細菌）に由来する細胞が、アッセイされ得る。動物細胞、植物細胞、真菌細胞または細菌細胞のような、任意の真核供給源または原核供給源に由来する組換え細胞もまた、アッセイされ得る。血液、尿、唾液、骨髄液、精液または他の腹水のような体液ならびにそれらの細画分（例えば、血清または血漿）もまた、アッセイされ得る。
【００５２】
細胞内小器官の例としては、核、ミトコンドリア、葉緑体、リボソーム、小胞体、ゴルジ装置、リソソーム、プロテアソーム、分泌小胞、液胞およびミクロソームが挙げられる。分子の例としては、無機分子、有機分子およびそれらの複合体が挙げられる。有機分子の例としては、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、ヌクレオシド、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、核酸、ビタミン、単糖、オリゴ糖、炭水化物、脂質およびそれらの複合体が挙げられる。
【００５３】
任意のアミノ酸が、本発明の方法によってアッセイされ得る。例えば、Ｄ−アミノ酸およびＬ−アミノ酸がアッセイされ得る。さらに、Ａｌａ（Ａ）、Ａｒｇ（Ｒ）、Ａｓｎ（Ｎ）、Ａｓｐ（Ｄ）、Ｃｙｓ（Ｃ）、Ｇｌｎ（Ｑ）、Ｇｌｕ（Ｅ）、Ｇｌｙ（Ｇ）、Ｈｉｓ（Ｈ）、Ｉｌｅ（Ｉ）、Ｌｅｕ（Ｌ）、Ｌｙｓ（Ｋ）、Ｍｅｔ（Ｍ）、Ｐｈｅ（Ｆ）、Ｐｒｏ（Ｐ）、Ｓｅｒ（Ｓ）、Ｔｈｒ（Ｔ）、Ｔｒｐ（Ｗ）、Ｔｙｒ（Ｙ）およびＶａｌ（Ｖ）を含む、天然に存在するペプチドおよびタンパク質の、任意のビルディングブロックが、本発明の方法によってアッセイされ得る。
【００５４】
任意のタンパク質またはペプチドが、本発明の方法によってアッセイされ得る。例えば、酵素、輸送タンパク質（例えば、イオンチャネルおよびポンプ）、栄養タンパク質または貯蔵タンパク質、収縮タンパク質または運動タンパク質（例えば、アクチンおよびミオシン）、構造タンパク質、防御タンパク質または制御タンパク質（例えば、抗体、ホルモンおよび成長因子）が、アッセイされ得る。タンパク質性またはペプチド性の抗原もまた、アッセイされ得る。
【００５５】
単鎖核酸、二重鎖核酸および三重鎖核酸を含む任意の核酸が、本発明の方法によってアッセイされ得る。このような核酸の例としては、Ａ型ＤＮＡ、Ｂ型ＤＮＡまたはＺ型ＤＮＡのようなＤＮＡならびにｍＲＮＡ、ｔＲＮＡおよびｒＲＮＡのようなＲＮＡが挙げられる。
【００５６】
任意のヌクレオシドが、本発明の方法によってアッセイされ得る。このようなヌクレオシドの例としては、アデノシン、グアノシン、シチジン、チミジンおよびウリジンが挙げられる。任意のヌクレオチドは、本発明の方法によってアッセイされ得る。このようなヌクレオチドの例としては、ＡＭＰ、ＧＭＰ、ＣＭＰ、ＵＭＰ、ＡＤＰ、ＧＤＰ、ＣＤＰ、ＵＤＰ、ＡＴＰ、ＧＴＰ、ＣＴＰ、ＵＴＰ、ｄＡＭＰ、ｄＧＭＰ、ｄＣＭＰ、ｄＴＭＰ、ｄＡＤＰ、ｄＧＤＰ、ｄＣＤＰ、ｄＴＤＰ、ｄＡＴＰ、ｄＧＴＰ、ｄＣＴＰおよびｄＴＴＰが挙げられる。
【００５７】
任意のビタミンが、本発明の方法によってアッセイされ得る。例えば、チアミン、リボフラミン、ニコチン酸、パントテン酸、ピリドキシン、ビオチン、葉酸、ビタミンＢ１２およびアスコルビン酸のような水溶性ビタミンが、アッセイされ得る。同様に、ビタミンＡ、ビタミンＤ、ビタミンＥおよびビタミンＫのような脂溶性ビタミンが、アッセイされ得る。
【００５８】
Ｄ−単糖であろうとＬ−単糖であろうと、そしてアルドースであろうとケト−スであろうと、任意の単糖が、本発明の方法によってアッセイされ得る。単糖の例としては、グリセルアルデヒドのようなトリオース、エリトロースおよびトレオースのようなテトロース、リボースのようなペントース、アラビノース、キシロース、リキソースおよびリブロース、ヘキソース（例えば、アロース、アルトース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、タロースおよびフルクトース）ならびにセドヘプツロースのようなヘプトースが挙げられる。
【００５９】
