JP3436741B2 - ポリヌクレオチドアレイの作製方法 - Google Patents
ポリヌクレオチドアレイの作製方法Info
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、支持体上に多種類
で多数のポリヌクレオチドをスポット状に固定したポリ
ヌクレオチドアレイの作製方法に関する。
で多数のポリヌクレオチドをスポット状に固定したポリ
ヌクレオチドアレイの作製方法に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】遺伝子発現や遺伝子多
系解析の研究においては、スライドガラス等の支持体表
面に、適当な塩類(0.45mol/lの塩化ナトリウム、
0.045mol/lのクエン酸ナトリウム等)を含む夫々
の溶液に異なる種類のポリヌクレオチドを夫々溶解した
多種類のポリヌクレオチド溶液を、高密度で多数、スポ
ッティングして乾燥固定したポリヌクレオチドアレイ
(DNAチップ)を使用し、1回の測定作業で多種類の
ポリヌクレオチド試料を多項目にわたって同時に解析で
きるようにしている。
系解析の研究においては、スライドガラス等の支持体表
面に、適当な塩類(0.45mol/lの塩化ナトリウム、
0.045mol/lのクエン酸ナトリウム等)を含む夫々
の溶液に異なる種類のポリヌクレオチドを夫々溶解した
多種類のポリヌクレオチド溶液を、高密度で多数、スポ
ッティングして乾燥固定したポリヌクレオチドアレイ
(DNAチップ)を使用し、1回の測定作業で多種類の
ポリヌクレオチド試料を多項目にわたって同時に解析で
きるようにしている。
【0003】しかし、上記のポリヌクレオチドアレイに
あっては、乾燥固定したポリヌクレオチドを乾燥固定し
た後にポリヌクレオチドの相互間の支持体表面に被検用
ヌクレオチドが付着するのを防止するブロッキング処理
を施したり、支持体表面に被検用ヌクレオチド溶液を滴
下してハイブリダイゼーションする際に、支持体表面か
らポリヌクレオチドが剥離し易く、被検用ヌクレオチド
を有効、かつ高感度に測定できなかった。
あっては、乾燥固定したポリヌクレオチドを乾燥固定し
た後にポリヌクレオチドの相互間の支持体表面に被検用
ヌクレオチドが付着するのを防止するブロッキング処理
を施したり、支持体表面に被検用ヌクレオチド溶液を滴
下してハイブリダイゼーションする際に、支持体表面か
らポリヌクレオチドが剥離し易く、被検用ヌクレオチド
を有効、かつ高感度に測定できなかった。
【0004】この欠点は、支持体表面を、例えばアミノ
基と結合し易い状態に表面処理すると共に固定されるポ
リヌクレオチドの末端をアミノ化して固定強度を高くす
ることにより解決し得るが、多種類のポリヌクレオチド
の末端をアミノ化修飾するのに多大の費用と時間がかか
り、解析コストが増大する問題を生じさせていた。
基と結合し易い状態に表面処理すると共に固定されるポ
リヌクレオチドの末端をアミノ化して固定強度を高くす
ることにより解決し得るが、多種類のポリヌクレオチド
の末端をアミノ化修飾するのに多大の費用と時間がかか
り、解析コストが増大する問題を生じさせていた。
【0005】また、支持体表面とポリヌクレオチドの反
応時間を長くして固定化反応を高くするため、ポリヌク
レオチドが溶解される溶媒としてジメチルスルホキシド
やエチレングリコール等の吸水性が高い溶媒を使用する
処理方法が提案されている。
応時間を長くして固定化反応を高くするため、ポリヌク
レオチドが溶解される溶媒としてジメチルスルホキシド
やエチレングリコール等の吸水性が高い溶媒を使用する
処理方法が提案されている。
【0006】この方法にあっては、支持体上にポリヌク
レオチドがスポッティングされた際にスポット形状が不
均一になり易く、ポリヌクレオチドの濃度が不均一にな
って被検用ヌクレオチドを高感度で、効率的に解析する
ことが困難であった。
レオチドがスポッティングされた際にスポット形状が不
均一になり易く、ポリヌクレオチドの濃度が不均一にな
って被検用ヌクレオチドを高感度で、効率的に解析する
ことが困難であった。
【0007】また、支持体表面に所定量で多数のポリヌ
クレオチド溶液をスポッティングする装置としては、先
端部に軸線方向に延びる縦割り溝を設けた分注針を使用
し、該縦割り溝内にポリヌクレオチド溶液をサンプリン
グした後に支持体表面に接触させることにより所定量の
ポリヌクレオチドを所定のスポット形状でスポッティン
グしている。
クレオチド溶液をスポッティングする装置としては、先
端部に軸線方向に延びる縦割り溝を設けた分注針を使用
し、該縦割り溝内にポリヌクレオチド溶液をサンプリン
グした後に支持体表面に接触させることにより所定量の
ポリヌクレオチドを所定のスポット形状でスポッティン
グしている。
【0008】しかし、上記した分注針を使用したスポッ
ティング方法にあっては、スポッティング初期には先端
部に付着した余剰のポリヌクレオチド溶液が流出して支
持体に付着してスポット径が大きくなることによりポリ
ヌクレオチドのスポット相互が汚染し合うおそれがある
と共にスポット形状が不均一化により濃度が均一化せ
ず、被検用ヌクレオチドを高感度に検出できない問題を
有している。
ティング方法にあっては、スポッティング初期には先端
部に付着した余剰のポリヌクレオチド溶液が流出して支
持体に付着してスポット径が大きくなることによりポリ
ヌクレオチドのスポット相互が汚染し合うおそれがある
と共にスポット形状が不均一化により濃度が均一化せ
ず、被検用ヌクレオチドを高感度に検出できない問題を
有している。
【0009】更に、上記した分注針を使用したスポッテ
