(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線および／または光を減衰させる性質を有する材料によって形成され、複数の孔が形成された基板を備え、前記複数の孔内に、それぞれ吸着性領域が形成されている生化学解析用ユニットの製造方法において、
前記複数の孔内に、それぞれ吸着性材料を充填して、前記吸着性領域を形成し、
前記吸着性材料の溶媒組成の主成分が吸着性材料の良溶媒で、少量の貧溶媒を含む吸着性材料溶液を、前記基板の前記複数の孔に注入後、該基板を凝固液に浸漬または徐々に乾燥することにより、前記吸着性材料の充填を行うことを特徴とする生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項２】
放射線および／または光を減衰させる性質を有する材料によって形成されるとともに、複数の孔が形成され、前記複数の孔内に、それぞれ、吸着性領域が形成され、それによって、複数の吸着性領域が形成された基板を備え、前記基板の前記複数の孔内に形成された複数の吸着性領域に、構造または特性が既知の特異的結合物質が滴下され、放射性標識物質、蛍光物質または化学発光基質のいずれかと接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質よりなる群から選ばれる少なくとも１種の標識物質によって標識された生体由来の物質が、前記特異的結合物質に特異的に結合されて、前記複数の吸着性領域が選択的に標識されている生化学解析用ユニットの製造方法において、
前記複数の孔内にそれぞれ吸着性材料を充填して、前記吸着性領域を形成し、
前記吸着性材料の溶媒組成の主成分が吸着性材料の良溶媒で、少量の貧溶媒を含む吸着性材料溶液を、前記基板の前記複数の孔に注入後、該基板を凝固液に浸漬または徐々に乾燥することにより、前記吸着性材料の充填を行うことを特徴とする生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項３】
放射線を減衰させる性質を有する材料によって形成され、複数の孔が形成された基板の前記複数の孔内に、それぞれ、吸着性領域が形成されて、形成された複数の吸着性領域に、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、構造または特性が既知の特異的結合物質を滴下し、放射性標識物質によって標識された生体由来の物質を、前記特異的結合物質に特異的に結合させて、前記複数の吸着性領域を選択的に標識して、輝尽性蛍光体層が形成された蓄積性蛍光体シートに、前記輝尽性蛍光体層が前記複数の吸着性領域と対向するように、重ね合わせて、前記複数の吸着性領域に含まれた前記放射性標識物質によって、前記輝尽性蛍光体層を露光し、前記放射性標識物質によって露光された前記輝尽性蛍光体層に励起光を照射して、前記輝尽性蛍光体層に含まれた輝尽性蛍光体を励起し、前記輝尽性蛍光体層に含まれた輝尽性蛍光体から放出された輝尽光を光電的に検出して、生化学解析用データを生成するための生化学解析用ユニットの製造方法において、
前記複数の孔内に、それぞれ吸着性材料を充填して、前記吸着性領域を形成し、
前記吸着性材料の溶媒組成の主成分が吸着性材料の良溶媒で、少量の貧溶媒を含む吸着性材料溶液を、前記基板の前記複数の孔に注入後、該基板を凝固液に浸漬または徐々に乾燥することにより、前記吸着性材料の充填を行うことを特徴とする生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項４】
放射線および／または光を減衰させる性質を有する材料によって形成され、複数の孔が形成された基板を備え、前記複数の孔内に、それぞれ吸着性領域が形成されている生化学解析用ユニットの製造方法において、
前記複数の孔内に、それぞれ吸着性材料を充填して、前記吸着性領域を形成し、
あらかじめ膜状に形成された吸着性材料と、前記基板とを重ね合わせて加圧して、前記基板の孔内に前記膜状の吸着性材料を圧入することにより、前記吸着性材料の充填を行うことを特徴とする生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項５】
放射線および／または光を減衰させる性質を有する材料によって形成されるとともに、複数の孔が形成され、前記複数の孔内に、それぞれ、吸着性領域が形成され、それによって、複数の吸着性領域が形成された基板を備え、前記基板の前記複数の孔内に形成された複数の吸着性領域に、構造または特性が既知の特異的結合物質が滴下され、放射性標識物質、蛍光物質または化学発光基質のいずれかと接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質よりなる群から選ばれる少なくとも１種の標識物質によって標識された生体由来の物質が、前記特異的結合物質に特異的に結合されて、前記複数の吸着性領域が選択的に標識されている生化学解析用ユニットの製造方法において、
前記複数の孔内にそれぞれ吸着性材料を充填して、前記吸着性領域を形成し、
あらかじめ膜状に形成された吸着性材料と、前記基板とを重ね合わせて加圧して、前記基板の孔内に前記膜状の吸着性材料を圧入することにより、前記吸着性材料の充填を行うことを特徴とする生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項６】
放射線を減衰させる性質を有する材料によって形成され、複数の孔が形成された基板の前記複数の孔内に、それぞれ、吸着性領域が形成されて、形成された複数の吸着性領域に、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、構造または特性が既知の特異的結合物質を滴下し、放射性標識物質によって標識された生体由来の物質を、前記特異的結合物質に特異的に結合させて、前記複数の吸着性領域を選択的に標識して、輝尽性蛍光体層が形成された蓄積性蛍光体シートに、前記輝尽性蛍光体層が前記複数の吸着性領域と対向するように、重ね合わせて、前記複数の吸着性領域に含まれた前記放射性標識物質によって、前記輝尽性蛍光体層を露光し、前記放射性標識物質によって露光された前記輝尽性蛍光体層に励起光を照射して、前記輝尽性蛍光体層に含まれた輝尽性蛍光体を励起し、前記輝尽性蛍光体層に含まれた輝尽性蛍光体から放出された輝尽光を光電的に検出して、生化学解析用データを生成するための生化学解析用ユニットの製造方法において、
前記複数の孔内に、それぞれ吸着性材料を充填して、前記吸着性領域を形成し、
あらかじめ膜状に形成された吸着性材料と、前記基板とを重ね合わせて加圧して、前記基板の孔内に前記膜状の吸着性材料を圧入することにより、前記吸着性材料の充填を行うことを特徴とする生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項７】
前記吸着性材料が、多孔質材料よりなることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項８】
前記多孔質材料が、メンブレンフィルターを形成可能な材料よりなることを特徴とする請求項７に記載の生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項９】
前記多孔質材料に、多孔質材料の溶媒に不溶な繊維状材料を混合させることを特徴とする請求項７に記載の生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項１０】
前記放射線および／または光を減衰させる性質を有する材料が、隣り合う吸着性領域の間の距離に等しい距離だけ、放射線および／または光が前記材料中を透過したときに、放射線および／または光のエネルギーを、１／５以下に減衰させる性質を有することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項１１】
前記基板が、金属材料、セラミック材料およびプラスチック材料よりなる群から選ばれる材料によって形成されたことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項１２】
前記基板に前記複数の孔を形成する方法が、打ち抜き法であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項１３】
前記基板に前記複数の孔を形成する方法が、放電加工法であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項１４】
