(57)【要約】【課題】均一性の高い反応部を有するマイクロアレイを提供する。【解決手段】シリコンウエハーからなる基板１１に、半導体プロセスによるフォトリソ工程を用いて、ほぼ平行に延びる複数の溝１２を形成する。次に、アミノシランのアルコール溶液を分注ノズル１４などの分注機構により溝１２の端部に液滴の状態で供給する。アルコール溶液は、基板１１に接触すると、表面張力による毛細管現象により溝１２内に導入される。乾燥後にさらに、水に溶解した２官能性架橋剤のＰＳＢ（Pierce社製）を基板１１に接触させる。その後、プローブであるアミノ基を付加したオリゴヌクレオチド１３ を分注ノズル１４により溝１２の端部に接触させて溝１２内に導入する。その後、反応させてプローブを固相化し、標的物質と反応する反応部を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生化学分析用のマイクロアレイの作製方法であって、
複数の溝を基板に形成する溝形成工程と、
標的物質と特異的に結合するプローブを含む溶液を表面張力により前記溝内に導入する液導入工程と、
前記溝内に導入された前記溶液中の前記プローブを固相化する固相化工程とを有しているマイクロアレイの作製方法。
【請求項２】
前記溝形成工程は、前記標的物質の検出に用いられる前記溝の部分を０．５ｍｍ以下の幅で０．５ｍｍ以上の深さに形成する請求項１に記載の作製方法。
【請求項３】
前記液導入工程は、前記溶液を前記溝の端部に接触させて前記溝内に導入する請求項１に記載の作製方法。
【請求項４】
前記溝形成工程は、前記溶液を受けるためのくぼみを前記溝の端部に形成する請求項３に記載の作製方法。
【請求項５】
前記溝形成工程において、前記溝をほぼ平行に形成する請求項１に記載の作製方法。
【請求項６】
前記液導入工程において、同じプローブ液を二以上の溝に導入する請求項５に記載の作製方法。
【請求項７】
前記溝形成工程において、隣り合う溝の端部が溝の長手方向にずれて位置するように前記溝を形成する請求項５に記載の作製方法。
【請求項８】
前記溝形成工程において、前記溝の一部分を互いに平行かつ同じ断面形状に形成する請求項１に記載の作製方法。
【請求項９】
生化学分析用のマイクロアレイであって、
複数の溝が形成された基板と、
標的物質と特異的に結合するプローブであって、これを含む溶液が前記溝内に表面張力により導入され固相化されたプローブとを有しているマイクロアレイ。
【請求項１０】
前記標的物質の検出に用いられる前記溝の部分は、幅が０．５ｍｍ以下、深さが０．５ｍｍ以上である請求項９に記載のマイクロアレイ。
【請求項１１】
前記プローブは、前記溶液を前記溝の端部から導入して形成されている請求項９に記載のマイクロアレイ。
【請求項１２】
前記基板は、前記溝の端部に形成された前記溶液を受けるためのくぼみをさらに有している請求項１１に記載のマイクロアレイ。
【請求項１３】
前記溝がほぼ平行に延びている請求項９に記載のマイクロアレイ。
【請求項１４】
同じプローブが二以上の溝に固相化されている請求項１３に記載のマイクロアレイ。
【請求項１５】
前記溝は、隣り合う溝の端部が溝の長手方向にずれて位置している請求項１３に記載のマイクロアレイ。
【請求項１６】
前記溝の一部が、互いに平行に延び、同じ断面形状を有している請求項９に記載のマイクロアレイ。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法により作製されたマイクロアレイを用いた分析方法であって、前記マイクロアレイの前記溝の長手方向の中央部に対してのみ、試料中に含まれる標的物質と前記マイクロアレイの前記プローブとの結合を、蛍光、発光、散乱光、放射線の変化として測定し、試料中の標的物質の存在や濃度を評価する分析方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法により作製されたマイクロアレイを用いた分析方法であって、試料中に含まれる標的物質と前記マイクロアレイの前記プローブとの結合を散乱光または放射線の電磁気的な変化として測定し、前記溝の長手方向の寸法の少なくとも５％の両端部を除いた中央部分の信号を抽出し、抽出した信号に基づいて試料中の標的物質の存在や濃度を評価する分析方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法により作製されたマイクロアレイを用いた分析方法であって、試料中に含まれる標的物質と前記マイクロアレイの前記プローブとの結合を散乱光または放射線の電磁気的な変化として測定し、強度の大きい部分と小さい部分の少なくとも５％を除いた信号を抽出し、抽出した信号に基づいて試料中の標的物質の存在や濃度を評価する分析方法。