任意の脂質が、本発明の方法によってアッセイされ得る。脂質の例としては、トリステアリン、トリパルミチンおよびトリオレインのようなトリアシルグリセロール、ワックス、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルコリン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトールおよびカルジオリピンのようなホスホグリセリド、スフィンゴミエリン、セレブロシドおよびガングリオシドのようなスフィンゴ脂質、コレステロールおよびスチグマステロールのようなステロール、ならびにステロール脂肪酸エステルが挙げられる。この脂肪酸は、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸およびリグノセリン酸のような飽和脂肪酸であり得るが、あるいは、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸およびアラキドン酸のような不飽和脂肪酸であり得る。
【００６０】
本発明の方法は、任意のサンプルをアッセイするために使用され得る。例えば、本発明の方法は、哺乳動物サンプルをアッセイするために使用され得る。例示的な哺乳動物としては、ウシ、ヤギ、ヒツジ、ウマ、ウサギ、モルモット、マウス、ヒト、ネコ、サル、イヌおよびブタが挙げられる。本発明の方法はまた、臨床的サンプルをアッセイするために使用され得る。例示的な臨床的サンプルとしては、血清、血漿、全血、痰、脳脊髄液、羊水、尿、胃腸内容物、毛髪、唾液、汗、歯肉擦過物および生検からの組織が挙げられる。好ましくは、本発明の方法は、ヒト臨床的サンプルをアッセイするために使用され得る。
【００６１】
任意の適切な反応物が、本発明の方法において使用され得る。好ましくは、本発明の方法において使用される反応物は、分析物に特異的に結合する。例示的な反応物としては、細胞、細胞内小器官、ウイルス、分子およびそれらの凝集体または複合体が挙げられる。好ましくは、この反応物は抗体である。また好ましくは、この反応物は核酸である。
【００６２】
本発明の方法は、任意の適切なアッセイ形式において使用され得る。例えば、本発明の方法は、直接アッセイ形式、サンドウィッチアッセイ形式または競合アッセイ形式において使用され得る。
【００６３】
１つの実施形態において、異なる複数の反応物は、単一の分析物をアッセイするために用いられる。別の実施形態において、異なる複数の反応物は、異なる複数の分析物をアッセイするために用いられる。さらに別の実施形態において、複数の反応物は、マイクロアレイの第１の複数の突出物に接着される。なお別の実施形態において、全ての反応物は、分析されるべき分析物に結合することが可能である。
【００６４】
なお別の局面において、本発明は、分析物をアッセイするためのキットに関し、このキットは以下：ａ）上記のマイクロアレイ反応デバイス；ｂ）ａ）において提供される上記マイクロアレイ反応デバイスの、上記第１の複数の突出部および／または上記第２の複数の突出部に、複数の反応物を接着させるための手段であって、ここで、上記反応物の少なくとも１つが、分析されるべき分析物に結合することが可能である、手段；およびｃ）上記サンプル中の上記分析物の存在および／または量を決定するために、上記分析物と上記反応物との間の結合を評価する手段、を備える。
【００６５】
このキットは、複数の反応物をさらに備え得、ここで少なくとも１つの反応物が、分析されるべき分析物に結合することが可能である。このキットはまた、分析物をアッセイするためのキットを使用するための指示書をさらに備え得る。
【００６６】
本発明の方法およびキットは、細胞、細胞内小器官、ウイルス、分子およびそれらの凝集体または複合体からなる群より選択される成分間の、任意の相互作用を検出するために使用され得る。例えば、本発明の方法およびキットは、ＤＮＡ−ＤＮＡ、ＤＮＡ−ＲＮＡ、ＲＮＡ−ＲＮＡ、ＤＮＡ−タンパク質、ＲＮＡ−タンパク質およびタンパク質−タンパク質などの相互作用のような、高分子の間、あるいはそれらのうちの相互作用を検出するために使用され得る。本発明の方法およびキットはまた、高分子−低分子相互作用あるいは低分子−低分子相互作用を検出するために使用され得る。本発明の方法およびキットはまた、より複雑な相互作用（例えば、２つ以上の成分間の相互作用）を検出するために使用され得る。ＤＮＡ−ＤＮＡ、ＤＮＡ−ＲＮＡ、ＲＮＡ−ＲＮＡ相互作用が検出される場合、接触させる（すなわち、ハイブリダイズさせる）工程は、適切な条件（例えば、低いストリンジェンシー、中程度のストリンジェンシーまたは高いストリンジェンシー）の下で行われ得る。
【００６７】