前記基板に前記複数の孔を形成する方法が、フォトリソグラフとエッチングとを組み合わせた方法であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項１５】
前記基板に前記複数の孔を形成する方法が、レーザーアブレーション法であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項１６】
前記孔のサイズが５ｍｍ2 未満であることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項１７】
前記孔が１０個／ｃｍ2 以上の密度で形成されていることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の生化学解析用ユニットの製造方法。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の方法により製造された生化学解析用ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生化学解析用ユニットの製造方法及び生化学解析用ユニットに関するものである。さらに詳細には、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質のスポットを、ユニット表面に高密度に形成し、スポット状の特異的結合物質に、放射性標識物質によって標識された生体由来の物質をハイブリダイズさせて、選択的に標識して得た生化学解析用ユニットを、輝尽性蛍光体層と密着させて、輝尽性蛍光体層を放射性標識物質によって露光し、輝尽性蛍光体層に励起光を照射して、輝尽性蛍光体層から放出される輝尽光を光電的に検出して、放射線画像を生成し、生体由来の物質を解析する場合にも、放射性標識物質から発せられる電子線の散乱に起因するノイズが放射線画像中に生成されることを防止することができ、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質のスポットをユニット表面に、高密度に形成し、スポット状の特異的結合物質に、放射性標識物質に加えて、あるいは、放射性標識物質に代えて、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質および／または蛍光物質によって標識された生体由来の物質をハイブリダイズさせて、選択的に標識して得られた生化学解析用ユニットから発せられる化学発光および／または蛍光を光電的に検出して、化学発光画像および／または蛍光画像を生成し、生体由来の物質を解析する場合にも、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質および／または蛍光物質から発せられる化学発光および／または蛍光の散乱に起因するノイズが化学発光画像および／または蛍光画像中に生成されることを防止することができる生化学解析用ユニットの製造方法及び生化学解析用ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
放射線が照射されると、放射線のエネルギーを吸収して、蓄積、記録し、その後に、特定の波長域の電磁波を用いて励起すると、照射された放射線のエネルギーの量に応じた光量の輝尽光を発する特性を有する輝尽性蛍光体を、放射線の検出材料として用い、放射性標識を付与した物質を、生物体に投与した後、その生物体あるいはその生物体の組織の一部を試料とし、この試料を、輝尽性蛍光体層が設けられた蓄積性蛍光体シートと一定時間重ね合わせることにより、放射線エネルギーを輝尽性蛍光体に、蓄積、記録し、しかる後に、電磁波によって、輝尽性蛍光体層を走査して、輝尽性蛍光体を励起し、輝尽性蛍光体から放出された輝尽光を光電的に検出して、ディジタル画像信号を生成し、画像処理を施して、ＣＲＴなどの表示手段上あるいは写真フイルムなどの記録材料上に、画像を再生するように構成されたオートラジオグラフィ画像検出システムが知られている（たとえば、特公平１−６０７８４号公報、特公平１−６０７８２号公報、特公平４−３９５２号公報など）。
【０００３】
蓄積性蛍光体シートを画像の検出材料として使用するオートラジオグラフィ画像検出システムは、写真フイルムを用いる場合とは異なり、現像処理という化学的処理が不必要であるだけでなく、得られた画像データに画像処理を施すことにより、所望のように、画像を再生し、あるいは、コンピュータによる定量解析が可能になるという利点を有している。
【０００４】
他方、オートラジオグラフィ画像検出システムにおける放射性標識物質に代えて、蛍光色素を標識物質として使用した蛍光（fluorescence) 画像検出システムが知られている。この蛍光画像検出システムによれば、蛍光画像を読み取ることによって、遺伝子配列、遺伝子の発現レベル、実験用マウスにおける投与物質の代謝、吸収、排泄の経路、状態、蛋白質の分離、同定、あるいは、分子量、特性の評価などをおこなうことができ、たとえば、電気泳動されるべき複数種の蛋白質分子を含む溶液を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、ゲル支持体を蛍光色素を含んだ溶液に浸すなどして、電気泳動された蛋白質を染色し、励起光によって、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することによって、画像を生成し、ゲル支持体上の蛋白質分子の位置および量的分布を検出したりすることができる。あるいは、ウェスタン・ブロッティング法により、ニトロセルロースなどの転写支持体上に、電気泳動された蛋白質分子の少なくとも一部を転写し、目的とする蛋白質に特異的に反応する抗体を蛍光色素で標識して調製したプローブと蛋白質分子とを会合させ、特異的に反応する抗体にのみ結合する蛋白質分子を選択的に標識し、励起光によって、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することにより、画像を生成し、転写支持体上の蛋白質分子の位置および量的分布を検出したりすることができる。また、電気泳動させるべき複数のＤＮＡ断片を含む溶液中に、蛍光色素を加えた後に、複数のＤＮＡ断片をゲル支持体上で電気泳動させ、あるいは、蛍光色素を含有させたゲル支持体上で、複数のＤＮＡ断片を電気泳動させ、あるいは、複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で、電気泳動させた後に、ゲル支持体を、蛍光色素を含んだ溶液に浸すなどして、電気泳動されたＤＮＡ断片を標識し、励起光により、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することにより、画像を生成し、ゲル支持体上のＤＮＡの分布を検出したり、あるいは、複数のＤＮＡ断片をゲル支持体上で電気泳動させた後に、ＤＮＡを変性（de‐naturation) し、次いで、サザン・ブロッティング法により、ニトロセルロースなどの転写支持体上に、変性ＤＮＡ断片の少なくとも一部を転写し、目的とするＤＮＡと相補的なＤＮＡもしくはＲＮＡを蛍光色素で標識して調製したプローブと変性ＤＮＡ断片とをハイブリダイズさせ、プローブＤＮＡもしくはプローブＲＮＡと相補的なＤＮＡ断片のみを選択的に標識し、励起光によって、蛍光色素を励起して、生じた蛍光を検出することにより、画像を生成し、転写支持体上の目的とするＤＮＡの分布を検出したりすることができる。さらに、標識物質によって標識した目的とする遺伝子を含むＤＮＡと相補的なＤＮＡプローブを調製して、転写支持体上のＤＮＡとハイブリダイズさせ、酵素を、標識物質により標識された相補的なＤＮＡと結合させた後、蛍光基質と接触させて、蛍光基質を蛍光を発する蛍光物質に変化させ、励起光によって、生成された蛍光物質を励起して、生じた蛍光を検出することにより、画像を生成し、転写支持体上の目的とするＤＮＡの分布を検出したりすることもできる。この蛍光画像検出システムは、放射性物質を使用することなく、簡易に、遺伝子配列などを検出することができるという��点がある。
【０００５】
また、同様に、蛋白質や核酸などの生体由来の物質を支持体に固定し、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質により、選択的に標識し、標識物質によって選択的に標識された生体由来の物質と化学発光基質とを接触させて、化学発光基質と標識物質との接触によって生ずる可視光波長域の化学発光を、光電的に検出して、ディジタル画像信号を生成し、画像処理を施して、ＣＲＴなどの表示手段あるいは写真フィルムなどの記録材料上に化学発光画像を再生して、遺伝子情報などの生体由来の物質に関する情報を得るようにした化学発光検出システムも知られている。
