(57)【要約】【課題】気泡を噛みこまずに液体試料を展開することができる液体試料保持プレートを提供する。【解決手段】基板１０１と、基板１０１上に設けられ基板１０１に対向する面２０３に脂溶性の界面活性剤を塗布した上カバー２０２と、基板１０１と上カバー２０２との間に液体試料を保持する空間２０４を設けるためのスペーサー２０１からなり、スペーサー２０１は、基板１０１と上カバー２０２との間に開口部を２つ以上設けるように配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
この基板上に設けられ前記基板に対向する面に脂溶性の界面活性剤を塗布した上カバーと、
前記基板と前記上カバーとの間に液体試料を保持する空間を設けるためのスペーサーからなる液体試料保持プレート。
【請求項２】
前記界面活性剤の濃度が０．００００５ｗ／ｖ％以上、０．５ｗ／ｖ％以下である請求項１記載の液体試料保持プレート。
【請求項３】
前記スペーサーにより設けられる前記基板と前記上カバーとの距離が０．０２ｍｍ以上、４．５ｍｍ以下である請求項１記載の液体試料保持プレート。
【請求項４】
前記スペーサーは、前記基板と前記上カバーとの間に開口部を２つ以上設けるように配置される請求項１記載の液体試料保持プレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体試料を保持するプレートの構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロアレイは生体分子の解析に利用されている。その利用は、遺伝子の解析や遺伝子から発現したタンパク質の機能解析など多岐に渡っている。例えば、マイクロアレイを利用した遺伝子解析であれば、個々の細胞、組織あるいは個体での遺伝子の発現の様子を網羅的に解析することが可能となっている。
【０００３】
マイクロアレイはＤＮＡチップとも呼ばれ、ガラスやシリコン製の１×３インチ大の小基盤上に、ナノリットル単位の遺伝子溶液の液滴を高密度に点着させることによりマイクロメートル単位の微小なスポットを形成して、ガラスやシリコン製の基板上に遺伝子断片を固定化する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この固定化物を含んだ基板上で、ブロッキング、洗浄、検出反応といった様々な化学反応を行うことで、網羅的な遺伝子解析や発現タンパクの機能解析を行うことが可能となっている。基板上での化学反応は、基板上に反応液を滴下することで行われる。反応液の滴下の際には、基板上から溢れること無く、速やかに展開される必要がある。基板上から反応液が溢れること無く速やかに展開される方法として、固定化物を保持した基板上に凹面を持つカバータイルをキャスティングし、基板とカバータイルとの間に形成されたキャビティ内に反応液を加える方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特表平１０−５０３８４１号公報
【特許文献２】特表２０００−５０８４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、カバータイルをキャスティングさせた際に液体試料を展開する上で気泡の噛み込みが生じやすいという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、気泡の噛み込みを生じることなく液体試料を展開することが出来る液体試料保持プレートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の液体試料保持プレートは、基板と、この基板上に設けられ前記基板に対向する面に脂溶性の界面活性剤を塗布した上カバーと、前記基板と前記上カバーとの間に液体試料を保持する空間を設けるためのスペーサーからなることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本発明の液体試料保持プレートによれば、気泡の噛み込みを生じることなく液体試料を展開することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明の液体試料保持プレートの実施の形態を図面とともに詳細に説明する。
【０００９】
（実施の形態）
