(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生化学解析用ユニットの吸着性基板の表面上の異なる位置に、特異的結合物質を含む多数の領域を形成し、前記多数の領域に含まれている特異的結合物質に、生体由来の物質を特異的に結合させ、前記多数の領域に含まれている特異的結合物質を、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って、選択的に標識し、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に互いに離間して形成された前記複数の領域に選択的に含まれた前記標識物質に、化学発光基質を接触させて、前記標識物質と化学発光基質との接触によって生じる化学発光を、光電的に検出して、生化学解析用データを生成する生化学解析用データの生成方法であって、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に互いに離間して形成された前記複数の領域に、絶えず、化学発光基質を補給して、前記複数の領域に選択的に含まれた前記標識物質と化学発光基質とを接触させることを特徴とする生化学解析用データの生成方法。
【請求項２】
生化学解析用ユニットの吸着性基板の表面上の異なる位置に、特異的結合物質を滴下して、前記吸着性基板に互いに離間した複数のスポット状領域を形成し、前記多数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質に、生体由来の物質を特異的に結合させ、前記多数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質を、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って、選択的に標識し、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に互いに離間して形成された前記複数のスポット状領域に選択的に含まれた前記標識物質に、化学発光基質を接触させて、前記標識物質と化学発光基質との接触によって生じる化学発光を、光電的に検出して、生化学解析用データを生成する生化学解析用データの生成方法であって、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に互いに離間して形成された前記複数のスポット状領域に、絶えず、化学発光基質を補給して、前記複数のスポット状領域に選択的に含まれた前記標識物質と化学発光基質とを接触させることを特徴とする請求項１に記載の生化学解析用データの生成方法。
【請求項３】
前記標識物質と化学発光基質との接触によって生じる化学発光を、固体エリアセンサによって、光電的に検出して、生化学解析用データを生成することを特徴とする請求項１または２に記載の生化学解析用データの生成方法。
【請求項４】
表面上の異なる位置に、生体由来の物質が特異的に結合され、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って、選択的に標識された特異的結合物質を含む複数の領域が形成された吸着性基板を備えた生化学解析用ユニットを保持する保持部と、前記保持部に保持された前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に形成された前記複数の領域に、絶えず、化学発光基質を補給可能な化学発光基質補給手段と、前記保持部に保持された前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に形成された前記複数の領域に選択的に含まれた前記標識物質と、化学発光基質とが接触して、生成された化学発光を光電的に検出する固体エリアセンサを備えたことを特徴とする生化学解析用データの生成装置。
【請求項５】
前記化学発光基質補給手段が、化学発光基質を収容する化学発光基質容器と、化学発光基質を収容し、前記化学発光基質容器に、化学発光基質を補給可能な化学発光基質タンクによって構成されたことを特徴とする請求項４に記載の生化学解析用データの生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生化学解析用データの生成方法および装置に関するものであり、さらに詳細には、化学発光を検出して、定量性に優れた生化学解析用データを生成することができる生化学解析用データの生成方法および装置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解析システムが知られている（たとえば、特公平１−７０８８４号公報、特公平１−７０８８２号公報、特公平４−３９６２号公報など）。
【０００３】
蓄積性蛍光体シートを放射線の検出材料として使用するオートラジオグラフィ解析システムは、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、得られたディジタルデータにデータ処理を施すことにより、所望のように、解析用データを再生し、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解析システムにおける放射性標識物質に代えて、蛍光色素などの蛍光物質を標識物質として使用した蛍光（fluorescence)解析システムが知られている。この蛍光解析システムによれば、蛍光物質から放出された蛍光を検出することによって、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を分布を検出したり、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（denaturation)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。この蛍光解析システムは、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���ができるという利点がある。
【０００５】