【０００６】
さらに、近年、スライドガラス板や多孔質膜などのユニット表面上の異なる位置に、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ（ｍＲＮＡを鋳型にして合成した相補的ＤＮＡ）、ＤＮＡ、ＲＮＡなど、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質を、スポッター装置を用いて、滴下して、多数の独立したスポットを形成し、次いで、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなど、抽出、単離などによって、生体から採取され、あるいは、さらに、化学的処理、化学修飾などの処理が施された生体由来の物質であって、蛍光物質、色素などの標識物質によって標識された物質をハイブリダイズさせたマイクロアレイに、励起光を照射して、蛍光物質、色素などの標識物質から発せられた蛍光などの光を光電的に検出して、生体由来の物質を解析するマイクロアレイ画像検出システムが開発されている。このマイクロアレイ画像検出システムによれば、スライドガラス板や多孔質膜などのユニット表面上の異なる位置に、数多くの特異的結合物質のスポットを高密度に形成して、標識物質によって標識された生体由来の物質をハイブリダイズさせることによって、短時間に、生体由来の物質を解析することが可能になるという利点がある。
【０００７】
また、多孔質膜などのユニット表面上の異なる位置に、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなど、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質を、スポッター装置を用いて、滴下して、多数の独立したスポットを形成し、次いで、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなど、抽出、単離などによって、生体から採取され、あるいは、さらに、化学的処理、化学修飾などの処理が施された生体由来の物質であって、放射性標識物質によって標識された物質をハイブリダイズさせたマクロアレイを、輝尽性蛍光体を含む輝尽性蛍光体層が形成された蓄積性蛍光体シートと密着させて、輝尽性蛍光体層を露光し、しかる後に、輝尽性蛍光体層に励起光を照射し、輝尽性蛍光体層から発せられた輝尽光を光電的に検出して、生体由来の物質を解析する放射性標識物質を用いたマクロアレイ画像検出システムも開発されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、放射性標識物質を用いたマクロアレイ画像検出システムにあっては、輝尽性蛍光体層を露光する際、多孔質膜などのユニット表面上に形成されたスポットに含まれた放射性標識物質の放射線エネルギーが非常に大きいため、放射性標識物質から発せられる電子線が多孔質膜などのユニット内部で散乱し、隣接するスポットに含まれた放射性標識物質によって露光されるべき輝尽性蛍光体層の領域に入射し、あるいは、放射性標識物質から発せられた電子線が散乱し、隣接するスポット含まれた放射性標識物質から発せられた電子線が混ざり合って、輝尽性蛍光体層の領域に入射し、その結果、輝尽光を光電的に検出して生成された放射線画像中にノイズを生成し、各スポットの放射線量を定量して、生体由来の物質を解析する際、定量性が悪化するという問題があり、スポットを近接して形成して高密度化しようとする場合には、特に著しい定量性の悪化が認められた。
【０００９】
隣接するスポットに含まれた放射性標識物質から発せられる電子線の散乱に起因するノイズを防止して、かかる問題を解消するためには、必然的に、隣接するスポット間の距離を大きくすることが必要になり、スポットの密度が低下し、検査効率を低下させるという問題があった。
【００１０】
さらに、生化学解析の分野においては、多孔質膜などのユニット表面上の異なる位置に、スポット状に形成されたホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなど、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質に、放射性標識物質に加えて、化学発光基質と接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質および／または蛍光物質によって標識された生体由来の物質をハイブリダイズさせて、選択的に標識し、放射性標識物質によって、輝尽性蛍光体層を露光した後、あるいは、放射性標識物質による輝尽性蛍光体層の露光に先立って、化学発光基質とを接触させて、化学発光基質と標識物質との接触によって生ずる可視光波長域の化学発光を光電的に検出し、および／または、励起光を照射して、蛍光物質から発せられる蛍光を光電的に検出して、生体由来の物質を解析することも要求されているが、かかる場合にも、スポットから発せられた化学発光や蛍光が多孔質膜などのユニット内で散乱し、あるいは、スポットから発せられた化学発光や蛍光が散乱して、隣接するスポットから発せられた化学発光や蛍光と混ざり合い、その結果、化学発光を光電的に検出して生成した化学発光画像および／または蛍光を光電的に検出して生成した蛍光画像中にノイズを生成するという問題があった。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、ノイズの発生を抑えて精度の高い生化学解析が可能な生化学解析用ユニットを効率よく製造する方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、放射線および／または光を減衰させる性質を有する材料によって形成され、複数の孔が形成された基板を備え、前記複数の孔内に、それぞれ吸着性領域が形成されている生化学解析用ユニットの製造方法において、前記複数の孔内に、それぞれ吸着性材料を充填して、前記吸着性領域を形成し、前記吸着性材料の溶媒組成の主成分が吸着性材料の良溶媒で、少量の貧溶媒を含む吸着性材料溶液を、前記基板の前記複数の孔に注入後、該基板を凝固液に浸漬または徐々に乾燥することにより、前記吸着性材料の充填を行っている。
【００１３】
また、請求項２記載の発明では、放射線および／または光を減衰させる性質を有する材料によって形成されるとともに、複数の孔が形成され、前記複数の孔内に、それぞれ、吸着性領域が形成され、それによって、複数の吸着性領域が形成された基板を備え、前記基板の前記複数の孔内に形成された複数の吸着性領域に、構造または特性が既知の特異的結合物質が滴下され、放射性標識物質、蛍光物質または化学発光基質のいずれかと接触させることによって化学発光を生じさせる標識物質よりなる群から選ばれる少なくとも１種の標識物質によって標識された生体由来の物質が、前記特異的結合物質に特異的に結合されて、前記複数の吸着性領域が選択的に標識されている生化学解析用ユニットの製造方法において、前記複数の孔内にそれぞれ吸着性材料を充填して、前記吸着性領域を形成し、前記吸着性材料の溶媒組成の主成分が吸着性材料の良溶媒で、少量の貧溶媒を含む吸着性材料溶液を、前記基板の前記複数の孔に注入後、該基板を凝固液に浸漬または徐々に乾燥することにより、前記吸着性材料の充填を行っている。
【００１４】
また、請求項３記載の発明では、放射線を減衰させる性質を有する材料によって形成され、複数の孔が形成された基板の前記複数の孔内に、それぞれ、吸着性領域が形成されて、形成された複数の吸着性領域に、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、構造または特性が既知の特異的結合物質を滴下し、放射性標識物質によって標識された生体由来の物質を、前記特異的結合物質に特異的に結合させて、前記複数の吸着性領域を選択的に標識して、輝尽性蛍光体層が形成された蓄積性蛍光体シートに、前記輝尽性蛍光体層が前記複数の吸着性領域と対向するように、重ね合わせて、前記複数の吸着性領域に含まれた前記放射性標識物質によって、前記輝尽性蛍光体層を露光し、前記放射性標識物質によって露光された前記輝尽性蛍光体層に励起光を照射して、前記輝尽性蛍光体層に含まれた輝尽性蛍光体を励起し、前記輝尽性蛍光体層に含まれた輝尽性蛍光体から放出された輝尽光を光電的に検出して、生化学解析用データを生成するための生化学解析用ユニットの製造方法において、前記複数の孔内に、それぞれ吸着性材料を充填して、前記吸着性領域を形成し、前記吸着性材料の溶媒組成の主成分が吸着性材料の良溶媒で、少量の貧溶媒を含む吸着性材料溶液を、前記基板の前記複数の孔に注入後、該基板を凝固液に浸漬または徐々に乾燥することにより、前記吸着性材料の充填を行っている。
