JP2001330608A - Method for producing nucleic acid chain-immobilized carrier - Google Patents
Method for producing nucleic acid chain-immobilized carrierInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は簡易かつ低コストでDNAアレイを製造
する方法を提供する。
【解決手段】鋳型基板上に固定された核酸プローブ鋳型
鎖を用い、該鋳型鎖に沿って核酸プローブ鎖を合成し、
この合成されたプローブを、電界を利用して別のアレイ
基板上に固定することにより、簡易かつ低コストで核酸
鎖固定化アレイを製造する。アレイ基板を電極で形成す
ることにより、電気的なDNA検出が可能なDNAアレイを得
る。
(57) Abstract: The present invention provides a method for producing a DNA array simply and at low cost. SOLUTION: Using a nucleic acid probe template strand immobilized on a template substrate, synthesizing a nucleic acid probe strand along the template strand,
By immobilizing the synthesized probe on another array substrate using an electric field, a nucleic acid chain immobilized array is manufactured simply and at low cost. By forming an array substrate with electrodes, a DNA array capable of electrical DNA detection is obtained.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の塩基配列を
もった多数の核酸プローブを基板上に植設した、核酸鎖
固定化担体を製造する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a nucleic acid chain-immobilized carrier having a large number of nucleic acid probes having a predetermined base sequence implanted on a substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近、DNAアレイによる遺伝子検査技術
が注目を集めている(Beattie et al.1993, Fodor et a
l. 1991, Khrapko et al. 1989, Southern et al. 199
4)。このDNAアレイは、数cm角の硝子基板またはシリコ
ン基板の表面に、配列が異なる101〜105種類のDNAプロ
ーブを固定化してなる担体からなっており、近年の遺伝
子解析技術の発展に極めて大きく寄与している。その原
理の概略は次の通りである。2. Description of the Related Art Recently, genetic testing techniques using DNA arrays have attracted attention (Beattie et al. 1993, Fodor et a.
l. 1991, Khrapko et al. 1989, Southern et al. 199
Four). This DNA array is composed of a carrier in which 10 1 to 10 5 types of DNA probes having different sequences are immobilized on the surface of a glass substrate or a silicon substrate of several cm square. It has greatly contributed. The outline of the principle is as follows.
【0003】まず、DNAアレイ上において、そのDNAプロ
ーブと蛍光色素もしくは放射線同位元素(RI)等で標識し
た試料遺伝子とを反応させことにより、DNAプローブの
塩基配列に対して相補的な配列を有する試料遺伝子を、
DNAプローブに結合させる。これにより、試料遺伝子が
アレイ上のDNAプローブに対して相補的な配列を有する
ときには、アレイ上の特定部位で前記標識に由来する信
号が得られる。従って、固定化しておいたDNAプローブ
の配列と位置が予め分っていれば、試料遺伝子中に存在
する塩基配列を簡単に調べることができる。また、DNA
アレイを用いれば、1回の試験を行うだけで塩基配列に
関する多くの情報が得られることから、単なる遺伝子検
出技術に止まらず、シーケンシング技術としても大いに
期待されている(Pease et al. 1994, Parinov et al.
1996)。[0003] First, by reacting the DNA probe with a sample gene labeled with a fluorescent dye or a radioisotope (RI) on a DNA array, the DNA probe has a sequence complementary to the base sequence of the DNA probe. Sample gene,
Binding to DNA probe. Thus, when the sample gene has a sequence complementary to the DNA probe on the array, a signal derived from the label is obtained at a specific site on the array. Therefore, if the sequence and position of the immobilized DNA probe are known in advance, the base sequence present in the sample gene can be easily examined. Also, DNA
If an array is used, a lot of information on the nucleotide sequence can be obtained by performing only one test, so that it is expected to be used not only as a simple gene detection technique but also as a sequencing technique (Pease et al. 1994, Parinov et al.
1996).
【0004】一方、アレイ上へのDNAプローブの固定化
に関しては、(1)アレイ上でDNAプローブのDNA鎖を単位
ヌクレオチド毎に逐次延長する方法(米国特許第5,889,
165号)、(2)予め合成しておいたDNAプローブをアレイ
上に固定化する方法(米国特許第5,807,522号)の2種類
が報告されている。前者の方法はフォトリソグラフィー
技術を利用して、1/2インチ角のアレイ内に、配列の異
なるDNA プローブを100Åの間隔で20×20μm毎に固定化
できるので、約4×105種類のプローブからなるアレイを
作製できる(Chee et al. 1996)。フォトリソグラフィー
技術は、現在0.1μm程度のパターニングも可能になりつ
つあることから、今後更にプローブの集積化が進む可能
性がある。また、後者の方法は、予め多種類のプローブ
を用意する必要があること、プローブの集積度が前者の
方法より低い(120μmの間隔で60×60μm毎)等の問題は
あるものの、ゲルのマトリックス内に3次元的にプロー
ブを固定化できるので、反応効率の点では優れている(G
uschin et al. 1997)。また、ゲルの代わりに、多孔質
のシリコンに3次元的にプローブを固定化する方法も報
告されている(Beattie et al. 1995)。On the other hand, regarding immobilization of DNA probes on an array, (1) a method of sequentially extending the DNA strand of a DNA probe on an array for every unit nucleotide (US Pat. No. 5,889,
165) and (2) a method of immobilizing a DNA probe synthesized in advance on an array (US Pat. No. 5,807,522). The former method uses photolithography technology to immobilize DNA probes with different arrangements in a 1/2 inch square array at intervals of 100 mm every 20 × 20 μm, so about 4 × 10 5 types of probes (Chee et al. 1996). With photolithography technology, patterning on the order of 0.1 μm is now possible, and there is a possibility that further integration of probes will progress in the future. In addition, the latter method has problems such as the need to prepare various types of probes in advance and the integration degree of the probes is lower than that of the former method (every 60 × 60 μm at 120 μm intervals). Since the probe can be immobilized three-dimensionally in the reactor, the reaction efficiency is excellent (G
uschin et al. 1997). In addition, a method of immobilizing a probe three-dimensionally on porous silicon instead of gel has been reported (Beattie et al. 1995).
【0005】上記のように、DNAアレイは1回の試験で
複数の情報が得られる等の利点を有しているが、その作
製には複雑な反応制御が必要なため、従来のDNAアレイ
は非常に高価なものであった。[0005] As described above, the DNA array has the advantage that a plurality of information can be obtained in one test, but the production thereof requires complicated reaction control. It was very expensive.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、その目的は、
従来のDNAアレイ作製技術を改良して、コスト、簡便
性、感度の点で優れた核酸鎖固定化担体を提供すること
を可能にすることである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its object is to
It is an object of the present invention to improve a conventional DNA array preparation technology and to provide a nucleic acid chain-immobilized carrier excellent in cost, simplicity, and sensitivity.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、第1基板上に固定された第1核酸鎖を
いわゆる鋳型として用いて核酸プローブ鎖となる第2核
酸鎖を合成し、この合成された第2核酸鎖を、電界を利
用して別の第2基板上に固定することにより、核酸鎖固
定化担体を製造することとした。According to the present invention, in order to achieve the above object, a second nucleic acid strand to be a nucleic acid probe chain is synthesized using a first nucleic acid strand fixed on a first substrate as a so-called template. Then, by fixing the synthesized second nucleic acid chain on another second substrate by using an electric field, a nucleic acid chain-immobilized carrier was produced.
【0008】即ち、本発明は、所定の塩基配列をもった
第2核酸鎖を第2基板上に固定した核酸鎖固定化担体を
製造する方法であって:第1基板上に、前記第2核酸鎖
の塩基配列に対して相補的な塩基配列を有する第1核酸
鎖を固定化した第1核酸鎖固定化担体を準備する工程
と、核酸合成溶液中において、前記第1核酸鎖固定化担
体の第1核酸鎖に沿って、これに相補的な配列を有する
第2核酸鎖を合成する工程と、前記第1基板の第1核酸
鎖側に対面させて前記第2基板を配置する工程と、該第
2基板から前記第1基板に向かう電界を印加することに
より、前記第1核酸鎖に沿って合成された第2核酸鎖を
前記第2基板表面に泳動させて、前記第2基板表面に固
定化する工程とを具備したことを特徴とするものであ
る。That is, the present invention provides a method for producing a nucleic acid chain-immobilized carrier having a second nucleic acid chain having a predetermined base sequence immobilized on a second substrate, comprising: Providing a first nucleic acid chain-immobilized carrier on which a first nucleic acid chain having a base sequence complementary to a base sequence of a nucleic acid chain is immobilized, and the first nucleic acid chain-immobilized carrier in a nucleic acid synthesis solution. Synthesizing a second nucleic acid strand having a sequence complementary thereto along with the first nucleic acid strand; and arranging the second substrate facing the first nucleic acid strand side of the first substrate. Applying an electric field from the second substrate to the first substrate to cause the second nucleic acid chain synthesized along the first nucleic acid chain to migrate to the second substrate surface, And a step of immobilizing the substrate.
【0009】本発明において、前記電界を印加する手段
として一対の電極を用いる。この電極は、前記第1基板
および前記第2基板の外側に配置して用いる。或いは、
前記第1基板および/または前記第2基板を電極材料で
形成することにより、電極と基板とを一体化した基板電
極としてもよい。In the present invention, a pair of electrodes is used as the means for applying the electric field. This electrode is disposed and used outside the first substrate and the second substrate. Or,
By forming the first substrate and / or the second substrate with an electrode material, the substrate and the electrode may be integrated into a substrate electrode.
