JP3897265B2 - Method and apparatus for immobilizing a substance on the surface of a measuring chip - Google Patents
Method and apparatus for immobilizing a substance on the surface of a measuring chip Download PDFInfo
- Publication number
- JP3897265B2 JP3897265B2 JP7262398A JP7262398A JP3897265B2 JP 3897265 B2 JP3897265 B2 JP 3897265B2 JP 7262398 A JP7262398 A JP 7262398A JP 7262398 A JP7262398 A JP 7262398A JP 3897265 B2 JP3897265 B2 JP 3897265B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substance
- measurement chip
- liquid
- immobilizing
- immobilized
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定チップの表面へ例えば生理活性物質のような物質を固定化する方法及びそのための装置測に関する。
【0002】
【従来の技術】
測定チップの表面に試料液などを滴下し、該試料液などを適宜の測定手段により観察し分析することは通常行われている。例えば、透光性の基板上に試料液を配置して光を照射し、反射光や透過光の屈折率や吸収率などの変量に基づき試料を分析することは行われており、具体例として、臨床検査などでの免疫反応を利用した各種検査法において、生理活性物質の変化を高感度に検出することのできる光学的分析方法、例えば表面プラズモン共鳴(SPR)を利用した光学的分析方法などが挙げられる。
【0003】
前記した表面プラズモン共鳴を利用した光学的分析方法の場合、光学的分析装置に用いられる測定チップは、一般的には、下から透光性基板、金属薄膜及び分析対象物に応じた生理活性物質を固定化した固定化膜とからなり、このような構成を有する測定チップが、光学的分析装置のプリズム上に透光性基板側が面するようにしてセットされる。試料液は、給液ポンプを利用して生理活性物質を固定化した固定化膜面に連続して送り込まれるか、試料液を収容したセルの液体面が固定化膜に接触するようにされ、生理活性物質と分析対象物の相互作用を生じさせる(例えば、特公平5−2181号公報、特開平63−75542号公報など参照)。また、固定化膜に生理活性物質を固定化するには、固定化層を設けた基板を生理活性物質の濃厚溶液に浸漬するか、マイクロディスペンサーにより滴下する方法が取られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、表面プラズモン共鳴を利用した光学的分析方法の場合には、透光性基板の裏面に照射する入射光と該金属薄膜からの反射光の光学的分析から必要な情報を得るものであり、測定チップを構成する透光性基板表面の金属膜上の生理活性物質はごく小面積であって良く、また、固定化膜上に固定化された生理活性物質上には極少量の試料液が存在すれば十分に目的が達せられる。しかし、固定化層を設けた基板を生理活性物質の濃厚溶液に浸漬する方法によって生理活性物質を固定化する方法は、大量の濃厚溶液を必要とする。また、前記公報に記載されるような方法により、生理活性物質と分析対象物の相互作用を生じさせる場合にも、大量の試料液の調製を必要とし、試料調製のために、時間的かつコスト的にロスが存在する。
【0005】
本発明者らは、微量の生理活性物質の濃厚溶液あるいは試料液を測定チップ表面、すなわち透光性基板表面の固定化膜上に供与する手段として、従来知られたマイクロディスペンサーを用いて測定チップ表面に液滴を滴下することを試みた。しかし、測定チップ表面の親疎水性及び滴下する溶液の性質により、例えば、図7a〜図7cに示すように、マイクロディスペンサー10のニードル11先端から落下する液滴Pは、ニードル11先端の下方位置である基板20上の所定位置に留まらず、位置ずれを起こしてしまい、固定化あるいは反応に必要とされる時間、所定の場所に液滴を保持しておくことが困難であることを経験した。特に、測定チップの表面が疎水表面を有し、そこに蛋白質溶液を滴下すると上記現象は起こりやすかった。多少位置ずれを起こしても所望の部位を覆うことができる量を滴下すれば、所要の分析を行うことは可能であるが、一般に蛋白質溶液は高価なものであり、量産レベルでは、大量滴下は可能な限り避けなければならない。