【００１５】
なお、上記請求項１〜３記載の発明のように、前記吸着性材料の溶媒組成の主成分が吸着性材料の良溶媒で、少量の貧溶媒を含む吸着性材料溶液を、前記基板の前記複数の孔に注入後、該基板を凝固液に浸漬または徐々に乾燥することにより、前記吸着性材料の充填を行うことに代えて、請求項４〜６記載の発明のように、あらかじめ膜状に形成された吸着性材料と、前記基板とを重ね合わせて加圧して、前記基板の孔内に前記膜状の吸着性材料を圧入することにより、前記吸着性材料の充填を行ってもよい。
【００１６】
前記吸着性材料が、多孔質材料よりなることが好ましい。さらに、前記多孔質材料が、メンブレンフィルターを形成可能な材料よりなることが好ましい。また、前記多孔質材料に、多孔質材料の溶媒に不溶な繊維状材料を混合させることが好ましい。
【００１７】
前記放射線および／または光を減衰させる性質を有する材料が、隣り合う吸着性領域の間の距離に等しい距離だけ、放射線および／または光が前記材料中を透過したときに、放射線および／または光のエネルギーを、１／５以下に減衰させる性質を有することが好ましい。
【００１８】
前記基板が、金属材料、セラミック材料およびプラスチック材料よりなる群から選ばれる材料によって形成されることが好ましい。
【００１９】
前記基板に前記複数の孔を形成する方法が、打ち抜き法、放電加工法、フォトリソグラフとエッチングとを組み合わせた方法、レーザーアブレーション法であることが好ましい。なお、孔は基板を貫通した孔の他に、凹み状の孔であってもよい。
【００２０】
前記孔のサイズが、５ｍｍ2 未満であることが好ましい。また、前記孔が、１０個／ｃｍ2 以上の密度で、形成されていることが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されない。また、以下の説明に用いる用語などは、本発明の好ましい例を示すものであって、本発明の用語の意義や技術的な範囲を示すものではない。
【００２２】
図１は、本発明の生化学解析用ユニットの概略を示す斜視図である。図１に示す生化学解析用ユニット１は、孔３が複数設けられた基板２と、孔３の内部に充填され、基板２と接着された多孔質材料４とからなる。この吸着性領域としての多孔質材料４には、構造または特性が既知の特異的結合物質５が滴下され、その後の処理により固定化されている。
【００２３】
前記基板２の材質としては、生化学解析用ユニット内部での散乱を防止するために、放射線または光を透過させないか、減衰させる材質が好ましく、金属、セラミックが好ましい。また、孔を開ける加工が容易であるプラスチックを前記基板として用いる場合は、放射線または光をより一層減衰させるために、粒子をプラスチック内部に分散させることが好ましい。
【００２４】
前記金属としては、銅、銀、金、亜鉛、鉛、アルミニューム、チタン、錫、クロム、鉄、ニッケル、コバルト、タンタルあるいは、ステンレス鋼や黄銅などの合金があげられるが、必ずしもこれらに限定されない。
【００２５】
前記プラスチックとしては、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレートやポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ナイロン−６やナイロン−６６などの脂肪族ポリアミド、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリジフェニルシロキサンなどのケイ素樹脂、ノボラックなどのフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、酢酸セルロースやニトロセルロースなどのセルロース類、ブタジエン−スチレン共重合体などのコポリマー、さらには前記プラスチックをブレンドすることがあげられるが、必ずしもこれらに限定されない。
【００２６】
放射線または光を減衰させるために、前記のプラスチックに金属酸化物粒子やガラス繊維などを充填することが好ましく、金属酸化物粒子としては、二酸化ケイ素、アルミナ、二酸化チタン、酸化鉄、酸化銅などがあげられるが、必ずしもこれらに限定されない。
【００２７】
前記セラミックとしては、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、石英等があげられるが、必ずしもこれらに限定されない。
【００２８】
放射線または光を減衰させるという意味は、前記基板２の孔３に充填された多孔質材料表面または内部の特異的結合物質と、結合した標識物質から発する放射線または光が、前記孔から基板壁を透過して、隣接する孔に到達する強度が、１／５以下になることが好ましく、１／１０以下になることがより好ましい。
【００２９】
放射性標識した試料からの電子線などの放射線を効果的に遮蔽するためには、基板２の平均密度は、一般には０．６ｇ／ｃｍ3 以上であり、好ましくは１〜２０ｇ／ｃｍ3   の範囲にあり、特に好ましくは２〜１０ｇ／ｃｍ3 の範囲にある。電子線の透過距離は密度に反比例するので、放射性物質が、32Ｐ、33Ｐ、35Ｓ、14Ｃなどのような一般的な放射性同位元素（ＲＩ）であれば、基板２の平均密度をこの範囲とすることにより、各孔３内に固定されることになる試料のＲＩからの電子線を基板２の隔壁で遮蔽して、電子線の透過、散乱による放射線画像の分解能の低下を防ぐことができる。
【００３０】
前記基板２の厚みは、一般には５０〜１０００μｍの範囲にあり、好ましくは１００〜５００μｍの範囲にある。
【００３１】
前記基板２に開ける孔３は、孔３の密度を高めるために、孔３の開口部の面積（サイズ）は一般には５ｍｍ2 未満であり、好ましくは１ｍｍ2 未満であり、０．３ｍｍ2 未満がより好ましく、０．０１ｍｍ2 未満がさらに好ましい。そして、好ましくは０．００１ｍｍ2 以上である。
【００３２】
孔３のピッチ（隣接する二つの孔の中心から中心までの距離）Ｐ１は一般には０．０５〜３ｍｍの範囲にあり、孔１１の間隔（隣接する二つの孔の端部から端部までの最短距離）Ｌ１は、一般には０．０１〜１．５ｍｍの範囲にある。孔３の数（密度）は、一般には１０個／ｃｍ2 以上であり、好ましくは１００個／ｃｍ2 以上、より好ましくは５００個／ｃｍ2 以上、更に好ましくは１０００個／ｃｍ2 以上である。そして、好ましくは１０００００個／ｃｍ2 以下、そして特に好ましくは１００００個／ｃｍ2 以下である。なお、これらは全て、必ずしも、図１に示したように等間隔で設けられている必要はなく、幾つかのブロック（単位）に別れてブロック毎に複数の孔３が設けられていてもよい。
【００３３】
前記基板２に複数の孔３を開ける方法として、ピンで打ちぬくパンチングがあげられる。効率を高めるために、図２に示すように、複数のピン９を孔同士の間隔の整数倍の距離だけ離して配置して１回のパンチで複数の孔３を開けることが好ましい。
【００３４】
前記基板２に複数の孔３を開ける方法として、電極の配列パターンが孔のパターンと同一である放電電極を、油や空気などの電気的絶縁流体中で、接地された基板に接近させ、前記放電電極に高電圧をパルス状に印加することで、引き起こされる放電に伴う熱により、基板を揮発する放電加工が上げられる。
【００３５】
前記基板２の複数の孔３は、フォトリソグラフィとエッチングによって設けても良い。図３（ａ）に示すように、まず、支持体１０上に感光性材料を塗布し、塗膜８とした後に所望の孔パターンが描かれたフォトリソグラフ用マスク材７を前記塗膜８上に光を用いて転写するフォトリソグラフィによって、孔周囲の塗膜８を硬化させる。この後に、塗膜８を有機溶剤中に浸漬し、光未照射部を有機溶剤中に溶出させて除去するエッチングによって、塗膜８に複数の孔を設けた後、支持体１０から基板２を剥離し、図３（ｂ）に示すような多数の孔３が形成された基板２が得られる。支持体としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレンなどが挙げられるが、本発明はこれらに限定されるわけではない。
【００３６】