【請求項２０】
請求項３に記載の方法により作製されたマイクロアレイを用いた分析方法であって、前記マイクロアレイの作製時に前記溶液を導入した端部を避けて、試料中に含まれる標的物質と前記マイクロアレイの前記プローブとの結合を散乱光または放射線の電磁気的な変化として測定して試料中の標的物質の存在や濃度を評価する分析方法。
【請求項２１】
請求項３に記載の方法により作製されたマイクロアレイを用いた分析方法であって、試料中に含まれる標的物質と前記マイクロアレイの前記プローブとの結合を散乱光または放射線の電磁気的な変化として測定し、前記マイクロアレイの作製時に前記溶液を導入した端部を含まない部分の信号を抽出し、抽出した信号に基づいて試料中の標的物質の存在や濃度を評価する分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生化学分析用のマイクロアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、核酸の塩基配列の決定やサンプル中の標的核酸の検出、各種細菌の同定を迅速かつ正確に行ない得る技術のひとつとして、標的となる生化学物質（例えば前述の核酸）と特異的に結合し得る物質（いわゆるプローブ）を固相（基板）上に多数配置したマイクロアレイが提案されている。
【０００３】
これらマイクロアレイ製造工程において、固相上への一般的なプローブ供給方法としては、プローブを含む溶液（プローブ溶液）を固相上に付着させる方法があげられる。特開平１１−１８７９００号公報は、この方法に従って、プローブを含む溶液を液滴として微少量吐出し、固相上に略円形状にスポッティングする技術を開示している。
【０００４】
またほかに、点着ピン上のプローブを含む溶液を、ピンを動かして固相表面に付着させる方法も用いられる。
【０００５】
これらの方法によりプローブは一定の面積をもって固相表面に供給され、またその工程を並列にまたは繰り返し行なうことにより、標的物質と特異的に反応する多数のスポット（反応部）を高密度に備えたマイクロアレイが作製される。
【特許文献１】特開平１１−１８７９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マイクロアレイによる標的物質の検出機構においては、サンプル中の標的の有無や量は、プローブが固相化されたスポットの蛍光輝度や放射線量として測定される。このため、正確かつ再現性のある測定結果を得るためには、スポットごとのプローブ量のバラツキが少ないことが必要である。
【０００７】
特開平１１−１８７９００号公報では、プローブを含む溶液の一部をノズル内で熱することにより気泡にし、その圧力で残りの溶液を液滴として吐出し、固相面に供給しているが、この溶液量の吐出精度には、多くのばらつきの要因が影響している。その要因とは、例えば吐出ノズルの形状や、電極形状や品質のばらつきによる液加温の誤差などである。これにより、異なるノズル間での液量ばらつきはもちろん、同一ノズルにおいて繰り返した場合でも、消耗による劣化もあり、ばらつきの発生は避けられない。
【０００８】
また、点着ピンを用いたスポット形成方法にしても、点着ピンの形状のばらつきや摩耗、固相面にピンを押しつける圧力や高さの機械的誤差により溶液量はばらつく。
【０００９】
さらにこれらの方法では、溶液の吐出圧や湿度、点着ピンの形状ばらつきなど、多くの要因により、図１３に示されるように、スポット内のプローブに密度ムラが発生する。
【００１０】
