JP2003322653A - Support and carrier for fixing probe - Google Patents

Support and carrier for fixing probe

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JP2003322653A
JP2003322653A JP2002131992A JP2002131992A JP2003322653A JP 2003322653 A JP2003322653 A JP 2003322653A JP 2002131992 A JP2002131992 A JP 2002131992A JP 2002131992 A JP2002131992 A JP 2002131992A JP 2003322653 A JP2003322653 A JP 2003322653A
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JP
Japan
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probe
substrate
immobilized
support
nucleic acid
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JP2002131992A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Mizukami
誠 水上
Seiji Imai
聖支 今井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus capable of highly reliably detecting substances related to living bodies. <P>SOLUTION: The probe fixing support is provided with a support; long and narrow carriers of inorganic matter extended to one surface of the support via at least their one ends; and probes fixed to the long and narrow carriers to be specifically combined with target substances. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、生物学的特異的結
合を利用して目的とする生体関連物質、例えば、核酸、
蛋白質、抗原及び抗体等、を検出する装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a biologically relevant substance, for example, a nucleic acid, which utilizes a biospecific bond.
The present invention relates to a device for detecting proteins, antigens, antibodies and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、生物学的特異的結合を利用して目
的とする生体関連物質を検出する技術が広く知られてい
る。例えば、特定のDNAを検出するためのプローブD
NAを基板に固定してなるDNAチップや、抗原抗体反
応を利用した抗原又は抗体を検出する方法等がその例で
ある。
2. Description of the Related Art At present, a technique for detecting a target bio-related substance by utilizing a biological specific binding is widely known. For example, probe D for detecting a specific DNA
Examples thereof include a DNA chip in which NA is immobilized on a substrate, a method of detecting an antigen or an antibody using an antigen-antibody reaction, and the like.

【0003】特に、DNAチップは、特定の配列を簡便
に検出できる核酸検出用センサとして、ポストゲノム研
究等の基礎研究分野、並びに遺伝子検査等の臨床分野に
おいて注目を集めている。
In particular, a DNA chip has been attracting attention as a sensor for detecting a nucleic acid capable of easily detecting a specific sequence in basic research fields such as post-genome research and clinical fields such as genetic testing.

【0004】従来のDNAチップは、数cm角のガラス
またはシリコン基板の表面に、10 〜10種類の核
酸がプローブとして固定化された装置である。このよう
なDNAチップを用いる場合、試料に含まれる核酸断片
についての解析は一般的に次のように行われる。まず、
蛍光色素や放射線同位元素(以下、RIと記す)等で試
料中の核酸断片を標識し、次にこれらをプローブと反応
させる。或いは試料中の核酸断片を標識せずに、別途用
意した標識オリゴヌクレオチドの存在下で当該核酸断片
とプローブとを反応し、サンドイッチハイブリダイゼー
ションを行う。プローブの塩基配列に相補的な配列を含
む核酸断片が試料中に存在すれば、その結果、使用した
標識に由来する信号(例えば、蛍光強度やRI強度等)
が特定部位で得られる。更に、基板に固定化されている
プローブの配列と位置から、試料中に存在する塩基配列
を簡単に調べることができる。
A conventional DNA chip is a glass of several cm square.
Or 10 on the surface of the silicon substrate 1-105Kind of nucleus
This is a device in which an acid is immobilized as a probe. like this
Nucleic acid fragments contained in the sample when using a simple DNA chip
Is generally analyzed as follows. First,
Tried with fluorescent dyes and radioisotopes (hereinafter referred to as RI)
Label the nucleic acid fragments in the sample and then react them with the probe
Let Alternatively, the nucleic acid fragment in the sample is not labeled and used separately.
The nucleic acid fragment in the presence of the intended labeled oligonucleotide
React with the probe, and sandwich hybridization
Option. Contains a sequence complementary to the base sequence of the probe.
If the nucleic acid fragment is present in the sample,
Signals derived from labels (for example, fluorescence intensity and RI intensity)
Is obtained at a specific site. Furthermore, it is fixed to the substrate
Based on the sequence and position of the probe, the base sequence present in the sample
Can be easily checked.

【0005】しかしながら、従来のDNAチップには以
下のような問題がある。例えば、その配列の一部に相補
性を有した2種類のプローブ(例えば、一方に塩基配列
「AAA」があり他方に塩基配列「TTT」が含まれる
場合等)が、互いに近い位置に配置された場合、それら
のプローブ間で結合が生じる。このようなプローブ間で
の予期せぬ結合が生じた場合、目的とするハイブリダイ
ゼーションは達成されない。その結果、検出や定量分析
の信頼性は低下する。また、DNAチップにおいてポリ
メラーゼ連鎖反応(以下、PCRと記す)を行う場合に
も、そのような予期せぬ結合が生じると、その反応効率
は低下する。このようなプローブ間の予期せぬ結合は、
固定されたプローブの密度が必ずしも過密でなくとも、
即ち、通常適切であると考えられている密度であってさ
えも生じてしまう。
However, the conventional DNA chip has the following problems. For example, two types of probes having a complementarity to a part of the sequence (for example, the case where the base sequence “AAA” is included in one side and the base sequence “TTT” is included in the other side) are arranged at positions close to each other. Binding occurs between these probes. If such unexpected binding occurs between the probes, the desired hybridization will not be achieved. As a result, the reliability of detection and quantitative analysis decreases. Further, even when a polymerase chain reaction (hereinafter, referred to as PCR) is performed on the DNA chip, the reaction efficiency decreases when such an unexpected bond occurs. The unexpected binding between such probes is
Even if the density of fixed probes is not always overcrowded,
That is, even densities, which are usually considered to be adequate, occur.

【0006】また、検出の精度を上げようとすれば、固
定されるプローブの密度の均一性も問題となる。例え
ば、プローブの固定を点着で行う場合、固定されるプロ
ーブ密度の大凡の調整は点着に用いるプローブ溶液の濃
度で行われる。このとき、プローブ溶液の濃度を調節し
たとしても、滴下されたプローブ溶液に含まれるプロー
ブの分散程度までも制御することは困難である。そのた
め、プローブの密度を固定面全体に亘って一定にするこ
とは難しい。点着により固定されたプローブの密度にお
けるばらつきは、検出や定量分析の信頼性を低下する一
因となっている。
Further, if the accuracy of detection is to be increased, the uniformity of the density of the fixed probes becomes a problem. For example, when the probe is fixed by spotting, the density of the probe to be fixed is roughly adjusted by the concentration of the probe solution used for spotting. At this time, even if the concentration of the probe solution is adjusted, it is difficult to control even the degree of dispersion of the probe contained in the dropped probe solution. Therefore, it is difficult to make the probe density constant over the entire fixed surface. The variation in the density of the probe fixed by spotting is one of the factors that reduce the reliability of detection and quantitative analysis.

【0007】また、検出感度の向上を考えた場合には、
従来使用される蛍光検出や電流測定分析の種類に関わら
ず、DNAチップ上でハイブリダイゼーションされるD
NAの量を多くしなくてはならない。一方、従来のDN
Aチップは数cm角のガラスまたはシリコン基板の表面
にプローブを固定した装置である。従って、そこに固定
されるプローブの数量には限界がある。また、上述のよ
うなプローブ間の予期せぬ結合の発生の問題や適切なプ
ローブ密度を考慮すると、従来の技術ではDNAチップ
の大型化は免れない。
Further, when considering the improvement of detection sensitivity,
Regardless of the type of fluorescence detection or amperometric analysis used conventionally, D hybridized on the DNA chip
We have to increase the amount of NA. On the other hand, conventional DN
The A chip is a device in which a probe is fixed on the surface of a glass or silicon substrate having a size of several cm. Therefore, there is a limit to the number of probes fixed there. Further, in consideration of the problem of unexpected binding between probes and the appropriate probe density as described above, the conventional technique inevitably increases the size of the DNA chip.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】以上のような状況に鑑
み、本発明の目的は、生物学的特異的結合を利用する生
体関連物質の検出を高い信頼性をもって実施できる装置
を提供することである。
In view of the above situation, it is an object of the present invention to provide an apparatus capable of highly reliably detecting a biological substance utilizing a biological specific binding. is there.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下のよ
うな本発明によって達成される。即ち、(1) 支持体
と、この支持体の1面に少なくともその1端を介して延
出する長細担体と、前記長細担体に固定され、標的物質
に特異的に結合するプローブとを具備するプローブ固定
支持体;及び(2) 無機物の長細担体と、前記長細担
体に複数固定され、標的物質に特異的に結合するプロー
ブとを具備するプローブ固定担体;である。
The above object can be achieved by the present invention as described below. That is, (1) a support, an elongated carrier extending through at least one end thereof on one surface of the support, and a probe fixed to the elongated carrier and specifically bound to a target substance. And (2) a probe-immobilized carrier comprising an inorganic elongated carrier and a plurality of probes immobilized on the elongated carrier and specifically binding to a target substance.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の1側面に従うと、生物学
的特異的結合を利用して目的とする標的物質を検出する
ことが可能な装置が提供される。ここで使用される「生
体関連物質」とは、リボ核酸(RNA)、デオキシリボ
核酸(DNA)、ペプチド核酸(PNA)、メチルフォ
スホネート核酸、S−オリゴ等のオリゴヌクレオチド
や、cDNA、cRNA等のポリヌクレオチド等の核酸
及び核酸類似体、ペプチド、ポリペプチド及び蛋白質、
並びに糖鎖、酵素、抗原及び抗体等の生体に関連する物
質並びにそれらの類似体のことをいう。また、ここで使
用される「生物学的特異的結合」とは、核酸同士の相補
性によるハイブリダイゼーション、抗原抗体反応による
結合、及びレセプターとリガンド間の結合等の生物学的
な特異性に従って得られる結合及びそれに疑似する結合
を指す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION According to one aspect of the present invention, there is provided an apparatus capable of detecting a target substance of interest by utilizing a biological specific binding. As used herein, the term "biological substance" means ribonucleic acid (RNA), deoxyribonucleic acid (DNA), peptide nucleic acid (PNA), methylphosphonate nucleic acid, oligonucleotides such as S-oligo, cDNA, cRNA, etc. Nucleic acids and nucleic acid analogs such as polynucleotides, peptides, polypeptides and proteins,
And substances related to living bodies such as sugar chains, enzymes, antigens and antibodies, and analogs thereof. The term "biological specific binding" used herein refers to a biological specificity such as hybridization due to complementarity between nucleic acids, binding due to antigen-antibody reaction, and binding between receptor and ligand. It refers to the bond and the bond imitated thereto.

【0011】ここにおいて使用される「標的物質」の語
は、検出しようとする目的の物質を指す。好ましくはポ
リヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、DNA及びRN
A等の核酸、ペプチド、ポリペプチド及び蛋白質、糖鎖
(即ち、多糖)、酵素、抗原及び抗体等の生体関連物質
並びにその類似体である。これらは、天然に存在する物
質であっても、人工的に合成された物質であってもよ
い。
As used herein, the term "target substance" refers to the substance of interest to be detected. Preferably polynucleotides, oligonucleotides, DNA and RN
It is a biologically relevant substance such as a nucleic acid such as A, a peptide, a polypeptide and a protein, a sugar chain (that is, a polysaccharide), an enzyme, an antigen and an antibody, and an analog thereof. These may be naturally occurring substances or artificially synthesized substances.

【0012】ここにおいて使用される「プローブ」の語
は、標的物質と特異的に結合する物質を指す。例えば、
核酸を検出する場合、プローブは標的となる核酸の塩基
配列に相補的な配列を有する核酸であればよい。ここで
使用される「相補的」とは、50%〜100%の範囲で
相補的あればよく、好ましくは100%で相補的である
ことをいう。また、例えば、蛋白質を検出する場合であ
れば、プローブは当該蛋白質を特異的に認識するポリク
ローナル抗体又はモノクローナル抗体であればよい。し
かしながらこれらに限定されるものではない。
As used herein, the term "probe" refers to a substance that specifically binds to a target substance. For example,
When detecting a nucleic acid, the probe may be any nucleic acid having a sequence complementary to the base sequence of the target nucleic acid. The term "complementary" as used herein means that it is complementary in the range of 50% to 100%, preferably 100%. Further, for example, when detecting a protein, the probe may be a polyclonal antibody or a monoclonal antibody that specifically recognizes the protein. However, it is not limited to these.

【0013】I.プローブ保持基体の構成 以下に、本発明のプローブ保持基体の例を示す。I. Configuration of probe holding substrate Examples of the probe holding substrate of the present invention are shown below.

【0014】1.第1の態様 (1)構成 図1に、第1の態様として、支持体に板状の基板を用い
たプローブ固定支持体の例を模式的に示した。図1A
は、プローブ固定支持体の側面図であり、図1Bはその
平面図である。図1Aに示す通り、プローブ固定支持体
1は、基板2と、前記基板2の表面にその一端を介して
延出する長細担体3と、前記長細担体3の表面に固定さ
れたプローブ4を具備する。
1. First Mode (1) Configuration As a first mode, FIG. 1 schematically shows an example of a probe fixed support using a plate-shaped substrate as a support. Figure 1A
FIG. 1B is a side view of the probe fixing support, and FIG. 1B is a plan view thereof. As shown in FIG. 1A, the probe fixing support 1 includes a substrate 2, an elongated carrier 3 extending through the one end of the substrate 2, and a probe 4 fixed on the surface of the elongated carrier 3. It is equipped with.

【0015】ここで「一端を介して延出する」とは、長
細担体の長手方向の一端が支持体の表面に接するように
配置され、他端が、大凡、当該支持体表面とは反対の方
向に延びていることをいう。
Here, "extends through one end" means that one end of the elongated carrier in the longitudinal direction is in contact with the surface of the support and the other end is generally opposite to the surface of the support. It extends in the direction of.

【0016】当該長細担体と支持体は同じ部材から一体
となったままで構成されても、2以上の部材が接合され
て一体化されて構成されてもよい。
The elongated carrier and the support may be formed of the same member as one body, or may be formed by joining two or more members together.

【0017】また、プローブ4の長細担体3への固定
は、固相面に行われればよい。固相面は当該長細担体に
具備される面の少なくとも1部であればよく、このよう
な固相面に対して核酸プローブが固定化される。本発明
の態様に従う長細担体表面には、プローブが固定される
固相領域と、プローブが固定されない非固相領域が含ま
れ得る。
The probe 4 may be fixed to the elongated carrier 3 on the solid surface. The solid phase surface may be at least a part of the surface provided on the elongated carrier, and the nucleic acid probe is immobilized on the solid phase surface. The surface of the elongated carrier according to the embodiment of the present invention may include a solid phase region where the probe is immobilized and a non-solid phase region where the probe is not immobilized.

【0018】次に、図1Bを参照されたい。基板2に配
置された隣接する長細担体3aと3bの間にはある程度
の距離が存在する。この距離は、固定されたプローブ4
の全長よりも長い。
Reference is now made to FIG. 1B. There is a certain distance between the adjacent elongated carriers 3a and 3b arranged on the substrate 2. This distance is fixed by the probe 4
Longer than the total length of.

【0019】このような第1の態様の構成により、プロ
ーブを高い固定密度で維持するにも関わらず、プローブ
間での予期しない結合や立体障害の発生を防止すること
が可能である。従来の装置の場合、プローブの固定密度
を高くすると、固相面に固定された隣り合うプローブ間
の距離が狭くなり、そのために隣り合うプローブ同士が
互いに邪魔をしあって、結合されるべき標的物質の当該
プローブへの結合が阻害される。ここでは、このような
結合の阻害を「立体障害」という。
With the structure of the first aspect, it is possible to prevent unexpected binding or steric hindrance between the probes, even though the probes are maintained at a high fixed density. In the case of the conventional device, when the fixation density of the probe is increased, the distance between the adjacent probes fixed on the solid phase surface is narrowed, so that the adjacent probes interfere with each other and the target to be bound is The binding of the substance to the probe is inhibited. Here, inhibition of such binding is called "steric hindrance".

【0020】ここで示した第1の態様は、本発明に従う
プローブ固定支持体の1例である。従って、基板2に配
置される長細担体3の数及びそこに固定されるプローブ
の本数やプローブ間の距離は任意に変更されてもよい。
The first embodiment shown here is an example of the probe fixing support according to the present invention. Therefore, the number of elongated carriers 3 arranged on the substrate 2, the number of probes fixed thereto, and the distance between the probes may be arbitrarily changed.

【0021】また、隣接する長細担体3aと3bに夫々
に固定されたプローブ同士が接触しないような距離を、
隣接する長細担体の間においてもよい。或いは、隣接す
る長細担体3aと3bに夫々に固定されたプローブの長
さが当該長細担体間の距離に等しくてもよい。
Further, a distance is set so that the probes fixed to the adjacent elongated carriers 3a and 3b do not come into contact with each other.
It may be between adjacent elongated carriers. Alternatively, the lengths of the probes fixed to the adjacent elongated carriers 3a and 3b may be equal to the distance between the elongated carriers.

【0022】第1の態様に従うと、長細担体3aと3b
に固定された夫々のプローブは、長細担体毎に独立した
状態に維持される。
According to the first aspect, the elongated carriers 3a and 3b.
Each of the probes fixed to is maintained in an independent state for each elongated carrier.

【0023】例えば、核酸を用いる場合には、プローブ
の長さは約3塩基長から約1000塩基長であってよ
く、好ましくは約10塩基長から約200塩基長であ
る。
For example, when nucleic acid is used, the length of the probe may be about 3 bases to about 1000 bases, preferably about 10 bases to about 200 bases.

【0024】固定されるプローブは、長細担体毎に種類
を変えてもよい。また、幾つかの長細担体を1セットと
し、そのセット毎に固定されるプローブの種類を変えて
もよい。例えば、プローブとして核酸を用いる場合、長
細担体毎にその塩基配列を変更してもよく、また、長細
担体のセット毎に塩基配列を変更してもよい。
The type of probe to be fixed may be changed for each elongated carrier. Also, some elongated carriers may be set as one set, and the type of the fixed probe may be changed for each set. For example, when a nucleic acid is used as the probe, its base sequence may be changed for each long and thin carrier, or the base sequence may be changed for each set of long and thin carriers.

【0025】(2)長細担体の形状及び材質 本明細書で使用される「長細」の語は、アスペクト比が
比較的大きいことを示す。本発明に従う長細担体は、例
えば、アスペクト比が約1から約5000、好ましくは
約1から約1000を有する。
(2) Shape and material of the long and thin carrier The term "long and thin" used in the present specification means that the aspect ratio is relatively large. The elongated carrier according to the present invention has, for example, an aspect ratio of about 1 to about 5000, preferably about 1 to about 1000.

【0026】また、本発明に従う長細担体は、無機物、
有機物又は金属の単結晶、多結晶又は非晶質である物質
であってもよく、又はそれらの材質及び/又は性質が混
在していてもよい。
The elongated carrier according to the present invention is an inorganic substance,
The substance may be a single crystal, a polycrystal, or an amorphous substance of an organic substance or a metal, or their materials and / or properties may be mixed.

【0027】また、本発明において使用される長細担体
の大きさは、φ=数nm〜数十μm、長さ=数十nm〜
数百μmである。例えば、長細担体がカーボンナノチュ
ーブであればφ=数nmである。また、Siをエッチン
グして得られるSiウィスカーの場合、φ=数μm、長
さは数百μmである。
The size of the long and narrow carrier used in the present invention is φ = several nm to several tens of μm, and length = several tens nm to
It is several hundred μm. For example, if the long and narrow carrier is a carbon nanotube, φ = several nm. In the case of Si whiskers obtained by etching Si, φ = several μm and the length is several hundred μm.

【0028】本発明に従う長細担体は、材質に応じて、
それ自身公知の方法により形成されてよい。例えば、結
晶成長法、ポリマー合成、エッチング、細孔を鋳型にし
た析出により形成されてよく、また更に、長細担体がガ
ラスファイバーからなる場合には、引き伸ばしによる伸
線加工等によっても長細担体を形成することが可能であ
る。
The elongated carrier according to the present invention, depending on the material,
It may be formed by a method known per se. For example, it may be formed by a crystal growth method, polymer synthesis, etching, or deposition using pores as a template. Further, when the elongated carrier is made of glass fiber, the elongated carrier may also be drawn by drawing. Can be formed.

【0029】例えば、長細担体が結晶である場合、適切
な成長環境の下で液相、気相若しくは固相、又はにそれ
らの共存相から、それ自体公知の成長法を利用して形成
することが可能である。そのような成長法は、これらに
限定されるものではないが、例えば、帯溶融法、チョク
ラルスキー法及びペデスタル法等の融液成長法、トップ
シード法、液相エピタキシー法及び高圧フラックス法等
の溶液成長法、蒸着法及びスパッタ法等の物理的方法、
並びに化学蒸着法(以下、CVDと記す)、有機化学蒸
着法(以下、MOCVDと記す)、原子層エピタキシー
法(即ちALE法)化学輸送法及びVLS成長(Vap
or−Liquid−Solid成長)等の化学的方法
等を含む。また、エピタキシャル成長等により結晶を成
長させて長細担体を形成する場合には、結晶の析出のた
めに用いた基板材料を本発明の支持体としてそのまま使
用してもよい。
For example, when the elongated carrier is a crystal, it is formed from a liquid phase, a gas phase or a solid phase, or a coexisting phase thereof, under a suitable growth environment, using a growth method known per se. It is possible. Such growth methods include, but are not limited to, zone melting method, melt growth method such as Czochralski method and pedestal method, top seed method, liquid phase epitaxy method and high pressure flux method. Physical methods such as solution growth method, vapor deposition method and sputtering method,
Also, a chemical vapor deposition method (hereinafter, referred to as CVD), an organic chemical vapor deposition method (hereinafter, referred to as MOCVD), an atomic layer epitaxy method (that is, ALE method), a chemical transport method, and a VLS growth (Vap).
or-Liquid-Solid growth) and the like. When a crystal is grown by epitaxial growth or the like to form a long carrier, the substrate material used for crystal precipitation may be used as it is as the support of the present invention.

【0030】また、図1では柱状の長細担体を用いる例
を示したが、これに限定されるものではない。本発明に
従う長細担体は、その外形が、線状(例えば、直線、曲
線又は螺旋状)、針状、柱状、樹枝状、繊維状の形状で
あればよく、その内部は中空であっても密であってもよ
い。即ち、その外見が長細い形状であればよい。
Further, although FIG. 1 shows an example in which a columnar elongated carrier is used, the present invention is not limited to this. The elongated carrier according to the present invention may have a linear (eg, straight, curved or spiral) outer shape, a needle shape, a columnar shape, a dendritic shape, or a fibrous shape, and may have a hollow inside. It may be dense. That is, the appearance may be a long and thin shape.

【0031】ここで「線状」の長細担体とは線状の物質
からなる長細担体をいう。ここで「線状物質」とは、ア
スペクト比が大きく且つその長手方向に垂直な断面の面
積が小さく、好ましくはその断面が限りなく点に近い物
質を指す。言い換えれば、長手方向に垂直な断面の面積
が小さいために、全体としては線のように見える物質で
ある。また、線状物質は、詳しくは、直線状であって
も、曲線状であっても、螺旋状であってもよく、また、
それらの形状が組み合わされてなる形状の物質であって
もよい。ここで「直線状」物質とは、2点を最短で結ぶ
ことが可能な直線のように見える外見を有する物質を指
す。ここで、「曲線状」物質とは、その物質の形状が線
状であり且つどの部分も滑らかに曲がっている1つなが
りの線のような外見を有する物質を指す。ここで「螺旋
状」物質とは、その物質の形状が線状であり、且つその
全体又はその一部がそれ自体で螺旋を描くような外見を
有する物質を指す。
Here, the "linear" elongated carrier refers to an elongated carrier made of a linear substance. Here, the “linear substance” refers to a substance having a large aspect ratio and a small area of a cross section perpendicular to the longitudinal direction thereof, and preferably the cross section is as close as possible to a point. In other words, it is a substance that looks like a line as a whole because the area of the cross section perpendicular to the longitudinal direction is small. Further, the linear substance may be linear, curved, or spiral, in particular, and
It may be a substance having a shape obtained by combining those shapes. As used herein, a “straight-line” substance refers to a substance that has the appearance of a straight line that can connect two points in the shortest distance. As used herein, a "curved" material refers to a material that is linear in shape and has the appearance of a continuous line where every portion is smoothly curved. As used herein, a “spiral” substance refers to a substance that is linear in shape and that has an appearance such that the whole or a part thereof draws a spiral by itself.

【0032】ここで「針状」物質とは、長手方向に垂直
な断面の面積が直線状物質よりも大きい物質であり、且
つその長手方向の一端が他端に向けて次第に細くなるよ
うな外見を有する。「針」に似た外見を有する物質を指
す。ここで「柱状」物質とは、その長手方向に垂直な断
面の面積が、針状物質よりも大きい物質を指し、円柱及
び角柱等を含む。針状物質と異なり、柱状物質の長手方
向に垂直な断面はほぼ全体に亘って大凡同じである。こ
こで「樹状」物質とは、線状、針状又は柱状物質からな
る主幹部の側面から少なくとも1の枝部が突出している
ような外見の物質である。主幹部及び/又は枝部を構成
する物質は線状、針状及び柱状物質、並びにその組み合
わせから選択される物質であってよい。
Here, the "needle-like" substance is a substance having an area of a cross section perpendicular to the longitudinal direction larger than that of a linear substance, and the one end in the longitudinal direction gradually becomes thinner toward the other end. Have. Refers to a substance that looks like a "needle." Here, the “columnar” substance refers to a substance whose cross-sectional area perpendicular to the longitudinal direction is larger than that of a needle-like substance, and includes a column and a prism. Unlike the needle-shaped material, the cross section of the columnar material perpendicular to the longitudinal direction is almost the same throughout the whole. Here, the “dendritic” substance is a substance having an appearance such that at least one branch portion projects from the side surface of the main trunk portion made of a linear, needle-shaped or columnar substance. The substance constituting the main trunk portion and / or the branch portion may be a substance selected from linear, needle-like and columnar substances, and a combination thereof.

【0033】「繊維状」の長細担体とは、繊維状の物質
からなり、繊維状物質とは、線状物質の集合体が無秩序
な方向に伸びている物質を指す。
The "fibrous" elongated carrier is composed of a fibrous substance, and the fibrous substance means a substance in which an aggregate of linear substances extends in a disordered direction.

【0034】また、そのような長細い形状の長細担体が
それ自身湾曲及び/又は屈曲することによって綿(わ
た)状の塊を形成していてもよい。綿状塊の場合、長細
担体の一端が支持体表面に固定され、残りの部分の全体
又はその一部が綿状になっていてもよい。或いは、1つ
の長細担体により形成される綿状塊の外観が長細い場合
には、綿状塊の長手方向側の一端が支持体に固定されて
いてもよい。
Further, such an elongated carrier having an elongated shape may be curved and / or bent to form a cotton-like lump. In the case of a cotton-like lump, one end of the elongated carrier may be fixed to the surface of the support, and the remaining part may be entirely or partly cotton-like. Alternatively, when the appearance of the cotton-like lump formed by one elongated carrier is long and thin, one end on the longitudinal direction side of the cotton-like lump may be fixed to the support.

【0035】例えば、本発明において使用される好まし
い長細担体の例は、好ましくは無機物、好ましくは結
晶、より好ましくはウィスカーである。
For example, examples of preferred elongated carriers used in the present invention are preferably inorganic substances, preferably crystals, and more preferably whiskers.

【0036】本明細書で使用される「ウィスカー」と
は、基本的には無機物、有機物及び金属の単結晶をい
い、その大きさは直径が約0.1μmから数十μm、長
さは数十μmから数百μm以上のものであればよく、ア
スペクト比は一般的には約10以上である。
The "whisker" used in the present specification basically refers to a single crystal of an inorganic substance, an organic substance and a metal, and the size thereof is about 0.1 μm to several tens μm in diameter, and the length is several μm. The thickness may be 10 μm to several hundreds μm or more, and the aspect ratio is generally about 10 or more.

【0037】本発明に使用できるウィスカーの例は、カ
ーボンナノチューブ、カーボンファイバー、ボロンウィ
スカー(S.Komatsu,and Y.Moriyoshi,J. Crystal Growt
h,108,pp.63,1991)、Siウィスカー、Si
螺旋状結晶、ダイヤモンド柱状結晶(Y.sato、M.Kamo、S
urface and Coating Tech.39/40,pp.183、1989)、螺旋構
造を有する炭素繊維(元島栖二、川口雅之、岩永浩、セ
ラミックデータブック1991、工業製品技術協会、pp.
111(1991))、ZnO柱状結晶、硫酸水酸化マグネシウ
ムウイスカー(吉田康史、山口修二、Gypsum & Lime,No.
216,pp.281、1988)、二水石膏の脱水により得られた石膏
ウイスカー(安江任、高瀬俊哉、梅沢英之、荒井康夫、
Gypsum & Lime,No.216,pp.295,1988)、Au、Cu、A
g、Fe、Ni、Co及びPt等の金属の線状結晶、N
i、Cu、Fe、Pt、Ti、Au、Al、Ba、G
e、V、Ag及びPd等の金属結晶、並びにポリオキシ
メチレン針状結晶、エポキシ樹脂の針状結晶、不飽和ポ
リエステル樹脂の針状結晶、チアジルウイスカー、ジア
セチレン系のポリマーウイスカー及びm−クロロニトロ
ベンゼンウイスカー等の有機物結晶等を含む。
Examples of whiskers that can be used in the present invention are carbon nanotubes, carbon fibers, and boron whiskers (S. Komatsu, and Y. Moriyoshi, J. Crystal Growt).
h, 108, pp.63, 1991), Si 3 N 4 whiskers, Si 3 N
4 spiral crystals, diamond columnar crystals (Y.sato, M.Kamo, S
urface and Coating Tech.39 / 40, pp.183, 1989), carbon fiber having a spiral structure (Shuji Motoshima, Masayuki Kawaguchi, Hiroshi Iwanaga, Ceramic Data Book 1991, Industrial Products Technology Association, pp.
111 (1991)), ZnO columnar crystals, magnesium sulfate hydroxide whiskers (Yasushi Yoshida, Shuji Yamaguchi, Gypsum & Lime, No.
216, pp. 281, 1988), gypsum whiskers obtained by dehydration of dihydrate gypsum (Toshi Yasue, Toshiya Takase, Hideyuki Umezawa, Yasuo Arai,
Gypsum & Lime, No.216, pp.295, 1988), Au, Cu, A
linear crystals of metals such as g, Fe, Ni, Co and Pt, N
i, Cu, Fe, Pt, Ti, Au, Al, Ba, G
Metal crystals such as e, V, Ag and Pd, and needle crystals of polyoxymethylene, needle crystals of epoxy resin, needle crystals of unsaturated polyester resin, thiazyl whiskers, diacetylene polymer whiskers and m-chloro. Contains organic crystals such as nitrobenzene whiskers.

【0038】また、更なるウィスカーの例は、レビット
による「Whisker Technology」等に
記載されており、そこに記載される何れのウィスカーも
本発明において好ましく使用される(A.P.Levitt, Whisk
er Technology, John Wiley& Sons, 1970)。
Further examples of whiskers are described in "Whisker Technology" by Levitt, and any whiskers described therein are preferably used in the present invention (AP Levitt, Whisk.
er Technology, John Wiley & Sons, 1970).

【0039】上述のように「繊維状物質」とは、線状物
質の集合体が無秩序な方向に成長した物質である。その
ような物質は、Si繊維状結晶、硫酸水酸化マグ
ネシウムによるウイスカー(吉田康史、山口修二、Gyps
um & Lime,No.216,pp.281、1988)、及び二水石膏の脱水
による石膏ウイスカー(安江任、高瀬俊哉、梅沢英之、
荒井康夫、Gypsum & Lime,No.216,pp.295、1988)等が例
として挙げられる。
As described above, the "fibrous substance" is a substance in which an aggregate of linear substances grows in a disordered direction. Such materials include Si 3 N 4 fibrous crystals, whiskers made of magnesium sulfate hydroxide (Yoshida, Y., Yamaguchi, S., Gyps).
um & Lime, No.216, pp.281, 1988), and gypsum whiskers by dehydration of gypsum dihydrate (Kazuto Yasue, Toshiya Takase, Hideyuki Umezawa,
Arai Yasuo, Gypsum & Lime, No.216, pp.295, 1988) and the like are mentioned as examples.

【0040】螺旋状物質の例は、螺旋状のSi
維、及び螺旋状の炭素繊維(元島栖二、川口雅之、岩永
浩、セラミックデータブック1991、工業製品技術協
会、pp.111、1991)等が挙げられる。
Examples of the spiral material include spiral Si 3 N 4 fibers and spiral carbon fibers (Motoshima Suji, Kawaguchi Masayuki, Iwanaga Hiroshi, Ceramic Data Book 1991, Industrial Products Technology Association, pp.111). , 1991) and the like.

【0041】例えば、金属の線状結晶は、還元法、気相
からの凝集法、固相からの生成、電解析出法、熱分解法
及びVLS(Vapor−Liquid−Solid)
法等の合成法を利用して形成することが可能である。
For example, metal linear crystals are subjected to a reduction method, an agglomeration method from a gas phase, a production from a solid phase, an electrolytic deposition method, a thermal decomposition method, and VLS (Vapor-Liquid-Solid).
It can be formed using a synthetic method such as a method.

【0042】そのような還元法により合成できる金属の
線状結晶は、Au、Cu、Ag、Fe、Ni、Co及び
Pt等から形成することが可能である。また、気相から
の凝集法で合成できる金属線状結晶は、Ni、Cu、F
e、Pt、Ti、Au、Al、Ba、Ge、V及びAg
等がある。熱分解法で合成できる金属線状結晶にはP
d、Pt及びAu等がある。
The linear metal crystal that can be synthesized by such a reduction method can be formed from Au, Cu, Ag, Fe, Ni, Co, Pt, or the like. Further, metal linear crystals that can be synthesized by a coagulation method from the gas phase are Ni, Cu, F
e, Pt, Ti, Au, Al, Ba, Ge, V and Ag
Etc. P is used for metal linear crystals that can be synthesized by thermal decomposition.
d, Pt and Au.

【0043】また、本発明において使用可能なウィスカ
ーは多少不純物の混合した状態であってもよく、また一
部多結晶であってもよい。また、カーボンナノチューブ
は、その同心円上で層を形成するグラファイトであって
もよい。この場合、全体としては多結晶であるが、この
ような物質も本発明において好ましく使用される。因み
に、このようなカーボンナノチューブグラファイトも、
一般的には当業者によってウィスカーとして認識されて
いる。
The whiskers usable in the present invention may be in a state in which impurities are mixed to some extent, or may be partially polycrystalline. The carbon nanotubes may also be graphite that forms a layer on its concentric circles. In this case, the material is polycrystalline as a whole, but such a material is also preferably used in the present invention. By the way, such carbon nanotube graphite also
It is generally recognized by those skilled in the art as whiskers.

【0044】また、長細担体は、電極又は光ファイバ−
としての機能を有する材質から構成されてもよい。その
場合、例えば、プローブとして核酸プローブを選択する
場合には、表面に固定化された核酸プロ−ブは、核酸の
酸化還元電流若しくは光学的な信号、又は一本鎖の核酸
に特異的に結合する電気化学的若しくは光学的に活性な
物質の酸化還元電流若しくは光学的な信号を測定するこ
とにより定量することができる。すなわち、長細担体が
電極である場合には、例えばポテンショスタット、ファ
ンクションジェネレータ、レコ−ダ、および計算機から
なる測定システムを用いて、核酸もしくは挿入剤に由来
する酸化還元電流の計測を行ない、固定化核酸の定量を
行なえばいい。また、担体が光ファイバ−である場合に
は、核酸又は核酸に結合した挿入剤に由来する光学信号
である吸光度、蛍光強度、発光、消光、円偏光二色性、
蛍光偏光又はその他の光学的情報をそれぞれの信号に対
応した測定装置により測定すればよい。それによって定
量的に核酸の測定が可能である。
The elongated carrier is an electrode or an optical fiber.
It may be made of a material having the function of. In that case, for example, when a nucleic acid probe is selected as the probe, the nucleic acid probe immobilized on the surface specifically binds to the redox current or optical signal of the nucleic acid or to the single-stranded nucleic acid. It can be quantified by measuring a redox current or an optical signal of an electrochemically or optically active substance. That is, when the elongated carrier is an electrode, for example, a redox current derived from a nucleic acid or an intercalating agent is measured and fixed using a measurement system including a potentiostat, a function generator, a recorder, and a computer. It is sufficient to quantify the nucleic acid. When the carrier is an optical fiber, the absorbance is an optical signal derived from the nucleic acid or the intercalating agent bound to the nucleic acid, fluorescence intensity, luminescence, quenching, circular dichroism,
The fluorescence polarization or other optical information may be measured by a measuring device corresponding to each signal. Thereby, the nucleic acid can be quantitatively measured.