前記感光性材料としては、紫外線硬化性組成物が好ましく用いられる。該紫外線硬化性組成物は、光重合開始剤と紫外線硬化性樹脂原料から成る。光重合開始剤は、光重合を開始させる源を含む任意の物質であってよい。例えば、水素引き抜き型開始剤（例、ベンゾフェノン系開始剤）またはラジカル開裂型開始剤（例、アセトフェノン系開始剤、トリアジン系開始剤）を用いることができる。また、本発明で用いる紫外線硬化性樹脂原料の例としては、アクリル酸エステル類（例、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル）、メタクリル酸エステル類（例、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、エチレングリコールジメタクリレート）多価アルコールと（メタ）アクリル酸とのエステル（例、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ジクロヘキサンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート）、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，２，３−シクロヘキサンテトラメタクリレート、ポリウレタンポリアクリレート、ポリエステルポリアクリレート）が挙げられるがこれらに限定されるわけではない。これらは、単独で用いても良いし、複数種類用いても良い。
【００３７】
前記エッチング用の有機溶剤としては、前記紫外線硬化性組成物を溶解する任意の有機溶剤が用いられる。例えば、アセトンやエチルメチルケトンなどのケトン類が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【００３８】
エッチングによる光未照射部の除去を容易に行うため、エッチング液中で前記基板に超音波を照射させながらエッチングを行うことが好ましい。
【００３９】
基板２に金属を用いる場合、電解エッチングによって複数の孔を設けても良い。まず、金属板上に塗布されたレジストに、作製したい孔パターンが描かれたフォトマスクパターンを露光し、現像する。例えば硫酸、ふっ酸、燐酸などの強酸溶液中で、前記金属板を陽極、白金を陰極にして電気分解を行う電解エッチングによって金属板に孔を開けた後、金属板表面に残るレジストを剥離する。
【００４０】
前記基板に複数の孔を開ける別の方法として、エキシマレーザー、ＹＡＧレーザーなどの高出力レーザービームを、前記基板に照射して、照射部分の基板を加熱して揮発させる方法があげられる。前記基板の面に沿って、レーザービームをスキャンすることで、孔の配列が形成される。また、孔３は基板２を貫通した孔の他に、凹み状の孔（穴）であってもよい。
【００４１】
本発明において、吸着性領域を形成する吸着性材料としては、多孔質材料あるいは繊維材料が好ましく使用される。また、多孔質材料と繊維材料とを併用して、吸着性領域を形成することができる。本発明において、吸着性領域を形成するために使用される多孔質材料は、有機材料、無機材料のいずれでもよく、有機／無機複合体でもよい。
【００４２】
本発明において、吸着性領域を形成するために使用される有機多孔質材料は、特に限定されるものではないが、活性炭などの炭素多孔質材料あるいはメンブレンフィルタを形成可能な多孔質材料が、好ましく用いられる。メンブレンフィルタを形成可能な多孔質材料としては、溶媒に溶解可能なポリマーが好ましく用いられる。そのポリマーとしては、セルロース誘導体（例えば、ニトロセルロース、再生セルロース、セルロースアセテート、酢酸セルロース、酪酸酢酸セルロースなど）、脂肪族ポリアミド類（例えば、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン４，１０など）、ポリオレフィン類（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、含塩素ポリマー類（例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなど）、フッ素樹脂類（例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオライドなど）、ポリカーボネート、ポリスルフォン、アルギン酸及びその誘導体（例えば、アルギン酸、アルギン酸カルシウム、アルギン酸／ポリリシンポリイオンコンプレックスなど）、コラーゲンなどがあげられ、これらポリマーの共重合体や複合体（混合体）も用いることができる。
【００４３】
また、吸着性領域を形成するための繊維材料も特に限定されるものではないが、好ましくは前述したセルロース誘導体類、脂肪族ポリアミド類などが挙げられる。
【００４４】
本発明において、吸着性領域を形成するために使用される無機多孔質材料は、特に限定されるものではないが、好ましくは、金属（例えば、白金、金、鉄、銀、ニッケル、アルミニウムなど）、金属等の酸化物（例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ゼオライトなど）、金属塩（例えば、ヒドロキシアパタイト、硫酸カルシウムなど）及びこれらの複合体などが挙げられる。
【００４５】
また、前記吸着性領域としての多孔質材料４の強度を高めるため、前記多孔質材料４には、多孔質材料４の溶媒に不溶な繊維状材料を混合させても良い。前記繊維状材料としては、多孔質材料４の溶媒に不溶な材料であれば任意の材料で良い。例えば、セルロース、ガラス繊維、金属繊維が用いられる。これらは単独で用いても良いし、複数種類を用いても良い。
【００４６】
図４には、前記基板２の孔３へ連続的にドープ（前記多孔質材料を含有している溶液）４を注入する方法の一実施形態の概略図が示されている。連続的に搬送されている前記基板２の上方に、ドープ４を基板２上に流す流延ダイ１１が配置されており、連続的に基板２にドープ４が注入される。孔から溢れた過剰なドープ４は、基板２上下に固定されたブレード１２によって掻き落とされる。ドープが注入された基板２は、多孔質材料の良溶媒と貧溶媒の混合溶液、あるいは多孔質材料の貧溶媒溶液で構成される凝固浴（凝固液）１３中に浸漬され、基板２の各孔３内で多孔質膜が形成される。多孔質膜が形成された基板は、水浴１４に浸漬させて洗浄し、乾燥工程へと運ばれる。
【００４７】
前記ドープ４の濃度は、一般には５〜３５重量％の範囲にあり、好ましくは１０〜３０重量％の範囲にある。５重量％より低い濃度では、前記多孔質材料４や多孔質膜１３等の多孔性構造体の強度が十分ではなく、一方、３５重量％より高い濃度では、多孔性構造体の空隙率が低下して、プローブ分子溶液に対する透水性が実質的な意味を持たないほど小さくなる。
【００４８】
図５には、前記基板２の孔３へ間歇的にドープを注入する方法の一形態の概略図が示されている。連続的、もしくは間歇的に搬送されている基板２の上方に、ドープ４を前記基板２の孔３に注入するディスペンサ１７が配置されており、このディスペンサ１７は各孔３へ間歇的にドープを注入する。
【００４９】
前記基板の各孔で多孔を形成させる方法としては、ドープが注入された前記基板に、温度と湿度が制御された風を一定風速で供給し、徐々に溶剤を揮発させることで、相分離、ゲル化を生ぜしめる方法であっても良い。
【００５０】
孔から溢れたドープを除去する方法としては、吸引装置を基板２上下に設置し、過剰なドープを吸引する方法であっても良い。
【００５１】
前記多孔質材料への前記特異的結合物質の浸透を速めるため、放電処理によって多孔質材料表面を親水的にすることが好ましい。前記基板が金属などの導電性材料の場合、基板を接地して、交流高電圧を印加した電極を前記基板に対向させる方法が挙げられる。前記基板がプラスチックやセラミックなどの絶縁性材料の場合、接地された導電性材料の上に基板を置き、交流高電圧を印加した電極を前記基板に対向させる方法が挙げられる。
【００５２】
また、前記多孔質材料への前記特異的結合物質の浸透を速めるため、前記多孔質材料に界面活性剤を含浸させることが好ましい。界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、フッ素系のいずれの界面活性剤を用いても良い。具体的には、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、サポニン、ｐ−ｔｅｒｔ−オクチルフェノキシエトキシエチルスルホン酸ナトリウム、ノニルフェノキシポリエトキシエタノール、特開昭６２−１７０９５０号公報、米国特許５，３８０，６４４号公報、特開昭６３−１８８１３５号公報、などに記載のフッ素系界面活性剤、特開平６−３０１１４０号公報などに記載のポリアルキレンオキサイドやアニオン系界面活性剤などが挙げられる。
【００５３】