ＤＮＡアレイやプロテインアレイといった網羅的な検出においては、図１の（ａ）から（ｄ）に示したような工程で一連の操作が行われる。まず、アレイ化領域１０２と非アレイ化領域１０３を有した基板１０１を用意し（図１（ａ））、次に前記基板１０１上のアレイ化領域１０２にアレイ化サンプル１０４を固定する（図１（ｂ））。次に、前記アレイ化領域１０２に対してピペットを用いて（図１（ｃ））、液体試料１０５を前記アレイ化領域１０２全面に行き渡る様に導入する（図１（ｄ））。
【００１０】
図２は、本発明の実施の形態における液体試料保持プレートの構造を示すものである。図２（ａ）に示す基板１０１は、アレイ化サンプル１０４を固定するためのアレイ化領域面１０２と非アレイ化領域面１０３からなり、アレイ化領域面１０２と非アレイ化領域面１０３の境界にあたる部分の４隅にスペーサー２０１を配置している。図２（ｂ）に示す上カバー２０２は、基板１０１と向かい合う面２０３に脂溶性の界面活性剤を塗布したものである。図２（ｃ）に示すように、本発明の液体試料保持プレートは基板１０１上の４隅に配置したスペーサー２０１に覆い被せるように上カバー２０２を配置し、基板１０１と上カバー２０２との間にスペーサー２０１の厚み分の液体試料１０５を保持可能な空間２０４を設けたものである。
【００１１】
以上のように構成された液体試料保持プレートについて、以下その作用効果を説明する。まず、スペーサー２０１を４隅に設けることで、試料注入口と空気を逃がすための開口部を広く確保することができるため、液体試料１０５の注入をスムーズに行うことが可能となる。このとき、スペーサーは、必ずしも４隅に４つ設ける必要は無く、２辺にわたって形成されていても良い。これは、スペーサーを配置した辺以外で、試料注入口と空気の逃げ道の２つの開口部を確保しておけば、液体試料１０５の導入を行うことが可能なためである。
【００１２】
このとき、スペーサー２０１の高さは液体試料１０５の粘度によってその範囲が決定される。本発明の液体試料保持プレートは基板１０１と上カバー２０２の間に壁面を設けていない。即ち空間２０４の四方は開放端となるため、液体試料１０５が空間２０４から漏れ出さないためには、上カバー２０２の端面と基板１０１との間に働く表面張力が液体試料１０５の漏れ出す力よりも大きくなるようにスペーサー２０１の高さを設定しなければならない。さらに、基板１０１上の非アレイ領域１０３は親水性でないことが望ましく、疎水処理が施されていればなお良い。
【００１３】
また、上カバー２０２を設けてその高さをスペーサー２０１で制御することにより、液面の厚みばらつきを減少させた液体試料１０５の充満を行うことができる。もし、基板１０１上にアレイ化領域１０２を取り囲むように疎水性シートを設けて壁面を構成したところへ液体試料１０５を導入すると、壁面に近いところでは液面が厚くなり、中心部に近づくほど液面が薄くなるという現象が表面張力の影響により発生してしまう。あるいは、基板の親水性の程度によっては、液体試料の大半が壁面に引き寄せられ中心付近に溶液が存在しない場合も起こり得る。これらの液面の厚みばらつきは、中心付近と壁面付近で異なる屈折率を生じさせた。これは、発色、発光、蛍光測定といった測色を行う場合、測定結果に悪影響を及ぼしていた。
【００１４】
さらに、上カバー２０２の、基板１０１と向かい合う面に界面活性剤を塗ることで、液体試料１０５との接触性を向上させ、気泡を噛むことなくスムーズに液体試料１０５を空間２０４全面に広がるように導入することを可能とする。もし界面活性剤を塗布しなければ、上カバーと液体試料１０５との間に気泡の噛み込みを生じる。あるいは、上カバーを設けることなく液体試料１０５を基板１０１上に導入した場合には、表面張力の影響により液体試料１０５が基板１０１上のアレイ化領域１０２全面に広がり難くなってしまう。
【００１５】
ここで界面活性剤は、親水性を向上させると共に、試薬反応に与える影響を軽減させるため水に溶け難い性質を有している脂溶性のものを用いると良い。脂溶性の界面活性剤としては、例えば、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジン酸、ホスファチジルグリセロ‐ル、ホスファチジルイノシートル、カルジオリピン、リゾホスファチジルコリン、スフィンゴミエリン、卵黄レシチン、大豆レシチン、等がある。
【００１６】
図３は、本発明の液体試料保持プレートに液体試料１０５を導入する際の液体試料１０５の空間２０４への広がり方を示した図である。図３（ａ）で液体試料１０５の注入を開始し、図３（ｂ）〜（ｄ）のように展開し、図３（ｄ）で液体試料１０５の展開が完了している。図３の矢印の向きに向かい空気を追い出しながら、液体試料１０５が導入されていく（図３（ａ）〜（ｃ））。そして、液体試料１０５注入後は、基板１０１と上カバー２０２間の表面張力により、アレイ化領域１０２に留まっている（図３（ｄ））。空気の逃げ道を広く設け、かつ前記脂溶性界面活性剤で親水処理を施してあるために、気泡を噛み込むことなくスムーズに液体試料１０５が注入できる。