【0045】(3)支持体 本発明に従って使用される「支持体」は、長細担体を支
持するための部材である。本態様に従って使用される支
持体は、例えば、ガラス及び樹脂等の非晶質基板、シリ
コン、SiC及びα−Al等の単結晶基板、多結
晶Si基板、多結晶SiC基板等の多結晶基板であって
もよく、また、多孔質の基板であっても、更に、一般的
なDNAチップ等に使用されるそれ自身公知の基板を使
用してもよい。
(3) Support The "support" used in the present invention is a member for supporting the elongated carrier. The support used in accordance with this embodiment is, for example, an amorphous substrate such as glass and resin, a single crystal substrate such as silicon, SiC and α-Al 2 O 3 , a polycrystalline Si substrate, a polycrystalline SiC substrate, or the like. It may be a crystal substrate, a porous substrate, or a substrate known per se used for general DNA chips and the like.

【0046】本発明に従うプローブ固定支持体は、長細
担体を支持体から形成してもよく、支持体と長細担体を
別個に製造した後で、当該支持体と長細担体を接合して
もよく、支持体の形成と同時に且つ一体物として長細担
体を形成してもよい。
In the probe-immobilized support according to the present invention, the elongated carrier may be formed from the support, and after the support and the elongated carrier are separately manufactured, the support and the elongated carrier are bonded to each other. Alternatively, the elongated carrier may be formed as an integral body simultaneously with the formation of the support.

【0047】長細担体へのプローブの固定は、支持体と
長細担体を別個に製造する場合には、長細担体を支持体
に接合する前に行っても、接合後に行ってもよい。長細
担体と支持体を夫々に製造した後に一体化する場合に
は、例えば、支持体に対してある程度の電界を掛けるこ
とにより、長細担体の長手方向の一端のみを介して支持
体に接着させることが可能である。その後、その状態を
維持しつつ、長細担体を支持体に固定してもよい。
When the support and the elongated carrier are manufactured separately, the probe may be fixed to the elongated carrier before or after the elongated carrier is bonded to the support. When the long carrier and the support are manufactured and then integrated, for example, by applying an electric field to the support to some extent, the long carrier is bonded to the support only through one end in the longitudinal direction. It is possible to After that, the elongated carrier may be fixed to the support while maintaining that state.

【0048】例えば、金属や半導体等の反応性の物質か
らなる基板を選択し、且つカーボンナノチューブを長細
担体として選択した場合には以下のように固定すること
が可能である。即ち、前記基板を加熱し、反応物質の原
子をカーボンナノチューブ内に拡散させる。次にカーボ
ンナノチューブを部分的に炭化物に変性し、その変性に
より得られる反応生成物とカーボンナノチューブのヘテ
ロ接合を形成することにより、カーボンナノチューブを
基板に固定することが可能である。
For example, when a substrate made of a reactive substance such as a metal or a semiconductor is selected and carbon nanotubes are selected as the long and narrow carriers, they can be fixed as follows. That is, the substrate is heated to diffuse the reactant atoms into the carbon nanotubes. Next, it is possible to fix the carbon nanotubes to the substrate by partially modifying the carbon nanotubes to a carbide and forming a heterojunction between the reaction product obtained by the modification and the carbon nanotubes.

【0049】或いは、何れの物質からなる基板であって
もよいが、基板上にカーボンナノチューブを基板に対し
て垂直方向に配向させる場合、カーボンペースト等のペ
ースト状物質にカーボンナノチューブを分散させたもの
を基板に塗布し、その基板に対して垂直方向に電解を印
加させることにより、多くのカーボンナノチューブが基
板に対して垂直方向に配向する。この状態でペースト状
物質を乾燥させれば、基板に対して垂直方向に配向した
カーボンナノチューブを得ることが可能である。また、
この方法は、カーボンナノチューブ以外の物質からなる
長細担体に関しても利用することが可能である。
Alternatively, the substrate may be made of any substance, but when the carbon nanotubes are oriented vertically to the substrate, the carbon nanotubes are dispersed in a paste-like substance such as carbon paste. Is applied to a substrate and electrolysis is applied in the direction perpendicular to the substrate, whereby many carbon nanotubes are oriented in the direction perpendicular to the substrate. By drying the paste-like substance in this state, it is possible to obtain carbon nanotubes oriented in the direction perpendicular to the substrate. Also,
This method can also be used for elongated carriers made of substances other than carbon nanotubes.

【0050】また、上記の反応性の物質からなる基板に
対する方法と、ペーストを使用する上記の方法とを組み
合わせてもよい。それにより、基板に対して垂直方向に
配向した長細担体を得ることが可能である。しかしなが
ら、この方法に限定されるものではなく、それ自身公知
の方法によって長細担体を支持体に固定してよい。
The method for the substrate made of the above-mentioned reactive substance may be combined with the above-mentioned method using the paste. Thereby, it is possible to obtain a long and narrow carrier oriented in the direction perpendicular to the substrate. However, the method is not limited to this method, and the elongated carrier may be fixed to the support by a method known per se.

【0051】例えば、長細担体としてウィスカーを用い
る場合には、適切な基板を選択し、それ自身公知の方法
により当該基板に配向した結晶を成長させ、それによっ
て基板表面に延出する所望のウィスカーを合成し、これ
を長細担体とすればよい。また、このような長細単体の
形成に用いた基板をそのまま本発明の支持体としてもよ
い。
For example, when whiskers are used as the long and narrow carriers, a suitable substrate is selected, and crystals oriented on the substrate are grown by a method known per se, whereby desired whiskers extending to the surface of the substrate are obtained. May be synthesized and used as a long and narrow carrier. Further, the substrate used for forming such a long and thin simple body may be used as it is as the support of the present invention.

【0052】本発明に従って使用される支持体の大きさ
は、これに限定されるものではないが、数mm〜数cm
であってよい。このような大きさの支持体に対して、約
1本〜約5×10本/cmの密度で長細担体が配置
されていればよい。固定された核酸プロ−ブの密度が高
いほど検出の感度が高くなり、S/N比が向上する。
The size of the support used according to the present invention is not limited to this, but may be several mm to several cm.
May be It is sufficient that the long and thin carriers are arranged at a density of about 1 to about 5 × 10 9 lines / cm 2 with respect to the support having such a size. The higher the density of the immobilized nucleic acid probe, the higher the detection sensitivity and the better the S / N ratio.

【0053】第1の態様に従うと、長細担体は、隣接す
る長細担体同士で接することなく、1つずつ独立した単
体として支持体表面に配置されることが好ましい。従っ
て、どのような材質及び形状であっても、このような配
置を可能にするように長細担体に硬度を持たせることも
好ましい。
According to the first aspect, it is preferable that the long and thin carriers are arranged on the surface of the support as an independent single body, without adjoining the long and thin carriers adjacent to each other. Therefore, it is preferable that the long and narrow carrier has hardness so as to enable such arrangement regardless of the material and shape.

【0054】また、第1の態様では、支持体として板状
の支持体を使用した例を記載したが、形状はこれに限定
されるものではなく、球、回転体及び曲面を具備する形
態等であってもよい。その場合、長細担体はそのような
形態の支持体の少なくとも1部の面に延出していればよ
い。
Further, in the first mode, an example in which a plate-shaped support body is used as the support body has been described, but the shape is not limited to this, and a form including a sphere, a rotating body and a curved surface, etc. May be In that case, the elongated carrier may extend to at least a part of the surface of the support having such a configuration.

【0055】(4)プローブの固定方法 固相面へのプローブの固定は、それ自身公知の固定化手
段により行ってよい。例えば、スポッター等を使用する
手段、一般的な半導体技術を使用した手段等及び光触媒
を利用した手段等を用いてプローブを固相面に固定する
ことが可能である。
(4) Method of immobilizing the probe The immobilization of the probe on the solid phase surface may be performed by an immobilizing means known per se. For example, it is possible to immobilize the probe on the solid phase surface by using a means using a spotter or the like, a means using a general semiconductor technique, a means using a photocatalyst, or the like.

【0056】また、プローブの長細担体への固定は、長
細担体を表面に対して直接に行ってもよく、或いは長細
担体の表面に対して所望の処理を行い、それにより化学
的修飾、物理化学的修飾及び/又は物理学的修飾を施し
た後で行ってもよい。
The immobilization of the probe on the elongated carrier may be carried out directly on the surface of the elongated carrier, or by subjecting the surface of the elongated carrier to a desired treatment, whereby chemical modification is carried out. Alternatively, it may be performed after physicochemical modification and / or physical modification.

【0057】長細担体の表面に対する化学的修飾、物理
化学的修飾及び/又は物理学的修飾は、一般的に支持体
にプローブを固定する際に使用されるそれ自身公知の方
法を利用することが可能である。例えば、そのような修
飾は以下のように行うことが可能である。
The chemical modification, physicochemical modification and / or physical modification of the surface of the elongated carrier may be carried out by a method known per se generally used for immobilizing a probe on a support. Is possible. For example, such modification can be performed as follows.

【0058】(a)静電気的結合によりプローブを固定
する場合 例えば、ポリリジン、ポリエチレンイミン及びポリアル
キルアミン等で長細担体の表面を処理してもよい。この
ような処理により、ポリ陽イオンを長細担体の表面に付
与することが可能である。それによって、核酸やポリペ
プチド等の負電荷を有する物質がプローブであれば、そ
の負電荷を利用して静電気的にプローブを固定すること
が可能である。
(A) When the probe is immobilized by electrostatic binding For example, the surface of the elongated carrier may be treated with polylysine, polyethyleneimine, polyalkylamine or the like. By such a treatment, it is possible to apply the polycation to the surface of the elongated carrier. Thereby, if the substance having a negative charge such as nucleic acid or polypeptide is a probe, it is possible to electrostatically fix the probe by utilizing the negative charge.

【0059】(b)配位結合によりプローブを固定する
場合 また、電子銃蒸着、スパッタ、CVD、電解メッキ及び
無電解メッキ等の成膜技術を長細担体に対して施しても
よい。これによって長細担体の表面に配位結合の受容体
を成膜できる。ここでいう「配位結合」とは、化学結合
の一種であり、供与体と受容体からなり且つ原子間の結
合に関わっている電子対が、一方の原子のみから供与さ
れている化学結合である。長細担体の表面に配位結合の
受容体を成膜した場合には、プローブに対しても配位結
合の供与体と成り得る化学種を結合しておく。それによ
り、それらの配位結合によって長細担体に対して所望の
プローブを固定することが可能である。例えば、配位結
合の受容体と供与体の組み合わせの例は、金と硫黄、Z
nとRX(Xはハロゲン、Rは炭化水素である)等であ
るが、これらに限定されるものではなく、配位結合が得
られる組み合わせであればどのような組み合わせでもよ
い。また、それ自身受容体として機能するような物質に
より長細担体を形成した場合には、長細担体に対する成
膜の必要はなく、プローブ側に所望の官能基を導入する
ことにより配位結合を達成することが可能である。
(B) In case of fixing probe by coordination bond In addition, a film forming technique such as electron gun vapor deposition, sputtering, CVD, electrolytic plating and electroless plating may be applied to the elongated carrier. As a result, a receptor for coordination bond can be formed on the surface of the elongated carrier. The "coordination bond" here is a kind of chemical bond, and is a chemical bond in which an electron pair consisting of a donor and an acceptor and involved in the bond between atoms is donated from only one atom. is there. When a coordinative bond acceptor is formed on the surface of the long and narrow carrier, a chemical species that can serve as a coordinative bond donor is also bound to the probe. Thereby, it is possible to immobilize the desired probe on the elongated carrier by their coordinate bond. For example, examples of the combination of a coordinate bond acceptor and a donor are gold and sulfur, Z
n and RX (X is a halogen, R is a hydrocarbon) and the like, but are not limited thereto, and any combination may be used as long as it is a combination capable of obtaining a coordinate bond. Further, when the long carrier is formed of a substance that itself functions as a receptor, it is not necessary to form a film on the long carrier, and a coordinate bond is formed by introducing a desired functional group on the probe side. It is possible to achieve.

【0060】上記のように、成膜により長細担体に配位
結合の受容体又は供与体を付与した場合、そこに対して
固定しようとするプローブに対しては、それに対して対
を形成するような供与体又は受容体となり得る化学種が
付与される。プローブに所望の化学種を与えるための手
段は、それ自身公知の何れの手段により行ってもよい。
例えば、プローブとして核酸が選択される場合には、酵
素反応を用いるか、又は核酸合成装置を利用してもよ
い。また化学種は、核酸のどの部分に導入されてもよ
く、3’末端、5’末端もしくはランダムな位置に導入
することもでき得る。
As described above, in the case where an acceptor or a donor of a coordinate bond is attached to the long and narrow carrier by film formation, the probe to be immobilized thereto forms a pair with it. A chemical species capable of being such a donor or an acceptor is provided. The means for giving the desired chemical species to the probe may be any means known per se.
For example, when a nucleic acid is selected as the probe, an enzymatic reaction may be used or a nucleic acid synthesizer may be used. The chemical species may also be introduced at any part of the nucleic acid, and may be introduced at the 3'end, the 5'end or at a random position.

【0061】(c)共有結合によりプローブを固定する
場合 また、長細担体に官能基を導入することも可能である。
長細担体に官能基を導入すれば、共有結合によって所望
のプローブを長細担体に結合させることが可能である。
(C) In case of immobilizing probe by covalent bond It is also possible to introduce a functional group into the elongated carrier.
By introducing a functional group into the long and narrow carrier, it is possible to bind a desired probe to the long and thin carrier by covalent bond.

【0062】共有結合による固定化としては、例えば、
担体表面を活性化し、その後、直接若しくは架橋剤を介
して間接的にプロ−ブを固定する方法、長細担体に固定
するプロ−ブに活性型の官能基を導入して長細担体に直
接若しくは間接的に固定する方法等が挙げられる。ここ
で、担体表面の活性化は、例えば、酸化剤中における電
解酸化、空気酸化、試薬酸化もしくは膜で被覆すること
により行なうことができる。また、使用し得る架橋剤と
しては、臭化シアン、ガンマ−アミノプロピルトリエト
キシシランのようなシランカップラ−、カルボジイミ
ド、塩化チオニル等をであるが、これらに限定されるも
のではない。
Immobilization by covalent bonding includes, for example,
A method of activating the carrier surface and then directly or indirectly immobilizing the probe through a cross-linking agent, in which an active functional group is introduced into the probe to be immobilized on the elongated carrier to directly attach it to the elongated carrier. Alternatively, a method of indirectly fixing may be used. Here, the activation of the carrier surface can be performed, for example, by electrolytic oxidation in an oxidant, air oxidation, reagent oxidation, or coating with a film. Examples of the cross-linking agent that can be used include, but are not limited to, cyanogen bromide, silane couplers such as gamma-aminopropyltriethoxysilane, carbodiimide, and thionyl chloride.

【0063】一方、長細担体に官能基を導入した場合に
は、そこに固定しようとするプローブに対してもその末
端に官能基を導入することが好ましい。プロ−ブに導入
される官能基としては、例えばアミノ基、カルボキシル
基、ヒドロキシル基、カルボニル基、リン酸基、アルデ
ヒド基、およびメルカプト基を挙げることができるが、
これらに限定されるものではなく、その他の反応性が高
い官能基を用いることもできる。
On the other hand, when the functional group is introduced into the long and narrow carrier, it is preferable to introduce the functional group into the end of the probe to be immobilized therein. Examples of the functional group introduced into the probe include an amino group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a carbonyl group, a phosphoric acid group, an aldehyde group, and a mercapto group,
The functional group is not limited to these, and other highly reactive functional groups may be used.

【0064】長細担体表面を活性化するためにその表面
を酸化すると、そこには酸化層が形成される。この酸化
層を介して核酸プロ−ブが長細担体に結合される。この
とき酸化層の厚さを薄くすることにより、電気化学的に
遺伝子を検出する場合におけるS/N比を向上させるこ
とができる。酸化層の厚さは、好ましくは500Å以
下、より好ましくは100Å以下である。
When the surface of the elongated carrier is oxidized to activate it, an oxide layer is formed there. The nucleic acid probe is bound to the elongated carrier through this oxidation layer. At this time, by reducing the thickness of the oxide layer, the S / N ratio in the case of electrochemically detecting a gene can be improved. The thickness of the oxide layer is preferably 500 Å or less, more preferably 100 Å or less.

【0065】また、プローブとして核酸が選択される場
合、核酸末端への官能基の導入は、酵素反応又は核酸合
成装置を利用して行なうことができる。酵素反応におい
て用いられる酵素としては、例えば、タ−ミナルデオキ
シヌクレオチジルトランスフェラ−ゼ、ポリAポリメラ
−ゼ、ポリヌクレオチドカイネ−ス、DNAポリメラ−
ゼ、ポリヌクレオチドアデニルトランスフェラ−ゼ、R
NAリガ−ゼを挙げることができる。また、ポリメラ−
ゼ連鎖反応(以下、PCRと記す)、ニックトランスレ
−ション、ランダムプライマ−法により官能基を導入す
ることもできる。官能基は、核酸のどの部分に導入され
てもよく、3’末端、5’末端もしくはランダムな位置
に導入することができる。
When a nucleic acid is selected as the probe, the functional group can be introduced at the terminal of the nucleic acid by using an enzymatic reaction or a nucleic acid synthesizer. Examples of the enzyme used in the enzymatic reaction include terminal deoxynucleotidyl transferase, poly A polymerase, polynucleotide kinase, DNA polymerase.
, A polynucleotide adenyltransferase, R
NA ligase can be mentioned. Also, the polymer
Functional groups can also be introduced by the ze-chain reaction (hereinafter referred to as PCR), nick translation, or random primer method. The functional group may be introduced into any part of the nucleic acid and can be introduced into the 3 ′ end, the 5 ′ end or a random position.

【0066】官能基を導入した核酸プロ−ブはそのまま
固定化反応により担体上に固定化することができる。し
かしながら、核酸プロ−ブは一本鎖核酸であるため、導
入した官能基ではなく、核酸を構成するアミノ基が官能
基として機能する場合がある。すなわち、核酸を構成す
るアミノ基によってプロ−ブが担体上に固定されてしま
う。これは感度の低下を招き、好ましいものではない。
The nucleic acid probe into which the functional group has been introduced can be directly immobilized on a carrier by an immobilization reaction. However, since the nucleic acid probe is a single-stranded nucleic acid, the amino group constituting the nucleic acid may function as the functional group, not the introduced functional group. That is, the probe is fixed on the carrier by the amino group constituting the nucleic acid. This causes a decrease in sensitivity and is not preferable.

【0067】核酸プロ−ブを構成するアミノ基によるプ
ローブの長細担体への固定化は、例えば、次のような方
法により防ぐことができる。まず、官能基を導入した核
酸プロ−ブを、このプロ−ブと相補的な配列を有する核
酸鎖とアニ−リングして二本鎖とする。次いで、導入し
た官能基によりこの二本鎖核酸を担体に固定化し、その
後熱変性により一本鎖の核酸にして官能基を導入してい
ない核酸鎖を除去する。熱変性の際の加熱温度は、通
常、90〜98℃である。
The immobilization of the probe on the elongated carrier by the amino group constituting the nucleic acid probe can be prevented by, for example, the following method. First, the functional group-introduced nucleic acid probe is annealed with a nucleic acid chain having a sequence complementary to the probe to form a double-stranded chain. Next, the double-stranded nucleic acid is immobilized on a carrier by the introduced functional group, and then it is converted into a single-stranded nucleic acid by heat denaturation to remove the nucleic acid strand having no introduced functional group. The heating temperature at the time of heat denaturation is usually 90 to 98 ° C.

【0068】図2に支持体に導入される官能基の例を示
した。図2Aはヒトロキシル基、Bはケトン基、Cはカ
ルボキシル基、Eはアルデヒド基、Fはチオール基であ
る。
FIG. 2 shows examples of functional groups introduced into the support. 2A is a human loxyl group, B is a ketone group, C is a carboxyl group, E is an aldehyde group, and F is a thiol group.

【0069】また、このように共有結合によってプロー
ブを長細担体に対して固定する場合には、長細担体とプ
ローブの夫々に導入された官能基が互いに結合して共有
結合を生じるような組み合わせで反応性を有する官能基
が選択されればよい。
When the probe is immobilized on the elongated carrier by covalent bond, the functional groups introduced into the elongated carrier and the probe are combined with each other to form a covalent bond. The functional group having reactivity may be selected.

【0070】また、長細担体としてカーボンナノチュー
ブを選択した場合には、例えば、酸化等によって、その
先端部を開口して開端したカーボンナノチューブとする
ことが可能であり、その開口により開口部の縁にカルボ
キシル基が導入される。また、それ自身公知の手段を用
いて空気中で加熱すれば、−OH基、−COOH基、カ
ルボニル基、ラクトン環、キノン又はフェノール性水酸
基等を付与することも可能である。
Further, when carbon nanotubes are selected as the long and thin carriers, it is possible to open the ends of the carbon nanotubes by, for example, oxidation to form open carbon nanotubes. A carboxyl group is introduced into. Further, by heating in air using a means known per se, it is also possible to impart an —OH group, a —COOH group, a carbonyl group, a lactone ring, a quinone or a phenolic hydroxyl group.

【0071】ハイドロアパタイトやポリオキシメチレン
等の材質を選択して長細担体を形成した場合、それらは
一般的に官能基を有しているので、それらの官能基を利
用して共有結合によりプローブを固定することが可能で
ある。
When a long carrier is formed by selecting a material such as hydroapatite or polyoxymethylene, since they generally have a functional group, the probe is covalently bonded by using these functional groups. Can be fixed.

【0072】何れの官能基に関しても更なる化学的修飾
を行うことにより、所望のプローブを共有結合により行
うことが可能である。例えば、−OH基の場合、珪化剤
等のSi架橋剤との反応により、共有結合のために必要
な官能基を付与されたプローブを長細担体に共有結合す
ることが可能である。カルボキシル基の場合、SOCl
を介して−COClを経由した後に、NH基を導入
されたプローブとの置換反応により(長細担体)−CO
NH−(プローブ)という形で共有結合により固定化が
達成される。また、カーボンナノチューブに関しては、
公知のグラファイトに使用する化学修飾の手段を利用す
ることが可能である。
By further chemically modifying any of the functional groups, the desired probe can be covalently bonded. For example, in the case of an —OH group, it is possible to covalently bond a probe having a functional group necessary for covalent bonding to a long carrier by reaction with a Si crosslinking agent such as a silicifying agent. SOCl in case of carboxyl group
After passing through the -COCl via 2, by substitution reaction with the introduced probe NH 2 group (hight carrier) -CO
Immobilization is achieved by covalent bonding in the form of NH- (probe). Regarding carbon nanotubes,
It is possible to utilize the known means of chemical modification used for graphite.

【0073】(d)物理吸着によりプローブを固定する
場合 核酸プロ−ブを固定化しようとする長細担体が電極であ
る場合には、物理吸着により、より簡単な操作で効率よ
く核酸プロ−ブを固定化することができる。電極表面へ
の核酸プロ−ブの物理吸着は、例えば、次のように行な
うことができる。まず、電極表面を、超音波洗浄器を用
いて蒸留水およびアルコ−ルで洗浄する。その後、電極
を核酸プロ−ブを含有するリン酸緩衝液(pH7.0)
に挿入して核酸プロ−ブを担体表面に吸着させる。この
際、電極に0〜+1.0V、好ましくは0〜+0.1V
の範囲で電位を印加することにより、核酸プロ−ブの吸
着を促進することができる。次に、核酸プロ−ブを吸着
させた電極をヌクレオチド(ATP、CTP、GTP、
TTP、dATP、dCTP、dGTP、dTTP等)
溶液中に挿入し、好ましくは0〜+1.0Vの範囲で電
位を印加しながら、電極表面をヌクレオチドで被覆す
る。これにより、試料核酸、二本鎖認識体等の電極表面
への非特異的な吸着が抑制される。また、非特異的な吸
着は、界面活性剤、脂肪酸、脂肪等によっても抑制可能
である。
(D) In the case of immobilizing the probe by physical adsorption When the elongated carrier to which the nucleic acid probe is to be immobilized is an electrode, the physical adsorption enables efficient and simple operation of the nucleic acid probe. Can be fixed. Physical adsorption of the nucleic acid probe on the electrode surface can be performed, for example, as follows. First, the electrode surface is washed with distilled water and alcohol using an ultrasonic cleaner. Thereafter, the electrode was used as a phosphate buffer solution (pH 7.0) containing a nucleic acid probe.
And the nucleic acid probe is adsorbed on the surface of the carrier. At this time, 0 to +1.0 V, preferably 0 to +0.1 V to the electrode
By applying a potential within the range, adsorption of the nucleic acid probe can be promoted. Next, the electrode on which the nucleic acid probe was adsorbed was treated with nucleotides (ATP, CTP, GTP,
(TTP, dATP, dCTP, dGTP, dTTP, etc.)
The electrode surface is coated with nucleotides while being inserted into a solution and applying an electric potential preferably in the range of 0 to + 1.0V. This suppresses nonspecific adsorption of the sample nucleic acid, double-stranded chain-recognizing substance, etc., on the electrode surface. In addition, non-specific adsorption can be suppressed by surfactants, fatty acids, fats and the like.

【0074】(d)その他の手段によるプローブの固定 核酸プロ−ブは、酵素固定化の一手法として知られる包
括法において使用される包括剤を用いて長細担体に固定
化することもできる。本発明において使用し得る包括剤
は特に限定されるものではないが、例えばポリ塩化ビニ
ル、ポリアクリルアミドを挙げることができる。
(D) Immobilization of probe by other means The nucleic acid probe can also be immobilized on an elongated carrier by using an entrapping agent used in an encapsulation method known as one method of enzyme immobilization. The entrapping agent that can be used in the present invention is not particularly limited, but examples thereof include polyvinyl chloride and polyacrylamide.

【0075】核酸プロ−ブは膜を介して電極表面に固定
化することもできる。この際用いられる膜としては、例
えば、ポリアセチレン、ポリピロ−ル、ポリチオフェ
ン、ポリアニリンのような導電性高分子、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリビニルクロライド、ポリビニ
ルアルコ−ル、ポリメチルメタクリレ−ト、ポリフッ化
ビニリデン、セルロ−ス、脂質膜を挙げることができ
る。また、LB膜のような単分子膜もしくは単分子膜が
複数積層して多層を形成した膜を用いることもできる。
核酸プロ−ブの膜への固定化は、直接的な長細担体表面
へのプローブの固定化と同様の方法で行なうことができ
る。
The nucleic acid probe can also be immobilized on the electrode surface through a membrane. Examples of the film used in this case include conductive polymers such as polyacetylene, polypyrrole, polythiophene and polyaniline, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polymethylmethacrylate, polyvinylidene fluoride, Cellulose and lipid membranes can be mentioned. Alternatively, a monomolecular film such as an LB film or a film in which a plurality of monomolecular films are stacked to form a multilayer can be used.
The immobilization of the nucleic acid probe on the membrane can be carried out by the same method as the immobilization of the probe directly on the surface of the elongated carrier.

【0076】共有結合により核酸プロ−ブを膜に固定化
する場合には、核酸プロ−ブに官能基を導入する代わり
に膜に官能基を導入してもよい。膜に導入される官能基
としては、核酸プロ−ブに導入される官能基と同様のも
のを用いることができる。膜に官能基を導入し、次いで
核酸プロ−ブを反応させて固定化することにより、核酸
プロ−ブに官能基を導入して固定化する場合よりも高い
密度でプロ−ブを固定化することができ、且つより安定
な核酸プロ−ブ固定化担体を得ることができる。
When the nucleic acid probe is immobilized on the membrane by covalent bonding, a functional group may be introduced into the membrane instead of introducing the functional group into the nucleic acid probe. As the functional group introduced into the membrane, the same functional group introduced into the nucleic acid probe can be used. By introducing a functional group into the membrane and then reacting and immobilizing the nucleic acid probe, the probe is immobilized at a higher density than when the functional group is introduced and immobilized in the nucleic acid probe. And a more stable nucleic acid probe-immobilized carrier can be obtained.

【0077】膜を介して核酸プロ−ブを固定化する長細
担体が電極である場合には、上述のようにプロ−ブと検
体試料とのハイブリダイゼ−ションを行ない、その前後
における膜電位の変化を測定することにより、目的とす
る遺伝子の存在の有無を検出することができる。
When the elongated carrier for immobilizing the nucleic acid probe through the membrane is an electrode, the probe is hybridized with the specimen sample as described above, and the membrane potential before and after the hybridization is performed. The presence or absence of the target gene can be detected by measuring the change.

【0078】核酸プロ−ブを固定化した長細担体は、そ
のままでは試料核酸、二本鎖認識体等の非特異的な物理
吸着が生じやすい。これは、感度の低下を招く要因とな
る。このような非特異的な吸着は、核酸プロ−ブを固定
化した後、担体表面を物理吸着若しくは化学結合によっ
て核酸で被覆することにより抑制することが可能であ
る。
The long and narrow carrier to which the nucleic acid probe is immobilized is likely to cause non-specific physical adsorption of the sample nucleic acid, the double-stranded chain-recognizing substance, etc. This causes a decrease in sensitivity. Such non-specific adsorption can be suppressed by immobilizing the nucleic acid probe and then coating the surface of the carrier with the nucleic acid by physical adsorption or chemical bonding.

【0079】この際、担体表面を被覆する核酸として
は、例えば、アデノシン、チミジン、グアノシン、シチ
ジンのようなヌクレオシド、ウリジル酸、シチジル酸、
アデニル酸、グアニル酸のようなヌクレオチド、合成オ
リゴヌクレオチド、サケ精子DNAのような天然DNA
を挙げることができる。
In this case, examples of the nucleic acid for coating the surface of the carrier include nucleosides such as adenosine, thymidine, guanosine and cytidine, uridylic acid, cytidylic acid,
Nucleotides such as adenylic acid and guanylic acid, synthetic oligonucleotides, natural DNA such as salmon sperm DNA
Can be mentioned.

【0080】また、担体表面を被覆する核酸の長さおよ
び配列は、担体表面に固定化されている核酸プロ−ブと
反応しない長さおよび配列であれば特に限定されるもの
ではないが、1〜100塩基長の一本鎖、もしくは二本
鎖核酸が望ましい。
The length and sequence of the nucleic acid coating the surface of the carrier are not particularly limited as long as the length and sequence do not react with the nucleic acid probe immobilized on the surface of the carrier. A single-stranded or double-stranded nucleic acid having a length of -100 bases is desirable.

【0081】また、界面活性剤、脂肪酸、脂肪等の物質
で当該長細担体を被覆することによっても非特異的な吸
着を抑制することが可能である。そのような物質として
は、具体的には、ステアリルアミン等を用いることがで
きる。
It is also possible to suppress non-specific adsorption by coating the elongated carrier with a substance such as a surfactant, fatty acid or fat. As such a substance, specifically, stearylamine or the like can be used.

【0082】本発明の態様に従うと、プローブ固定支持
体に具備される長細担体への核酸プロ−ブの固定化は上
記方法にのみ限定されるものではなく、一般にタンパク
質等の生体高分子の固相への固定化に用いられている方
法を広く用いることができる。
According to the embodiment of the present invention, the immobilization of the nucleic acid probe on the elongated carrier provided on the probe-immobilized support is not limited to the above-mentioned method. The method used for immobilization on a solid phase can be widely used.

【0083】(6)第1の態様の効果 このような第1の態様に従う構成のプローブ固定支持体
は、装置全体を大型化することなくプローブの数を増加
でき、これによって検出及び分析感度が向上する。
(6) Effect of the first aspect The probe fixing support having the structure according to the first aspect can increase the number of probes without increasing the size of the entire apparatus, thereby improving the sensitivity of detection and analysis. improves.

【0084】即ち、第1の態様に従う装置により、小型
の装置でありながら従来よりも高感度に生体関連物質を
検出できる装置が提供される。
That is, the device according to the first aspect provides a device which is a small device and can detect a biological substance with higher sensitivity than before.

【0085】また、このような線状、繊維状及び柱状等
の長細い構造を備えた担体を用いると、プローブを固定
する部位が立体的になるので、その分、比表面積が大き
くなる。その結果、多くのプローブを固定することがで
きる。従って高感度の分析を従来よりも小面積で行うこ
とができる。
When a carrier having a long and thin structure such as a linear shape, a fibrous shape, or a columnar shape is used, the portion on which the probe is fixed becomes three-dimensional, and the specific surface area increases accordingly. As a result, many probes can be immobilized. Therefore, highly sensitive analysis can be performed in a smaller area than in the past.

【0086】ここでは、1つの支持体上に形成されたプ
ローブ固定支持体を示したが、所望により、任意の大き
さで構成した第1の態様に従うプローブ固定支持体を複
数用意し、これを第2の支持体上に更に配置してもよ
い。
Although the probe fixed support formed on one support is shown here, a plurality of probe fixed supports according to the first aspect having arbitrary sizes are prepared if desired. It may be further arranged on the second support.

【0087】また、実施の態様1において示したプロー
ブ固定支持体では、長細担体の表面のみにプローブが固
定された例を示したが、必ずしもそうである必要はな
く、隣接する長細担体間の支持体表面に対してプローブ
が固定されてもよい。
Further, in the probe fixing support shown in the first embodiment, the example in which the probe is fixed only on the surface of the long and thin carrier has been shown, but this is not necessarily the case, and it is not necessary that the long and narrow carriers be adjacent to each other. The probe may be fixed to the surface of the support.

【0088】2.第2の態様 図3は第2の態様であるプローブ固定支持体を模式的に
示した図面である。図3Aは、プローブ固定支持体の側
面図であり、図3Bはその平面図である。図3Aに示す
通り、プローブ固定支持体31は、支持体としての平坦
な基板32と、前記基板32の表面にその一端を介して
延出され且つ複数本束ねられた状態で配置された長細担
体33と、前記長細担体33の表面に固定されたプロー
ブ34を具備する。
2. Second Aspect FIG. 3 is a drawing schematically showing the probe fixing support according to the second aspect. 3A is a side view of the probe fixing support, and FIG. 3B is a plan view thereof. As shown in FIG. 3A, the probe fixing support 31 includes a flat substrate 32 as a support, and a long thin strip extending on one surface of the substrate 32 through one end thereof and arranged in a bundle. A carrier 33 and a probe 34 fixed on the surface of the elongated carrier 33 are provided.

【0089】第2の態様は、長細担体が束ねられた状態
で配置されたこと以外は上述の第1の態様のプローブ固
定支持体と同じである。従って、何れの箇所も第1の態
様と同様に変更することが可能である。また、第1の態
様と同様の効果が得られる。
The second aspect is the same as the probe fixing support of the first aspect described above except that the elongated carriers are arranged in a bundled state. Therefore, any part can be changed in the same manner as in the first aspect. Further, the same effect as that of the first aspect can be obtained.

【0090】また、図3に示した例では1単位当たりの
長細担体の本数を4本としたが、その本数はこれに限定
されるものではなく、2以上の長細担体を束ねて配置す
ればよい。また、第1の態様と第2の態様が同一支持体
上に同時に存在していてもよい。
In the example shown in FIG. 3, the number of long and thin carriers per unit is four, but the number is not limited to this, and two or more long and thin carriers are arranged in a bundle. do it. Further, the first aspect and the second aspect may be simultaneously present on the same support.

【0091】また更に、1のプローブ固定支持体に第1
の態様に従う長細担体の固定様式と第2の態様に従う長
細担体の固定様式が混在していてもよい。
Furthermore, the first probe fixing support is provided with a first
The immobilization mode of the elongated carrier according to the second aspect and the immobilization mode of the elongated carrier according to the second aspect may be mixed.

【0092】3.第3の態様 (1)第3の態様 第3の態様を図4に示す。図4は第3の態様であるプロ
ーブ固定支持体を模式的に示した図面である。図4A
は、プローブ固定支持体の側面図であり、図4Bはその
平面図である。図4Cは、図4Bの平面図に示されたプ
ローブ固定支持体のうちのプローブ溶液を点着した部分
のみを拡大した図である(点着部分は図4Bの円内であ
る)。図4Aに示す通り、プローブ固定支持体36は、
支持体としての平坦な基板37と、前記基板37の表面
にその一端を介して延出された長細担体38と、前記長
細担体38の表面に固定されたプローブ39を具備す
る。
3. Third Mode (1) Third Mode A third mode is shown in FIG. FIG. 4 is a drawing schematically showing the probe fixing support according to the third aspect. Figure 4A
4B is a side view of the probe fixing support, and FIG. 4B is a plan view thereof. FIG. 4C is an enlarged view of only the portion on which the probe solution is spotted in the probe fixed support shown in the plan view of FIG. 4B (the spotted portion is within the circle of FIG. 4B). As shown in FIG. 4A, the probe fixing support 36 is
It comprises a flat substrate 37 as a support, an elongated carrier 38 extending through one end of the surface of the substrate 37, and a probe 39 fixed to the surface of the elongated carrier 38.

【0093】ここで、夫々の長細担体38の隣合うとの
距離は、そこに固定されるプローブの長さよりも短い。
即ち、dを長細担体間の距離とし、Dをプローブの長さ
とすると、d<Dの式が成り立つ。
Here, the distance between adjacent elongated carriers 38 is shorter than the length of the probe fixed thereto.
That is, when d is the distance between the elongated carriers and D is the length of the probe, the equation of d <D is established.

【0094】d<Dである場合、図4(A)、(B)及
び(C)から分かるように、点着部分の長細担体38に
は、各々の長細担体当たり1本のプローブ39が固定さ
れる。これは、長細担体間の距離が狭いために複数のプ
ローブ39がそこに入り込めないためである。このよう
に配置された長細担体38は、隣合う長細担体38の影
響を互いに受け合う集合体として存在していると見なさ
れる。
When d <D, as can be seen from FIGS. 4 (A), (B) and (C), one probe 39 is provided for each elongated carrier 38 in the spotted portion. Is fixed. This is because a plurality of probes 39 cannot enter there because the distance between the elongated carriers is small. The elongated carriers 38 arranged in this way are considered to exist as an aggregate that receives the influence of the adjacent elongated carriers 38.

【0095】このような構成を有することにより、第3
の態様は、プローブ固定支持体の目的とする面積当たり
に固定されるプローブの密度を一定にすることが可能で
ある。
By having such a configuration, the third
In this mode, it is possible to make the density of the probe fixed per target area of the probe fixed support constant.

【0096】本発明に従って使用される支持体の大きさ
は、これに限定されるものではないが、数mm〜数cm
であってよい。このような大きさの支持体に対して、約
1x1011〜5x1013本/cmの密度で長細担
体が配置されていればよい。
The size of the support used according to the present invention is not limited to this, but it is from several mm to several cm.
May be It suffices that the long and thin carriers are arranged at a density of about 1 × 10 11 to 5 × 10 13 lines / cm 2 on the support having such a size.

【0097】(2)第1の態様と第3の態様の比較 上述したように第1の態様と第3の態様の違いは、長細
担体が単体として支持体に配置されるか、或いは集合体
として配置されるかである。詳細には、第1の態様のプ
ローブ固定支持体の場合では、図5A及びBに示すよう
に、隣接する長細担体41の間に、夫々の長細担体41
に具備されるプローブ42同士が接触しない距離がある
(図5A)(d>D)か、隣接する長細担体に固定され
るプローブの全長よりも長い距離がある(図5B)(d
≧Dである;ここで、dは長細担体間の距離、Dはプロ
ーブの長さ)。それに対して第3の態様では、隣接する
長細担体間が接触しているか、そこに固定されているプ
ローブの全長よりも短い距離が存在する(d<D)(図
6)。
(2) Comparison of First and Third Aspects As described above, the difference between the first and third aspects is that the elongated carriers are arranged as a single body on the support or are aggregated. It is arranged as a body. Specifically, in the case of the probe fixing support of the first aspect, as shown in FIGS. 5A and 5B, each elongated carrier 41 is provided between adjacent elongated carriers 41.
There is a distance (Fig. 5A) (d> D) where the probes 42 included in the probe do not come into contact with each other, or a distance longer than the total length of the probes fixed to the adjacent elongated carriers (Fig. 5B) (d).
≧ D; where d is the distance between the elongated carriers and D is the length of the probe). On the other hand, in the third aspect, adjacent long carriers are in contact with each other, or there is a distance shorter than the entire length of the probe fixed thereto (d <D) (FIG. 6).

【0098】ここで、図6Aは、第3の態様に従うプロ
ーブ固定支持体のプローブ溶液を点着した部分について
の拡大図である。プローブ溶液の点着部分においての
み、プローブは長細担体のほぼ先端部分に対して、プロ
ーブ対長細担体が1対1、数本対1、又は10対1程度
で、標的物質の測定又は検出に必要である程度の密度の
一定性を維持できる程度で固定される。
Here, FIG. 6A is an enlarged view of a portion of the probe fixing support according to the third embodiment on which the probe solution is spotted. Only in the spot where the probe solution is spotted, the probe has about 1: 1 probe-to-long carrier, several pairs to 1 or 10: 1 to the tip of the long carrier to measure or detect the target substance. It is fixed to the extent that it can maintain a certain degree of density consistency necessary for.

【0099】ここで示した第3の態様は、長細担体が集
合体で配置されること以外は、第1の態様と同様に製造
することが可能であり、またそのような長細担体の配置
を除けば、第1の態様に従って任意に変更することが可
能である。
The third embodiment shown here can be manufactured in the same manner as the first embodiment except that the elongated carriers are arranged as an aggregate, and such an elongated carrier can be manufactured. Except for the arrangement, it can be arbitrarily changed according to the first aspect.

【0100】4.第4の態様 第4の態様として、長細担体としてカーボンナノチュー
ブを用いる例を説明する。カーボンナノチューブを長細
担体として使用すること以外は、第4の態様に従うプロ
ーブ固定支持体は、図1に示した第1の態様と同様の構
成を有する。
4. Fourth Mode As a fourth mode, an example in which carbon nanotubes are used as elongated carriers will be described. The probe fixing support according to the fourth aspect has the same configuration as that of the first aspect shown in FIG. 1 except that carbon nanotubes are used as the elongated carriers.

【0101】本態様のプローブ固定支持体は、例えば、
以下のように製造することが可能である。次に、シリコ
ン基板(以下、Si基板と記す)等の適切な基板上に、
鉄やコバルト等の遷移金属触媒粒子とアセチレン等の炭
化水素を高温で反応させる炭化水素触媒分解法を行う
と、当該基板に配向するカーボンナノチューブが形成さ
れる。更にこのカーボンナノチューブに対してプローブ
を固定すればよい。
The probe-immobilized support of this embodiment is, for example,
It can be manufactured as follows. Next, on a suitable substrate such as a silicon substrate (hereinafter referred to as Si substrate),
When a hydrocarbon catalytic decomposition method in which a transition metal catalyst particle such as iron or cobalt is reacted with a hydrocarbon such as acetylene at a high temperature, carbon nanotubes oriented on the substrate are formed. Further, a probe may be fixed to this carbon nanotube.

【0102】例えば、本発明の長細担体に固定するプロ
ーブとして核酸を使用する場合、直径が数nmで且つそ
の外形が線状、繊維状又は柱状であるカーボンナノチュ
ーブは、プローブとしての核酸(以下、核酸プローブと
称す)の長さに対して有意な曲率半径を持つため、核酸
プローブはカーボンナノチューブに対して放射状に固定
される。即ち、カーボンナノチューブを基板表面に対し
て平行な面での切断した場合に得られる断面の中央から
外側に伸びる放射線に沿って放射状にプローブが固定さ
れる。このような放射状の固定は、プローブが従来の平
板上に直接に垂直に延出するように固定される場合と比
べて、隣接する核酸プローブ同士の距離が遠くなる。よ
って、基板の表面に直接にプローブを固定している従来
のDNAチップと同じ結合密度で、核酸プローブがカー
ボンナノチューブに固定されたとしても、プローブ同士
の予期せぬ結合が生ずる可能性は従来よりも著しく減少
する。その結果、ハイブリダイゼーション及びPCRの
反応効率は上昇し、検出及び定量分析の信頼性が向上す
る。
For example, when a nucleic acid is used as a probe to be immobilized on the elongated carrier of the present invention, carbon nanotubes having a diameter of several nm and an outer shape of linear, fibrous or columnar shape are , Which is referred to as a nucleic acid probe), has a significant radius of curvature with respect to the length thereof, so that the nucleic acid probe is radially fixed to the carbon nanotube. That is, the probes are radially fixed along the radiation extending outward from the center of the cross section obtained when the carbon nanotubes are cut in a plane parallel to the substrate surface. In such radial fixation, the distance between adjacent nucleic acid probes becomes larger than that in the case where the probes are fixed so as to directly extend vertically on a flat plate. Therefore, even if the nucleic acid probe is immobilized on the carbon nanotube with the same binding density as that of the conventional DNA chip in which the probe is directly immobilized on the surface of the substrate, there is a possibility that unexpected coupling between the probes will occur. Is also significantly reduced. As a result, the reaction efficiency of hybridization and PCR is increased, and the reliability of detection and quantitative analysis is improved.

【0103】また、従来のように平面に固定したDNA
プローブに対して標的となるDNA(以下標的DNAと
記す)をハイブリダイゼーションする際には、当該密度
は1011〜1013本/cm以下であることが好ま
しいと考えらている。それ以上に密集したDNAプロー
ブの間には、標的DNAが入り込めず、生ずるべきハイ
ブリダイゼーションは阻害される。従って、従来のDN
Aチップでは1011〜1013本/cm以上の高密
度化は困難であった。しかしながら、カーボンナノチュ
ーブにDNAプローブを固定させる場合には、上述した
ようにDNAプローブはカーボンナノチューブに対して
放射状に結合されるので、固定されたDNAプローブの
密度が1011〜1013本/cm以上の高密度にな
っても、プローブ間には十分な空隙ができる。従って、
高密度であっても効率よくハイブリダイゼーションが達
成される。
DNA fixed on a plane as in the past
When the target DNA (hereinafter referred to as the target DNA) is hybridized with the probe, it is considered that the density is preferably 10 11 to 10 13 lines / cm 2 or less. The target DNA cannot enter between the DNA probes that are more closely packed, and the hybridization that should occur is inhibited. Therefore, conventional DN
With the A chip, it was difficult to achieve a high density of 10 11 to 10 13 lines / cm 2 or more. However, when the DNA probe is immobilized on the carbon nanotube, the DNA probe is radially bonded to the carbon nanotube as described above, and therefore the density of the immobilized DNA probe is 10 11 to 10 13 / cm 2. Even if the density becomes higher than the above, a sufficient gap can be formed between the probes. Therefore,
Hybridization is efficiently achieved even at high density.

【0104】また、カーボンナノチューブは直径が数n
mであるのに対し長さは数μm程度である。即ち、10
00倍以上の高いアスペクト比を有するので、容易に比
表面積を増加でき、それによってもプローブ固定の高密
度化が図れる。
The carbon nanotube has a diameter of several n.
While the length is m, the length is about several μm. That is, 10
Since it has a high aspect ratio of 00 times or more, the specific surface area can be easily increased, and the density of probe fixation can be increased.

【0105】また、本態様は、使用される長細担体とし
てカーボンナノチューブを使用すること以外は、第1の
態様に準じて構成を変更してもよい。
In this embodiment, the structure may be changed according to the first embodiment, except that carbon nanotubes are used as the long and narrow carriers to be used.

【0106】5.第5の態様 第5の態様として、長細担体としてカーボンナノチュー
ブを用いる例を図7を参照しながら説明する。カーボン
ナノチューブを長細担体として使用し、隣合う長細担体
が密着していること以外は、第5の態様に従うプローブ
固定支持体は、図4に示した第3の態様と同様の構成を
有する。便宜上、図7は、図4に示した内側に存在する
長細担体から9本を抜粋して示した(図7(A)及び
(B))。
5. Fifth Mode As a fifth mode, an example in which carbon nanotubes are used as elongated carriers will be described with reference to FIG. 7. The probe fixing support according to the fifth aspect has the same configuration as that of the third aspect shown in FIG. 4, except that carbon nanotubes are used as the long and narrow carriers and adjacent long and narrow carriers are in close contact with each other. . For the sake of convenience, FIG. 7 shows nine elongated carriers that are present on the inside shown in FIG. 4 (FIGS. 7A and 7B).

【0107】図7Aは、第5の態様に従うプローブ固定
支持体60を模式的に示す斜視図である。プローブ固定
支持体60は、長細担体としてのカーボンナノチューブ
62が、互いに接するように支持体としての基板61の
表面に配置され、更に前記カーボンナノチューブ62の
表面にプローブが固定された装置である。
FIG. 7A is a perspective view schematically showing a probe fixing support 60 according to the fifth mode. The probe fixing support 60 is a device in which carbon nanotubes 62 as long and thin carriers are arranged on the surface of a substrate 61 as a support so as to be in contact with each other, and a probe is fixed on the surface of the carbon nanotubes 62.

【0108】このような構成で基板に長細担体を配置す
るためには、例えば、Si表面及びC表面を有するSi
C基板のC表面を真空加熱することによってカーボンナ
ノチューブを合成すればよい。その後、前記カーボンナ
ノチューブの表面にプローブを固定する。
In order to dispose the elongated carrier on the substrate with such a structure, for example, Si having a Si surface and a C surface is used.
The carbon nanotubes may be synthesized by heating the C surface of the C substrate in vacuum. Then, a probe is fixed on the surface of the carbon nanotube.

【0109】また、上述の例以外の方法であっても、そ
れ自身公知の方法によって基板に延出するカーボンナノ
チューブを製造することは可能である。例えば、均一の
細孔を有するゼオライトの所望の細孔に、金属触媒微細
粒子を配置し、それを核として化学気相成長法(即ち、
CVD法)を行うことによって、多孔質の基板にカーボ
ンナノチューブを長細担体として延出することが可能で
ある。この場合使用されるゼオライトは鉄アセテート、
コバルトアセテート及びゼオライトを水溶液中で混合
し、加熱して製造することが可能である。このように製
造すれば、コバルト及び鉄の触媒粒子がゼオライトの細
孔に配置される。これを用いて、CVD法によりカーボ
ンナノチューブを成長させればよい。
Further, even if the method other than the above-mentioned example is used, it is possible to manufacture the carbon nanotube extending to the substrate by a method known per se. For example, fine particles of the metal catalyst are arranged in desired pores of zeolite having uniform pores, and the metal catalyst fine particles are used as nuclei for chemical vapor deposition (that is,
By performing the CVD method), it is possible to extend the carbon nanotubes as a long and narrow carrier on the porous substrate. The zeolite used in this case is iron acetate,
It is possible to manufacture by mixing cobalt acetate and zeolite in an aqueous solution and heating. When manufactured in this way, the cobalt and iron catalyst particles are arranged in the pores of the zeolite. Using this, carbon nanotubes may be grown by the CVD method.

【0110】本態様に従うプローブ固定支持体60は、
隣接するカーボンナノチューブ62間の距離は非常に狭
い。従って、カーボンナノチューブ62にプローブを固
定する際に、カーボンナノチューブ62の側壁にプロー
ブが拡散することは困難である。その結果、プローブ6
3はカーボンナノチューブの先端付近にのみ結合する
(図7A)。
The probe fixing support 60 according to this embodiment is
The distance between the adjacent carbon nanotubes 62 is very small. Therefore, when the probe is fixed to the carbon nanotube 62, it is difficult for the probe to diffuse to the side wall of the carbon nanotube 62. As a result, the probe 6
3 binds only near the tip of the carbon nanotube (FIG. 7A).

【0111】このような基板61に具備されたカーボン
ナノチューブ62へのプローブの結合傾向を図7Bに模
式的に示す。図7Bは、プローブ固定前のカーボンナノ
チューブを具備した基板を上から見た図面である。例え
ば、プローブとしての核酸を基板に配置されたカーボン
ナノチューブに固定する場合、そこに対する核酸プロー
ブの結合は、その部位によって大凡3つの異なる確率の
下に生じる。図7Bに、そのような3段階の結合確率の
分布を示した。黒丸で示したカーボンナノチューブ62
の先端中心部B1は高確率で結合が生じる部位である。
白抜きで示したB2領域はB1よりは劣るが結合可能部
位である。B2領域は、カーボンナノチューブの側面の
うち、隣合うカーボンナノチューブとの距離が最も近づ
いた(又は接した)部分以外の部分、即ち、カーボンナ
ノチューブの側面から先端に向けたテーパーを有する部
分である。また、斜線を付したB3領域は基板の露出し
た部分であり、この部位は結合が困難な部位である。
The tendency of the probe to bind to the carbon nanotube 62 provided on the substrate 61 is schematically shown in FIG. 7B. FIG. 7B is a plan view of the substrate including the carbon nanotubes before the probe is fixed. For example, when a nucleic acid as a probe is immobilized on a carbon nanotube arranged on a substrate, the binding of the nucleic acid probe thereto occurs under three different probabilities depending on the site. FIG. 7B shows the distribution of such three-staged joint probabilities. Carbon nanotube 62 indicated by a black circle
The central portion B1 at the tip of is a site where binding occurs with high probability.
The B2 region shown in white is a site capable of binding, although it is inferior to B1. The B2 region is a portion of the side surface of the carbon nanotube other than the portion closest to (or in contact with) the adjacent carbon nanotubes, that is, a portion having a taper from the side surface of the carbon nanotube toward the tip. Further, the shaded B3 region is the exposed portion of the substrate, and this portion is a portion that is difficult to bond.

【0112】このように領域によるプローブの結合程度
の違いから、第5の態様に従うプローブ固定支持体で
は、そこに固定される核酸プローブの固定密度(即ち、
存在密度)は、基板に存在するカーボンナノチューブの
密度に依存する。その結果、点着により核酸プローブを
固定する場合、滴下されるプローブ溶液の液滴に含まれ
る核酸プローブの疎密に依存することなく、核酸プロー
ブを一定した密度で固定することが可能である。従っ
て、定量分析の際の信頼性が向上する。
As described above, due to the difference in the degree of probe binding depending on the region, in the probe-immobilized support according to the fifth aspect, the immobilization density (ie,
The existing density depends on the density of the carbon nanotubes existing on the substrate. As a result, when the nucleic acid probe is fixed by spotting, the nucleic acid probe can be fixed at a constant density without depending on the density of the nucleic acid probes contained in the droplets of the probe solution to be dropped. Therefore, reliability in quantitative analysis is improved.

【0113】ここで、カーボンナノチューブ当たり1の
核酸プローブが固定されるのは、カーボンナノチューブ
と核酸プローブの太さのバランスや核酸プローブによる
立体障害によるものである。従って、このようなバラン
スと立体障害により、カーボンナノチューブとプローブ
との間で生じる1対1、数本対1、又は10対1程度
で、標的物質の測定又は検出に必要である程度の密度の
一定性を維持できる程度での固定を達成できるものであ
れば、即ち、核酸の太さに近いものであれば同様の効果
が得られる。そのような物質もプローブとして好ましく
使用される。第5の態様に従ってプローブとして使用さ
れる物質の例は、種々の核酸及び核酸類似物質、ポリペ
プチド及び抗体等である。
Here, the reason why one nucleic acid probe is fixed per carbon nanotube is due to the balance of the thickness of the carbon nanotube and the nucleic acid probe and the steric hindrance due to the nucleic acid probe. Therefore, due to such balance and steric hindrance, the density of the carbon nanotube and the probe is about 1: 1 or several to 1: 1 or about 10: 1, and the density is constant to some extent necessary for measuring or detecting the target substance. Similar effects can be obtained as long as immobilization can be achieved to the extent that the property can be maintained, that is, if the thickness is close to the thickness of the nucleic acid. Such substances are also preferably used as the probe. Examples of substances used as probes according to the fifth aspect are various nucleic acids and nucleic acid analogues, polypeptides and antibodies and the like.

【0114】また、このような構成で基板61より延出
するカーボンナノチューブにプローブを固相する場合、
カーボンナノチューブに、上述の第1の態様において記
載したような化学的修飾、物理化学的修飾及び/又は物
理学的修飾を施した後で目的のプローブの固相を行って
もよい。また、そのようなカーボンナノチューブの処理
と同時に、プローブに対しても官能基の導入等の修飾を
行ってよい。何れの処理を行うのかの選択は、使用され
るプローブの種類、標識物質及び検出方式等を基に実施
者が任意に選択すればよい。
When the probe is solid-phased on the carbon nanotube extending from the substrate 61 with such a structure,
The carbon nanotube may be chemically modified, physicochemically modified, and / or physically modified as described in the first embodiment, and then the solid phase of the target probe may be performed. Further, at the same time as such treatment of carbon nanotubes, modification such as introduction of a functional group may be performed on the probe. The practitioner may arbitrarily select which treatment is to be performed based on the type of probe used, the labeling substance, the detection method, and the like.

【0115】また、SiC基板の表面からカーボンナノ
チューブを延在させると、SiC基板表面には1011
〜1013本/cmの密度でカーボンナノチューブが
形成される。この密度は、核酸のハイブリダイゼーショ
ン反応を行うのに最適な密度である。従って、このよう
な密度のカーボンナノチューブ毎に1つずつの核酸プロ
ーブを固定すれば、ハイブリダイゼーションに最適な密
度である1011〜1013本/cmの密度でプロー
ブを固定することが可能である。それにより、ハイブリ
ダイゼーションやPCR反応の反応効率が向上する。
When carbon nanotubes are extended from the surface of the SiC substrate, the surface of the SiC substrate is 10 11
Carbon nanotubes are formed at a density of 10 13 / cm 2 . This density is the optimum density for carrying out a nucleic acid hybridization reaction. Therefore, by fixing one nucleic acid probe for each carbon nanotube of such a density, it is possible to fix the probes at a density of 10 11 to 10 13 / cm 2 , which is the optimum density for hybridization. is there. This improves the reaction efficiency of hybridization and PCR reaction.

【0116】ここでは、カーボンナノチューブの例を示
したが、このような構成を達成できれば、他の材質によ
り製造されてもよく、第1の態様における記載に従って
任意に変更してもよい。
Here, an example of the carbon nanotube is shown, but as long as such a constitution can be achieved, it may be manufactured from other materials, and may be arbitrarily changed according to the description in the first aspect.

【0117】6.第6の態様 第5の態様で示したプローブ固定支持体を一部変更した
第6の態様を図8Aに示す。第6の態様に従うプローブ
固定支持体は、その先端が開口したカーボンナノチュー
ブを長細担体として具備する。以下、図8Aを用いて説
明する。プローブ固定支持体70は、基体71に複数の
長細担体としてのカーボンナノチューブ72が固定さ
れ、当該カーボンナノチューブ72の先端が開口され、
この開端されたカーボンナノチューブ72の開口部74
の縁75にプローブ73が固定されている。
6. Sixth Mode FIG. 8A shows a sixth mode in which the probe fixing support shown in the fifth mode is partially modified. The probe fixing support according to the sixth aspect comprises carbon nanotubes having an open tip as an elongated carrier. Hereinafter, description will be given with reference to FIG. 8A. In the probe fixing support 70, carbon nanotubes 72 as a plurality of long and narrow carriers are fixed to a base 71, and the ends of the carbon nanotubes 72 are opened.
The opening 74 of the opened carbon nanotube 72
The probe 73 is fixed to the edge 75 of the.

【0118】カーボンナノチューブ72の先端を開口す
るための手段は、それ自身公知の酸化、エッチング、及
びレーザーアブレーション、並びに硝酸又は過酸化水素
中で環流すること等の手段を利用することが可能であ
る。また、それ自身公知の手段を用いて空気中で加熱す
れば、−OH基、−COOH基、カルボニル基、ラクト
ン環、キノン又はフェノール性水酸基等を付与すること
も可能である。
As the means for opening the tip of the carbon nanotube 72, it is possible to utilize means known per se such as oxidation, etching and laser ablation, and reflux in nitric acid or hydrogen peroxide. . Further, by heating in air using a means known per se, it is also possible to impart an —OH group, a —COOH group, a carbonyl group, a lactone ring, a quinone or a phenolic hydroxyl group.

【0119】次に、図8Bを参照されたい。図8Bはプ
ローブ固定前のカーボンナノチューブを具備した基板を
上から見た図面である。カーボンナノチューブ72の先
端を開口することにより、基板71上には、カーボンナ
ノチューブ72を構成する炭素部位と、カーボンナノチ
ューブの開口部74と、開口部74を縁取る周辺炭素部
位B1と、炭素部位B1により囲まれた内部に構成され
る内腔B2と、露出した基板表面B3が存在する。第5
の態様と同様に、B1、B2及びB3の各部位へのプロ
ーブの結合には偏りがある。即ち、周辺炭素部位B1は
プローブが最も結合し易い部位であり、露出した基板表
面B3はプローブの結合が困難な部位であり、カーボン
ナノチューブの開口部74より基板に向いた方向に広が
る内腔部B2は、孔の内径の大きさにも寄るが、一般的
にはプローブの結合が非常に困難な領域である。当該装
置におけるプローブの存在密度はカーボンナノチューブ
の密度に依存する。
Next, please refer to FIG. 8B. FIG. 8B is a plan view of the substrate including the carbon nanotubes before the probe is fixed. By opening the tip of the carbon nanotube 72, the carbon portion forming the carbon nanotube 72, the opening portion 74 of the carbon nanotube, the peripheral carbon portion B1 framing the opening portion 74, and the carbon portion B1 are formed on the substrate 71. There is an inner cavity B2 defined by the inside and an exposed substrate surface B3. Fifth
Similar to the above embodiment, the binding of the probe to each site of B1, B2 and B3 is biased. That is, the peripheral carbon portion B1 is the portion to which the probe is most likely to bind, the exposed substrate surface B3 is the portion to which the probe is difficult to bind, and the inner cavity portion extending in the direction from the opening 74 of the carbon nanotube toward the substrate. B2 depends on the size of the inner diameter of the hole, but is generally a region where probe coupling is extremely difficult. The density of probes present in the device depends on the density of carbon nanotubes.

【0120】本発明に従うプローブ固定支持体が第6の
態様に示すような構成では、密集したカーボンナノチュ
ーブの開口部によって固相面の面積が制限されている。
それによって、滴下されたプローブ溶液の分散に依存す
ることなく、プローブの結合密度を一定にすることがで
きる。それにより、定量分析を行う際の信頼性が向上す
る。
In the structure of the probe fixing support according to the present invention as shown in the sixth aspect, the area of the solid phase surface is limited by the openings of the densely packed carbon nanotubes.
Thereby, the probe binding density can be made constant without depending on the dispersion of the dropped probe solution. This improves the reliability when performing quantitative analysis.

【0121】また、第6の態様は、カーボンナノチュー
ブが開端していること以外は、第5の態様と同様であ
る。従って、上述の第5の態様と同様に第6の態様を所
望に応じて変更してもよい。
The sixth mode is the same as the fifth mode except that the carbon nanotubes are open-ended. Therefore, the sixth aspect may be modified as desired in the same manner as the fifth aspect described above.

【0122】また、本発明に従うと、第6の態様の変形
例としては、カーボンナノチューブの内径を十分に大き
くしたプローブ固定支持体が提供される。カーボンナノ
チューブの内径を十分に大きくする以外は第6の態様と
同様な構成を有するように製造すれば、その内径の大き
さに従って、カーボンナノチューブの内腔のB2に1以
上のプローブを固定することが可能である。
Further, according to the present invention, as a modification of the sixth aspect, there is provided a probe fixing support in which the inner diameter of the carbon nanotube is sufficiently increased. If the carbon nanotube is manufactured so as to have the same configuration as that of the sixth embodiment except that the inner diameter of the carbon nanotube is made sufficiently large, one or more probes are fixed to B2 of the inner cavity of the carbon nanotube according to the size of the inner diameter. Is possible.

【0123】7.第7の態様 第5の態様及び第6の態様では、基板61又は71上に
隣合う同士が互いに密着して延出するカーボンナノチュ
ーブ62又は72を長細担体として使用した例を示し
た。特に、第6の態様では、全体として見れば、このよ
うなカーボンナノチューブは基板上に構成された膜とし
て存在する。また、隣合う長細担体が互いに近づけば、
隣合う長細担体は1つの壁面を共有するようになる。従
って、そのような観点から本発明を捕らえれば、長細担
体の集合体は、その孔の大きさがほぼ揃っている多孔質
として取られることができる。従って、本発明では、そ
の孔の大きさがほぼ揃っている多孔質を長細担体の集合
体として用いて、本発明のプローブ固定支持体を製造す
ることも可能である。
7. Seventh Mode In the fifth mode and the sixth mode, an example in which the carbon nanotubes 62 or 72, which are adjacent to each other and extend on the substrate 61 or 71 so as to extend in close contact with each other, is used as the elongated carrier. Particularly, in the sixth aspect, as a whole, such carbon nanotubes exist as a film formed on the substrate. Also, if adjacent long and narrow carriers come close to each other,
Adjacent elongated carriers share one wall surface. Therefore, in view of the present invention from such a viewpoint, the aggregate of the long and narrow carriers can be taken as a porous body in which the pore sizes are almost the same. Therefore, in the present invention, it is also possible to manufacture the probe-immobilized support of the present invention by using a porous material having pores of substantially the same size as an aggregate of long and narrow carriers.

【0124】本発明に従って好ましく使用される多孔質
部材は、例えば、それ自身公知のメソポーラス物質等で
あればよい。メソポーラス物質の例は、メソポーラスシ
リカとも称される層状ケイ酸塩の無機層状結晶、例え
ば、KSW−2及びFSM−16等、並びにケイ素アル
コキシドからなる無機有機層状ハイブリッド等である。
しかしながら、これに限定されるものではなく、数ナノ
メータで規則正しく均一に孔を具備する部材であれば使
用することが可能である。
The porous member preferably used according to the present invention may be, for example, a mesoporous substance known per se. Examples of mesoporous materials are inorganic layered crystals of layered silicates, also called mesoporous silica, such as KSW-2 and FSM-16, and inorganic organic layered hybrids composed of silicon alkoxides.
However, the present invention is not limited to this, and any member can be used as long as the member has holes regularly and uniformly in a few nanometers.

【0125】本発明の態様に従うと、孔の内径がプロー
ブの長さよりも短いことが望ましい。多孔質の孔の内径
が、そこに固定するプローブの全長よりも短い場合に
は、プローブを固定する際に、当該プローブはその孔の
内部に入り込み難い。従って、プローブは第6の態様と
同様に孔の縁に固定される。即ち、孔の存在によって固
相面の面積が制限されているので、滴下されたプローブ
溶液の分散に依存することなく、プローブの結合密度を
一定にすることができる。それにより、定量分析を行う
際の信頼性が向上する。
According to an aspect of the present invention, it is desirable that the inner diameter of the hole be shorter than the length of the probe. When the inner diameter of the porous hole is shorter than the total length of the probe fixed thereto, the probe is unlikely to enter the inside of the hole when fixing the probe. Therefore, the probe is fixed to the edge of the hole as in the sixth aspect. That is, since the area of the solid phase surface is limited by the existence of the holes, the binding density of the probe can be made constant without depending on the dispersion of the dropped probe solution. This improves the reliability when performing quantitative analysis.

【0126】本発明の更なる側面では、その孔の径がほ
ぼ等しい多孔質と、前記多孔質の孔の縁に固定されたプ
ローブとを具備するプローブ固定支持体が提供される。
このようなプローブ固定支持体も本発明の範囲内に含ま
れる。
[0126] In a further aspect of the present invention, there is provided a probe immobilizing support comprising a porous body having pores of approximately the same diameter and a probe fixed to the edge of the porous pores.
Such a probe fixed support is also included in the scope of the present invention.

【0127】II.検出様式 本発明のプローブ固定支持体を用いた標的物質の検出
は、支持体に固定化されたプローブと試料中の標的物質
の結合を次の様式、即ち、(1)標識物質を用いる方法
又は(2)電気化学的方法の何れかの手段によって検出
することが可能である。
II. Detection mode The detection of a target substance using the probe-immobilized support of the present invention is carried out by binding the probe immobilized on the support to the target substance in the sample in the following manner: (1) a method using a labeling substance or (2) It can be detected by any means of electrochemical methods.

【0128】例えば、当該プローブが核酸である場合に
は、(1)と(2)の方法のどちらも使用することが可
能である。以下、プローブが核酸である場合を例に検出
方法について説明する。
For example, when the probe is a nucleic acid, both the methods (1) and (2) can be used. Hereinafter, the detection method will be described by taking the case where the probe is a nucleic acid as an example.

【0129】(1)の標識物質を用いる方法の場合に
は、試料核酸は、FITC、Cy3、Cy5、ローダミ
ン、N−アセトキシ−N−アセチルアミノフルオレン
(以下AAFと記す)又はAAIF(即ち、AAFのヨ
ウ素誘導体)等の蛍光色素、又はビオチン、ハプテン、
オキシダーゼ若しくはポスファターゼ等の酵素、又はフ
ェロセン若しくはキノン類等の電気化学的に活性な物質
で標識される。或いは前述した物質で標識したセカンド
プローブを用いることで検出を行う。複数の標識物質を
同時に使用できる。
In the case of the method using the labeling substance of (1), the sample nucleic acid is FITC, Cy3, Cy5, rhodamine, N-acetoxy-N 2 -acetylaminofluorene (hereinafter referred to as AAF) or AAIF (ie, AAF (iodine derivative of AAF) or the like, or biotin, hapten,
It is labeled with an enzyme such as oxidase or phosphatase, or an electrochemically active substance such as ferrocene or quinones. Alternatively, detection is performed by using a second probe labeled with the above-mentioned substance. Multiple labeling substances can be used simultaneously.

【0130】(2)の電気化学的方法の場合、核酸プロ
ーブを固定化する長細担体に導電性物質を用い、プロー
ブ固定支持体を電極として使用してもよく、長細担体に
電極としての機能を持たせて使用してもよい。この電極
を用いたハイブリダイゼーション反応の検出は、他の一
般的な電気化学的検出法と同じように、この電極の他に
対極や参照極を使用してもよい。参照極を配置する場
合、例えば、銀/塩化銀電極や水銀/塩化水銀電極等の
一般的な参照極を使用し得る。本発明に従うプローブ固
定支持体に参照極を配置するには、例えば、Si基板上
に、第3の態様に示したカーボンナノチューブを長細担
体として使用した場合には、Si基板上に参照極を配置
してもよい。また、基板上に参照極及び/又は対極を必
ずしも配置する必要はなく、反応溶液中に存在させるこ
とができる手段を利用してもよい。また、参照極は、必
ずしも配置する必要はない。
In the case of the electrochemical method (2), a conductive substance may be used as the elongated carrier for immobilizing the nucleic acid probe, and the probe-immobilized support may be used as an electrode. You may give it a function and use it. The detection of the hybridization reaction using this electrode may use a counter electrode or a reference electrode in addition to this electrode, as in other general electrochemical detection methods. When disposing the reference electrode, a general reference electrode such as a silver / silver chloride electrode or a mercury / mercury chloride electrode can be used. In order to arrange the reference electrode on the probe-immobilized support according to the present invention, for example, when the carbon nanotube shown in the third aspect is used as an elongated carrier on a Si substrate, the reference electrode is arranged on the Si substrate. You may arrange. Further, the reference electrode and / or the counter electrode need not necessarily be arranged on the substrate, and a means that can be present in the reaction solution may be used. Further, the reference electrode does not necessarily have to be arranged.

【0131】本発明で用いる長細担体が電極としての機
能を有するためには、これらに限定されるものではない
が、使用可能なものとしては、例えばグラファイト、グ
ラシーカーボン、パイロリティックグラファイト、カ−
ボンファイバ−及びカーボンナノチューブのような炭素
電極、白金、白金黒、金、パラジウム及びロジウムのよ
うな貴金属電極、酸化チタン、酸化スズ、酸化マンガン
及び酸化鉛のような酸化物電極、Si、Ge、ZnO、
CdS、TiO、GaAsのような半導体電極、チタ
ン等が挙げられる。これらの電極は導電性高分子によっ
て被覆してもよく、これによって安定なプローブ固定化
電極を調製することができる。また、単分子膜によって
被覆することもできる。核酸プロ−ブは、共有結合、イ
オン結合、物理吸着等によって電極表面である長細担体
上に固定化することができる。
The elongated carrier used in the present invention is not limited to these in order to have a function as an electrode, but usable examples thereof include graphite, glassy carbon, pyrolytic graphite and carbon. −
Carbon electrodes such as carbon fiber and carbon nanotubes, platinum, platinum black, gold, precious metal electrodes such as palladium and rhodium, oxide electrodes such as titanium oxide, tin oxide, manganese oxide and lead oxide, Si, Ge, ZnO,
Examples thereof include semiconductor electrodes such as CdS, TiO 2 and GaAs, titanium and the like. These electrodes may be coated with a conductive polymer, whereby a stable probe-immobilized electrode can be prepared. It can also be covered with a monolayer. The nucleic acid probe can be immobilized on the elongated carrier which is the surface of the electrode by covalent bond, ionic bond, physical adsorption or the like.