ィング方法にあっては、1個の分注針で多種類のポリヌ
クレオチド溶液をスポッティングしているが、分注針の
洗浄が不充分な場合にはスポッティングされるポリヌク
レオチドが汚染されて被検用ヌクレオチドを正確に解析
できなかった。
ィング方法にあっては、1個の分注針で多種類のポリヌ
クレオチド溶液をスポッティングしているが、分注針の
洗浄が不充分な場合にはスポッティングされるポリヌク
レオチドが汚染されて被検用ヌクレオチドを正確に解析
できなかった。
【0010】本発明は、上記した従来の欠点を解決する
ために発明されたものであり、その課題とする処は、支
持体上にスポッティングされるポリヌクレオチドの相互
汚染を防止しながら多種類のポリヌクレオチドを濃度が
ほぼ均一な状態で強固に固定して被検用ヌクレオチドの
解析作業を有効、かつ効率的に行うことができるポリヌ
クレオチドアレイの作製方法を提供することにある。
ために発明されたものであり、その課題とする処は、支
持体上にスポッティングされるポリヌクレオチドの相互
汚染を防止しながら多種類のポリヌクレオチドを濃度が
ほぼ均一な状態で強固に固定して被検用ヌクレオチドの
解析作業を有効、かつ効率的に行うことができるポリヌ
クレオチドアレイの作製方法を提供することにある。
【0011】また、本発明の他の課題は、支持体上にス
ポッティングされるポリヌクレオチド試料のスポット濃
度をほぼ均一化して充分な測定感度を得ることができる
ポリヌクレオチドアレイの作製方法を提供することにあ
る。
ポッティングされるポリヌクレオチド試料のスポット濃
度をほぼ均一化して充分な測定感度を得ることができる
ポリヌクレオチドアレイの作製方法を提供することにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、支持
体表面に分注針を当接してポリヌクレオチド溶液をスポ
ッティングした後に固定してポリヌクレオチドアレイを
作製する方法において、1.ポリヌクレオチドを少なく
とも水に約10体積%ホルムアミドを添加した溶媒に溶
解してポリヌクレオチド溶液に調整する、2.上記のよ
うに調整されたポリヌクレオチドを以下の工程に従って
支持体表面にポリヌクレオチドを固定することを特徴と
する。
体表面に分注針を当接してポリヌクレオチド溶液をスポ
ッティングした後に固定してポリヌクレオチドアレイを
作製する方法において、1.ポリヌクレオチドを少なく
とも水に約10体積%ホルムアミドを添加した溶媒に溶
解してポリヌクレオチド溶液に調整する、2.上記のよ
うに調整されたポリヌクレオチドを以下の工程に従って
支持体表面にポリヌクレオチドを固定することを特徴と
する。
【0013】(1).洗浄液により分注針の先端部を洗浄
する。 (2).先端部が洗浄された分注針にポリヌクレオチド溶
液をサンプリングする。 (3).ポリヌクレオチド溶液がサンプリングされた分注
針を捨て打ち板に当接して先端部に付着した余剰のポリ
ヌクレオチド溶液を除去する。 (4).支持体表面に対して分注針を当接して多数のポリ
ヌクレオチド溶液をスポッティングする。 (5).支持体表面にスポッティングされた多数のポリヌ
クレオチド溶液を乾燥してポリヌクレオチドを固定す
る。 (6).ポリヌクレオチドが固定された支持体をブロック
液に浸漬してポリヌクレオチドスポット相互間の支持体
表面をブロッキング処理する。
する。 (2).先端部が洗浄された分注針にポリヌクレオチド溶
液をサンプリングする。 (3).ポリヌクレオチド溶液がサンプリングされた分注
針を捨て打ち板に当接して先端部に付着した余剰のポリ
ヌクレオチド溶液を除去する。 (4).支持体表面に対して分注針を当接して多数のポリ
ヌクレオチド溶液をスポッティングする。 (5).支持体表面にスポッティングされた多数のポリヌ
クレオチド溶液を乾燥してポリヌクレオチドを固定す
る。 (6).ポリヌクレオチドが固定された支持体をブロック
液に浸漬してポリヌクレオチドスポット相互間の支持体
表面をブロッキング処理する。
【0014】また、請求項2の発明は、支持体表面に分
注針を当接してポリヌクレオチド溶液をスポッティング
した後に固定してポリヌクレオチドアレイを作製する方
法において、1.ポリヌクレオチドを少なくとも水に約
10体積%グリセロールを添加した溶媒に溶解してポリ
ヌクレオチド溶液に調整する、上記のように調整された
ポリヌクレオチドを以下の工程に従って支持体表面にポ
リヌクレオチドを固定することを特徴とする。
注針を当接してポリヌクレオチド溶液をスポッティング
した後に固定してポリヌクレオチドアレイを作製する方
法において、1.ポリヌクレオチドを少なくとも水に約
10体積%グリセロールを添加した溶媒に溶解してポリ
ヌクレオチド溶液に調整する、上記のように調整された
ポリヌクレオチドを以下の工程に従って支持体表面にポ
リヌクレオチドを固定することを特徴とする。
【0015】(1).洗浄液により分注針の先端部を洗浄
する。 (2).先端部が洗浄された分注針にポリヌクレオチド溶
液をサンプリングする。 (3).ポリヌクレオチド溶液がサンプリングされた分注
針を捨て打ち板に当接して先端部に付着した余剰のポリ
ヌクレオチド溶液を除去する。 (4).支持体表面に対して分注針を当接して多数のポリ
ヌクレオチド溶液をスポッティングする。 (5).支持体表面にスポッティングされた多数のポリヌ
クレオチド溶液を乾燥してポリヌクレオチドを固定す
る。 (6).ポリヌクレオチドが固定された支持体をブロック
液に浸漬してポリヌクレオチドスポット相互間の支持体
表面をブロッキング処理する。
する。 (2).先端部が洗浄された分注針にポリヌクレオチド溶
