JP4288982B2 - Surface for detecting intermolecular interactions - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリダイゼーションその他の分子間相互反応作用を検出するための検出表面に関する。より詳しくは、検出用分子が固定される金属薄膜部を、間隔を置いて形成して、前記検出用分子を適度な密度で固定し、これにより、分子間相互反応作用の際の立体障害による反応効率低下を防止するように工夫した分子間相互反応作用検出表面に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、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(以下、「DNAチップ」と総称。)と呼ばれるバイオアッセイ用の集積基板が、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おり、創薬、臨床診断、薬理ジェノミクス、法医学その他の分野において広範囲に活用され始めている。
【0003】
このDNAチップは、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)等が集積されていることから、ハイブリダイゼーション等の分子間相互反応の網羅的解析が可能となる点が特徴とされている。
【0004】
ここで、特許文献1には、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、金属基板を含む基板の表面のプローブ生体分子を付着させたい特定部位のみに、アビジン分子を単層に固定した固相化膜を形成した表面処理基板が開示されている。
【0005】
また、特許文献2には、検査対象物質の検出に用いるプローブを予め微粒子に捕捉して、この微粒子を基板の表面に格子状に区画された部分に固定し、各区画にプローブを捕捉した前記微粒子を単層で細密に固定する技術が開示されている。
また、添付した従来技術を模式的に示す図7に示すように、合成樹脂等の基板100の表面全体に、金等の金属薄膜101を形成し、この金属薄膜101に対して、この金属に化学結合する検出用分子を固定化することが一般に行われている。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−153272号報
【特許文献2】
特開2002−253232号報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のDNAチップ技術では、DNAプローブ等の検出用ヌクレオチド鎖は、検出表面部位(スポット部位)にランダムコイル状に絡まったり、丸まったり等して固定化され、なおかつ集積密度が高いので、標的分子とのハイブリダイゼーションその他の相互反応作用の際に立体障害が発生している。
【0008】
このため、前記相互反応作用の効率が悪く、反応にも長時間を要し、更には、擬陽性又は偽陰性を示してしまう可能性があるという問題があった。とくに、検出表面全体に検出用分子を固定化する技術(図7参照)では、該検出用分子の集積密度が高いので前記問題が顕著であった。
【0009】
そこで、本発明は、検出用分子が固定される金属薄膜部を、検出表面に間隔を置いて形成して、前記検出用分子を適度な密度で固定することにより、分子間の相互反応作用の際における立体障害による反応効率低下を防止することを主な目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するために、本願においては、まず、メルカプト基(−SH)又はジスルフィド基(−S−S−)を有する検出用分子と標的分子との間の分子間相互反応作用の場を提供する反応領域に臨む基板上の検出表面であって、前記基板上に、金属薄膜部を間隔を置いて設け、この金属薄膜部に前記メルカプト基又はジスルフィド基を介して前記検出用分子を固定するように工夫した分子間相互反応作用検出表面及び該検出表面を備える分子間相互反応作用検出基板を提供する。
【0011】
即ち、本発明に係る分子間相互反応作用検出表面においては、この検出表面の全体に前記検出用分子が固定化される構成を採用するのではなく、前記検出表面上に、島の如きに点在するように、間隔を置いて形成された金属薄膜部(の表面)にのみ前記検出用分子が固定化されるように工夫している。
【0012】