前記多孔質材料への前記特異的結合物質の浸透を速める方法によって、前記多孔質材料表面の水の静的接触角が６０°以下にすることが好ましく、より好ましくは５０°以下である。
【００５４】
基板に充填する多孔質材料の強度を高めるために、基板の複数の孔には、複数の異なる多孔質材料を順次注入、固化させても良い。
【００５５】
前記基板の孔に充填された多孔質材料を、前記基板に接着させる方法としては、前記基板に、エポキシなどの接着剤を薄く塗布して、前記基板と多孔質材料とを接着させる方法があるが、より好ましい方法として、下記の方法があげられる。前記基板が金属の場合は、まず、陽極酸化処理などにより、金属酸化物を表面に形成する。陽極酸化処理とは、硫酸、リン酸、クロム酸液中で、前記基板金属を陽極とし、直流電流を流すことで、酸化物を表面に形成する方法である。前記基板がプラスチックの場合は前述のように金属酸化物粒子を分散しておく。前記基板がセラミックの場合は、前述のような金属酸化物であればよい。次ぎに、末端にアルコキシド基を有する、他の末端にはアミノ基やカルボキシル基を有する、シラン系またはチタネート系のカップリング剤を、前記基板に塗った後５０℃以上に加熱することで、基板表面の金属酸化物表面の水酸基とカップリング剤のアルコキシド基を反応させる。続いて前記多孔質材料を前記基板の孔に充填して、前記基板表面に結合したカップリング剤と、前記多孔質材料とを接着することができる。前記基板に前記カップリング剤を塗る方法としては、カップリング剤溶液中に前記基板を浸漬するか、前記カップリング剤溶液を前記基板に噴霧するなどの方法があげられるが、必ずしもこれらに限定されない。
【００５６】
図６には前記基板２が金属製の場合に、カップリング剤３２を基板２の孔３の表面に結合させる方法が示されている。まず、図６（ａ）に示すように陽極酸化処理により、金属製基板２の孔３の表面に金属酸化物の層３１を形成し、続いて、カップリング剤３２の溶液中に基板２を浸漬して、図６（ｂ）に示すように基板２の孔３の表面に、カップリング剤３２を付与した後、５０℃以上で加熱して、図６（ｃ）に示すように基板２の孔３の表面に形成された金属酸化物の層３１とカップリング剤３２とを化学結合させる。
【００５７】
図７には前記基板２がプラスチック製の場合に、カップリング剤３２を基板２の孔３の表面に結合させる方法が示されている。図７（ａ）に示すように予め、基板２内部には金属酸化物粒子３３が分散されており、基板２の孔３の表面には金属酸化物粒子３３が存在している。カップリング剤３２の溶液中に基板２を浸漬して、図７（ｂ）に示すように基板２の孔３の表面に、カップリング剤３２を付与した後、５０℃以上で加熱して、図７（ｃ）に示すように基板２の孔３の表面に形成された金属酸化物粒子３３とカップリング剤３２とを化学結合させる。前記多孔質材料が脂肪族ポリアミドである場合には、前記カップリング剤が、末端にアミノ基を有する、シラン系カップリング剤またはチタネート系カップリング剤であることが好ましい。
【００５８】
図８には、多孔質膜２１と前記基板２とを重ね合わせてプレスして、前記基板２の孔３に多孔質膜２１を圧入する方法の一実施形態の概略図が示されている。多孔質膜２１は、ドープを支持体上に流延または塗布後、多孔質膜のポリマーの貧溶媒、もしくは良溶媒と貧溶媒の混合液に、浸漬した後、水洗乾燥するか、またはドープを支持体上に流延または塗布後、徐々に乾燥することにより別途作成される。図８（ａ）に示すように孔３が形成された前記基板２と前記多孔質膜２１を重ねて、プレスロール２２とバックアップロール２３の間に送りこみ、プレスすることにより、図８（ｂ）に示すように前記基板２の孔３に多孔質膜２１を圧入する。この場合、プレスロール２２とバックアップロール２３を加熱する方法などにより、多孔質膜２１を軟化させると、基板２の孔３への圧入が容易に可能になる。
【００５９】
前記多孔質材料４や多孔質膜２１等の多孔性構造体の平均密度は、核酸もしくはその断片、あるいは合成オリゴヌクレオチドなどの特異的結合物質（プローブ分子）を有効に固定するためには、一般には、１．０ｇ／ｃｍ3 以下であり、好ましくは０．５ｇ／ｃｍ3 以下であり、そして好ましくは０．１ｇ／ｃｍ3 以上である（但し、多孔性構造体の平均密度は、基板２の平均密度よりも小さくする）。
【００６０】
また、前記多孔性構造体は一般に、空隙率（体積比）が１０〜９０％の範囲にあり、その空隙を構成する微細孔の平均孔径は０．１〜５０μｍの範囲にある。
【００６１】
吸着性領域としての多孔質材料４の表面と裏面のうちの少なくとも一方は、図９に示すように、基板２の表面または裏面よりも基板内部に向かって後退していることが望ましい。このような構成とすることにより、多孔質材料４へのプローブ分子溶液の点着が容易となり、また一旦点着されたプローブ分子溶液の基板２の表面への流出や他の多孔質材料４への流出を防ぐことができるとともに、多孔質材料４に結合固定されたターゲット分子からの放射線の散乱を効果的に防止することができる。
【００６２】
本発明において、基板２の孔３の配列および孔３の開口部の形状は、図１に示したような格子状の配列と円形の開口部に限定されるものではなく、孔３の配列や形状などは適宜変更することができる。
【００６３】
図１０は、吸着性領域の配列のバリエーションの例を示す平面図である。図１０では、吸着性領域１３が隣接する列で互いに位置をずらして配置されている。
【００６４】
図１１および図１２はそれぞれ、吸着性領域の開口部の形状のバリエーションの例を示す平面図である。図１１では、吸着性領域１３の開口部は四角形である。図１２では、領域１３の開口部は三角形である。
【００６５】
この他にも、吸着性領域はランダムに配置されていてもよいし、その開口部は楕円形、または六角形などの多角形であってもよい。さらに、細長い長方形の吸着性領域をストライプ状に設けて、一次元方向にのみ区画化することも可能である。
【００６６】
前記吸着性領域に固定可能なプローブ分子（特異的結合物質）としては、従来よりマクロアレイのプローブ分子として使用可能な各種のポリヌクレオチドおよびオリゴヌクレオチドを用いることができる。例えば、ｃＤＮＡ、ｃＤＮＡの一部、ＥＳＴなどのＰＣＲ法によって増幅して調製したポリヌクレオチド（「ＰＣＲ産物」）、および合成したオリゴヌクレオチドを挙げることができる。また、ＤＮＡのホスホジエステル結合をペプチド結合に変換した人工核酸、すなわちペプチド核酸（ＰＮＡ）、もしくはそれらの誘導体であってもよい。さらに、ホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ＲＮＡなど、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ、塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質はすべて、本発明のプローブ分子として使用することができる。
【００６７】
プローブ分子とターゲット分子との具体的な組合せの例としては、ＤＮＡ（ＤＮＡ、もしくはその断片、またはオリゴＤＮＡ）とＤＮＡ、ＤＮＡとＲＮＡ、ＰＮＡとＤＮＡまたはＲＮＡ、ＰＮＡとＰＮＡ、抗原と抗体、アビジンとビオチンなどを挙げることができる。
【００６８】
前記プローブ分子を前記多孔質材料に滴下する方法としては、米国特許５８０７５２２号明細書のように、ピンに付着させたプローブ分子を含む液体を、多孔質材料に移すスポッティング方式や、プローブ分子を含む液滴を吐出して多孔質材料に移すインクジェット方式があげられるが、必ずしもこれらに限定されない。
【００６９】
前記プローブ分子を多孔質材料に固定する方法としては、多孔質材料の細孔表面での物理的吸着によっても可能だが、より好ましくは化学反応または加熱または紫外線照射などの方法により化学的に結合させることが好ましい。
【００７０】
多孔質材料の細孔表面に固定された、前記プローブ分子と結合するターゲット分子は、たとえば、３３Ｐなどの放射性標識物質、または、蛍光色素などの蛍光標識物質、化学発光基質と接触すると化学発光を生じる標識物質よりなる群から選ばれる１種または２種以上の標識物質によって標識されていればよい。前記特異的結合物質と、標識された生体由来の物質との特異的結合は、たとえば、ｃＤＮＡ同士のハイブリダイゼーション、抗原抗体反応、リセプター・リガンド等の反応があげられるが、必ずしもこれらに限定されない。
【００７１】
