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JP2005300460A - Interaction detecting unit, bioassay substrate including the detecting unit, medium dropping method, and method for preventing evaporation of water in medium - Google Patents

Interaction detecting unit, bioassay substrate including the detecting unit, medium dropping method, and method for preventing evaporation of water in medium Download PDF

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JP2005300460A
JP2005300460A JP2004120468A JP2004120468A JP2005300460A JP 2005300460 A JP2005300460 A JP 2005300460A JP 2004120468 A JP2004120468 A JP 2004120468A JP 2004120468 A JP2004120468 A JP 2004120468A JP 2005300460 A JP2005300460 A JP 2005300460A
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medium
reaction region
capillary
interaction
suction port
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JP2004120468A
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Sayoko Matsumoto
紗世子 松本
Hiroshi Yubi
啓 由尾
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

【課題】 反応領域に貯留又は保持される媒質中の水分の蒸発を有効に防止できる技術などを提供すること。
【解決手段】 物質間の相互作用の場を提供する反応領域2と、該反応領域2に連通し、毛細管現象によって親水性の媒質Mを前記反応領域2へ送り込むためのキャピラリー部3と、を備え、前記キャピラリー部3の吸入口31aの周辺の領域31bと、該吸入口31aから前記反応領域2に至るキャピラリー31の内壁面と、前記反応領域2の内壁面が親水性とされた相互作用検出部1及びこの検出部1を有するバイアッセイ用基板B等を提供する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of effectively preventing evaporation of moisture in a medium stored or held in a reaction region.
A reaction region 2 that provides a field of interaction between substances, and a capillary portion 3 that communicates with the reaction region 2 and feeds a hydrophilic medium M into the reaction region 2 by capillary action. A region 31b around the suction port 31a of the capillary section 3, an inner wall surface of the capillary 31 extending from the suction port 31a to the reaction region 2, and an interaction in which the inner wall surface of the reaction region 2 is made hydrophilic. A detection unit 1 and a biassay substrate B having the detection unit 1 are provided.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、物質間の相互作用を検出する技術に関する。より詳しくは、物質間の相互作用の場となる媒質を反応領域内に導入し易くするとともに、該媒質中の水分の蒸発を防止する技術に関する。   The present invention relates to a technique for detecting an interaction between substances. More specifically, the present invention relates to a technique for facilitating introduction of a medium serving as an interaction field between substances into a reaction region and preventing evaporation of moisture in the medium.

近年、分子生物学、ナノテクノロジーに代表される微細加工技術、バイオインフォマティクスなどの進展を主な背景として、種々の測定原理を活用して、微細狭小な表面上で物質間の相互作用を進行させ、これを検出する技術(以下、「センサ技術」と称する。)が開発され、実用化されている。   Recent progress in molecular biology, microfabrication technology represented by nanotechnology, bioinformatics, etc. has made use of various measurement principles to advance the interaction between substances on fine and narrow surfaces. A technology for detecting this (hereinafter referred to as “sensor technology”) has been developed and put into practical use.

このセンサ技術は、ゲノム解析、ゲノムから転写の全解析を行うトランスクリプトーム解析、生体内・細胞内で翻訳生産される全発現タンパク質の機能解析を行うプロテオーム解析、あるいは代謝の全解析を行うメタボローム解析や全生体のシグナルを解析するシグナローム解析などのような生体情報の解析に広範に利用され、創薬、臨床診断、薬理ジェノミクス、法医学等の分野においては、既にその技術的地位を固め始めている。   This sensor technology can be used for genome analysis, transcriptome analysis for all transcription from the genome, proteome analysis for functional analysis of all expressed proteins in vivo and in cells, or metabolome for all metabolism analysis. Widely used in the analysis of biological information such as analysis and signal analysis that analyzes signals of the whole body, and has already begun to solidify its technical position in fields such as drug discovery, clinical diagnosis, pharmacogenomics, and forensic medicine .

現在知られている、物質間の相互作用を検出可能なセンサ技術の代表的なものを幾つか挙げる。まず、マイクロアレイ技術によって所定のDNAが微細配列された、いわゆるDNAチップ又はDNAマイクロアレイと呼ばれるバイオアッセイ用の集積基板に関する技術である(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。この技術は、ガラス基板やシリコン基板上に多種・多数のDNAオリゴ鎖やcDNA(complementary DNA)等が集積されており、ハイブリダイゼーションの網羅的解析が可能となる点が特徴である。このため、遺伝子の変異解析、SNPs(一塩基多型)分析、遺伝子発現頻度解析等に利用されている。   Here are some typical sensor technologies that are currently known that can detect interactions between substances. First, a technique relating to an integrated substrate for bioassay called a so-called DNA chip or DNA microarray in which predetermined DNA is finely arranged by microarray technology (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). This technique is characterized in that a wide variety of DNA oligo chains, cDNA (complementary DNA), and the like are accumulated on a glass substrate or a silicon substrate, thereby enabling comprehensive analysis of hybridization. For this reason, it is used for gene mutation analysis, SNPs (single nucleotide polymorphism) analysis, gene expression frequency analysis, and the like.

次に、基板表面上に精製したタンパク質をマイクロチップ上にアレイした、いわゆる「プロテインチップ(又はプロテインアレイチップ)」である。このプロテインチップは、固定化されるタンパク質の活性を損なわれるかもしれないという問題を抱えてはいるが、タンパク質−タンパク質間、タンパク質−他の化学物質間の相互作用を解析できる技術が提案されている(例えば、特許文献3、4参照)。   Next, it is a so-called “protein chip (or protein array chip)” in which purified proteins are arrayed on a microchip on the substrate surface. Although this protein chip has a problem that the activity of the protein to be immobilized may be impaired, a technique capable of analyzing the interaction between protein and protein and between protein and other chemical substances has been proposed. (For example, see Patent Documents 3 and 4).

また、種々の物質間の相互作用をリアルタイムに高速解析することが特徴である、表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance:SPR)原理を用いるセンサ技術が開発されている(例えば、特許文献5、特許文献6参照)。このSPRセンサ技術は、吸着部位、基盤(基板)、プリズムの三層からなる構造を持ち、入射光の全反射臨界角の変化によって対象物の相互作用を測定するもので、実際に全反射臨界角の変化に寄与するのは、相互作用による誘電率の変化である。   In addition, sensor technology using the surface plasmon resonance (SPR) principle, which is characterized by high-speed analysis of interactions between various substances in real time, has been developed (for example, Patent Document 5, Patent Document 5). 6). This SPR sensor technology has a three-layer structure consisting of an adsorption site, a substrate (substrate), and a prism, and measures the interaction of objects by changing the total reflection critical angle of incident light. It is the change of the dielectric constant due to the interaction that contributes to the change of the angle.