また、同様に、蛋白質や核酸などの特異的結合物質をメンブレンフィルタなどの生化学解析用ユニットに固定し、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って標識された生体由来の物質を、特異的結合物質に特異的に結合させて、選択的に標識し、標識物質によって選択的に標識された特異的結合物質と生体由来の物質の結合体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、化学発光画像を表示して、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解析システムも知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、蛋白質や核酸などの特異的結合物質をメンブレンフィルタなどの生化学解析用ユニットに固定して、複数のスポット状領域を形成し、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って標識された生体由来の物質を、複数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質に特異的に結合させて、選択的に標識し、標識物質によって選択的に標識された特異的結合物質と生体由来の物質の結合体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、生化学解析用データを生成する場合に、標識物質によって標識された生体由来の物質が多量に存在するスポット状領域では、化学発光基質が消費されて、経時的に、化学発光基質が枯渇し、その結果、化学発光の強度が、急激に低下し、定量性に優れた生化学解析用データを生成することができないという問題があった。
【０００７】
複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で、電気泳動させて、複数のバンド状領域を形成した後に、ＤＮＡを変性し、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生化学解析用ユニット上に、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、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、生化学解析用データを生成する場合などにも、同様の問題があった。
【０００８】
したがって、本発明は、化学発光を検出して、定量性に優れた生化学解析用データを生成することができる生化学解析用データの生成方法および装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のかかる目的は、生化学解析用ユニットの吸着性基板の表面上の異なる位置に、特異的結合物質を含む多数の領域を形成し、前記多数の領域に含まれている特異的結合物質に、生体由来の物質を特異的に結合させ、前記多数の領域に含まれている特異的結合物質を、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って、選択的に標識し、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に互いに離間して形成された前記複数の領域に選択的に含まれた前記標識物質に、化学発光基質を接触させて、前記標識物質と化学発光基質との接触によって生じる化学発光を、光電的に検出して、生化学解析用データを生成する生化学解析用データの生成方法であって、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に互いに離間して形成された前記複数の領域に、絶えず、化学発光基質を補給して、前記複数の領域に選択的に含まれた前記標識物質と化学発光基質とを接触させることを特徴とする生化学解析用データの生成方法によって達成される。
【００１０】
化学発光は、生化学解析用ユニットの複数の領域に含まれている特異的結合物質に結合された生体由来の物質を標識している標識物質に、化学発光基質とが接触されて、生化学解析用ユニットの複数の領域から放出されるものであるため、経時的に、化学発光基質が消費され、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されている領域においては、化学発光の放出にあたって、多量の化学発光基質が消費されて、化学発光基質を補給しないときは、経時的に、化学発光基質が枯渇し、放出される化学発光の強度が急激に低下し、化学発光を光電的に検出して、生成された生化学解析用データの定量性が著しく悪化するが、本発明によれば、生化学解析用ユニットの吸着性基板に互いに離間して形成された複数の領域に、絶えず、化学発光基質を補給して、複数の領域に選択的に含まれた標識物質と化学発光基質とを接触させるように構成されているから、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されている領域において、経時的に、化学発光基質が枯渇することが確実に防止され、したがって、生化学解析用ユニットの吸着性基板に形成された複数の領域から放出される化学発光を光電的に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能になる。
【００１１】
本発明の好ましい実施態様においては、生化学解析用ユニットの吸着性基板の表面上の異なる位置に、特異的結合物質を滴下して、前記吸着性基板に互いに離間した複数のスポット状領域を形成し、前記多数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質に、生体由来の物質を特異的に結合させ、前記多数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質を、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って、選択的に標識し、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に互いに離間して形成された前記複数のスポット状領域に選択的に含まれた前記標識物質に、化学発光基質を接触させて、前記標識物質と化学発光基質との接触によって生じる化学発光を、光電的に検出して、生化学解析用データを生成する生化学解析用データの生成方法であって、前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に互いに離間して形成された前記複数のスポット状領域に、絶えず、化学発光基質を補給して、前記複数のスポット状領域に選択的に含まれた前記標識物質と化学発光基質とを接触させるように構成されている。