【0132】また、異なる塩基配列を有するプローブ
を、1つの支持体に具備される導電性長細担体にプロー
ブの種類毎に別々に固定してもよく、1つの支持体に具
備される全ての導電性長細担体に同じプローブを固定
し、これを更に別の基板等の支持体に複数配設させても
よい。
Further, the probes having different base sequences may be separately immobilized on the conductive elongated carrier provided on one support for each type of probe, and all the probes provided on one support may be fixed. The same probe may be fixed to the conductive elongated carrier, and a plurality of such probes may be arranged on a support such as another substrate.

【0133】幾つかの態様においては、試料物質から抽
出した核酸成分とプローブ固定支持体に固定された核酸
プローブとのハイブリダイゼーション反応は、例えば、
以下のように行われるだろう。ハイブリダイゼーション
反応溶液は、イオン強度0.01〜5の範囲で、pH5
〜10の範囲の緩衝液中で行う。この溶液中にはハイブ
リダイゼーション促進剤である硫酸デキストラン、並び
に、サケ精子DNA、牛胸腺DNA、EDTA及び界面
活性剤等を添加してもよい。これに抽出した核酸成分を
添加し、90℃以上で熱変性させる。プローブ固定支持
体の挿入は、変性直後、あるいは0℃に急冷後に行って
よい。また、プローブ固定支持体上に液を滴下すること
でハイブリダイゼーション反応を行ってもよい。反応中
は、撹拌、或いは振とう等の操作で反応速度を高めても
よい。反応温度は、例えば、10℃〜90℃の範囲で、
反応時間は1分以上1晩程度で行えばよい。ハイブリダ
イゼーション反応後、電極を取り出し洗浄を行う。洗浄
には、例えば、イオン強度0.01〜5の範囲で、pH
5〜10の範囲の緩衝液を用いる。
[0133] In some embodiments, the hybridization reaction between the nucleic acid component extracted from the sample substance and the nucleic acid probe immobilized on the probe-immobilized support is carried out by, for example,
It would be done as follows. The hybridization reaction solution has a pH of 5 at an ionic strength of 0.01 to 5.
It is carried out in a buffer solution in the range of -10. Dextran sulfate, which is a hybridization promoter, salmon sperm DNA, calf thymus DNA, EDTA and a surfactant may be added to this solution. The extracted nucleic acid component is added thereto, and heat denaturation is performed at 90 ° C or higher. Insertion of the probe-immobilized support may be performed immediately after denaturation or after rapid cooling to 0 ° C. Alternatively, the hybridization reaction may be performed by dropping a liquid on the probe-immobilized support. During the reaction, the reaction rate may be increased by an operation such as stirring or shaking. The reaction temperature is, for example, in the range of 10 ° C to 90 ° C,
The reaction time may be 1 minute or more and about 1 night. After the hybridization reaction, the electrode is taken out and washed. For washing, for example, in the range of ionic strength 0.01 to 5, pH
Buffers in the range 5-10 are used.

【0134】(1)の標識物質を用いる方法の場合、ハ
イブリダイゼーション反応の検出は、標識の種類に応じ
た適宜の検出装置を用いて、試料中の標識された塩基配
列又は2次プローブ中の標識物質を検出することによっ
て行えばよい。標識物質が蛍光物質の場合には、例え
ば、蛍光検出器を用いて蛍光信号を検出すればよい。
In the case of the method using the labeling substance of (1), the hybridization reaction is detected by using an appropriate detection device according to the type of the label, in which the labeled base sequence in the sample or the secondary probe It may be performed by detecting the labeling substance. When the labeling substance is a fluorescent substance, for example, a fluorescence signal may be detected using a fluorescence detector.

【0135】(2)の電気化学的方法の場合、以下のよ
うな手順で検出を行う。まず、プローブ固定支持体(以
下支持体とも記す)上で試料核酸と核酸プローブとを反
応させた後、当該支持体を洗浄する。その後、電極とし
ての長細担体表面に形成された二本鎖部分に選択的に結
合する二本鎖認識体を作用させ、そこに結合した二本鎖
認識体からの信号を電気化学的に測定すればよい。
In the case of the electrochemical method (2), detection is carried out by the following procedure. First, after reacting a sample nucleic acid with a nucleic acid probe on a probe-immobilized support (hereinafter also referred to as a support), the support is washed. After that, a double-stranded chain-recognizing substance that selectively binds to the double-stranded chain formed on the surface of the long carrier as an electrode is made to act, and the signal from the double-stranded chain-recognizing body bound there is measured electrochemically do it.

【0136】ここで用いられる二本鎖認識体は、これら
に限定されるものではないが、例えば、ヘキスト332
58、アクリジンオレンジ、キナクリン、ドウノマイシ
ン、メタロインターカレーター、ビスアクリジン等のビ
スインターカレーター、トリスインターカレーター及び
ポリインターカレーター等が使用できる。更に、これら
のインターカレーターを電気化学的に活性な金属錯体、
例えば、フェロセン、ビオロゲン等で修飾しておくこと
も可能である。
The double-stranded chain-recognizing agent used here is not limited to these, but is, for example, Hoechst 332.
58, acridine orange, quinacrine, dounomycin, metallointercalator, bisintercalator such as bisacridine, tris intercalator, polyintercalator and the like can be used. Further, these intercalators are electrochemically active metal complexes,
For example, it may be modified with ferrocene, viologen, or the like.

【0137】二本鎖認識体の濃度は、その種類によって
異なるが、一般的には1ng/mL〜1mg/mLの範
囲でよい。この際、イオン強度0.001〜5の範囲
で、pH5〜10の範囲の緩衝液を用いてよい。
The concentration of the double-stranded chain-recognizing substance varies depending on its type, but it may generally be in the range of 1 ng / mL to 1 mg / mL. At this time, a buffer solution having an ionic strength of 0.001 to 5 and a pH of 5 to 10 may be used.

【0138】電気化学的な測定では、二本鎖認識体が電
気化学的に反応する電位以上の電位を印加し、二本鎖認
識体に由来する反応電流値を測定する。この際、電位は
定速で掃引するか、あるいはパルスで印加するか、ある
いは、定電位を印加することによって生じる。測定で
は、例えば、ポテンショスタット、デジタルマルチメー
ター及びファンクションジェネレーター等の装置を用い
て電流及び電圧が制御される。得られた電流値を基に、
検量線から標的核酸の濃度を算出できる。
In the electrochemical measurement, a potential higher than the potential at which the double-stranded chain-recognizing body reacts electrochemically is applied, and the reaction current value derived from the double-stranded chain-recognizing body is measured. At this time, the potential is generated by sweeping at a constant speed, applying a pulse, or applying a constant potential. In the measurement, the current and voltage are controlled by using a device such as a potentiostat, a digital multimeter and a function generator. Based on the obtained current value,
The concentration of the target nucleic acid can be calculated from the calibration curve.

【0139】また、電極を用いて遺伝子の検出を行なう
場合には、電気化学発光を生じる挿入剤を利用すること
もできる。このような挿入剤は特に限定されるものでは
なく、例えば、ルミノ−ル、ルシゲニン、ピレン、ジフ
ェニルアントラセンおよびルブレンを挙げることができ
る。これらの挿入剤による電気化学発光は、ホタルルシ
フェリン、デヒドロルシフェリンのようなルシフェリン
誘導体、フェニルフェノ−ル、クロロフェノ−ルのよう
なフェノ−ル類もしくはナフト−ル類のようなエンハン
サ−を用いることにより増強することが可能である。
When the gene is detected by using the electrode, an intercalating agent which produces electrochemiluminescence can be used. Such an intercalating agent is not particularly limited, and examples thereof include luminol, lucigenin, pyrene, diphenylanthracene and rubrene. Electrochemiluminescence with these intercalating agents can be achieved by using luciferin derivatives such as firefly luciferin and dehydroluciferin, phenols such as phenylphenol and chlorophenol, or enhancers such as naphthols. It is possible to increase.

【0140】電気化学的な手法は試料核酸の標識が不要
である。また検出は電気信号を測定することによって行
われる。従って、蛍光検出に必要とされるような複雑な
システムは不要である。従って、このような手法ではシ
ステムの小型化も期待できる。
The electrochemical method does not require labeling of the sample nucleic acid. Further, the detection is performed by measuring an electric signal. Therefore, complicated systems such as those required for fluorescence detection are not needed. Therefore, such a method can be expected to reduce the size of the system.

【0141】III.使用例 以下に本発明に従うプローブ固定支持体の使用例を示
す。
III. Example of use The following is an example of use of the probe-immobilized support according to the present invention.

【0142】1.核酸の解析 本発明に従うプローブ固定支持体を使用する検体試料に
含まれる核酸の検出は次のように行うことが可能であ
る。
1. Analysis of Nucleic Acid Detection of nucleic acid contained in a specimen sample using the probe-immobilized support according to the present invention can be performed as follows.

【0143】まず、解析の対象である検体核酸を調製す
る。検体核酸は、例えば、個体から採取した末梢静脈血
等の血液、白血球、血清、尿、糞便、精液、唾液、培養
細胞、臓器及び組織等、核酸が含有される試料から、そ
れ自身公知の方法により抽出し、調製すればよい。ここ
で使用される「個体」の語は、ヒト、ヒト以外の動物及
び植物、並びにウイルス、細菌、バクテリア、酵母及び
マイコプラズマ等の微生物であってもよい。
First, a sample nucleic acid to be analyzed is prepared. The sample nucleic acid is, for example, a method known per se from a sample containing nucleic acid such as blood such as peripheral venous blood collected from an individual, white blood cells, serum, urine, feces, semen, saliva, cultured cells, organs and tissues. It may be extracted and prepared by. The term "individual" as used herein may be humans, non-human animals and plants, and microorganisms such as viruses, bacteria, bacteria, yeasts and mycoplasmas.

【0144】核酸の抽出に先駆けて、細胞の破壊や組織
のホモジネートを所望に応じて行ってもよい。また、試
料より抽出された核酸が微量である場合には、PCR等
の増幅手段によって増幅してもよい。
If desired, prior to the extraction of nucleic acids, cell disruption or tissue homogenization may be performed. When the amount of nucleic acid extracted from the sample is very small, it may be amplified by an amplification means such as PCR.

【0145】このようにして調製された検体核酸を、所
望の配列を含む核酸プローブを具備する本発明に従うプ
ローブ固定支持体の表面に添加する。続いて、適切な条
件下で、例えば、厳格な(ストリンジェントな)条件下
でハイブリダイゼーションを行えばよい。ハイブリダイ
ゼーションで選択される温度および反応時間などの詳細
な反応条件は、それ自身公知の一般的な条件を使用する
ことが可能であるが、その選択は、検出される塩基配列
の種類、使用されるプローブ核酸の種類等の条件に応じ
て実施者が任意に選択すればよい。
The sample nucleic acid thus prepared is added to the surface of the probe-immobilized support according to the present invention, which comprises the nucleic acid probe containing the desired sequence. Subsequently, hybridization may be carried out under appropriate conditions, for example, stringent conditions. As for the detailed reaction conditions such as temperature and reaction time selected in the hybridization, general conditions known per se can be used, but the selection depends on the type of base sequence to be detected, the used It may be arbitrarily selected by the practitioner according to conditions such as the type of probe nucleic acid to be used.

【0146】ハイブリダイゼーションの後、当該プロー
ブ固定支持体に具備されるプローブに対してハイブリダ
イズした検体核酸の存在を検出する。この検出は、例え
ば、予め検体核酸に標識物質による標識を行っておき、
その標識物質からの信号を検出することにより行うこと
が可能である。或いは、当該検体核酸に対しては標識を
行わずにサンドイッチハイブリダイゼーションを行って
もよい。又は、プローブ固定支持体に具備されるプロー
ブと検体核酸とのハイブリダイゼーションによって生じ
た二本鎖核酸を二本鎖認識体を用いて電気化学的に検出
してもよい。その他、上述したように、プローブ固定支
持体の構成に応じて種々の検出方法が利用できる。
After the hybridization, the presence of the sample nucleic acid hybridized with the probe provided on the probe-immobilized support is detected. For this detection, for example, a sample nucleic acid is labeled with a labeling substance in advance,
This can be done by detecting the signal from the labeling substance. Alternatively, sandwich hybridization may be performed on the sample nucleic acid without labeling. Alternatively, a double-stranded nucleic acid generated by hybridization of a probe provided on a probe-immobilized support and a sample nucleic acid may be electrochemically detected using a double-stranded recognition body. In addition, as described above, various detection methods can be used depending on the configuration of the probe fixed support.

【0147】このような操作により、検体核酸の塩基配
列を解析することが可能である。また、プローブ固定支
持体に固定するプローブを選択することにより、様々な
遺伝子解析や遺伝子診断等に利用することが可能であ
る。例えば、標的配列の存在の検出および定量、遺伝子
発現の出現消失等を解析する発現解析、ゲノムにおける
単塩基多型(Single Nucleotide Polymorphism、即ち、
SNP)やマイクロサテライト配列等の多型の解析、疾患
関連遺伝子の解析による疾患の診断や発症危険率の予
測、個体の体質の解析、薬物の治療効果の解析、感染の
存在の検出、感染しているウイルス型の解析、及び毒性
試験等を実施する場合等に利用され得る。また、種々の
生物におけるゲノムの機能解析を行うために利用されて
もよく、臨床的診断や発症予測等の種々の臨床学的解析
において利用されてもよい。また、例えば、食品検査、
検疫、医薬品検査、法医学、農業、畜産、漁業及び林業
等、種々の基礎的研究及び応用研究等においても広範に
利用され得る。
By such an operation, it is possible to analyze the base sequence of the sample nucleic acid. In addition, by selecting a probe to be immobilized on the probe-immobilized support, it can be used for various gene analysis and gene diagnosis. For example, detection and quantification of the presence of the target sequence, expression analysis to analyze the appearance and disappearance of gene expression, single nucleotide polymorphism in the genome (Single Nucleotide Polymorphism, ie,
SNP) and microsatellite sequence polymorphism analysis, disease-related gene analysis to diagnose disease and predict risk of onset, individual constitution, drug treatment effect analysis, detection of the presence of infection, detection of infection It can be used when conducting analysis of existing virus types and conducting toxicity tests. Further, it may be used to analyze the function of the genome in various organisms, and may be used in various clinical analyzes such as clinical diagnosis and onset prediction. Also, for example, food inspection,
It can be widely used in various basic researches and applied researches such as quarantine, drug inspection, forensic medicine, agriculture, livestock, fishery and forestry.

【0148】このような本発明に従うプローブ固定支持
体を用いる解析方法も本発明の範囲に含まれる。
An analysis method using such a probe-immobilized support according to the present invention is also included in the scope of the present invention.

【0149】また、本発明に従うプローブ固定支持体
を、遺伝子を検出するための遺伝子検出センサとして繰
り返し使用することも可能である。そのためには、測定
後に、固定化したプロ−ブとハイブリダイズした検体核
酸を解離させればよい。プロ−ブからの検体核酸の解離
は、熱処理、アルカリ処理、酸処理、界面活性剤処理又
は超音波処理等によって行なうことができる。
Further, the probe-immobilized support according to the present invention can be repeatedly used as a gene detection sensor for detecting a gene. For that purpose, after the measurement, the sample nucleic acid hybridized with the immobilized probe may be dissociated. The sample nucleic acid can be dissociated from the probe by heat treatment, alkali treatment, acid treatment, surfactant treatment, ultrasonic treatment, or the like.

【0150】例えば、熱処理は、98℃で5分間処理
し、サンプルを変性させ、その後急冷すればよい。アル
カリ処理は、pH8.5以上の緩衝液若しくは強アルカ
リ液で処理することによって行えばよい。また酸処理
は、pH4.5以下の緩衝液若しくは強酸液で処理する
ことにより行なうことができる。また、界面活性剤によ
る処理は、これに限定されるものではないが、例えばS
DS、Triton−X、tween20等のイオン性
又は中性界面活性剤を用いて行うことができる。この際
の界面活性剤の濃度は、0.1%以上であることが望ま
しい。超音波処理は、10KHz乃至100KHzの周
波数で数秒乃至数分間処理すればよい。
For example, the heat treatment may be carried out by treating the sample at 98 ° C. for 5 minutes to denature the sample and then quenching. The alkaline treatment may be carried out by treating with a buffer solution having a pH of 8.5 or more or a strong alkaline solution. The acid treatment can be carried out by treating with a buffer solution having a pH of 4.5 or less or a strong acid solution. Further, the treatment with the surfactant is not limited to this, but for example, S
It can be performed using an ionic or neutral surfactant such as DS, Triton-X, and tween20. At this time, the concentration of the surfactant is preferably 0.1% or more. The ultrasonic treatment may be performed at a frequency of 10 KHz to 100 KHz for several seconds to several minutes.

【0151】2.核酸増幅におけるプローブ固定支持体
の使用 本発明に従うプローブ固定支持体上で、核酸の伸長及び
/又は増幅を行ってよい。その場合、プローブとして使
用した核酸を鋳型としてもよく、また、プローブに結合
した検体核酸を鋳型としてもよい。
2. Use of Probe-Immobilized Support in Nucleic Acid Amplification Nucleic acid extension and / or amplification may be performed on the probe-immobilized support according to the present invention. In that case, the nucleic acid used as the probe may be used as the template, or the sample nucleic acid bound to the probe may be used as the template.

【0152】プローブを鋳型として使用する場合には、
プローブの長さは一般的にプローブとして使用される長
さであれば何れの長さであってもよい。また、鋳型に結
合させて用いるプライマーは、フォワードプライマー及
びリバースプライマーともに試料中の検体核酸に含まれ
る標的核酸を利用してもよく、或いは、検体核酸に元々
含まれる標的核酸を一方のプライマーとして使用しても
う一方のプライマーを加えてもよく、或いは、既知のプ
ライマーセット(即ち、フォワード及びリバースプライ
マーのセット)を添加して増幅反応を行ってもよい。
When using the probe as a template,
The length of the probe may be any length as long as it is generally used as a probe. Further, as the primer used by binding to the template, both the forward primer and the reverse primer may utilize the target nucleic acid contained in the sample nucleic acid in the sample, or the target nucleic acid originally contained in the sample nucleic acid may be used as one primer. Then, the other primer may be added, or a known primer set (that is, a set of forward and reverse primers) may be added to carry out the amplification reaction.

【0153】標的核酸を鋳型とする場合、標的核酸の何
れかの末端側の幾つかの塩基配列に相補的な配列を有す
るプローブを、プローブ固定支持体に配置する。そのプ
ローブに対して検体核酸をハイブリダイゼーションす
る。その後、当該プローブをプライマーとして機能さ
せ、検体核酸を鋳型とした核酸の伸長及び/又は増幅反
応を行う。また、伸長及び/又は増幅反応を行う際に、
所望に応じて、プローブと対になる更なるプライマーを
用いてもよい。或いは、プローブで標的核酸を捕捉し、
プライマーセットを加えて伸長及び/又は増幅反応を行
ってもよい。
When the target nucleic acid is used as a template, a probe having a sequence complementary to some base sequences at either end of the target nucleic acid is placed on the probe-immobilized support. The sample nucleic acid is hybridized with the probe. Then, the probe is caused to function as a primer, and nucleic acid extension and / or amplification reaction is performed using the sample nucleic acid as a template. Also, when performing the extension and / or amplification reaction,
Additional primers that pair with the probe may be used if desired. Alternatively, capture the target nucleic acid with a probe,
The extension and / or amplification reaction may be performed by adding a primer set.

【0154】核酸を増幅する方法としては、ポリメラ−
ゼ連鎖反応(即ち、PCR)等の酵素を用いる方法が代
表的なものである。しかしながら、これに限定されるも
のではなく、プライマーと酵素を用いた伸長及び/又は
増幅であればどのような反応も利用してよい。
As a method for amplifying nucleic acid, a polymer is used.
A method using an enzyme such as ze chain reaction (that is, PCR) is typical. However, the present invention is not limited to this, and any reaction may be used as long as it is extension and / or amplification using a primer and an enzyme.

【0155】ここで、遺伝子増幅法に用いられる酵素と
しては、例えば、DNAポリメラ−ゼ、Taqポリメラ
−ゼのようなDNA依存型DNAポリメラ−ゼ、RNA
ポリメラ−ゼIのようなDNA依存型RNAポリメラ−
ゼ、Qβレプリカ−ゼのようなRNA依存型RNAポリ
メラ−ゼを挙げることができる。
Examples of the enzyme used in the gene amplification method include a DNA-dependent DNA polymerase such as DNA polymerase and Taq polymerase, and RNA.
DNA-dependent RNA Polymerase such as Polymerase I
And RNA-dependent RNA polymerases such as Qβ replicase.

【0156】また、このような核酸の伸長及び/又は増
幅を行うための反応条件は、反応に関与する核酸の配列
及び酵素等に応じて、実施者が適宜選択してよい。
The reaction conditions for carrying out such extension and / or amplification of nucleic acids may be appropriately selected by the practitioner depending on the sequences of the nucleic acids involved in the reaction, the enzyme and the like.

【0157】本発明は、このような本発明に従うプロー
ブ固定支持体上での核酸の伸長及び/又は増幅反応方法
を提供するものである。また、このような核酸の伸長及
び/増幅反応によって得られた核酸も本発明の範囲内で
ある。また、このような方法により得られた核酸を含む
試薬及び医薬品も本発明の範囲内である。また、本発明
のプローブ固定支持体を利用する診断方法、疾患発症率
の予測方法及び薬物の治療効果予測方法等も本発明の範
囲内である。
The present invention provides a method for extending and / or amplifying a nucleic acid on the probe-immobilized support according to the present invention. Further, a nucleic acid obtained by such a nucleic acid extension and / or amplification reaction is also within the scope of the present invention. Further, reagents and pharmaceuticals containing the nucleic acid obtained by such a method are also within the scope of the present invention. Further, a diagnostic method using the probe-immobilized support of the present invention, a method of predicting a disease incidence, a method of predicting a therapeutic effect of a drug, etc. are also within the scope of the present invention.

【0158】このような本発明に従うプローブ固定支持
体は、プローブが強固に長細担体に結合している。従っ
て、プローブを鋳型として使用する場合、所望の反応を
行った後で当該プローブ以外の核酸を除去することによ
り、当該プローブ固定支持体を繰り返して反応に供する
ことが可能である。その場合には、前項の「1.核酸の
解析」において記載した検体核酸の解離を行えばよい。
In such a probe-immobilized support according to the present invention, the probe is firmly bound to the elongated carrier. Therefore, when the probe is used as a template, it is possible to repeatedly subject the probe-immobilized support to the reaction by removing the nucleic acid other than the probe after performing the desired reaction. In that case, the sample nucleic acid may be dissociated as described in "1. Analysis of nucleic acid" in the preceding section.

【0159】3.保存手段としての使用 本発明に従うプローブ固定支持体は、リボ核酸(RN
A)、デオキシリボ核酸(DNA)、ペプチド核酸(P
NA)、メチルフォスホネート核酸、S−オリゴ等のオ
リゴヌクレオチド、cDNA及びcRNA等のポリヌク
レオチド等の核酸及び核酸類似体、ペプチド、ポリペプ
チド及び蛋白質、並びに糖鎖、酵素、抗原及び抗体等の
生体に関連する物質並びにそれらの類似体等の生体関連
物質を運搬及び/又は保存するのための手段として使用
されてもよい。
3. Use as storage means The probe-immobilized support according to the present invention comprises a ribonucleic acid (RN).
A), deoxyribonucleic acid (DNA), peptide nucleic acid (P
NA), methylphosphonate nucleic acid, oligonucleotides such as S-oligo, nucleic acids and nucleic acid analogs such as polynucleotides such as cDNA and cRNA, peptides, polypeptides and proteins, and sugar chains, enzymes, antigens and antibodies It may be used as a means for transporting and / or storing bio-related substances such as bio-related substances and their analogs.

【0160】運搬及び/又は保存するのための手段とし
て本発明に従うプローブ固定支持体を使用する場合に
は、保存しようとする生体関連物質を精製した後で、プ
ローブを固定する場合と同様の方法によって細長担体表
面に固定すればよい。その後、冷蔵庫又は冷凍庫内に保
存すればよい。
When the probe-immobilized support according to the present invention is used as a means for carrying and / or storing, a method similar to that for immobilizing the probe after purifying the biological substance to be stored. It may be fixed on the surface of the elongated carrier. Then, it may be stored in a refrigerator or a freezer.

【0161】或いは、保存しようとする生体関連物質に
特異的に結合するプローブを支持体に具備された長細担
体に固定し、そのプローブに対して保存しようとする生
体関連物質を結合した状態で冷蔵庫又は冷凍庫内で保存
すればよい。この場合、所望の期間に亘り保存を行った
後に、再度、その生体関連物質を使用する場合には、当
該プローブより解離すればよい。
Alternatively, a probe capable of specifically binding to a biological substance to be preserved is immobilized on a long carrier provided on a support, and the biological substance to be preserved is bound to the probe. It may be stored in a refrigerator or a freezer. In this case, after the storage for a desired period of time, when the biological substance is used again, it may be dissociated from the probe.

【0162】このようなプローブ固定支持体の搬送手段
及び/又は保存手段としての使用方法も本発明の範囲内
に含まれる。
A method of using such a probe-fixed support as a transportation means and / or a storage means is also included in the scope of the present invention.

【0163】本発明を用いた場合、生体関連物質を精製
した状態で固相担体表面に固定するので、特別な保管設
備を必要とせず、試料を簡単且つ大量に、長期に亘って
保存か可能である。また保存は、家庭用冷蔵庫において
も行うことが可能である。従って、従来に比較して遺伝
子試料等の核酸を含有する試料の取り扱いが非常に簡単
且つ便利になる。
When the present invention is used, since the biologically relevant substance is immobilized on the surface of the solid-phase carrier in a purified state, no special storage facility is required, and samples can be stored easily and in large quantities for a long period of time. Is. The storage can also be performed in a home refrigerator. Therefore, handling of a sample containing a nucleic acid such as a gene sample becomes much easier and more convenient than in the past.

【0164】従来では、DNA及びポリヌクレオチド等
の核酸並びに核酸を含む試料は、溶液状態、膜に固定し
た状態、又は宿主細胞に導入した状態で−80℃で凍結
保存されている。例えば、宿主細胞状態でのDNAの保
存は、段階的に温度を下げる必要がある等、作業が複雑
で且つ時間と労力を要する。また従来の冷凍保存では保
存スペースも広く必要であることが問題であった。この
ような従来の問題が本発明のプローブ固定支持体によっ
て解決される。
Conventionally, nucleic acids such as DNA and polynucleotide and samples containing nucleic acids have been frozen and stored at −80 ° C. in a solution state, immobilized on a membrane, or introduced into a host cell. For example, storage of DNA in a host cell state requires complicated steps, such as the need to gradually lower the temperature, and requires time and labor. In addition, conventional frozen storage requires a large storage space, which is a problem. Such a conventional problem is solved by the probe fixing support of the present invention.

【0165】IV.プローブ固定担体 また、上述したような本発明に従う長細担体は、プロー
ブを固定した状態で、プローブ固定担体として、プロー
ブ固定支持体から独立した状態で使用することも可能で
ある。本発明に従うプローブ固相担体は、上述したとお
り非常に微細な担体である。このような微細な担体を用
いることにより、より少ない容量で試験を行うことが可
能である。例えば、本発明に従うプローブ固相担体を使
用する場合には、支持体に具備される代わりに、マイク
ロチューブ、試験管及びマイクロタイタープレート等の
反応容器に含まれる溶液に保持して使用することが可能
である。
IV. Probe-immobilized carrier Further, the elongated carrier according to the present invention as described above can be used as a probe-immobilized carrier in a state where the probe is immobilized, independently of the probe-immobilized support. The probe solid phase carrier according to the present invention is a very fine carrier as described above. By using such a fine carrier, it is possible to carry out a test with a smaller volume. For example, when the probe solid-phase carrier according to the present invention is used, it may be used by holding it in a solution contained in a reaction container such as a microtube, a test tube and a microtiter plate, instead of being provided on a support. It is possible.

【0166】即ち、更なる態様として、本発明は、長細
担体と、前記長細担体に複数で固定され、標的物質に特
異的に結合するプローブとを具備するプローブ固定担体
を提供する。
[0166] That is, as a further aspect, the present invention provides a probe-immobilized carrier comprising an elongated carrier and a plurality of probes immobilized on the elongated carrier and specifically binding to a target substance.

【0167】本態様に従って使用される長細担体は、第
1の態様から第5の態様において記載した何れの長細担
体であってもよい。
The elongated carrier used according to this aspect may be any elongated carrier described in the first to fifth aspects.

【0168】特に、長細担体としてカーボンナノチュー
ブを使用すれば、そこに固定されるプローブの数を制御
することが可能である。例えば、SiC基板上で形成し
たカーボンナノチューブにプローブを固定した後に、カ
ーボンナノチューブを基板から外してもよい。また、カ
ーボンナノチューブに固定されるプローブの固定は放射
状になされるので、プローブと標的物質の反応を効率よ
く行うことが可能である。
In particular, if carbon nanotubes are used as the long and thin carriers, it is possible to control the number of probes fixed on the carbon nanotubes. For example, the carbon nanotubes may be removed from the substrate after fixing the probe to the carbon nanotubes formed on the SiC substrate. Moreover, since the probes fixed to the carbon nanotubes are fixed radially, it is possible to efficiently carry out the reaction between the probes and the target substance.

【0169】以下、本発明を例を用いて更に説明する。
これらの例は、例示のために記載するものであり本発明
を制限するものではない。
The present invention will be further described below with reference to examples.
These examples are provided by way of illustration and not limitation of the invention.

【0170】例 例1.Si基板から成長したカーボンナノチューブ 柱状無機結晶であるカーボンナノチューブを具備するプ
ローブ固定支持体を製造する。
Examples Example 1. A probe-immobilized support including carbon nanotubes, which are columnar inorganic crystals of carbon nanotubes grown from a Si substrate, is manufactured.

【0171】(1)長細担体の製造 まず、Nで十分置換されたグローブボックス内でトル
エン中にジドデシルアンモニウムブロマイドを10%溶
解する。この溶液にCoCl・6HOを0.005
M溶解させて攪拌する。その後、5MのNaBHを加
えて混ぜ合わせ、再び攪拌する。この工程により、Co
のナノ微粒子が溶媒中に分散する。このCoナノ粒子を
アセトン、トルエンを用いて洗浄し、最終的にはアセト
ン中にCoナノ微粒子を分散する。この溶液中にSi基
板を浸け、室温にて乾燥する。これにより、Si基板上
に5nm程度のCoナノ粒子が50個/μm程度で分
散する。
(1) Production of long and narrow carrier First, 10% of didodecyl ammonium bromide was dissolved in toluene in a glove box sufficiently replaced with N 2 . CoCl 2 .6H 2 O was added to this solution 0.005
M Dissolve and stir. Then, add 5M NaBH 4 and mix and stir again. By this process, Co
Nanoparticles are dispersed in the solvent. The Co nanoparticles are washed with acetone and toluene, and finally Co nanoparticles are dispersed in acetone. A Si substrate is dipped in this solution and dried at room temperature. As a result, Co nanoparticles of about 5 nm are dispersed on the Si substrate at about 50 particles / μm 2 .

【0172】図9aに、当該密度に分散された状態を模
式的示す。図9aに示されるように、Ni微粒子81が
Si基板82表面に分散する。この時のSi基板表面の
様子を走査型電子顕微鏡(以下、SEMと記す)を用い
て観察した結果の模式図を図10Aに示す。次に、この
Si基板82を熱CVDチャンバー内に導入して、N
で希釈したHS+Hガス中で400℃で2時間の前
処理をする。次に、チャンバー内を減圧させた後で、N
で置換し、N希釈したCガスを流し、600
〜1000℃で熱分解をし、カーボンを成膜する(図9
b)。ここで使用される熱CVDチャンバーには、質量
流量制御器(以下、M.F.Cと記す)が具備される。
このM.F.Cを介してN、HS、H及びC
が適宜流入される(図9b)。また、熱CVDチャン
バーには、ロータリーポンプ(図中R.Pと記す)が具
備される。
FIG. 9a shows a state in which the particles are dispersed in the density.
It is shown as a formula. As shown in FIG. 9a, the Ni fine particles 81
It is dispersed on the surface of the Si substrate 82. At this time, the Si substrate surface
Using a scanning electron microscope (hereinafter referred to as SEM)
FIG. 10A shows a schematic diagram of the result of the observation. Then this
After introducing the Si substrate 82 into the thermal CVD chamber, Two
H diluted withTwoS + HTwo2 hours before at 400 ° C in gas
To process. Next, after decompressing the inside of the chamber, N
TwoReplace with NTwoDiluted CTwoHTwoFlow gas, 600
Pyrolysis is performed at ~ 1000 ° C to form a carbon film (Fig. 9).
b). The thermal CVD chamber used here has a mass
A flow rate controller (hereinafter, referred to as MFC) is provided.
This M. F. N through CTwo, HTwoS, HTwoAnd CTwoH
TwoAre appropriately introduced (FIG. 9b). Also, the thermal CVD chamber
The bar is equipped with a rotary pump (denoted as RP in the figure).
Be equipped.

【0173】この工程により、Si基板82上に分散し
たCoナノ粒子を核として、直径30〜80nm、長さ
5μm、密度10本/μm程度のカーボンナノチュー
ブ83が当該基板に対して垂直に成長する(図9c)。
また、隣合うカーボンナノチューブ間の距離は100n
m程度である。この距離は、一般的に使用される核酸プ
ローブの長さよりも長い距離である。従って、一本ずつ
のカーボンナノチューブは、夫々独立した長細担体とし
て機能する。また、ここで使用されたSi基板82が本
発明に従う支持体として使用される。作成されたカーボ
ンナノチューブをSEMで観察した結果の模式図を図1
0Bに示す。
By this step, carbon nanotubes 83 having a diameter of 30 to 80 nm, a length of 5 μm, and a density of about 10 pieces / μm 2 are grown perpendicularly to the substrate by using Co nanoparticles dispersed on the Si substrate 82 as nuclei. (Fig. 9c).
The distance between adjacent carbon nanotubes is 100 n.
It is about m. This distance is longer than the length of a commonly used nucleic acid probe. Therefore, each of the carbon nanotubes functions as an independent long and thin carrier. Further, the Si substrate 82 used here is used as a support according to the present invention. Figure 1 shows a schematic diagram of the results of SEM observation of the created carbon nanotubes.
Shown in 0B.

【0174】本例では、Si基板からカーボンナノチュ
ーブを成長させた例を示したが、ゼオライト、SiC基
板、ガラス基板及びα−Al基板等の耐熱性の基
板であれば何れの基板を使用してもよい。そのような基
板の何れを用いても上述した本例の方法と同様な方法に
よってカーボンナノチューブを得ることが可能である。
In this example, an example in which carbon nanotubes were grown from a Si substrate was shown, but any substrate can be used as long as it is a heat resistant substrate such as zeolite, SiC substrate, glass substrate and α-Al 2 O 3 substrate. May be used. It is possible to obtain carbon nanotubes using any of such substrates by the same method as the method of the present example described above.

【0175】(2)静電結合によるDNAの固定化 上記(1)で製造したカーボンナノチューブを有するS
i基板に対し、静電結合により蛍光標識物質で標識され
たDNAプローブ(以下、蛍光標識DNAプローブと記
す)を固定する。
(2) Immobilization of DNA by electrostatic binding S having carbon nanotubes produced in (1) above
A DNA probe labeled with a fluorescent labeling substance by electrostatic binding (hereinafter referred to as a fluorescent labeled DNA probe) is immobilized on the i substrate.

【0176】まず、カーボンナノチューブを具備するS
i基板面をエタノール及び蒸留水で洗浄する。その後、
表面をポリリジン溶液で処理する。それとは別に、固定
しようとする蛍光標識DNAプローブをエタノール洗浄
し、3倍のクエン酸生理食塩水中に分散する。
First, S containing carbon nanotubes
i The substrate surface is washed with ethanol and distilled water. afterwards,
Treat the surface with a polylysine solution. Separately from this, the fluorescence-labeled DNA probe to be immobilized is washed with ethanol and dispersed in 3-fold citric acid physiological saline.

【0177】その後、ポリリジン表面処理された面に蛍
光標識DNAプローブが分散されたクエン酸生理食塩水
溶液を滴下する。これにより蛍光標識DNAプローブに
含まれるリン酸陰イオンがポリリジンの陽イオンに対し
て静電結合される。
Then, a citric acid physiological saline solution in which the fluorescent-labeled DNA probe is dispersed is dropped on the surface treated with polylysine. As a result, the phosphate anion contained in the fluorescently labeled DNA probe is electrostatically bound to the cation of polylysine.