プローブの密度と蛍光量の相関関係は、ある程度は比例するものの、完全に線形な特性を持たせることは困難である。このため、図１４に示されるように、ほかの測定条件（スポット当たりのプローブ量、サンプル量や温度など）が同一であっても、スポットの総蛍光量はプローブ密度のムラやスポット形状のばらつきに影響され、最終的なデータは同一にならないことが予想される。つまり、微妙なサンプル濃度差を計測する場合、スポット内のプローブのムラが測定結果に影響する。
【００１１】
以上に述べたような誤差要因を減少させ、プローブを等量かつムラなく付着させたスポットをいかに作製するかが、言い換えれば、反応部をいかに高い均一性で作製するかが、従来のマイクロアレイ作製方法の大きな課題である。
【００１２】
本発明は、このような実状を考慮して成されたものであり、その目的は、均一性の高い反応部を有するマイクロアレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ひとつには、生化学分析用のマイクロアレイの作製方法であり、複数の溝を基板に形成する溝形成工程と、標的物質と特異的に結合するプローブを含む溶液を表面張力により前記溝内に導入する液導入工程と、前記溝内に導入された前記溶液中の前記プローブを固相化する固相化工程とを有している。
【００１４】
また本発明は、ひとつには、生化学分析用のマイクロアレイであり、複数の溝が形成された基板と、標的物質と特異的に結合するプローブであって、これを含む溶液が前記溝内に表面張力により導入され固相化されたプローブとを有している。
【００１５】
さらに本発明は、ひとつには、上記方法により作製されたマイクロアレイを用いた分析方法であり、前記マイクロアレイの前記溝の長手方向の中央部に対してのみ、試料中に含まれる標的物質と前記マイクロアレイの前記プローブとの結合を、蛍光、発光、散乱光、放射線の変化として測定し、試料中の標的物質の存在や濃度を評価する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、均一性の高い反応部を有するマイクロアレイが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態によるマイクロアレイの作製方法を模式的に示している。マイクロアレイは、簡単に言えば、基板１１に複数の溝１２を形成し、形成した溝１２内にプローブを含む溶液（プローブ溶液）を表面張力により導入し、溝１２内に導入した液体中のプローブを固相化して作製される。より具体的には次のようにして作製される。
【００１９】
まず、シリコンウエハーからなる基板１１の表面に樹脂層を形成し、半導体プロセスによるフォトリソ工程を用いて樹脂層に幅０．２ｍｍ、長さ１ｍｍの穴を複数あける。次に、フッ酸と硝酸の水溶液に基板１１を浸漬し、樹脂層に形成された穴を介して化学的にシリコンを溶解して、基板１１に深さ０．５ｍｍの穴をあける。さらに、表面に残った樹脂をアセトンにより除去して、ほぼ平行に延びる複数の溝１２を有する基板１１を作製する。
【００２０】
次に、アミノシランのアルコール溶液を分注ノズル１４などの分注機構により溝１２の端部に液滴の状態で供給する。アルコール溶液は、基板１１に接触すると、表面張力による毛細管現象により溝１２内に導入される。乾燥後にさらに、水に溶解した２官能性架橋剤のＰＳＢ（Pierce社製）を基板１１に接触させる。その後に、プローブであるアミノ基を付加したオリゴヌクレオチド１３を分注ノズル１４により前述のアルコール溶液と同様に溝１２の端部に接触させて溝１２内に導入する。その後、反応させてプローブを固相化し、標的物質と反応する反応部を形成する。
【００２１】
このようにしてプローブが固相化された溝１２すなわち反応部の断面を図２に示す。つまり図２は、あらかじめ化学処理された溝１２の表面にプローブ２１の末端を結合させ、その後の洗浄工程において、不要な物質を洗い流して形成された反応部を示している。この反応部の形成方法では、溶媒となる液体の組成を変えることにより、固相表面へのプローブの付着状況を変えることが可能である。
【００２２】
溝１２に形成される反応部は、図２に示される形態に限定されるものではなく、ほかの形態に形成されてもよい。
【００２３】