【0006】
対応策として、図8に示すように、液滴Pをマイクロディスペンサー10のニードル11の先端に形成しておき(図8a)、基板表面に溶液が接触しても尚溶液を射出して、所定量射出した後(図8b)に、ニードル11を引き上げる(図8c)方法を試みた。この手法により、滴下位置は比較的安定し、所要時間にわたり所定位置で液滴を保持することができ、微量での分析が可能となったが、マイクロディスペンサー側の制御が容易でなく、量産レベルの手法としては有効とはいえない。
【0007】
本発明の目的は、測定チップの表面へ例えば生理活性物質のような物質を固定化する際に生じている上記のような不都合を解消することにあり、固定化すべき物質を含む液体を測定チップの表面に確実に固定化することを可能とする測定チップ表面への物質固定化方法及び装置を提供することにある。
なお、測定チップの表面への物質の固定化態様としては、チップ表面に形成した固定化膜に対して生理活性物質のような物質を固定化する態様と、そのようにして固定化された物質に対して試料液中の分析対象物を相互作用させる態様の二つの態様が存在するが、本発明における「固定化方法」及び「固定化装置」は双方の態様を含むものとして用いている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本出願の発明による測定チップ表面への物質固定化方法は、固定化すべき物質を含む液体を表面張力により上方に膨出した状態としておき、該膨出した液体に対して測定チップの表面を密着させて所定時間放置した後、測定チップを液体から分離することを特徴とする。
【0009】
上記発明において、固定化すべき物質を含む液体の自由移動は規制を受けており、当該物質を固定化すべき測定チップの所望の表面部位に、所定の時間、すなわち、液体中に含まれる物質と測定チップ表面物質との反応が進行して固定化するまでの時間、該液体を確実に保持しておくことが可能となる。そのために、少ない液量で所要物質を確実に固定化することができる。
本発明による固定化方法は、固定化すべき物質が生理活性物質であり、測定チップが透光性基板と、該透光性基板の一面上に形成される生理活性物質を固定化する疎水性の固定化膜とを有する光学的分析装置用測定チップである場合に、特に有効に機能する。
【0010】
本発明は、また、前記の方法を実施する装置として、固定化すべき物質を含む液体を表面張力により上方に膨出した状態で保持しておくことのできる液体ホルダーと、測定チップの表面を下方に向けた姿勢で測定チップを保持することのできる測定チップホルダーと、前記液体ホルダーの先端に向けて前記測定チップホルダーを接近させまた離間させるように作動する移動機構とを少なくとも有することを特徴とする測定チップ表面への物質固定化装置をも開示する。
前記液体ホルダーを管路を介して固定化すべき物質を含む液体を収容した容器に接続し、該容器内の溶液を前記管路を介して液体ホルダーに供給するようにしてもよく、また、前記液体ホルダー内にマイクロディスペンサーを用いて固定化すべき物質を含む液体を滴下するようにしてもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら、好ましい実施の形態に基づき本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明は、光学的分析装置としての表面プラズモン共鳴を利用した免疫センサーに用いるのに好適な測定チップの表面に生理活性物質を固定化する場合を例として説明するが、測定チップは、これに限らず、他の任意の分析装置に用いる測定チップをも包含する。
【0012】
表面プラズモン共鳴現象とは、ガラスなどの光学的に透明な物質と金属薄膜層との境界から反射された単色光の強度が、金属の出射側にある試料の屈折率に依存することによるものであり、従って、反射された単色光の強度を測定することにより、試料を分析することができる。その分析装置に用いる測定チップは、基本的に、透光性基板と、この基板の一面に形成された金属薄膜と、この金属薄膜の上に形成された生理活性物質を固定化する固定化膜とから構成される。
図1はその測定チップを説明するものであり、透光性基板1の上に金属薄膜2が配置され、その上に、生理活性物質4を固定化する固定化膜3が形成される。透光性基板1は、一般的にはガラスや、レーザー光に対して透明な材料からなるものであり、その厚さは0.1〜5mm程度である。
【0013】
金属薄膜2は、表面プラズモン共鳴が生じ得るようなものであればよく、金属の種類としては、金、銀、白金、銅、アルミニウムなどが挙げられ、それらを単独で又は組み合わせて使用することができる。また、前記透光性基板1への付着性を考慮して、透光性基板1と金、銀などからなる層との間にクロムなどからなる介在層が設けられる場合もある。金属薄膜2の膜厚は、100〜2000Åであるのが好ましく、通常、100〜500Å程度である。