【００１７】
以上のように本実施の形態においては、液体試料導入部の上面に上カバーを配し、上カバーに親水処理を施すことにより、気泡を噛み込むことなく液体試料を展開することが出来る。さらに上カバーによって液面を一定にすることが出来るため、測定に際し、液面のばらつきによる屈折率の変化が発生せず、測定精度を向上させることが可能となる。
【００１８】
以下に、本発明の具体的な実施例を示す。ただし、プレートの製法や界面活性剤、液体試料の組成については、本実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１９】
まず、上カバーのアレイ化された基板面と向かい合う面に脂溶性界面活性剤処理を行った。その際、上カバーには、ＴａＫａＲａ  Ｓｐａｃｅｄ  Ｃｏｖｅｒ  Ｇｌａｓｓ  Ｌ（ＴａＫａＲａ、Ｇｌａｓｓ  Ｓｉｚｅ  ２２×４５ｍｍ）を用い、脂溶性界面活性剤には、Ｌ‐α‐ホスファチジルコリン（ＳＩＧＭＡ）を用いた。Ｌ‐α‐ホスファチジルコリンは、９９．５ｖ／ｖ％エタノールで溶解し、その濃度を０．６、０．５、０．３、０．１、０．００１、０．０００１、０．００００５及び０．０００２５ｗ／ｖ％の溶液に調整した。その後、ＴａＫａＲａ  Ｓｐａｃｅｄ  Ｃｏｖｅｒ  Ｇｌａｓｓ  Ｌのアレイ化された基板面と向かい合う面に対し、各濃度に調整したＬ‐α‐ホスファチジルコリン溶液を２００μＬずつ塗布した。
【００２０】
上カバーのＴａＫａＲａ  Ｓｐａｃｅｄ  Ｃｏｖｅｒ  Ｇｌａｓｓ  ＬにＬ‐α‐ホスファチジルコリン溶液の塗布を行う際には、図４に示した上カバー保持部材４０１に上カバー２０２を上カバー面２０３が上になるように配置した後、脂溶性界面活性剤４０２による処理を行った。
【００２１】
次に、エタノールを自然乾燥によって完全に蒸発させた後、Ｌ‐α‐ホスファチジルコリン処理を行った面が、アレイ化された基板面と向かい合うようにアレイ化基板に設置し、本発明の液体試料保持プレートとした。その後、液体試料を注入し、液体試料の空間２０４への導入の様子、気泡の噛み込み評価及び液体試料側へのＬ‐α‐ホスファチジルコリンの溶け出しの有無を評価した。その結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
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表１は、各濃度別にＬ‐α‐ホスファチジルコリン処理を行った上カバーを用い、液体試料保持プレートを作製し、液体試料を液体試料導入空間２０４に注入した際に、液体試料の前記空間２０４への浸透性、気泡の噛み込み、白濁の様子を示したものである。浸透性の評価は、２２ｍｍ×４５ｍｍ×０．０２ｍｍの空間に対し、液体試料２０μＬを導入するのに要した時間が１０秒未満であったものを○で、１０秒以上１５秒以内であったものを□で、２０秒以内であったものを△で、２２ｍｍ×４５ｍｍ×０．０２ｍｍの空間全面に液体試料を浸透させることが出来なかったものを×で示した。また、気泡の評価は、２２ｍｍ×４５ｍｍ×０．０２ｍｍの空間中に２０μＬの液体試料を導入した際に、気泡の混入が見受けられなかったものを○、気泡が混入したものを×で示した。さらに、白濁の評価は、液体試料を導入した際に、液体試料の白濁が見受けられなかったものを○で、液体試料の白濁が見受けられたものを×で示した。
【００２３】
表１から、Ｌ‐α‐ホスファチジルコリンの濃度が、０．０００２５ｗ／ｖ％の際は、液体試料を前記空間２０４全面に浸透させることが出来なかった。これは、０．０００２５ｗ／ｖ％のＬ‐α‐ホスファチジルコリン溶液では、濃度が薄すぎたために、液体試料を全面に浸透させるための親水性が不足したと考えられる。また、Ｌ‐α‐ホスファチジルコリンの濃度が、０．０００２５ｗ／ｖ％の際は、気泡の噛み込みも見られた。これも、Ｌ‐α‐ホスファチジルコリン溶液の濃度が薄すぎたために、部分的に液体試料が浸透し難い部分が生じ気泡を噛み込んだと考えられる。また、Ｌ‐α‐ホスファチジルコリンの濃度が０．６ｗ／ｖ％を超えると白濁することが分かった。これは、０．６ｗ／ｖ％では、Ｌ‐α‐ホスファチジルコリンの濃度が高すぎたために、液体試料を導入した際に、Ｌ‐α‐ホスファチジルコリンの不溶性のために部分的に白濁したと考えられる。このような白濁物は、光学的検出の際に障害となる。このことから、使用に適した濃度範囲は、０．００００５〜０．５ｗ／ｖ％が好適であることが確認できた。