【0010】本発明において、核酸プローブ鎖は複数あ
り、それらは同じ配列を有するものであってもよいが、
好ましくは、夫々が異なった配列を有する。その場合、
前記基板電極を用いるときは、基板電極の表面を絶縁層
で多数の電極領域に分割し、夫々の電極領域に異なった
核酸プローブ鎖を固定する。あるいは同一の電極上に異
なったプローブ鎖を固定化することもできる。In the present invention, there are a plurality of nucleic acid probe chains, which may have the same sequence.
Preferably, each has a different sequence. In that case,
When the substrate electrode is used, the surface of the substrate electrode is divided into a number of electrode regions by an insulating layer, and different nucleic acid probe chains are fixed to each electrode region. Alternatively, different probe chains can be immobilized on the same electrode.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【0012】本発明において、前記第2核酸鎖は、RN
A、DNA、PNA (peptide nucleic acid)、更にこれらの類
似化合物の何れであってもよいが、好ましくはDNAであ
る。また、前記第1核酸鎖は特に限定されるものではな
く、合成オリゴヌクレオチド、cDNA、RNA、PNA、メチル
ホスホネート核酸等を用いることができる。In the present invention, the second nucleic acid strand is RN
A, DNA, PNA (peptide nucleic acid) and any of these similar compounds may be used, but DNA is preferable. The first nucleic acid strand is not particularly limited, and a synthetic oligonucleotide, cDNA, RNA, PNA, methylphosphonate nucleic acid, or the like can be used.
【0013】本発明の第1基板および第2基板におい
て、基板の形状は板状に限定されるものではない。ま
た、使用する基板材料も特に限定されない。例えば、ガ
ラス、石英ガラス、アルミナ、サファイア、フォルステ
ライト、炭化珪素、酸化珪素、窒化珪素などの無機絶縁
材料を使用できる。また、ポリエチレン、エチレン、ポ
リプロピレン、ポリイソブチレン、ポリエチレンテレフ
タレート、不飽和ポリエステル、含フッ素樹脂、ポリ塩
化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリ
ビニルアルコール、ポリビニルアセタール、アクリル樹
脂、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、アセタール
樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、フェノール樹
脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、スチレ
ン・アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリルブタ
ジエンスチレン共重合体、シリコーン樹脂、ポリフェニ
レンオキサイド、ポリスルホン等の有機材料を用いるこ
とができる。更に、ニトロセルロース膜、PVDF膜な
ど、核酸ブロッティングに使用される膜を用いることも
できる。また、以下で説明する電極材料を使用して、基
板と電極とを兼用した基板電極とすることもできる。こ
のような基板電極の場合、基板電極の表面を絶縁層領域
で分離し、分離された夫々の電極領域に、夫々異なった
核酸鎖を固定するのが好ましい。In the first and second substrates of the present invention, the shape of the substrate is not limited to a plate. Further, the substrate material to be used is not particularly limited. For example, inorganic insulating materials such as glass, quartz glass, alumina, sapphire, forsterite, silicon carbide, silicon oxide, and silicon nitride can be used. In addition, polyethylene, ethylene, polypropylene, polyisobutylene, polyethylene terephthalate, unsaturated polyester, fluorine-containing resin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, acrylic resin, polyacrylonitrile, polystyrene, acetal resin Organic materials such as polycarbonate, polyamide, phenolic resin, urea resin, epoxy resin, melamine resin, styrene / acrylonitrile copolymer, acrylonitrile butadiene styrene copolymer, silicone resin, polyphenylene oxide, and polysulfone can be used. Furthermore, a membrane used for nucleic acid blotting, such as a nitrocellulose membrane or a PVDF membrane, can also be used. In addition, a substrate electrode that also serves as a substrate and an electrode can be formed by using an electrode material described below. In the case of such a substrate electrode, it is preferable that the surface of the substrate electrode is separated at the insulating layer region, and different nucleic acid chains are fixed to the respective separated electrode regions.
【0014】電極材料は特に限定されるものではない。
例えば、金、金の合金、銀、プラチナ、水銀、ニッケ
ル、パラジウム、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム、
タングステン等の金属単体及びそれらの合金、あるいは
グラファイト、グラシーカーボン等の炭素等、またはこ
れらの酸化物、化合物を用いることができる。更に、酸
化珪素等の半導体化合物や、CCD、FET、CMOSなど各種半
導体デバイスを用いることも可能である。The electrode material is not particularly limited.
For example, gold, gold alloys, silver, platinum, mercury, nickel, palladium, silicon, germanium, gallium,
Metals such as tungsten and their alloys, carbon such as graphite and glassy carbon, and oxides and compounds thereof can be used. Further, various kinds of semiconductor devices such as a semiconductor compound such as silicon oxide, CCD, FET, and CMOS can be used.
【0015】絶縁基板上に電極膜を形成し、基板と電極
とを一体化した基板電極を用いる場合、この電極膜は、
メッキ、印刷、スパッタ、蒸着などで作製することがで
きる。蒸着を行う場合は、抵抗加熱法、高周波加熱法、
電子ビーム加熱法により電極膜を形成することができ
る。また、スパッタリングを行う場合は、直流2極スパ
ッタリング、バイアススパッタリング、非対称交流スパ
ッタリング、ゲッタスパッタリング、高周波スパッタリ
ング等により電極膜を形成することが可能である。更
に、ポリピロール、ポリアニリンなどの電解重合膜や導
電性高分子も用いることが可能である。When an electrode film is formed on an insulating substrate and a substrate electrode in which the substrate and the electrode are integrated is used, this electrode film
It can be produced by plating, printing, sputtering, vapor deposition and the like. When performing evaporation, resistance heating method, high frequency heating method,
The electrode film can be formed by an electron beam heating method. When sputtering is performed, an electrode film can be formed by direct current bipolar sputtering, bias sputtering, asymmetric alternating current sputtering, getter sputtering, high frequency sputtering, or the like. Further, an electropolymerized film such as polypyrrole and polyaniline and a conductive polymer can also be used.
【0016】本発明において、電極表面を分離するため
に用いられる絶縁材料は特に限定されるものではない
が、フォトポリマー、フォトレジスト材料であることが
好ましい。レジスト材料としては、光露光用フォトレジ
スト、遠紫外用フォトレジスト、X線用フォトレジス
ト、電子線用フォトレジストが用いられる。光露光用フ
ォトレジストとしては、主原料が環化ゴム、ポリ桂皮
酸、ノボラック樹脂であるものが挙げられる。遠紫外用
フォトレジストには、環化ゴム、フェノール樹脂、ポリ
メチルイソプロペニルケトン(PMIPK),ポリメチルメ
タクリレート(PMMA)等が用いられる。また、X線用レ
ジストには、COP、メタルアクリレートほか、薄膜ハ
ンドブック(オーム社)に記載の物質を用いることがで
きる。更に、電子線用レジストには、PMMA等上記文
献に記載の物質を用いることが可能である。In the present invention, the insulating material used for separating the electrode surface is not particularly limited, but is preferably a photopolymer or a photoresist material. As the resist material, a photoresist for light exposure, a photoresist for far ultraviolet, a photoresist for X-ray, and a photoresist for electron beam are used. Examples of the photoresist for light exposure include those whose main raw materials are cyclized rubber, polycinnamic acid, and novolak resin. Cyclic rubber, phenolic resin, polymethyl isopropenyl ketone (PMIPK), polymethyl methacrylate (PMMA), and the like are used for the deep ultraviolet photoresist. For the X-ray resist, COP, metal acrylate, and other substances described in Thin Film Handbook (Ohm) can be used. Further, for the electron beam resist, it is possible to use a substance described in the above-mentioned literature such as PMMA.
【0017】ここで用いるレジストの膜厚は、100Å
以上10mm以下であることが望ましい。フォトレジス
トで電極を被覆し、リソグラフィーを行うことで、面積
を一定にすることが可能になる。これにより、核酸鎖の
固定化量がそれぞれの電極間で均一になり、再現性に優
れた測定を可能にする。従来、レジスト材料は最終的に
は除去するのが一般的であるが、基板電極ではレジスト
材料は除去することなく電極の一部として用いることも
可能である。この場合は、用いるレジスト材料に耐水性
の高い物質を使用する必要がある。電極上部に形成する
絶縁層にはフォトレジスト材料以外でも用いることが可
能である。例えば、Si、Ti、Al、Zn、Pb、C
d、W、Mo、Cr、Ta、Ni等の酸化物、窒化物、
炭化物、その他合金を用いることも可能である。これら
の材料をスパッタ、蒸着あるいはCVD等を用いて薄膜
を形成した後、フォトリソグラフィーで電極露出部のパ
ターニングを行い、面積を一定に制御する。The resist used here has a thickness of 100.degree.
It is desirable that it is not less than 10 mm. By covering the electrodes with a photoresist and performing lithography, the area can be made constant. As a result, the amount of immobilized nucleic acid chains becomes uniform between the respective electrodes, enabling measurement with excellent reproducibility. Conventionally, the resist material is generally finally removed, but the substrate electrode can be used as a part of the electrode without removing the resist material. In this case, it is necessary to use a highly water-resistant substance for the resist material to be used. The insulating layer formed on the electrode can be made of a material other than the photoresist material. For example, Si, Ti, Al, Zn, Pb, C
oxides, nitrides, such as d, W, Mo, Cr, Ta, and Ni;
It is also possible to use carbide and other alloys. After forming a thin film from these materials by sputtering, vapor deposition, CVD, or the like, patterning of the electrode exposed portion is performed by photolithography, and the area is controlled to be constant.