この結果、検出表面上における(固定化された)検出用分子の集積密度を低く抑制することができるため、ランダムコイル状に絡まったり、丸まったり等している検出用分子に対して、後に添加又は送られてくる標的分子が接近し易い反応場環境が形成される。即ち、分子間の反応の際に、立体障害の影響が少ない環境が形成されるので、検出用分子と標的分子との間のハイブリダイゼーションその他の相互反応作用が効率良く進行することになる。
【0013】
本発明の分子間相互反応作用検出表面では、検出表面上に形成された金属薄膜部一個当りの面積と検出表面単位面積あたりの金属薄膜部の形成個数とを調整することにより、検出表面における固定化検出用分子の集積密度を自在に調整することができる。
【0014】
前記金属薄膜部は、メルカプト基(−SH)又はジスルフィド基(−S−S−)と反応する金属材料で薄膜状に形成すればよく、例えば、金薄膜から形成することができる。金等の金属は、メルカプト基(−SH)又はジスルフィド基(−S−S−)と反応して、いわゆるメルカプチドを形成し、検出用分子を化学吸着して固定化するという機能を有する。
【0015】
この金属薄膜部は、前記検出表面上に、蒸着又はスパッタリングのいずれかの手法を用いて、金属薄膜部が間隔を置いて島様に点在させる工程を少なくとも含む分子間相互反応作用検出表面の製造方法によって形成できる。即ち、前記金属薄膜部は、前記製造方法によって、島様に点在する金属蒸着膜又は金属スパッタ膜として形成される。なお、この金属薄膜部が形成される基板は、メルカプト基(−SH)又はジスルフィド基(−S−S−)と結合しない、ステアリン酸単結晶基板その他の有機化合物結晶基板で形成することもできる。
【0016】
金属蒸着膜からなる金属薄膜部は、公知の種々の蒸着技術を適宜選択して形成すればよく、例えば、エピタキシー現象を用いた蒸着も好適に採用できる。前記エピタキシー現象を使用すると、検出表面上に略規則正しく配列された金属薄膜部(エピタキシャル膜)を形成できるため、検出用分子を検出表面上にむらなく(規則正しく)、均一に固定化できるという利点がある。
【0017】
ここで、本願における主たる技術用語の定義付けを行う。まず、本願における「分子間相互反応作用検出表面」は、検出用分子を固定化できる機能を有する、基板上の表面領域を意味する。
【0018】
「検出用分子」は、前記検出表面に固定化される、DNAプローブその他のヌクレオチド鎖、ペプチド、タンパク質、脂質等を含むプローブ分子である。なお、前記ヌクレオチド鎖とは、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を意味し、DNAプローブ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(cDNAプローブ)、RNA、ポリアミドヌクレオチド誘導体(PNA)等を広く含む。
【0019】
「標的分子」は、前記検出用分子と特異的に反応する性質を有する分子である。例えば、前記検出用ヌクレオチド鎖と相補的な塩基配列を備えるヌクレオチド鎖であって、場合によっては、蛍光物質等により標識される。
【0020】
「分子間相互反応作用」とは、相補的な塩基配列構造を備えるヌクレオチド鎖間の相補鎖(二重鎖)形成反応であるハイブリダイゼーション、抗原抗体反応、酵素応答反応その他の分子間(高分子、低分子を問わない。)の相互反応作用等を、化学的な反応形式を問わず広く含む。
【0021】
「反応領域」は、主に液相中でのハイブリダイゼーションその他の前記分子間相互反応作用の場を提供できる試料溶液貯留領域であり、基板上に形成された検出表面上に形成される空間又は領域である。
【0022】
「立体障害(steric hindrance)」は、分子内の反応中心等の近傍に嵩高い置換基の存在や反応分子の姿勢や立体構造(高次構造)によって、反応相手の分子の接近が困難になることによって、所望の分子間相互反応作用が起こりにくくなる現象を意味する。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明に係る分子間相互反応作用検出表面(以下、単に「検出表面」と言う。)の好適な実施形態について説明する。まず、図1は、本発明に係る検出表面の構成を示す斜視図、図2は、同検出表面部分の断面図である。符号1で示された検出表面は、ガラス、石英、シリコン等の材料によって形成された基板2上に形成され、分子間相互反応作用の検出部の一部を構成する。
【0024】
この検出表面1には、金等からなる金属薄膜部11が、島様に点在するように形成されており、検出表面1の上方領域には、分子間の相互反応作用の反応場を提供する反応領域Rが設けられる(図2参照)。
【0025】