上記試験成分と、上記複数の標的成分との間の相互作用は、任意の適切な方法によって検出され得る。例えば、試験成分および／または標的成分は、検出を容易にするために標識され得る。任意の適切な標識が、用いられ得る。例示的な標識としては、放射性標識、蛍光標識、化学標識、酵素標識、発光標識およびＦＲＥＴ（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｅｎｅｒｇｙ  ｔｒａｎｓｆｅｒ：蛍光共鳴エネルギー遷移）標識が挙げられる。発光標識は、化学発光標識または生物発光標識であり得る。標識は、試験成分単独に、または標識成分単独に、あるいは両方に対して、直接的または間接的に、接着または結合され得る。読取りは、陽性シグナルまたは陰性シグナルであり得る。任意の適切なアッセイ形式（例えば、サンドウィッチ形式または競合形式）が使用され得る。
【００６８】
好ましい実施形態において、本発明の方法およびキットは、試験成分と複数の遺伝子、遺伝子フラグメントまたはそれらのコードする産物との間の、またはそれらのうちの相互作用を検出するために使用される。より好ましくは、この複数の標的遺伝子、遺伝子フラグメントまたはそれらのコードする産物は、生物学的経路に関与し、同一あるいは類似の生物学的機能を備え、細胞周期のある段階において発現され、ある細胞型において発現され、ある組織型において発現され、ある器官型において発現され、ある発生段階において発現され、その発現および／または活性が疾患あるいは障害の型または段階において変更されるタンパク質、あるいはその発現および／または活性が薬物または他の処理によって変更されるタンパク質、を含むタンパク質の群に属する。
【００６９】
本発明の方法およびキットは、単一の試験成分または試験物質と複数の標的成分との間のあるいはそれらのうちの相互作用の検出において使用され得る。好ましくは、本発明の方法は、ハイスループット様式（すなわち、複数の試験成分または試験物質と複数の標的成分との間のあるいはそれらのうちの相互作用の検出において）において使用される。この複数の試験成分または試験物質と複数の標的成分との間の相互作用は、同時に、あるいは連続的に検出され得る。
【実施例】
【００７０】
（Ｄ．例示的な実施形態）
本発明の特定の好ましい実施形態の１つの目的は、現在利用可能なマイクロアレイ反応デバイスの欠点に対処することである。本発明の特定の好ましい実施形態の別の目的は、簡便であり、高速であり、そして信頼のあるマイクロアレイ反応デバイスをユーザーに提供することである。
【００７１】
上記の目的を達成するために、本発明の好ましい実施形態は、以下を備えるマイクロアレイ反応デバイスに関する：ａ）第１の複数の突出部を備えるマイクロアレイチップ；ｂ）第２の複数の突出部を備えるカバー；ｃ）上記マイクロアレイチップおよび／または上記カバー上の支持構造；ならびにｄ）上記マイクロアレイチップおよび／または上記カバー上の位置決め構造。このデバイスにおいて、複数の反応スペースが、少なくともいくつかの第１の突出部と少なくともいくつかの第２の突出部との間に形成され、上記複数の反応スペースの高さは、実質的に同一であり、上記支持構造体の高さによって制御可能であり、そして上記第１の複数の突出部と第２の複数の突出部との間の反応スペースは、上記位置決め構造体によって制御可能である。
【００７２】
マイクロアレイ反応デバイスの第１の複数の突出部および／または第２の複数の突出部はさらに、プローブが接着するためのアレイ位置を備え得る。マイクロアレイ反応デバイスにおける複数の反応スペースは、約０．０１ｍｍ〜約１ｍｍの範囲の高さを有し得る。第１の複数の突出部および／または第２の複数の突出部の表面は、正方形、長方形、円形、楕円形、卵円形、および不規則な形状からなる群より選択される形状を有し得る。第１の複数の突出部および／または第２の複数の突出部の表面は、約１ｍｍ２〜約６００ｍｍ２の範囲の面積を有し得る。第１の複数の突出部および第２の複数の突出部は、同一の形状または異なる形状および／あるいは同一の表面積または異なる表面積を有し得る。
【００７３】
例示的なマイクロアレイ反応デバイスは、核酸間の相互作用、タンパク質に関する免疫反応、タンパク質と核酸との間の相互作用、リガンド−レセプター相互作用、ならびに低分子と核酸との相互作用またはタンパク質と核酸との相互作用をアッセイするために使用され得る。
【００７４】