【００１２】
生化学解析用ユニットの吸着性基板の表面上の異なる位置に、特異的結合物質を滴下して、吸着性基板に互いに離間した複数のスポット状領域を形成し、多数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質に、生体由来の物質を特異的に結合させ、多数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質を、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って、選択的に標識し、生化学解析用ユニットの吸着性基板に互いに離間して形成された複数のスポット状領域に選択的に含まれた標識物質に、化学発光基質を接触させて、標識物質と化学発光基質との接触によって生じる化学発光を、光電的に検出して、生化学解析用データを生成する場合には、化学発光は、生化学解析用ユニットの複数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質に結合された生体由来の物質を標識している標識物質に、化学発光基質とが接触されて、生化学解析用ユニットの複数のスポット状領域から放出されるものであるため、経時的に、化学発光基質が消費され、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されているスポット状領域においては、化学発光の放出にあたって、多量の化学発光基質が消費されて、化学発光基質を補給しないときは、経時的に、化学発光基質が枯渇し、放出される化学発光の強度が急激に低下し、化学発光を光電的に検出して、生成された生化学解析用データの定量性が著しく悪化するが、本発明によれば、生化学解析用ユニットの吸着性基板に互いに離間して形成された複数の領域に、絶えず、化学発光基質を補給して、複数の領域に選択的に含まれた標識物質と化学発光基質とを接触させるように構成されているから、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されているスポット状領域において、経時的に、化学発光基質が枯渇することが確実に防止され、したがって、生化学解析用ユニットの吸着性基板に形成された複数のスポット状領域から放出される化学発光を光電的に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能になる。
【００１３】
本発明の好ましい実施態様においては、前記標識物質と化学発光基質との接触によって生じる化学発光を、固体エリアセンサによって、光電的に検出して、生化学解析用データを生成するように構成されている。
【００１４】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記固体エリアセンサが、ＣＣＤカメラによって構成されている。
【００１５】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記固体エリアセンサが、冷却ＣＣＤカメラによって構成されている。
【００１６】
本発明のさらに好ましい実施態様によれば、固体エリアセンサが、冷却ＣＣＤカメラによって構成されているから、微弱な化学発光を、長時間にわたって、光電的に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能になる。
【００１７】
本発明の前記目的はまた、表面上の異なる位置に、生体由来の物質が特異的に結合され、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って、選択的に標識された特異的結合物質を含む複数の領域が形成された吸着性基板を備えた生化学解析用ユニットを保持する保持部と、前記保持部に保持された前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に形成された前記複数の領域に、絶えず、化学発光基質を補給可能な化学発光基質補給手段と、前記保持部に保持された前記生化学解析用ユニットの前記吸着性基板に形成された前記複数の領域に選択的に含まれた前記標識物質と、化学発光基質とが接触して、生成された化学発光を光電的に検出する固体エリアセンサを備えたことを特徴とする生化学解析用データの生成装置によって達成される。
【００１８】
化学発光は、生化学解析用ユニットの複数の領域に含まれている特異的結合物質に結合された生体由来の物質を標識している標識物質に、化学発光基質とが接触されて、生化学解析用ユニットの複数の領域から放出されるものであるため、経時的に、化学発光基質が消費され、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されている領域においては、化学発光の放出にあたって、多量の化学発光基質が消費されて、化学発光基質を補給しないときは、経時的に、化学発光基質が枯渇し、放出される化学発光の強度が急激に低下し、化学発光を光電的に検出して、生成された生化学解析用データの定量性が著しく悪化するが、本発明によれば、生化学解析用データの生成装置は、保持部に保持された生化学解析用ユニットの吸着性基板に形成された複数の領域に、絶えず、化学発光基質を補給可能な化学発光基質補給手段を備えているから、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されている領域において、経時的に、化学発光基質が枯渇することが確実に防止され、したがって、生化学解析用ユニットの吸着性基板に形成された複数の領域から放出される化学発光を光電的に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能になる。