【0014】
生理活性物質4は、分析対象物(例えば、抗原など)と相互作用し得るものであれば特に限定されず、例えば免疫蛋白質、酵素、微生物、細菌などが挙げられる。免疫蛋白質としては、例えば分析対象物を抗原とする抗体を使用することができる。抗体としても特に限定されることなく、種々の免疫グロブリン、即ちIgG、IgM、IgA、IgE、IgDを使用することができる。具体的には、分析対象物がヒト血清アルブミンであれば、抗体として抗ヒト血清アルブミン抗体を使用することができる。また、農薬、殺虫剤、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌、抗生物質、麻薬、コカイン、ヘロイン、クラックなどを抗原とする場合には、例えば抗アトラジン抗体、抗カナマイシン抗体、抗メタンフェタミン抗体などの抗体を使用することができる。
【0015】
酵素としては、分析対象物又は分析対象物から代謝される物質に対して活性を示すものであれば特に限定されることなく、種々の酵素、例えば酸化還元酵素、加水分解酵素、異性化酵素、脱離酵素、合成酵素などを使用することができる。具体的には、分析対象物がグルコースであれば、グルコースオキシダーゼを、分析対象物がコレステロールであれば、コレステロールオキシダーゼを使用することができる。また、農薬、殺虫剤、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌、抗生物質、麻薬、コカイン、ヘロイン、クラックなどを分析対象物とする場合には、それらから代謝される物質と特異的反応を示す、例えばアセチルコリンエステラーゼ、カテコールアミンエステラーゼ、ノルアドレナリンエステラーゼ、ドーパミンエステラーゼなどの酵素を使用することができる。
【0016】
微生物、細菌としては、特に限定されることなく、大腸菌をはじめとする種々の微生物、細菌を使用することができる。また、生理活性物質4はDNA塩基鎖であってもよく、相補的な塩基鎖を特異的に結合させることができる。
前記生理活性物質4を固定化する固定化膜3は、該生理活性物質4が担持又は固定化される層であればよく、例えば、多孔質材料として、合成繊維、天然繊維、無機繊維などからなる織物、編物、不織布や、多孔性の無機又は有機材料などが使用される(特開平3−164195号公報参照)。さらに、化学あるいは生化学反応に基づいたある特定の官能基を有する材料からなる薄膜のようなものであってもよい。
【0017】
このような固定化膜3へ生理活性物質4を固定化するのには、何らかの手段により、所定量の生理活性物質4を固定化膜3に所定時間接触させておく必要がある。本発明による測定チップ表面への物質固定化方法及び装置は、このような場合の物質の固定化に用いるのにきわめて有効である。以下に、本発明による方法と装置を用いて、光学的分析装置としての表面プラズモン共鳴を利用した免疫センサーに用いるのに好適な測定チップの表面に形成した固定化膜3に生理活性物質4を固定化する例を具体的に説明する。
【0018】
なお、本出願人は先の出願である特願平9−241276号において、透明基板、該透明基板上に配置される金属膜、該金属膜上に配置される例えば有機ケイ素膜のような疎水結合又は静電結合した膜、及び該膜上に配置される生理活性物質を備えなる、表面プラズモン共鳴を利用した免疫センサーに用いるのに好適な測定チップを提案しているが、このような疎水結合した膜に対して生理活性物質を固定化するような場合に、本発明による固定化方法及び装置は特に効果的である。
【0019】
図2は測定チップの一例であり、この光学的分析装置用測定チップAおいて、前記した透光性基板1は、1辺が18mm程度、厚みが0.1〜0.5mm程度のガラス板である。基板1の素材としては、他に、無延伸ポリエチレンテレフタレート、無延伸ポリカーボネート、トリアセテートなどのように、透光性があり、偏光に対して異方性を示さず、かつ加工性に優れた物性を持つ樹脂材料も有効に用いることができる。透光性基板1の一面中央部には、前記した金属薄膜2と固定膜3とが積層された分析領域5が形成されている。
【0020】
具体例として、例えば、透光性基板1として13mm×18mm、厚さ0.3mmの青板ガラスの上に、スパッタリングによりクロムからなる層、ついで金からなる層を形成し分析領域5とした。スパッタリングは、クロムについては100W、30秒間、金については100W、150秒間で行った。得られたクロム層の厚さは32.2Åであり、金層の厚さは474Åであった。上記の金属層を有する透光性基板を、ウンデカンチオール1mMエタノール溶液に24時間浸漬し、図1の固定膜3に相当する有機薄膜層(有機ケイ素膜のような疎水結合した膜)を形成した。