【実施例２】
【００２４】
まず、上カバーのアレイ化された基板面と向かい合う面に脂溶性界面活性剤処理を行った。その際、上カバーには、ＴａＫａＲａ  Ｓｐａｃｅｄ  Ｃｏｖｅｒ  Ｇｌａｓｓ  Ｌを用い、脂溶性界面活性剤には、Ｌ‐α‐ホスファチジルコリンを用いた。Ｌ‐α‐ホスファチジルコリンは、９９．５ｖ／ｖ％エタノールで溶解し、０．５、０．１、０．００１、０．０００１、０．００００５ｗ／ｖ％の溶液を調整した。その後、ＴａＫａＲａ  Ｓｐａｃｅｄ  Ｃｏｖｅｒ  Ｇｌａｓｓ  Ｌのアレイ化された基板面と向かい合う面に対し、各濃度に調整したＬ‐α‐ホスファチジルコリン溶液を２００μＬずつ塗布した。上カバーのＴａＫａＲａ  Ｓｐａｃｅｄ  Ｃｏｖｅｒ  Ｇｌａｓｓ  ＬへのＬ‐α‐ホスファチジルコリン溶液の塗布手順は、実施例１と同様の手順で行った。
【００２５】
次に、エタノールを自然乾燥によって完全に蒸発させた後、ＴａＫａＲａ  Ｓｐａｃｅｄ  Ｃｏｖｅｒ  Ｇｌａｓｓ  Ｌを設置することでスペーサー厚０．０２ｍｍを確保した。また、０．１２ｍｍのスペーサー厚を確保するために、ＭＩＣＲＯ  ＣＯＶＥＲ  ＧＬＡＳＳ（松浪硝子、厚み０．１２ｍｍ）をスペーサーとして用いた。また、１から６ｍｍのスペーサー厚は、３通りの厚みのシリコンゴムシート（アズワン、厚み１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ）を単独若しくは重ね合わせて用いることで確保した。各スペーサーは、それぞれ基板上のアレイ化領域と非アレイ化領域の境界にあたる４隅に４つずつ配置した。
【００２６】
次に、４隅に配置したスペーサーに覆い被せるようにＬ‐α‐ホスファチジルコリン処理した面が、アレイ化された基板面と向かい合うように上カバーを設置し、本発明の液体試料保持プレートとした。その後、スペーサーの厚みに合わせて導入する液体試料量を厚みの薄い方から２０μＬ、１２０μＬ、１０００μＬ、２０００μＬ、４０００μＬ、４５００μＬ、５０００μＬの順に変えることで、液体試料保持プレートの空間２０４を充満するために必要な液体試料量を確保した。このようにして、液体試料を保持可能なスペーサー厚の限界を調べた。その結果を表２に示した。
【００２７】
【表２】
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表２は、液体試料保持能力に関してＬ‐α‐ホスファチジルコリン溶液の濃度別に各スペーサー厚との関係を示したものである。表２において、液体試料保持プレートの空間２０４に液体試料が保持可能であった場合を○で、保持が不可能であった場合を×で示した。
【００２８】
表２から、評価したスペーサー厚の下限は、０．０２ｍｍであり、これは、実施例１と同様な結果である。スペーサー厚の上限は、４．５ｍｍであった。スペーサー厚を４．５ｍｍより大きくした場合には、厚みが大きすぎるために、液体試料が上カバー面と接することなく基板上を流れてしまい液体試料を保持することが出来なかった。このことから、使用に適した液体試料保持プレートのスペーサー厚の範囲は、０．０２ｍｍから４．５ｍｍが好適であることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明にかかる液体試料保持プレートは、気泡の噛み込みがない液体試料展開を行うことが出来るので、液体試料を用いたバイオ測定プレート等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】アレイ化基板の作製及び液体試料導入図
【図２】本発明の液体試料保持プレートの構成を示す図
【図３】液体試料注入と展開を示す図
【図４】上カバーへの脂溶性界面活性剤の処理を示す図
【符号の説明】
【００３１】
１０１  基板
１０２  アレイ化領域
１０３  非アレイ化領域
１０４  アレイ化サンプル
１０５  液体試料
２０１  スペーサー
２０２  上カバー
２０３  アレイ化された基板と向かい合う面
２０４  空間
４０１  上カバー保持部材
４０２  脂溶性界面活性剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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