【００１９】
本発明の好ましい実施態様においては、生化学解析用ユニットの吸着性基板の表面上の異なる位置に、特異的結合物質が滴下されて、前記吸着性基板に互いに離間した複数のスポット状領域が形成されている。
【００２０】
生化学解析用ユニットの吸着性基板の表面上の異なる位置に、特異的結合物質を滴下して、吸着性基板に互いに離間した複数のスポット状領域を形成し、多数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質に、生体由来の物質を特異的に結合させ、多数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質を、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って、選択的に標識し、生化学解析用ユニットの吸着性基板に互いに離間して形成された複数のスポット状領域に選択的に含まれた標識物質に、化学発光基質を接触させて、標識物質と化学発光基質との接触によって生じる化学発光を、光電的に検出して、生化学解析用データを生成する場合には、化学発光は、生化学解析用ユニットの複数のスポット状領域に含まれている特異的結合物質に結合された生体由来の物質を標識している標識物質に、化学発光基質とが接触されて、生化学解析用ユニットの複数のスポット状領域から放出されるものであるため、経時的に、化学発光基質が消費され、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されているスポット状領域においては、化学発光の放出にあたって、多量の化学発光基質が消費されて、化学発光基質を補給しないときは、経時的に、化学発光基質が枯渇し、放出される化学発光の強度が急激に低下し、化学発光を光電的に検出して、生成された生化学解析用データの定量性が著しく悪化するが、本発明の好ましい実施態様によれば、生化学解析用データの生成装置は、保持部に保持された生化学解析用ユニットの吸着性基板に形成された複数のスポット状領域に、絶えず、化学発光基質を補給可能な化学発光基質補給手段を備えているから、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されているスポット状領域において、経時的に、化学発光基質が枯渇することが確実に防止され、したがって、生化学解析用ユニットの吸着性基板に形成された複数のスポット状領域から放出される化学発光を光電的に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能になる。
【００２１】
本発明の好ましい実施態様においては、前記化学発光基質補給手段が、化学発光基質を収容する化学発光基質容器と、化学発光基質を収容し、前記化学発光基質容器に、化学発光基質を補給可能な化学発光基質タンクによって構成されている。
【００２２】
化学発光は、生化学解析用ユニットの複数の領域に含まれている特異的結合物質に結合された生体由来の物質を標識している標識物質に、化学発光基質とが接触されて、生化学解析用ユニットの複数の領域から放出されるものであるため、経時的に、化学発光基質が消費され、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合されている領域においては、化学発光の放出にあたって、多量の化学発光基質が消費されて、化学発光基質を補給しないときは、経時的に、化学発光基質が枯渇し、放出される化学発光の強度が急激に低下し、化学発光を光電的に検出して、生成された生化学解析用データの定量性が著しく悪化するが、本発明の好ましい実施態様によれば、生化学解析用データの生成装置は、化学発光基質を収容する化学発光基質容器と、化学発光基質を収容し、化学発光基質容器に、化学発光基質を補給可能な化学発光基質タンクによって構成された化学発光基質補給手段を備えているから、化学発光基質を補給を、適宜、補給することによって、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質が結合している領域において、経時的に、化学発光基質が枯渇することが確実に防止され、したがって、生化学解析用ユニットの吸着性基板に形成された複数の領域から放出される化学発光を光電的に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
【００２４】
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる生化学解析用データの生成方法に使用される生化学解析用ユニットの略斜視図である。
【００２５】
図１に示されるように、本実施態様にかかる生化学解析用ユニット１は、メンブレンフィルタを形成可能なナイロン６によって形成された吸着性基板２を有している。
【００２６】
生化学解析にあたっては、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２の表面上の異なる位置に、特異的結合物質を含む溶液が滴下されて、吸着性基板２に、特異的結合物質が吸着された多数のスポット状領域が形成される。
【００２７】
図２は、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２の表面上に、特異的結合物質を含む溶液を滴下して、互いに離間した多数のスポット状領域を形成するスポッティング装置の略正面図である。
【００２８】
図２に示されるように、スポッティング装置５は、特異的結合物質の溶液を、生化学解析用ユニット１の表面に向けて噴射するインジェクタ６とＣＣＤカメラ７を備え、ＣＣＤカメラ６によって、インジェクタ５の先端部と、特異的結合物質を滴下すべき生化学解析用ユニット１の吸着性基板２の表面を観察しながら、インジェクタ５の先端部と、特異的結合物質を滴下すべき領域の中心とが合致したときに、インジェクタ５から、塩基配列が既知の互いに異なった複数のｃＤＮＡなどの特異的結合物質が滴下されるように構成され、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２の表面の所望の位置に、特異的結合物質を、正確に滴下することができるように保証されている。