【0023】
上記のとおりであり、本発明によれば、少量の生理活性物質の濃厚溶液Sを確実に測定チップAの分析領域5の部分に密着させることが可能であり、生理活性化物質が所要位置に確実に固定化された光学的分析装置用測定チップAを容易に調製することができる。そのために、高価な生理活性物質の濃厚溶液のムダをなくすことができ、低コストでの光学的分析作業が確立される。
【0024】
図3は、本発明による測定チップ表面への物質固定化方法を実施するための装置の一例であり、この例では、複数個の測定チップA・・に対して同時に生理活性物質を固定化できるようにしている。装置40は、固定化すべき物質を含む溶液Sを表面張力により上方に膨出した状態で保持しておくことのできる液体ホルダー41と、測定チップAの表面(反応領域5の面)を下方に向けた姿勢で測定チップAを保持することのできる測定チップホルダー45とから構成される。液体ホルダー41は垂直状に立設する複数本の筒状体42と、各筒状体42の下端部をそれぞれ連通させるための第1の管路43とを有し、該第1の管路43は、第2の管路44及び液供給ポンプPaを介して、溶液Sが収容された容器60内に接続している。
【0025】
さらに装置40は、前記液体ホルダー41の筒状体42の先端に向けて前記測定チップホルダー45を接近させまた離間させるように作動するネジ機構などから成る適宜の移動機構を備えいている。
固定化に際しては、適宜の制御機構により液供給ポンプPaを作動して、容器60内の生理活性物質の濃厚溶液Sを液体ホルダー41に向けて送り出し、濃厚溶液Sの一部がその表面張力により筒状体42の先端から膨出した状態とする。その状態で、測定チップホルダー45を下降させて、濃厚溶液Sの該膨出部と測定チップAの固定膜3(反応領域5)とを密着させ、所定時間放置する。その間に、固定膜3と生理活性物質4との反応が進行し、液体ホルダー41と測定チップホルダー45とを分離することにより、図1に模式的に示したような光学的分析装置用測定チップAを多数個(図示のものでは25個)、同時に得ることができる。
【0026】
図4,図5は、本発明による測定チップ表面への物質固定化方法を実施するための他の装置の例であり、この装置50は、固定化すべき物質を含む溶液Sを表面張力により上方に膨出した状態で保持しておくことのできる多数の有底孔52・・を持つ液体ホルダー51と、測定チップAの表面(反応領域5の面)を下方に向けた姿勢で多数の測定チップAを保持することのできる測定チップホルダー55(図5)とを備え、さらに、前記液体ホルダー51の有底孔52・・の先端に向けて前記測定チップホルダー55を接近させまた離間させるように機能する適宜の移動機構を備えている。この例では、該移動機構は図5に示すように液体ホルダー51の四隅に形成した垂直孔53と、測定チップホルダー55の四隅に形成した貫通孔56と、該垂直孔53と貫通孔56とに挿通するピン54とから構成されている。
【0027】
固定化に際しては、図4に示すように、液体ホルダー51のみを3軸方向(X,Y,Z)に制御されるマイクロディスペンサー10の下方位置におき、図示しない制御装置を介してマイクロディスペンサー10を操作し、生理活性物質4の濃厚溶液Sを各測定チップAの前記有底孔51に滴下する。その際に、滴下した濃厚溶液Sの一部がその表面張力により前記有底孔51の上端面よりも上方に膨出した状態となるように滴下量を制御する。
【0028】
すべてのあるいは必要とされる有底孔51へ濃厚溶液Sを滴下した後、液体ホルダー51を側方に移動し、前記垂直孔53にピン54を立てる。次に、測定チップホルダー55を各測定チップAの表面(反応領域5の面)を下方に向けた姿勢しと、四隅に形成した貫通孔56に前記ピン54を通過させた姿勢で、次第に下降させる。それにより、液体ホルダー51と測定チップホルダー55とは次第に接近していき、濃厚溶液Sの該膨出部と測定チップAの固定膜3(反応領と域5)とが密着した状態となる。その状態で所定時間放置して、固定膜3と生理活性物質4との反応を進行させた後、液体ホルダー51と測定チップホルダー55とを分離することにより、図1に模式的に示したような光学的分析装置用測定チップAを多数個(図示のものでは16個)、同時に得ることができる。
【0029】