検出表面1における金属薄膜部11の形成方法は、本発明においては特に限定されることない。即ち、金属薄膜部11を検出表面1全体にではなく、島の如きに点在するように形成できる方法であれば適宜採用可能である。
【0026】
例えば、基板1上に予めメルカプト基またはジスルフィド基のパターンを形成しておいてから、このパターン上に、金等の金属のナノ粒子、マイクロ粒子を化学吸着させて形成することができる。
【0027】
また、図3(A)に示すように、検出表面1の全面に金属Xを、エピタキシー蒸着その他の蒸着又はスパッタすることによって積層しておき、その後、この金属Xを公知のエッチング技術によって部分的に剥がすことによって、検出表面1に金属薄膜部11を島様に分布させることができる(図3(B)参照)。なお、金属薄膜部11の形成の際には、蒸着またはスパッタの量を調整したり、基板1を冷却したりしても良い。また、濡れ性が悪い基板2を用いても良い。
【0028】
ここで、金属薄膜部11が島様に分布した上記構成を備える検出表面1は、図4(A)に模式的に例示した、メルカプト基を有する一本鎖の検出用ヌクレオチド分子D1又はジスルフィド基を有する一本鎖の検出用ヌクレオチド分子D2を、金属薄膜部11の表面に選択的に化学吸着させて、固定化させることができる。この固定化された状態を、図5(A)に模式的に示している。なお、図5(B)は、金属薄膜部11に固定化された一本鎖の前記検出用ヌクレオチド分子D1(又はD2)に対して、一本鎖の標的ヌクレオチド分子Tがハイブリダイゼーションして、二本鎖(相補鎖)を形成している様子を模式的に示している。
【0029】
また、図4(B)に模式的に示した、メルカプト基を有する二本鎖の検出用ヌクレオチド分子D3又はジスルフィド基を有する二本鎖の検出用ヌクレオチド分子D4を、金属薄膜部11の表面に選択的に化学吸着させて、固定化させることができる。この固定化された状態を、図6に模式的に示す。なお、二本鎖の検出用ヌクレオチド分子D4は、固定化後に二本鎖のまま使用して酵素応答反応等の検出用分子として用いてもよく、あるいは固定化後に変性して一本鎖とした後にハイブリダイゼーション反応等を検出するための検出用分子として用いてもよい。
【0030】
なお、検出用分子Dは、一本鎖又は二本鎖のヌクレオチド分子(D1〜D4)に限定されるものではなく、金属薄膜部11に化学吸着するメルカプト基又はジスルフィド基を有する分子であれば、高分子、低分子を問わず選択可能である。
【0031】
図5、図6に示されているように、本発明に係る検出表面1では、検出用分子D(D1〜D4)が、検出表面1上に島様に点在するように形成された金属薄膜部11にだけ固定化されている結果、検出表面1全体に検出用分子Dが固定化されている場合と比較して、検出表面1上における検出用分子Dの集積密度が低い。
【0032】
このため、反応領域Rに対して後から添加又は送り込まれてくる標的分子Tが、固定化された検出用分子Dに接近する際の立体障害の影響が少ない。この結果、ハイブリダイゼーションその他の分子間相互反応作用の効率を向上させることができる。即ち、反応時間を短縮できる。
【0033】
検出表面1の金属薄膜部11に固定化された検出用分子Dが、リン酸イオンを有し陰電荷に荷電しているヌレオチド鎖である場合には、反応領域Rに図示しない対向電極を配置しておき、これに高周波電圧を印加して対向電極間の反応領域Rに均一電界(電気力線が一部に集中しない電界)を形成する構成も採用できる。この電界の作用によって検出用分子Dを伸長させることができるので、集積密度を低くする構成に加えて、更に立体障害の影響を排除することが可能なる。
【0034】
なお、対向電極の電界の条件は、約1×106V/m、約1MHzという条件が、好適である(Masao Washizu and Osamu Kurosawa:“Electrostatic Manipulation of DNA in Microfabricated Structures”,IEEE Transaction on Industrial Application Vol.26,No.26,p.1165-1172(1990)参照)。
【0035】
上記構成の検出表面1は、DNAチップ(マイクロアレイ)や分子間の相互反応作用を検出するための各種センサーチップの基板2上に設けることができる。なお、検出表面1に固定化された検出用分子Dと標的分子Tとの間に相互反応作用があったか否かの検出は、光学的方法、水晶発振子原理、表面プラズモン共鳴原理等の公知慣用の方法によって実施すればよい。標識された蛍光色素や二重鎖ヌクレオチドの塩基間に特異的に結合するPOPO−1やTOTO−3等の蛍光インターカレータに励起光を照射し、得られる蛍光を慣用のディテクタを用いて検出することもできる。