【００２９】
こうして、ｃＤＮＡなどの特異的結合物質の溶液が、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２の表面上の異なる位置に滴下されて、多数のスポット状領域４が形成される。
【００３０】
次いで、ｃＤＮＡなどの特異的結合物質の溶液が、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２の表面上の異なる位置に滴下されて、形成された多数の互いに離間したスポット状領域４に吸着されたｃＤＮＡなどの特異的結合物質に、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って標識された生体由来の物質が、選択的に、ハイブリダイズされる。
【００３１】
図３は、ハイブリダイゼーション反応容器の略縦断面図である。
【００３２】
図３に示されるように、ハイブリダイゼーション反応容器８は矩形状断面を有し、内部に、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って標識されたプローブである生体由来の物質を含むハイブリダイゼーション反応溶液９が収容されている。
【００３３】
ハイブリダイゼーションにあたって、ｃＤＮＡなどの特異的結合物質が吸着されている多数のスポット状領域４が吸着性基板２に形成された生化学解析用ユニット１が、ハイブリダイゼーション反応容器８内に挿入される。
【００３４】
その結果、多数のスポット状領域４に吸着されている特異的結合物質に、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って標識された生体由来の物質が、選択的に、ハイブリダイズされる。
【００３５】
こうして、生化学解析用ユニット１の多数のスポット状領域４に、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の化学発光データが記録される。
【００３６】
生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４に記録されている化学発光データは、冷却ＣＣＤカメラを含む生化学解析用データ生成装置によって、読み取られ、生化学解析用データが生成される。
【００３７】
図４は、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４に記録されている化学発光データを読み取って、生化学解析用データを生成する生化学解析用データ生成装置の略正面図である。
【００３８】
図４に示されるように、データ生成システムは、冷却ＣＣＤカメラ１１、暗箱１２およびパーソナルコンピュータ１３を備えている。パーソナルコンピュータ１３は、ＣＲＴ１４とキーボード１５を備えている。
【００３９】
図５は、冷却ＣＣＤカメラ１１の略縦断面図である。
【００４０】
図５に示されるように、冷却ＣＣＤカメラ１１は、ＣＣＤ１６と、アルミニウムなどの金属によって作られた伝熱板１７と、ＣＣＤ１６を冷却するためのペルチエ素子１８と、ＣＣＤ１６の前面に配置されたシャッタ１９と、ＣＣＤ１６が生成したアナログデータをディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器２０と、Ａ／Ｄ変換器２０によってディジタル化されたデータを一時的に記憶するデータバッファ２１と、冷却ＣＣＤカメラ１１の動作を制御するカメラ制御回路２２とを備えている。
【００４１】
図５に示されるように、暗箱１２との間に形成された開口部は、ガラス板２５によって閉じられており、冷却ＣＣＤカメラ１１の周囲には、ペルチエ素子１８が発する熱を放熱するための放熱フィン２６が長手方向のほぼ全面にわたって形成されている。
【００４２】
ガラス板２５の前面の暗箱８２内には、レンズフォーカス調整機能を有するカメラレンズ２７が取付けられている。
【００４３】
図６は、暗箱１２の略縦断面図である。
【００４４】
図６に示されるように、本実施態様にかかる暗箱１２の底部には、化学発光基質を含む溶液３０を収容した容器３１が設けられ、容器３１の内壁部には、生化学解析用ユニット１を支持可能な支持部材３２が形成されている。
【００４５】
図６に示されるように、さらに、暗箱１２の外部に、化学発光基質を含む溶液を収容した化学発光基質補給タンク３３が設けられており、化学発光基質補給タンク３３は、バルブ３４およびポンプ３５を介して、暗箱１２内の化学発光基質を含む溶液３０を収容した容器３１に接続されている。
【００４６】
図７は、データ生成システムのパーソナルコンピュータ１３の周辺のブロックダイアグラムである。
【００４７】
図７に示されるように、データ生成システムを構成するパーソナルコンピュータ１３は、冷却ＣＣＤカメラ１１の露出を制御するＣＰＵ４０と、冷却ＣＣＤカメラ１１が生成したディジタルデータをデータバッファ２１から読み出すデータ転送手段４１と、ディジタルデータを記憶するデータ記憶手段４２と、データ記憶手段４２に記憶されたディジタルデータにデータ処理を施すデータ処理手段４３と、データ記憶手段４２に記憶されたディジタルデータに基づいて、ＣＲＴ１４の画面上に可視データを表示するデータ表示手段４４とを備えている。ＣＰＵ４０は、冷却ＣＣＤカメラ１１のカメラ制御回路２２に種々の信号を出力可能に構成されている。
【００４８】
図７に示されるように、データ生成システムは、さらに、容器３１に収容された化学発光基質を含む溶液３０の液面を検出し、液面が、所定以下に低下したときに、液面検出信号を出力する液面センサ５０と、バルブ３４の開閉を制御するバルブ制御手段５１を備えている。
【００４９】
液面センサ５０から出力された液面検出信号は、パーソナルコンピュータ１３のＣＰＵ４０に入力されるように構成され、ＣＰＵ４０は、液面センサ５０から液面検出信号が入力されたときは、バルブ３４の開閉を制御するバルブ制御手段５１に駆動信号を出力して、バルブ３４を開放させるとともに、ポンプ３５に駆動信号を出力して、化学発光基質補給タンク３３から、容器３１内に、化学発光基質を含む溶液３０を補給するように構成されている。