本発明における、放射性標識物質から発する放射線を、蓄積する輝尽性蛍光体としては、放射線のエネルギーを蓄積可能で、電磁波によって励起され、蓄積している放射線のエネルギーを光の形で放出可能なものであればよく、特に限定されるものではないが、可視光波長域の光により励起可能であるものが好ましい。具体的には、たとえば、特開昭５５−１２１４５号公報に開示されたアルカリ土類金属弗化ハロゲン化物系蛍光体（Ｂａ1-x Ｍ2+x ）ＦＸ：ｙＡ（ここに、Ｍ2+はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、ＺｎおよびＣｄからなる群より選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属元素、ＸはＣｌ、ＢｒおよびＩからなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲン、ＡはＥｕ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｈｅ、Ｎｄ、ＹｂおよびＥｒからなる群より選ばれる少なくとも一種の３価金属元素、ｘは０≦ｘ≦０．６、ｙは０≦ｙ≦０．２である。）、特開平２−２７６９９７号公報に開示されたアルカリ土類金属弗化ハロゲン化物系蛍光体ＳｒＦＸ：Ｚ（ここに、ＸはＣｌ、ＢｒおよびＩからなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲン、ＺはＥｕまたはＣｅである。）、特開昭５９−５６４７９号公報に開示されたユーロピウム付活複合ハロゲン物系蛍光体ＢａＦＸ・ｘＮａＸ’：ａＥｕ2+（ここに、ＸおよびＸ’はいずれも、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲンであり、ｘは０＜ｘ≦２、ａは０＜ａ≦０．２である。）、特開昭５８−６９２８１号公報に開示されたセリウム付活三価金属オキシハロゲン物系蛍光体であるＭＯＸ：ｘＣｅ（ここに、ＭはＰｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＢｉからなる群より選ばれる少なくとも一種の三価金属元素、ＸはＢｒおよびＩのうちの一方あるいは双方、ｘは、０＜ｘ＜０．１である。）、特開昭６０−１０１１７９号公報および同６０−９０２８８号公報に開示されたセリウム付活希土類オキシハロゲン物系蛍光体であるＬｎＯＸ：ｘＣｅ（ここに、ＬｎはＹ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕからなる群より選ばれる少なくとも一種の希土類元素、ＸはＣｌ、ＢｒおよびＩからなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲン、ｘは、０＜ｘ≦０．１である。）および特開昭５９−７５２００号公報に開示されたユーロピウム付活複合ハロゲン物系蛍光体ＭIIＦＸ・ａＭI Ｘ’・ｂＭ’IIＸ''2 ・ｃＭIII Ｘ'''3・ｘＡ：ｙＥｕ2+（ここに、ＭIIはＢａ、ＳｒおよびＣａからなる群より選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属元素、ＭI はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓからなる群より選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属元素、Ｍ' IIはＢｅおよびＭｇからなる群より選ばれる少なくとも一種の二価金属元素、ＭIII はＡｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＴｌからなる群より選ばれる少なくとも一種の三価金属元素、Ａは少なくとも一種の金属酸化物、ＸはＣｌ、ＢｒおよびＩからなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲン、Ｘ’、Ｘ''およびＸ''' はＦ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲンであり、ａは、０≦ａ≦２、ｂは、０≦ｂ≦１０-2、ｃは、０≦ｃ≦１０-2で、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ≧１０- 2 であり、ｘは、０＜ｘ≦０．５で、ｙは、０＜ｙ≦０．２である。）が、好ましく使用し得る。
【００７２】
図１３は放射線の蓄積性シートを示す斜視図であり、（ａ）は、前記の輝尽性蛍光体からなる層３４を支持体３５の全面に形成したものであり、（ｂ）は、前記生化学解析用ユニットの基板２に設けられた孔３の配列パターンと同一に、支持体３５上に輝尽性蛍光体からなる層３４を配列したものである。
【００７３】
本発明の生化学解析用ユニットの多孔質材料の細孔表面に固定されたプローブ分子と、放射性標識物質により標識されたターゲット分子とを特異的に結合させた後、前記蓄積性シートを生化学解析用ユニットと重ね合わせて、放射性標識物質からの放射線を蓄積性シートの輝尽性蛍光体層３４に蓄積（以下は露光と称する）する。
【００７４】
蓄積性シートの輝尽性蛍光体層３４に記録された放射性標識物質の信号（以下は画像と称する）を検出する方法を以下に示すが、必ずしもこの方法に限定されない。
【００７５】
図１４は、輝尽性蛍光体層３４に記録された放射性標識物質の画像を読み取って、画像データを生成する画像読み取り装置の一例を示す略斜視図である。この画像読み取り装置は、６４０ｎｍの波長のレーザ光４４を発する第１のレーザ励起光源４１と、５３２ｎｍの波長のレーザ光を発する第２のレーザ励起光源４２と、４７３ｎｍの波長のレーザ光を発する第３のレーザ励起光源４３とを備えている。本実施態様においては、第１のレーザ励起光源４１は、半導体レーザ光源によって構成され、第２のレーザ励起光源４２および第３のレーザ励起光源４３は、第二高調波生成（Second Harmonic Generation) 素子によって構成されている。
【００７６】
第１のレーザ励起光源４１により発生されたレーザ光４４は、コリメータレンズ４５により平行光とされた後、ミラー４６によって反射される。第１のレーザ励起光源４１から発せられ、ミラー４６によって反射されたレーザ光４４の光路には、６４０ｎｍのレーザ光を透過し、５３２ｎｍの波長の光を反射する第１のダイクロイックミラー４７および５３２ｎｍ以上の波長の光を透過し、４７３ｎｍの波長の光を反射する第２のダイクロイックミラー４８が設けられており、第１のレーザ励起光源４１により発生されたレーザ光４４は、第１のダイクロイックミラー４７および第２のダイクロイックミラー４８を透過して、光学ヘッド５５に入射する。
【００７７】
他方、第２のレーザ励起光源４２より発生されたレーザ光は、コリメータレンズ５０により平行光とされた後、第１のダイクロイックミラー４７によって反射されて、その向きが９０度変えられて、第２のダイクロイックミラー４８を透過し、光学ヘッド５５に入射する。また、第３のレーザ励起光源４３から発生されたレーザ光は、コリメータレンズ５１によって平行光とされた後、第２のダイクロイックミラー４８により反射されて、その向きが９０度変えられた後、光学ヘッド５５に入射する。
【００７８】
光学ヘッド５５は、ミラー５６と、その中央部に孔５７が形成された孔開きミラー５８と、凸レンズ５９とを備えており、光学ヘッド５５に入射したレーザ光４４は、ミラー５６によって反射され、孔開きミラー５８に形成された孔５７および凸レンズ５９を通過して、ステージ６０のガラス板６１上に載置された蛍光画像を担持している輝尽性蛍光体層３４に入射する。図１４においては、輝尽性蛍光体層３４が、下方を向くように、ステージ６０のガラス板６１上に載置されている。
【００７９】
輝尽性蛍光体の層３４から発せられた蛍光６５は、凸レンズ５９により、平行な光にされ、孔開きミラー５８によって反射されて、凹面ミラー６６に入射する。凹面ミラー６６に入射した蛍光６５は、凹面ミラー６７に集光される。凹面ミラー６７に集光された蛍光６５は、凹面ミラー６７によって下方に反射され、フィルターユニット６８に入射し、所定の波長の光がカットされて、フォトマルチプライヤー６９に入射し、光電的に検出される。フォトマルチプライヤー６９によって光電的に検出されて、生成されたアナログ画像データは、Ａ／Ｄ変換器７０によって、ディジタル画像データに変換され、画像データ処理装置７１に送られる。図１４には図示されていないが、光学ヘッド５５は、走査機構によって、輝尽性蛍光体層３４の平面全体を走査することができるように移動可能に構成され、輝尽性蛍光体層３４の全面が、レーザ光４４によって走査される。
【００８０】
【実施例】
［実施例１］
（１）貫通孔を有する基板の作製