【0036】
例えば、レーザー光(例えば、青色レーザー光)を照射して反応領域Rを励起し、蛍光強度の大きさを検出器(図示せず。)によって検出し、検出用分子Dと標的分子Tとの間のハイブリダイゼーションの状態を判断する。最後に、各反応領域Rに対する蛍光強度をA/D変換し、結合反応割合をコンピュータの画面に分布表示することによって、視覚化することができる。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、基板の検出表面上に固定化される検出用分子の集積密度を低く抑えることができる結果、検出表面上の反応領域における検出用分子と標的分子との間のハイブリダイゼーションその他の分子間相互反応作用を高効率化することができる。
【0038】
検出用分子の検出表面での集積密度の制御は反応時間を短縮することでも可能であるが、反応時間による制御では反応温度や反応環境の厳密な制御が必要である。このため、検出用分子が固定化される検出表面での相互反応作用間を制御する方がより容易である。本発明では、検出表面での金属薄膜部の島様パターンの面積や形成密度によって検出用分子の分布を制御できる構成であるので、検出表面上に任意の集積密度で検出用分子を固定化できる。
【0039】
本発明は、DNAチップ等のセンサーチップの検出表面において、ハイブリダイゼーションその他の分子間相互反応作用の効率の向上、反応時間の短縮、偽陽性又は偽陰性の発生防止等を確実に達成できる。
【0040】
本発明は、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おいて必須となるハイブリダイゼーションの検出や抗原抗体反応等を含む分子間相互反応作用の検出を、効率良く実施できるので、創薬、臨床診断、薬理ジェノミクス、法医学その他の関連産業界に提供するという技術的意義を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る検出表面(1)の構成を示す斜視図
【図2】同検出表面(1)部分の断面図
【図3】(A)検出表面1の全面に金属Xを蒸着又はスパッタして積層した状態を示す図(B)前記金属Xを公知のエッチング技術によって部分的に剥がした後の状態を示す図
【図4】(A)メルカプト基を有する一本鎖の検出用ヌクレオチド分子D1又はジスルフィド基を有する一本鎖の検出用ヌクレオチド分子D2を模式的に示す図
(B)メルカプト基を有する二本鎖の検出用ヌクレオチド分子D3又はジスルフィド基を有する二本鎖の検出用ヌクレオチド分子D4を模式的に示す図
【図5】(A)一本鎖の検出用ヌクレオチド分子(D1)が検出表面(1)上に島様に点在するように形成された金属薄膜部(11)に固定化されている様子を示す図(B)固定化された一本鎖の前記検出用ヌクレオチド分子(D1又はD2)に対して、一本鎖の標的ヌクレオチド分子Tがハイブリダイゼーションして、二本鎖(相補鎖)を形成している様子を模式的に示す図。
【図6】二本鎖の検出用ヌクレオチド分子(D2)が検出表面(1)上に島様に点在するように形成された金属薄膜部(11)に固定化されている様子を示す図
【図7】従来の検出表面の構成を模式的に示す図(断面図)
【符号の説明】
1 検出表面
2 基板
11 金属薄膜部
D 検出用分子
R 反応領域
T 標的分子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a detection surface for detecting hybridization and other intermolecular interactions. More specifically, the metal thin film portion to which the detection molecule is fixed is formed at an interval, and the detection molecule is fixed at an appropriate density, thereby causing steric hindrance during the intermolecular interaction. The present invention relates to an intermolecular interaction detection surface devised to prevent a reduction in reaction efficiency.