【００５０】
以上のように構成された本実施態様にかかるデータ生成システムは、以下のようにして、生化学解析用ユニット１に吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４に含まれた標識物質と、化学発光基質との接触により生ずる化学発光を、カメラレンズ２７を介して、冷却ＣＣＤカメラ１１のＣＣＤ１６によって検出することによって、生化学解析用ユニット１の多数のスポット状領域４に記録された化学発光データを読み取って、生化学解析用データを生成する
まず、化学発光データが記録されている多数のスポット状領域４が形成された生化学解析用ユニット１が、暗箱１２内にセットされる。
【００５１】
本実施態様においては、生化学解析用ユニット１は、支持部材３２によって、暗箱１２の底部に設けられた容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０とつねに接触するように、暗箱１２内に保持される。
【００５２】
こうして、生化学解析用ユニット１が、支持部材３２によって保持されると、ユーザーによって、カメラレンズ２７を用いて、レンズフォーカスが調整され、暗箱１２が閉じられる。
【００５３】
次いで、ユーザーが、キーボード１５に露出開始信号を入力すると、露出開始信号が、ＣＰＵ４０を介して、冷却ＣＣＤカメラ１１のカメラ制御回路２２に入力され、カメラ制御回路２２によって、シャッタ１９が開かれ、ＣＣＤ１６の露出が開始される。
【００５４】
生化学解析用ユニット１と、化学発光基質を含む溶液３０とが接触されると、生化学解析用ユニット１の吸着性領域４に選択的に含まれた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が、化学発光基質と接触し、生化学解析用ユニット１から化学発光が放出される。
【００５５】
生化学解析用ユニット１から発せられた化学発光は、カメラレンズ２７を介して、冷却ＣＣＤカメラ１１のＣＣＤ１６の光電面に入射して、光電面に画像を形成する。ＣＣＤ１６は、こうして、光電面に形成された画像の光を受け、これを電荷の形で蓄積する。
【００５６】
化学発光は、生化学解析用ユニット１の多数のスポット状領域４に含まれている特異的結合物質にハイブリダイズした生体由来の物質を標識している標識物質に、化学発光基質とが接触されて、生化学解析用ユニット１の多数のスポット状領域４から放出されるものであるため、経時的に、化学発光基質が消費されて、容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０の液面が低下する。
【００５７】
こうして、化学発光基質が消費されて、容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０の液面が所定以下に低下すると、液面センサ５０から、液面検出信号が、ＣＰＵ４０に出力される。
【００５８】
液面センサ５０から、液面検出信号が入力されると、ＣＰＵ４０は、バルブ３４を開閉するバルブ制御手段５１に駆動信号を出力して、バルブ３４を開放させるとともに、ポンプ３５に駆動信号を出力して、化学発光基質補給タンク３３から、容器３１内に、化学発光基質を含む溶液３０を補給する。
【００５９】
特異的結合物質に、多量の生体由来の物質がハイブリダイズしているスポット状領域４においては、化学発光の放出にあたって、多量の化学発光基質が消費され、化学発光基質を補給しないときは、経時的に、化学発光基質が枯渇し、放出される化学発光の強度が急激に低下し、化学発光を、冷却ＣＣＤカメラ１１によって、光電的に検出して、生成された生化学解析用データの定量性が著しく悪化するが、このように、本実施態様においては、経時的に、化学発光基質が消費されて、容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０の液面が所定以下に低下すると、液面センサ５０から、液面検出信号が、ＣＰＵ４０に出力され、ＣＰＵ４０によって、バルブ３４を開閉するバルブ制御手段５１に駆動信号が出力されて、バルブ３４が開放されるとともに、ポンプ３５に駆動信号が出力されて、化学発光基質補給タンク３３から、容器３１内に、化学発光基質を含む溶液３０が補給されるから、生化学解析用ユニット１を、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４が、暗箱１２の底部に設けられた容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０とつねに接触するように、支持部材３２によって、暗箱１２内に保持することができ、したがって、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４に、化学発光基質が、絶えず、補給されているているから、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質がハイブリダイズしているスポット状領域４において、経時的に、化学発光基質が枯渇することが確実に防止され、したがって、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４から放出される化学発光を、冷却ＣＣＤカメラ１１によって、光電的に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能になる。
【００６０】
所定の露出時間が経過すると、ＣＰＵ４０は、冷却ＣＣＤカメラ１１のカメラ制御回路２２に露出完了信号を出力する。
【００６１】
カメラ制御回路２２は、ＣＰＵ１１０から、露出完了信号を受けると、ＣＣＤ１６が電荷の形で蓄積したアナログデータをＡ／Ｄ変換器２０に転送して、ディジタル化し、データバッファ２１に一時的に記憶させる。
【００６２】
カメラ制御回路２２に露出完了信号を出力するのと同時に、ＣＰＵ４０は、データ転送手段４１にデータ転送信号を出力して、冷却ＣＣＤカメラ１１のデータバッファ２１からディジタルデータを読み出させ、データ記憶手段４２に記憶させる。
【００６３】