図３は、溶液を溝に充てんした後、乾燥または熱や紫外線により固相表面に固着し、その表面がサンプルと反応する反応部を示している。この例では、プローブ２２はその末端が固着した溶液と結合している。
【００２４】
図４は、固着後に多孔質を形成する溶媒を用いて形成された反応部を示している。この反応部では、プローブ２３は多孔質体の表面のみならず内部においてもハイブリダイゼーション反応する。具体的な手法としては、以下の手順で行なう。アクリルアミドのアミノ基に、水を溶解した２官能性架橋剤のＢＳ３（Pierce社製）を反応させ、その後に、プローブであるアミノ基を付加したオリゴヌクレオチドを反応させて、プローブを固相化する。この溶液に、１ｗｔ％になるように、Ｎ，Ｎ・メチレンビスアクリルアミドを加える。この溶液４０ｍｌに対して１０ｗｔ％過硫酸アンモニウム水溶液を０．５ｍｌの割合で添加し、ゲル化が進行する前に、プローブ溶液として、基板１１の溝１２に供給する。その後、ゲル化が起こり、ポリアクリルアミドゲルの網目中にプローブが固相化される。
【００２５】
本実施形態のマイクロアレイに、標的物質（ＦＩＴＣ標識された、プローブと相補的な塩基配列を持つオリゴヌクレオチド）の水溶液を供給し、ハイブリダイゼーションを行なう。標的物質の検出は、反応部上のＦＩＴＣ標識に励起光を照射し、それにより放出される蛍光を光学系と冷却ＣＣＤより構成される撮像手段により、画像として取得する。蛍光量とサンプル中の標識物質濃度は比例するので、溝部分の蛍光量を、この得られた画像の反応部部分の輝度値により置き換え、標的の濃度を数値化する。
【００２６】
本実施形態のマイクロアレイにおいて、溝１２の端部、特にプローブ溶液が導入された端部は、プローブ溶液の充てんが比較的安定していない個所と予想される。言い換えれば、プローブ固相化後の反応部において、プローブ密度のムラが生じやすい部分と言える。このため、標的の濃度を数値化する処理では、溝１２の両端部の信号を切り捨てて、残った中央部の信号をサンプル濃度の検出結果として採用する方法が好適である。図１１に示されるように、切り捨てるべき両端部は、多くの場合、反応部の長手方向寸法の約５パーセントであるとよく、それ以外の中央部では安定した信号が得られる。溝１２の全体のうち切り捨てるべき信号を出す部分は測定前に決定しているので、最初からその部分を測定しないという方法によっても同じ利点が得られる。つまり、プローブ溶液が導入された端部を避けて測定するとよい。
【００２７】
同様に、測定結果として得られる輝度分布は、図１２に示す正規分布に類似した分布を取り、大部分を占める安定した輝度の部分以外の、輝度の高い部分と低い部分（つまり輝度分布の上下少なくとも５％）の情報を切り捨てる輝度の評価方法も、プローブ溶液の充てんが不安定な部分を切り捨てる手段として有効である。
【００２８】
従来のマイクロアレイの反応部は円形のスポットであるが、本実施形態のマイクロアレイの反応部は細い線状である。本実施形態のマイクロアレイの反応部は、基板１１に形成された複数の溝１２に分注ノズル１４によりプローブ溶液を次々と導入することにより形成される。分注ノズル１４には、ノズル内部の配管で接続されたタンクからプローブを含む溶液が供給される。同じ種類のマイクロアレイを大量に製造する場合には、大容量のタンクをノズル外に設置し、交換可能にすることが望ましい。また、ノズル内部に設置しノズルごと交換することも可能であり、ノズル内部にプローブ液を吸引し、マイクロアレイに供給後に洗浄して別のプローブ液の吸引を繰り返してマイクロアレイを大量に製造することも可能である。また、分注ノズルは配管を持たないピンに変更されてもよい。その場合、ピンは複数の反応部の作製に必要な溶液を保持する溝やくぼみを有しているとよい。
【００２９】
プローブ溶液は表面張力の作用によって溝１２内に導入される。このため、本実施形態における分注機構は液滴を溝１２に接触させるだけでよく、複雑かつ高精度な微量吐出機構や点着機構を必要としない。これは、マイクロアレイの作製コストの低減に有効である。
【００３０】
溝１２に充てんされるプローブ溶液の量は、溝１２の形状と表面の親水性とプローブ溶液の粘度とから物理的に決まる。従って、反応部の相互間における反応部内のプローブ量のばらつきが少ない。このため、同じ濃度のサンプルに対して定量性のある測定結果が得られる。また、反応部の単位長さ当たりのプローブ量のばらつきも少ない。すなわち、測定の誤差要因となる反応部内のプローブ密度のムラが少ない。
