DNAマイクロアレイ
スタンフォード型は、予め調製されたcDNA断片を数10μ-数100μの大きさで、スライドガラス上の決まった位置に定量的に、スポッターを用いて打ち付けることによって作成される。
スポット方法にはピン先端の固相への機械的な接触によるピン方式、インクジェットプリンターの原理を利用したインクジェット方式、スポッター内に加熱によって泡を生じさせ、その圧力を利用してサンプルを噴出させるバブルジェット方式、毛細管によるキャピラリー方式などがある。
近年は、cDNA断片を打ち付ける方式よりも、アフィメトリクス社の方法と同様にコンピュータ上で遺伝子の特異的な配列をデザインした25mer-60merのオリゴヌクレオチドを高密度に配置したタイプが主流となっている。代表的なものとして、米アジレント・テクノロジー(Agilent Technologies)の「DNAマイクロアレイ」、DNAチップ研究所の「AceGene」、タカラバイオの「IntelliGene」、台湾ファランクス・バイオテク・グループの「OneArray」などがある。
このマイクロアレイを利用する場合、2種類の異なるサンプルからmRNAを抽出し、逆転写によって合成したcDNAを、それぞれ異なる蛍光色素で標識することによってターゲットを調製する。蛍光色素は通常、Cy3(緑)、Cy5(赤)が利用されており、この2つの試料をガラス基板上で競合的にプローブとハイブリダイゼーションすることで、スキャナーで検出する。
また、GEヘルスケアバイオサイエンスの「CodeLink Bioarray」のように、ガラス基板の作成はスタンフォード型であるが、用意する試料は1種類で1色の蛍光色素を使って検出する方式もある。
GeneChipは数十万個のオリゴヌクレオチドプローブをフォトリソグラフィ技術と固相反応化学技術を使用して、基板上で20-25merのオリゴヌクレオチドを人工的に合成することにより作成される。このオリゴヌクレオチドは、あらかじめ遺伝子の特異的な塩基配列を特定するためにコンピュータを用いて位置や長さなどがデザインされている。
特に、特定遺伝子と完全に相補的になるようデザインされたプローブパーフェクトマッチ(PM)だけでなく、ミスマッチ(MM)と呼ばれる非特異的な塩基配列もプローブとして配置することによって、非特異的なクロスハイブリダイゼーションの定量値をシグナル値から減算できるのも大きな特徴である。
このマイクロアレイを利用する場合、1種類のサンプルからmRNAを抽出し、逆転写によって合成したcDNAをビオチン標識して、基板上のDNAとハイブリダイゼーションを行い、アフィメトリクス製の専用スキャナーで蛍光強度を読み取る。この蛍光色素に特有の波長を持つ光を照射し、発光量の割合を測定することで、mRNAの発現量を観測することができる。
アフィメトリクスではハイブリダイゼーション反応を行うオーブン、洗浄装置、スキャナー、制御用ソフトウェアが1つのシステムとして提供されている。