上記のようにして調製された光学的分析装置用測定チップAを用いて、例えば、前記した表面プラズモン共鳴を利用した光学的分析により所要の分析を行うに際しては、図6に示すように、当該光学的分析装置のプリズム70上に透光性基板1側が面するようにしてセットされる。分析しようとする試料液は、給液ポンプを利用して生理活性物質4を固定した固定膜面3に連続して送り込まれるか、試料液を収容したセルの液体面が固定膜に接触するようにされ、生理活性物質と分析対象物の相互作用を生じさせる。しかし、このような方法では多量の試料液を必要とする。少量の試料液で分析を行うことを望む場合には、本発明による測定チップ表面への物質固定化方法及び装置を用いて、試料液を固定化された生理活性化物質4を持つ分析領域5に密着させればよい。所定時間その位置で試料液を保持して所望の反応を行わせた後、そのようにして調製した分析対象物を表面に持つ測定チップAを光学的分析にセットすればよい。
【0030】
なお、上記では、本発明による測定チップ表面への物質固定化方法及び装置を表面プラズモン共鳴を利用した光学的分析装置の測定チップへ適用する場合について説明したが、本発明は、これに限らず、例えば、酵素の呈色反応を検出する光学的分析のように、反射光でなく試料液を透過した光を変量として用いて分析するような場合における測定チップの調製など、種々の分野で利用することが可能である。また、液体ホルダーに向けて測定チップホルダーを接近させまた離間させるように作動する移動機構として、図5に示したものは単なる例示であり、ネジによる駆動機構、サーボモータなどの電気的な移動手段による駆動機構など、従来知られたものを適宜用いることができる。
【0031】
【発明の効果】
本発明による測定チップ表面への物質固定化方法及び装置を用いることにより、少量の液量で所要の物質を確実に測定チップの表面に固定化することが可能となり、所要の分析を低コストでかつ高い効率で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 表面プラズモン共鳴を利用した光学的分析装置に用いるのに好適な測定チップにおける要部を説明する断面模式図。
【図2】 光学的分析装置用測定チップの一例を説明する斜視図。
【図3】 本発明による測定チップ表面への物質固定化方法を実施するための装置の一例を説明する図。
【図4】 本発明による測定チップ表面への物質固定化方法を実施するための装置の他の例を説明する図。
【図5】 図4に示す装置の使用状態を説明する図。
【図6】 光学的分析装置用測定チップを光学的分析装置にセットして用いる場合の一例を説明する図。
【図7】 滴下した液滴の挙動を説明する図。
【図8】 滴下した液滴の挙動を説明する図。
【符号の説明】
A…光学的分析装置用測定チップ、1…透光性基板、2…金属薄膜、3…固定化膜、4…生理活性物質、5…分析領域、10…マイクロディスペンサー、30,35…筒状容器、40,50…測定チップ表面への物質固定化装置、41,51…液体ホルダー、42…筒状体、43…管路、45,55…測定チップホルダー、S…液体(生理活性物質の濃厚溶液)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for immobilizing a substance such as a physiologically active substance on the surface of a measurement chip and an apparatus measurement for the method.
[0002]
[Prior art]
Usually, a sample solution or the like is dropped on the surface of the measurement chip, and the sample solution or the like is observed and analyzed by an appropriate measurement means. For example, a sample liquid is placed on a light-transmitting substrate and irradiated with light, and the sample is analyzed based on variables such as the refractive index and absorption rate of reflected light and transmitted light. , Optical analysis methods that can detect changes in physiologically active substances with high sensitivity in various inspection methods using immune reactions in clinical tests, for example, optical analysis methods using surface plasmon resonance (SPR), etc. Is mentioned.