ユーザーが、キーボード１５にデータ表示信号を入力すると、ＣＰＵ４０は、データ記憶手段４２に記憶されたディジタルデータを、データ処理手段４３に出力させ、データ処理手段４３に、ユーザーの指示にしたがって、必要に応じて、データ処理を施させた後、データ表示手段４４にデータ表示信号を出力して、ディジタルデータに基づき、生化学解析用データを、ＣＲＴ１４の画面上に表示させる。
【００６４】
本実施態様によれば、経時的に、化学発光基質が消費されて、容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０の液面が所定以下に低下すると、液面センサ５０から、液面検出信号が、ＣＰＵ４０に出力され、ＣＰＵ４０によって、バルブ３４を開閉するバルブ制御手段５１に駆動信号が出力されて、バルブ３４が開放されるとともに、ポンプ３５に駆動信号が出力されて、化学発光基質補給タンク３３から、容器３１内に、化学発光基質を含む溶液３０が補給されるから、生化学解析用ユニット１を、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４が、暗箱１２の底部に設けられた容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０とつねに接触するように、支持部材３２によって、暗箱１２内に保持することができ、したがって、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４に、化学発光基質が、絶えず、補給されているているから、特異的結合物質に、多量の生体由来の物質がハイブリダイズしているスポット状領域４において、経時的に、化学発光基質が枯渇することが確実に防止され、したがって、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４から放出される化学発光を、冷却ＣＣＤカメラ１１によって、光電的に検出することによって、定量性に優れた生化学解析用データを生成することが可能になる。
【００６５】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００６６】
たとえば、前記実施態様においては、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２の表面上の異なる位置に、特異的結合物質を含む溶液が滴下されて、吸着性基板２に、特異的結合物質が吸着された多数のスポット状領域が形成され、次いで、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４に固定されたｃＤＮＡなどの特異的結合物質に、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って標識された生体由来の物質を、選択的に、ハイブリダイズさせ、化学発光基質を含む溶液３０を、生化学解析用ユニット１に接触させて、生化学解析用ユニット１の吸着性領域４に選択的に含まれた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と、化学発光基質を接触させ、生化学解析用ユニット１から放出される化学発光を検出して、生化学解析用データを生成するように構成されているが、たとえば、複数のＤＮＡ断片を、ゲル支持体上で、電気泳動させて、ＤＮＡ断片を含む複数のバンド状領域を形成した後に、ＤＮＡを変性し、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生化学解析用ユニット上に、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、化学発光基質を含む溶液３０を、生化学解析用ユニット１に接触させて、複数のバンド状領域に選択的に含まれている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化学発光を、光電的に検出して、生化学解析用データを生成することもできる。
【００６７】
さらに、前記実施態様においては、生化学解析用ユニット１の多数の吸着性領域４に固定されているｃＤＮＡなどの特異的結合物質に、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って標識された生体由来の物質を、選択的に、ハイブリダイズさせて、生化学解析用ユニット１の多数の吸着性領域４に、化学発光データを記録するように構成されているが、生化学解析用ユニット１の多数の吸着性領域４に固定されているｃＤＮＡなどの特異的結合物質に、ハプテンによって標識された生体由来の物質を、選択的に、ハイブリダイズさせ、さらに、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酵素により標識されたハプテンに対する抗体を、生体由来の物質を標識しているハプテンと抗原抗体反応によって、結合させて、生化学解析用ユニット１の多数の吸着性領域４に、化学発光データを記録するようにしてもよい。
【００６８】
ハプテン／抗体の組合わせの例としては  ジゴキシゲニン/抗ジゴキシゲニン抗体、テオフィリン／抗テオフィリン抗体、フルオロセイン/抗フルオロセイン抗体などをあげることができる。また、ハプテン／抗体ではなく、ビオチン／アヴィジンや抗原/抗体などの組合わせを利用することも可能である。
【００６９】