さらには、水晶振動子(水晶発振子)の振動数変化を測定することによって、生体高分子の構造変化を解析する方法が提案されている(特許文献7参照)。あるいは、同測定に基づいて、レセプター−リガンド間の相互作用の解析を行う方法も提案されている(特許文献8参照)。   Furthermore, a method for analyzing a structural change of a biopolymer by measuring a change in the frequency of a crystal resonator (quartz crystal oscillator) has been proposed (see Patent Document 7). Or the method of analyzing the interaction between a receptor and a ligand based on the same measurement is also proposed (refer patent document 8).

上掲したようなセンサ技術では、多くの場合、基板上の所定領域で物質間の相互作用を迅速かつ確実に進行させて、当該相互作用を高精度に検出することが基本的かつ重要な課題となっており、この課題の解決に寄与する技術として、物質間の相互作用の場を提供する媒質中の水分蒸発を抑制する技術が提案されている。   In the sensor technology as described above, in many cases, it is a basic and important issue to rapidly and surely advance the interaction between substances in a predetermined region on the substrate and to detect the interaction with high accuracy. As a technique that contributes to the solution of this problem, a technique that suppresses moisture evaporation in a medium that provides a field of interaction between substances has been proposed.

例えば、特許文献9には、多価アルコールを所定量以上ゲルに含ませておくことによって、当該ゲル中の水分の蒸発、ゲルの収縮、ゲルの脱落を抑制する技術が開示されている。また、この特許文献9には、蒸留水等にマイクロアレイを浸漬して保存することにより、ゲル中の水分蒸発を抑制することもできるが、この方法では、保存中の雑菌汚染等が危惧されるので、採用できないと記載されている。   For example, Patent Document 9 discloses a technique for suppressing evaporation of moisture in the gel, gel contraction, and gel drop-off by containing a predetermined amount or more of polyhydric alcohol in the gel. Further, in Patent Document 9, it is possible to suppress moisture evaporation in the gel by immersing and storing the microarray in distilled water or the like. However, in this method, there is a concern about contamination of bacteria during storage. It is stated that it cannot be adopted.

また、特許文献10には、予め疎水性とされた基板表面を形成しておき、光照射により親水性域を形成する技術や感光技術を駆使して基板表面に親水域と疎水域をパターン形成したりする技術が開示されている。
特表平4−505763号公報。 特表平10−503841号公報。 特開2003−130877号公報。 特開2003−155300号公報。 特表平4−501462号公報。 特表平11−512518号公報。 特開2003−083864号公報。 特開2003−083973号公報。 特開2003−079377号公報。 特開2003−121442号公報(主に、請求項1、請求項8、請求項10などを参照)。
In Patent Document 10, a substrate surface that has been made hydrophobic in advance is formed, and a hydrophilic region and a hydrophobic region are patterned on the substrate surface by using a technique for forming a hydrophilic region by light irradiation or a photosensitive technology. The technique to do is disclosed.
Japanese National Patent Publication No. 4-505863. Japanese National Publication No. 10-503841. JP2003-130877A. JP2003-155300A. Japanese National Publication No. 4-501462. Japanese National Patent Publication No. 11-512518. JP2003-083864A. Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-089373. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-079377. Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-121442 (refer mainly to claim 1, claim 8, claim 10, etc.).

現在提案されている様々なDNAチップ等のバイオアッセイ用基板では、物質間の相互作用の場を提供する反応領域を基板上に予め設定しておき、この反応領域中にプローブDNA等の検出用物質を固定する工程(以下、「固定化工程」という。)や該検出用物質と標的物質との間の相互作用を進行させる工程が行われる。   In bioassay substrates such as various DNA chips currently proposed, a reaction region that provides a field of interaction between substances is set on the substrate in advance, and probe DNA or the like is detected in the reaction region. A step of immobilizing a substance (hereinafter referred to as “immobilization step”) and a step of advancing the interaction between the substance for detection and the target substance are performed.

しかし、前記媒質をインクジェットノズルなどによって微小な反応領域に滴下する際には、該媒質の液滴がはじかれてしまうので、所定容量の媒質を該反応領域内に導入することが難しいという問題がある。   However, when the medium is dropped onto a minute reaction region by an inkjet nozzle or the like, the droplet of the medium is repelled, so that it is difficult to introduce a predetermined volume of medium into the reaction region. is there.

また、物質の拡散や会合に時間がかかることから、検出用物質を含む溶液やゲルなどの媒質中の水分が蒸発し、固定化や相互作用が不完全となってしまう等の問題がある。   In addition, since it takes time to diffuse and associate substances, there is a problem that moisture in a medium such as a solution or gel containing a substance for detection evaporates and immobilization or interaction becomes incomplete.

そこで、本発明は、媒質を反応領域に導入し易くするとともに、反応領域に貯留又は保持される媒質中の水分の蒸発を有効に防止できる技術を提供することを主な目的とする。   Therefore, the main object of the present invention is to provide a technique that makes it easy to introduce the medium into the reaction region and can effectively prevent evaporation of moisture in the medium stored or held in the reaction region.

本発明では、第一に、物質間の相互作用の場を提供する反応領域と、該反応領域に連通し、毛細管現象によって親水性の媒質を前記反応領域へ送り込むためのキャピラリー部と、を備えており、前記キャピラリー部の吸入口の周辺の領域と、該吸入口から前記反応領域に至るキャピラリー内壁面と、前記反応領域の内壁面を、親水性とした相互作用検出部、並びにこの相互作用検出部を備えるバイオアッセイ用基板を提供する。これらの手段では、媒質とキャピラリー部等との間の親媒性関係に基づいて、媒質を反応領域へスムーズに送り込むことができる。   In the present invention, first, a reaction region that provides a field of interaction between substances, and a capillary part that communicates with the reaction region and feeds a hydrophilic medium into the reaction region by capillary action are provided. A region around the suction port of the capillary unit, a capillary inner wall surface from the suction port to the reaction region, an interaction detection unit in which the inner wall surface of the reaction region is hydrophilic, and the interaction A bioassay substrate including a detection unit is provided. With these means, the medium can be smoothly fed into the reaction region based on the philicity relationship between the medium and the capillary part or the like.

さらに、前記反応領域及び前記キャピラリー部の気密を保つように、前記キャピラリー部の吸入口及び外気連通口を、パラフィンワックスなどの固液相変化可能な疎水性物質で閉塞するように工夫することによって、前記反応領域内に存在する媒質の水分蒸発を防止する。   Furthermore, by keeping the reaction region and the capillary part airtight, the suction port and the outside air communication port of the capillary part are devised so as to be blocked with a hydrophobic substance capable of changing the solid-liquid phase, such as paraffin wax. , Preventing moisture evaporation of the medium present in the reaction zone.

本発明では、第二に、物質間の相互作用の場を提供する反応領域へ毛細管現象によって親水性の媒質を送り込むキャピラリー部の吸入口の開口部周辺領域に対して、前記媒質をインクジェット方式のノズル等によって滴下する方法を提供する。   In the present invention, secondly, the medium is applied to an area around the opening of the inlet of the capillary part that feeds a hydrophilic medium to the reaction area that provides a field of interaction between substances by capillary action. A method of dropping by a nozzle or the like is provided.