【0178】その後、0.2%のドデシル硫酸ナトリウ
ム溶液で当該表面を洗浄し、更に95%エタノールで洗
浄する。次に、固定された蛍光標識DNAプローブを9
5℃で加熱し、変性させ、UVクロスリンク処理(60
mJ/cm)を行う。その後、ブロッキング処理とし
て、70mMの無水コハク酸と35%1−メチル−2−
pyrrolidinoneを溶解させた0.1M(p
H8.0)のホウ酸溶液に当該基板を浸ける。その後、
室温で30分間放置する。更にこれを37℃の乾燥機で
充分に乾燥する。その後、TE緩衝液(10mMのTr
is−HCl、pH8.0、0.1mMのEDTAを含
有する)で数回洗浄して良く乾燥する。
Thereafter, the surface is washed with a 0.2% sodium dodecyl sulfate solution, and further washed with 95% ethanol. Next, the immobilized fluorescent labeled DNA probe
Heat at 5 ° C to denature and UV crosslink treatment (60
mJ / cm 2 ). Then, as a blocking treatment, 70 mM succinic anhydride and 35% 1-methyl-2-
Pyrrolidinone was dissolved in 0.1M (p
The substrate is immersed in a boric acid solution of H8.0). afterwards,
Let stand for 30 minutes at room temperature. Further, this is thoroughly dried with a dryer at 37 ° C. Then, TE buffer (10 mM Tr
Wash with is-HCl, pH 8.0, containing 0.1 mM EDTA) several times and dry well.

【0179】以上の工程により、図9dに示すようなD
NAプローブを具備するプローブ固定支持体が製造され
る。
Through the above steps, D as shown in FIG. 9d is obtained.
A probe fixed support including an NA probe is manufactured.

【0180】次に、これを水洗し、未反応の蛍光標識D
NAプローブを除去した後に、紫外光を照射して蛍光物
質から生じる蛍光を観察する。それによれば、当該基板
上に複数の蛍光が観察される。更に、プローブの結合密
度を測定すれば、1011〜1013分子/cm程度
の標識DNAプローブが当該基板上に固定されているこ
とが確認できる。
Next, this was washed with water to obtain the unreacted fluorescent label D.
After removing the NA probe, ultraviolet light is irradiated to observe the fluorescence generated from the fluorescent substance. According to this, a plurality of fluorescences are observed on the substrate. Furthermore, by measuring the binding density of the probe, it can be confirmed that about 10 11 to 10 13 molecules / cm 2 of the labeled DNA probe are immobilized on the substrate.

【0181】また、当該基板に対して概垂直に立ってい
るカーボンナノチューブの高アスペクト比を考慮する
と、上記方法により製造されたプローブ固定支持体にお
けるDNAプローブの固定は、従来の平面に対する固定
に比べて、等しい面積当たり10〜10倍の数のD
NAプローブを固定することができる。従って、このよ
うな本発明のプローブ固定支持体を使用すれば、蛍光物
質を用いた測定方法や電気的な測定方法により標的物質
を検出する場合の感度を顕著に向上することが可能であ
る。
Considering the high aspect ratio of the carbon nanotubes standing almost perpendicular to the substrate, fixing of the DNA probe on the probe fixing support manufactured by the above method is more difficult than fixing on a conventional plane. And 10 2 to 10 3 times as many D's per equal area
The NA probe can be immobilized. Therefore, by using such a probe-immobilized support of the present invention, it is possible to remarkably improve the sensitivity when detecting a target substance by a measuring method using a fluorescent substance or an electric measuring method.

【0182】また、上述したDNAプローブの固相方法
は、無機物、有機物及び金属等の材質を選択することな
く、又、長細担体の形状、即ち、線状、繊維状又は柱状
等を選択することなく、本発明のプローブ固定支持体を
製造するために広く使用することが可能である。
In the solid phase method of the DNA probe described above, the shape of the long and narrow carrier, that is, linear, fibrous or columnar shape is selected without selecting the material such as the inorganic material, the organic material and the metal. Without being, it can be widely used for producing the probe fixed support of the present invention.

【0183】(3)配位結合によるDNAプローブの固
定化 上記(1)で製造されたカーボンナノチューブを有する
Si基板に対し配位結合により蛍光標識DNAプローブ
を固定する。
(3) Immobilization of DNA probe by coordinate bond The fluorescent labeled DNA probe is immobilized by coordinate bond on the Si substrate having the carbon nanotubes produced in (1) above.

【0184】上記(1)で製造されたSi基板に具備さ
れたカーボンナノチューブに対して、電子銃蒸着(又
は、スパッタ、CVD、電解メッキ及び無電解メッキ等
の成膜技術を用いてもよい)を行い、表面にAu膜を成
膜する。その一方で、別途、DNAプローブに対してS
(硫黄)を導入する。このように表面に膜を形成したカ
ーボンナノチューブに対して、以下の方法によりDNA
プローブを配位結合させる。
Electron gun vapor deposition (or film forming techniques such as sputtering, CVD, electrolytic plating and electroless plating may be used) for the carbon nanotubes provided on the Si substrate manufactured in (1) above. Then, an Au film is formed on the surface. On the other hand, separately for the DNA probe, S
(Sulfur) is introduced. For the carbon nanotubes having the film thus formed on the surface thereof, DNA is prepared by the following method.
Coordinate the probe.

【0185】先ず、蛍光標識DNAプローブに対して、
配位結合供与体としてSを導入する。次に、Sを導入し
た蛍光標識DNAプローブをクエン酸生理食塩水溶液に
分散する。この溶液を上記で成膜されたAuを有するS
i基板の表面に対して滴下する。これによりカーボンナ
ノチューブ表面に制膜されたAuとプローブに具備され
るSが配位結合される。このような方法によって配位結
合によりDNAプローブが長細担体に固定される。
First, for the fluorescently labeled DNA probe,
S is introduced as a coordinate bond donor. Next, the fluorescently labeled DNA probe into which S has been introduced is dispersed in a citric acid physiological saline solution. This solution was added to the S containing Au film formed above.
Drop onto the surface of the i substrate. As a result, Au formed on the surface of the carbon nanotube and S contained in the probe are coordinate-bonded. By such a method, the DNA probe is fixed to the elongated carrier by the coordinate bond.

【0186】その後、ブロッキング処理として、アルカ
ンチオール(その他、イオウを持った炭素鎖、メルカプ
トエタノール又はメルカプトヘキサノール等でもよい)
で処理し、配位結合に関与しなかったカーボンナノチュ
ーブ表面及び当該基板表面をブロッキングする。
Thereafter, as a blocking treatment, alkanethiol (otherwise, a carbon chain having sulfur, mercaptoethanol or mercaptohexanol, etc. may be used).
The surface of the carbon nanotubes and the surface of the substrate, which are not involved in the coordination bond, are blocked by the treatment.

【0187】次に、これを水洗し、未反応の蛍光標識D
NAプローブを除去した後に、紫外光を照射して蛍光物
質から生じる蛍光を観察すれば、当該基板上に複数の蛍
光が観察される。更に、プローブの結合密度を測定すれ
ば1011〜1013分子/cm程度の標識DNAプ
ローブが当該基板上に固定される。
Next, this was washed with water to obtain unreacted fluorescent label D.
After removing the NA probe and observing the fluorescence generated from the fluorescent substance by irradiating with ultraviolet light, a plurality of fluorescences are observed on the substrate. Furthermore, if the binding density of the probe is measured, a labeled DNA probe of about 10 11 to 10 13 molecules / cm 2 is fixed on the substrate.

【0188】また、当該基板に対して概垂直に立ってい
るカーボンナノチューブの高アスペクト比を考慮する
と、上記方法により製造されたプローブ固定支持体にお
けるDNAプローブの固定は、従来の平面に対する固定
に比べて、等面積当たり10〜10倍の数のDNA
を固定することが可能である。このような本発明のプロ
ーブ固定支持体を使用すれば、蛍光物質を用いた測定方
法や電気的な測定方法により標的物質を検出する場合の
感度を顕著に向上することが可能である。
Considering the high aspect ratio of the carbon nanotubes standing almost perpendicular to the substrate, fixing the DNA probe on the probe fixing support manufactured by the above method is more difficult than fixing on a conventional plane. And 10 2 to 10 3 times as many DNAs per equal area
Can be fixed. By using such a probe-immobilized support of the present invention, it is possible to significantly improve the sensitivity when detecting a target substance by a measuring method using a fluorescent substance or an electric measuring method.

【0189】また、このようなDNAプローブの固相方
法も、無機物、有機物及び金属等の材質を選択すること
なく、又、長細担体の形状、即ち、線状、繊維状又は柱
状等を選択することなく、本発明のプローブ固定支持体
を製造するために広く使用することが可能である。
Also, in the solid phase method of such a DNA probe, the shape of the long and narrow carrier, that is, the linear, fibrous or columnar shape is selected without selecting the material such as the inorganic material, the organic material and the metal. Can be widely used for producing the probe-immobilized support of the present invention.

【0190】上記の例では、プローブ固定支持体に高密
度にプローブが固定されることを示すために標識化プロ
ーブを用いる例を示したが、実際に使用する場合には、
標識化は必ずしも必要ではない。
In the above example, the labeled probe is used to show that the probe is immobilized at a high density on the probe-immobilized support. However, in the actual use,
Labeling is not necessary.

【0191】例2.SiC基板から成長したカーボンナ
ノチューブ (1)SiC基板へのカーボンナノチューブの合成 SiC基板から長細担体としてのカーボンナノチューブ
は以下のように製造できる。図11aに示すように本実
施形態に係る方法では、まず、表面にSi(シリコン)
面を有し、裏面にC(カーボン)面を有するSiC基板
101を準備する。次に、このSiC基板101を、R
CA洗浄(即ち、H+HSO洗浄、水洗、希
HF洗浄、水洗、NHOH+H+HO洗浄、
水洗、希HF洗浄、水洗、HCl+H+HO洗
浄、水洗、希HF洗浄の順で洗浄)する。
Example 2. Carbon Nanotubes Grown from SiC Substrate (1) Synthesis of Carbon Nanotubes on SiC Substrate Carbon nanotubes as long and narrow carriers can be produced from a SiC substrate as follows. In the method according to the present embodiment, as shown in FIG. 11a, first, Si (silicon) is formed on the surface.
A SiC substrate 101 having a surface and a back surface having a C (carbon) surface is prepared. Next, the SiC substrate 101 is
CA wash (ie, H 2 O 2 + H 2 SO 4 wash, water wash, dilute HF wash, water wash, NH 4 OH + H 2 O 2 + H 2 O wash,
Washing with water, dilute HF washing, water washing, HCl + H 2 O 2 + H 2 O washing, water washing, dilute HF washing in this order).

【0192】次に、SiC基板101を、誘導加熱型カ
ーボンヒータを備えた電気炉内に搬入する。次いで、電
気炉内を10×10−4Torr以下まで減圧し、12
00〜1800℃に昇温する。
Next, the SiC substrate 101 is loaded into an electric furnace equipped with an induction heating type carbon heater. Then, the pressure inside the electric furnace was reduced to 10 × 10 −4 Torr or less, and
The temperature is raised to 00 to 1800 ° C.

【0193】このような真空加熱処理を行うと、まず、
SiC基板のカーボン面からSi原子が選択的に脱離す
る。これに伴って、Siの脱離により結合手を生じたC
原子同士が再結合する(図11b)。更に反応が進んだ
結果、図11cに示すように、SiC基板101のC面
から延在した多数本のカーボンナノチューブ103が形
成される(図11c)。以上のようにして、SiC基板
101の表面から延出したカーボンナノチューブ103
を具備する支持体104が形成される。
When such vacuum heat treatment is performed, first,
Si atoms are selectively desorbed from the carbon surface of the SiC substrate. Along with this, C which is a bond due to desorption of Si
The atoms recombine with each other (Fig. 11b). As a result of the further reaction, as shown in FIG. 11c, a large number of carbon nanotubes 103 extending from the C surface of the SiC substrate 101 are formed (FIG. 11c). As described above, the carbon nanotubes 103 extending from the surface of the SiC substrate 101
The support 104 is formed.

【0194】ここで形成されるカーボンナノチューブ
は、直径=5〜10nm程度、長さ=数μm、密度10
11〜1013本/cmである。各カーボンナノチュ
ーブは密接していて、カーボンナノチューブ側面にDN
A等の生体関連物質を結合させることはできない。この
ことから、本例により形成されるカーボンナノチューブ
は集合体として存在していることが分かる。図12にこ
のようにして得られるカーボンナノチューブのSEM像
の模式図を示す。どのカーボンナノチューブも同心円上
に成長しているのが観察される(図12)。
The carbon nanotubes formed here have a diameter of about 5 to 10 nm, a length of several μm and a density of 10 nm.
11-10 13 This is a / cm 2. The carbon nanotubes are in close contact with each other and the DN is attached to the side of the carbon nanotube.
A biological substance such as A cannot be bound. From this, it is understood that the carbon nanotubes formed in this example exist as an aggregate. FIG. 12 shows a schematic view of the SEM image of the carbon nanotubes thus obtained. It is observed that all carbon nanotubes are growing concentrically (FIG. 12).

【0195】このカーボンナノチューブに対し、上記例
1の(2)と同様な方法により静電結合についてDNA
を固定する。
DNA was electrostatically bound to the carbon nanotubes in the same manner as in (2) of Example 1 above.
To fix.

【0196】(2)静電結合によるDNAの固定化 上記(1)で製造したカーボンナノチューブを有するS
iC基板に対し静電結合により蛍光標識DNAを固定す
る。
(2) Immobilization of DNA by electrostatic binding S having the carbon nanotube produced in (1) above
Fluorescently labeled DNA is immobilized on the iC substrate by electrostatic coupling.

【0197】まず、カーボンナノチューブを具備するS
iC基板面をエタノール及び蒸留水で洗浄する。その
後、表面をポリリジン溶液で処理する。それとは別に、
固定しようとする蛍光標識DNAをエタノール洗浄し、
3倍のクエン酸生理食塩水中に分散しておく。
First, S containing carbon nanotubes
The iC substrate surface is washed with ethanol and distilled water. Then, the surface is treated with a polylysine solution. Apart from that,
The fluorescence-labeled DNA to be immobilized is washed with ethanol,
Disperse in 3 times citric acid saline.

【0198】その後、ポリリジン表面処理された面に蛍
光標識DNAが分散されたクエン酸生理食塩水溶液を滴
下する。これにより蛍光標識DNAに含まれるリン酸陰
イオンをポリリジンの陽イオンに対して静電結合され
る。
Then, a citric acid physiological saline solution in which the fluorescently labeled DNA is dispersed is dropped on the polylysine surface-treated surface. As a result, the phosphate anion contained in the fluorescently labeled DNA is electrostatically bound to the cation of polylysine.

【0199】その後、0.2%のドデシル硫酸ナトリウ
ム溶液で当該表面を洗浄し、更に95%エタノールで洗
浄する。次に、固定された蛍光標識DNAを95℃で加
熱し、変性させ、UVクロスリンク処理(60mJ/c
)を行う。その後、ブロッキング処理として、70
mMの無水コハク酸と35%1−メチル−2−pyrr
olidinoneを溶解した0.1M(pH8.0)
のホウ酸溶液に当該基板を浸ける。その後、室温で30
分間放置する。これを37℃の乾燥機で充分に乾燥す
る。その後、TE緩衝液(10mMのTris−HCl
(pH8.0)、0.1mMのEDTAを含有する)で
数回洗浄して良く乾燥する。
Thereafter, the surface is washed with a 0.2% sodium dodecyl sulfate solution, and further washed with 95% ethanol. Next, the fixed fluorescent-labeled DNA is heated at 95 ° C. to denature it, and UV cross-linking treatment (60 mJ / c
m 2 ). Then, as a blocking process, 70
mM succinic anhydride and 35% 1-methyl-2-pyrr
0.1M (pH 8.0) in which olidinone was dissolved
Immerse the substrate in the boric acid solution. Then 30 at room temperature
Leave for a minute. This is thoroughly dried in a dryer at 37 ° C. Then TE buffer (10 mM Tris-HCl
Wash several times (pH 8.0, containing 0.1 mM EDTA) and dry well.

【0200】以上の工程により、図11eに示すような
DNAプローブを具備するプローブ固定支持体が製造さ
れる。
Through the above steps, a probe-immobilized support including a DNA probe as shown in FIG. 11e is manufactured.

【0201】次に、これを水洗し、未反応の蛍光標識D
NAを除去した後に、紫外光を照射して蛍光物質から生
じる蛍光を観察すると、当該基板上に複数の蛍光が観察
される。更に、プローブの結合密度を測定すれば10
11〜1013分子/cm程度の標識DNAが当該基
板上に固定されていることが分かる。
Next, this was washed with water and unreacted fluorescent label D
After removing NA, when ultraviolet light is irradiated to observe the fluorescence generated from the fluorescent substance, a plurality of fluorescences are observed on the substrate. Furthermore, if the binding density of the probe is measured, it is 10
It can be seen that about 11 to 10 13 molecules / cm 2 of labeled DNA are immobilized on the substrate.

【0202】また、当該基板に対して概垂直に立ってい
るカーボンナノチューブの高アスペクト比を考慮する
と、上記方法により製造されたプローブ固定支持体にお
けるDNAの固定は、従来の平面に対する固定に比べ
て、等しい面積当たり10〜10倍の数のDNAを
固定することができる。従って、このような本発明のプ
ローブ固定支持体を使用すれば、蛍光物質を用いた測定
方法や電気的な測定方法により標的物質を検出する場合
の感度を顕著に向上することが可能である。
Considering the high aspect ratio of the carbon nanotubes standing almost perpendicular to the substrate, DNA is immobilized on the probe immobilization support prepared by the above method as compared with conventional immobilization on a flat surface. , 10 2 to 10 3 times as many DNAs can be immobilized per equal area. Therefore, by using such a probe-immobilized support of the present invention, it is possible to remarkably improve the sensitivity when detecting a target substance by a measuring method using a fluorescent substance or an electric measuring method.

【0203】また、上述したDNAの固相方法は、無機
物、有機物及び金属等の材質を選択することなく、又、
長細担体の形状、即ち、線状、繊維状又は柱状等を選択
することなく、本発明のプローブ固定支持体を製造する
ために広く使用することが可能である。
In addition, the above-described DNA solid phase method does not require selection of materials such as inorganic substances, organic substances and metals, and
It can be widely used for producing the probe-immobilized support of the present invention without selecting the shape of the long and narrow carrier, that is, the linear shape, the fibrous shape, or the columnar shape.

【0204】(3)配位結合によるDNAの固定化 上記(1)で製造されたカーボンナノチューブを有する
SiC基板に対し配位結合により蛍光標識DNAを固定
する。
(3) Immobilization of DNA by coordination bond Fluorescently labeled DNA is immobilized by coordination bond on the SiC substrate having carbon nanotubes produced in (1) above.

【0205】上記(1)で製造されたSiC基板に具備
されたカーボンナノチューブに対して、電子銃蒸着(又
は、スパッタ、CVD、電解メッキ及び無電解メッキ等
の成膜技術を用いてもよい)を行い、表面にAu膜を成
膜する。その一方で、別途、DNAプローブに対してS
を導入しておく。このように表面に膜を形成したカーボ
ンナノチューブに対して、以下の方法によってDNAプ
ローブを配位結合させる。
Electron gun vapor deposition (or film forming techniques such as sputtering, CVD, electrolytic plating and electroless plating may be used) for the carbon nanotubes provided on the SiC substrate manufactured in (1) above. Then, an Au film is formed on the surface. On the other hand, separately for the DNA probe, S
Have been introduced. A DNA probe is coordinate-bonded to the carbon nanotube having the film thus formed on the surface by the following method.

【0206】先ず、蛍光標識DNAプローブに対して、
配位結合供与体としてS(硫黄)を導入する。次に、S
を導入した蛍光標識DNAプローブをクエン酸生理食塩
水溶液に分散する。この溶液を上記で成膜されたAuを
有するSiC基板の表面に対して滴下する。これにより
カーボンナノチューブ表面に制膜されたAuとプローブ
に具備されるSが配位結合される。このような方法によ
って配位結合によりDNAプローブが長細担体に固定さ
れる。
First, for the fluorescently labeled DNA probe,
S (sulfur) is introduced as a coordinate bond donor. Then S
The fluorescence-labeled DNA probe introduced with is dispersed in a citric acid physiological saline solution. This solution is dropped onto the surface of the SiC substrate having Au formed as described above. As a result, Au formed on the surface of the carbon nanotube and S contained in the probe are coordinate-bonded. By such a method, the DNA probe is fixed to the elongated carrier by the coordinate bond.

【0207】その後、ブロッキング処理として、アルカ
ンチオール(その他、イオウを持った炭素鎖、メルカプ
トエタノール又はメルカプトヘキサノール等でもよい)
で処理し、配位結合に関与しないカーボンナノチューブ
表面及び当該基板表面をブロッキングする。
Then, as a blocking treatment, alkanethiol (otherwise, a carbon chain having sulfur, mercaptoethanol or mercaptohexanol, etc. may be used).
The surface of the carbon nanotubes and the surface of the substrate which are not involved in the coordination bond are blocked by the treatment.

【0208】次に、これを水洗し、未反応の蛍光標識D
NAプローブを除去した後に、紫外光を照射して蛍光物
質から生じる蛍光を観察すれば、当該基板上に複数の蛍
光が観察される。更に、プローブの結合密度を測定すれ
ば1011〜1013分子/cm程度の標識DNAプ
ローブが当該基板上に固定されているであろう。
Next, this was washed with water and unreacted fluorescent label D was added.
After removing the NA probe and observing the fluorescence generated from the fluorescent substance by irradiating with ultraviolet light, a plurality of fluorescences are observed on the substrate. Furthermore, if the binding density of the probe is measured, about 10 11 to 10 13 molecules / cm 2 of labeled DNA probe will be immobilized on the substrate.

【0209】また、当該基板に対して概垂直に立ってい
るカーボンナノチューブの高アスペクト比を考慮する
と、上記方法により製造されたプローブ固定支持体にお
けるDNAプローブの固定は、従来の平面に対する固定
に比べて、等面積当たり10〜10倍の数のDNA
を固定することができる。このような本発明のプローブ
固定支持体を使用すれば、蛍光物質を用いた測定方法や
電気的な測定方法により標的物質を検出する場合の感度
を顕著に向上することが可能である。
Considering the high aspect ratio of the carbon nanotubes standing almost perpendicular to the substrate, fixing the DNA probe on the probe fixing support manufactured by the above method is more difficult than fixing on a conventional plane. And 10 2 to 10 3 times as many DNAs per equal area
Can be fixed. By using such a probe-immobilized support of the present invention, it is possible to significantly improve the sensitivity when detecting a target substance by a measuring method using a fluorescent substance or an electric measuring method.

【0210】また、このようなDNAプローブの固相方
法も、無機物、有機物及び金属等の材質を選択すること
なく、又、長細担体の形状、即ち、線状、繊維状又は柱
状等を選択することなく、本発明のプローブ固定支持体
を製造するために広く使用することが可能である。
Also, in the solid phase method of such a DNA probe, the shape of the elongated carrier, that is, the linear, fibrous or columnar shape is selected without selecting the material such as the inorganic material, the organic material and the metal. Can be widely used for producing the probe-immobilized support of the present invention.

【0211】上記の2つの例では、プローブ固定支持体
に高密度にプローブが固定されることを示すために標識
化プローブを用いる例を示したが、実際に使用する場合
には、標識化は必ずしも必要ではない。
[0211] In the above two examples, the labeled probe was used to show that the probe was immobilized at a high density on the probe-immobilized support. However, in the actual use, labeling was not performed. Not necessarily required.

【0212】例3.開端したカーボンナノチューブ (1)開端したカーボンナノチューブの製造 上述の例2に記述したように製造した支持体に具備され
るカーボンナノチューブの先端を開口し、そこに核酸プ
ローブを固定する。
Example 3. Open-ended carbon nanotube (1) Production of open-ended carbon nanotube The tip of the carbon nanotube provided on the support produced as described in Example 2 above is opened, and the nucleic acid probe is fixed thereto.

【0213】まず、上述の例2に記述したように製造し
たSiC基板121に具備されるカーボンナノチューブ
120(図13a)を、420℃の乾燥空気中で30分
間加熱する。これにより当該カーボンナノチューブの先
端が開口し、開端したカーボンナノチューブ122が得
られる。且つこの得られたカーボンナノチューブは、カ
ルボキシル基で修飾されている。
First, the carbon nanotubes 120 (FIG. 13a) provided on the SiC substrate 121 manufactured as described in Example 2 above are heated in dry air at 420 ° C. for 30 minutes. As a result, the tip of the carbon nanotube is opened, and the open carbon nanotube 122 is obtained. Moreover, the obtained carbon nanotubes are modified with a carboxyl group.

【0214】次に、この先端が開端したカーボンナノチ
ューブ122を具備するSiC基板123に対して以下
の方法によってDNAプローブを固定する。
Next, a DNA probe is fixed to the SiC substrate 123 having the carbon nanotube 122 with the open end by the following method.

【0215】(2)静電結合によるDNAプローブの固
定化 上記(1)で製造したカーボンナノチューブを有するS
iC基板に対し静電結合により蛍光標識DNAプローブ
を固定する。
(2) Immobilization of DNA probe by electrostatic coupling S having carbon nanotube produced in (1) above
A fluorescence-labeled DNA probe is immobilized on the iC substrate by electrostatic coupling.

【0216】まず、カーボンナノチューブを具備するS
iC基板面をエタノール及び蒸留水で洗浄する。その
後、表面をポリリジン溶液で処理する。それとは別に、
固定しようとする蛍光標識DNAプローブをエタノール
洗浄し、3倍のクエン酸生理食塩水中に分散する。
First, S containing carbon nanotubes
The iC substrate surface is washed with ethanol and distilled water. Then, the surface is treated with a polylysine solution. Apart from that,
The fluorescence-labeled DNA probe to be immobilized is washed with ethanol and dispersed in 3 times citric acid physiological saline.

【0217】その後、ポリリジン表面処理された面に蛍
光標識DNAプローブが分散されたクエン酸生理食塩水
溶液を滴下する。これにより蛍光標識DNAプローブに
含まれるリン酸陰イオンをポリリジンの陽イオンに対し
て静電結合される。
Then, a citric acid physiological saline solution in which the fluorescent-labeled DNA probe is dispersed is dropped on the polylysine surface-treated surface. This electrostatically binds the phosphate anion contained in the fluorescently labeled DNA probe to the cation of polylysine.

【0218】その後、0.2%のドデシル硫酸ナトリウ
ム溶液で当該表面を洗浄し、更に95%エタノールで洗
浄する。次に、固定された蛍光標識DNAプローブを9
5℃で加熱し、変性させ、UVクロスリンク処理(60
mJ/cm)を行う。その後、ブロッキング処理とし
て、70mMの無水コハク酸と35%1−メチル−2−
pyrrolidinoneを溶解した0.1M(pH
8.0)のホウ酸溶液に当該基板を浸ける。その後、室
温で30分間放置する。これを37℃の乾燥機で充分に
乾燥する。その後、TE緩衝液(10mMのTris−
HCl(pH8.0)、0.1mMのEDTAを含有す
る)で数回洗浄して良く乾燥する。
Then, the surface is washed with a 0.2% sodium dodecyl sulfate solution, and further washed with 95% ethanol. Next, the immobilized fluorescent labeled DNA probe
Heat at 5 ° C to denature and UV crosslink treatment (60
mJ / cm 2 ). Then, as a blocking treatment, 70 mM succinic anhydride and 35% 1-methyl-2-
Pyrrolidone dissolved in 0.1M (pH
The substrate is immersed in the boric acid solution of 8.0). Then, it is left at room temperature for 30 minutes. This is thoroughly dried in a dryer at 37 ° C. Then, TE buffer (10 mM Tris-
Wash several times with HCl (pH 8.0) containing 0.1 mM EDTA) and dry well.

【0219】以上の工程により、図13cに示すような
DNAプローブ124を具備するプローブ固定支持体が
製造される。
Through the above steps, the probe-immobilized support having the DNA probe 124 as shown in FIG. 13c is manufactured.

【0220】次に、これを水洗し、未反応の蛍光標識D
NAプローブを除去した後に、紫外光を照射して蛍光物
質から生じる蛍光を観察する。それによれば、当該基板
上に複数の蛍光が観察される。更に、プローブの結合密
度を測定すれば1012分子/cm前後の標識DNA
プローブが当該基板上に固定されていることが分かる。
Next, this was washed with water to obtain the unreacted fluorescent label D.
After removing the NA probe, ultraviolet light is irradiated to observe the fluorescence generated from the fluorescent substance. According to this, a plurality of fluorescences are observed on the substrate. Furthermore, if the binding density of the probe is measured, labeled DNA of about 10 12 molecules / cm 2 will be obtained.
It can be seen that the probe is fixed on the substrate.

【0221】上述したDNAプローブの固相方法は、無
機物、有機物及び金属等の材質を選択することなく、
又、長細担体の形状、即ち、線状、繊維状又は柱状等を
選択することなく、本発明のプローブ固定支持体を製造
するために広く使用することが可能である。
The solid phase method of the DNA probe described above can be performed without selecting materials such as inorganic substances, organic substances and metals.
Further, it can be widely used for producing the probe-immobilized support of the present invention without selecting the shape of the elongated carrier, that is, the linear shape, the fibrous shape or the columnar shape.

【0222】(3)配位結合によるDNAプローブの固
定化 上記(1)で製造されたカーボンナノチューブを有する
SiC基板に対し配位結合により蛍光標識DNAを固定
する。
(3) Immobilization of DNA probe by coordination bond Fluorescently labeled DNA is immobilized by coordination bond on the SiC substrate having carbon nanotubes produced in (1) above.

【0223】上記(1)で製造されたSiC基板に具備
されたカーボンナノチューブに対して、電子銃蒸着(又
は、スパッタ、CVD、電解メッキ及び無電解メッキ等
の成膜技術を用いてもよい)を行い、表面にAu膜を成
膜する。その一方で、別途、DNAプローブに対してS
を導入しておく。このように表面に膜を形成したカーボ
ンナノチューブに対して、以下の方法によってDNAプ
ローブを配位結合させる。
Electron gun vapor deposition (or film forming techniques such as sputtering, CVD, electrolytic plating and electroless plating may be used) on the carbon nanotubes provided on the SiC substrate manufactured in (1) above. Then, an Au film is formed on the surface. On the other hand, separately for the DNA probe, S
Have been introduced. A DNA probe is coordinate-bonded to the carbon nanotube having the film thus formed on the surface by the following method.

【0224】先ず、蛍光標識DNAプローブに対して、
配位結合供与体としてS(硫黄)を導入する。次に、S
を導入した蛍光標識DNAプローブをクエン酸生理食塩
水溶液に分散する。この溶液を上記で成膜されたAuを
有するSiC基板の表面に対して滴下する。これにより
カーボンナノチューブ表面に制膜されたAuとプローブ
に具備されるSが配位結合される。このような方法によ
って配位結合によりDNAプローブが長細担体に固定さ
れる。
First, for the fluorescently labeled DNA probe,
S (sulfur) is introduced as a coordinate bond donor. Then S
The fluorescence-labeled DNA probe introduced with is dispersed in a citric acid physiological saline solution. This solution is dropped onto the surface of the SiC substrate having Au formed as described above. As a result, Au formed on the surface of the carbon nanotube and S contained in the probe are coordinate-bonded. By such a method, the DNA probe is fixed to the elongated carrier by the coordinate bond.

【0225】その後、ブロッキング処理として、アルカ
ンチオール(その他、イオウを持った炭素鎖、メルカプ
トエタノール又はメルカプトヘキサノール等でもよい)
で処理し、配位結合に関与しなかったカーボンナノチュ
ーブ表面及び当該基板表面をブロッキングする。
After that, as a blocking treatment, alkanethiol (otherwise, a carbon chain having sulfur, mercaptoethanol, mercaptohexanol, or the like may be used).
The surface of the carbon nanotubes and the surface of the substrate, which are not involved in the coordination bond, are blocked by the treatment.

【0226】次に、これを水洗し、未反応の蛍光標識D
NAプローブを除去した後に、紫外光を照射して蛍光物
質から生じる蛍光を観察すれば、当該基板上に複数の蛍
光が観察される。更に、プローブの結合密度を測定すれ
ば1011〜1013分子/cm程度の標識DNAプ
ローブが当該基板上に固定される。
Next, this was washed with water to obtain unreacted fluorescent label D.
After removing the NA probe and observing the fluorescence generated from the fluorescent substance by irradiating with ultraviolet light, a plurality of fluorescences are observed on the substrate. Furthermore, if the binding density of the probe is measured, a labeled DNA probe of about 10 11 to 10 13 molecules / cm 2 is fixed on the substrate.

【0227】また、当該基板に対して概垂直に立ってい
るカーボンナノチューブの高アスペクト比を考慮する
と、上記方法により製造されたプローブ固定支持体にお
けるDNAプローブの固定は、従来の平面に対する固定
に比べて、等面積当たり10〜10倍の数のDNA
を固定することができる。このような本発明のプローブ
固定支持体を使用すれば、蛍光物質を用いた測定方法や
電気的な測定方法により標的物質を検出する場合の感度
を顕著に向上することが可能である。
Considering the high aspect ratio of the carbon nanotubes standing almost perpendicular to the substrate, fixing the DNA probe on the probe fixing support manufactured by the above method is more difficult than fixing on a conventional plane. And 10 2 to 10 3 times as many DNAs per equal area
Can be fixed. By using such a probe-immobilized support of the present invention, it is possible to significantly improve the sensitivity when detecting a target substance by a measuring method using a fluorescent substance or an electric measuring method.

【0228】また、このようなDNAプローブの固相方
法も、無機物、有機物及び金属等の材質を選択すること
なく、又、長細担体の形状、即ち、線状、繊維状又は柱
状等を選択することなく、本発明のプローブ固定支持体
を製造するために広く使用することが可能である。
Also, in the solid phase method of such a DNA probe, the shape of the elongated carrier, that is, the linear shape, the fibrous shape or the columnar shape is selected without selecting the material such as the inorganic material, the organic material and the metal. Can be widely used for producing the probe-immobilized support of the present invention.

【0229】上記の2つの例では、プローブ固定支持体
に高密度にプローブが固定されることを示すために標識
化プローブを用いる例を示したが、実際に使用する場合
には、標識化は必ずしも必要ではない。
In the above two examples, labeled probes were used to show that the probes are immobilized at high density on the probe-immobilized support. However, in the actual use, labeling is not performed. Not necessarily required.

【0230】(4)共有結合によるDNAプローブの固
定化 開端されたカーボンナノチューブの開口部には官能基が
導入されるので、その官能基を利用してプローブを固相
化することが可能である。その例を以下に記す。
(4) Immobilization of DNA probe by covalent bond Since a functional group is introduced into the opening of the opened carbon nanotube, it is possible to solidify the probe by utilizing the functional group. . An example is given below.

【0231】まず、(1)に記載した方法により基板上
にカーボンナノチューブを成長させる。次に、前記カー
ボンナノチューブを乾燥空気雰囲気下で加熱する。これ
により、カーボンナノチューブの先端が開口され、開端
したカーボンナノチューブが得られる。その開口部の縁
には−COOH基が導入されている。この−COOH基
を、SOClを介して−COClを経由した後に、N
基を導入されたプローブとの置換反応により「(長
細担体)−CONH−(プローブ)」という形で共有結
合により固定化が達成される。この反応はそれ自体公知
の化学反応を利用して行うことが可能である。
First, carbon nanotubes are grown on a substrate by the method described in (1). Next, the carbon nanotubes are heated in a dry air atmosphere. As a result, the ends of the carbon nanotubes are opened, and open-ended carbon nanotubes are obtained. A -COOH group is introduced at the edge of the opening. After passing this —COOH group via —SOCl 2 and —COCl 2 ,
"(Hight carrier) -CONH- (Probe)" immobilized by covalently form of is achieved by substitution reactions with probes introduced and H 2 group. This reaction can be carried out by utilizing a chemical reaction known per se.

【0232】このとき固定するDNAプローブに対して
蛍光物質を付加しておくことにより、その固定化の量及
び密度を確認することが可能である。
At this time, by adding a fluorescent substance to the DNA probe to be immobilized, it is possible to confirm the amount and density of the immobilization.

【0233】例えば、標識化プローブを固定化したカー
ボンナノチューブを水洗いし、未反応のDNAプローブ
を除去した後に紫外光を照射し、蛍光物質からの蛍光を
検出し、DNAプローブの結合密度を測定する。それに
よると、1011〜1013分子/cm程度のDNA
プローブが固定されていることが分かる。
For example, the carbon nanotubes on which the labeled probe is immobilized are washed with water to remove the unreacted DNA probe and then irradiated with ultraviolet light to detect the fluorescence from the fluorescent substance and measure the binding density of the DNA probe. . According to it, DNA of about 10 11 to 10 13 molecules / cm 2
It can be seen that the probe is fixed.

【0234】ここでは、プローブ固定支持体に高密度に
プローブが固定されることを示すために標識化プローブ
を用いる例を示したが、実際に使用する場合には、標識
化は必ずしも必要ではない。
Here, an example of using a labeled probe was shown to show that the probe is immobilized at a high density on the probe-immobilized support, but in the actual use, labeling is not always necessary. .

【0235】例4.基板に固定されていないカーボンナ
ノチューブ 直径6mmのグラファイト電極を用い、500Torr
のHeガス雰囲気中で10Vの電圧をかけ、アーク放電
をさせた後に、陰極上に堆積した炭素中に存在するカー
ボンナノチューブ(直径5nm程度、長さ5μm程度)
が得られる。このように得られるカーボンナノチューブ
に、上記の何れかの例に従う方法によって、核酸プロー
ブを固定することが可能である。このように製造された
プローブ固定担体も好ましく使用される。
Example 4. Using carbon nanotubes with a carbon nanotube diameter of 6 mm, which is not fixed to the substrate, 500 Torr
Carbon nanotubes present in carbon deposited on the cathode (about 5 nm in diameter, about 5 μm in length) after applying a voltage of 10 V in the He gas atmosphere to cause arc discharge
Is obtained. It is possible to immobilize the nucleic acid probe on the thus obtained carbon nanotube by the method according to any one of the above examples. The probe-immobilized carrier thus produced is also preferably used.

【0236】このように製造されるカーボンナノチュー
ブへのDNAプローブ固定化は、上述の例1及び例2に
記載した何れの方法を利用して行える。また、例3に記
載した方法により先端を開口でき、更にまた、開端され
たカーボンナノチューブに対して例3に記載の方法を利
用してプローブを固定化することができる。
Immobilization of the DNA probe on the carbon nanotubes produced as described above can be carried out by using any of the methods described in Examples 1 and 2 above. Further, the tip can be opened by the method described in Example 3, and furthermore, the probe can be immobilized on the opened carbon nanotube by using the method described in Example 3.

【0237】例5.ZnO柱状結晶 (1)ZnO柱状結晶の合成 (0001)の結晶面を有したα−Al基板[以
下、(0001)α−Al基板と記す]をトリク
ロロエタン、アセトン、エタノールを用い超音波洗浄し
た後、イオン交換水で30分洗浄する。この基板をCV
D装置の成膜室に導入し、電気ヒーターにより550℃
に加熱する。次に99.9%のzinc−2,4−pe
ntanedionateを115℃に加熱することで
蒸発させ、1.2dm/minの窒素ガスと同量の酸
素ガスをキャリアとして成膜室に導入する。成膜室への
導入口と(0001)α−Al基板の距離は5m
mであり、(0001)α−Al基板上に直接吹
き付け、熱分解によりZnOを成膜する。
Example 5. ZnO columnar crystal (1) Synthesis of ZnO columnar crystal An α-Al 2 O 3 substrate having a crystal face of (0001) [hereinafter referred to as (0001) α-Al 2 O 3 substrate] was treated with trichloroethane, acetone, and ethanol. After ultrasonic cleaning using, it is cleaned with ion-exchanged water for 30 minutes. This board is CV
Introduced into the film forming chamber of D device, and heated to 550 ° C
Heat to. Next, 99.9% of zinc-2,4-pe
The tannedionate is heated to 115 ° C. to evaporate, and the same amount of oxygen gas as nitrogen gas of 1.2 dm 3 / min is introduced into the film forming chamber as a carrier. The distance between the inlet to the film forming chamber and the (0001) α-Al 2 O 3 substrate was 5 m.
m, and is sprayed directly on the (0001) α-Al 2 O 3 substrate, and ZnO is formed into a film by thermal decomposition.

【0238】成膜速度200nm/minで、約500
分の成膜を行うと、基板に対して垂直方向に揃った長さ
100μmで直径1.5μmのZnO柱状結晶が得られ
る。図15にSEMで観察した場合のZnO柱状結晶の
模式図を示す。この柱状結晶の数密度は50万本/mm
である。
At a film forming speed of 200 nm / min, about 500
When a film is formed for 10 minutes, a ZnO columnar crystal having a length of 100 μm and a diameter of 1.5 μm, which is aligned in the direction perpendicular to the substrate, is obtained. FIG. 15 shows a schematic view of ZnO columnar crystals when observed by SEM. The number density of these columnar crystals is 500,000 / mm
It is 2 .

【0239】(2)静電結合によるDNAプローブの固
定化 上記(1)で製造したZnO柱状結晶を具備する(00
01)α−Al基板に対し静電結合により蛍光標
識DNAプローブを固定する。
(2) Immobilization of DNA probe by electrostatic coupling The ZnO columnar crystal prepared in the above (1) is provided (00
01) Fluorescently labeled DNA probe is immobilized on the α-Al 2 O 3 substrate by electrostatic coupling.

【0240】まず、ZnO柱状結晶を有する(000
1)α−Al基板をエタノール及び蒸留水で洗浄
する。その後、表面をポリリジン溶液で処理する。それ
とは別に、固定しようとする蛍光標識DNAプローブを
エタノール洗浄し、3倍のクエン酸生理食塩水中に分散
しておく。
First, it has ZnO columnar crystals (000
1) The α-Al 2 O 3 substrate is washed with ethanol and distilled water. Then, the surface is treated with a polylysine solution. Separately from this, the fluorescence-labeled DNA probe to be immobilized is washed with ethanol and dispersed in 3-fold citric acid physiological saline.

【0241】その後、ポリリジン表面処理された面に蛍
光標識DNAプローブが分散されたクエン酸生理食塩水
溶液を滴下する。これにより蛍光標識DNAプローブに
含まれるリン酸陰イオンがポリリジンの陽イオンに対し
て静電結合される。
Then, a citric acid physiological saline solution in which the fluorescent-labeled DNA probe is dispersed is dropped on the surface treated with polylysine. As a result, the phosphate anion contained in the fluorescently labeled DNA probe is electrostatically bound to the cation of polylysine.

【0242】その後、0.2%のドデシル硫酸ナトリウ
ム溶液で当該表面を洗浄し、更に95%エタノールで洗
浄する。次に、固定された蛍光標識DNAを95℃で加
熱し、変性させ、UVクロスリンク処理(60mJ/c
)を行う。その後、ブロッキング処理として、70
mMの無水コハク酸と35%1−メチル−2−pyrr
olidinoneを溶解させた0.1M(pH8.
0)のホウ酸溶液に当該基板を浸ける。その後、室温で
30分間放置する。これを37℃の乾燥機で充分に乾燥
する。その後、TE緩衝液(10mMのTris−HC
l(pH8.0)、0.1mMのEDTAを含有する)
で数回洗浄して良く乾燥する。
Then, the surface is washed with a 0.2% sodium dodecylsulfate solution, and further washed with 95% ethanol. Next, the fixed fluorescent-labeled DNA is heated at 95 ° C. to denature it, and UV cross-linking treatment (60 mJ / c
m 2 ). Then, as a blocking process, 70
mM succinic anhydride and 35% 1-methyl-2-pyrr
0.1M (pH8.
The substrate is immersed in the boric acid solution of 0). Then, it is left at room temperature for 30 minutes. This is thoroughly dried in a dryer at 37 ° C. Then TE buffer (10 mM Tris-HC
1 (pH 8.0) containing 0.1 mM EDTA)
Wash several times with and dry well.

【0243】以上の工程により、DNAプローブを具備
するプローブ固定支持体が製造される。蛍光を発する標
識DNAプローブを結合させる。この柱状のZnOを水
洗し、未反応のDNAプローブを除去した後に紫外光を
照射し蛍光材を発光させ、結合密度を測定すれば10
11〜1013分子/cm程度のDNAプローブが固
定されていることが分かるであろう。
Through the above steps, a probe-immobilized support having a DNA probe is manufactured. A fluorescent labeled DNA probe is attached. The columnar ZnO was washed with water to remove unreacted DNA probe, and then ultraviolet light was irradiated to cause the fluorescent material to emit light.
It will be understood that about 11 to 10 13 molecules / cm 2 of DNA probe are immobilized.

【0244】基板に対して概垂直に立つZnOの高アス
ペクト比により、本プローブ固定支持体は、従来の平面
に対する結合に比べて、等面積当たり10〜10
の数のDNAプローブを固定することができる。それに
より、蛍光物質を用いた測定方法や電気的な測定方法を
行う際の感度が向上する。
Due to the high aspect ratio of ZnO standing almost perpendicular to the substrate, this probe-immobilized support immobilizes 10 2 to 10 3 times as many DNA probes per equivalent area as compared to conventional binding to a flat surface. can do. This improves the sensitivity when performing the measuring method using the fluorescent substance or the electric measuring method.

【0245】本例ではZnO柱状結晶に関して記述した
が、ダイヤモンド柱状結晶にも同様な方法によってプロ
ーブを固相することが可能である。即ち、基板に対する
成長方向が概垂直である構造であれば、異なる素材から
なる長細単体に対しても同様の方法により核酸プローブ
の1例であるDNAプローブを固定することが可能であ
る。
Although the ZnO columnar crystal is described in this example, the probe can be solid-phased on the diamond columnar crystal by a similar method. That is, if the growth direction is substantially perpendicular to the substrate, it is possible to immobilize the DNA probe, which is an example of the nucleic acid probe, on the long and thin simple substance made of different materials by the same method.

【0246】(3)配位結合によるDNAプローブの固
定化 上記(1)で製造されたZnO柱状結晶を有する(00
01)α−Al基板に対し配位結合により蛍光標
識DNAを固定する。
(3) Immobilization of DNA probe by coordination bond The ZnO columnar crystal prepared in (1) above (00)
01) Fluorescently labeled DNA is immobilized on the α-Al 2 O 3 substrate by a coordinate bond.

【0247】上記(1)で製造された(0001)α−
Al基板に具備されたZnO柱状結晶に対して、
電子銃蒸着(又は、スパッタ、CVD、電解メッキ及び
無電解メッキ等の成膜技術を用いてもよい)を行い、表
面にAu膜を成膜する。その一方で、別途、DNAプロ
ーブに対してSを導入しておく。このように表面に膜を
形成したZnO柱状結晶に対して、以下の方法によって
DNAプローブを配位結合させる。
The (0001) α-produced in the above (1)
For the ZnO columnar crystals provided on the Al 2 O 3 substrate,
Electron gun vapor deposition (or a film forming technique such as sputtering, CVD, electrolytic plating and electroless plating may be used) is performed to form an Au film on the surface. On the other hand, S is separately introduced into the DNA probe. A DNA probe is coordinate-bonded to the ZnO columnar crystal having the film thus formed on the surface by the following method.

【0248】先ず、蛍光標識DNAプローブに対して、
配位結合供与体としてSを導入する。次に、Sを導入し
た蛍光標識DNAプローブをクエン酸生理食塩水溶液に
分散する。この溶液を上記で成膜されたAuを有する
(0001)α−Al基板基板の表面に対して滴
下する。これによりZnO柱状結晶表面に制膜されたA
uとプローブに具備されるSが配位結合される。このよ
うな方法によって配位結合によりDNAプローブが長細
担体に固定される。
First, for the fluorescently labeled DNA probe,
S is introduced as a coordinate bond donor. Next, the fluorescently labeled DNA probe into which S has been introduced is dispersed in a citric acid physiological saline solution. This solution is dripped onto the surface of the (0001) α-Al 2 O 3 substrate having Au formed as described above. As a result, A formed on the surface of the columnar crystal of ZnO
u and S provided on the probe are coordinate-bonded. By such a method, the DNA probe is fixed to the elongated carrier by the coordinate bond.

【0249】その後、ブロッキング処理として、アルカ
ンチオール(その他、イオウを持った炭素鎖、メルカプ
トエタノール又はメルカプトヘキサノール等でもよい)
で処理し、配位結合に関与しなかったZnO柱状結晶表
面及び当該基板表面をブロッキングする。
Then, as a blocking treatment, alkanethiol (otherwise, a carbon chain having sulfur, mercaptoethanol or mercaptohexanol, etc. may be used).
To block the ZnO columnar crystal surface and the substrate surface that did not participate in the coordination bond.

【0250】次に、これを水洗し、未反応の蛍光標識D
NAプローブを除去した後に、紫外光を照射して蛍光物
質から生じる蛍光を観察すれば、当該基板上に複数の蛍
光が観察される。更に、プローブの結合密度を測定すれ
ば、1011〜1013分子/cm程度の標識DNA
プローブが当該基板上に固定される。
Next, this was washed with water to obtain the unreacted fluorescent label D.
After removing the NA probe and observing the fluorescence generated from the fluorescent substance by irradiating with ultraviolet light, a plurality of fluorescences are observed on the substrate. Furthermore, if the binding density of the probe is measured, labeled DNA of about 10 11 to 10 13 molecules / cm 2
The probe is fixed on the substrate.

【0251】また、当該基板に対して概垂直に立ってい
るZnO柱状結晶の高アスペクト比を考慮すると、上記
方法により製造されたプローブ固定支持体におけるDN
Aプローブの固定は、従来の平面に対する固定に比べ
て、等面積当たり10〜10 倍の数のDNAを固定
することができる。従って、このような本発明のプロー
ブ固定支持体を使用すれば、蛍光物質を用いた測定方法
や電気的な測定方法により標的物質を検出する場合の感
度を顕著に向上することが可能である。
[0251] Further, the substrate stands almost vertically.
Considering the high aspect ratio of ZnO columnar crystals
On a probe fixed support manufactured by the method
Fixing of the A probe is more difficult than fixing on a conventional plane.
10 per equal areaTwo-10 ThreeFix double the number of DNA
can do. Therefore, such a plot of the present invention
If a fixed support is used, a measurement method using a fluorescent substance
Sense when detecting a target substance by an electric or electrical measurement method
It is possible to significantly improve the degree.

【0252】上記の2つの例では、プローブ固定支持体
に高密度にプローブが固定されることを示すために標識
化プローブを用いる例を示したが、実際に使用する場合
には、標識化は必ずしも必要ではない。
In the above two examples, the labeled probe was used to show that the probe was immobilized at a high density on the probe-immobilized support. However, in the actual use, labeling was not performed. Not necessarily required.

【0253】本例ではZnO柱状結晶に関して記述した
が、ダイヤモンド柱状結晶にも同様な方法によってプロ
ーブを固相することが可能である。即ち、基板に対する
成長方向が概垂直である構造であれば、異なる素材から
なる長細単体に対しても同様の方法により核酸プローブ
を固定することが可能である。
Although the ZnO columnar crystal is described in this example, the probe can be solid-phased on the diamond columnar crystal by a similar method. That is, as long as the growth direction is substantially perpendicular to the substrate, it is possible to immobilize the nucleic acid probe on the long and thin simple substance made of different materials by the same method.

【0254】例6.Siの繊維状物質 (1)Siの繊維状物質の製造 Siの繊維状物質は以下のように製造される。水
晶基板にNiやFeやCoの塩化物溶液を塗布し基板を
加熱しながら水素雰囲気で乾燥させる。これにより、基
板表面にサブミクロンオーダーの直径を有する金属微粒
子を分散する。この基板をCVD装置に導入し、温度を
1200℃に加熱する。次に、このCVD装置に水素ガ
スをキャリアとしたシランガスとアンモニアガスを導入
し30分間反応させる。このような方法によってSi
の繊維状物質が形成される。このように製造される
繊維状物質は、一本の長さが1mm程度で直径は0.5
〜2μmである。
Example 6. Fibrous material of Si 3 fibrous material (1) of N 4 Si 3 production of fibrous material N 4 Si 3 N 4 is manufactured as follows. A quartz substrate is coated with a chloride solution of Ni, Fe, or Co and dried in a hydrogen atmosphere while heating the substrate. As a result, fine metal particles having a diameter on the order of submicrons are dispersed on the surface of the substrate. This substrate is introduced into a CVD device and heated to 1200 ° C. Next, silane gas and hydrogen gas with hydrogen gas as a carrier are introduced into this CVD apparatus and reacted for 30 minutes. With such a method, Si 3
N 4 fibrous material is formed. The fibrous substance produced in this manner has a length of about 1 mm and a diameter of 0.5.
~ 2 μm.

【0255】(2)静電結合によるDNAプローブの固
定化 上記(1)で製造したSiの繊維状物質を有する
水晶基板に対し静電結合により蛍光標識DNAプローブ
を固定する。
(2) Immobilization of DNA Probe by Electrostatic Bonding Fluorescently labeled DNA probe is immobilized by electrostatic bonding on the quartz substrate having the Si 3 N 4 fibrous substance produced in (1) above.

【0256】まず、Siの繊維状物質を有する水
晶基板をエタノール及び蒸留水で洗浄する。その後、表
面をポリリジン溶液で処理する。それとは別に、固定し
ようとする蛍光標識DNAプローブをエタノール洗浄
し、3倍のクエン酸生理食塩水中に分散しておく。
First, the quartz substrate having the Si 3 N 4 fibrous substance is washed with ethanol and distilled water. Then, the surface is treated with a polylysine solution. Separately from this, the fluorescence-labeled DNA probe to be immobilized is washed with ethanol and dispersed in 3-fold citric acid physiological saline.

【0257】その後、ポリリジン表面処理された面に蛍
光標識DNAプローブが分散されたクエン酸生理食塩水
溶液を滴下する。これにより蛍光標識DNAプローブに
含まれるリン酸陰イオンがポリリジンの陽イオンに対し
て静電結合される。
After that, a citric acid physiological saline solution in which the fluorescent-labeled DNA probe is dispersed is dropped on the surface treated with polylysine. As a result, the phosphate anion contained in the fluorescently labeled DNA probe is electrostatically bound to the cation of polylysine.

【0258】その後、0.2%のドデシル硫酸ナトリウ
ム溶液で当該表面を洗浄し、更に95%エタノールで洗
浄する。次に、固定された蛍光標識DNAプローブを9
5℃で加熱し、変性させ、UVクロスリンク処理(60
mJ/cm)を行う。その後、ブロッキング処理とし
て、70mMの無水コハク酸と35%1−メチル−2−
pyrrolidinoneを溶解した0.1M(pH
8.0)のホウ酸溶液に当該基板を浸ける。その後、室
温で30分間放置する。これを37℃の乾燥機で充分に
乾燥させる。その後、TE緩衝液(10mMのTris
−HCl(pH8.0)、0.1mMのEDTAを含有
する)で数回洗浄して良く乾燥する。
Then, the surface is washed with a 0.2% sodium dodecyl sulfate solution, and further washed with 95% ethanol. Next, the immobilized fluorescent labeled DNA probe
Heat at 5 ° C to denature and UV crosslink treatment (60
mJ / cm 2 ). Then, as a blocking treatment, 70 mM succinic anhydride and 35% 1-methyl-2-
Pyrrolidone dissolved in 0.1M (pH
The substrate is immersed in the boric acid solution of 8.0). Then, it is left at room temperature for 30 minutes. This is thoroughly dried in a dryer at 37 ° C. Then TE buffer (10 mM Tris
Wash several times with HCl (pH 8.0) containing 0.1 mM EDTA) and dry well.

【0259】以上の工程により、DNAプローブを具備
するプローブ固定支持体が製造される。この繊維状Si
を水洗し、未反応のDNAプローブを除去した後
に紫外光を照射し蛍光材を発光させ、結合密度を測定す
れば1011〜1013分子/cm程度のDNAプロ
ーブが固定されていることが分かる。
Through the above steps, a probe-immobilized support having a DNA probe is manufactured. This fibrous Si
3 N 4 was washed with water to remove the unreacted DNA probe, and then ultraviolet light was irradiated to cause the fluorescent material to emit light. When the binding density was measured, about 10 11 to 10 13 molecules / cm 2 of DNA probe were fixed. I know that

【0260】(3)配位結合によるDNAプローブの固
定化 上記(1)で製造されたSiの繊維状物質を有す
る水晶基板に対し、配位結合によって蛍光物質で標識し
たDNAプローブを固定する。
(3) Immobilization of DNA probe by coordination bond A DNA probe labeled with a fluorescent substance by coordination bond is attached to the quartz substrate having the Si 3 N 4 fibrous material produced in (1) above. Fix it.

【0261】上記(1)で製造された水晶基板に具備さ
れたSiの繊維状物質に対して、電子銃蒸着(又
は、スパッタ、CVD、電解メッキ及び無電解メッキ等
の成膜技術を用いてもよい)を行い、表面にAu膜を成
膜する。その一方で、別途、DNAプローブに対してS
を導入しておく。このように表面に膜を形成したSi
の繊維状物質に対して、以下の方法によってDNA
プローブを配位結合させる。
Provided on the quartz substrate manufactured in (1) above.
SiThreeNFourElectron gun evaporation (or
Is sputtering, CVD, electrolytic plating, electroless plating, etc.
Film forming technique may be used) to form an Au film on the surface.
To film. On the other hand, separately for the DNA probe, S
Have been introduced. Si having a film formed on the surface in this way Three
NFourDNA of the fibrous substance of
Coordinate the probe.

【0262】先ず、蛍光標識DNAプローブに対して、
配位結合供与体としてS(硫黄)を導入する。次に、S
を導入した蛍光標識DNAプローブをクエン酸生理食塩
水溶液に分散する。この溶液を上記で成膜されたAuを
有する水晶基板の表面に対して滴下する。これによりS
の繊維状物質表面に制膜されたAuとプローブ
に具備されるSが配位結合される。このような方法によ
って配位結合によりDNAプローブが長細担体に固定さ
れる。
First, for the fluorescently labeled DNA probe,
S (sulfur) is introduced as a coordinate bond donor. Then S
The fluorescence-labeled DNA probe introduced with is dispersed in a citric acid physiological saline solution. This solution is dropped on the surface of the quartz substrate having Au formed as described above. This makes S
Au formed as a film on the surface of the fibrous substance of i 3 N 4 and S contained in the probe are coordinate-bonded. By such a method, the DNA probe is fixed to the elongated carrier by the coordinate bond.

【0263】その後、ブロッキング処理として、アルカ
ンチオール(その他、イオウを持った炭素鎖、メルカプ
トエタノール又はメルカプトヘキサノール等でもよい)
で処理し、配位結合に関与しないSiの繊維状物
質表面及び当該基板表面をブロッキングする。
Then, as a blocking treatment, alkanethiol (otherwise, a carbon chain having sulfur, mercaptoethanol or mercaptohexanol, etc. may be used).
The surface of the Si 3 N 4 fibrous material not involved in the coordination bond and the surface of the substrate are blocked.

【0264】次に、これを水洗し、未反応の蛍光標識D
NAプローブを除去した後に、紫外光を照射して蛍光物
質から生じる蛍光を観察すれば、当該基板上に複数の蛍
光が観察される。更に、プローブの結合密度を測定すれ
ば1011〜1013分子/cm程度の標識DNAプ
ローブが当該基板上に固定されているであろう。
Next, this was washed with water and unreacted fluorescent label D was added.
After removing the NA probe and observing the fluorescence generated from the fluorescent substance by irradiating with ultraviolet light, a plurality of fluorescences are observed on the substrate. Furthermore, if the binding density of the probe is measured, about 10 11 to 10 13 molecules / cm 2 of labeled DNA probe will be immobilized on the substrate.

【0265】また、当該基板に対して概垂直に立ってい
るSiの繊維状物質の高アスペクト比を考慮する
と、上記方法により製造されたプローブ固定支持体にお
けるDNAプローブの固定は、従来の平面に対する固定
に比べて、等面積当たり10 〜10倍の数のDNA
を固定することができる。このような本発明のプローブ
固定支持体を使用すれば、蛍光物質を用いた測定方法や
電気的な測定方法により標的物質を検出する場合の感度
を顕著に向上することが可能である。
[0265] Further, the substrate stands almost vertically.
SiThreeNFourThe high aspect ratio of various fibrous materials
And the probe fixing support manufactured by the above method.
The DNA probe is fixed on a conventional flat surface.
Compared to 10 per equivalent area Two-10ThreeDouble the number of DNA
Can be fixed. Such a probe of the present invention
If you use a fixed support, you can
Sensitivity when detecting a target substance by an electrical measurement method
Can be significantly improved.

【0266】上記の2つの例では、プローブ固定支持体
に高密度にプローブが固定されることを示すために標識
化プローブを用いる例を示したが、実際に使用する場合
には、標識化は必ずしも必要ではない。
In the above two examples, the labeled probe was used to show that the probe was immobilized at a high density on the probe-immobilized support. However, in the actual use, labeling was not performed. Not necessarily required.

【0267】また、基板に配向せずに合成したSi
繊維状結晶についても同様に、静電結合及び配位結合
等の結合方法を用いて、DNAプローブを結合させるこ
とができる。
In addition, Si 3 N synthesized without being oriented to the substrate
Similarly, for 4 fibrous crystals, a DNA probe can be bound by using binding methods such as electrostatic binding and coordinate binding.

【0268】更に、硫酸水酸化マグネシウムウイスカー
や二水石膏の脱水により得られる石膏ウイスカー等の繊
維状物質に対しても、Si繊維状結晶の場合と同
様の方法によってDNAプローブを固定することが可能
である。
Further, a DNA probe is fixed to fibrous substances such as magnesium sulfate hydroxide whiskers and gypsum whiskers obtained by dehydration of gypsum dihydrate by the same method as in the case of Si 3 N 4 fibrous crystals. It is possible.

【0269】例7.Siの螺旋状物質 (1)Siの螺旋状物質の製造 Siの螺旋状物質の長細担体は以下のように製造
できる。即ち、グラファイト基板にNiやFeの塩化物
溶液を塗布し基板を加熱しながら水素雰囲気で乾燥させ
ることにより、基板表面にサブミクロンオーダーの直径
を有する金属微粒子を分散する。この基板をCVD装置
に導入し、温度1200℃に加熱する。次に、このCV
D装置に水素ガスをキャリアとしたシランガスとアンモ
ニアガスを導入し30分間反応させる。この方法により
Siの螺旋状物質が形成される。この螺旋状物質
の一本の直径は0.5〜2μm、螺旋ピッチは3〜5μ
m、螺旋径は10〜15μmである。
Example 7. Long thin support the Si 3 N 4 spiral material (1) Si 3 N 4 spiral substances produced Si 3 N 4 of the spiral-like substance can be prepared as follows. That is, a chloride solution of Ni or Fe is applied to a graphite substrate and dried in a hydrogen atmosphere while heating the substrate to disperse metal fine particles having a diameter of the submicron order on the substrate surface. This substrate is introduced into a CVD device and heated to a temperature of 1200 ° C. Next, this CV
Silane gas using hydrogen gas as a carrier and ammonia gas are introduced into the apparatus D and reacted for 30 minutes. By this method, a spiral material of Si 3 N 4 is formed. The diameter of each spiral material is 0.5 to 2 μm, and the spiral pitch is 3 to 5 μm.
m, and the spiral diameter is 10 to 15 μm.

【0270】(2)静電結合によるDNAプローブの固
定化 上記(1)で製造したSiの螺旋状物質を有する
グラファイト基板に対し、静電結合によって蛍光標識D
NAプローブを固定する。
(2) Immobilization of DNA probe by electrostatic binding [0270] Fluorescent labeling D was performed by electrostatic binding on the graphite substrate having the Si 3 N 4 helical substance produced in (1) above.
Fix the NA probe.

【0271】まず、Siの螺旋状物質を有するグ
ラファイト基板をエタノール及び蒸留水で洗浄する。そ
の後、表面をポリリジン溶液で処理する。それとは別
に、固定しようとする蛍光標識DNAプローブをエタノ
ール洗浄し、3倍のクエン酸生理食塩水中に分散してお
く。
First, a graphite substrate having a Si 3 N 4 spiral material is washed with ethanol and distilled water. Then, the surface is treated with a polylysine solution. Separately from this, the fluorescence-labeled DNA probe to be immobilized is washed with ethanol and dispersed in 3-fold citric acid physiological saline.

【0272】その後、ポリリジン表面処理された面に蛍
光標識DNAプローブが分散されたクエン酸生理食塩水
溶液を滴下する。これにより蛍光標識DNAプローブに
含まれるリン酸陰イオンがポリリジンの陽イオンに対し
て静電結合される。
Then, a citric acid physiological saline solution in which the fluorescent-labeled DNA probe is dispersed is dropped on the surface treated with polylysine. As a result, the phosphate anion contained in the fluorescently labeled DNA probe is electrostatically bound to the cation of polylysine.

【0273】その後、0.2%のドデシル硫酸ナトリウ
ム溶液で当該表面を洗浄し、更に95%エタノールで洗
浄する。次に、固定された蛍光標識DNAプローブを9
5℃で加熱し、変性させ、UVクロスリンク処理(60
mJ/cm)を行う。その後、ブロッキング処理とし
て、70mMの無水コハク酸と35%1−メチル−2−
ピロリジノンを溶解した0.1M(pH8.0)のホウ
酸溶液に当該基板を浸ける。その後、室温で30分間放
置する。これを37℃の乾燥機で充分に乾燥する。その
後、TE緩衝液(10mMのTris−HCl、pH
8.0、0.1mMのEDTAを含有する)で数回洗浄
して良く乾燥する。
After that, the surface is washed with a 0.2% sodium dodecyl sulfate solution, and further washed with 95% ethanol. Next, the immobilized fluorescent labeled DNA probe
Heat at 5 ° C to denature and UV crosslink treatment (60
mJ / cm 2 ). Then, as a blocking treatment, 70 mM succinic anhydride and 35% 1-methyl-2-
The substrate is immersed in a 0.1 M (pH 8.0) boric acid solution in which pyrrolidinone is dissolved. Then, it is left at room temperature for 30 minutes. This is thoroughly dried in a dryer at 37 ° C. Then TE buffer (10 mM Tris-HCl, pH
8.0, containing 0.1 mM EDTA) and dried several times.

【0274】以上の工程により、DNAプローブを具備
するプローブ固定支持体が製造される。
Through the above steps, the probe-immobilized support having the DNA probe is manufactured.

【0275】この螺旋状Siを水洗し、未反応の
DNAプローブを除去した後に紫外光を照射し蛍光材を
発光させ、結合密度を測定する。それによれば1011
〜1013分子/cm程度のDNAプローブが固定さ
れていることが分かる。
The spiral Si 3 N 4 is washed with water to remove unreacted DNA probe, and then ultraviolet light is irradiated to cause the fluorescent material to emit light, and the binding density is measured. According to it, 10 11
It can be seen that DNA probes of about 10 13 molecules / cm 2 are immobilized.

【0276】(3)配位結合によるDNAプローブの固
定化 上記(1)で製造されたSiの螺旋状物質を有す
るグラファイト基板に対して、配位結合を行って蛍光標
識DNAプローブを固定する。
(3) Immobilization of DNA Probe by Coordination Bonding The graphite substrate having the Si 3 N 4 helical substance produced in (1) above was coordinate-bonded to give a fluorescent-labeled DNA probe. Fix it.

【0277】上記(1)で製造されたグラファイト基板
に具備されたSiの螺旋状物質に対して、電子銃
蒸着(又は、スパッタ、CVD、電解メッキ及び無電解
メッキ等の成膜技術を用いてもよい)を行い、表面にA
u膜を成膜する。その一方で、別途、DNAプローブに
対してSを導入しておく。このように表面に膜を形成し
たSiの螺旋状物質に対して、以下の方法によっ
てDNAプローブを配位結合させる。
Electron gun deposition (or film forming techniques such as sputtering, CVD, electrolytic plating and electroless plating) on the Si 3 N 4 spiral material provided on the graphite substrate manufactured in (1) above. May be used) and A
A u film is formed. On the other hand, S is separately introduced into the DNA probe. A DNA probe is coordinate-bonded to the helical substance of Si 3 N 4 having a film formed on the surface thereof by the following method.

【0278】先ず、蛍光標識DNAプローブに対して、
配位結合供与体としてS(硫黄)を導入する。次に、S
を導入した蛍光標識DNAプローブをクエン酸生理食塩
水溶液に分散する。この溶液を上記で成膜されたAuを
有するグラファイト基板の表面に対して滴下する。これ
によりSiの螺旋状物質表面に制膜されたAuと
プローブに具備されるSが配位結合される。このような
方法によって配位結合によりDNAプローブが長細担体
に固定される。
First, for the fluorescently labeled DNA probe,
S (sulfur) is introduced as a coordinate bond donor. Then S
The fluorescence-labeled DNA probe introduced with is dispersed in a citric acid physiological saline solution. This solution is dropped on the surface of the graphite substrate having Au formed as described above. As a result, Au formed as a film on the surface of the Si 3 N 4 spiral material and S contained in the probe are coordinate-bonded. By such a method, the DNA probe is fixed to the elongated carrier by the coordinate bond.

【0279】その後、ブロッキング処理として、アルカ
ンチオール(その他、イオウを持った炭素鎖、メルカプ
トエタノール又はメルカプトヘキサノール等でもよい)
で処理し、配位結合に関与しないSiの螺旋状物
質表面及び当該基板表面をブロッキングする。
After that, as a blocking treatment, alkanethiol (otherwise, a carbon chain having sulfur, mercaptoethanol, mercaptohexanol, or the like may be used).
To block the surface of the Si 3 N 4 spiral material that does not participate in the coordination bond and the surface of the substrate.

【0280】次に、これを水洗し、未反応の蛍光標識D
NAプローブを除去した後に、紫外光を照射して蛍光物
質から生じる蛍光を観察すれば、当該基板上に複数の蛍
光が観察される。更に、プローブの結合密度を測定すれ
ば1011〜1013分子/cm程度の標識DNAプ
ローブが当該基板上に固定されているであろう。
Next, this was washed with water to obtain the unreacted fluorescent label D.
After removing the NA probe and observing the fluorescence generated from the fluorescent substance by irradiating with ultraviolet light, a plurality of fluorescences are observed on the substrate. Furthermore, if the binding density of the probe is measured, about 10 11 to 10 13 molecules / cm 2 of labeled DNA probe will be immobilized on the substrate.

【0281】また、当該基板に対してその軸が概垂直に
して立っているSiの螺旋状物質の高アスペクト
比を考慮すると、上記方法により製造されたプローブ固
定支持体におけるDNAプローブの固定は、従来の平面
に対する固定に比べて、等面積当たり10〜10
の数のDNAを固定することができる。このような本発
明のプローブ固定支持体を使用すれば、蛍光物質を用い
た測定方法や電気的な測定方法により標的物質を検出す
る場合の感度を顕著に向上することが可能である。
In consideration of the high aspect ratio of the Si 3 N 4 spiral material whose axis stands substantially perpendicular to the substrate, the DNA probe of the probe-immobilized support produced by the above method is considered. The immobilization can immobilize 10 2 to 10 3 times as many DNAs per equal area as compared with the conventional immobilization on a flat surface. By using such a probe-immobilized support of the present invention, it is possible to significantly improve the sensitivity when detecting a target substance by a measuring method using a fluorescent substance or an electric measuring method.

【0282】上記の2つの例では、プローブ固定支持体
に高密度にプローブが固定されることを示すために標識
化プローブを用いる例を示したが、実際に使用する場合
には、標識化は必ずしも必要ではない。
In the above two examples, the labeled probe was used to show that the probe is immobilized at a high density on the probe-immobilized support. However, in the actual use, labeling is not performed. Not necessarily required.

【0283】また同様に、基板に配向せずに合成したS
螺旋状物質に対しても、静電結合及び配位結合
等の結合方法を用いて、蛍光を発する標識DNA試料を
結合することが可能である。
Similarly, S synthesized without being oriented to the substrate was used.
It is possible to bind the labeled DNA sample that emits fluorescence to the i 3 N 4 helical substance also by using a binding method such as electrostatic binding and coordinate binding.

【0284】上述のSi螺旋状物質に対して行っ
た方法は、螺旋構造を有する炭素繊維等に対しても同様
に行うことが可能である。それにより、良好にDNAプ
ローブを固定することが可能である。
The method performed for the above Si 3 N 4 spiral material can be similarly performed for carbon fibers having a spiral structure. Thereby, the DNA probe can be satisfactorily immobilized.

【0285】例8.ハイドロオキシアパタイトの線状物
質 (1)製造方法 圧力が2MPa、温度が473Kの下で、1gのβ−第
三リン酸カルシウム(β−Ca(PO)と5g
のクエン酸を加えた水溶液を水熱反応(即ち、高温高圧
の水の性質を利用して反応)させることによりハイドロ
オキシアパタイトの線状物質が形成される。この物質は
ウニのように中心から外側に向けて線状結晶が放射状に
延出している構造を有する。
Example 8. Hydroxyapatite linear substance (1) Manufacturing method: 1 g of β-tricalcium phosphate (β-Ca 3 (PO 4 ) 2 ) and 5 g of pressure under a pressure of 2 MPa and a temperature of 473K.
A linear substance of hydroxyapatite is formed by hydrothermally reacting the aqueous solution containing citric acid (that is, utilizing the property of high temperature and high pressure water). This substance has a structure in which linear crystals radially extend from the center toward the outside like a sea urchin.

【0286】このハイドロオキシアパタイトに対しても
静電結合、配位結合、共有結合、吸着等の結合方法が可
能である。それによりDNAプローブを結合することが
可能である。
Also for this hydroxyapatite, binding methods such as electrostatic bonding, coordination bonding, covalent bonding and adsorption can be used. Thereby it is possible to bind a DNA probe.

【0287】(2)静電結合によるDNAプローブの固
定化 上記(1)で製造したハイドロオキシアパタイトの線状
物質に対し静電結合により蛍光標識DNAプローブを固
定する。
(2) Immobilization of DNA Probe by Electrostatic Bonding The fluorescently labeled DNA probe is immobilized by electrostatic bonding on the hydroxyapatite linear substance produced in (1) above.

【0288】まず、ハイドロオキシアパタイトの線状物
質をエタノール及び蒸留水で洗浄する。その後、表面を
ポリリジン溶液で処理する。それとは別に、固定しよう
とする蛍光標識DNAプローブをエタノール洗浄し、3
倍のクエン酸生理食塩水中に分散しておく。
First, the linear substance of hydroxyapatite is washed with ethanol and distilled water. Then, the surface is treated with a polylysine solution. Separately, the fluorescence-labeled DNA probe to be immobilized was washed with ethanol and washed with 3
Disperse in double citric acid saline.

【0289】その後、ポリリジン表面処理された面に蛍
光標識DNAプローブが分散されたクエン酸生理食塩水
溶液を滴下する。これにより蛍光標識DNAプローブに
含まれるリン酸陰イオンがポリリジンの陽イオンに対し
て静電結合される。
Then, a citric acid physiological saline solution in which the fluorescence-labeled DNA probe is dispersed is dropped on the polylysine surface-treated surface. As a result, the phosphate anion contained in the fluorescently labeled DNA probe is electrostatically bound to the cation of polylysine.

【0290】その後、0.2%のドデシル硫酸ナトリウ
ム溶液で当該表面を洗浄し、更に95%エタノールで洗
浄する。次に、固定された蛍光標識DNAプローブを9
5℃で加熱し、変性させ、UVクロスリンク処理(60
mJ/cm)を行う。その後、ブロッキング処理とし
て、70mMの無水コハク酸と35%1−メチル−2−
pyrrolidinoneを溶解した0.1M(pH
8.0)のホウ酸溶液に当該ハイドロオキシアパタイト
の線状物質を浸ける。その後、室温で30分間放置す
る。これを37℃の乾燥機で充分に乾燥させる。その
後、TE緩衝液(10mMのTris−HCl(pH
8.0)、0.1mMのEDTAを含有する)で数回洗
浄して良く乾燥する。
After that, the surface is washed with a 0.2% sodium dodecyl sulfate solution and further washed with 95% ethanol. Next, the immobilized fluorescent labeled DNA probe
Heat at 5 ° C to denature and UV crosslink treatment (60
mJ / cm 2 ). Then, as a blocking treatment, 70 mM succinic anhydride and 35% 1-methyl-2-
Pyrrolidone dissolved in 0.1M (pH
Immerse the hydroxyapatite linear substance in the boric acid solution of 8.0). Then, it is left at room temperature for 30 minutes. This is thoroughly dried in a dryer at 37 ° C. Then, TE buffer (10 mM Tris-HCl (pH
8.0), containing 0.1 mM EDTA) several times and dried well.

【0291】以上の工程により、DNAプローブを具備
するプローブ固定支持体が製造される。このハイドロオ
キシアパタイトの線状物質を水洗し、未反応のDNAプ
ローブを除去した後に紫外光を照射し蛍光材を発光さ
せ、結合密度を測定すれば10 11〜1013分子/c
程度のDNAプローブが固定されていることが分か
る。
By the above steps, the DNA probe was prepared.
A probe fixing support is manufactured. This hydro
After washing the linear substance of xiapatite with water, unreacted DNA
After removing the lobes, the fluorescent material is emitted by irradiating it with ultraviolet light.
And the bond density is measured to be 10 11-10ThirteenMolecule / c
mTwoIt is clear that some DNA probes are fixed
It

【0292】(3)配位結合によるDNAプローブの固
定化 上記(1)で製造されたハイドロオキシアパタイトの線
状物質に対し、配位結合によって蛍光物質で標識したD
NAプローブを固定する。
(3) Immobilization of DNA probe by coordination bond The linear substance of hydroxyapatite produced in (1) above was labeled with a fluorescent substance by coordination bond.
Fix the NA probe.

【0293】上記(1)で製造されたハイドロオキシア
パタイトの線状物質に対して、電子銃蒸着(又は、スパ
ッタ、CVD、電解メッキ及び無電解メッキ等の成膜技
術を用いてもよい)を行い、表面にAu膜を成膜する。
その一方で、別途、DNAプローブに対してSを導入し
ておく。このように表面に膜を形成したハイドロオキシ
アパタイトの線状物質に対して、以下の方法によってD
NAプローブを配位結合させる。
Electron gun vapor deposition (or film forming techniques such as sputtering, CVD, electrolytic plating and electroless plating may be used) is applied to the linear substance of hydroxyapatite produced in the above (1). Then, an Au film is formed on the surface.
On the other hand, S is separately introduced into the DNA probe. For the hydroxyapatite linear substance having a film formed on the surface in this manner, D
Coordinate the NA probe.

【0294】先ず、蛍光標識DNAプローブに対して、
配位結合供与体としてS(硫黄)を導入する。次に、S
を導入した蛍光標識DNAプローブをクエン酸生理食塩
水溶液に分散する。この溶液を上記で成膜されたAuを
有する水晶基板の表面に対して滴下する。これによりハ
イドロオキシアパタイトの線状物質表面に制膜されたA
uとプローブに具備されるSが配位結合される。このよ
うな方法によって配位結合によりDNAプローブが長細
担体に固定される。
First, for the fluorescently labeled DNA probe,
S (sulfur) is introduced as a coordinate bond donor. Then S
The fluorescence-labeled DNA probe introduced with is dispersed in a citric acid physiological saline solution. This solution is dropped on the surface of the quartz substrate having Au formed as described above. As a result, A formed on the surface of the linear material of hydroxyapatite
u and S provided on the probe are coordinate-bonded. By such a method, the DNA probe is fixed to the elongated carrier by the coordinate bond.

【0295】その後、ブロッキング処理として、アルカ
ンチオール(その他、イオウを持った炭素鎖、メルカプ
トエタノール又はメルカプトヘキサノール等でもよい)
で処理し、配位結合に関与しないハイドロオキシアパタ
イトの線状物質表面をブロッキングする。
After that, as a blocking treatment, alkanethiol (otherwise, a carbon chain having sulfur, mercaptoethanol, mercaptohexanol, or the like may be used).
To block the surface of the hydroxyapatite linear substance that does not participate in the coordination bond.

【0296】次に、これを水洗し、未反応の蛍光標識D
NAプローブを除去した後に、紫外光を照射して蛍光物
質から生じる蛍光を観察すれば、当該線状物質上に複数
の蛍光が観察される。更に、プローブの結合密度を測定
すれば1011〜1013分子/cm程度の標識DN
Aプローブが当該ハイドロオキシアパタイトの線状物質
上に固定されているであろう。
Next, this was washed with water to obtain unreacted fluorescent label D.
After removing the NA probe and observing the fluorescence generated from the fluorescent substance by irradiating it with ultraviolet light, a plurality of fluorescences are observed on the linear substance. Furthermore, if the binding density of the probe is measured, labeled DN of about 10 11 to 10 13 molecules / cm 2
The A probe would be immobilized on the hydroxyapatite linear material.

【0297】(4)共有結合によるDNAプローブの固
定化 ハイドロオキシアパタイトの線状物質には、−OH基が
存在する。従って、この官能基を利用してプローブを固
相化することが可能である。その例を図14を参照しつ
つ以下に説明する。図14では、ハイドロオキシアパタ
イトの線状物質130の表面131に1つの−OH基が
存在する図を便宜上記載したが、−OH基の数はこれに
限定されるものではない。
(4) Immobilization of DNA probe by covalent bond —OH group is present in the linear substance of hydroxyapatite. Therefore, it is possible to immobilize the probe using this functional group. An example thereof will be described below with reference to FIG. In FIG. 14, a diagram in which one —OH group is present on the surface 131 of the hydroxyapatite linear substance 130 is illustrated for convenience, but the number of —OH groups is not limited to this.

【0298】次に、1%のN−AEPTMS(N−アミ
ノエチル−アミノプロピル−トリメトキシシラン)を室
温で1時間撹拌する。この溶液に上記のハイドロオキシ
アパタイトの線状物質を浸漬し、その表面にアミノ基を
有する化合物を形成する(図14b)。次に、このハイ
ドロオキシアパタイトの線状物質を純水で洗浄し、窒素
ガスによる乾燥の後に、これを120℃でベーキングを
する。続いて、0.3mg/mLのEMCS(アミノ基
とチオール基に反応する二価性の架橋剤)のジメチルサ
ルフォキサイド:エタノール=1:1の溶液中に室温で
2時間浸漬し、この架橋剤をアミノ基に結合する。この
ハイドロオキシアパタイトの線状物質をエタノールによ
り洗浄し、窒素ガスにより乾燥する(図14c)。
Next, 1% of N-AEPTMS (N-aminoethyl-aminopropyl-trimethoxysilane) is stirred at room temperature for 1 hour. The above hydroxyapatite linear substance is immersed in this solution to form a compound having an amino group on the surface thereof (FIG. 14b). Next, this hydroxyapatite linear substance is washed with pure water, dried with nitrogen gas, and then baked at 120 ° C. Then, it was immersed for 2 hours at room temperature in a solution of 0.3 mg / mL of EMCS (divalent cross-linking agent that reacts with amino group and thiol group) in dimethyl sulfoxide: ethanol = 1: 1. The crosslinker is attached to the amino group. The hydroxyapatite linear substance is washed with ethanol and dried with nitrogen gas (FIG. 14c).

【0299】これとは別に、蛍光物質により標識したD
NAプローブを用意する(図14d)。図中星印が蛍光
物質である。この蛍光標識DNAプローブに対してTd
T(Terminal deosynucleotidyl Transferase)酵素を
作用させ、次いで、4−チオUTP(ウリジントリリン
酸)を作用させる。これによりDNAプローブの3’末
端にチオール基を導入することができる(図14e)。
Separately, D labeled with a fluorescent substance
Prepare an NA probe (Fig. 14d). The star in the figure is a fluorescent substance. Td against this fluorescently labeled DNA probe
T (Terminal deosynucleotidyl Transferase) enzyme is allowed to act, and then 4-thio UTP (uridine triphosphate) is allowed to act. This makes it possible to introduce a thiol group into the 3'end of the DNA probe (Fig. 14e).

【0300】このハイドロオキシアパタイトの線状物質
を水洗いし、未反応のDNAプローブを除去した後に紫
外光を照射し、蛍光物質からの蛍光を検出し、DNAプ
ローブの結合密度を測定する。それによると、1011
〜1013分子/cm程度のDNAプローブが固定さ
れていることが分かる。
This hydroxyapatite linear substance is washed with water to remove unreacted DNA probe, and then ultraviolet light is irradiated to detect fluorescence from the fluorescent substance to measure the binding density of the DNA probe. According to it, 10 11
It can be seen that DNA probes of about 10 13 molecules / cm 2 are immobilized.

【0301】当該ハイドロオキシアパタイトの線状物質
に具備される放射状に延出した線状物質の高アスペクト
比を考慮すると、上記方法により製造されたプローブ固
定支持体におけるDNAプローブの固定は、従来の平面
に対する固定に比べて、等面積当たり10〜10
の数のDNAを固定することができる。このような本発
明のプローブ固定支持体を使用すれば、蛍光物質を用い
た測定方法や電気的な測定方法により標的物質を検出す
る場合の感度を顕著に向上することが可能である。
Considering the high aspect ratio of the radially extending linear substance included in the hydroxyapatite linear substance, immobilization of the DNA probe on the probe-immobilized support produced by the above method is performed by conventional methods. It is possible to immobilize 10 2 to 10 3 times as many DNAs per equal area as compared to immobilization on a flat surface. By using such a probe-immobilized support of the present invention, it is possible to significantly improve the sensitivity when detecting a target substance by a measuring method using a fluorescent substance or an electric measuring method.

【0302】(5)共有結合によるDNAプローブの固
定化2 ハイドロオキシアパタイトのウイスカーは基材表面に−
OH基を利用して、以下のようにDNAプローブを固定
することも可能である。まず、1%のエポキシシラン
(3−グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン)を
ハイドロオキシアパタイトのウイスカー表面に対して反
応させる。その結果、−OH基のHと、エポキシシラン
の(CHO)−が脱離して縮合する。これにより、ハ
イドロオキシアパタイト表面にエポキシシラン由来物質
が結合され、その結果、エポキシシリカとなる。
(5) Immobilization of DNA probe by covalent bond 2 Hydroxyapatite whiskers were
It is also possible to immobilize the DNA probe using the OH group as follows. First, 1% of epoxysilane (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane) is reacted with the surface of hydroxyapatite whiskers. As a result, H of the —OH group and (CH 3 O) — of the epoxysilane are eliminated and condensed. As a result, the epoxysilane-derived substance is bonded to the surface of the hydroxyapatite, resulting in epoxysilica.

【0303】次に、エポキシシリカの先端をジオールと
した後に、トレシルクロリドを反応させてトレシルシリ
カとする。
Next, after making the tip of the epoxy silica a diol, tresyl chloride is reacted to form a tresyl silica.

【0304】これとは別に、アミノ基を導入したDNA
プローブを用意する。トレシルシリカで修飾されたハイ
ドロオキシアパタイト表面にアミノ基を導入したDNA
プローブを結合させる事により、−OH基を持つ基材に
DNAプローブを共有結合させることができる。
Separately from this, DNA having an amino group introduced
Prepare the probe. DNA in which amino groups are introduced on the surface of hydroxyapatite modified with tresyl silica
By binding the probe, the DNA probe can be covalently bound to the substrate having the —OH group.

【0305】この線状ハイドロオキシアパタイトを水洗
し、未反応のDNAプローブを除去する。その後に紫外
光を照射し蛍光物質からの蛍光を測定し、DNAプロー
ブの結合密度を測定する。それによれば1011〜10
13分子/cm程度のDNAプローブが線状ハイドロ
オキシアパタイトに固定されていることが分かる。
This linear hydroxyapatite is washed with water to remove unreacted DNA probe. After that, ultraviolet light is irradiated to measure the fluorescence from the fluorescent substance, and the binding density of the DNA probe is measured. According to it, 10 11 to 10
It can be seen that a DNA probe of about 13 molecules / cm 2 is immobilized on the linear hydroxyapatite.

【0306】放射状に形成されたハイドロオキシアパタ
イトの線状構造により従来の平面に対する結合に比べ
て、等面積当たり10〜10倍の数のDNAを固定
することができる。従って、蛍光物質を用いた測定方法
や電気的な測定方法をする際の感度が向上する。
Due to the linear structure of hydroxyapatite formed radially, it is possible to immobilize 10 2 to 10 3 times as many DNAs per equal area as compared with the conventional binding to a plane. Therefore, the sensitivity when performing a measuring method using a fluorescent substance or an electrical measuring method is improved.

【0307】本例では、ハイドロオキシアパタイトに存
在する−OH基を利用して共有結合を行ったが、それ自
身公知の従来方法によりDNAプローブをハイドロオキ
シアパタイト表面に対して共有結合できる方法も使用す
ることが可能である。
In this example, the -OH group existing in hydroxyapatite was used to carry out the covalent bond. However, a method in which a DNA probe can be covalently bonded to the hydroxyapatite surface by a conventional method known per se is also used. It is possible to

【0308】上記の4つの例では、プローブ固定支持体
に高密度にプローブが固定されることを示すために標識
化プローブを用いる例を示したが、実際に使用する場合
には、標識化は必ずしも必要ではない。
In the above four examples, the labeled probe was used to show that the probe was immobilized at a high density on the probe-immobilized support. However, in the actual use, labeling was not performed. Not necessarily required.

【0309】例9.金属の線状結晶 (1)製造方法 金属の線状結晶の1例としての金(Au)の線状結晶
は、以下のような還元法によって合成できる。
Example 9. Metal Linear Crystal (1) Manufacturing Method A gold (Au) linear crystal as an example of a metal linear crystal can be synthesized by the following reduction method.

【0310】金のハロゲン化物で満たしたボートを電気
炉で覆われた石英管内に導入し、その後、550℃に加
熱する。熱による還元反応が終了した後に、石英管を冷
却し、石英管内にヘリウムガスを流す。この方法によ
り、金の線状結晶を得ることができる。
A boat filled with gold halide is introduced into a quartz tube covered with an electric furnace and then heated to 550 ° C. After the reduction reaction by heat is completed, the quartz tube is cooled and helium gas is flown into the quartz tube. By this method, gold linear crystals can be obtained.

【0311】この金の線状結晶に対しても、上述と同様
な方法により静電結合、配位結合等の結合方法を用い、
蛍光を発する標識DNAプローブを結合させることが可
能である。この金の線状結晶を水洗し、未反応のDNA
プローブを除去した後に紫外光を照射し蛍光物質からの
蛍光を測定する。それによると、1011〜1013
子/cm程度のDNAプローブが当該金の線状結晶に
固定されていることがわかる。
Also for this gold linear crystal, a coupling method such as electrostatic coupling or coordination coupling is used in the same manner as described above.
It is possible to attach a labeled DNA probe that fluoresces. The gold linear crystals were washed with water to remove unreacted DNA.
After removing the probe, ultraviolet light is irradiated and the fluorescence from the fluorescent substance is measured. According to this, it is found that about 10 11 to 10 13 molecules / cm 2 of DNA probe are immobilized on the gold linear crystal.

【0312】(2)静電結合によるDNAプローブの固
定化 上記(1)で製造した金の線状結晶に対し静電結合によ
り蛍光標識DNAプローブを固定する。
(2) Immobilization of DNA probe by electrostatic bond A fluorescent labeled DNA probe is immobilized by electrostatic bond to the gold linear crystal produced in (1) above.

【0313】まず、金の線状結晶をエタノール及び蒸留
水で洗浄する。その後、表面をポリリジン溶液で処理す
る。それとは別に、固定しようとする蛍光標識DNAプ
ローブをエタノール洗浄し、3倍のクエン酸生理食塩水
中に分散しておく。
First, gold linear crystals are washed with ethanol and distilled water. Then, the surface is treated with a polylysine solution. Separately from this, the fluorescence-labeled DNA probe to be immobilized is washed with ethanol and dispersed in 3-fold citric acid physiological saline.

【0314】その後、ポリリジン表面処理された面に蛍
光標識DNAプローブが分散されたクエン酸生理食塩水
溶液を滴下する。これにより蛍光標識DNAプローブに
含まれるリン酸陰イオンがポリリジンの陽イオンに対し
て静電結合される。
Then, a citric acid physiological saline solution in which the fluorescent-labeled DNA probe is dispersed is dropped on the surface treated with polylysine. As a result, the phosphate anion contained in the fluorescently labeled DNA probe is electrostatically bound to the cation of polylysine.

【0315】その後、0.2%のドデシル硫酸ナトリウ
ム溶液で当該表面を洗浄し、更に95%エタノールで洗
浄する。次に、固定された蛍光標識DNAプローブを9
5℃で加熱し、変性させ、UVクロスリンク処理(60
mJ/cm)を行う。その後、ブロッキング処理とし
て、70mMの無水コハク酸と35%1−メチル−2−
pyrrolidinoneを溶解した0.1M(pH
8.0)のホウ酸溶液に当該金の線状結晶を浸ける。そ
の後、室温で30分間放置する。これを37℃の乾燥機
で充分に乾燥させる。その後、TE緩衝液(10mMの
Tris−HCl(pH8.0)、0.1mMのEDT
Aを含有する)で数回洗浄して良く乾燥する。
Thereafter, the surface is washed with a 0.2% sodium dodecyl sulfate solution, and further washed with 95% ethanol. Next, the immobilized fluorescent labeled DNA probe
Heat at 5 ° C to denature and UV crosslink treatment (60
mJ / cm 2 ). Then, as a blocking treatment, 70 mM succinic anhydride and 35% 1-methyl-2-
Pyrrolidone dissolved in 0.1M (pH
The gold linear crystals are immersed in the boric acid solution of 8.0). Then, it is left at room temperature for 30 minutes. This is thoroughly dried in a dryer at 37 ° C. Then, TE buffer (10 mM Tris-HCl (pH 8.0), 0.1 mM EDT was used.
(Containing A) and washed well several times.

【0316】以上の工程により、DNAプローブを具備
するプローブ固定支持体が製造される。この金の線状結
晶を水洗し、未反応のDNAプローブを除去した後に紫
外光を照射し蛍光材を発光させ、結合密度を測定すれば
1011〜1013分子/cm程度のDNAプローブ
が固定されていることが分かる。
Through the above steps, the probe-immobilized support having the DNA probe is manufactured. This gold linear crystal is washed with water to remove unreacted DNA probe, and then ultraviolet light is irradiated to cause the fluorescent material to emit light. When the binding density is measured, a DNA probe of about 10 11 to 10 13 molecules / cm 2 is obtained. You can see that it is fixed.

【0317】(3)配位結合によるDNAプローブの固
定化 上記(1)で製造された金の線状結晶に対し、配位結合
によって蛍光物質で標識したDNAプローブを固定す
る。
(3) Immobilization of DNA probe by coordination bond A DNA probe labeled with a fluorescent substance by coordination bond is immobilized on the gold linear crystal produced in (1) above.

【0318】先ず、蛍光標識DNAプローブに対して、
配位結合供与体としてS(硫黄)を導入する。次に、S
を導入した蛍光標識DNAプローブをクエン酸生理食塩
水溶液に分散する。この溶液を上記で成膜された金の線
状結晶の表面に対して滴下する。これにより金の線状結
晶表面のAuとプローブに具備されるSが配位結合され
る。このような方法によって配位結合によりDNAプロ
ーブが長細担体に固定される。
First, for the fluorescently labeled DNA probe,
S (sulfur) is introduced as a coordinate bond donor. Then S
The fluorescence-labeled DNA probe introduced with is dispersed in a citric acid physiological saline solution. This solution is dropped on the surface of the gold linear crystal formed as described above. As a result, Au on the surface of the gold linear crystal and S contained in the probe are coordinate-bonded. By such a method, the DNA probe is fixed to the elongated carrier by the coordinate bond.

【0319】その後、ブロッキング処理として、アルカ
ンチオール(その他、イオウを持った炭素鎖、メルカプ
トエタノール又はメルカプトヘキサノール等でもよい)
で処理し、配位結合に関与しない金の線状結晶表面をブ
ロッキングする。
Then, as a blocking treatment, alkanethiol (otherwise, a carbon chain having sulfur, mercaptoethanol, mercaptohexanol, or the like may be used).
To block the surface of the gold linear crystal that does not participate in the coordinate bond.

【0320】次に、これを水洗し、未反応の蛍光標識D
NAプローブを除去した後に、紫外光を照射して蛍光物
質から生じる蛍光を観察すれば、当該基板上に複数の蛍
光が観察される。更に、プローブの結合密度を測定すれ
ば1011〜1013分子/cm程度の標識DNAプ
ローブが当該金の線状結晶上に固定されているであろ
う。
Next, this was washed with water to obtain the unreacted fluorescent label D.
After removing the NA probe and observing the fluorescence generated from the fluorescent substance by irradiating with ultraviolet light, a plurality of fluorescences are observed on the substrate. Furthermore, if the binding density of the probe is measured, about 10 11 to 10 13 molecules / cm 2 of labeled DNA probe will be immobilized on the gold linear crystal.

【0321】また、当該金の線状結晶の高アスペクト比
を考慮すると、上記方法により製造されたプローブ固定
支持体におけるDNAプローブの固定は、従来の平面に
対する固定に比べて、等面積当たり10〜10倍の
数のDNAを固定することができる。このような本発明
のプローブ固定支持体を使用すれば、蛍光物質を用いた
測定方法や電気的な測定方法により標的物質を検出する
場合の感度を顕著に向上することが可能である。
In consideration of the high aspect ratio of the gold linear crystal, the fixing of the DNA probe on the probe fixing support manufactured by the above method is performed by 10 2 per equal area as compared with the conventional fixing on a flat surface. It is possible to immobilize 10 to 10 3 times as many DNAs. By using such a probe-immobilized support of the present invention, it is possible to significantly improve the sensitivity when detecting a target substance by a measuring method using a fluorescent substance or an electric measuring method.

【0322】上記の2つの例では、プローブ固定支持体
に高密度にプローブが固定されることを示すために標識
化プローブを用いる例を示したが、実際に使用する場合
には、標識化は必ずしも必要ではない。
In the above two examples, labeled probes were used to show that the probes are immobilized on the probe-immobilized support at a high density. However, in the actual use, labeling was not performed. Not necessarily required.

【0323】上記の還元法を用いて線状結晶の得られる
金属は、Auの他に、Cu、Ag、Fe、Ni、Co及
びPt等がある。また、気相からの凝集法を用いれば、
Ni、Cu、Fe、Pt、Ti、Au、Al、Ba、G
e、V及びAg等の金属線状結晶が得られる。更に、熱
分解法を用いれば、Pd、Pt及びAu等の金属線状結
晶が得られる。これらの線状結晶形態の金属に対して同
様に、従来の平面上に固定を行った場合に比較して、等
面積当たり10〜10倍の数のDNAプローブを固
定することができる。従って、それらの金属線状結晶を
具備するプローブ固定支持体及びプローブ固定担体は、
同様に、蛍光物質を用いた測定方法や電気的な測定方法
を行う際の検出感度を向上することが可能である。
Metals which can be used to obtain linear crystals by the above-mentioned reduction method include Cu, Ag, Fe, Ni, Co and Pt in addition to Au. Moreover, if the aggregation method from the gas phase is used,
Ni, Cu, Fe, Pt, Ti, Au, Al, Ba, G
Metal linear crystals of e, V and Ag are obtained. Furthermore, if a thermal decomposition method is used, metal linear crystals of Pd, Pt, Au, etc. can be obtained. Similarly, 10 2 to 10 3 times as many DNA probes can be immobilized per equivalent area as compared to the case where the immobilization is performed on a conventional plane for these linear crystal form metals. Therefore, the probe-immobilized support and probe-immobilized carrier comprising those metal linear crystals are
Similarly, it is possible to improve the detection sensitivity when performing a measurement method using a fluorescent substance or an electrical measurement method.

【0324】また、Au以外の金属の場合には、配位結
合によりプローブを固相化する場合には、そのような金
属製の長細担体に対して、電子銃蒸着(又は、スパッ
タ、CVD、電解メッキ及び無電解メッキ等の成膜技術
を用いてもよい)を行い、表面にAu膜を成膜し、同様
にSを導入されたDNAプローブを配位結合することが
可能である。
In the case of a metal other than Au, in the case where the probe is solid-phased by coordination bond, an electron gun vapor deposition (or sputtering, CVD) is applied to such a long carrier made of metal. It is also possible to perform a film forming technique such as electrolytic plating and electroless plating) to form an Au film on the surface, and similarly, a DNA probe introduced with S is coordinate-bonded.

【0325】例10.針状結晶構造を有したポリオキシ
メチレン (1)製造方法 有機物質の針状結晶の製造方法を以下に示す。先ず、三
つ口フラスコを真空引きした後、アルゴンガスで置換し
1atmに保つ。次に、250mLのシクロヘキサンに
0.08molのトリオキサンを溶解し、水素化ナトリ
ウムと共に還流し200mLまで蒸留する。ここに、5
0℃、10mLのトリフロライドボロンガスと10mL
の蒸留水を加え、激しく攪拌し、そのまま静置する。こ
れにより、ポリオキシメチレンの針状結晶構造を得るこ
とができる。
Example 10. Polyoxymethylene having a needle crystal structure (1) Production method A method for producing needle crystals of an organic substance will be described below. First, the three-necked flask was evacuated, then purged with argon gas and kept at 1 atm. Next, 0.08 mol of trioxane is dissolved in 250 mL of cyclohexane, refluxed with sodium hydride and distilled to 200 mL. Here 5
0 ℃, 10mL trifluoride boron gas and 10mL
Distilled water in 1 above is added, the mixture is stirred vigorously, and the mixture is allowed to stand. Thereby, a needle-like crystal structure of polyoxymethylene can be obtained.

【0326】このポリオキシメチレン針状結晶に対し、
以下の方法により静電結合又は配位結合等の結合方法を
用い、蛍光物質DNAプローブを結合させる。
For this polyoxymethylene needle crystal,
The fluorescent substance DNA probe is bound by a binding method such as electrostatic binding or coordinate binding according to the following method.

【0327】(2)静電結合によるDNAプローブの固
定化 上記(1)で製造したポリオキシメチレン針状結晶に対
し静電結合により蛍光標識DNAプローブを固定する。
(2) Immobilization of DNA probe by electrostatic bond A fluorescent labeled DNA probe is immobilized on the polyoxymethylene needle crystals produced in (1) above by electrostatic bond.

【0328】まず、ポリオキシメチレン針状結晶をエタ
ノール及び蒸留水で洗浄する。その後、表面をポリリジ
ン溶液で処理する。それとは別に、固定しようとする蛍
光標識DNAプローブをエタノール洗浄し、3倍のクエ
ン酸生理食塩水中に分散しておく。
First, polyoxymethylene needle crystals are washed with ethanol and distilled water. Then, the surface is treated with a polylysine solution. Separately from this, the fluorescence-labeled DNA probe to be immobilized is washed with ethanol and dispersed in 3-fold citric acid physiological saline.

【0329】その後、ポリリジン表面処理された面に蛍
光標識DNAプローブが分散されたクエン酸生理食塩水
溶液を滴下する。これにより蛍光標識DNAプローブに
含まれるリン酸陰イオンがポリリジンの陽イオンに対し
て静電結合される。
Then, a citric acid physiological saline solution in which the fluorescent-labeled DNA probe is dispersed is dropped on the surface treated with polylysine. As a result, the phosphate anion contained in the fluorescently labeled DNA probe is electrostatically bound to the cation of polylysine.

【0330】その後、0.2%のドデシル硫酸ナトリウ
ム溶液で当該表面を洗浄し、更に95%エタノールで洗
浄する。次に、固定された蛍光標識DNAプローブを9
5℃で加熱し、変性させ、UVクロスリンク処理(60
mJ/cm)を行う。その後、ブロッキング処理とし
て、70mMの無水コハク酸と35%1−メチル−2−
pyrrolidinoneを溶解した0.1M(pH
8.0)のホウ酸溶液に当該ポリオキシメチレン針状結
晶を浸ける。その後、室温で30分間放置する。これを
37℃の乾燥機で充分に乾燥させる。その後、TE緩衝
液(10mMのTris−HCl(pH8.0)、0.
1mMのEDTAを含有する)で数回洗浄して良く乾燥
する。
Then, the surface is washed with a 0.2% sodium dodecyl sulfate solution, and further washed with 95% ethanol. Next, the immobilized fluorescent labeled DNA probe
Heat at 5 ° C to denature and UV crosslink treatment (60
mJ / cm 2 ). Then, as a blocking treatment, 70 mM succinic anhydride and 35% 1-methyl-2-
Pyrrolidone dissolved in 0.1M (pH
The polyoxymethylene needle crystals are immersed in the boric acid solution of 8.0). Then, it is left at room temperature for 30 minutes. This is thoroughly dried in a dryer at 37 ° C. Then, TE buffer (10 mM Tris-HCl (pH 8.0), 0.
Wash with several times (containing 1 mM EDTA) and dry well.

【0331】以上の工程により、DNAプローブを具備
するプローブ固定支持体が製造される。このポリオキシ
メチレン針状結晶を水洗し、未反応のDNAプローブを
除去した後に紫外光を照射し蛍光材を発光させ、結合密
度を測定すれば1011〜1013分子/cm程度の
DNAプローブが固定されていることが分かる。
Through the above steps, a probe-immobilized support having a DNA probe is manufactured. This polyoxymethylene needle crystal is washed with water to remove unreacted DNA probe, and then ultraviolet light is irradiated to cause the fluorescent material to emit light, and the binding density is measured to be about 10 11 to 10 13 molecules / cm 2 DNA probe. You can see that is fixed.

【0332】(3)配位結合によるDNAプローブの固
定化 上記(1)で製造されたポリオキシメチレン針状結晶に
対し、配位結合によって蛍光物質で標識したDNAプロ
ーブを固定する。
(3) Immobilization of DNA probe by coordination bond A DNA probe labeled with a fluorescent substance by coordination bond is immobilized on the polyoxymethylene needle crystal produced in (1) above.

【0333】上記(1)で製造されたポリオキシメチレ
ン針状結晶に対して、電子銃蒸着(又は、スパッタ、C
VD、電解メッキ及び無電解メッキ等の成膜技術を用い
てもよい)を行い、表面にAu膜を成膜する。その一方
で、別途、DNAプローブに対してSを導入しておく。
このように表面に膜を形成したポリオキシメチレン針状
結晶に対して、以下の方法によってDNAプローブを配
位結合させる。
Electron gun deposition (or sputtering, C) was applied to the polyoxymethylene needle crystals produced in (1) above.
A film forming technique such as VD, electrolytic plating or electroless plating may be used) to form an Au film on the surface. On the other hand, S is separately introduced into the DNA probe.
A DNA probe is coordinate-bonded to the needle-like polyoxymethylene crystal having a film formed on the surface thereof by the following method.

【0334】次に、蛍光標識DNAプローブに対して、
配位結合供与体としてS(硫黄)を導入する。次に、S
を導入した蛍光標識DNAプローブをクエン酸生理食塩
水溶液に分散する。この溶液を上記で成膜されたポリオ
キシメチレン針状結晶の表面に対して滴下する。これに
よりポリオキシメチレン針状結晶表面のAuとプローブ
に具備されるSが配位結合される。このような方法によ
って配位結合によりDNAプローブが長細担体に固定さ
れる。
Next, for the fluorescently labeled DNA probe,
S (sulfur) is introduced as a coordinate bond donor. Then S
The fluorescence-labeled DNA probe introduced with is dispersed in a citric acid physiological saline solution. This solution is added dropwise to the surface of the polyoxymethylene needle-shaped crystal formed as described above. As a result, Au on the surface of the polyoxymethylene needle crystal and S contained in the probe are coordinate-bonded. By such a method, the DNA probe is fixed to the elongated carrier by the coordinate bond.

【0335】その後、ブロッキング処理として、アルカ
ンチオール(その他、イオウを持った炭素鎖、メルカプ
トエタノール又はメルカプトヘキサノール等でもよい)
で処理し、配位結合に関与しないポリオキシメチレン針
状結晶表面をブロッキングする。
Then, as a blocking treatment, alkanethiol (otherwise, a carbon chain having sulfur, mercaptoethanol or mercaptohexanol, etc. may be used).
The polyoxymethylene needle-like crystal surface that is not involved in the coordination bond is blocked with

【0336】次に、これを水洗し、未反応の蛍光標識D
NAプローブを除去した後に、紫外光を照射して蛍光物
質から生じる蛍光を観察すれば、当該ポリオキシメチレ
ン針状結晶上に複数の蛍光が観察される。更に、プロー
ブの結合密度を測定すれば1011〜1013分子/c
程度の標識DNAプローブが当該ポリオキシメチレ
ン針状結晶上に固定されているであろう。
Next, this was washed with water to obtain unreacted fluorescent label D.
After removing the NA probe and observing the fluorescence generated from the fluorescent substance by irradiating with ultraviolet light, a plurality of fluorescences are observed on the polyoxymethylene needle crystals. Furthermore, if the binding density of the probe is measured, it is 10 11 to 10 13 molecules / c.
Labeled DNA probes of the order of m 2 will be immobilized on the polyoxymethylene needle crystals.