【0018】本発明の方法にて得られる核酸鎖固定化担
体は、その基板として基板電極を用いた場合、1つの素
子上に幾つかの電極領域を構成し、その夫々に異なった
プローブ核酸鎖を固定化することで、一度に数種類の標
的に対して検査を行うことができる。また、1つの素子
上に幾つかの電極部を構成し、同じプローブ核酸鎖を固
定化することで、一度に数検体の検査を行うことも可能
である。この場合、フォトリソグラフィーを利用して、
予め基板上に複数の電極をパターニングしておく。この
際、隣同士の電極が接触しないように、絶縁膜で仕切り
を付けるのが有効である。仕切りの高さは0.1ミクロン
から100ミクロン程度が望ましい。When a substrate electrode is used as the substrate of the nucleic acid chain-immobilized carrier obtained by the method of the present invention, several electrode regions are formed on one element, and each of the probe regions has a different probe nucleic acid chain. Can be tested on several types of targets at once. In addition, it is also possible to test several samples at a time by configuring several electrode units on one element and immobilizing the same probe nucleic acid chain. In this case, using photolithography
A plurality of electrodes are patterned on a substrate in advance. At this time, it is effective to form a partition with an insulating film so that adjacent electrodes do not come into contact with each other. The height of the partition is desirably about 0.1 to 100 microns.
【0019】前記第1核酸鎖を第1基板の表面に固定化
した、いわゆる鋳型として作用する第1核酸鎖固定化担
体の作製方法は、特に限定されるものではない。例え
ば、光学活性な試薬を用いたフォトリソグラフィーによ
る直接合成法や(Fodor et al.1991)、予め作製した核
酸鎖を、マイクロピペット、インクジェット等の方法で
第1基板上に滴下して固定化する方法を用いることがで
きる。固定化する第1核酸鎖と第1基板との間にはスペ
ーサーが存在することが好ましい。The method for preparing the first nucleic acid chain-immobilized carrier that acts as a so-called template, in which the first nucleic acid chain is immobilized on the surface of the first substrate, is not particularly limited. For example, a direct synthesis method by photolithography using an optically active reagent (Fodor et al. 1991), or a nucleic acid chain prepared in advance is dropped and immobilized on the first substrate by a method such as a micropipette or an ink jet. A method can be used. It is preferable that a spacer exists between the first nucleic acid strand to be immobilized and the first substrate.
【0020】次に、以上のようにして作製した核酸鎖合
成用の鋳型となる第1核酸鎖固定化担体を、プライマ
ー、核酸合成酵素およびヌクレオチドモノマー、電解質
等を含有する電解質溶液、即ち、核酸合成溶液中に浸漬
し反応させることにより、第1核酸鎖に対して相補的な
配列を有する第2核酸鎖の合成を行う。次いで、第2核
酸鎖を固定化するための第2基板を用意し、電解質溶液
中で第1基板の近傍あるいは隣接して、好ましくはこれ
に対面させて設置する。第1基板と第2基板との間隔は
核酸鎖の長さによっても異なるが、核酸鎖の移動距離が
約1mm以下となるよう接触させるか、あるいは10n
mから1mmの間隔とすることが好ましい。続いて、電
解質溶液を二本鎖DNAが変成する条件、例えば温度条件
を好ましくは90℃以上にする。変性には酸化ナトリウム
などを含むアルカリ性溶液、尿素などを用いることも可
能である。電位印加で変性させることもできる。この
際、第2基板から第1基板に向かう電界が加わるよう
に、第2核酸鎖を固定化するための第2基板にはプラス
の電位を、第1基板にはマイナスの電位を印加する。こ
のとき第1基板、第2番共に基板電極であることが必要
である。電位勾配は0.1〜100V/cm程度であることが望ま
しい。核酸鎖は一般に負に帯電しているから、この操作
により、第1基板上で合成された第2核酸鎖は第2基板
表面に移行して結合する。Next, the first nucleic acid chain-immobilized carrier serving as a template for nucleic acid chain synthesis prepared as described above is used as an electrolyte solution containing primers, nucleic acid synthase, nucleotide monomers, electrolytes, etc. By immersing and reacting in a synthesis solution, a second nucleic acid strand having a sequence complementary to the first nucleic acid strand is synthesized. Next, a second substrate for immobilizing the second nucleic acid chain is prepared and placed in the electrolyte solution near or adjacent to the first substrate, preferably facing the first substrate. Although the distance between the first substrate and the second substrate varies depending on the length of the nucleic acid chain, the distance between the first substrate and the second substrate should be about 1 mm or less.
It is preferable to set the interval from m to 1 mm. Subsequently, the electrolyte solution is subjected to conditions for denaturing the double-stranded DNA, for example, the temperature condition is preferably set to 90 ° C. or higher. For the denaturation, an alkaline solution containing sodium oxide or the like, urea, or the like can be used. Denaturation can also be performed by applying a potential. At this time, a positive potential is applied to the second substrate for immobilizing the second nucleic acid strand, and a negative potential is applied to the first substrate so that an electric field is applied from the second substrate to the first substrate. At this time, both the first substrate and the second substrate need to be substrate electrodes. The potential gradient is desirably about 0.1 to 100 V / cm. Since the nucleic acid chain is generally negatively charged, this operation causes the second nucleic acid chain synthesized on the first substrate to migrate to and bond to the surface of the second substrate.
【0021】この第2核酸鎖と第2基板表面との結合に
は、共有結合、親和性結合、または静電的結合などを含
む当業者に周知の手段を使用することができる。即ち、
第2核酸鎖の末端を、アミノ基、カルボキシル基、チオ
ール基のような反応性の官能基;ビオチン、アビジン等
の特異的親和性対を形成するタンパク質で修飾してお
き、更に核酸鎖を固定化する第2基板の表面にも、シラ
ンカップリング剤等の反応性官能基を有する分子;ビオ
チン、アビジン等の特異的親和性対を構成するタンパク
質;負に帯電したアミノ酸などで修飾を施しておくこと
によって、より強固に固定化することが可能になる。そ
の際、基板と官能基との間に適当なスペーサー、例え
ば、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、
ポリアニリン等の導電性高分子や、アルキル基、ポリエ
チレン等を導入することで、検出の効率を向上させるこ
とも可能である。また、基板電極として金を使用する場
合には、第2核酸鎖の末端に、金に対して大きな親和性
を有する硫黄を結合しておくのが好ましい。For the binding between the second nucleic acid strand and the surface of the second substrate, any means known to those skilled in the art including covalent bonding, affinity binding, electrostatic binding and the like can be used. That is,
The terminal of the second nucleic acid chain is modified with a reactive functional group such as an amino group, a carboxyl group, or a thiol group; a protein that forms a specific affinity pair such as biotin or avidin, and the nucleic acid chain is further immobilized. The surface of the second substrate to be converted is also modified with a molecule having a reactive functional group such as a silane coupling agent; a protein constituting a specific affinity pair such as biotin and avidin; By doing so, it is possible to fix more firmly. At that time, a suitable spacer between the substrate and the functional group, for example, polyacetylene, polypyrrole, polythiophene,
By introducing a conductive polymer such as polyaniline, an alkyl group, polyethylene, or the like, the detection efficiency can be improved. When gold is used as the substrate electrode, it is preferable that sulfur having a high affinity for gold is bonded to the end of the second nucleic acid chain.
【0022】また、第1核酸鎖は、電極以外の材料、例
えばガラス、シリコン、酸化珪素、窒化珪素、合成高分
子、ニトロセルロース膜、ナイロン膜等からなる第1基
板に固定化することも可能である。この場合、第1基板
で合成した第2核酸鎖を第2基板上に移行させる段階
で、第2基板を電極とし、さらにもう一つの別の電極を
用意し、その電極を、第1核酸鎖を固定化した第1基板
を挟んで第2基板の反対側に設置し、第2基板との間に
電位を印加すればよい。この際、第2基板をプラスに設
定する。Further, the first nucleic acid chain can be immobilized on a first substrate made of a material other than an electrode, for example, glass, silicon, silicon oxide, silicon nitride, synthetic polymer, nitrocellulose film, nylon film, or the like. It is. In this case, at the stage of transferring the second nucleic acid strand synthesized on the first substrate onto the second substrate, another electrode is prepared using the second substrate as an electrode, and the electrode is connected to the first nucleic acid chain. May be installed on the opposite side of the second substrate with the first substrate immobilized therebetween, and a potential may be applied between the first substrate and the second substrate. At this time, the second substrate is set to be positive.
【0023】合成した第2核酸鎖は電極以外の材料、例
えばガラス、シリコン、酸化珪素、窒化珪素、合成高分
子、ニトロセルロース膜、ナイロン膜等からなる第2基
板に固定化することも可能である。この場合は、電極か
らなる第1基板上で合成した核酸鎖を第2基板に移行さ
せる段階でもう一つの別の電極を用意し、その電極を第
1基板と反対側に設置し、これと第1基板との間に電位
を印加すればよい。この際第1基板をマイナスに設定す
る。The synthesized second nucleic acid chain can be immobilized on a second substrate made of a material other than an electrode, for example, glass, silicon, silicon oxide, silicon nitride, synthetic polymer, nitrocellulose film, nylon film and the like. is there. In this case, another electrode is prepared at the stage of transferring the nucleic acid chain synthesized on the first substrate composed of the electrode to the second substrate, and the other electrode is provided on the opposite side to the first substrate, and A potential may be applied between the first substrate and the first substrate. At this time, the first substrate is set to a negative value.