液をサンプリングする。 (3).ポリヌクレオチド溶液がサンプリングされた分注
針を捨て打ち板に当接して先端部に付着した余剰のポリ
ヌクレオチド溶液を除去する。 (4).支持体表面に対して分注針を当接して多数のポリ
ヌクレオチド溶液をスポッティングする。 (5).支持体表面にスポッティングされた多数のポリヌ
クレオチド溶液を乾燥してポリヌクレオチドを固定す
る。 (6).ポリヌクレオチドが固定された支持体をブロック
液に浸漬してポリヌクレオチドスポット相互間の支持体
表面をブロッキング処理する。
【0016】
【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態を図に従っ
て説明する。図1〜図2において、ポリヌクレオチドア
レイ1の支持体3は、例えばガラス、膜、プラスチック
(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等)等
が使用可能で、好適例としては、例えば松浪硝子工業株
式会社製のスライドガラス(型式S9115)が挙げら
れる。
て説明する。図1〜図2において、ポリヌクレオチドア
レイ1の支持体3は、例えばガラス、膜、プラスチック
(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等)等
が使用可能で、好適例としては、例えば松浪硝子工業株
式会社製のスライドガラス(型式S9115)が挙げら
れる。
【0017】支持体の表面処理
支持体3の表面は陽電荷処理またはアミノ化処理され
る。陽電荷処理としては支持体3の表面をポリ−L−リ
シンまたはアミノプロピルトリエトキシシラン等で表面
処理して陽電荷化させる。また、アミノ化処理としては
上記方法により陽電荷化された支持体3の表面を、アル
デヒド処理またはスクシニド処理してアミノ基が結合し
易い状態にする。このアミノ化処理は固定されるポリヌ
クレオチド末端のアミノ基の結合を促進させるのに有効
である。
る。陽電荷処理としては支持体3の表面をポリ−L−リ
シンまたはアミノプロピルトリエトキシシラン等で表面
処理して陽電荷化させる。また、アミノ化処理としては
上記方法により陽電荷化された支持体3の表面を、アル
デヒド処理またはスクシニド処理してアミノ基が結合し
易い状態にする。このアミノ化処理は固定されるポリヌ
クレオチド末端のアミノ基の結合を促進させるのに有効
である。
【0018】ポリヌクレオチド溶液の調整
支持体3の表面に固定されるポリヌクレオチド溶液を以
下のように調整する。
下のように調整する。
【0019】本発明で使用するポリヌクレオチド(核
酸)の種類は特に限定されず、DNA(デオキシリボ核
酸)、RNA(リボ核酸)等が挙げられる。そしてDN
A及びRNAについても特に限定されず、染色体DNA
由来のDNA断片、mRNA、cDNA、化学合成DN
Aまたは化学合成RNAの何れでもよく、具体的にはP
CR増幅産物、制限酵素切断処理DNA等の何れであっ
てもよい。
酸)の種類は特に限定されず、DNA(デオキシリボ核
酸)、RNA(リボ核酸)等が挙げられる。そしてDN
A及びRNAについても特に限定されず、染色体DNA
由来のDNA断片、mRNA、cDNA、化学合成DN
Aまたは化学合成RNAの何れでもよく、具体的にはP
CR増幅産物、制限酵素切断処理DNA等の何れであっ
てもよい。
【0020】本発明で使用するポリヌクレオチドは、任
意生物に由来するものを使用できる。また、本発明で使
用するポリヌクレオチドは疾患と関連することが知られ
ている染色体位置由来のDNA断片、cDNA断片、化
学合成DNAが挙げられる。更に、本発明のポリヌクレ
オチドは特定の遺伝子の一部を含むDNA断片、転写レ
ベルの異常が見られるmRNAまたは該mRNAに由来
するcDNAでもよい。
意生物に由来するものを使用できる。また、本発明で使
用するポリヌクレオチドは疾患と関連することが知られ
ている染色体位置由来のDNA断片、cDNA断片、化
学合成DNAが挙げられる。更に、本発明のポリヌクレ
オチドは特定の遺伝子の一部を含むDNA断片、転写レ
ベルの異常が見られるmRNAまたは該mRNAに由来
するcDNAでもよい。
【0021】上記した本発明のポリヌクレオチドは、純
水または3×SSC溶液(0.45M塩化ナトリウム、
0.045Mクエン酸ナトリウムでpH:7.0に調
整)に10体積%のホルムアミドまたはグリセロールを
添加してポリヌクレオチド濃度を0.5〜50pmol/μl
に調整したものを使用する。
水または3×SSC溶液(0.45M塩化ナトリウム、
0.045Mクエン酸ナトリウムでpH:7.0に調
整)に10体積%のホルムアミドまたはグリセロールを
添加してポリヌクレオチド濃度を0.5〜50pmol/μl
に調整したものを使用する。
【0022】支持体3の表面に対する前記ポリヌクレオ
チド溶液をスポッティングするには、多数の分注針5
が、例えば100〜200μmの間隔でマトリクス状に
配列された分注ヘッド7を使用。支持体3の表面に対し
てX−Y−Z軸方向へ移動制御して多数のポリヌクレオ
チド溶液をスポッティングする。このスポッティングに
使用する各分注針5は先端直径が、例えば100〜20
0μmで、先端から軸線方向へ縦割り溝5aが形成さ
れ、縦割り溝5a内にスポッティングされるポリヌクレ
オチド溶液を毛細管現象により吸水させて溜める。
チド溶液をスポッティングするには、多数の分注針5
が、例えば100〜200μmの間隔でマトリクス状に
配列された分注ヘッド7を使用。支持体3の表面に対し
てX−Y−Z軸方向へ移動制御して多数のポリヌクレオ