[0003]
In the case of the optical analysis method using the surface plasmon resonance described above, the measurement chip used in the optical analyzer is generally a translucent substrate, a metal thin film, and a physiologically active substance corresponding to the analysis object from below. The measurement chip having such a configuration is set on the prism of the optical analyzer so that the translucent substrate side faces. The sample liquid is continuously fed to the immobilized membrane surface on which the physiologically active substance is immobilized using a feed pump, or the liquid surface of the cell containing the sample solution is brought into contact with the immobilized membrane, An interaction between the physiologically active substance and the analyte is caused (see, for example, Japanese Patent Publication No. 5-2181, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-75542). In order to immobilize the physiologically active substance on the immobilization film, a method in which a substrate provided with an immobilization layer is immersed in a concentrated solution of the physiologically active substance or dropped by a microdispenser is used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the case of an optical analysis method using surface plasmon resonance, necessary information is obtained from optical analysis of incident light irradiated on the back surface of a light-transmitting substrate and reflected light from the metal thin film. The physiologically active substance on the metal film on the surface of the translucent substrate constituting the measurement chip may have a very small area, and a very small amount of the physiologically active substance immobilized on the immobilization film. If the sample liquid is present, the purpose can be sufficiently achieved. However, a method of immobilizing a physiologically active substance by a method in which a substrate provided with an immobilization layer is immersed in a concentrated solution of the physiologically active substance requires a large amount of concentrated solution. Further, even when the interaction between the physiologically active substance and the analyte is caused by the method as described in the above publication, it is necessary to prepare a large amount of sample solution, which requires time and cost for sample preparation. There is a loss.
[0005]
The present inventors have used a conventionally known microdispenser as a means for supplying a concentrated solution or sample solution of a trace amount of physiologically active substance onto the measurement chip surface, that is, a fixed film on the surface of the translucent substrate. Attempts were made to drop droplets on the surface. However, depending on the hydrophilicity / hydrophobicity of the measurement chip surface and the nature of the solution to be dropped, for example, as shown in FIGS . 7 a to 7 c, the droplet P falling from the tip of the
[0006]
As a countermeasure, as shown in FIG. 8 , a droplet P is formed on the tip of the
[0007]
An object of the present invention is to eliminate the above-described inconvenience occurring when a substance such as a physiologically active substance is immobilized on the surface of the measurement chip, and a liquid containing the substance to be immobilized is measured on the measurement chip. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for immobilizing a substance on the surface of a measuring chip that can be reliably immobilized on the surface of the substrate.
In addition, as an aspect of immobilizing a substance on the surface of the measurement chip, an aspect in which a substance such as a physiologically active substance is immobilized on an immobilization film formed on the surface of the chip, and the substance thus immobilized In contrast, there are two modes in which the analyte in the sample solution interacts, but the “immobilization method” and “immobilization apparatus” in the present invention are used as including both modes.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Substance immobilizing method for measuring chip surface by inventions of the present application to solve the aforementioned problem, leave the state that bulges upward by surface tension liquid containing a to be immobilized material bulging out liquid On the other hand, the measurement chip is separated from the liquid after the surface of the measurement chip is brought into close contact and allowed to stand for a predetermined time .
[0009]
Te above Symbol onset bright odor, the free movement of the liquid containing the substance to be immobilized is regulated to a desired surface region of the measuring chip to be immobilized to the substance for a predetermined time, i.e., contained in the liquid The liquid can be reliably held for the time until the reaction between the substance and the substance on the surface of the measuring chip proceeds and is immobilized. Therefore, a required substance can be reliably fixed with a small amount of liquid.
In the immobilization method according to the present invention, the substance to be immobilized is a physiologically active substance, and the measuring chip is a hydrophobic substrate that immobilizes the translucent substrate and the bioactive substance formed on one surface of the translucent substrate. This is particularly effective in the case of a measurement chip for an optical analyzer having an immobilization film.
[0010]
The present invention also provides, as an apparatus for carrying out the above method, a liquid holder capable of holding a liquid containing a substance to be immobilized in a state where the liquid is swollen upward by surface tension, and a surface of the measuring chip below. At least a measurement chip holder capable of holding the measurement chip in a posture directed toward the head, and a moving mechanism that operates to move the measurement chip holder toward and away from the tip of the liquid holder. An apparatus for immobilizing a substance on the surface of a measuring chip is also disclosed.