また、前記実施態様においては、経時的に、化学発光基質が消費されて、容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０の液面が所定以下に低下すると、液面センサ５０から、液面検出信号が、ＣＰＵ４０に出力され、ＣＰＵ４０によって、バルブ３４を開閉するバルブ制御手段５１に駆動信号が出力されて、バルブ３４が開放されるとともに、ポンプ３５に駆動信号が出力されて、化学発光基質補給タンク３３から、容器３１内に、化学発光基質を含む溶液３０が補給され、その結果、支持部材３２によって保持された生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４が、暗箱１２の底部に設けられた容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０とつねに接触するように構成されているが、経時的に、化学発光基質が消費されて、容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０の液面が所定以下に低下したときに、液面センサ５０から、液面検出信号が、ＣＰＵ４０に出力され、ＣＰＵ４０によって、バルブ３４を開閉するバルブ制御手段５１に駆動信号が出力されて、バルブ３４が開放されるとともに、ポンプ３５に駆動信号が出力されて、化学発光基質補給タンク３３から、容器３１内に、化学発光基質を含む溶液３０が補給され、支持部材３２によって保持された生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４が、暗箱１２の底部に設けられた容器３１内に収容されている化学発光基質を含む溶液３０とつねに接触するように構成することは必ずしも必要でなく、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４に含まれている標識物質に、化学発光基質が、絶えず、補給されるように構成されていれば、液面センサ５０、化学発光基質補給タンク３３、バルブ３４、ポンプ３５、バルブ制御手段５１などを設けることは必要ない。
【００７０】
さらに、前記実施態様においては、暗箱１２の外部に、化学発光基質補給タンク３３が設けられているが、化学発光基質補給タンク３３を、暗箱１２内に設けることもできる。
【００７１】
また、前記実施態様においては、データ生成システムは、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４から放出された化学発光を、冷却ＣＣＤカメラ１１によって、光電的に検出して、生化学解析用データを生成するように構成されているが、データ生成システムを、冷却ＣＣＤカメラ１１によって、化学発光を光電的に検出して、生化学解析用データを生成するように構成することは必ずしも必要でなく、冷却ＣＣＤカメラ１１に代えて、冷却手段を備えていないＣＣＤカメラを用いて、化学発光を光電的に検出して、生化学解析用データを生成するように構成することもできる。
【００７２】
さらに、前記実施態様においては、データ生成システムは、生化学解析用ユニット１の吸着性基板２に形成された多数のスポット状領域４から放出された化学発光を、冷却ＣＣＤカメラ１１によって、光電的に検出して、生化学解析用データを生成するように構成されているが、データ生成システムを、冷却ＣＣＤカメラ１１によって、化学発光を光電的に検出して、生化学解析用データを生成するように構成することは必ずしも必要でなく、冷却ＣＣＤカメラ１１に代えて、ＣＩＤ（電荷注入素子）、ＰＤＡ（フォトダイオードアレイ）、ＭＯＳ型撮像素子などの他の固体エリアセンサを用いることもできる。
【００７３】
また、前記実施態様においては、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って標識された生体由来の物質が、特異的結合物質にハイブリダイズされているが、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って標識された生体由来の物質を、特異的結合物質にハイブリダイズさせて、選択的に標識することは必ずしも必要でなく、特異的結合物質にハイブリダイズされた生体由来の物質に、抗原抗体反応、リセプター・リガンドなどの反応によって、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を特異的に結合させ、特異的結合物質を選択的に標識することもできる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、化学発光を検出して、定量性に優れた生化学解析用データを生成することができる生化学解析用データの生成方法および装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施態様にかかる生化学解析用データの生成方法に使用される生化学解析用ユニットの略斜視図である。
【図２】図２は、生化学解析用ユニットの吸着性基板の表面上に、特異的結合物質を含む溶液を滴下して、互いに離間した多数のスポット状領域を形成するスポッティング装置の略正面図である。
【図３】図３は、ハイブリダイゼーション反応容器の略縦断面図である。
【図４】図４は、生化学解析用ユニットの吸着性基板に形成された多数のスポット状領域に記録されている化学発光データを読み取って、生化学解析用データを生成する生化学解析用データ生成装置の略正面図である。
【図５】図５は、冷却ＣＣＤカメラの略縦断面図である。
【図６】図６は、暗箱の略縦断面図である。
【図７】図７は、データ生成システムのパーソナルコンピュータの周辺のブロックダイアグラムである。
【符号の説明】
１  生化学解析用ユニット
２  吸着性基板
４  スポット状領域
５  スポッティング装置
６  インジェクタ
７  ＣＣＤカメラ
８  ハイブリダイゼーション反応容器
９  ハイブリダイゼーション反応溶液
１１  冷却ＣＣＤカメラ
１２  暗箱
１３  パーソナルコンピュータ
１４  ＣＲＴ
１５  キーボード
１６  ＣＣＤ
１７  伝熱板
１８  ペルチエ素子
１９  シャッタ
２０  Ａ／Ｄ変換器
２１  データバッファ
２２  カメラ制御回路
２５  ガラス板
２６  放熱フィン
２７  カメラレンズ
３０  化学発光基質を含む溶液
３１  容器
３２  支持部材
３３  化学発光基質補給タンク
３４  バルブ
３５  ポンプ
４０  ＣＰＵ
４１  データ転送手段
４２  データ記憶手段
４３  データ処理手段
４４  データ表示手段
５０  液面センサ
５１  バルブ制御手段
【図１】
0003825329.tif 000002
【図２】
0003825329.tif 000003
【図３】
0003825329.tif 000004
【図４】
0003825329.tif 000005
【図５】
0003825329.tif 000006
【図６】
0003825329.tif 000007
【図７】
0003825329.tif 000008