マイクロアレイチップ、カバー、第１の複数の突出部および／または第２の複数の突出部の表面は、シリコン、プラスチック、ガラス、セラミック、ゴム、金属、ポリマーおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される物質を含み得る。マイクロアレイチップ、第１の複数の突出部、カバー、第２の複数の突出部、支持構造体および／または位置決め構造体は、モデリング、グルーイング、ダイシング／カッティング、スライシング、陽極接合、超音波溶接、ＥＤＭワイヤーカッティングおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される方法によって作製され得る。
【００７５】
例示的なマイクロアレイ反応デバイスは、以下の利点を有する：１）小さな表面積を備える第１の複数の突出部の使用によって、より少ないサンプル容積が必要とされ、コスト削減をもたらす；２）位置決め構造の使用によって、複数の突出部の間の相対位置の制御を確実にし、そして結果として、反応（例えば、ハイブリダイゼーション）液の厚さまたは容積の均一性を確実にする；３）複数のサンプルがアッセイされる場合、複数の反応（例えば、ハイブリダイゼーション）スペースの存在は、相互汚染を減少させ、そしてアッセイ信頼性を確実にする；４）位置決め構造の使用によって、プローブを接着させるためのアレイ位置に対する位置を探す必要が無く、従って操作をより簡便にすると同時にアッセイ信頼性を増大させる。
【００７６】
例示的なマイクロアレイ反応デバイスは、疾患予後または疾患診断、生命科学研究、農業および環境モニタリング、食品監査および衛生監査ならびに司法検査において使用され得る。特に、例示的なマイクロアレイ反応デバイスは、最小の相互汚染で使用され得る。従って、例示的なマイクロアレイ反応デバイスは、複数のサンプルの同時アッセイに特に適し、そして種々の予後または診断（例えば、複数のマーカー、複数の疾患および／または複数の患者に対する同時アッセイ）において有用である。
【００７７】
図１〜図５において示されるように、例示的なマイクロアレイ反応デバイスは、マイクロアレイチップ（１）、カバー（２）、支持構造（３）および反応スペースを備え得る。反応スペースは、位置決め構造（４）、封着リング（５）および加圧カバーなどを備え得る。このマイクロアレイチップ（１）は、サンプル処理のために使用される。マイクロアレイチップ（１）、カバー（２）、支持構造（３）および位置決め構造（４）は、共同で反応スペースを形成する。
【００７８】
マイクロアレイチップ（１）は、２つ以上の突出部（６）を備え得る。カバー（２）は、同数の突出部（７）を備え得る。支持構造（３）および位置決め構造（４）は、マイクロアレイチップ（１）上の複数の突出部とカバー（２）上の複数の突出部との間の相対位置を制御し、制御可能な厚みまたは容積を備える多数の反応スペース（８）を形成するために使用され得る。アッセイ信頼性を評価するために、複数の反応スペースにおいて同一の反応が実施され得る。複数のサンプルまたはマーカーを同時にアッセイするために、複数の反応スペースにおいて、異なる反応が実施され得る。十分な距離またはスペースが、異なる反応スペース間に認められるべきであり、相互汚染を最小化し、そしてアッセイ精度を増大させる。
【００７９】
マイクロアレイチップは、シリコン、プラスチック、ガラス、セラミック、ゴム、金属、ポリマーおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される材料を含み得る。マイクロアレイチップは、モデリング、グルーイング、ダイシング／カッティング、スライシング、陽極接合、超音波溶接、ＥＤＭワイヤーカッティングおよびそれらの組み合わせからなる群より選択される方法によって形成され得る。例えば、マイクロアレイチップの基板および突出部は、両方ともガラスであり得、そして互いに張り合わせられ得る。特殊な接着デバイスが、接着効果を増大させるために使用され得る。接着耐久性を確実にするために、特殊な紫外線接着剤（水、水蒸気、Ｋ２ＣｒＯ４／Ｈ２ＳＯ４および他の有機溶媒に耐え得る）が、使用され得る。マイクロアレイチップ（１）上の突出部（６）は、サンプル処理のために使用され得、そして正方形、長方形、円形、楕円形、卵円形、および不規則な形状からなる群より選択される形状を有し得る。突出部の表面は、約１ｍｍ２〜約６００ｍｍ２の範囲の面積を有し得る。
【００８０】
カバー（２）は、マイクロアレイチップ（１）を作製するための材料および方法と同一のものを使用して作製され得る。カバー（２）は、複数の突出部の別のセットを提供し得、マイクロアレイチップ（１）上に提供される突出部と共に、反応スペース（８）を形成する。さらに、支持構造は、複数の反応スペースの高さを制御するために使用され得る。