滴下された媒質は、毛細管現象によって反応領域へ導かれ、前記キャピラリー部の吸入口の周辺の領域と、該吸入口から前記反応領域に至るキャピラリー内壁面と、前記反応領域の内壁面と、を親水性とすることによって、親水性の媒質を反応領域へよりスムーズに送り込むことが可能となる。   The dropped medium is guided to the reaction region by capillary action, and includes a region around the suction port of the capillary part, a capillary inner wall surface extending from the suction port to the reaction region, and an inner wall surface of the reaction region. By making it hydrophilic, it becomes possible to send a hydrophilic medium more smoothly into the reaction region.

本発明では、第三に、物質間の相互作用の場を提供する反応領域に向けて、毛細管現象によって親水性の媒質を送り込むためのキャピラリー部の吸入口及び外気連通口に対して、固液相変化可能な疎水性物質を滴下して、固化状態の前記物質によって反応領域を閉塞することにより、該反応領域内の媒質の水分蒸発を防止する方法を提供する。   In the present invention, thirdly, the solid-liquid is directed against the suction port and the outside air communication port of the capillary part for feeding the hydrophilic medium by capillary action toward the reaction region that provides a field of interaction between substances. There is provided a method for preventing moisture evaporation of a medium in a reaction region by dropping a hydrophobic substance capable of phase change and closing the reaction region with the solidified material.

ここで、本発明で使用する主たる技術用語の定義付け等を行う。
Here, definition of main technical terms used in the present invention is performed.

「反応領域」は、ハイブリダイゼーションその他の相互作用の反応場を提供できる領域であり、例えば、液相やゲルなどを貯留できるウエル形状を有する反応場などを挙げることができる。この反応領域で行われる相互作用は、本発明の目的や効果に沿う限りにおいて、狭く限定されない。また、この反応領域の形状やサイズは特に限定されないが、その長さ、幅、深さは、それぞれ数μmから数百μm程度のものであり、このサイズ値は、励起光のスポット径やサンプル溶液(検出用物質含有媒質、標的物質含有媒質)の最小滴下可能量に基づいて決定することができる。   The “reaction region” is a region that can provide a reaction field for hybridization and other interactions, and examples thereof include a reaction field having a well shape that can store a liquid phase, a gel, and the like. The interaction performed in this reaction region is not narrowly limited as long as the object and effect of the present invention are met. Further, the shape and size of the reaction region are not particularly limited, but the length, width, and depth are about several μm to several hundred μm, respectively. It can be determined based on the minimum possible dripping amount of the solution (detection substance-containing medium, target substance-containing medium).

「相互作用」は、物質間の非共有結合、共有結合、水素結合を含む化学的結合あるいは解離を広く意味し、例えば、核酸(ヌクレオチド鎖)間の相補結合であるハイブリダイゼーション、高分子−高分子、高分子−低分子、低分子−低分子の特異的な結合又は会合を広く含む。   “Interaction” broadly means non-covalent bonds, covalent bonds, chemical bonds or dissociations including hydrogen bonds between substances, for example, hybridization that is a complementary bond between nucleic acids (nucleotide strands), polymer-high Widely includes molecules, macromolecule-small molecules, small molecule-small molecule specific bonds or associations.

「相互作用検出部」は、物質間の相互作用が進行する場を備え、かつ該相互作用の有無や状態を、手段を問わず検出可能に構成された部分を意味する。   The “interaction detection unit” means a part that is provided with a field where the interaction between substances proceeds, and that can detect the presence and state of the interaction regardless of the means.

「ハイブリダイゼーション」は、相補的な塩基配列構造を備える間の相補鎖(二本鎖)形成反応を意味する。   “Hybridization” means a complementary strand (double strand) formation reaction between complementary base sequence structures.

「検出用物質」とは、反応領域に貯留又は保持された媒質中に存在し、当該物質と特異的に相互作用する物質を検出するための探り針として機能する物質であり、反応領域中の表面に固定又は遊離して存在する。代表例は、DNAプローブなどの検出用核酸である。「標的物質」とは、前記検出用物質と特異的な相互作用を示す物質である。   A “detection substance” is a substance that exists in a medium stored or held in a reaction region and functions as a probe for detecting a substance that specifically interacts with the substance. It exists fixed or free on the surface. A typical example is a nucleic acid for detection such as a DNA probe. The “target substance” is a substance that shows a specific interaction with the detection substance.

「固液相変化可能な疎水性物質」とは、温度条件によって、固相−液相間で相変化する疎水性物質を意味し、例えば、パラフィンワックスを含む。   The “hydrophobic substance capable of changing to a solid-liquid phase” means a hydrophobic substance that changes phase between a solid phase and a liquid phase depending on temperature conditions, and includes, for example, paraffin wax.

「核酸」とは、プリンまたはピリミジン塩基と糖がグリコシド結合したヌクレオシドのリン酸エステルの重合体(ヌクレオチド鎖)を意味し、プローブDNAを含むオリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチド、プリンヌクレオチドとピリミジンヌクレオチオドが重合したDNA(全長あるいはその断片)、逆転写により得られるcDNA(cプローブDNA)、RNA、ポリアミドヌクレオチド誘導体(PNA)等を広く含む。
“Nucleic acid” means a polymer (nucleotide chain) of a nucleoside phosphate ester in which a purine or pyrimidine base and a sugar are glycosidically linked, and an oligonucleotide, a polynucleotide containing a probe DNA, a polynucleotide, a purine nucleotide and a pyrimidine nucleotide are polymerized. DNA (full length or a fragment thereof), cDNA obtained by reverse transcription (c probe DNA), RNA, polyamide nucleotide derivative (PNA) and the like are widely included.

「バイオアッセイ用基板」は、基板上の所定の反応領域において、物質間の相互作用を進行させ、該相互作用を検出するための基板を意味し、前記物質の種類に関係なく広く包含し、前記相互作用の検出原理は問わない。   “Bioassay substrate” means a substrate for detecting the interaction by causing an interaction between substances to proceed in a predetermined reaction region on the substrate, and widely includes regardless of the type of the substance, The detection principle of the interaction is not limited.

「DNAチップ」は、前記バイオアッセイ用基板の一つであり、DNAプローブなどの検出用核酸が固定化されて微細配列された状態とされたハイブリダイゼーション検出用基板を意味し、DNAマイクロアレイの概念も含む。   A “DNA chip” is one of the bioassay substrates, and means a hybridization detection substrate in which nucleic acids for detection such as DNA probes are immobilized and finely arranged. The concept of DNA microarray Including.

「インクジェットノズル」とは、インクジェットプリンティング技術を利用した圧電技術によって、XYZ作動制御システムによって位置制御された小さなジェットノズルを意味する。このノズルにより、DNAプローブなどの試料物質を含む溶液状の媒質を所定の反応領域に正確に噴射することができる。なお、「インクジェットプリンティング法」は、インクジェットプリンターで用いられるノズルを応用する方法であって、電気を用いてインクジェットプリンターのようにプリンターヘッドから基板に検出用物質を噴射し、固定する方法である。この方法には、圧電式インクジェット法、バブルジェット法、超音波ジェット法がある。圧電式インクジェット法は、圧電体にパルスを印加することによって生じる変位の圧力によって液滴を飛ばす方法である。通常のバブルジェット法は、熱方式であって、ノズル中のヒーターを熱して発生させた気泡の圧力によって液滴を飛ばす方式である。ノズル内にヒーターとなるシリコン基盤を埋め込み、約300℃/sで制御して一様な気泡を作成し、液滴を押し出す。しかしながら、高温に液体が曝されることになることから、生体物質試料には適さないと考えられる。超音波ジェット法は、超音波ビームを液体の自由面にあてて、局所的に高い圧力を与えることによってその箇所から小滴を放出させる方式である。ノズルを必要とせず、高速で直径約1μmの小滴を形成できる。本発明においては、「インクジェットプリンティング法」として、「圧電式インクジェッティング法」のように、媒質への熱影響が少ない方法を好適に採用できる。印加するパルスの形状を変えることによって、液滴(微小滴)のサイズを制御することができるので、解析精度向上に好適である。液滴表面の曲率半径が小さいときは液滴を小さくし、液滴の曲率半径が大きいときは液滴を大きくすることができる。また、パルスを急激に負の方向に変化させることにより液滴表面を内側に引っ張り、曲率半径を小さくすることも可能である。   The “inkjet nozzle” means a small jet nozzle whose position is controlled by an XYZ operation control system by a piezoelectric technique using an inkjet printing technique. This nozzle can accurately inject a solution-like medium containing a sample substance such as a DNA probe into a predetermined reaction region. The “inkjet printing method” is a method of applying nozzles used in an ink jet printer, and is a method of injecting and fixing a detection substance from a printer head onto a substrate using an electricity like an ink jet printer. This method includes a piezoelectric ink jet method, a bubble jet method, and an ultrasonic jet method. The piezoelectric ink jet method is a method in which a droplet is ejected by a displacement pressure generated by applying a pulse to a piezoelectric body. The normal bubble jet method is a thermal method in which droplets are ejected by the pressure of bubbles generated by heating a heater in a nozzle. A silicon substrate serving as a heater is embedded in the nozzle, controlled at about 300 ° C./s to create uniform bubbles, and eject droplets. However, since the liquid is exposed to a high temperature, it is considered unsuitable for a biological material sample. The ultrasonic jet method is a method in which an ultrasonic beam is applied to a free surface of a liquid and a droplet is ejected from the spot by locally applying a high pressure. No nozzle is required, and droplets having a diameter of about 1 μm can be formed at high speed. In the present invention, as the “ink jet printing method”, a method with less thermal influence on the medium, such as the “piezoelectric ink jetting method”, can be suitably employed. Since the size of the droplet (micro droplet) can be controlled by changing the shape of the pulse to be applied, it is suitable for improving the analysis accuracy. When the radius of curvature of the droplet surface is small, the droplet can be made small, and when the radius of curvature of the droplet is large, the droplet can be enlarged. It is also possible to reduce the radius of curvature by pulling the droplet surface inward by rapidly changing the pulse in the negative direction.

本発明によれば、媒質を反応領域に導入し易くすることができるとともに、反応領域に貯留又は保持される媒質中の水分の蒸発を有効に防止することができる。この結果、該反応領域における物質間の相互作用に係わる所望のアッセイ(例えば、検出用物質の固定化アッセイ、ハイブリダイゼーションなどの相互作用アッセイなど)を、確実かつ円滑に行うことができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to make it easy to introduce | transduce a medium into a reaction area | region, evaporation of the water | moisture content in the medium stored or hold | maintained at a reaction area | region can be prevented effectively. As a result, a desired assay related to the interaction between substances in the reaction region (for example, a detection substance immobilization assay, an interaction assay such as hybridization) can be reliably and smoothly performed.

以下、本発明を実施するための好適な形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、添付図面に示された各実施形態は、本発明に係わる物や方法の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the accompanying drawings. Each embodiment shown in the attached drawings shows an example of a typical embodiment of the thing and method concerning the present invention, and, thereby, the scope of the present invention is not interpreted narrowly.

図1は、本発明に係る相互作用検出部及び該検出部が設けられたバイオアッセイ用基板の要部構成を説明するための図、図2は、同検出部を構成する反応領域に連通するキャピラリー部の開口部を上方から見た拡大図である。   FIG. 1 is a diagram for explaining a main configuration of an interaction detection unit according to the present invention and a bioassay substrate provided with the detection unit, and FIG. 2 communicates with a reaction region constituting the detection unit. It is the enlarged view which looked at the opening part of the capillary part from upper direction.

図1中の符号1は、バイオアッセイ用基板Bに設けられた相互作用検出部(以下「検出部」と略称。)の一実施形態を示している。図示された検出部1は、物質間の相互作用の場を提供する反応領域2と、この反応領域2に連通するキャピラリー部3(31、32)と、を少なくとも備えている。   Reference numeral 1 in FIG. 1 represents an embodiment of an interaction detection unit (hereinafter abbreviated as “detection unit”) provided on the bioassay substrate B. The illustrated detection unit 1 includes at least a reaction region 2 that provides a field of interaction between substances, and a capillary unit 3 (31, 32) that communicates with the reaction region 2.

バイオアッセイ用基板Bは、例えば、CD(Compact Disc)、DVD(Degital Versatile Disc)、MD(Mini Disc)等の光情報記録媒体と同様の基材から形成することができる。例えば、石英ガラスやシリコン、ポリカーボネート、ポリスチレン等の合成樹脂、好ましくは射出成形可能な合成樹脂によって、所望の形態に成形する。基板1を安価な合成樹脂を用いて基板を成形することで、従来使用されていたガラスチップに比して、低ランニングコストを実現できる。   The bioassay substrate B can be formed from a substrate similar to an optical information recording medium such as a CD (Compact Disc), a DVD (Degital Versatile Disc), or an MD (Mini Disc). For example, it is molded into a desired shape by a synthetic resin such as quartz glass, silicon, polycarbonate, polystyrene, etc., preferably a synthetic resin that can be injection molded. By forming the substrate 1 using an inexpensive synthetic resin, a low running cost can be realized as compared with a conventionally used glass chip.

反応領域2に連通するキャピラリー部3は、毛細管現象によって媒質Mを反応領域2へ導く機能を発揮するように形成された微細なキャピラリー31,32を備えており、一方のキャピラリーの開口部は、滴下されてくる媒質Mの吸入口として機能し、他方の開口部は、毛細管現象に必要な外気連通口として機能する。   The capillary part 3 communicating with the reaction region 2 includes fine capillaries 31 and 32 formed so as to exhibit a function of guiding the medium M to the reaction region 2 by capillary action, and an opening of one capillary is It functions as an inlet for the dropped medium M, and the other opening functions as an outside air communication port necessary for capillary action.

例えば、図1では、符号31aで示されたキャピラリー31の開口部が、媒質Mの吸入口として機能し、他方の符号32aで示された開口部が外気連通口として機能している様子が示されている。なお、一方の符号32aで示されたキャピラリー32の開口部を媒質Mの吸入口として選択するようにしてもよい。   For example, FIG. 1 shows a state in which the opening portion of the capillary 31 indicated by reference numeral 31a functions as an inlet for the medium M, and the other opening portion indicated by reference numeral 32a functions as an outside air communication opening. Has been. Note that the opening of the capillary 32 indicated by one reference numeral 32a may be selected as the suction port for the medium M.

媒質Mは、相互作用に係わる物質(検出用物質又は標的物質)、あるいは該相互作用の検出に用いる物質(例えば、インターカレータ)を含む親水性の溶媒であって、インクジェット方式などのノズルNによって、吸入口として機能させる側の選択された(キャピラリーの)開口部31a(又は32aでもよい。)の上方から、当該開口部31aに向けて、正確に、所定容量滴下される。   The medium M is a hydrophilic solvent containing a substance related to the interaction (detection substance or target substance) or a substance used for detection of the interaction (for example, an intercalator). Then, a predetermined volume is precisely dropped from above the selected opening 31a (of the capillary) on the side functioning as the suction port (or 32a), toward the opening 31a.

なお、図1では、開口部(吸入口)31aに対して媒質Mが滴下された後、毛細管現象によってキャピラリー31内へ吸入されて、反応領域2へ至る形態が例示されている(点線矢印参照)。以下は、この例示された形態に従って説明する。   FIG. 1 illustrates a mode in which the medium M is dropped into the opening (suction port) 31a and then sucked into the capillary 31 by capillary action to reach the reaction region 2 (see dotted arrows). ). The following will be described in accordance with this illustrated embodiment.

この媒質Mには、目的のアッセイの段階に応じて、DNAプローブ等の検出用物質、当該検出用物質と特異的な相互作用を示す標的核酸などの標的物質、検出用のインターカレータなどの物質が含有されている。また、場合によっては、標的物質とインターカレータの両方が含まれることもある。さらに、媒質Mには、適量のゲル(例えば、吸水性ゲル)が混合される場合もあり得る。   The medium M includes a detection substance such as a DNA probe, a target substance such as a target nucleic acid that exhibits a specific interaction with the detection substance, a substance such as a detection intercalator, depending on the stage of the target assay. Is contained. Moreover, depending on the case, both a target substance and an intercalator may be contained. Further, the medium M may be mixed with an appropriate amount of gel (for example, a water-absorbing gel).

ここで、本実施形態では、キャピラリー31の吸入口31aの周囲の基板領域31bは、親水性とされている(特に図2参照)。この親水性の領域31bは、ノズルNを介して、上方から滴下されてきた親水性の媒質Mを、親媒性の原理に基づいてはじかないように一時保持するとともに、その後速やかにキャピラリー31内へ前記媒質Mを送り込むという機能を発揮する。   Here, in the present embodiment, the substrate region 31b around the suction port 31a of the capillary 31 is hydrophilic (see particularly FIG. 2). The hydrophilic region 31b temporarily holds the hydrophilic medium M dripped from above through the nozzle N so as not to repel based on the principle of philicity, and then quickly in the capillary 31. The function of feeding the medium M to the center is exhibited.

また、本実施形態では、媒質Mを導入する側のキャピラリー31の内壁面311及び反応領域2を構成する内壁面21についても親水性とされている。この構成によって、吸入口31aから入り込んでくる親水性の媒質Mを、親媒性の原理を利用して毛細管現象をスムーズに発揮させ、最終的には、反応領域2へ速やかに導入することができる。   In the present embodiment, the inner wall surface 311 of the capillary 31 on the side of introducing the medium M and the inner wall surface 21 constituting the reaction region 2 are also made hydrophilic. With this configuration, the hydrophilic medium M entering from the suction port 31a can be smoothly introduced into the reaction region 2 in the end by causing the capillary phenomenon to be smoothly exhibited using the principle of lyophilicity. it can.

なお、領域31b以外の基板領域31cの親媒性は、特に限定されないが、例えば、疎水性とすることによって、滴下されてきた親水性の媒質Mを吸入孔31aの周囲(親水性の領域31b)に集まるようにした上で、即座に、キャピラリー31を介して反応領域2へ導入することができるようになる。   Note that the lyophilicity of the substrate region 31c other than the region 31b is not particularly limited. For example, the hydrophilic medium M that has been dropped is made around the suction hole 31a (hydrophilic region 31b) by making it hydrophobic. ) And can be immediately introduced into the reaction region 2 via the capillary 31.

なお、外気連通口32a側のキャピラリー32の内壁面321は、親水性、疎水性、両親媒性のいずれを採用してもよい。例えば、疎水性を選択した場合では、キャピラリー32は、媒質Mとは逆の親媒性になることから、キャピラリー31を通過してきた媒質Mを反応領域2内に保持するという役割を発揮する。   The inner wall surface 321 of the capillary 32 on the side of the outside air communication port 32a may be hydrophilic, hydrophobic, or amphiphilic. For example, when the hydrophobic property is selected, the capillary 32 is lyophilic with respect to the medium M, and thus plays a role of holding the medium M that has passed through the capillary 31 in the reaction region 2.

ここで、本発明で採用可能な親媒性加工の方法の一例について説明する。ハイブリダイゼーション等の相互作用の場を提供する反応領域2が形成された基板Bの所定表面領域に対して、疎水性物質で処理して疎水面を形成する疎水化工程を行い、これに続いて疎水面の一部を親水面に変換する親水化工程を行う方法が好適である。   Here, an example of a method of lyophilic processing that can be employed in the present invention will be described. Next, a predetermined surface region of the substrate B on which the reaction region 2 that provides an interaction field such as hybridization is formed is treated with a hydrophobic substance to form a hydrophobic surface, followed by A method of performing a hydrophilization step in which part of the hydrophobic surface is converted to a hydrophilic surface is suitable.

また、これらの工程を適宜に組み合わせることによって、基板B上の所定の領域又は部分領域を、本発明の目的に応じて、親水面にしたり、疎水面にしたりすることができる。   Further, by appropriately combining these steps, a predetermined region or partial region on the substrate B can be made a hydrophilic surface or a hydrophobic surface according to the object of the present invention.

遺伝子解析などのバイオアッセイに用いる核酸などの生体物質は、親水性である場合がほとんどであるため、これらの生体物質は、水溶液等の親水性溶媒に含有された状態で、基板Bの反応領域2に送り込まれることになる。   Since biological materials such as nucleic acids used in bioassays such as genetic analysis are mostly hydrophilic, the biological material is contained in a hydrophilic solvent such as an aqueous solution, and the reaction region of the substrate B Will be sent to 2.