大きさが８０ｍｍ×８０ｍｍ、厚み１２０μｍのポリエステルシート（基板材料シート）に、孔径０．２ｍｍの開口部が円形の微細孔を、孔ピッチ０．３ｍｍ、孔間隔０．１ｍｍで、１０×１０個を一単位として計６４００個形成した。基板材料シートの平均密度は１．０ｇ／ｃｍ3 であった。
【００８１】
（２）多孔性構造体の形成
ポリスルホン（Ｐ−３５００、ＵＣＣ社製）      １５部
Ｎ−メチル−２−ピロリドン                    ７２部
ポリビニルピロリドン                          １３部
水                                          １．２部
【００８２】
上記材料を均一に溶解して多孔性構造体形成用材料の溶液を調製した。この溶液を安定した溶液状態で、乾燥膜の厚みが１２０μｍになるように、基板材料シート上にキャスティングコーターにより流延して貫通孔内に溶液を注入した後、ブレードにより基板材料シート表面の余分な溶液を掻き落した。次に、基板材料シートの液膜表面に温度２５℃、相対湿度５０％に調節した空気を風速１．２ｍ／秒で送った後、直ちに、基板材料シートを２５℃の水を満たした凝固槽に浸漬して、貫通孔内の膜中に多数の微細孔を形成した。その後、７５℃のジエチレングリコール中で５分間処理し、次いで水洗し、乾燥して、ポリエステル隔壁と多孔性のポリマー充填領域とからなる生化学解析用ユニットを得た。多孔性ポリマーの微細孔の平均孔径は０．２μｍであった。
【００８３】
［実施例２］
（１）貫通孔を有する基板の作製
大きさが８０ｍｍ×８０ｍｍ、厚み１００μｍのＳＵＳ３０４シート（基板材料シート）に、孔径０．２ｍｍの開口部が円形の微細孔を、エッチングによって孔ピッチ０．３ｍｍ、孔間隔０．１ｍｍで、１０×１０個を一単位として計６４００個形成した。
【００８４】
（２）多孔性構造体の形成
ナイロン６（Polysciences社製）                １４部
ギ酸                                          ６６部
水                                            ２０部
【００８５】
上記材料を均一に溶解して多孔性構造体形成用材料の溶液を調製した。この溶液を安定した溶液状態で、乾燥膜の厚みが１６０μｍになるように、基板材料シート上にキャスティングコーターにより流延して貫通孔内に溶液を注入した後、ブレードにより基板材料シート表面の余分な溶液を掻き落した。次に、直ちに、基板材料シートをギ酸４０％水溶液を満たした凝固槽に浸漬して、貫通孔内の膜中に多数の微細孔を形成した。その後、水洗、乾燥して、ステンレス隔壁と多数孔のポリマー充填領域とからなる生化学解析用ユニットを得た。多孔性ポリマーの微細孔の平均孔径は０．５μｍであった。
【００８６】
（３）多孔性構造体の形成
ナイロン６（Polysciences社製）                １４部
ギ酸                                          ６６部
水                                            ２０部
【００８７】
上記材料を均一に溶解して多孔性構造体形成用材料の溶液を調製した。この溶液を安定した溶液状態で、乾燥膜の厚みが１６０μｍになるように、キャスティングコーターによりポリエステル基材シート上に流延した。次に、直ちに、ギ酸４０％水溶液を満たした凝固槽にこの基材シートを浸漬して、膜中に多数の微細孔を形成した。その後、水洗、乾燥して、ポリエステル基材シートから膜を剥離して、多孔性構造体を得た。多孔性ポリマーの微細孔の平均孔径は０．５μｍであった。
【００８８】
（４）生化学解析用ユニットの形成
（３）で得た多孔性構造体と（１）で得た基板を重ねて、１５０℃に過熱したプレスロールとバックアップロールとの間に送り込み、２０ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力でプレスすることにより、基板の孔に多孔質構造体を圧入して生化学解析用ユニットを得た。
【００８９】
（５）生化学解析用ユニットの評価
上記実施例１及び２で得られた生化学解析用ユニットの多孔性構造体領域に、常法に従って一本鎖核酸断片（プローブ分子）を点着により固定した後、この生化学解析用ユニットを、該プローブ分子に相補性を示す一本鎖核酸断片（ターゲット分子）に放射性標識を付けた試料の水溶液に浸漬し、ハイブリダイゼーションを行った。生化学解析用ユニットを水溶液から取り出し、水洗し、乾燥した。次に、蓄積性蛍光体シートと重ね合わせ、室温でオートラジオグラフィー操作を行なった。この蓄積性蛍光体シートについて、放射線画像情報読取装置を用いて放射線画像の読み取りを行ったところ、生化学解析用ユニットの多孔性構造体領域（プローブ分子に放射性標識ターゲット分子がハイブリダイゼーションにより結合固定された領域）の放射線画像が、高分解能かつ高感度にて得られた。
【００９０】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、基板の複数の孔内に、それぞれ吸着性材料を充填して、前記吸着性領域を形成したから、生化学解析用のユニットを効率よく作成することができる。これにより、特異的結合物質と、生体由来でかつ標識された物質とが結合することで発する、放射線または光を検出して、生化学解析を行うための場合に、放射線または光の散乱などによるノイズを防止して、解析の精度を高めることができる生化学解析用ユニットが得られる。
【００９１】
本発明の方法に従って製造された生化学解析用ユニットを、生化学的特異的結合反応を利用する生体関連物質の分析に用いれば、核酸断片などのプローブ分子を多孔性構造体領域に選択的に点着固定することができる。これにより、プローブ分子溶液の点着時におけるプローブ分子の拡散を防ぐとともに、分析作業時に発生しやすい放射性標識ターゲット分子の拡散や非特異性の付着も防ぐことができる。その結果、オートラジオグラフィーによって得られる放射線画像のノイズを低減して、分解能の高い放射線画像を得ることができる。また、隔壁によりターゲット分子からの放射線の散乱を防ぐことができ、これによっても放射線画像の分解能を高めることができる。従って、生体関連物質の検出および解析の精度を顕著に向上させることができる。さらに、本発明に係る生化学解析用ユニットは、従来のスポットに相当する吸着性領域の単位面積当たりの数を増加させることが可能であり、従来の多孔性シートよりも高密度化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る生化学解析用ユニットの概略を示す斜視図である。
【図２】複数のピンを用いたパンチングにより孔開き基板を作成する方法を示す斜視図である。
【図３】フォトリソグラフとエッチングによる、孔開き基板の作成方法を示す斜視図である。
【図４】孔開き基板にドープを連続的に注入し吸着性領域を作成する方法を示す概略図である。
【図５】孔開き基板にドープを間歇的に注入する方法を示す概略図である。
【図６】金属製基板の孔表面にカップリング剤を結合する方法を示す概略図である
【図７】プラスチック製基板の孔表面にカップリング剤を結合する方法を示す概略図である。
【図８】孔開き基板の孔に多孔質膜を圧入する方法を示す概略図である。
【図９】図１におけるIX−IX線に沿う拡大した断面図である。
【図１０】吸着性領域の配列のバリエーションの例を示す平面図である。
【図１１】吸着性領域の開口部の別の形状の例を示す平面図である。
【図１２】吸着性領域の開口部の別の形状の例を示す平面図である。
【図１３】放射線の蓄積性シートの構成の概略を示す斜視図である。
【図１４】輝尽性蛍光体層に記録された放射性標識物質の信号を読み取って、画像データを生成する画像読取り装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  生化学解析用ユニット
２  基板
３  孔
４  多孔質材料（吸着性領域）
５  特異的結合物質
９  パンチング用ピン
１０  支持体
１１  流延ダイ
１２  ブレード
１３  凝固浴
１４  水浴
３１  金属酸化物の層
３２  カップリング剤
３３  金属酸化物粒子
３４  輝尽性蛍光体の層
３５  蓄積性シート用支持体
【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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