[0002]
[Prior art]
Currently, integrated substrates for bioassays called DNA chips or DNA microarrays (hereinafter collectively referred to as “DNA chips”), in which predetermined DNA is finely arranged by microarray technology, are used for gene mutation analysis, SNPs (single nucleotides). Polymorphism) analysis, gene expression frequency analysis, etc., and has begun to be widely used in drug discovery, clinical diagnosis, pharmacogenomics, forensic medicine and other fields.
[0003]
Since this DNA chip has a large number of DNA oligo chains and cDNA (complementary DNA) integrated on a glass substrate or silicon substrate, comprehensive analysis of intermolecular interactions such as hybridization becomes possible. It is characterized by dots.
[0004]
Here,
[0005]
Further, in
Further, as shown in FIG. 7 schematically showing the attached prior art, a metal
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-153272 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-253232
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional DNA chip technology, a nucleotide chain for detection such as a DNA probe is immobilized at a detection surface site (spot site) by being tangled or rounded in a random coil shape, and has a high integration density. Thus, steric hindrance occurs during hybridization with the target molecule or other interaction.
[0008]
For this reason, there is a problem that the efficiency of the interaction is poor, the reaction takes a long time, and there is a possibility of showing false positive or false negative. In particular, in the technique of immobilizing detection molecules on the entire detection surface (see FIG. 7), the above problem is significant because of the high integration density of the detection molecules.
[0009]
Therefore, the present invention forms a metal thin film portion on which the detection molecules are fixed at intervals on the detection surface, and fixes the detection molecules at an appropriate density, thereby preventing the interaction between molecules. The main purpose is to prevent a reduction in reaction efficiency due to steric hindrance.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above technical problem, in the present application, first, an intermolecular interaction between a detection molecule having a mercapto group (—SH) or a disulfide group (—S—S—) and a target molecule. A detection surface on a substrate facing a reaction region providing a field, wherein a metal thin film portion is provided on the substrate at an interval, and the molecule for detection is connected to the metal thin film portion via the mercapto group or disulfide group. Provided are an intermolecular interaction detection surface devised so as to immobilize and an intermolecular interaction detection substrate provided with the detection surface.
[0011]
That is, the intermolecular interaction detection surface according to the present invention does not employ a configuration in which the detection molecule is immobilized on the entire detection surface, but is a point like an island on the detection surface. As shown, the detection molecules are devised so as to be immobilized only on (the surface of) the thin metal film portion formed at intervals.
[0012]
As a result, since the density of detection molecules (immobilized) on the detection surface can be suppressed to a low level, it is added later to detection molecules that are entangled or rounded in a random coil shape. Alternatively, a reaction field environment in which a target molecule to be sent is easily accessible is formed. That is, since an environment in which the influence of steric hindrance is small is formed in the reaction between molecules, hybridization and other interaction between the detection molecule and the target molecule proceed efficiently.
[0013]
The intermolecular interaction detection surface of the present invention is fixed on the detection surface by adjusting the area per metal thin film portion formed on the detection surface and the number of metal thin film portions formed per unit area of the detection surface. The integration density of chemical detection molecules can be freely adjusted.
[0014]
What is necessary is just to form the said metal thin film part in a thin film form with the metal material which reacts with a mercapto group (-SH) or a disulfide group (-S-S-), for example, can be formed from a gold thin film. A metal such as gold has a function of reacting with a mercapto group (—SH) or a disulfide group (—S—S—) to form a so-called mercaptide and chemisorbing and immobilizing a molecule for detection.
[0015]
The metal thin film part is formed on the detection surface of the intermolecular interaction detection surface including at least a step in which the metal thin film part is scattered in an island-like manner at an interval by using any method of vapor deposition or sputtering. It can be formed by a manufacturing method. That is, the metal thin film portion is formed as a metal vapor deposition film or a metal sputter film scattered in an island shape by the manufacturing method. In addition, the board | substrate with which this metal thin film part is formed can also be formed with a stearic acid single crystal board | substrate other organic compound crystal board | substrates which are not couple | bonded with a mercapto group (-SH) or a disulfide group (-S-S-). .