The liquid holder may be connected to a container containing a liquid containing a substance to be immobilized via a conduit, and the solution in the container may be supplied to the liquid holder via the conduit. A liquid containing a substance to be immobilized may be dropped into the liquid holder using a micro dispenser.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. In the following description, a case where a physiologically active substance is immobilized on the surface of a measurement chip suitable for use in an immunosensor using surface plasmon resonance as an optical analyzer will be described as an example. Not only this but the measurement chip used for other arbitrary analysis devices is also included.
[0012]
The surface plasmon resonance phenomenon is due to the fact that the intensity of monochromatic light reflected from the boundary between an optically transparent substance such as glass and the metal thin film layer depends on the refractive index of the sample on the metal exit side. Yes, so the sample can be analyzed by measuring the intensity of the reflected monochromatic light. The measuring chip used in the analyzer is basically a translucent substrate, a metal thin film formed on one surface of the substrate, and an immobilized film for immobilizing a physiologically active substance formed on the metal thin film. It consists of.
FIG. 1 illustrates the measurement chip. A metal
[0013]
The metal
[0014]
The physiologically
[0015]
The enzyme is not particularly limited as long as it shows activity against the analyte or a substance metabolized from the analyte, and various enzymes such as oxidoreductase, hydrolase, isomerase, A desorption enzyme, a synthetic enzyme, etc. can be used. Specifically, glucose oxidase can be used if the analyte is glucose, and cholesterol oxidase can be used if the analyte is cholesterol. In addition, when analyzing pesticides, insecticides, methicillin-resistant Staphylococcus aureus, antibiotics, narcotics, cocaine, heroin, cracks, etc., the substances to be metabolized from these substances show a specific reaction, for example, acetylcholinesterase Enzymes such as catecholamine esterase, noradrenaline esterase, and dopamine esterase can be used.
[0016]
The microorganisms and bacteria are not particularly limited, and various microorganisms and bacteria including E. coli can be used. Further, the physiologically
The
[0017]
In order to immobilize the physiologically
[0018]
In addition, in Japanese Patent Application No. Hei 9-241276, the present applicant has disclosed a transparent substrate, a metal film disposed on the transparent substrate, and a hydrophobic film such as an organic silicon film disposed on the metal film. A measurement chip suitable for use in an immunosensor using surface plasmon resonance comprising a bound or electrostatically bound membrane and a physiologically active substance disposed on the membrane has been proposed. The immobilization method and apparatus according to the present invention are particularly effective when immobilizing a physiologically active substance on a bound membrane.
[0019]
FIG. 2 shows an example of a measuring chip. In the measuring chip A for an optical analyzer, the
[0020]
As a specific example, for example, a layer made of chromium and then a layer made of gold were formed by sputtering on a blue plate glass having a size of 13 mm × 18 mm and a thickness of 0.3 mm as the light-transmitting
[0023]
As described above, according to the present invention, a small amount of a concentrated solution S of a physiologically active substance can be reliably brought into close contact with the portion of the
[0024]
FIG. 3 shows an example of an apparatus for carrying out the method for immobilizing a substance on the surface of a measuring chip according to the present invention . In this example, a physiologically active substance can be immobilized simultaneously on a plurality of measuring chips A. I am doing so. The
[0025]
Further, the
At the time of immobilization, the liquid supply pump Pa is operated by an appropriate control mechanism to send out the concentrated solution S of the physiologically active substance in the
[0026]
4 and 5 are examples of other apparatuses for carrying out the method for immobilizing a substance on the surface of a measuring chip according to the present invention . This
[0027]
At the time of immobilization, as shown in FIG. 4 , only the
[0028]
After the concentrated solution S is dropped into all or necessary bottomed
[0029]
When performing the required analysis by optical analysis using the surface plasmon resonance described above, for example, using the measurement chip A for an optical analyzer prepared as described above, as shown in FIG. It is set on the
[0030]
In the above description, the method and apparatus for immobilizing a substance on the surface of a measurement chip according to the present invention is applied to the measurement chip of an optical analyzer using surface plasmon resonance. However, the present invention is not limited to this. Used in various fields, such as preparation of measurement chips when analyzing light that has passed through the sample liquid instead of reflected light as a variable, such as optical analysis that detects the color reaction of enzymes Is possible. Further, as the moving mechanism that operates to move the measuring chip holder toward and away from the liquid holder, the one shown in FIG. 5 is merely an example, and an electric moving means such as a screw driving mechanism or a servo motor. Conventionally known ones such as a drive mechanism can be used as appropriate.