チド溶液をスポッティングする。このスポッティングに
使用する各分注針5は先端直径が、例えば100〜20
0μmで、先端から軸線方向へ縦割り溝5aが形成さ
れ、縦割り溝5a内にスポッティングされるポリヌクレ
オチド溶液を毛細管現象により吸水させて溜める。
【0023】分注針5としては先端部に貫通孔が形成さ
れると共に先端部外周に加熱部材を取り付け、後端部に
設けられたタンク内に溜められて貫通孔内に滞留するポ
リヌクレオチド溶液を加熱部材に瞬間加熱して気泡化し
て支持体3の表面に飛び出させることによりスポッティ
ングするものであってもよい。
れると共に先端部外周に加熱部材を取り付け、後端部に
設けられたタンク内に溜められて貫通孔内に滞留するポ
リヌクレオチド溶液を加熱部材に瞬間加熱して気泡化し
て支持体3の表面に飛び出させることによりスポッティ
ングするものであってもよい。
【0024】また、上記した気泡飛び出し形式の分注針
のほかにピエゾ素子の変形や超音波振動を利用してポリ
ヌクレオチド溶液を直接飛び出させて支持体3の表面に
スポッティングする形式であってもよい。
のほかにピエゾ素子の変形や超音波振動を利用してポリ
ヌクレオチド溶液を直接飛び出させて支持体3の表面に
スポッティングする形式であってもよい。
【0025】洗浄
分注ヘッド7を移動制御して支持体3の表面にポリヌク
レオチド溶液をスポッティングする際に、先ず、分注ヘ
ッド7における各分注針5の先端部を洗浄し、スポッテ
ィングされる多種類のポリヌクレオチド相互が汚染(キ
ャリーオーバー)されるのを防止する。
レオチド溶液をスポッティングする際に、先ず、分注ヘ
ッド7における各分注針5の先端部を洗浄し、スポッテ
ィングされる多種類のポリヌクレオチド相互が汚染(キ
ャリーオーバー)されるのを防止する。
【0026】洗浄方法としては、先ず、分注ヘッド7に
おける各分注針5の先端を多孔質セラミック板、吸水紙
板等の洗浄吸水板に押し当てて各縦割り溝5a内に残溜
したポリヌクレオチド溶液を排出させた後、0.1%ド
デシル硫酸ナトリウム水溶液槽、超純水槽、エタノール
槽の順に約1〜5sec.間、浸漬して洗浄した後、各分注
針5の先端部を気相吸引して付着したエタノールを乾燥
させて行う。
おける各分注針5の先端を多孔質セラミック板、吸水紙
板等の洗浄吸水板に押し当てて各縦割り溝5a内に残溜
したポリヌクレオチド溶液を排出させた後、0.1%ド
デシル硫酸ナトリウム水溶液槽、超純水槽、エタノール
槽の順に約1〜5sec.間、浸漬して洗浄した後、各分注
針5の先端部を気相吸引して付着したエタノールを乾燥
させて行う。
【0027】ポリヌクレオチドのサンプリング
上記のように洗浄された分注ヘッド7における各分注針
5の先端部を、支持体3表面に固定しようとする多種類
のポリヌクレオチド溶液が溜められた、例えば384穴
マルチプレートの各溶液槽内に約7sec.間、浸漬して各
縦割り溝5a内に、ポリヌクレオチド溶液を毛細管現象
により吸水させてサンプリングする。
5の先端部を、支持体3表面に固定しようとする多種類
のポリヌクレオチド溶液が溜められた、例えば384穴
マルチプレートの各溶液槽内に約7sec.間、浸漬して各
縦割り溝5a内に、ポリヌクレオチド溶液を毛細管現象
により吸水させてサンプリングする。
【0028】余剰ポリヌクレオチドの除去
分注ヘッド7によるスポッティング作業に先立って捨て
打ち操作を行う。即ち、分注針5にポリヌクレオチド溶
液をサンプリングした際に各分注針5の先端部外面には
余剰のポリヌクレオチド溶液が付着したままの状態にな
っている。このため、各分注針5の先端面を多孔質セラ
ミック板、吸水紙板またはガラス板等の捨て打ち板に対
し、1回当り約0.5〜1sec.間で数回、押し当てるこ
とにより各分注針5の先端部外面に付着した余剰溶液を
吸収させる。
打ち操作を行う。即ち、分注針5にポリヌクレオチド溶
液をサンプリングした際に各分注針5の先端部外面には
余剰のポリヌクレオチド溶液が付着したままの状態にな
っている。このため、各分注針5の先端面を多孔質セラ
ミック板、吸水紙板またはガラス板等の捨て打ち板に対
し、1回当り約0.5〜1sec.間で数回、押し当てるこ
とにより各分注針5の先端部外面に付着した余剰溶液を
吸収させる。
【0029】これにより支持体3表面に対するスポッテ
ィング初期に分注針5の先端部に付着した余剰のポリヌ
クレオチド溶液がスポッティングされるのを防止し、ス
ポッティングされるポリヌクレオチド溶液による各スポ
ットの大きさをほぼ均一にしてポリヌクレオチド溶液の
濃度を均一化させると共にスポット相互間の汚染を防止
する。
ィング初期に分注針5の先端部に付着した余剰のポリヌ
クレオチド溶液がスポッティングされるのを防止し、ス
ポッティングされるポリヌクレオチド溶液による各スポ
ットの大きさをほぼ均一にしてポリヌクレオチド溶液の
濃度を均一化させると共にスポット相互間の汚染を防止
する。
【0030】スポッティング
次に、支持体3表面に対し、分注ヘッド7をX−Y−Z
軸方向へ移動制御して分注ヘッド7における各分注針5
の先端面を約0.5〜1sec.間、当接させて多種類のポ
リヌクレオチド溶液をマトリクス状にスポッティングす
る。このスポッティング作業において分注ヘッド7はX
−Y軸方向に対し、各スポットの相互間隔が約100〜
200μmになるように移動制御される。その際のスポ
ッティング環境としては、常温環境下であってもよい
が、好ましくは外部環境温度を約2〜10℃、好適例と
しては約2〜6℃で、湿度を50〜70%に保って行う
ことによりスポッティングされたポリヌクレオチド溶液
が短時間に乾燥するのを回避して固定化時間を長くする