従って、基板B上の反応領域2を親水性とすることによって、相互作用に係わる生体物質を含む媒質Mを反応領域2内へ的確に送り込んだり、該反応領域2内に確実に保持させたりすることができる。   Therefore, by making the reaction region 2 on the substrate B hydrophilic, the medium M containing the biological material related to the interaction is accurately fed into the reaction region 2 or is securely held in the reaction region 2. be able to.

上記疎水化工程は、例えば、疎水性物質であるアルキルシラン(R−Si−X,X,X、R:アルキル基(不飽和基を含んでいてもよい)、Xn:Cl,OR)を、基板の表面に形成することにより行うことができる。 The hydrophobic step includes, for example, alkylsilane (R—Si—X 1 , X 2 , X 3 , R: alkyl group (which may contain an unsaturated group), Xn: Cl, OR, which is a hydrophobic substance. ) On the surface of the substrate.

上記の疎水面の一部を親水面に変換する親水化工程は、疎水面に水酸基を形成する反応に基づいて、簡易に行うことができる。例えば、疎水面が、前記したアルキルシランで形成されている場合、アルキルシランに、酸素存在下で紫外線を照射することにより、アルキルシランのアルキル基に、水酸基を付加することができる。なお、本発明では、親媒性加工それ自体は、狭く限定されず、適宜採用可能である。例えば、プラズマアッシング処理、過酸化水素処理、オゾン水処理、酸又はアルカリ溶液処理、シランカップリング又はチタンカップリング処理などを適宜利用することができる。   The hydrophilization step for converting a part of the hydrophobic surface into a hydrophilic surface can be easily performed based on a reaction for forming a hydroxyl group on the hydrophobic surface. For example, when the hydrophobic surface is formed of the above-described alkylsilane, a hydroxyl group can be added to the alkyl group of the alkylsilane by irradiating the alkylsilane with ultraviolet light in the presence of oxygen. In the present invention, the amphiphilic processing itself is not limited to a narrow one, and can be appropriately employed. For example, plasma ashing treatment, hydrogen peroxide treatment, ozone water treatment, acid or alkali solution treatment, silane coupling or titanium coupling treatment can be used as appropriate.

続いて、図3に基づいて、媒質M中の水分蒸発防止方法にについて説明する。なお、図3には、同図中のX部の拡大図を付している。この付記拡大図(円囲み部分)には、媒質M中に検出用物質Dが含まれている様子が示されている。   Next, a method for preventing moisture evaporation in the medium M will be described with reference to FIG. Note that FIG. 3 is an enlarged view of a portion X in FIG. This supplementary enlarged view (circled portion) shows that the detection substance D is contained in the medium M.

本発明では、媒質Mを毛細管現象の原理を利用して、反応領域2へ導入した後、キャピラリー31、32の開口部31a(吸入口)と31b(外気連通口)を閉塞することによって、媒質M中の水分の蒸発を防止することが特徴である。   In the present invention, the medium M is introduced into the reaction region 2 using the principle of capillary action, and then the openings 31a (suction ports) and 31b (outside air communication ports) of the capillaries 31 and 32 are closed, thereby It is characterized by preventing evaporation of moisture in M.

この閉塞に係わる工程は、固液相変化可能な物性を備える疎水性の閉塞用物質4を用いる。具体的には、該閉塞用物質4を、媒質Mを滴下するためのノズルNとは異なる他の専用ノズルを介して、溶液状態で開口部31aと31bに滴下する。即ち、この閉塞に係わる工程を実施するための好適なノズル装置構成は、媒質Mを滴下するためのノズルNと、このノズルNとは異なる、閉塞用物質4を滴下するための専用ノズルN’(図3参照)と、を有するものであり、アッセイのタイミングや目的に応じて、これらのノズルを使い分けることができるように構成されたものである。   In the process related to the plugging, a hydrophobic plugging substance 4 having physical properties capable of changing the solid-liquid phase is used. Specifically, the blocking substance 4 is dropped into the openings 31a and 31b in a solution state via another dedicated nozzle different from the nozzle N for dropping the medium M. That is, a suitable nozzle device configuration for carrying out the process related to the blockage is a nozzle N for dropping the medium M, and a dedicated nozzle N ′ for dropping the blocking substance 4 different from the nozzle N. (Refer to FIG. 3), and configured so that these nozzles can be used properly according to the timing and purpose of the assay.

この閉塞用物質4は、例えば、室温条件下で固化する性質を有するため、開口部31a及び31bの封止蓋として機能する。即ち、前記閉塞用物質4は、温度条件によって、固相−液相間で相変化する物性の疎水性物質であって、好適には、パラフィンワックスを採用することができる。   For example, since this blocking substance 4 has a property of solidifying under room temperature conditions, it functions as a sealing lid for the openings 31a and 31b. That is, the plugging substance 4 is a hydrophobic substance having a physical property that changes between a solid phase and a liquid phase depending on temperature conditions, and preferably, paraffin wax can be employed.

例えば、このパラフィンワックスをその融点以上の温度条件下で、溶液状態で滴下し、滴下した後は、前記融点未満の温度で、かつ目的のアッセイ条件に適する温度下で、固化させるようにすればよい。   For example, if this paraffin wax is dropped in a solution state under a temperature condition higher than its melting point, and after dropping, the paraffin wax is solidified at a temperature below the melting point and a temperature suitable for the target assay conditions. Good.

また、閉塞用物質4として、パラフィンワックスのような疎水性の物質を採用すれば、それとは逆の親媒性の親水性とされたキャピラリー31内へは、該閉塞用物質4が入り込まないようになるので、閉塞用物質4が媒質Mと干渉することがないという利点がある。   Further, if a hydrophobic substance such as paraffin wax is employed as the occluding substance 4, the occluding substance 4 does not enter the capillary 31 made hydrophilic, which is opposite to the hydrophilic substance. Therefore, there is an advantage that the blocking material 4 does not interfere with the medium M.

キャピラリー31、32の開口部31a(吸入口)と31b(外気連通口)を閉塞させて実施するのに好適な工程は、検出用物質Dの固定化工程、該検出用物質と標的物質Tとの間の相互作用を進行させる工程、あるいは該相互作用がハイブリダイゼーションの場合では得られた二本鎖核酸中にインターカレータを挿入結合させる工程であると考えられる。これらの工程が完了するまでに時間を要するので、媒質M中の水分の蒸発が避けられず、この水分の蒸発は、それぞれの反応の妨げになるからである。   The steps suitable for carrying out by closing the openings 31a (suction ports) and 31b (outside air communication ports) of the capillaries 31 and 32 include the step of immobilizing the detection substance D, the detection substance and the target substance T. It is considered to be a step of causing the interaction between the two to proceed, or a step of inserting and binding an intercalator into the obtained double-stranded nucleic acid when the interaction is hybridization. This is because, since it takes time to complete these steps, the evaporation of moisture in the medium M is unavoidable, and this evaporation of moisture hinders each reaction.