【0024】また、これらを組み合わせて、第1基板お
よび第2基板の両者共に電極以外の材料を用いることも
可能である。この場合は、第1基板および第2基板の外
側にそれぞれ電極を設置し、第1基板の外側の電極から
第2基板の外側の電極に向けて電位を印加すればよい。
この際第2基板の外側の電極をプラスに設定する。Further, by combining these, it is also possible to use a material other than the electrodes for both the first substrate and the second substrate. In this case, electrodes may be provided outside the first substrate and the second substrate, and a potential may be applied from the electrode outside the first substrate to the electrode outside the second substrate.
At this time, the outer electrode of the second substrate is set to be positive.
【0025】本発明において、第1核酸鎖から第2核酸
鎖を合成するために用いる核酸合成酵素は特に限定され
るものではなく、種々のDNA合成酵素、RNA合成酵素から
選択することができる。In the present invention, the nucleic acid synthetase used for synthesizing the second nucleic acid chain from the first nucleic acid chain is not particularly limited, and can be selected from various DNA synthases and RNA synthases.
【0026】第1核酸鎖にcDNAを用いた場合には、ラン
ダムプライマーで核酸鎖を合成することもできる。ま
た、第1核酸鎖にオリゴヌクレオチドを用いた場合に
は、予め末端にポリベンジルグルタメート(PBLG)やポ
リエチレングリコール等のスペーサー分子を結合してお
くことも可能である。更に、鋳型プローブ鎖の中に共通
の配列を入れておくことで、その配列に相補的なプライ
マーを用いて核酸鎖の合成を行うことが可能になる。When cDNA is used for the first nucleic acid strand, the nucleic acid strand can be synthesized using random primers. When an oligonucleotide is used for the first nucleic acid chain, a spacer molecule such as polybenzyl glutamate (PBLG) or polyethylene glycol can be bound to the terminal in advance. Furthermore, by inserting a common sequence into the template probe chain, it becomes possible to synthesize a nucleic acid chain using a primer complementary to the sequence.
【0027】本発明により製造された核酸固定化担体
は、種々の遺伝子の検出に使用することができ、検出す
る遺伝子は特に限定されない。例えば、肝炎ウイルス
(A、B、C、D、E、F、G型)、HIV、インフル
エンザウイルス、ヘルペス群ウイルス、アデノウイル
ス、ヒトポリオーマウイルス、ヒトパピローマウイル
ス、ヒトパルボウイルス、ムンプスウイル素、ヒトロタ
ウイルス、エンテロウイルス、日本脳炎ウイルス、デン
グウイルス、風疹ウイルス、HTLV、等のウイルス感
染症、黄色ブドウ球菌、溶血性連鎖球菌、病原性大腸
菌、腸炎ビブリオ菌、ヘリコバクターピロリ菌、カンピ
ロバクター、コレラ菌、赤痢菌、サルモネラ菌、エルシ
ニア、淋菌、リステリア菌、レプトスピラ、レジオネラ
菌、スピロヘータ、肺炎マイコプラズマ、リケッチア、
クラミジア、マラリア、赤痢アメーバ、病原真菌、等の
細菌感染症、寄生虫、真菌の検出に用いることができ
る。また、遺伝性疾患、網膜芽細胞腫、ウイルムス腫
瘍、家族性大腸ポリポーシス、遺伝性非ポリポーシス大
腸癌、神経腺維腫症、家族性乳ガン、色素性乾皮症、脳
腫瘍、口腔癌、食道癌、胃ガン、大腸癌、肝臓癌、膵臓
癌、肺ガン、甲状腺腫瘍、乳腺腫瘍、泌尿器腫瘍、男性
器腫瘍、女性器腫瘍、皮膚腫瘍、骨・軟部腫瘍、白血
病、リンパ腫、固形腫瘍、等の腫瘍性疾患を検査するこ
とが可能である。更に、RFLP、SNPs等の多型解析、塩基
配列の解析等にも適応することが可能である。また、医
療以外にも、食品検査、検疫、医薬品検査、法医学、農
業、畜産、漁業、林業などで、遺伝子検査が必要なもの
に全て適応可能である。また、PCR、SDA、NASBA法等で
増幅した遺伝子の検出に対しても用いることは可能であ
る。更に、標的遺伝子は予め電気化学的に活性な物質
や、FITC、ローダミン、アクリジン等の蛍光物質、アル
カリホスファターゼ、パーオキシダーゼ、グルコースオ
キシダーゼ等の酵素、ハプテン、発光物質、抗体、抗
原、金コロイドなどのコロイド粒子、金属、金属イオン
更にはトリスビピリジン、トリスフェナントロリン、ヘ
キサアミン等との金属キレート等で標識しておくことも
可能である。The nucleic acid-immobilized carrier produced according to the present invention can be used for detecting various genes, and the gene to be detected is not particularly limited. For example, hepatitis virus (A, B, C, D, E, F, G), HIV, influenza virus, herpes group virus, adenovirus, human polyoma virus, human papilloma virus, human parvovirus, mumps virus, human Viral infections such as rotavirus, enterovirus, Japanese encephalitis virus, dengue virus, rubella virus, HTLV, etc., Staphylococcus aureus, hemolytic streptococci, pathogenic Escherichia coli, Vibrio parahaemolyticus, Helicobacter pylori, Campylobacter, cholera, Shigella. , Salmonella, Yersinia, Neisseria gonorrhoeae, Listeria monocytogenes, Leptospira, Legionella, Spirochetes, Mycoplasma pneumonia, Rickettsia,
It can be used for detecting bacterial infections such as chlamydia, malaria, dysentery amoeba, and pathogenic fungi, parasites, and fungi. In addition, hereditary diseases, retinoblastoma, Wilms tumor, familial polyposis of the colon, hereditary nonpolyposis colorectal cancer, neurofibromatosis, familial breast cancer, xeroderma pigmentosum, brain tumor, oral cancer, esophageal cancer, Tumors such as stomach cancer, colon cancer, liver cancer, pancreatic cancer, lung cancer, thyroid tumor, breast tumor, urinary tumor, male organ tumor, female organ tumor, skin tumor, bone / soft tissue tumor, leukemia, lymphoma, solid tumor, etc. It is possible to test for sexual diseases. Further, the present invention can be applied to polymorphism analysis of RFLP, SNPs, etc., analysis of nucleotide sequence, and the like. In addition to medical treatment, it can be applied to all foods requiring inspection, quarantine, medicine inspection, forensic medicine, agriculture, livestock, fishery, forestry, etc. Further, it can be used for detection of a gene amplified by PCR, SDA, NASBA method or the like. Furthermore, the target gene is a previously electrochemically active substance, a fluorescent substance such as FITC, rhodamine and acridine, an enzyme such as alkaline phosphatase, peroxidase and glucose oxidase, a hapten, a luminescent substance, an antibody, an antigen, and a gold colloid. It is also possible to label with colloid particles, metals, metal ions, and metal chelates with trisbipyridine, trisphenanthroline, hexaamine and the like.
【0028】本発明により得られる核酸固定化担体を用
いた遺伝子検出において、使用する試料は特に限定され
ず、例えば、血液、血清、白血球、尿、便、精液、唾
液、組織、培養細胞、喀痰等を用いることができる。こ
れら検体試料から核酸成分の抽出を行う。抽出方法は特
に限定される物ではなく、フェノールー−クロロホルム
法等の液−液抽出法や担体を用いる固液抽出法を用いる
ことができる。また、市販の核酸抽出方法QIAamp
(QIAGEN社製)、スマイテスト(住友金属社製)
等を利用することも可能である。In the gene detection using the nucleic acid-immobilized carrier obtained by the present invention, the sample to be used is not particularly limited, and examples thereof include blood, serum, leukocytes, urine, stool, semen, saliva, tissue, cultured cells, sputum Etc. can be used. The nucleic acid components are extracted from these sample samples. The extraction method is not particularly limited, and a liquid-liquid extraction method such as a phenol-chloroform method or a solid-liquid extraction method using a carrier can be used. Also, a commercially available nucleic acid extraction method QIAamp
(Manufactured by QIAGEN), Smitest (manufactured by Sumitomo Metal)
Etc. can also be used.