ことができる。
軸方向へ移動制御して分注ヘッド7における各分注針5
の先端面を約0.5〜1sec.間、当接させて多種類のポ
リヌクレオチド溶液をマトリクス状にスポッティングす
る。このスポッティング作業において分注ヘッド7はX
−Y軸方向に対し、各スポットの相互間隔が約100〜
200μmになるように移動制御される。その際のスポ
ッティング環境としては、常温環境下であってもよい
が、好ましくは外部環境温度を約2〜10℃、好適例と
しては約2〜6℃で、湿度を50〜70%に保って行う
ことによりスポッティングされたポリヌクレオチド溶液
が短時間に乾燥するのを回避して固定化時間を長くする
ことができる。
【0031】具体的には、支持体3及び分注ヘッド7を
含む領域全体を外気と仕切ると共に仕切られた内部領域
に温度センサー、湿度センサーを設けて上記設定温度及
び湿度となるように加熱及び加湿する装置が設けて行な
う。
含む領域全体を外気と仕切ると共に仕切られた内部領域
に温度センサー、湿度センサーを設けて上記設定温度及
び湿度となるように加熱及び加湿する装置が設けて行な
う。
【0032】次に、多種類のポリヌクレオチド溶液を多
数、スポッティングした支持体3表面に水蒸気を約1〜
3sec.間、吹き付けた後に支持体3を約80〜95℃に
加熱されたホットプレート上に載置して乾燥固定させ
る。支持体3の表面に分注針5の先端面を当接してポリ
ヌクレオチド溶液をスポッティングした際には各スポッ
トにおけるポリヌクレオチド溶液の付着状態が不均一に
なってスポット内の濃度が一定しない。これを回避する
ため、支持体3に対するポリヌクレオチド溶液のスポッ
ティング後、水蒸気を吹き付けることによりスポッティ
ングされたポリヌクレオチド溶液の濃度を低くして各ス
ポットにおける付着状態を均一化させる。
数、スポッティングした支持体3表面に水蒸気を約1〜
3sec.間、吹き付けた後に支持体3を約80〜95℃に
加熱されたホットプレート上に載置して乾燥固定させ
る。支持体3の表面に分注針5の先端面を当接してポリ
ヌクレオチド溶液をスポッティングした際には各スポッ
トにおけるポリヌクレオチド溶液の付着状態が不均一に
なってスポット内の濃度が一定しない。これを回避する
ため、支持体3に対するポリヌクレオチド溶液のスポッ
ティング後、水蒸気を吹き付けることによりスポッティ
ングされたポリヌクレオチド溶液の濃度を低くして各ス
ポットにおける付着状態を均一化させる。
【0033】このとき、ホルムアミドが添加されたポリ
ヌクレオチド溶液にあっては、ホルムアミドによりヌク
レオチドの変性が阻害されることにより一定形態を保つ
ことができる。このため、陽電荷化処理された支持体3
の表面にスポッティングした際には、ポリヌクレオチド
において陰電荷化したリン酸が支持体3表面に静電結合
し合う確率を高めている。
ヌクレオチド溶液にあっては、ホルムアミドによりヌク
レオチドの変性が阻害されることにより一定形態を保つ
ことができる。このため、陽電荷化処理された支持体3
の表面にスポッティングした際には、ポリヌクレオチド
において陰電荷化したリン酸が支持体3表面に静電結合
し合う確率を高めている。
【0034】また、アミノ化処理された支持体3の表面
にスポッティングした際にはポリヌクレオチド末端のア
ミノ基との結合確率を高めている。即ち、ポリヌクレオ
チドが絶えず変性する場合には静電結合或いはアミノ基
結合がし難くなるが、ポリヌクレオチドの変性を阻害し
て一定形態にすることにより結合確率を高めることがで
きる。
にスポッティングした際にはポリヌクレオチド末端のア
ミノ基との結合確率を高めている。即ち、ポリヌクレオ
チドが絶えず変性する場合には静電結合或いはアミノ基
結合がし難くなるが、ポリヌクレオチドの変性を阻害し
て一定形態にすることにより結合確率を高めることがで
きる。
【0035】更に、グリセロースが添加されたポリヌク
レオチド溶液にあっては、ホルムアミド添加のようにヌ
クレオチドの変性は阻害されず、絶えず変性するが、乾
燥時間を長くして静電結合またはアミン基結合の時間を
長くして結合確率を高めることができる。
レオチド溶液にあっては、ホルムアミド添加のようにヌ
クレオチドの変性は阻害されず、絶えず変性するが、乾
燥時間を長くして静電結合またはアミン基結合の時間を
長くして結合確率を高めることができる。
【0036】これにより支持体3表面に対するポリヌク
レオチドの固定強度を高くする。
レオチドの固定強度を高くする。
【0037】乾燥
次に、ポリヌクレオチドが固定された支持体3表面に対
し、UVクロスリンカー(Hoefer社製 UVC5
00)を使用して約50〜120mJの紫外光を照射し
てポリヌクレオチドを固定化する。
し、UVクロスリンカー(Hoefer社製 UVC5
00)を使用して約50〜120mJの紫外光を照射し
てポリヌクレオチドを固定化する。
【0038】ブロッキング処理
次に、支持体3表面におけるポリヌクレオチドの非スポ
ッティング領域をブロッキング処理する。ブロッキング
処理方法としては、1〜1.5wt%無水こはく酸、9
0体積%N−メチルピロシノン、10体積%0.2Mほ
う酸ナトリウム溶液(pH:8.0)でpH5〜6に調整さ
れたブロック液中にポリヌクレオチドが固定された支持
体3全体を約15min.間、浸漬して行なう。
ッティング領域をブロッキング処理する。ブロッキング
処理方法としては、1〜1.5wt%無水こはく酸、9
0体積%N−メチルピロシノン、10体積%0.2Mほ
う酸ナトリウム溶液(pH:8.0)でpH5〜6に調整さ
れたブロック液中にポリヌクレオチドが固定された支持