【００８１】
位置決め構造は、好ましくはプラスチックから作製され、そして好ましくはモールディングによって作製される。位置決め構造は、マイクロアレイチップ上の複数の突出部とカバー上の複数の突出部との間の相対位置を制御し、正確に反応スペースを形成するために使用され得る。位置決め構造は、封着リング（５）に適合性がある環状溝（９）を、さらに備え得る。封着リングは、好ましくは気密で軟らかい材料（例えば、ゴム）で作製される。
【００８２】
図６は、２×３の突出部を有するマイクロアレイチップを備えるマイクロアレイ反応デバイスを図示する。このデバイスは、２つのサンプルをアッセイするために使用され得、そして各サンプルは３回アッセイされ得る。
【００８３】
図６に図示される例示的なマイクロアレイ反応デバイスは、核酸間の相互作用、タンパク質に関する免疫応答、タンパク質と核酸との間の相互作用、リガンド−レセプター相互作用、ならびに低分子とタンパク質または核酸との相互作用のアッセイにおいて使用され得る。このデバイスは、８０℃までの反応温度に耐え得る。このデバイスはまた、液体洗浄に耐え得る。
【００８４】
サンプルＡと突出部Ａ上のプローブとの間の反応、およびサンプルＢと突出部Ｂ上のプローブとの間の反応を、図７に図示する。各突出部のセット内のプローブは、同一である。サンプルＡ中の核酸にハイブリダイズすることが可能なプローブを、それぞれの突出部Ａに接着する（最初の２列、合計１０の平行位置）。サンプルＢ中の核酸にハイブリダイズすることが可能なプローブを、それぞれの突出部Ｂに接着する（３列目および４列目、合計１０の平行位置）。反応を、６５℃で１時間行った。サンプル核酸を、蛍光色素Ｃｙ５で標識した。このＣｙ５色素は、６３５ｎｍで走査装置によって励起され得、６７５ｎｍで蛍光を示し、これはサンプル中の標的核酸に正比例する。走査のパラメーターは以下の通りであった：レーザー、８０％；光電子増倍管、８０％、および検出限界、１０μｍ。図７Ａは、サンプルＡと突出部Ａ上のプローブとの反応後の蛍光走査スペクトルを示す。１列目および２列目のみが、検出可能なシグナルを有する。図７Ｂは、サンプルＢと突出部Ｂ上のプローブとの反応後の蛍光走査スペクトルを示す。３列目および４列目のみが、検出可能なシグナルを有する。これらの結果は、シグナルが均質であり、そして相互汚染が無かったことを示す。
【００８５】
以下は、例示的なデバイスを用いる、例示的な操作手順を説明する：１）アッセイされるべきサンプルに従って、各突出部上のプローブ位置を決定し、適切なサンプル処理デバイスを用いて、規定の位置にプローブを接着させる；２）突出部上に、同一かあるいは異なるサンプルを適用する；３）反応を進行させるために、カバーを適用および閉じる；ならびに４）反応終了後にカバーを洗浄し、そして蛍光走査装置でマイクロアレイチップを分析する。
【００８６】
上記の実施例は、例示的な目的のために包含され、本発明の範囲を制限することを意図しない。上に記載されるものに対する多くのバリエーションが、可能である。上に記載される実施例に対する改変およびバリエーションは、当業者に明らかであるので、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ制限されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】図１は、例示的なマイクロアレイ反応デバイスの種々の構成要素を示す。
【図２】図２は、マイクロアレイチップ上の複数の突出部と、カバースリット上の複数の突出部との間に形成された反応スペースを示す。
【図３】図３は、図１において図示されたマイクロアレイチップの３次元の図である。
【図４】図４は、図１において図示されたカバースリップ上の例示的な支持構造の３次元の図である。
【図５】図５は、図１において図示された例示的な位置決め構造の３次元の図である。
【図６】図６は、２×３の突出部を有する例示的なマイクロアレイチップの３次元の図である。
【図７】図７は、例示的なマイクロアレイ反応デバイスを用いる２つの異なるサンプルの分析の、蛍光走査結果を示す。
【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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【国際調査報告】
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