ここで、図4は、キャピラリー31、32の開口部31a(吸入口)と31b(外気連通口)を閉塞させて実施した検出用物質Dの固定化工程の一実施形態例を示す図である。   Here, FIG. 4 is a view showing an embodiment of the immobilization process of the detection substance D performed by closing the openings 31a (suction ports) and 31b (outside air communication ports) of the capillaries 31 and 32. FIG. .

図4に示された実施形態では、反応領域2を挟むように、上下一対の対向電極E−Eが設けられている。この対向電極E,Eは、アルミニウムや金などの金属、あるいはITO(インジウム−スズ−オキサイド)等の透明な導体で形成することができる。 In the embodiment shown in FIG. 4, a pair of upper and lower counter electrodes E 1 -E 2 are provided so as to sandwich the reaction region 2. The counter electrodes E 1 and E 2 can be formed of a metal such as aluminum or gold, or a transparent conductor such as ITO (indium-tin-oxide).

また、図4で示されたように、一方の電極Eの面積を、他方の電極Eよりも狭小に形成することによって、電極Eのエッジ部分には電気力線が集中し、不均一電界が形成され易くなる。 Further, as shown in FIG. 4, the area of one electrode E 1, by narrowly formed than the other electrode E 2, lines of electric force are concentrated on the edge portions of the electrodes E 1, not A uniform electric field is easily formed.

この対向電極E−Eに対して、例えば、高周波交流電界を印加すると、いわゆる「誘電泳動」の作用によって、検出用物質Dの一例であるDNAプローブは、直鎖状に伸長されながら電極Eのエッジ部分に引き寄せられ、DNAプローブDの末端部位は、アビジン−ビオチン結合やジスルフィド結合などの化学結合を介して、電極E表面に確実に固定化できる。 For example, when a high-frequency alternating electric field is applied to the counter electrodes E 1 -E 2 , a DNA probe, which is an example of the detection substance D, is stretched linearly by the action of so-called “dielectrophoresis”. drawn to the edge portion of E 1, end portions of the DNA probe D is avidin - via a chemical bond such as biotin binding or disulfide bonds can be surely immobilized on the electrode E 1 surface.

図5は、反応領域2中の電極E部分の拡大図であって、相互作用の一例であるハイブリダイゼーションによって、二本鎖核酸が形成された様子を図示したものである。 Figure 5 is an enlarged view of an electrode E 1 moiety in the reaction region 2, by hybridization, which is an example of the interaction, it illustrates the manner in which double-stranded nucleic acid is formed.

なお、図5中の符号Tは、電極Eの表面に固定化されたDNAプローブDとハイブリダイゼーションした標的核酸を示しており、符号Iは、ハイブリダイゼーションによって得られた二本鎖核酸に挿入結合されたインターカレータ(例えば、蛍光標識されたもの)を示している。 Reference numeral T in FIG. 5 shows the DNA probes immobilized D and hybridized target nucleic acid on the surface of the electrode E 1, reference numeral I is inserted into a double-stranded nucleic acids obtained by hybridization A bound intercalator (eg, fluorescently labeled) is shown.

核酸分子は、液相中において電界の作用を受けると伸長又は移動することが知られている。その原理は、骨格をなすリン酸イオン(陰電荷)とその周辺にある水がイオン化した水素原子(陽電荷)とによってイオン曇を作っていると考えられ、これらの陰電荷及び陽電荷により生じる分極ベクトル(双極子)が、高周波高電圧の印加により全体として一方向を向き、その結果として伸長し、加えて、電気力線が一部に集中する不均一電界が印加された場合は電気力線が集中する部位に向かって移動する(Seiichi Suzuki,Takeshi Yamanashi,Shin-ichiTazawa,Osamu Kurosawa and Masao Washizu:“Quantitative analysis on electrostatic orientation of DNA in stationary AC electric field using fluorescence anisotropy”,IEEE Transaction on Industrial Applications,Vol.34,No.1,P75-83(1998))。   Nucleic acid molecules are known to extend or move in the liquid phase when subjected to the action of an electric field. The principle is thought to be that ion turbidity is formed by phosphate ions (negative charge) forming the skeleton and hydrogen atoms (positive charge) formed by ionization of water in the vicinity, and these negative charges and positive charges are generated. The polarization vector (dipole) is oriented in one direction as a whole by the application of a high frequency high voltage, and as a result, it expands. Move toward the site where the line is concentrated (Seiichi Suzuki, Takeshi Yamanashi, Shin-ichi Tazawa, Osamu Kurosawa and Masao Washizu: “Quantitative analysis on electrostatic orientation of DNA in stationary AC electric field using fluorescence anisotropy”, IEEE Transaction on Industrial Applications , Vol. 34, No. 1, P75-83 (1998)).

また、数十から数百μmのギャップを持つ微細電極中にDNA溶液をおき、ここに1MV/m、1MHz程度の高周波電界を印加すると、ランダムコイル状で存在するDNAに誘電分極が生じ、その結果、DNA分子は電界と平行に直線状に引き伸ばされる。そして、この「誘電泳動」と呼ばれる電気力学的効果によって、分極したDNAは自発的に電極端へと引き寄せられ、電極エッジにその一端を接した形で固定される(鷲津正夫、「見ながら行うDNAハンドリング」、可視化情報 Vol.20 No.76(2000年1月))。   Moreover, when a DNA solution is placed in a microelectrode having a gap of several tens to several hundreds of μm, and a high frequency electric field of about 1 MV / m or 1 MHz is applied thereto, dielectric polarization occurs in DNA present in a random coil shape. As a result, the DNA molecules are stretched linearly parallel to the electric field. Then, due to the electrodynamic effect called “dielectrophoresis”, the polarized DNA is spontaneously attracted to the end of the electrode, and is fixed in such a manner that the end is in contact with the electrode edge (Masao Awazu, DNA handling ", visualization information Vol.20 No.76 (January 2000)).

次に、反応領域2内で進行した相互作用の検出方法の一例を説明する。検出用物質DがDNAプローブであり、標的物質TがこのDNAプローブと相補的な塩基配列を有する一本鎖DNAの場合を例とすると、例えば、ノズルN(図1参照)を介して、標的の一本鎖核酸の滴下と同時に又はハイブリダイゼーション後に、蛍光標識されたインターカレータIを反応領域2内に滴下し、このインターカレータIを前記ハイブリダイゼーションにより得られた二本鎖核酸に挿入結合させる(図5参照)。   Next, an example of a method for detecting the interaction that has proceeded in the reaction region 2 will be described. For example, when the detection substance D is a DNA probe and the target substance T is a single-stranded DNA having a base sequence complementary to this DNA probe, for example, the target substance T is passed through a nozzle N (see FIG. 1). At the same time as or after hybridization of the single-stranded nucleic acid, a fluorescently labeled intercalator I is dropped into the reaction region 2, and this intercalator I is inserted and bonded to the double-stranded nucleic acid obtained by the hybridization. (See FIG. 5).