【0337】また、当該ポリオキシメチレン針状結晶の
高アスペクト比を考慮すると、上記方法により製造され
たプローブ固定支持体におけるDNAプローブの固定
は、従来の平面に対する固定に比べて、等面積当たり1
〜10倍の数のDNAを固定することができる。
このような本発明のプローブ固定担体を使用すれば、蛍
光物質を用いた測定方法や電気的な測定方法により標的
物質を検出する場合の感度を顕著に向上することが可能
である。
Considering the high aspect ratio of the polyoxymethylene needle-like crystals, the fixation of the DNA probe on the probe-immobilized support produced by the above-mentioned method is less than 1 per unit area as compared with the conventional immobilization on a flat surface.
It is possible to immobilize 0 2 to 10 3 times as many DNAs.
By using such a probe-immobilized carrier of the present invention, it is possible to significantly improve the sensitivity when detecting a target substance by a measuring method using a fluorescent substance or an electric measuring method.

【0338】上記の2つの例では、プローブ固定支持体
に高密度にプローブが固定されることを示すために標識
化プローブを用いる例を示したが、実際に使用する場合
には、標識化は必ずしも必要ではない。
In the above two examples, the labeled probe was used to show that the probe was immobilized at a high density on the probe-immobilized support. However, in the actual use, labeling was not performed. Not necessarily required.

【0339】本例では、ポリオキシメチレンの針状結晶
について記述したが、エポキシ樹脂の針状結晶、不飽和
ポリエステル樹脂の針状結晶、チアジルウイスカー、ジ
アセチレン系のポリマーウイスカー、m−クロロニトロ
ベンゼンウイスカー等の有機物の線状、繊維状及び柱状
構造物についても同様にDNAプローブを固相すること
が可能である。
Although needle-like crystals of polyoxymethylene were described in this example, needle-like crystals of epoxy resin, needle-like crystals of unsaturated polyester resin, thiazyl whiskers, diacetylene-based polymer whiskers, m-chloronitrobenzene. Similarly, the linear, fibrous and columnar structures of organic substances such as whiskers can be solid-phased with the DNA probe.

【0340】例11.プローブ固定支持体を用いたPC
R反応 例1から11に記載したプローブ固定支持体に具備され
るDNAプローブを、鋳型として使用し、目的とする核
酸をPCR増幅するためのPCR反応の条件の例を以下
に記載する。PCR反応は、表1に従う条件で行うこと
が可能である。即ち、95℃5分の変性工程、続く、任
意の回数n(ここで、nは1以上の整数である)で繰り
返される50℃2分のアニーリング工程と72℃2分の
プライマー伸長工程と95℃2分の変性工程、前記任意
の繰り返しの後に続く50℃2分のアニーリング工程、
更にその後に続く72℃9分のプライマー伸長工程で行
える。
Example 11. PC using fixed probe support
An example of conditions for a PCR reaction for PCR amplification of a target nucleic acid using the DNA probe provided on the probe-immobilized support described in R reaction examples 1 to 11 as a template is described below. The PCR reaction can be performed under the conditions according to Table 1. That is, a denaturation step at 95 ° C. for 5 minutes, followed by an annealing step at 50 ° C. for 2 minutes and a primer extension step at 72 ° C. for 2 minutes, which are repeated an arbitrary number of times n (where n is an integer of 1 or more). A denaturing step of 2 minutes at 50 ° C., an annealing step of 2 minutes at 50 ° C. following the optional repetition,
Further, the subsequent primer extension step at 72 ° C. for 9 minutes can be performed.

【0341】[0341]

【表1】 [Table 1]

【0342】また、当該PCR反応時に使用される反応
液を表2に纏めて記載する。
The reaction solutions used in the PCR reaction are summarized in Table 2.

【0343】[0343]

【表2】 [Table 2]

【0344】PCRは次のように行う。即ち、ヒーター
の上に本発明に従うプローブ固定支持体を直接置き、表
2に示す組成のPCR反応液をDNAチップ上に滴下
し、表1に示す反応ステップでPCRを行う。従来のガ
ラスプレート固相単体を用いたPCRでは、その熱伝導
度が石英:1.38W/mK、パイレックス(登録商
標):3.99W/mK at300Kであったため所
定の温度に達するまで時間が掛かる。しかし、Si上の
カーボンナノチューブ、(Si:150W/mK)Si
C上のカーボンナノチューブ(SiC:490W/m
K)の熱伝導度は非常に高く、温度の切り替えを短時間
にすることができる。
PCR is performed as follows. That is, the probe-immobilized support according to the present invention is directly placed on the heater, the PCR reaction solution having the composition shown in Table 2 is dropped on the DNA chip, and PCR is performed in the reaction step shown in Table 1. In conventional PCR using a glass plate solid phase simple substance, the thermal conductivity is quartz: 1.38 W / mK, Pyrex (registered trademark): 3.99 W / mK at 300 K, so it takes time to reach a predetermined temperature. . However, carbon nanotubes on Si, (Si: 150W / mK) Si
Carbon nanotube on C (SiC: 490W / m
The thermal conductivity of K) is very high, and the temperature can be switched in a short time.

【0345】例16.保存 上記工程により作製したプローブ固定支持体を綺麗に洗
浄したガラスシャーレ内に置き蓋を閉める。このシャー
レは、冷蔵庫に入れて冷暗所で保存する。上記の例1〜
11により作製されるDNAチップの寿命は、cDNA
が固定されてなるプローブ固定支持体の場合であって数
ヶ月間であり、オリゴDNAが固定されてなるプローブ
固定支持体ではさらに長期間の保存が可能である。
Example 16. Storage Place the probe fixed support prepared in the above step in a clean glass dish and close the lid. This petri dish is stored in a refrigerator in a cool and dark place. Examples 1-above
The life of the DNA chip produced by 11 is
In the case of a probe-immobilized support on which is immobilized for several months, the probe-immobilized support on which oligo DNA is immobilized can be stored for a longer period of time.

【0346】例17.核酸解析用プローブ固定支持体 上述したSiC基板上にカーボンナノチューブを延出し
た本発明のプローブ固定支持体(一般的にはDNAチッ
プに相当する)を用いて、遺伝子の発現解析を行うこと
が可能である。また同様に、本発明のプローブ固定支持
体は、試験される対象についての遺伝子診断を行うため
の装置としても使用することが可能である。
Example 17. Probe fixed support for nucleic acid analysis Gene expression analysis can be performed using the probe fixed support of the present invention (generally equivalent to a DNA chip) in which carbon nanotubes are extended on the above-mentioned SiC substrate. Is. Similarly, the probe-immobilized support of the present invention can also be used as a device for carrying out genetic diagnosis on an object to be tested.

【0347】その場合、固定するプローブの配列は検出
しようとする核酸の配列に相補的な配列を選択すればよ
い。遺伝子発現解析の場合では、試験される対象におい
て、どのような遺伝子が発現しているか及び/又はどの
ような遺伝子が発現していないかを検出するためのプロ
ーブを選択すればよい。また、本発明のプローブ固定支
持体は優れた定量性を有するので、目的とする遺伝子の
発現量の変化についても解析することが可能である。
In this case, as the probe sequence to be immobilized, a sequence complementary to the sequence of the nucleic acid to be detected may be selected. In the case of gene expression analysis, a probe may be selected for detecting what kind of gene is expressed and / or what kind of gene is not expressed in the test subject. In addition, since the probe-immobilized support of the present invention has excellent quantification, it is possible to analyze changes in the expression level of the gene of interest.

【0348】核酸解析に使用されるためのプローブ固定
支持体は、上述の例により記載された方法により製造さ
れる。その場合、固定されるプローブとして、2塩基〜
50塩基長の核酸断片、より好ましくは10塩基〜25
塩基長の核酸断片を使用する。プローブの固定はプロー
ブ固定支持体に対して点着する。
The probe-immobilized support for use in nucleic acid analysis is manufactured by the method described by the examples above. In that case, as the probe to be immobilized, 2 bases to
A nucleic acid fragment having a length of 50 bases, more preferably 10 to 25 bases.
A nucleic acid fragment having a base length is used. The probe is fixed to the probe fixing support by spotting.

【0349】例えば、SiC基板上に形成されたカーボ
ンナノチューブ層表面に対して、核酸断片が、固定量約
10〜約10種類/cmの範囲、固定比量約10
12分子/cmで固定される。
For example, nucleic acid fragments are immobilized on the surface of the carbon nanotube layer formed on the SiC substrate in the range of about 10 to about 10 5 types / cm 2 , and the fixed ratio of about 10
It is fixed at 12 molecules / cm 2 .

【0350】その後、紫外線、水素化ホウ素ナトリウム
又はシッフ試薬による後処理を施す。これらの後処理
は、複数の種類を組み合わせて行ってもよく、加熱処理
と紫外線処理を組み合わせて行うことが特に好ましい。
点着後に、インキュベーションを行うことも好ましい。
また、当該インキュベート後に未点着のDNA断片を洗
浄して除去することが好ましい。
After that, post-treatment with ultraviolet rays, sodium borohydride or Schiff reagent is performed. These post-treatments may be carried out by combining a plurality of types, and it is particularly preferable to carry out a combination of heat treatment and ultraviolet treatment.
It is also preferable to carry out incubation after spotting.
Further, it is preferable to wash and remove the unspotted DNA fragment after the incubation.

【0351】標織方法としては電気化学的方法を用い
る。これは、導電性基を持ち、形成されたハイブリッド
構造体に取り込まれる性質を持つインターカレータを用
い、電気伝導性を有するカーボンナノチューブを介し
て、電気信号の有無で検出する方法である。
An electrochemical method is used as a standard weaving method. This is a method in which an intercalator having a conductive group and having a property of being incorporated into the formed hybrid structure is used to detect the presence or absence of an electric signal via a carbon nanotube having electric conductivity.

【0352】標的配列に対して相補性のある配列を有す
る核酸プローブが固定され、電極として機能するカーボ
ンナノチューブが長細担体として具備され、且つ電気化
学的検出用に構成された本発明に従うプローブ固定支持
体を使用して、発現解析を行う場合には、次のように行
えばよい。
A nucleic acid probe having a sequence complementary to a target sequence is immobilized, carbon nanotubes functioning as electrodes are provided as elongated carriers, and the probe is immobilized for electrochemical detection according to the present invention. When an expression analysis is performed using a support, it may be performed as follows.

【0353】まず、個体から市販のキット又はそれ自身
公知の方法によりRNAを抽出する。このRNAからc
DNAを作成し、これを検体核酸とする。
First, RNA is extracted from an individual by a commercially available kit or a method known per se. C from this RNA
DNA is prepared and used as a sample nucleic acid.

【0354】当該プローブ固定支持体に対して、上記で
得られた検体核酸を添加する。次に、二本鎖認識存在下
で、且つ適切な条件下でハイブリダイゼーション反応を
行う。
The sample nucleic acid obtained above is added to the probe-immobilized support. Next, a hybridization reaction is performed in the presence of double-stranded recognition and under appropriate conditions.

【0355】検体核酸に標的配列が存在する場合には、
ハイブリダイゼーション反応が起こり、生じた二本鎖を
二本鎖認識体が認識して結合する。このときに、二本鎖
認識体が電気化学的に反応する電位以上の電位を印加し
ておけば、二本鎖認識体に由来する反応電流値が測定さ
れ、ハイブリダイゼーションを検出される。それによ
り、当該検体核酸中の標的配列の存在が検出される。
When the target sequence is present in the sample nucleic acid,
A hybridization reaction occurs, and the double strand thus formed is recognized and bound by the double strand recognizer. At this time, if a potential higher than the potential at which the double-stranded chain-recognizing body reacts electrochemically is applied, the reaction current value derived from the double-stranded chain-recognizing body is measured, and hybridization is detected. Thereby, the presence of the target sequence in the sample nucleic acid is detected.

【0356】また、遺伝子診断用には、1つのプローブ
固定支持体に固定されるプローブは、特定の疾患に関連
する遺伝子のSNPや変異を解析するために、その塩基
配列が異なる複数種類の核酸プローブを、特定疾患解析
用プローブシリーズとして選択してよい。或いは特定の
疾患に限定されず、1個体から多岐に亘る多くの情報を
得るために、その塩基配列が異なる複数種類の核酸プロ
ーブを、個体解析用プローブシリーズとして選択しても
よい。また、個体に含まれる病原体に関する情報を同時
に解析できるようにプローブを選択してもよい。
[0356] For gene diagnosis, probes fixed to one probe-immobilized support are used for analysis of SNPs or mutations of genes associated with a specific disease, and therefore, a plurality of kinds of nucleic acids having different base sequences are used. The probes may be selected as a probe series for specific disease analysis. Alternatively, not limited to a specific disease, a plurality of types of nucleic acid probes having different base sequences may be selected as the individual analysis probe series in order to obtain a large amount of information from a single individual. Further, the probe may be selected so that the information regarding the pathogen contained in the individual can be simultaneously analyzed.

【0357】本発明によるDNAチップを用いた場合、
その、比固定量が揃っているため、単にハイブリダイゼ
ーションの有無による定性的な分析にとどまらず、定量
的な分析を高い信頼度で行うことができる。
When the DNA chip according to the present invention is used,
Since the specific fixed amount is uniform, not only qualitative analysis based on the presence or absence of hybridization but also quantitative analysis can be performed with high reliability.

【0358】[0358]

【発明の効果】以上のような本発明により、生体関連物
質の検出を高い信頼性をもって行うことのできる装置が
提供された。
As described above, according to the present invention, there is provided an apparatus capable of detecting a biological substance with high reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に従うプローブ固定支持体の1態様を示
す図。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a probe fixing support according to the present invention.

【図2】本発明において使用される細長担体に導入され
る官能基の例を示す図。
FIG. 2 is a view showing an example of functional groups introduced into an elongated carrier used in the present invention.

【図3】本発明に従うプローブ固定支持体に具備される
長細担体の例を示す図。
FIG. 3 is a view showing an example of an elongated carrier provided in a probe fixing support according to the present invention.

【図4】本発明に従うプローブ固定支持体に具備される
長細担体の例を示す図。
FIG. 4 is a view showing an example of an elongated carrier provided on a probe fixing support according to the present invention.

【図5】本発明に従うプローブ固定支持体に具備される
長細担体の例を示す図。
FIG. 5 is a view showing an example of an elongated carrier provided on the probe fixing support according to the present invention.

【図6】本発明に従うプローブ固定支持体に具備される
長細担体の例を示す図。
FIG. 6 is a view showing an example of an elongated carrier provided in the probe fixing support according to the present invention.

【図7】本発明に従うプローブ固定支持体に具備される
長細担体の例を示す図。
FIG. 7 is a view showing an example of an elongated carrier provided in the probe fixing support according to the present invention.

【図8】本発明に従うプローブ固定支持体に具備される
長細担体の例を示す図。
FIG. 8 is a view showing an example of an elongated carrier provided in the probe fixing support according to the present invention.

【図9】Si基板から本発明に従うプローブ固定支持体
を製造する工程を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a process of manufacturing a probe fixing support according to the present invention from a Si substrate.

【図10】Si基板とSi基板に具備されるカーボンナ
ノチューブを示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a Si substrate and carbon nanotubes provided on the Si substrate.

【図11】SiC基板から本発明に従うプローブ固定支
持体を製造する工程を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a step of manufacturing a probe fixing support according to the present invention from a SiC substrate.

【図12】SiC基板に具備されるカーボンナノチュー
ブを示す図。
FIG. 12 is a view showing carbon nanotubes provided on a SiC substrate.

【図13】SiC基板に具備されたカーボンナノチュー
ブの先端を開口する工程を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a step of opening the tip of the carbon nanotube provided on the SiC substrate.

【図14】ハイドロオキシアパタイトの線状物質の表面
を化学修飾する工程を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing a step of chemically modifying the surface of a linear substance of hydroxyapatite.

【図15】(0001)α−Al基板に具備され
たZnO柱状結晶を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing ZnO columnar crystals provided on a (0001) α-Al 2 O 3 substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,31,60,70.プローブ固定支持体 2,3
2,61,71.基板 3,41,.長細担体 4,34,42,63,7
3.プローブ 33.長細担体集合体 62,7
2.カーボンナノチューブ 74.開口部 75.
開口部の縁 81.Ni微粒子 82.基板 8
3.カーボンナノチューブ 84.プローブ 10
1.SiC基板 102,103.カーボンナノチュ
ーブ 104.カーボンナノチューブを具備するSi
C基板 120.カーボンナノチューブ 124.
DNAプローブ 121.SiC基板 122.カ
ーボンナノチューブ 123.カーボンナノチューブ
を具備するSiC基板 124.DNAプローブ
130.ハイドロオキシアパタイトの線状物質 13
1.ハイドロオキシアパタイトの線状物質の表面
1, 31, 60, 70. Probe fixed support 2,3
2,61,71. Substrates 3, 41 ,. Long and thin carrier 4,34,42,63,7
3. Probe 33. Long and narrow carrier assembly 62,7
2. Carbon nanotube 74. Opening 75.
Edge of opening 81. Ni fine particles 82. Board 8
3. Carbon nanotube 84. Probe 10
1. SiC substrate 102, 103. Carbon nanotube 104. Si with carbon nanotubes
C substrate 120. Carbon nanotube 124.
DNA probe 121. SiC substrate 122. Carbon nanotube 123. SiC substrate provided with carbon nanotubes 124. DNA probe
130. Linear substances of hydroxyapatite 13
1. Surface of hydroxyapatite linear material

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 33/483 C12N 15/00 F 33/551 G01N 27/46 386Z 37/00 102 336G 27/30 351 27/46 386G Fターム(参考) 2G045 DA12 DA13 DA14 DA36 DA37 FB05 FB15 4B024 AA11 CA04 CA09 HA14 4B029 AA07 AA23 FA15 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G01N 33/483 C12N 15/00 F 33/551 G01N 27/46 386Z 37/00 102 336G 27/30 351 27 / 46 386G F term (reference) 2G045 DA12 DA13 DA14 DA36 DA37 FB05 FB15 4B024 AA11 CA04 CA09 HA14 4B029 AA07 AA23 FA15

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 支持体と、この支持体の1面に少なくと
もその1端を介して延出する無機物の長細担体と、前記
長細担体に固定され、標的物質に特異的に結合するプロ
ーブとを具備することを特徴とするプローブ固定支持
体。
1. A support, an elongated carrier of an inorganic substance extending through at least one end of the support on one surface thereof, and a probe fixed to the elongated carrier and specifically binding to a target substance. A probe fixing support comprising:
【請求項2】 前記長細担体が結晶であることを特徴と
する請求項1に記載のプローブ固定支持体。
2. The probe fixed support according to claim 1, wherein the elongated carrier is a crystal.
【請求項3】 前記長細担体がウィスカーであることを
特徴とする請求項1に記載のプローブ固定支持体。
3. The probe fixing support according to claim 1, wherein the elongated carrier is a whisker.
【請求項4】 前記長細担体がカーボンナノチューブで
あることを特徴とする請求項1に記載のプローブ固定支
持体。
4. The probe fixing support according to claim 1, wherein the elongated carrier is a carbon nanotube.
【請求項5】 前記支持体がα−Al単結晶基板
であり、前記長細担体が前記α−Al単結晶基板
からのエピタキシャル成長によって形成されたZnOウ
ィスカーであることを特徴とする請求項1に記載のプロ
ーブ固定支持体。
5. The support is an α-Al 2 O 3 single crystal substrate, and the elongated carrier is a ZnO whisker formed by epitaxial growth from the α-Al 2 O 3 single crystal substrate. The probe fixing support according to claim 1.
【請求項6】 前記支持体が耐熱性の基板であり、前記
長細担体が前記基板上で金属微粒子を核として合成さ
れ、当該基板の表面に延出するカーボンナノチューブで
あることを特徴とする請求項1に記載のプローブ固定支
持体。
6. The support is a heat-resistant substrate, and the long carriers are carbon nanotubes that are synthesized on the substrate with metal fine particles as nuclei and extend to the surface of the substrate. The probe fixing support according to claim 1.
【請求項7】 前記支持体がSi表面及びC表面を有す
る基板であり、前記基板を真空加熱することによって合
成され、前記基板の表面に複数延出するカーボンナノチ
ューブと、前記カーボンナノチューブの夫々に1ずつ固
定され、標的物質に特異的に結合するプローブとを具備
するプローブ固定支持体。
7. The carbon nanotubes, wherein the support is a substrate having a Si surface and a C surface, are synthesized by heating the substrate in a vacuum, and a plurality of carbon nanotubes are extended to the surface of the substrate, and the carbon nanotubes are respectively extended. A probe-immobilized support comprising a probe that is immobilized one by one and that specifically binds to a target substance.
【請求項8】 前記カーボンナノチューブの先端が開口
していることを特徴とする請求項7に記載のプローブ固
定支持体。
8. The probe fixing support according to claim 7, wherein the carbon nanotube has an open end.
【請求項9】 前記標的物質が核酸、ポリペプチド、蛋
白、抗体及び酵素からなる群より選択されることを特徴
とする請求項1乃至7の何れか1項に記載のプローブ固
定支持体。
9. The probe-immobilized support according to claim 1, wherein the target substance is selected from the group consisting of nucleic acids, polypeptides, proteins, antibodies and enzymes.
【請求項10】 前記標的物質が核酸であり、前記プロ
ーブが前記核酸の塩基配列に相補的な配列を含み、更に
前記長細単体が電気伝導性を有し、それによって当該プ
ローブと標的物質との間に生じた結合の検出が電気化学
的に行われることを特徴とする請求項1乃至9の何れか
1項に記載のプローブ固定支持体。
10. The target substance is a nucleic acid, the probe contains a sequence complementary to the base sequence of the nucleic acid, and the elongated simple substance has electrical conductivity, whereby the probe and the target substance are The probe-immobilized support according to any one of claims 1 to 9, wherein the detection of the bond generated between the two is performed electrochemically.
【請求項11】 無機物の長細担体と、前記長細担体に
複数固定され、標的物質に特異的に結合するプローブと
を具備するプローブ固定担体。
11. A probe-immobilized carrier comprising an elongated carrier made of an inorganic material and a plurality of probes immobilized on the elongated carrier and specifically binding to a target substance.
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Cited By (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006003991A1 (en) * 2004-07-06 2006-01-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Gene detection method and insertion agent
WO2006025358A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-09 Japan Science And Technology Agency Detector for chemical sensor device and use thereof
JP2006179487A (en) * 2004-12-20 2006-07-06 Palo Alto Research Center Inc Nanorod aligned in vertical direction, and system and method for forming electrical contact to the alignment
JP2006308463A (en) * 2005-04-28 2006-11-09 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Nano-carbon sensor
JP2007514174A (en) * 2003-12-15 2007-05-31 ジーンオーム サイエンシーズ、インク. Carbon electrode surface for binding DNA and protein molecules
WO2007088975A1 (en) * 2006-02-02 2007-08-09 Ube Industries, Ltd. Carbon membrane having biological molecule immobilized thereon
JP2007202451A (en) * 2006-01-31 2007-08-16 Fujitsu Ltd Method and apparatus for producing molecular film having regulated density
JP2007268692A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Fujitsu Ltd Carbon nanotube connected body, its manufacturing method, and element and method for detecting target
JP2008511008A (en) * 2004-08-24 2008-04-10 ナノミックス・インコーポレーテッド Nanotube sensor device for DNA detection
JP2008525822A (en) * 2004-12-28 2008-07-17 ナノミックス・インコーポレーテッド Nanoelectronic device for DNA detection / recognition of polynucleotide sequences
JP2009031289A (en) * 2007-07-25 2009-02-12 Stichting Imec Nederland Sensor device including elongated nanostructure
JP2010156647A (en) * 2009-01-05 2010-07-15 Fujifilm Corp Carrier and method for producing the carrier
JP2011172489A (en) * 2010-02-23 2011-09-08 Pg Research:Kk Calcium phosphate degradation activity-determining method
CN102216762A (en) * 2008-09-02 2011-10-12 多伦多大学董事局 Nanostructured microelectrodes and biosensing devices incorporating the same
WO2011142109A1 (en) * 2010-05-11 2011-11-17 パナソニック株式会社 Sensor substrate and array substrate using same
JP4897676B2 (en) * 2004-07-02 2012-03-14 バイオ‐レイヤー ピーティーワイ リミティッド How to use metal complexes
US8435449B2 (en) 2007-03-05 2013-05-07 Sharp Kabushiki Kaisha Chemical substance sensing element, chemical substance sensing apparatus, and method of manufacturing chemical substance sensing element
JP2013200208A (en) * 2012-03-26 2013-10-03 Mitsubishi Chemical Medience Corp Immunological measurement method and kit for low molecule
JP2013544357A (en) * 2010-11-23 2013-12-12 ハッチ・カンパニー Carbon nanotube sensor
WO2014156040A1 (en) * 2013-03-25 2014-10-02 パナソニック株式会社 Fiber structure, and biochip, substrate for cell culture and filter, each of which uses said fiber structure
WO2015122391A1 (en) * 2014-02-13 2015-08-20 国立大学法人静岡大学 Quantum dot fluorescence enhanced immunoassay
US9284608B2 (en) 2008-07-09 2016-03-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Sensor
US9580742B2 (en) 2011-03-10 2017-02-28 Shana O. Kelley Diagnostic and sample preparation devices and methods
JPWO2015115272A1 (en) * 2014-01-31 2017-03-23 アルプス電気株式会社 Channel plate
WO2018030295A1 (en) * 2016-08-09 2018-02-15 東ソー株式会社 Detection method using fibrous substance
WO2019116907A1 (en) * 2017-12-13 2019-06-20 東京エレクトロン株式会社 Film formation device
CN110146570A (en) * 2019-05-09 2019-08-20 清华-伯克利深圳学院筹备办公室 Enzyme electrode and preparation method thereof, enzyme sensor, monitoring device and therapeutic equipment
US10761030B2 (en) 2005-05-09 2020-09-01 Labrador Diagnostics Llc System and methods for analyte detection
US10876956B2 (en) 2011-01-21 2020-12-29 Labrador Diagnostics Llc Systems and methods for sample use maximization
US10900958B2 (en) 2007-10-02 2021-01-26 Labrador Diagnostics Llc Modular point-of-care devices, systems, and uses thereof
US11139084B2 (en) 2009-10-19 2021-10-05 Labrador Diagnostics Llc Integrated health data capture and analysis system
US11162947B2 (en) 2006-05-10 2021-11-02 Labrador Diagnostics Llc Real-time detection of influenza virus
US11215610B2 (en) 2006-10-13 2022-01-04 Labrador Diagnostics Llc Reducing optical interference in a fluidic device
US11287421B2 (en) 2006-03-24 2022-03-29 Labrador Diagnostics Llc Systems and methods of sample processing and fluid control in a fluidic system
US11366110B2 (en) 2011-01-11 2022-06-21 The Governing Council Of The University Of Toronto Protein detection method
US11754554B2 (en) 2007-08-06 2023-09-12 Labrador Diagnostics Llc Systems and methods of fluidic sample processing
US11802882B2 (en) 2006-11-14 2023-10-31 Labrador Diagnostics Llc Methods for the detection of analytes in small-volume blood samples

Cited By (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007514174A (en) * 2003-12-15 2007-05-31 ジーンオーム サイエンシーズ、インク. Carbon electrode surface for binding DNA and protein molecules
JP4939945B2 (en) * 2003-12-15 2012-05-30 ジーンオーム サイエンシーズ、インク. Carbon electrode surface for binding DNA and protein molecules
JP4897676B2 (en) * 2004-07-02 2012-03-14 バイオ‐レイヤー ピーティーワイ リミティッド How to use metal complexes
US7833406B2 (en) 2004-07-06 2010-11-16 Panasonic Corporation Gene detection method, and intercalator
JPWO2006003991A1 (en) * 2004-07-06 2008-04-17 松下電器産業株式会社 Gene detection method and insertion agent
WO2006003991A1 (en) * 2004-07-06 2006-01-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Gene detection method and insertion agent
JP4701176B2 (en) * 2004-07-06 2011-06-15 パナソニック株式会社 Gene detection method and insertion agent
JP2012247432A (en) * 2004-08-24 2012-12-13 Nanomix Inc Nanotube sensor device for dna detection
JP2008511008A (en) * 2004-08-24 2008-04-10 ナノミックス・インコーポレーテッド Nanotube sensor device for DNA detection
JPWO2006025358A1 (en) * 2004-08-31 2008-05-08 独立行政法人科学技術振興機構 Detector for chemical sensor device and use thereof
WO2006025358A1 (en) * 2004-08-31 2006-03-09 Japan Science And Technology Agency Detector for chemical sensor device and use thereof
JP4670084B2 (en) * 2004-08-31 2011-04-13 独立行政法人科学技術振興機構 Detector for chemical sensor device and use thereof
US8277750B2 (en) 2004-08-31 2012-10-02 Kinki University Detector for chemical sensor device and use thereof
JP2006179487A (en) * 2004-12-20 2006-07-06 Palo Alto Research Center Inc Nanorod aligned in vertical direction, and system and method for forming electrical contact to the alignment
JP2008525822A (en) * 2004-12-28 2008-07-17 ナノミックス・インコーポレーテッド Nanoelectronic device for DNA detection / recognition of polynucleotide sequences
JP2006308463A (en) * 2005-04-28 2006-11-09 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Nano-carbon sensor
US10908093B2 (en) 2005-05-09 2021-02-02 Labrador Diagnostics, LLC Calibration of fluidic devices
US10761030B2 (en) 2005-05-09 2020-09-01 Labrador Diagnostics Llc System and methods for analyte detection
US11630069B2 (en) 2005-05-09 2023-04-18 Labrador Diagnostics Llc Fluidic medical devices and uses thereof
JP2007202451A (en) * 2006-01-31 2007-08-16 Fujitsu Ltd Method and apparatus for producing molecular film having regulated density
JP5251130B2 (en) * 2006-02-02 2013-07-31 宇部興産株式会社 Biomolecule-immobilized carbon membrane
WO2007088975A1 (en) * 2006-02-02 2007-08-09 Ube Industries, Ltd. Carbon membrane having biological molecule immobilized thereon
US11287421B2 (en) 2006-03-24 2022-03-29 Labrador Diagnostics Llc Systems and methods of sample processing and fluid control in a fluidic system
JP2007268692A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Fujitsu Ltd Carbon nanotube connected body, its manufacturing method, and element and method for detecting target
US11162947B2 (en) 2006-05-10 2021-11-02 Labrador Diagnostics Llc Real-time detection of influenza virus
US11215610B2 (en) 2006-10-13 2022-01-04 Labrador Diagnostics Llc Reducing optical interference in a fluidic device
US11442061B2 (en) 2006-10-13 2022-09-13 Labrador Diagnostics Llc Reducing optical interference in a fluidic device
US11802882B2 (en) 2006-11-14 2023-10-31 Labrador Diagnostics Llc Methods for the detection of analytes in small-volume blood samples
US8435449B2 (en) 2007-03-05 2013-05-07 Sharp Kabushiki Kaisha Chemical substance sensing element, chemical substance sensing apparatus, and method of manufacturing chemical substance sensing element
JP5204758B2 (en) * 2007-03-05 2013-06-05 シャープ株式会社 Chemical sensing element
JP2009031289A (en) * 2007-07-25 2009-02-12 Stichting Imec Nederland Sensor device including elongated nanostructure
US11754554B2 (en) 2007-08-06 2023-09-12 Labrador Diagnostics Llc Systems and methods of fluidic sample processing
US11143647B2 (en) 2007-10-02 2021-10-12 Labrador Diagnostics, LLC Modular point-of-care devices, systems, and uses thereof
US11366106B2 (en) 2007-10-02 2022-06-21 Labrador Diagnostics Llc Modular point-of-care devices, systems, and uses thereof
US10900958B2 (en) 2007-10-02 2021-01-26 Labrador Diagnostics Llc Modular point-of-care devices, systems, and uses thereof
US11899010B2 (en) 2007-10-02 2024-02-13 Labrador Diagnostics Llc Modular point-of-care devices, systems, and uses thereof
US11199538B2 (en) 2007-10-02 2021-12-14 Labrador Diagnostics Llc Modular point-of-care devices, systems, and uses thereof
US11061022B2 (en) 2007-10-02 2021-07-13 Labrador Diagnostics Llc Modular point-of-care devices, systems, and uses thereof
US11092593B2 (en) 2007-10-02 2021-08-17 Labrador Diagnostics Llc Modular point-of-care devices, systems, and uses thereof
US11137391B2 (en) 2007-10-02 2021-10-05 Labrador Diagnostics Llc Modular point-of-care devices, systems, and uses thereof
US9284608B2 (en) 2008-07-09 2016-03-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Sensor
US9791402B2 (en) 2008-09-02 2017-10-17 The Governing Council Of The University Of Toronto Nanostructured microelectrodes and biosensing devices incorporating the same
US10274453B2 (en) 2008-09-02 2019-04-30 The Governing Council Of The University Of Toronto Nanostructured microelectrodes and biosensing devices incorporating the same
CN102216762A (en) * 2008-09-02 2011-10-12 多伦多大学董事局 Nanostructured microelectrodes and biosensing devices incorporating the same
JP2012501433A (en) * 2008-09-02 2012-01-19 ザ ガバニング カウンシル オブ ザ ユニバーシティ オブ トロント Nanostructured microelectrode and biosensing device incorporating the same
JP2010156647A (en) * 2009-01-05 2010-07-15 Fujifilm Corp Carrier and method for producing the carrier
US11139084B2 (en) 2009-10-19 2021-10-05 Labrador Diagnostics Llc Integrated health data capture and analysis system
US11158429B2 (en) 2009-10-19 2021-10-26 Labrador Diagnostics Llc Integrated health data capture and analysis system
US11195624B2 (en) 2009-10-19 2021-12-07 Labrador Diagnostics Llc Integrated health data capture and analysis system
JP2011172489A (en) * 2010-02-23 2011-09-08 Pg Research:Kk Calcium phosphate degradation activity-determining method
JP5824646B2 (en) * 2010-05-11 2015-11-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 Sensor substrate and array substrate using the same
WO2011142109A1 (en) * 2010-05-11 2011-11-17 パナソニック株式会社 Sensor substrate and array substrate using same
US8557195B2 (en) 2010-05-11 2013-10-15 Panasonic Corporation Sensor substrate and array substrate using the same
JP2013544357A (en) * 2010-11-23 2013-12-12 ハッチ・カンパニー Carbon nanotube sensor
US11366110B2 (en) 2011-01-11 2022-06-21 The Governing Council Of The University Of Toronto Protein detection method
US11199489B2 (en) 2011-01-20 2021-12-14 Labrador Diagnostics Llc Systems and methods for sample use maximization
US11644410B2 (en) 2011-01-21 2023-05-09 Labrador Diagnostics Llc Systems and methods for sample use maximization
US10876956B2 (en) 2011-01-21 2020-12-29 Labrador Diagnostics Llc Systems and methods for sample use maximization
US10301666B2 (en) 2011-03-10 2019-05-28 General Atomics Diagnostic and sample preparation devices and methods
US9580742B2 (en) 2011-03-10 2017-02-28 Shana O. Kelley Diagnostic and sample preparation devices and methods
JP2013200208A (en) * 2012-03-26 2013-10-03 Mitsubishi Chemical Medience Corp Immunological measurement method and kit for low molecule
WO2014156040A1 (en) * 2013-03-25 2014-10-02 パナソニック株式会社 Fiber structure, and biochip, substrate for cell culture and filter, each of which uses said fiber structure
JPWO2014156040A1 (en) * 2013-03-25 2017-02-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 Fiber structure and biochip, cell culture substrate and filter using the same
JPWO2015115272A1 (en) * 2014-01-31 2017-03-23 アルプス電気株式会社 Channel plate
WO2015122391A1 (en) * 2014-02-13 2015-08-20 国立大学法人静岡大学 Quantum dot fluorescence enhanced immunoassay
JPWO2015122391A1 (en) * 2014-02-13 2017-03-30 国立大学法人静岡大学 Quantum dot fluorescence enhanced immunoassay
US11493510B2 (en) 2016-08-09 2022-11-08 Tosoh Corporation Detection method using fibrous substance
WO2018030295A1 (en) * 2016-08-09 2018-02-15 東ソー株式会社 Detection method using fibrous substance
JP7049818B2 (en) 2017-12-13 2022-04-07 東京エレクトロン株式会社 Film forming equipment
WO2019116907A1 (en) * 2017-12-13 2019-06-20 東京エレクトロン株式会社 Film formation device
JP2019106481A (en) * 2017-12-13 2019-06-27 東京エレクトロン株式会社 Deposition apparatus
CN110146570A (en) * 2019-05-09 2019-08-20 清华-伯克利深圳学院筹备办公室 Enzyme electrode and preparation method thereof, enzyme sensor, monitoring device and therapeutic equipment

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