体3全体を約15min.間、浸漬して行なう。
【0039】そしてブロック溶液から取り出した支持体
3を95〜99℃の熱水に浸漬して約60秒間、放置し
た後、支持体3をエタノールに浸漬した後に、支持体3
表面を風乾させる。
3を95〜99℃の熱水に浸漬して約60秒間、放置し
た後、支持体3をエタノールに浸漬した後に、支持体3
表面を風乾させる。
【0040】他のブロッキング処理方法としては、ブロ
ック液にエタノールアミン溶液でpH8〜9に調整したも
のを使用し、同様に浸漬して行なう。即ち、ポリヌクレ
オチドがスポッティングされた支持体3を45〜65℃
の飽和水蒸気下で4〜14時間、インキベーションした
後、各終濃度50mmol/l エタノールアミン、
0.1Mトリス緩衝液pH:9.0、0.1%ドデシル
硫酸ナトリウムで全体がpH:8〜9に調整したブロッ
ク液に10〜30min.浸漬し、次に水洗した後に50
℃、0.1%ドデシル硫酸ナトリウムを含むSSC溶液
に15〜60min.浸漬する。更に、水洗後、支持体3に
付着した液体成分を除去した後に乾燥して行なう。
ック液にエタノールアミン溶液でpH8〜9に調整したも
のを使用し、同様に浸漬して行なう。即ち、ポリヌクレ
オチドがスポッティングされた支持体3を45〜65℃
の飽和水蒸気下で4〜14時間、インキベーションした
後、各終濃度50mmol/l エタノールアミン、
0.1Mトリス緩衝液pH:9.0、0.1%ドデシル
硫酸ナトリウムで全体がpH:8〜9に調整したブロッ
ク液に10〜30min.浸漬し、次に水洗した後に50
℃、0.1%ドデシル硫酸ナトリウムを含むSSC溶液
に15〜60min.浸漬する。更に、水洗後、支持体3に
付着した液体成分を除去した後に乾燥して行なう。
【0041】比較例1
本比較例においては、酵母内の機能ヌクレオチドをコピ
ーした合成オリゴヌクレオチド(80塩基、終濃度25
pmol/μl)を、3×SSC溶液、リン酸緩衝液(pH:
7.5)、超純水、10体積%ホルムアルデヒド水溶液
の4種類の溶媒に溶解した合成オリゴヌクレオチド溶液
を使用し、各溶媒毎の固定化率を検証した。
ーした合成オリゴヌクレオチド(80塩基、終濃度25
pmol/μl)を、3×SSC溶液、リン酸緩衝液(pH:
7.5)、超純水、10体積%ホルムアルデヒド水溶液
の4種類の溶媒に溶解した合成オリゴヌクレオチド溶液
を使用し、各溶媒毎の固定化率を検証した。
【0042】ハイブリダイゼーションに使用したヌクレ
オチドは、支持体3表面に固定された合成オリゴヌクレ
オチドと相補的塩基配列を持ち、蛍光色素(Cy3)によ
り標識されたオリゴヌクレオチド(80塩基、終濃度1
pmol/μl、0.1g/ml鮭精子DNAを含む)を使用し
た。
オチドは、支持体3表面に固定された合成オリゴヌクレ
オチドと相補的塩基配列を持ち、蛍光色素(Cy3)によ
り標識されたオリゴヌクレオチド(80塩基、終濃度1
pmol/μl、0.1g/ml鮭精子DNAを含む)を使用し
た。
【0043】また、支持体3としては、松浪硝子工業株
式会社製のDNAチップ用スライドガラス(商品名:M
ASコートスライド)を使用した。
式会社製のDNAチップ用スライドガラス(商品名:M
ASコートスライド)を使用した。
【0044】図3及び図4で示すように、溶媒としての
ホルムアルデヒドで合成オリゴヌクレオチドを溶解した
場合が、他の溶媒に比べて蛍光強度が一番高いことを示
している。この事実は合成オリゴヌクレオチドの溶媒と
してホルムアルデヒドを使用した場合に、支持体3表面
に対する合成オリゴヌクレオチドの固定量が一番多いこ
とを示している。
ホルムアルデヒドで合成オリゴヌクレオチドを溶解した
場合が、他の溶媒に比べて蛍光強度が一番高いことを示
している。この事実は合成オリゴヌクレオチドの溶媒と
してホルムアルデヒドを使用した場合に、支持体3表面
に対する合成オリゴヌクレオチドの固定量が一番多いこ
とを示している。
【0045】図5は、溶媒としてホルムアミドを使用し
て合成オリゴヌクレオチドを溶解した合成オリゴヌクレ
オチド溶液をスポッティングして固定したポリヌクレオ
チドアレイ1に対し、ブロッキング過程及びハイブリダ
イゼーション過程を施した場合における支持体3表面に
おける合成オリゴヌクレオチドスポットの固定化率につ
いて16回試行した結果であり、溶媒としてホルムアミ
ドを使用した場合においては平均固定化率は97.6%
であり、充分の固定量を残すことができた。
て合成オリゴヌクレオチドを溶解した合成オリゴヌクレ
オチド溶液をスポッティングして固定したポリヌクレオ
チドアレイ1に対し、ブロッキング過程及びハイブリダ
イゼーション過程を施した場合における支持体3表面に
おける合成オリゴヌクレオチドスポットの固定化率につ
いて16回試行した結果であり、溶媒としてホルムアミ
ドを使用した場合においては平均固定化率は97.6%
であり、充分の固定量を残すことができた。
【0046】比較例2
図6及び図7はスポッティングに先だって捨て打ちを行
なった場合と行なわない場合との比較を示し、本実験に
おいては吸水板9として多孔質セラミック板を使用する
と共に支持体3の表面にスポッティングするポリヌクレ
オチドとしてλファージDNAを蛍光色素(Cy3)で
標識したものを使用した。
なった場合と行なわない場合との比較を示し、本実験に
おいては吸水板9として多孔質セラミック板を使用する
と共に支持体3の表面にスポッティングするポリヌクレ
オチドとしてλファージDNAを蛍光色素(Cy3)で
標識したものを使用した。
【0047】そして支持体3表面に対し、1回のスポッ
ティング作業で116スポットを連続スポッティングし
た後に、スキャナーで蛍光強度を読み取ってグラフ化し
た。
ティング作業で116スポットを連続スポッティングし
た後に、スキャナーで蛍光強度を読み取ってグラフ化し
た。
【0048】この結果、支持体3表面にスポッティング
するのに先立って数回、捨て打ち(タッピング)した場
合には、タッピングしない場合に比べて1スポット当り
の蛍光強度が均一化している。反対にタッピングしない
場合には、スポッティング初期の蛍光強度が高く、従っ
てポリヌクレオチドのスポット量が多いことを示してい
る。
するのに先立って数回、捨て打ち(タッピング)した場
合には、タッピングしない場合に比べて1スポット当り
の蛍光強度が均一化している。反対にタッピングしない
場合には、スポッティング初期の蛍光強度が高く、従っ
てポリヌクレオチドのスポット量が多いことを示してい
る。
【0049】比較例3
一本の分注針5を使用し、純水に400fmol/μlの蛍光
色素(Cy3、Cy5)を溶解した蛍光溶液と純水とを
交互にサンプリングして支持体3表面にスポッティング
し、スキャナーにより蛍光標識を検出する。スポッティ
ングサイクルは、蛍光サンプリング→スポッティング→
洗浄→純水サンプリング→スポッティング・・・の順に
行い、分注針5の洗浄効果を検証する。
色素(Cy3、Cy5)を溶解した蛍光溶液と純水とを
交互にサンプリングして支持体3表面にスポッティング
し、スキャナーにより蛍光標識を検出する。スポッティ
ングサイクルは、蛍光サンプリング→スポッティング→
洗浄→純水サンプリング→スポッティング・・・の順に
行い、分注針5の洗浄効果を検証する。
【0050】図8に示すように蛍光が検出されるスポッ
トと非検出のスポットとが交互に表われることから、上
記した分注針5の洗浄により縦割り溝5a内がほぼ完全
に洗浄され、純水中に蛍光色素が検出されていないこと
を示している。
トと非検出のスポットとが交互に表われることから、上
記した分注針5の洗浄により縦割り溝5a内がほぼ完全
に洗浄され、純水中に蛍光色素が検出されていないこと
を示している。
【0051】
【発明の効果】本発明は、支持体上にスポッティングさ
れるポリヌクレオチドの相互汚染を防止しながら多種類
のポリヌクレオチドを濃度がほぼは均一な状態で強固に
固定して被検用ヌクレオチドの解析作業を有効、かつ効
率的に行うことができる。また、支持体上にスポッティ
ングされるポリヌクレオチド試料のスポット濃度をほぼ
均一化して充分な測定感度を得ることができる。
れるポリヌクレオチドの相互汚染を防止しながら多種類
のポリヌクレオチドを濃度がほぼは均一な状態で強固に
固定して被検用ヌクレオチドの解析作業を有効、かつ効
率的に行うことができる。また、支持体上にスポッティ
ングされるポリヌクレオチド試料のスポット濃度をほぼ
均一化して充分な測定感度を得ることができる。
【図1】ポリヌクレオチドアレイの作製工程を示す説明
図である。
図である。
【図2】ポリヌクレオチドアレイのスポッティング状態
を示す部分斜視図である。
を示す部分斜視図である。
【図3】各溶媒に溶解したポリヌクレオチドを使用して
ハイブリダイゼーションした際の各溶媒毎の蛍光状態を
スキャナーにより観察した写真である。
ハイブリダイゼーションした際の各溶媒毎の蛍光状態を
スキャナーにより観察した写真である。
【図4】図3の各スポットの蛍光強度を定量化したグラ
フである。
フである。
【図5】ブロッキング過程及びハイブリダイゼーション
過程の回数に応じたポリヌクレオチドの固定化率を示す
表である。
過程の回数に応じたポリヌクレオチドの固定化率を示す
表である。
【図6】支持体にポリヌクレオチドをスポッティングす
るに先立って分注針をタッピングした際の蛍光強度を示
すグラフである。
るに先立って分注針をタッピングした際の蛍光強度を示
すグラフである。
【図7】タッピングせずにスポッティングした際の蛍光
強度を示すグラフである。
強度を示すグラフである。
【図8】分注針の洗浄効果を示す写真である。
1−ポリヌクレオチドアレイ、3−支持体、5−分注
針、5a−縦割り溝
針、5a−縦割り溝
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI
G01N 37/00 102 C12N 15/00 F
Claims (16)
- 【請求項1】支持体表面に分注針を当接してポリヌクレ
オチド溶液をスポッティングした後に固定してポリヌク
レオチドアレイを作製する方法において、以下の事項か
らなるポリヌクレオチドアレイの作製方法。 1.ポリヌクレオチドを少なくとも水に約10体積%ホ
ルムアミドを添加した溶媒に溶解してポリヌクレオチド
溶液に調整する。 2.以下の工程に従って支持体表面にポリヌクレオチド
を固定する。 (1).洗浄液により分注針の先端部を洗浄する。 (2).先端部が洗浄された分注針にポリヌクレオチド溶
液をサンプリングする。 (3).ポリヌクレオチド溶液がサンプリングされた分注
針を捨て打ち板に当接して先端部に付着した余剰のポリ
ヌクレオチド溶液を除去する。 (4).支持体表面に対して分注針を当接して多数のポリ
ヌクレオチド溶液をスポッティングする。 (5).支持体表面にスポッティングされた多数のポリヌ
クレオチド溶液を乾燥してポリヌクレオチドを固定す
る。 (6).ポリヌクレオチドが固定された支持体をブロック
液に浸漬してポリヌクレオチドスポット相互間の支持体
表面をブロッキング処理する。 - 【請求項2】支持体表面に分注針を当接してポリヌクレ
オチド溶液をスポッティングした後に固定してポリヌク
レオチドアレイを作製する方法において、以下の事項か
らなるポリヌクレオチドアレイの作製方法。 1.ポリヌクレオチドを少なくとも水に約10体積%グ
リセロールを添加した溶媒に溶解してポリヌクレオチド
溶液に調整する。 2.以下の工程に従って支持体表面にポリヌクレオチド
を固定する。 (1).洗浄液により分注針の先端部を洗浄する。 (2).先端部が洗浄された分注針にポリヌクレオチド溶
液をサンプリングする。 (3).ポリヌクレオチド溶液がサンプリングされた分注
針を捨て打ち板に当接して先端部に付着した余剰のポリ
ヌクレオチド溶液を除去する。 (4).支持体表面に対して分注針を当接して多数のポリ
ヌクレオチド溶液をスポッティングする。 (5).支持体表面にスポッティングされた多数のポリヌ
クレオチド溶液を乾燥してポリヌクレオチドを固定す
る。 (6).ポリヌクレオチドが固定された支持体をブロック
液に浸漬してポリヌクレオチドスポット相互間の支持体
表面をブロッキング処理する。 - 【請求項3】請求項1または2において、溶媒に溶解し
たポリヌクレオチド濃度を0.5〜50pmol/μlとした
ポリヌクレオチドアレイの作製方法。 - 【請求項4】請求項1または2において、ポリヌクレオ
チドを生体遺伝子由来のPCR増幅産物としたポリヌク
レオチドアレイの作製方法。 - 【請求項5】請求項1または2において、ポリヌクレオ
チドを人工合成したオリゴヌクレオチドとしたポリヌク
レオチドアレイの作製方法。 - 【請求項6】請求項1または2において、捨て打ち板は
多孔質セラミックス板、吸水紙板及びガラス板の何れか
としたポリヌクレオチドアレイの作製方法。 - 【請求項7】請求項1または2において、分注針の洗浄
を、吸水材に接触させて縦割り溝内に残留するポリヌク
レオチド溶液を排出する、0.1%ドデシル硫酸ナトリ
ウム溶液に浸漬する、純水に浸漬する、エタノールに浸
漬する、気相吸引乾燥する工程により行なうポリヌクレ
オチドアレイの作製方法。 - 【請求項8】請求項1または2において、支持体表面に
対するポリヌクレオチドのスポッティング環境を常温環
境としたポリヌクレオチドアレイの作製方法。 - 【請求項9】請求項1または2において、支持体表面に
対するポリヌクレオチドのスポッティング環境を、温度
2〜10℃、湿度50〜70%としたポリヌクレオチド
アレイの作製方法。 - 【請求項10】請求項1または2において、支持体表面
はポリ−L−リシン及びアミノプロピルトリエトキシシ
ランの何れかによる表面処理により陽電荷化したポリヌ
クレオチドアレイの作製方法。 - 【請求項11】請求項1または2において、支持体表面
はアルデヒド処理及びスクシニド処理の何れかによりア
ミノ化したポリヌクレオチドアレイの作製方法。 - 【請求項12】請求項1または2において、ブロック液
は少なくともpH5〜6に調整されたこはく酸溶液とした
ポリヌクレオチドアレイの作製方法。 - 【請求項13】請求項1または2において、ブロック液
は少なくともpH8〜9に調整されたエタノールアミン溶
液としたポリヌクレオチドアレイの作製方法。 - 【請求項14】請求項1または2において、ポリヌクレ
オチド溶液がスポッティングされた支持体の表面に水蒸
気を吹き付けて各スポットにおけるポリヌクレオチド溶
液の付着状態を均一化するポリヌクレオチドアレイの作
製方法。 - 【請求項15】請求項1または2において、分注針は先
端部に軸線方向へ延びる縦割り溝を形成し、該縦割り溝
内にポリヌクレオチド溶液をサンプリング可能にしたポ
リヌクレオチドアレイの作製方法。 - 【請求項16】請求項1または2において、分注針は貫
通孔を有した先端部に加熱部材を設け、該貫通孔内のポ
リヌクレオチド溶液を加熱部材により瞬間加熱して気泡
化して支持体表面にポリヌクレオチド溶液をスポッティ
ングするポリヌクレオチドアレイの作製方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000374754A JP3436741B2 (ja) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | ポリヌクレオチドアレイの作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000374754A JP3436741B2 (ja) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | ポリヌクレオチドアレイの作製方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002181817A JP2002181817A (ja) | 2002-06-26 |
JP3436741B2 true JP3436741B2 (ja) | 2003-08-18 |
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JP5002993B2 (ja) * | 2006-03-23 | 2012-08-15 | 東レ株式会社 | 選択結合性物質固定化担体の製造方法 |
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- 2000-12-08 JP JP2000374754A patent/JP3436741B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2002181817A (ja) | 2002-06-26 |
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