[0016]
The metal thin film portion made of a metal vapor deposition film may be formed by appropriately selecting various known vapor deposition techniques. For example, vapor deposition using an epitaxy phenomenon can also be suitably employed. By using the epitaxy phenomenon, a metal thin film portion (epitaxial film) arranged approximately regularly on the detection surface can be formed. Therefore, there is an advantage that the molecules for detection can be fixed uniformly (regularly) on the detection surface. is there.
[0017]
Here, the main technical terms in the present application are defined. First, “molecular interaction detection surface” in the present application means a surface region on a substrate having a function capable of immobilizing detection molecules.
[0018]
The “detection molecule” is a probe molecule containing a DNA probe or other nucleotide chain, peptide, protein, lipid, etc., immobilized on the detection surface. The nucleotide chain means a polymer of a phosphate ester of a nucleoside in which a purine or pyrimidine base and a sugar are glycosidically bonded, and an oligonucleotide, a polynucleotide containing a DNA probe, a DNA in which a purine nucleotide and a pyrimidine nucleotide are polymerized. (Full length or a fragment thereof), cDNA obtained by reverse transcription (cDNA probe), RNA, polyamide nucleotide derivative (PNA) and the like are widely included.
[0019]
The “target molecule” is a molecule having a property of specifically reacting with the detection molecule. For example, a nucleotide chain having a base sequence complementary to the detection nucleotide chain, and in some cases, labeled with a fluorescent substance or the like.
[0020]
“Intermolecular interaction” refers to hybridization, antigen-antibody reaction, enzyme response reaction and other intermolecular (polymer), which are complementary strand (duplex) formation reactions between nucleotide strands having complementary base sequence structures. , Regardless of the chemical reaction format.
[0021]
The “reaction region” is a sample solution storage region that can mainly provide a field of hybridization or other intermolecular interaction in the liquid phase, and is a space formed on the detection surface formed on the substrate or It is an area.
[0022]
“Steric hindrance” makes it difficult to access the reaction partner molecule due to the presence of bulky substituents near the reaction center in the molecule, the posture of the reaction molecule, and the three-dimensional structure (higher order structure). This means a phenomenon in which a desired intermolecular interaction is less likely to occur.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of an intermolecular interaction detection surface (hereinafter simply referred to as “detection surface”) according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a detection surface according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the detection surface portion. The detection surface denoted by
[0024]
Metal
[0025]
The method for forming the metal
[0026]
For example, after a mercapto group or disulfide group pattern is formed on the
[0027]
Further, as shown in FIG. 3A, a metal X is laminated on the
[0028]
Here, the
[0029]
Further, the double-stranded nucleotide molecule D 3 for detection having a mercapto group or the double-stranded nucleotide molecule for detection D 4 having a disulfide group schematically shown in FIG. It can be selectively chemisorbed on the surface and immobilized. This fixed state is schematically shown in FIG. The detection nucleotide molecules D 4 duplexes, and single-stranded denatured even better, or after immobilization using as a detection molecule such as an enzyme response reaction and used as a double-stranded after immobilization Then, it may be used as a detection molecule for detecting a hybridization reaction or the like.
[0030]
The detection molecule D is not limited to a single-stranded or double-stranded nucleotide molecule (D 1 to D 4 ), and is a molecule having a mercapto group or a disulfide group that is chemically adsorbed to the metal
[0031]
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the
[0032]
For this reason, the influence of the steric hindrance when the target molecule T added or sent later to the reaction region R approaches the immobilized detection molecule D is small. As a result, the efficiency of hybridization and other intermolecular interaction can be improved. That is, the reaction time can be shortened.
[0033]
When the detection molecule D immobilized on the metal
[0034]
The condition of the electric field of the counter electrode is preferably about 1 × 10 6 V / m and about 1 MHz (Masao Washizu and Osamu Kurosawa: “Electrostatic Manipulation of DNA in Microfabricated Structures”, IEEE Transaction on Industrial Application Vol.26, No.26, p.1165-1172 (1990)).