そして、所定波長の励起光を反応領域2に照射して得られる蛍光強度を、光ピックアップ手段を用いて検出する。即ち、インターカレータIから発せられた蛍光の強度を検出し、検出用の核酸Dと標的核酸Tとのハイブリダイゼーションの状況を判断することができる。   Then, the fluorescence intensity obtained by irradiating the reaction region 2 with excitation light having a predetermined wavelength is detected using an optical pickup means. That is, the intensity of the fluorescence emitted from the intercalator I can be detected, and the status of hybridization between the nucleic acid D for detection and the target nucleic acid T can be determined.

本発明は、種々のセンサ技術又は検出原理に基づいて、物質間の相互作用を検出することを目的とするバイオアッセイ用基板を構成する技術として利用できる。特に、反応領域中の媒質中の水分蒸発を防止するための技術として、あるいは、当該反応領域中へ媒質を輸送したり、滴下したりする技術として、有効に利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a technique for constructing a bioassay substrate for the purpose of detecting an interaction between substances based on various sensor techniques or detection principles. In particular, it can be effectively used as a technique for preventing water evaporation in the medium in the reaction region, or as a technique for transporting or dropping the medium into the reaction region.

本発明に係る相互作用検出部(1)及び該検出部(1)が設けられたバイオアッセイ用基板(B)の要部構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principal part structure of the board | substrate for bioassay (B) in which the interaction detection part (1) based on this invention and this detection part (1) were provided. 同検出部(1)を構成する反応領域(2)に連通するキャピラリー部(3)の開口部を上方から見た拡大図である。It is the enlarged view which looked at the opening part of the capillary part (3) connected to the reaction region (2) which comprises the said detection part (1) from upper direction. 媒質(M)中の水分蒸発を防止する方法の実施形態例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the embodiment example of the method of preventing the water | moisture content evaporation in a medium (M). キャピラリー(31,32)の開口部(31a,32a)を閉塞させて実施した検出用物質(D)の固定化工程の一実施形態例を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the immobilization process of the substance for a detection (D) implemented by obstruct | occluding the opening part (31a, 32a) of a capillary (31, 32). 反応領域(2)中の電極(E)部分の拡大図であって、相互作用の一例であるハイブリダイゼーションによって二本鎖核酸が形成された様子を示す図である。It is an enlarged view of the electrode (E 1 ) portion in the reaction region (2), and shows a state in which double-stranded nucleic acid is formed by hybridization, which is an example of interaction.

符号の説明Explanation of symbols

1 相互作用検出部
2 反応領域
3 キャピラリー部
4 閉塞用物質
31 吸入側のキャピラリー
31a 吸入口
32 外気連通口側のキャピラリー
32a 外気連通口
D 検出用物質(例、DNAプローブ)
M 媒質
N (媒質滴下用の)ノズル
N’(閉塞用物質滴下用の)ノズル
T 標的物質
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Interaction detection part 2 Reaction area | region 3 Capillary part 4 Occlusion substance 31 Capillary 31a on the suction side Capillary 32a on the suction side 32 Capillary 32a on the communication side of the outside air Dent substance for detection (eg, DNA probe)
M Medium N Nozzle N ′ (for dropping medium) Nozzle T (for dropping substance for closing) Target substance

Claims (9)

物質間の相互作用の場を提供する反応領域と、該反応領域に連通し、毛細管現象によって親水性の媒質を前記反応領域へ送り込むためのキャピラリー部と、を備え、
前記キャピラリー部の吸入口の周囲の領域と、該吸入口から前記反応領域に至るキャピラリー内壁面と、前記反応領域の内壁面が親水性とされた相互作用検出部。
A reaction region that provides a field of interaction between substances, and a capillary portion that communicates with the reaction region and feeds a hydrophilic medium into the reaction region by capillary action,
An area around the suction port of the capillary unit, an inner wall surface of the capillary extending from the suction port to the reaction region, and an interaction detection unit in which the inner wall surface of the reaction region is made hydrophilic.
前記キャピラリー部の吸入口及び外気連通口が固液相変化可能な疎水性物質で閉塞さていることを特徴とする請求項1記載の相互作用検出部。   2. The interaction detection unit according to claim 1, wherein the suction port and the outside air communication port of the capillary unit are closed with a hydrophobic substance capable of changing a solid-liquid phase. 前記反応領域及び前記キャピラリー部の気密を保つように、前記キャピラリー部の吸入口及び外気連通口が前記疎水性物質により密閉されていることを特徴とする請求項2記載の相互作用検出部。   3. The interaction detection unit according to claim 2, wherein the suction port and the outside air communication port of the capillary unit are sealed with the hydrophobic substance so as to keep the reaction region and the capillary unit airtight. 前記疎水性物質は、パラフィンワックスであることを特徴とする請求項2記載の方法。   The method according to claim 2, wherein the hydrophobic substance is paraffin wax. 請求項1記載の相互作用検出部が設けられたことを特徴とするバイオアッセイ用基板。   A bioassay substrate comprising the interaction detection unit according to claim 1. 物質間の相互作用の場を提供する反応領域へ親水性の媒質を毛細管現象によって送り込むキャピラリー部の吸入口の開口部周辺領域に対して、前記媒質を滴下する媒質滴下方法。   A medium dropping method in which a medium is dropped onto a peripheral area of an opening of a capillary part that feeds a hydrophilic medium to a reaction area that provides an interaction field between substances by capillary action. 前記キャピラリー部の吸入口の周辺の領域と、該吸入口から前記反応領域に至るキャピラリー内壁面と、前記反応領域の内壁面と、が親水性とされたことを特徴とする請求項6記載の媒質滴下方法。   The region around the suction port of the capillary section, the inner wall surface of the capillary from the suction port to the reaction region, and the inner wall surface of the reaction region are made hydrophilic. Medium dripping method. インクジェット方式のノズルによって滴下する請求項6記載の媒質滴下方法。   The medium dropping method according to claim 6, wherein the ink is dropped by an ink jet type nozzle. 物質間の相互作用の場を提供する反応領域へ向けて、毛細管現象によって親水性の媒質を送り込むためのキャピラリー部の吸入口及び外気連通口に対して、固液相変化可能な疎水性物質を滴下し、固化状態の前記物質で反応領域を閉塞することによって、該反応領域内の媒質の水分の蒸発を防止する方法。   A hydrophobic substance capable of changing a solid-liquid phase to an inlet and an outside air communication port of a capillary part for feeding a hydrophilic medium by capillary action toward a reaction region that provides a field of interaction between substances. A method of preventing evaporation of water in a medium in the reaction region by dripping and closing the reaction region with the solidified substance.
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