【００３１】
プローブ溶液は、溝１２の両側面に対するプローブ溶液の表面張力の作用によって溝１２内に導入されるため、溝１２の幅と深さの寸法設定は重要である。表面張力を発生させる溝１２の側面に対して底面が大きい（深さ寸法に対して幅寸法が大きい）場合には、表面張力よりもプローブ溶液の粘性抵抗が支配的になり、溝１２内にプローブ溶液が導入されない。このため、溝１２の幅と深さの比は１：１か、それよりも溝幅寸法が小さいことが好適である。つまり溝１２の幅寸法が深さ寸法以下であるとよい。また、安定した充てん状態を得るためには、溝１２の長さも重要な要因であり、溝１２の幅に対して五倍以上が好適である。このため、実用上、基板１１に配置する反応部の密度をある程度以上に設定するためには、溝１２の幅は０．２ｍｍ以下が好適である。
【００３２】
本実施形態では、溝１２の両端の位置を長手方向に交互にずらし配置している。つまり隣り合う溝１２の端部が溝１２の長手方向にずれて位置するように形成している。これにより、溝１２への溶液の分注時に、すぐ隣の溝１２に不所望な溶液が入ってしまうのが防がれる。このため、さらに高密度の反応部の形成が可能である。
【００３３】
複数の溝１２は、ステッパーなどを用いて比較的容易に高い精度で同じ形状に形成することができる。このため、各溝１２が保持するプローブ溶液の量は互いに等しく、検出結果のばらつきの少ないマイクロアレイが作製される。
【００３４】
溝１２の形成には、種々の手法および材質が適用可能である。蛍光検出の場合には、照明光による自家蛍光が少ない材質（例えば、無蛍光ガラス、金属シリコンなど）の基板が適するが、化学発光、生物発光、電気的な検出など、照明光を必要としない検出の場合は、溝が形成される基板の自家蛍光は問題とならない。基板１１に溝１２を形成する方法は、基板１１の材質や溝の形状などに応じて選択される。
【００３５】
例えば、基板１１に金属シリコンを用いる場合は、切削などの機械的な加工のほかに、半導体プロセスによるフォトリソ工程を用い表面にパターニングを行ない、化学的にシリコンを溶解するウェットエッチングやＣＶＤなどの気相プロセスによるドライエッチングにより種々の形状の溝１２を形成してよい。基板１１にガラスを用いる場合は、機械的な加工のほかに、半導体プロセスによるフォトリソ工程を用い表面にパターニングを行ない、化学的にガラスを溶解するウェットエッチングにより形成することが好ましい。基板１１にプラスチックを用いる場合は、微細な凸型を用いた転写加工や成型加工が好ましい。
【００３６】
そのほかにも溝１２の形成方法として、切削やケミカルエッチングなどの除去加工や微細な凸型を用いた型加工のほかに、図５に示すように、基板３１の上に複数のブロック状やシート状の部材３２を隙間をおいて配置し、その隙間を溝３３として用いる方法があげられる。プローブ溶液の溝３３への充てん後または反応部の形成後、ブロック状やシート状の部材３２を基板３１からはがしてもよい。また、ブロック状やシート状の部材３２を可溶性の物質で形成し、反応部形成の洗浄工程において基板３１から除去してもよい。この場合も、最初のプローブ溶液の充てん工程によりプローブの均一性が保証されるので、信頼性の高いマイクロアレイの作製に好適である。
【００３７】
これまでの説明では、一本の溝にただ一種類のプローブ溶液を導入して一つの反応部を形成しているが、一本の長い溝の複数の個所に異なるプローブ溶液を導入して複数の反応部を形成してもよい。また、複数の溝を一定以上の密度で配置することにより複数の反応が実施可能である。また、複数の溝に同一のプローブを固相化して検出を容易にしてもよい。並んだ複数の溝に同一のプローブ溶液を導入して固相化することによって、実質的に反応部の範囲を拡大する効果が得られる。
【００３８】
＜第二実施形態＞