【0029】次に、抽出した核酸成分と遺伝子検出用担
体との間でハイブリダイゼーション反応を行う。反応溶
液は、イオン強度0.01〜5の範囲で、pH5〜10の範囲の
緩衝液中で行う。この溶液中にはハイブリダイゼーショ
ン促進剤である硫酸デキストランや、サケ精子DNA、牛
胸腺DNA、EDTA、界面活性剤などを添加することが可能
である。これに抽出した核酸成分を添加し、90℃以上で
熱変性させる。遺伝子検出用電極の挿入は、変性直後、
あるいは0℃に急冷後に行うことができる。また、基板
上に液を滴下することでハイブリダイゼーション反応を
行うことも可能である。反応中は、撹拌、あるいは震盪
などの操作で反応速度を高めることもできる。反応温度
は10℃〜90℃の範囲であり、また反応時間は1分以上か
ら1晩程度行う。ハイブリダイゼーション反応後、電極
を取り出し洗浄を行う。洗浄には、イオン強度0.01〜5
の範囲で、pH5〜10の範囲の緩衝液を用いる。Next, a hybridization reaction is carried out between the extracted nucleic acid component and the carrier for gene detection. The reaction solution is used in a buffer having an ionic strength of 0.01 to 5 and a pH of 5 to 10. It is possible to add dextran sulfate as a hybridization accelerator, salmon sperm DNA, bovine thymus DNA, EDTA, a surfactant, and the like to this solution. The extracted nucleic acid component is added thereto, and denatured at 90 ° C. or higher. Insertion of the gene detection electrode immediately after denaturation,
Alternatively, it can be performed after quenching to 0 ° C. Further, it is also possible to carry out a hybridization reaction by dropping a solution on a substrate. During the reaction, the reaction rate can be increased by an operation such as stirring or shaking. The reaction temperature is in the range of 10 ° C. to 90 ° C., and the reaction time is 1 minute or more to about 1 night. After the hybridization reaction, the electrode is taken out and washed. For cleaning, ionic strength 0.01-5
And a buffer having a pH of 5 to 10 is used.
【0030】本発明により得られる核酸鎖固定化担体の
うち、電極基板を用いた核酸固定化電極は、電気化学的
に活性なDNA結合物質を用いた検出を行う場合に有用で
ある。電気化学的に活性なDNA結合物質を用いた検出
は、以下のような手順で検出を行う。核酸固定化アレイ
を洗浄後、電極基板表面に形成した二本鎖部分に選択的
に結合するDNA結合物質を作用させ、電気化学的な測定
を行う。ここで用いられるDNA結合物質は特に限定され
るものではないが、例えば、ヘキスト33258、アクリジ
ンオレンジ、キナクリン、ドウノマイシン、メタロイン
ターカレーター、ビスアクリジン等のビスインターカレ
ーター、トリスインターカレーター、ポリインターカレ
ーター等を用いることが可能である。更に、これらのイ
ンターカレーターを電気化学的に活性な金属錯体、例え
ば、フェロセン、ビオロゲン等で修飾しておくことも可
能である。DNA結合物質の濃度は、その種類によって異
なるが、一般的には1 ng/ml〜1 mg/mlの範囲で使用す
る。この際、イオン強度0.001〜5の範囲で、pH5〜10
の範囲の緩衝液を用いる。電極をDNA結合物質と反応さ
せた後、洗浄し、電気化学的な測定を行う。電気化学的
な測定は、3電極タイプ、すなわち参照電極、対極、作
用極、あるいは2電極タイプ、すなわち対極、作用極で
行う。[0030] Among the nucleic acid chain-immobilized carriers obtained by the present invention, the nucleic acid-immobilized electrode using the electrode substrate is useful when performing detection using an electrochemically active DNA-binding substance. Detection using an electrochemically active DNA binding substance is performed by the following procedure. After washing the nucleic acid-immobilized array, a DNA-binding substance that selectively binds to the double-stranded portion formed on the surface of the electrode substrate is allowed to act, and an electrochemical measurement is performed. The DNA-binding substance used here is not particularly limited, but includes, for example, Hoechst 33258, acridine orange, quinacrine, dounomycin, metallointercalator, bisintercalator such as bisacridine, tris intercalator, polyintercalator and the like. It can be used. Furthermore, these intercalators can be modified with an electrochemically active metal complex such as ferrocene, viologen and the like. The concentration of the DNA binding substance varies depending on its type, but is generally used in the range of 1 ng / ml to 1 mg / ml. At this time, ionic strength in the range of 0.001-5, pH5-10
Use a buffer in the range of After the electrodes are reacted with the DNA binding substance, they are washed and electrochemically measured. Electrochemical measurements are made with a three-electrode type, ie, reference electrode, counter electrode, working electrode, or a two-electrode type, ie, counter electrode, working electrode.
【0031】この測定では、DNA結合物質が電気化学的
に反応する電位以上の電位を印加し、DNA結合物質に由
来する反応電流値を測定する。この際、電位は定速で掃
引するか、あるいはパルスで印加するか、あるいは、定
電位を印加することができる。測定には、ポテンショス
タット、デジタルマルチメーター、ファンクションジェ
ネレーター等の装置を用いて電流、電圧を制御する。得
られた電流値を基に、検量線から標的遺伝子の濃度を算
出する。遺伝子検出用電極を用いた遺伝子検出装置は、
遺伝子抽出部、遺伝子反応部、DNA結合物質反応部、電
気化学測定部、洗浄部等から構成される。In this measurement, a potential higher than the potential at which the DNA binding substance electrochemically reacts is applied, and the reaction current value derived from the DNA binding substance is measured. At this time, the potential can be swept at a constant speed, applied as a pulse, or a constant potential can be applied. In the measurement, the current and the voltage are controlled using a device such as a potentiostat, a digital multimeter, and a function generator. Based on the obtained current value, the concentration of the target gene is calculated from the calibration curve. Gene detection device using gene detection electrode,
It is composed of a gene extraction section, a gene reaction section, a DNA binding substance reaction section, an electrochemical measurement section, a washing section, and the like.
【0032】また、本発明により得られる核酸鎖固定化
担体は、サンプルを予め蛍光標識するか、あるいはセカ
ンドプローブとして蛍光標識した核酸鎖を用いること
で、蛍光強度を指標に遺伝子の検出が可能になる。この
際、蛍光顕微鏡など組み合わせて用いると、核酸鎖の集
積度を高めることが可能になる。Further, the nucleic acid chain-immobilized carrier obtained by the present invention can detect a gene by using fluorescence intensity as an index by pre-fluorescently labeling a sample or using a fluorescently-labeled nucleic acid chain as a second probe. Become. At this time, when used in combination with a fluorescence microscope or the like, it becomes possible to increase the degree of accumulation of nucleic acid chains.
【0033】以上のように、本発明に基づく核酸鎖合成
方法を用いることで、同一担体上で連続的に配列の異な
る核酸鎖を合成できるようになり、核酸鎖の合成操作が
簡便になると共に、核酸鎖合成を低コストで行えるよう
になる。更に、本発明の方法で作製した核酸鎖固定化電
極を用いれば、電気化学的な遺伝子検出が可能になり、
簡便・高感度な核酸配列検査を行う事が可能になる。As described above, by using the nucleic acid chain synthesis method according to the present invention, nucleic acid chains having different sequences can be synthesized continuously on the same carrier, and the operation of synthesizing nucleic acid chains can be simplified. In addition, nucleic acid chain synthesis can be performed at low cost. Furthermore, the use of the nucleic acid chain-immobilized electrode prepared by the method of the present invention enables electrochemical gene detection,
A simple and highly sensitive nucleic acid sequence test can be performed.
【0034】[0034]
【実施例】以下、実施例により、本発明を更に詳細に説
明する。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.
【0035】実施例1: 鋳型核酸鎖固定化フィルター 固定化には、大腸菌のrDNAを増幅した断片1.5kb
と、合成DNAを用いた。rDNAについては2種類のサンプ
ルを調製した。1つは、熱変性させた100μg/mL(0.2mo
l/Lの塩化ナトリウム、5mmol/Lの燐酸緩衝液(pH7))
のrDNAで、もう一つはアルカリ変性させた100μg/mL
(0.2mol/Lの水酸化ナトリウム)のrDNAである。ま
た、合成DNAには20μg/mLの90merのオリゴヌクレオチド
(10mmol/Lのリン酸緩衝液(pH7))を用いた。それぞ
れ1μLづつをナイロンフィルター上にスポットし、自
然乾燥後、ハイブリダイゼーション緩衝液(2xSSC-1mmo
l/LのEDTA(pH7))で洗浄した。そして、80℃のオー
ブンで1時間ベーキングを行った。Example 1 Filter for Immobilizing Template Nucleic Acid Chain A 1.5 kb fragment obtained by amplifying rDNA of Escherichia coli was used for immobilization.
And synthetic DNA. For rDNA, two types of samples were prepared. One is heat-denatured 100 μg / mL (0.2mo
l / L sodium chloride, 5mmol / L phosphate buffer (pH7))
RDNA, and the other is alkali-denatured 100μg / mL
(0.2 mol / L sodium hydroxide) rDNA. As the synthetic DNA, a 20 μg / mL 90-mer oligonucleotide (10 mmol / L phosphate buffer (pH7)) was used. Spot 1 μL each on a nylon filter, allow to air dry, then run hybridization buffer (2xSSC-1mmo)
1 / L EDTA (pH 7)). Then, baking was performed in an oven at 80 ° C. for 1 hour.
【0036】実施例2: 鋳型核酸鎖固定化電極 固定化には、大腸菌のrDNAを増幅した断片1.5kb
と、合成DNAを用いた。rDNAについては2種類のサンプ
ルを調製した。1つは、熱変性させた100μg/mL(0.2mo
l/Lの塩化ナトリウム、5mmol/Lの燐酸緩衝液(pH7))
のrDNAで、もう一つはアルカリ変性させた100μg/mL
(0.2mol/Lの水酸化ナトリウム)のrDNAである。ま
た、合成DNAには20μg/mLの90merのチオール化オリゴヌ
クレオチド(10mmol/Lのリン酸緩衝液(pH7))を用い
た。それぞれ0.2μLづつを5mm角の金電極上にスポット
し自然乾燥させた。Example 2: Electrode immobilized on a template nucleic acid chain For immobilization, a 1.5 kb fragment obtained by amplifying rDNA of Escherichia coli was used.
And synthetic DNA. For rDNA, two types of samples were prepared. One is heat-denatured 100 μg / mL (0.2mo
l / L sodium chloride, 5mmol / L phosphate buffer (pH7))
RDNA, and the other is alkali-denatured 100μg / mL
(0.2 mol / L sodium hydroxide) rDNA. A 20 μg / mL 90-mer thiolated oligonucleotide (10 mmol / L phosphate buffer (pH 7)) was used as the synthetic DNA. Each 0.2 μL was spotted on a 5 mm square gold electrode and allowed to air dry.
【0037】実施例3: 鋳型核酸鎖固定化フィルター
上での核酸鎖合成 核酸鎖を固定化した実施例1のナイロンフィルター上で
核酸鎖の合成を行った。合成には、ファルマシア社製の
核酸鎖標識キット(フルオレッセインイソチオシアネー
ト:FITC)を用いた。ヌクレオチドミックスとラン
ダムプライマー、ポリメラーゼ(klenow)からな
る試薬100μLをフィルターに滴下し、ハイブリバッグ
内で37℃、1時間反応させた。ブロッキング、洗浄の
後、アルカリフォスファターゼ標識抗FITC抗体と1
時間反応させた。洗浄後、発光基質CDP-Starを滴下した
ところ、DNAをスポットした部分のみから発光が見ら
れ、フィルター上で核酸鎖の合成が可能であることがわ
かった。しかしながら、合成DNAのスポットからは発光
が見られず、合成されていないと思われた。Example 3: Nucleic acid chain synthesis on a template nucleic acid chain-immobilized filter A nucleic acid chain was synthesized on the nylon filter of Example 1 on which the nucleic acid chain was immobilized. For the synthesis, a nucleic acid chain labeling kit (fluorescein isothiocyanate: FITC) manufactured by Pharmacia was used. 100 μL of a reagent comprising a nucleotide mix, a random primer, and a polymerase (klenow) was dropped on the filter, and reacted at 37 ° C. for 1 hour in a hybrid bag. After blocking and washing, alkaline phosphatase-labeled anti-FITC antibody and 1
Allowed to react for hours. After washing, when the luminescent substrate CDP-Star was dropped, luminescence was observed only from the spot where the DNA was spotted, indicating that the nucleic acid chain could be synthesized on the filter. However, no luminescence was observed from the spot of the synthetic DNA, indicating that it was not synthesized.
【0038】実施例4: 鋳型核酸鎖固定化電極上での
核酸鎖合成 核酸鎖を固定化した実施例2の5mm角の金電極上で核酸
鎖の合成を行った。合成にはファルマシア社製の核酸鎖
標識キット(フルオレッセインイソチオシアネート:F
ITC)を用いた。ヌクレオチドミックスとランダムプ
ライマー、ポリメラーゼ(klenow)からなる試薬
20μLを電極上に滴下し、乾燥しないように37℃、1時
間反応させた。ブロッキング、洗浄の後、アルカリフォ
スファターゼ標識抗FITC抗体と1時間反応させた。
洗浄後、発光基質CDP-Starを滴下したところ、DNAをス
ポットした部分のみから発光が見られた。また、金電極
上では合成DNAのスポットからも発光が見られ、合成で
きることが確認された。Example 4 Synthesis of Nucleic Acid Chain on Electrode with Immobilized Template Nucleic Acid Chain A nucleic acid chain was synthesized on the 5 mm square gold electrode of Example 2 in which the nucleic acid chain was immobilized. For the synthesis, a nucleic acid chain labeling kit (Fluorescein isothiocyanate: F manufactured by Pharmacia) was used.
ITC) was used. Reagent consisting of nucleotide mix, random primer and polymerase (klenow)
20 μL was dropped on the electrode and reacted at 37 ° C. for 1 hour without drying. After blocking and washing, the plate was reacted with an alkaline phosphatase-labeled anti-FITC antibody for 1 hour.
After washing, when the luminescent substrate CDP-Star was dropped, luminescence was observed only from the portion where the DNA was spotted. In addition, light emission was observed from the spot of the synthetic DNA on the gold electrode, and it was confirmed that synthesis was possible.
【0039】実施例5: 鋳型核酸鎖固定化フィルター
からの転写 実施例4の方法で合成したナイロンフィルター上の核酸
鎖を別のナイロンフィルターに転写した。まず、鋳型の
ナイロンフィルターを転写側のナイロンフィルターと接
触させ、電気泳動槽に内に電界がかかるように配置し
た。電界の向きは鋳型側から転写側に向けてマイナス→
プラスに設定した。約20V/cmの電位勾配で1分間転写
を行った後、転写側のフィルターを80℃でベーキングし
た。実施例4と同じ発光検出系を用いた結果、転写側に
フィルターに合成した核酸鎖が転写されていることが確
認できた。鋳型のフィルターは少なくとも3回繰り返し
て再利用可能であった。Example 5: Transfer from a template nucleic acid chain-immobilized filter A nucleic acid chain on a nylon filter synthesized by the method of Example 4 was transferred to another nylon filter. First, the nylon filter as a template was brought into contact with the nylon filter on the transfer side, and the electrophoresis tank was arranged so that an electric field was applied inside. The direction of the electric field is minus from the mold side to the transfer side →
Set to plus. After transferring for 1 minute at a potential gradient of about 20 V / cm, the filter on the transfer side was baked at 80 ° C. As a result of using the same luminescence detection system as in Example 4, it was confirmed that the nucleic acid chain synthesized on the filter was transferred to the transfer side. The template filter was recyclable at least three times.
【0040】実施例6: 鋳型核酸鎖固定化金電極から
の転写 実施例4の方法で合成した金電極上の核酸鎖をナイロン
フィルターに転写した。まず、鋳型の金電極を転写側の
ナイロンフィルターと接触させ、電気泳動槽に内に電界
がかかるように配置した。電界の向きは鋳型側から転写
側に向けてマイナス→プラスに設定した。約10V/cmの電
位勾配で3分間転写を行った後、転写側のフィルターを
80℃でベーキングした。実施例4と同じ発光検出系を用
いた結果、転写側にはフィルター上で合成した核酸鎖が
転写されていることが確認できた。鋳型の電極は少なく
とも3回繰り返して転写が可能であった。Example 6 Transfer from Gold Electrode Immobilized on Template Nucleic Acid Chain The nucleic acid chain synthesized on the gold electrode by the method of Example 4 was transferred to a nylon filter. First, the gold electrode of the mold was brought into contact with the nylon filter on the transfer side, and the electrophoresis tank was arranged so that an electric field was applied inside. The direction of the electric field was set from minus to plus from the mold side to the transfer side. After transferring for 3 minutes with a potential gradient of about 10 V / cm, remove the filter on the transfer side.
Baking was performed at 80 ° C. As a result of using the same luminescence detection system as in Example 4, it was confirmed that the nucleic acid chain synthesized on the filter was transcribed on the transcription side. The mold electrode could be transferred at least three times.
【0041】実施例7: 複製したフィルター上での核
酸鎖の検出 核酸鎖を複製したフィルターを用いて遺伝子検出を行っ
た。ターゲット遺伝子にはrDNAのPCR産物を用い、予め
FITCで標識を行った。熱変性させたターゲット遺伝子10
0μLをフィルターに滴下し、ハイブリバッグ内におい
て37℃で1時間反応させた。ブロッキング、洗浄の後、
アルカリフォスファターゼ標識抗FITC抗体と1時間
反応させた。洗浄後、発光基質CDP-Starを滴下したとこ
ろ、DNAをスポットした部分のみから発光が見られ、複
製したフィルター上で核酸鎖の検出が可能であることが
わかった。電極から複製したフィルターでもほぼ同程度
に検出が可能であった。Example 7 Detection of Nucleic Acid Chain on Duplicated Filter Gene was detected using a filter in which nucleic acid chain was duplicated. Using rDNA PCR product as target gene,
Labeling was performed at FITC. Heat-denatured target gene 10
0 μL was dropped on the filter and reacted at 37 ° C. for 1 hour in a hybrid bag. After blocking and washing,
The mixture was reacted with an alkaline phosphatase-labeled anti-FITC antibody for 1 hour. After washing, when the luminescent substrate CDP-Star was dropped, luminescence was observed only from the spot where DNA was spotted, indicating that the nucleic acid chain could be detected on the duplicated filter. Approximately the same level of detection was possible with a filter duplicated from the electrodes.
【0042】実施例8: 核酸鎖を固定化する電極の構
造 図1は、本発明において、核酸鎖を固定化するために用
いる第1及び第2の電極基板の一例を模式的に示す平面
図である。同図において、参照番号1は、1 cm角のガラ
ス基板である。該基板1上には、100ミクロン角の金電
極2が、30×30個パターニングされている。各電極2の
間は50ミクロンの絶縁膜3で仕切られており、各電極か
らはリード線(図示せず)が背面から取り出されてい
る。Example 8: Structure of an electrode for immobilizing a nucleic acid chain FIG. 1 is a plan view schematically showing one example of first and second electrode substrates used for immobilizing a nucleic acid chain in the present invention. It is. In the figure, reference numeral 1 denotes a 1 cm square glass substrate. On the substrate 1, 30 × 30 gold electrodes 2 of 100 μm square are patterned. Each electrode 2 is partitioned by a 50-micron insulating film 3, and a lead wire (not shown) is taken out from the back surface of each electrode.
【0043】実施例9: 電極を使った核酸鎖の合成 図2は、電極基板を使った核酸鎖固定化アレイの製造工
程と核酸合成のメカニズムの一例を模式的に示した説明
図である。プローブ核酸鎖の鋳型になる第1核酸鎖5を
固定化した第1電極基板4は、図1の電極基板の各電極
2つに、配列の異なる30 merのオリゴヌクレオチド5の
溶液を、マイクロピペットで滴下することにより作製し
た。オリゴヌクレオチド5の末端には、分子量1000のポ
リベンジルグルタメート(PBLG)21が予め結合されて
おり、更に、PBLGの末端にはチオール基22が導入され
ている。Example 9: Synthesis of Nucleic Acid Chain Using Electrodes FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing an example of a manufacturing process of a nucleic acid chain immobilized array using an electrode substrate and a mechanism of nucleic acid synthesis. A first electrode substrate 4 on which a first nucleic acid chain 5 serving as a template for a probe nucleic acid chain is immobilized is prepared by applying a solution of a 30-mer oligonucleotide 5 having a different sequence to each of two electrodes of the electrode substrate of FIG. It was prepared by dripping with. Polybenzyl glutamate (PBLG) 21 having a molecular weight of 1,000 is bound to the terminal of the oligonucleotide 5 in advance, and a thiol group 22 is introduced to the terminal of the PBLG.
【0044】次に、第1核酸鎖を固定化した第1電極基
板4を、dNTPs、DNA合成酵素23、およびプライマー9
を含む溶液中に浸漬し、相補鎖6(第2核酸鎖)を合成
した。合成時にはまずオリゴヌクレオチドにプライマー
9が付着し、さらにDNA合成酵素23が作用して相補鎖
6が合成される。合成した第2核酸鎖の末端にはチオー
ル基7を導入した。Next, the first electrode substrate 4 having the first nucleic acid chain immobilized thereon was treated with dNTPs, DNA synthase 23 and primer 9
And a complementary strand 6 (second nucleic acid strand) was synthesized. At the time of synthesis, first, the primer 9 is attached to the oligonucleotide, and further the DNA synthase 23 acts to synthesize the complementary strand 6. A thiol group 7 was introduced at the end of the synthesized second nucleic acid strand.
【0045】次に、この第1核酸鎖を固定化した第1電
極基板4と、第2電極基板8をその金電極面が第1の電
極基板の金電極面に対向するよう1μmの間隔をもって
配置し、そのまま100 mmol/Lのリン酸緩衝液中に浸漬し
た。95℃に加熱しながら、第1電極基板4を対極として
他方の第2電極基板8にプラス500 mVの電位を印加した
(24)。これにより第2基板から第1基板へ向かう方
向の電界が発生した。この操作により、第2核酸鎖が第
2基板へ移動し、チオール基7が金電極に付着して30×
30個のパターン電極にそれぞれ異なる配列の第2核酸鎖
を固定化することができた。第1核酸鎖を固定化した鋳
型電極基板4は、少なくとも繰り返し50回は再使用可能
であった。Next, the first electrode substrate 4 on which the first nucleic acid chain is immobilized and the second electrode substrate 8 are separated by a distance of 1 μm so that the gold electrode surface faces the gold electrode surface of the first electrode substrate. It was immersed in a 100 mmol / L phosphate buffer as it was. While heating to 95 ° C., a potential of 500 mV was applied to the second electrode substrate 8 with the first electrode substrate 4 as a counter electrode (24). As a result, an electric field was generated in the direction from the second substrate to the first substrate. By this operation, the second nucleic acid strand moves to the second substrate, and the thiol group 7 adheres to the gold electrode, and the 30 ×
The second nucleic acid strands having different sequences could be immobilized on the 30 pattern electrodes. The template electrode substrate 4 on which the first nucleic acid chain was immobilized could be reused at least 50 times repeatedly.
【0046】実施例10: 電極上での間接的な核酸鎖
の合成 図3は、電極基板を使って核酸固定化担体を製造するも
う一つの例を模式的に示した説明図である。この実施例
では、第1基板として、鋳型になる第1核酸鎖をガラス
基板に固定化した第1ガラス基板10を用いる。この第
1ガラス基板10は、異なるcDNA11溶液を、マイクロ
ピペットを用いて30×30個のパターンで滴下することに
より作製した。次に、第1核酸鎖を固定化した第1ガラ
ス基板10を、dNTPs、DNA合成酵素25、ランダムプラ
イマー12を含む溶液中に浸漬し、相補鎖(第2核酸
鎖)13を合成した。合成した相補鎖の末端にはチオー
ル基14を導入した。この第1ガラス基板10を間にし
て、実施例1で説明したのと同様の第2電極基板15と
もう1つの電極16(対極)とをpH12のグリシン-N
aOH緩衝液中に浸漬し、対極と第2電極基板間にプラス5
00mVの電位(対極に対して)を印加した(26)。この
操作により、第1ガラス基板上で合成された第2核酸鎖
は、30×30個のパターンの第2電極基板15上に移行し
固定化することができた。この第1核酸鎖を固定化した
第1ガラス基板10は、少なくとも繰り返し50回は再使
用可能であった。Example 10 Indirect Synthesis of Nucleic Acid Chain on Electrode FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing another example of producing a nucleic acid-immobilized carrier using an electrode substrate. In this embodiment, a first glass substrate 10 in which a first nucleic acid chain serving as a template is immobilized on a glass substrate is used as the first substrate. The first glass substrate 10 was prepared by dropping different cDNA 11 solutions in a 30 × 30 pattern using a micropipette. Next, the first glass substrate 10 on which the first nucleic acid strand was immobilized was immersed in a solution containing dNTPs, DNA synthase 25, and random primer 12 to synthesize a complementary strand (second nucleic acid strand) 13. A thiol group 14 was introduced at the end of the synthesized complementary chain. With the first glass substrate 10 interposed, a second electrode substrate 15 and another electrode 16 (counter electrode) similar to those described in the first embodiment were connected to glycine-N
Immerse in aOH buffer and add 5 between the counter electrode and the second electrode substrate.
A potential of 00 mV (relative to the counter electrode) was applied (26). By this operation, the second nucleic acid strand synthesized on the first glass substrate was transferred to and fixed on the second electrode substrate 15 having a pattern of 30 × 30. The first glass substrate 10 on which the first nucleic acid chain was immobilized could be reused at least 50 times repeatedly.
【0047】実施例11: 鋳型基板の複製 図4は鋳型基板(第1基板)の複製基板(第2基板)を
作製する方法の一例を示した図である。鋳型になる第1
核酸鎖を固定化したガラス基板(第1基板)は、異なる
cDNA溶液をマイクロピペットで30x30個パターニン
に滴下して作製した。次に、第1核酸鎖を固定化したガ
ラス基板をdNTPs、DNA合成酵素25、ランダムプライマ
ーを含む溶液中に浸漬し、相補鎖(第2核酸鎖)を合成
した。合成した相補鎖の末端には分子量1000のポリエチ
レングリコールを介してチオール基を導入した。第2基
板は予めγ-アミノプロピルトリエトキシシラン処理を
行った後N-(6-maleimidocaproyloxy)succinimide,N-s
uccinimidyl-6-maleimidohexanone(EMCS)処理を行
い、基板表面にチオール反応性の官能基を導入した。第
1基板の複製は、まず第1基板である鋳型のガラス基板
と、第2基板である複製基板とを間にして、その両方の
外側に電極を設置した。第1基板、第2基板及び2枚の
電極を10mmol/L燐酸緩衝液(pH7)中に浸漬し、2枚の
電極間にプラス500mVの電位(対極に対して)を印加し
ながら80℃に加熱した。この操作で、第1基板上の合成
した核酸鎖はそれぞれ30x30個パターンで第2基板
上にS-S結合で固定化された。このようにして作製した
鋳型の複製は、鋳型基板と同様に核酸鎖固定化基板の鋳
型として使用することができ、少なくとも繰り返し50回
は再使用可能であった。Embodiment 11: Duplication of Mold Substrate FIG. 4 is a view showing an example of a method for producing a duplicate substrate (second substrate) of a mold substrate (first substrate). The first mold
The glass substrate (first substrate) on which the nucleic acid chains are immobilized is different
The cDNA solution was prepared by dropping 30 × 30 paternins with a micropipette. Next, the glass substrate on which the first nucleic acid strand was immobilized was immersed in a solution containing dNTPs, DNA synthase 25, and random primers to synthesize a complementary strand (second nucleic acid strand). A thiol group was introduced into the terminal of the synthesized complementary chain via a polyethylene glycol having a molecular weight of 1,000. The second substrate is treated with N- (6-maleimidocaproyloxy) succinimide, Ns after preliminarily treated with γ-aminopropyltriethoxysilane.
The substrate was treated with uccinimidyl-6-maleimidohexanone (EMCS) to introduce a thiol-reactive functional group on the substrate surface. In the replication of the first substrate, first, a glass substrate of a mold serving as the first substrate and the replication substrate serving as the second substrate were interposed, and electrodes were provided outside both of them. The first substrate, the second substrate, and the two electrodes are immersed in a 10 mmol / L phosphate buffer (pH 7), and the temperature is raised to 80 ° C. while applying a potential of 500 mV (with respect to the counter electrode) between the two electrodes. Heated. By this operation, the synthesized nucleic acid chains on the first substrate were immobilized on the second substrate by SS bonding in a pattern of 30 × 30 each. The replica of the template thus prepared could be used as a template for a nucleic acid chain-immobilized substrate in the same manner as the template substrate, and could be reused at least 50 times repeatedly.
【0048】なお、上記実施例9およびの方法におい
て、10000プローブ核酸を植設したDNAアレイ1枚を
製造するのに要する時間は、約5分であった。これに対
して、従来の技術の項で説明した(1)アレイ基板上でDNA
プローブのDNA鎖を単位ヌクレオチド毎に逐次延長する
方法(米国特許第5,889,165号)では3日を要し、また
(2)予め合成しておいたDNAプローブを基板上に固定化す
る方法(米国特許第5,807,522号)では60分を要し
た。In the method of Example 9 and the method described above, the time required to produce one DNA array in which 10,000 probe nucleic acids were implanted was about 5 minutes. In contrast, (1) DNA on the array substrate
The method of sequentially extending the DNA strand of the probe for every unit nucleotide (US Pat. No. 5,889,165) requires 3 days,
(2) The method of immobilizing a DNA probe synthesized in advance on a substrate (US Pat. No. 5,807,522) required 60 minutes.
【0049】[0049]
【発明の効果】本発明に基づく核酸鎖合成方法を用いる
ことで、同一担体上で連続的に配列の異なる核酸鎖を合
成できるようになり、核酸鎖の合成操作が簡便になると
共に、核酸鎖合成を低コストで行えるようになる。更
に、本発明の方法で作製した核酸鎖固定化電極を用いれ
ば、電気化学的な遺伝子検出が可能になり、簡便・高感
度な核酸配列検査を行う事が可能になる。By using the method for synthesizing a nucleic acid chain according to the present invention, it becomes possible to synthesize nucleic acid chains having different sequences continuously on the same carrier. Synthesis can be performed at low cost. Furthermore, by using the nucleic acid chain-immobilized electrode prepared by the method of the present invention, electrochemical gene detection becomes possible, and a simple and highly sensitive nucleic acid sequence test can be performed.
【図1】本発明の実施例において核酸鎖固定化アレイの
製造に使用する電極基板を模式的に示した図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing an electrode substrate used for manufacturing a nucleic acid chain immobilized array in an example of the present invention.
【図2】本発明の実施例により、電極を使って核酸鎖固
定化アレイを製造する方法の一実施形態を示した図であ
る。FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of a method for manufacturing a nucleic acid chain immobilized array using electrodes according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例により、電極を使って核酸鎖固
定化アレイを製造する方法のもう一つの実施形態を示し
た図である。FIG. 3 is a view illustrating another embodiment of a method for producing a nucleic acid chain immobilized array using electrodes according to an embodiment of the present invention.
【図4】本発明により、電極を使って核酸鎖固定化アレ
イを製造する方法のもう一つの実施形態を示した図であ
る。FIG. 4 is a view showing another embodiment of the method for producing a nucleic acid chain immobilized array using electrodes according to the present invention.
1,10…ガラス基板、2…金電極、3…絶縁層、4…
鋳型電極、4,8,15…電極アレイ、5…オリゴヌク
レオチド、6,13…合成DNA、7,14,22…チオ
ール基、9…プライマー、11…cDNA、12…ランダム
プライマー、16…対極、21…スペーサー、23,2
5…DNA合成酵素、24…熱+電位、26…アルカリ+
電位1, 10: glass substrate, 2: gold electrode, 3: insulating layer, 4:
Template electrode, 4, 8, 15 ... electrode array, 5 ... oligonucleotide, 6, 13 ... synthetic DNA, 7, 14, 22 ... thiol group, 9 ... primer, 11 ... cDNA, 12 ... random primer, 16 ... counter electrode, 21 ... spacer, 23, 2
5 ... DNA synthase, 24 ... heat + potential, 26 ... alkali +
potential
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 33/552 G01N 33/566 33/566 37/00 102 37/00 102 C12N 15/00 F ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01N 33/552 G01N 33/566 33/566 37/00 102 37/00 102 C12N 15/00 F
Claims (12)
2基板上に固定した核酸鎖固定化担体を製造する方法で
あって:第1基板上に、前記第2核酸鎖の塩基配列に対
して相補的な塩基配列を有する第1核酸鎖を固定化した
第1核酸鎖固定化担体を準備する工程と、 核酸鎖合成溶液中において、前記第1核酸鎖固定化担体
の第1核酸鎖に沿って、これに相補的な配列を有する第
2核酸鎖を合成する工程と、 前記第1基板の第1核酸鎖側に対面させて前記第2基板
を配置する工程と、該第2基板から前記第1基板に向か
う電界を印加することにより、前記第1核酸鎖に沿って
合成された第2核酸鎖を前記第2基板表面に泳動させ
て、前記第2基板表面に結合させる工程とを具備した方
法。1. A method for producing a nucleic acid chain-immobilized carrier in which a second nucleic acid chain having a predetermined base sequence is immobilized on a second substrate, comprising: a base of the second nucleic acid chain on a first substrate; Providing a first nucleic acid chain-immobilized carrier on which a first nucleic acid chain having a base sequence complementary to a sequence is immobilized; and a first nucleic acid chain-immobilized carrier in a nucleic acid chain synthesis solution. Synthesizing a second nucleic acid strand having a sequence complementary thereto along the nucleic acid strand; arranging the second substrate so as to face the first nucleic acid strand side of the first substrate; By applying an electric field from the two substrates to the first substrate, the second nucleic acid strand synthesized along the first nucleic acid strand is caused to migrate to the surface of the second substrate and bind to the surface of the second substrate. And a method comprising the steps of:
板表面に泳動させて、第2基板表面に結合させる工程
は、電解質溶液中において、二本鎖核酸が一本鎖に変性
する条件で行われることを特徴とする請求項1に記載の
方法。2. The step of causing the synthesized second nucleic acid chain to migrate to the surface of the second substrate and to bind the second nucleic acid chain to the surface of the second substrate, wherein the double-stranded nucleic acid is denatured into a single strand in an electrolyte solution. The method of claim 1, wherein the method is performed under conditions.
電界を印加するために、前記第2基板および前記第1基
板の外側に一対の電極を設け、この電極対に電位を加え
ることを特徴とする請求項1に記載の方法。3. A method for applying an electric field from the second substrate to the first substrate, comprising providing a pair of electrodes outside the second substrate and the first substrate, and applying a potential to the electrode pair. The method of claim 1, wherein the method comprises:
電界を印加するために、前記第1基板および前記第2基
板の少なくとも一方として電極材料表面を有する基板電
極を用い、該基板電極に電位を加えることを特徴とする
請求項1に記載の方法。4. A substrate electrode having an electrode material surface is used as at least one of the first substrate and the second substrate in order to apply an electric field from the second substrate to the first substrate. The method of claim 1, wherein an electric potential is applied.
被覆し、該電極膜の表面を絶縁層領域で複数の電極領域
に分離したものであり、分離された夫々の電極領域に、
夫々異なった配列の第1核酸鎖または第2核酸鎖を固定
することを特徴とする請求項4に記載の方法。5. The electrode substrate, wherein an electrode film is coated on an insulating substrate, and the surface of the electrode film is divided into a plurality of electrode regions in an insulating layer region.
The method according to claim 4, wherein the first nucleic acid strand or the second nucleic acid strand having different sequences is fixed.
くとも一方が合成樹脂製あるいはガラス製の基板または
膜である請求項3に記載の方法。6. The method according to claim 3, wherein at least one of the first substrate and the second substrate is a substrate or a film made of synthetic resin or glass.
PNAおよびこれらの類似化合物からなる群から選択され
る請求項1に記載の方法。7. The method according to claim 7, wherein the first or second nucleic acid strand is RNA, DNA,
2. The method of claim 1, wherein the method is selected from the group consisting of PNA and analogs thereof.
結合は、共有結合、親和性結合および静電的結合からな
る群から選ばれる結合を介して行われる請求項1に記載
の方法。8. The method according to claim 1, wherein the bonding between the second nucleic acid strand and the second substrate is performed via a bond selected from the group consisting of a covalent bond, an affinity bond, and an electrostatic bond. the method of.
り、前記第1核酸鎖と前記第2基板との間の結合は、前
記第2核酸鎖に結合された硫黄と前記金表面との間の親
和性結合を介して行われる請求項4に記載の方法。9. An electrode material surface of the substrate electrode is made of gold, and a bond between the first nucleic acid chain and the second substrate is formed by a bond between sulfur bonded to the second nucleic acid chain and the gold surface. 5. The method according to claim 4, wherein the method is performed via affinity binding between the two.
核酸合成酵素、ヌクレオチドモノマー及び電解質を含有
する請求項1に記載の方法。10. The nucleic acid chain synthesis solution, comprising:
The method according to claim 1, comprising a nucleic acid synthase, a nucleotide monomer, and an electrolyte.
件は、前記電解質溶液の温度が90℃以上である請求項
2に記載の方法。11. The method according to claim 2, wherein the condition under which the double-stranded nucleic acid changes to single-stranded is that the temperature of the electrolyte solution is 90 ° C. or higher.
した核酸鎖固定化担体は遺伝子検査に用いられ、前記第
2の核酸鎖はプローブである請求項1に記載の方法。12. The method according to claim 1, wherein the nucleic acid chain-immobilized carrier having the second nucleic acid chain immobilized on a second substrate is used for a genetic test, and the second nucleic acid chain is a probe.
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