[0035]
The
[0036]
For example, the reaction region R is excited by irradiating laser light (for example, blue laser light), the magnitude of the fluorescence intensity is detected by a detector (not shown), and the detection molecule D and the target molecule T Determine the state of hybridization between. Finally, the fluorescence intensity for each reaction region R is A / D converted, and the binding reaction ratio can be visualized by being distributed on a computer screen.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, the integration density of detection molecules immobilized on the detection surface of the substrate can be kept low, resulting in hybridization between the detection molecule and the target molecule in the reaction region on the detection surface, and the like. The intermolecular interaction of can be made highly efficient.
[0038]
Control of the integration density of detection molecules on the detection surface can be achieved by shortening the reaction time, but control by reaction time requires strict control of reaction temperature and reaction environment. For this reason, it is easier to control the interaction between the detection surfaces on which the detection molecules are immobilized. In the present invention, since the distribution of detection molecules can be controlled by the area and formation density of the island-like pattern of the metal thin film portion on the detection surface, the detection molecules can be immobilized on the detection surface at an arbitrary integration density. .
[0039]
The present invention can reliably achieve improvement in efficiency of hybridization and other intermolecular interaction, shortening of reaction time, prevention of false positive or false negative on the detection surface of a sensor chip such as a DNA chip.
[0040]
The present invention efficiently carries out detection of intermolecular interactions including detection of hybridization and antigen-antibody reaction, which are essential in gene mutation analysis, SNPs (single nucleotide polymorphism) analysis, gene expression frequency analysis, etc. Therefore, it has the technical significance of providing it to drug discovery, clinical diagnosis, pharmacogenomics, forensic medicine and other related industries.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a detection surface (1) according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view of the detection surface (1). FIG. 3 (A) Metal X is deposited on the
FIG. 6 shows a state in which double-stranded detection nucleotide molecules (D 2 ) are immobilized on metal thin film portions (11) formed to be island-like scattered on detection surface (1). FIG. 7 is a diagram (cross-sectional view) schematically showing a configuration of a conventional detection surface.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該検出表面は、メルカプト基(−SH)又はジスルフィド基(−S−S−)と結合しない有機化合物膜から形成されており、
前記検出表面には金薄膜から形成された金属薄膜部が前記分子間相互反応作用における立体障害が発生しない間隔を置いて設けられ、該金属薄膜部に前記メルカプト基又はジスルフィド基を介して前記検出用分子が固定化される分子間相互反応作用検出表面。Detection surface formed on a substrate facing a reaction region that provides a field for intermolecular interaction between a detection molecule having a mercapto group (-SH) or a disulfide group (-SS-) and a target molecule Because
The detection surface is formed of an organic compound film that does not bind to a mercapto group (—SH) or a disulfide group (—S—S—),
A metal thin film portion formed of a gold thin film is provided on the detection surface at an interval at which steric hindrance in the intermolecular interaction does not occur , and the detection is performed on the metal thin film portion via the mercapto group or disulfide group. Intermolecular interaction detection surface on which molecules are immobilized.
蒸着又はスパッタリングのいずれかの手法を用いて、前記検出表面上に、金薄膜から形成された金属薄膜部を、前記分子間相互反応作用における立体障害が発生しない間隔を置いて島様に点在させる工程を少なくとも含む分子間相互反応作用検出表面の製造方法。A detection surface formed on a substrate facing a reaction region that provides a field of intermolecular interaction between a detection molecule and a target molecule is a mercapto group (-SH) or a disulfide group (-S-S-). Formed from an organic compound film that does not bond with
Using either deposition or sputtering techniques, metal thin film portions formed from a gold thin film are scattered on the detection surface in an island-like manner at intervals that do not cause steric hindrance in the intermolecular interaction. A method for producing a surface for detecting an interaction between molecules, which comprises at least a step of causing the reaction to occur.
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