図６は、本発明の第二実施形態によるマイクロアレイの作製方法を模式的に示している。本実施形態では、直線を連結した形状の溝４３を基板４１に形成している。溝４３は、一部分（範囲４２に含まれる部分）が同じ断面形状で互いに平行に形成されている。また溝４３は、範囲４２の両側から外側に互い違いに、さらに互いの端部が離れるように非平行に延びている。さらに範囲４２の外側に位置する溝４３の端部には、分注ノズル４５から供給される液滴４６を受けるためのくぼみ４４が形成されている。
【００３９】
本実施形態では、プローブ溶液が供給される溝４３の端部を互いに離しているため、分注ノズル４５に要求される位置精度や液滴生成の精度が軽減される。その結果、マイクロアレイの作製コストが低減される。またくぼみ４４は分注ノズル４５による液滴４６の接触を容易にする。
【００４０】
本実施形態では、分注ノズル４５から液滴４６がくぼみ４４に供給される点を除けば、第一実施形態と同様にしてプローブ溶液が溝４３に導入され、プローブが固相化されて反応部が形成され、マイクロアレイが完成する。
【００４１】
このマイクロアレイと標的物質を含むサンプル溶液とを反応させる際には、図７に示されるように、穴を有する部材４７を取り付ける。部材４７と基板１１は、接着剤や粘着性を有する部材を介在して取り付けられる。これにより、その内面に反応部を有する液密の容器が形成される。形成された容器にサンプル溶液分注機４８から標的物質を含むサンプル溶液４９を分注した後、ハイブリダイゼーション反応などによる標的物質と反応部とを反応させ、反応部の表面の蛍光や発光を光学系で観察することにより、標的物質を検出したり標的物質の濃度を測定したりする。部材４７は、それ自体が粘性を持つ部材でもよく、ハイブリダイゼーション反応後に取り外されてもよい。また、ハイブリダイゼーション反応後の観察工程では、通常、サンプル液を除去した後に上面から観察するが、部材４７を透明かつ反応部を覆う形態にし、図８に示すように液体注入用の穴５１と空気抜き用の穴５２を設置する。サンプル液または洗浄液の注入は、注入用ノズル５３を液体注入用の穴５１へ挿入し、液体を注入する。空気抜き用の穴５２からは、例えば、液体回収用ノズル５４などを用いて注入した液体を回収可能である。サンプルの反応が終わった後で、洗浄を行なう場合は、液体注入用の穴５１から洗浄液を注入用ノズル５３で押し込めば、空気抜き用の穴５２から、サンプル液が押し出される。このようにすると、液体でマイクロアレイの内部を満たしたまま観察することも可能である。この場合、観察中にハイブリダイゼーション反応がこれ以上進まないように、観察の前段階で反応を阻害する薬品を加えるか、標的を含まない液で洗浄するか、一定温度に保って反応を平衡状態に保持し続ける必要がある。ほかの観察方法としては、基板４１を透明（かつ観察に有害な蛍光を発しない）部材で形成し、反応部形成面と逆側（図７における下方）から観察してもよい。これらの観察手法では、反応部表面の液体を除去しないままで反応部を観察するので、測定の工程が省力化される。
【００４２】
本実施形態における、溝４３の端部にくぼみ４４を形成することは、同じ利点を得る目的で、ほかの実施形態に適用されてよい。
【００４３】
＜第三実施形態＞
図９は、本発明の第三実施形態によるマイクロアレイの作製方法を模式的に示している。また図１０は、図９のマイクロアレイの使用形態の断面を示している。本実施形態では、図９に示されるように、まず基板６１上に比較的長い溝６２をほぼ平行に形成し、形成した溝６２にプローブ溶液６４を充てんする。プローブ溶液６４の充てんは、第一実施形態と同様に、溝６２の端部にプローブ溶液６４を液滴の状態で供給することにより行なわれる。プローブ溶液６４の充てん後、固相化して反応部を形成し、マイクロアレイが完成する。
【００４４】
このマイクロアレイをサンプル溶液と反応させる際は、図１０に示されるように、柔軟性を持った気密部材６６を介して、複数のくぼんだレーン６８（それらは反応部にほぼ直交して配置される）を持つ部材６７を取り付け、それぞれのレーンにサンプル溶液を導入する。これにより、一つの反応部に対して、複数のサンプルによるハイブリダイゼーション反応が行なわれ、コストダウンと省力化に効果的である。また、本実施形態のマイクロアレイは、これまでの説明から分かるように、同一の反応部内でのプローブ密度ムラが少ないため、異なったサンプルに対して均一な反応部を供給できることから、異なるサンプル間でのデータ低減に効果的である。
【００４５】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。
【００４６】
例えば、第一実施形態における溝（図１の溝１２や図５の溝３３）は直線状であり、第二実施形態における溝（図６の溝４３）は直線を連結した形状であるが、溝の形状はこれらに限定されるものではなく、任意の形状であってよい。例えば、曲線状であってもよく、直線と曲線を連結した形状、曲線を連結した形状などであってもよい。さらに、溝は幅や深さが部分的に変更されてもよい。
【００４７】
また上述した実施形態では標的物質の検出や測定に主に蛍光を利用しているが、蛍光以外の発光またはそのほかの放射線を利用してもよい。つまり、どのような放射線を利用してもよい。発光の例としては、化学発光や生物発光があげられる。この場合は、酵素と基質の反応により生じた発光の量を検出するので、マイクロアレイを照明する光源は不要である。散乱光や反射光で検出を行なう場合は、金属粒子や誘電体粒子を標識として用い、適切な光源によりマイクロアレイを照明して、散乱光や反射光の量や変化を検出する。標識物質としては、金微粒子、銀、白金、シリコンなどの微粒子やラテックス粒子を用いることができる。
【００４８】
放射線を利用する例では、蛍光標識の代わりに、例えば、14Ｃ、32Ｐ、88Ｐ、85Ｓ、125Ｉなどの放射性同位元素を標識に使用する。この場合、標的物質の検出や測定は以下の手順に従って進められる。
【００４９】
１．放射性同位元素を核酸などのサンプルに標識する。核酸の場合は32Ｐ、88Ｐを標識する。
【００５０】
２．ポリアミド系合成樹脂のシートに固相化されたプローブとハイブリダイズする。
【００５１】
３．蛍光体を含んだフィルムに放射線像を記録する。
【００５２】
４．レーザーやＬＥＤなどにより照明光を当ててＰＭＴやＣＣＤなどで検出する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第一実施形態によるマイクロアレイの作製方法を模式的に示している。
【図２】あらかじめ化学処理された溝の表面にプローブの末端を結合させて形成された反応部を示している。
【図３】溶液を溝に充てんした後、乾燥または熱や紫外線により固相表面に固着し、その表面がサンプルと反応する反応部を示している。
【図４】固着後に多孔質を形成する溶媒を用いて形成された反応部を示している。
【図５】基板上に複数のブロック状やシート状の部材を隙間をおいて配置して溝とする方法を示している。
【図６】本発明の第二実施形態によるマイクロアレイの作製方法を模式的に示している。
【図７】図６のマイクロアレイの使用形態を示す斜視図である。
【図８】図６のマイクロアレイの変形例を示す分解斜視図である。
【図９】本発明の第三実施形態によるマイクロアレイの作製方法を模式的に示している。
【図１０】図９のマイクロアレイの使用形態の断面を示している。
【図１１】反応部における蛍光の信号強度の分布を示している。
【図１２】反応部における蛍光輝度の分布を示している。
【図１３】スポット内のプローブに密度ムラが生じた様子を模式的に示している。
【図１４】スポットの総蛍光量がプローブ密度のムラやスポット形状のばらつきに影響される様子を模式的に示している。
【符号の説明】
【００５４】
１１…基板、１２…溝、１３…オリゴヌクレオチド、１４…分注ノズル、２１…プローブ、２２…プローブ、２３…プローブ、３１…基板、３２…ブロック状やシート状の部材、３３…溝、４１…基板、４２…範囲、４３…溝、４５…分注ノズル、４６…液滴、４７…穴を有する部材、４８…サンプル溶液分注機、４９…サンプル溶液、５１…液体注入用の穴、５２…空気抜き用の穴、５３…注入用ノズル、５４…液体回収用ノズル、６１…基板、６２…溝、６４…プローブ溶液、６５…反応部、６６…気密部材、６７…レーンを持つ部材、６８…レーン。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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