[0031]
【The invention's effect】
By using the method and apparatus for immobilizing a substance on the surface of a measuring chip according to the present invention, it becomes possible to reliably immobilize a required substance on the surface of the measuring chip with a small amount of liquid, and the required analysis can be performed at low cost. And can be performed with high efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a main part of a measurement chip suitable for use in an optical analyzer utilizing surface plasmon resonance.
FIG. 2 is a perspective view illustrating an example of a measurement chip for an optical analyzer.
FIG. 3 is a view for explaining an example of an apparatus for carrying out the method for immobilizing a substance on the surface of a measuring chip according to the present invention.
FIG. 4 is a view for explaining another example of an apparatus for carrying out the method for immobilizing a substance on the surface of a measuring chip according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining a use state of the apparatus shown in FIG. 4 ;
FIG. 6 is a diagram for explaining an example in which a measurement chip for an optical analyzer is set and used in an optical analyzer.
FIG. 7 is a diagram for explaining the behavior of a dropped liquid droplet.
FIG. 8 is a diagram for explaining the behavior of a dropped liquid droplet.
[Explanation of symbols]
A ... Measuring chip for optical analyzer, 1 ... Translucent substrate, 2 ... Metal thin film, 3 ... Immobilization film, 4 ... Bioactive substance, 5 ... Analysis region, 10 ... Micro dispenser, 30, 35 ... Cylindrical shape Container, 40, 50 ... Device for immobilizing substance on measurement chip surface, 41, 51 ... Liquid holder, 42 ... Cylindrical body, 43 ... Pipe line, 45, 55 ... Measurement chip holder, S ... Liquid (for bioactive substances) Concentrated solution)
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7262398A JP3897265B2 (en) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | Method and apparatus for immobilizing a substance on the surface of a measuring chip |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7262398A JP3897265B2 (en) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | Method and apparatus for immobilizing a substance on the surface of a measuring chip |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11271216A JPH11271216A (en) | 1999-10-05 |
| JP3897265B2 true JP3897265B2 (en) | 2007-03-22 |
Family
ID=13494710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7262398A Expired - Fee Related JP3897265B2 (en) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | Method and apparatus for immobilizing a substance on the surface of a measuring chip |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3897265B2 (en) |
-
1998
- 1998-03-20 JP JP7262398A patent/JP3897265B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11271216A (en) | 1999-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3739537B2 (en) | Measuring chip for optical analyzer | |
| AU772685B2 (en) | Optical assay device and method | |
| US6143247A (en) | Affinity binding-based system for detecting particulates in a fluid | |
| US7217520B2 (en) | Microwell biochip | |
| US6656428B1 (en) | Automated point of care detection system including complete sample processing capabilities | |
| KR100968524B1 (en) | Micro-nanofluidic biochips for biological sample analysis | |
| CA2468674A1 (en) | Microfluidic device and surface decoration process for solid phase affinity binding assays | |
| JP2010534319A (en) | Microfluidic method and system for use in detecting an analyte | |
| US20200064354A1 (en) | Systems and methods for high throughput analysis of conformation in biological entities | |
| US5198368A (en) | Methods for performing a solid-phase immunoassay | |
| WO2001024931A1 (en) | Capillary device for separating undesired components from a liquid sample and related method | |
| EP2397224A1 (en) | Apparatus and platform for multiplex analysis | |
| WO2014132717A1 (en) | Interaction analysis device | |
| JP3979718B2 (en) | Droplet fixing device for measuring chip and measuring chip preparation device having the fixing device | |
| JP3897265B2 (en) | Method and apparatus for immobilizing a substance on the surface of a measuring chip | |
| Miura et al. | Patterned cellulose membrane for surface plasmon resonance measurement | |
| JPH11271212A (en) | Measuring chip for optical analyzer | |
| JPH11271218A (en) | Measuring tip | |
| JPH11271307A (en) | Measuring chip for optical analyzer | |
| KR20040047144A (en) | Microvolume detecting method and device | |
| WO2005001476A1 (en) | Method of preparing array | |
| JP2006078212A (en) | Surface plasmon resonance measuring method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050316 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060719 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060725 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060925 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061128 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061215 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100105 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110105 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110105 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120105 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120105 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130105 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130105 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140105 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |