通過將兩層基片層疊在一起製造生物測定基片的方法以及生物測定基片的製作方法
2023-09-20 07:40:05 2
專利名稱：通過將兩層基片層疊在一起製造生物測定基片的方法以及生物測定基片的製作方法
技術領域：
本發明涉及DNA晶片和其它生物測定盤技術。更具體地說，本發明涉及一種具有通過將兩層電極基片(electrode-carrying substrates)對準和層疊在一起製成相對電極的生物測定盤，還涉及該生物測定盤的製造方法。
背景技術：
將對涉及本發明的主要背景技術進行討論。第一種背景技術(常規技術)是適用於生物測定的集成盤技術，這通常稱之為「DNA晶片」或者「DNA微陣列」(下文中統稱為「DNA晶片」)(參見，例如，專利No.4-505763的PCT日文翻譯和專利No.10-503841的PCT日文翻譯)。
這類DNA晶片技術的特徵是能夠進行諸如雜交之類分子間反應的全面分析，因為一種多個寡核苷酸鏈、cDNA(互補DNA)或者其它等等都集成在一個玻璃基片或者矽基片上。因此，DNA晶片可以用於基因的突變分析、SNP(單鹼基多態性)分析、基因表達頻率分析等，並且已經在諸如藥物研發、藥物基因組學和法醫學等多個領域中獲得應用。在其它DNA晶片中，也已經研發了具有培養基上固定蛋白質的蛋白質晶片，用於分析在各種物質之間的相互作用的生物傳感器等。
第二種背景技術是屬於液相中以電荷方式存在的物質上的電場作用的技術。具體地說，眾所周知，當在液相中承受電場作用時，核苷酸鏈(核酸分子)會發生伸展或遷移。基於這一理論，離子霧可以認為是由磷酸鹽離子(負電荷)所形成的，從而奠定了核苷酸鏈的基本架構，並且所形成的氫原子(正電荷)是磷酸鹽粒子周圍所存在著的水的電離的結果。由這些負電荷和正電荷所產生的極化矢量(偶極子)是以整體強迫接受高頻率高電壓的單一方向為取向。因此，核苷酸鏈會伸展，並且，當施加其中電勢局部集中的電力線的非均勻電場時，核苷酸鏈就會向電勢集中的電力線的位置遷移(見Seiichi Suzuki，Takeshi Yamanashi，Shin-ichiTazawa，Osamu Kurosawa和Masao Washizu所發表的題為「Quantitativeanalysis on electrostatic orientation of DNA in stationary ACelectric field using fluorescence anisotropy」，IEEE Transactionon Industrial Applications Vol.34，No.1，PP75~83(1998))。這種遷移可稱之為「雙向電泳」。當將DNA溶液放置在例如具有從幾十至幾百微米的間隙的微電極之間，以及具有大約1MV/m和1MHz的高頻率電場被施加於DNA溶液時，則以隨意盤繞方式所存在的DNA就會經歷電介質極化，並因此，DNA分子會以平行於電場的方向而線性伸展。眾所周知，在所謂的「雙向電泳」的電動效應下，極化的DNA被自然地吸引到電極端並且與電極的端點保持接觸地與電極端固定在一起(見，Masao Washizu所發表的題為「DNA Handling To Be Performed under Watching」，Journal ofVisualization Society of Japan，Vol.20，NO.76(January 2000))。
根據上述DNA晶片技術，預先在提供物質相互作用地方的盤上設置反應區域，並且在反應區域中固定諸如DNA探針的檢測核苷酸鏈，以便於隨著在檢測核苷酸鏈和互補目標核苷酸鏈之間反應時進行雜交分析。然而，DNA晶片技術也存在著嚴重的技術問題，其中，由於雜交的低效率使得反應需要化很長的時間，以及由於假陽性和假陰性的發生使得檢測的精度很低。
一旦實現該DNA晶片技術，與由隨意盤繞的、高次分子結構以及檢測核苷酸鏈與周圍表面的幹擾(例如，粘合和接觸)所引起的位阻現象有關的問題就能夠消除，並因此而提高雜交的效率，只要以伸展的方式可以控制其端點位置固定在反應區域中的檢測核苷酸鏈。
因此，本發明的主要目的是提供一種生物測定盤，該生物測定盤允許根據需要通過對設有相對電極的反應區域施加預定電場進行物質的高次結構性的調整、遷移、固定等，並且還提供了用於該生物測定盤的生產的方法。
發明內容
本發明提供的生物測定盤的基本結構所具有的形式包括「第一基片」，它至少提供反應區域，該反應區域可用作為物質之間相互作用的地方，並且還具有面對著該反應區域所設置的第一電極；以及「第二基片」，它至少提供位於第一電極對向的第二電極，並且第一基片和第二基片層疊在一起。此外，在第一電極和第二電極之間的相對軸可以垂直於反應區域的地壁。
還可能提供一種生物測定盤的結構，在該結構中，光源設置在第一電極的位置上，而光接受部分設置在第二電極的位置上，或者，在該結構中，光接受部分設置在第一電極的位置上，而光源設置在第二電極的位置上。
本發明還提供了一種用於製造生物測定盤的方法，該方法包括提供「第一基片」，它具有至少提供反應區域的檢測部分，其中反應區域提供在物質之間相互作用的地方，並且還具有面對著反應區域的而設置的第一電極；提供「第二基片」，它至少提供第二電極，該第二電極允許把電場施加到與第一電極有關聯的反應區域；以及將這兩個基片層疊在一起，使得第一電極和第二電極彼此處於相對的位置上。
本發明還提供了一種生產方法，該方法包括將「第一基片」和「第二基片」層疊在一起，其中，「第一基片」在其上面攜帶著多個上述的檢測部分的陣列，而「第二基片」設有共用的第二電極，用於與上述的並且作為單元設置在相應的多個檢測部分中的第一電極建立相對電極的關係。由於其有可能使得它和多個第一電極之間形成相對電極，該「共用的第二電極」可以簡化電極結構。
在將兩個盤形基片層疊在一起的情況下，本發明還提供了一種生產方法，該方法包括將盤形的「第一基片」和「第二基片」層疊在一起，其中，「第一基片」在其上面攜帶著多個上述的且從基片的中心以徑向陣列、同心陣列或者螺旋形陣列中的任何一種方式設置的檢測部分，而「第二基片」，其設有上述的且遍布屬於一個陣列的一些或所有檢測部分而形成的條狀或線狀的共用的第二電極。
現在將描述本發明所使用的一些主要技術術語的定義。分發明所使用的術語「相互作用」具有廣泛的含義且包括在物質之間的化學鍵合，例如，非共價的鍵合、共價的鍵合以及氫鍵合，或者溶解，以及其中還包含著，例如，作為在核酸(核苷酸鏈)之間互補鍵合的雜交。
下一個，術語「相對電極」是指至少一對電極，這些電極是以電極表面相互面對著的方式設置的。術語「相對軸」是指由連接著相互面對著的兩個電極表面中心的直線所形成的軸。
在本發明中，術語「核酸」是指核苷的磷酸脂聚合物，其中，嘌呤或嘧啶鹼基以及糖自由基都是通過糖苷鍵鍵合在一起的。因此，術語「核酸」具有廣泛的含義並且其中包含寡核苷酸，寡核苷酸包括DNA探針、多核苷酸、由嘌呤多核苷酸或嘧啶多核苷酸的聚合作用所形成的多個DNA(完全長度或者它們的片段)、由逆轉錄酶所獲得的多個cDNA(cDNA探針)、多個RNA、聚醯胺核苷酸衍生物(PNAs)等。
術語「雜交」是指在配置有互補鹼基序列結構的核苷酸鏈之間形成反應的互補鏈(雙鏈的)。術語「錯誤雜交」是指形成上述的且不是正常的反應的互補鏈，並且通常縮寫為「錯誤雜交(mishybri)」。
術語「反應區域」是指可提供雜交反應或者其它相互作用的地方的區域。所說明的是反應的地方，它可以具有井的形狀並且其中可以存儲液相、凝膠體等。能夠在這類反應區域中進行的相互作用不應該僅僅局限於與本發明的目的和有益效果相一致的範圍。例如，其它在單鏈的核酸之間的相互作用，即，雜交，有可能由檢測核酸形成所需要的雙鏈核酸，並隨後進行相互作用、酶響應反應或者其它在雙鏈核酸和肽(或者蛋白質)之間的分子間反應。使用上述雙鏈核酸能夠分析，例如，作為轉錄因子的諸如激素受體的受體分子和反應序列的DNA片斷之間的鍵合等。
術語「位阻現象」是指所需的反應(本發明中的雜交)變得越來越困難的現象，這是由於在反應物分子中的反應中心等的附近或者反應物分子的構造或立體結構(高次結構)中存在著大量的替代基，因此在接近反應物分子中的反應中心等產生配對反應物分子困難。
術語「雙向電泳」是指在電場非均勻的場中分子被驅向於電場較強的位置的現象。當採用交流電壓時，可以獲得如同直流情況下的相同驅動效應，這是因為極化的極性隨著所施加電壓的極性的翻轉而翻轉的原因(見，Teru Hayashi，主編「Micromachines and Materials Engineering」，37～46頁，第五章，「Cell and DNA Manipulation」(CMC出版公司))。
術語「生物測定盤」是指一種信息集成盤，它可以用於生物化學或者分子生物學的分析或研究，並且其中包含著所謂DNA晶片。
根據本發明，通過使用最近廣泛採用並且已經建立的光碟生產技術，配備著相對電極的生物測定盤可以低成本和簡易的方式來生產。在生物測定盤的相對電極之間施加預定時序的預定電場，就有可能根據要求對諸如在反應區域中所存在著的核酸之類的物質進行高次結構的調整，沿著電場進行物質遷移，將物質固定在它的分子的端點位置上等。
圖1是用於描述根據本發明的生物測定盤的基本結構的一個實例，以及生物測定盤(1)基本製造方法的示意圖。
圖2是沿著圖1所示箭頭I-I方向的剖面示意圖(採用層疊方式)。
圖3是用於描述根據本發明的生物測定盤的第二基本結構的一個實例，以及生物測定盤(2)基本製造方法的示意圖。
圖4是沿著圖3所示箭頭II-II方向的剖面示意圖(採用層疊方式)。
圖5是用於描述根據本發明的生物測定盤的第三基本結構的示意圖，並且是顯示構成生物測定盤(3)的盤形第一基片(31)結構的示意圖。
圖6是顯示構成生物測定盤(3)的盤形第二基片(32)的結構的示意圖。
圖7是具有層疊在一起的第一基片(31)和第二基片(32)的生物測定盤(3)的剖面示意圖。
圖8是說明可以在根據本發明的生物測定盤中所採用的盤形第一基片的改進結構(41)的示意圖。
圖9是描述當形成根據本發明的生物測定盤中的相對電極時所採用的另一實施例的示意圖。
圖10是用於描述根據本發明的生物測定基片(1)的開發形式的一個實例的示意圖。
圖11是生物測定基片(1)的主要部分的外部透視圖。
圖12是主要部分的垂直剖面示意圖，並且用於示意性說明目標DNA(T)發生遷移同時在電場下伸展的狀態的示意圖。
圖13是主要部分的垂直剖面示意圖，並且用於示意性說明雜交已經在DNA探針(D)和目標DNA(T)之間進行以形成雙鏈DNA的狀態的示意圖。
具體實施例方式
參照附圖，將在下文描述適用於生物測定盤生產的根據本發明方法的有關較佳方式，並且還描述了有關生物測定盤的一些較佳實施例。
首先，圖1是用於描述根據本發明的生物測定盤的基本結構的一個實例，以及生物測定盤(1)基本製造方法的示意圖，而圖2是沿著圖1所示箭頭I-I方向的剖面示意圖(採用層疊方式)。在圖1和圖2中所示的標號1表示根據本發明的生物測定盤。
生物測定盤1包括由標號11所指定的下層第一基盤和由標號12所指定的上層第二基片。該生物測定基片1可以通過精確對準並且將這兩個基片11和12相互層疊在一起而製成。
第一基片11和第二基片12都可由玻璃或者合成樹脂製成。所需要的是，所形成的基片至少是採用在激發光的預定波長範圍內透明的材料將用於檢測諸如雜交之類相互作用的激發光輻照在該基片上的基片。在該實施例中，該第一基片11是採用透明樹脂製成的。
在下層的第一基片11的預定位置(例如，中心位置)上，設置至少一個檢測部分X。該檢測部分X具備反應區域R和一個第一電極E11。反應區域是向上開口的井(凹槽)並且具有預定的容積。第一電極E11可設置在反應區域R地壁的中心，並且是採用導電材料形成的，例如，類似於金或鋁之類的金屬或者光透明的ITO(氧化銦錫)。
反應區域R起到作為相互作用的地方可以存儲溶劑或者保持凝膠體等的區域或者空間的作用。當第二基片12於第一基片11精確對準且層疊在一起時，設置在反應區域R中的第一電極E11形成相對的電極，該相對電極與設置在第二基片12的預定位置上的第二基片E12有關，以垂直於反應區域R地壁的方向形成相對軸，當在電極E11和E12二者兩端施加電壓時，這兩個電極E11和E12對在反應區域的介質中形成電場起著十分關鍵的作用。值得注意的是，在相對電極之間的距離可以大約從1微米至1毫米。
也有可能使第一電極E11起到用於固定由DNA探針D所表示的檢測物質的檢測表面的作用。在這種情況下，就需要預先對第一電極E11進行表面處理，以使得諸如DNA探針D的檢測物質的分子端點能夠被固定。值得注意的是，第二電極E12也可以用於固定檢測表面。
以檢測物質是DNA探針D的情況為例，作為一種固定方法，有可能通過諸如在電極E11的表面和DNA探針D的分子端點之間的耦合反應之類的反應來固定DNA探針D。例如，採用鏈抗生物素蛋白(streptoavidin)進行表面處理的電極表面適用於生物素醯化的DNA探針D分子端點的固定。另一方面，採用硫醇(SH)基進行表面處理的電極表面適用於DNA探針D的固定，它通過二硫鍵合(-S-S-鍵合)已經用硫醇(SH)基進行端點修改。
值得注意的是，第一基片11的第一電極E11和第二基片12的第二電極E12的表面都期望採用絕緣層(未顯示)覆蓋，該絕緣層可以採用選自SiO2、SiN、SiOC、SiOF、SiC或TiO2的材料製成(這也同樣適用於下文中所描述的其它實施例的檢測部分；且在下文中將省略了上述描述)。在某些實例中，這可以避免與在反應區域R中存儲著的離子溶液的電化學反應。
圖3是用於描述根據本發明的生物測定盤的第二基本結構的一個實例，以及生物測定盤(2)基本製造方法的示意圖，而圖4是沿著圖3所示箭頭II-II方向的剖面示意圖。
在圖3和圖4中以標號2所表示的生物測定盤是通過將兩個基片相互層疊在一起所製成的，如同上述生物測定盤1的情況。具體地說，生物測定盤2是通過將標號21所表示的第一基片和標號22所表示的第二基片相互層疊在一起所製成的。
在下層，構成生物測定盤2的第一基片21中，以預定的間隔並排設置了總數為5(並不限於5)的檢測部分X，並且第一電極E21可以設置在各個檢測部分X中的反應區域R的地壁上。另一基片，即，第二基片22具有線狀或條狀且沿著基片的長度方向伸展的第二電極E22。值得注意的是，第一電極E21可以採用類似於第二電極E22的線狀或條狀的整體的電極結構，取代附圖中所顯示的這種分離的單獨的電極。
當將第二基片22層疊在第一基片21上時，線狀或條狀的第二電極E22起到共用電極的作用，它處於面對著所有第一電極E21的相對位置上。換句話說，可以將這些電極設計成當開關S導通時能夠通過電源V在各個反應區域R內的介質中形成共同的電場(見圖4)。
圖5是用於描述根據本發明的生物測定盤的第三基本結構的示意圖，並且是顯示構成生物測定盤的盤形第一基片結構的示意圖。圖6是顯示構成生物測定盤的盤形第二基片結構的示意圖。圖7是具有層疊在一起的第一基片和第二基片的生物測定盤的剖面示意圖。
圖5所示的盤形第一基片31具有在其中心部分形成的圓孔311，並且在第一基片31的上層表面上，設置了一組總數為8個陣列的檢測部分X，使得檢測部分形成徑向或者同心的圖形。第一電極E31設置在各個檢測部分X(具體地說，它們的反應區域R)中。這組第一電極E31連接著引線313，該引線引向環繞著孔311所形成的環狀第一電流輸入(current-carrying)部分312。值得注意的是，第一電流輸入部分312是暴露在孔311的外圍的壁上。
在圖6所說明的且具有與上述第一基片31相同直徑的盤形第二基片32中，與孔311具有相同直徑的孔321形成在中心部分。在第二基片32的下表面上，以線狀或者條狀形成總數為8(並不局限於8)的共用電極E32，以便於創建徑向圖形。該共用電極E32與環繞著孔321所形成的環狀第二電流輸入部分322相連接。值得注意的是，第一電流輸入部分322是暴露在孔321的四周壁上。
當生物測定盤3通過將這些第一基片31和第二基片32精確地定位在預定位置上且採用已知的光碟鍵合技術等相互層疊在一起而製成時，第二基片32的共用電極E32就可精確地設置在處於下邊的第一電極E31的各個陣列的正上方，使得共用電極E32可以在各個反應區域R上橫向或者縱向伸展(見圖7)。
這時，第一電流輸入部分312和第二電流輸入部分322合併形成了單個電流輸入部分，如圖7中以標號34所說明的。在孔35中插入電流輸入元件36使之與該電流輸入部分34相接觸，從而電流輸入電流輸入部分34以將電壓施加在相對電極E31～E32兩端之間。然而，電流輸入方法不局限於上述方法，並且可以採用任何電流輸入方法，只要能夠將電壓施加在相對電極E31～E32兩端之間即可。在孔35中，也可以將一個未說明的卡盤插入孔中或者旋轉(turn)生物測定盤3。
圖8是說明在根據本發明的生物測定盤中所採用的盤形第一基片的改進結構的示意圖。作為說明的改進結構，第一基片41具有一組多個檢測部分X，當俯視觀察時，這些檢測部分X是以螺旋形圖形而設置的。每個檢測部分X都具有以符號E41所表示的第一電極(見圖8)。
在這組檢測部分X具有在第一基片41中的陣列結構的情況下，可以通過將它與第二基片(未顯示)相互層疊來形成相對電極，其中第二基片具有以沿著與檢測部分X相同的軌跡的螺旋形方式伸展所設置的共用電極，或者該共用電極以螺旋形圖形或徑向圖形排列上述組的檢測部分，然後將其與，例如，上述第二基片32等層疊在一起的。
圖9是用於說明在根據本發明的生物測定盤中當形成相對電極時所採用的另一實施例的示意圖。下層第一基片具有電流輸入引線(或者條狀電極)H1，使得引線可在檢測部分X下橫向(或縱向)伸展，同時上層第二基片具有電流輸入引線(或者條狀電極)H2，使得引線可在檢測部分X上縱向(或橫向)伸展。在上述的這種結構中，可以很容易地在電流輸入引線(或者條狀電極)H1和H2相互交叉的區域Y形成相對的電極。
圖10是用於描述根據本發明的生物測定基片的開發形式的一個實例的示意圖。在本實施例應用於上文已經提及的生物測定基片的情況下將作出描述。
電極之一構成了相對電極，即，電極E11(或電極E12)具有一個非常小尺寸的光源P(例如，發光二極體或者半導體雷射器)，第一基片11具有通過光纖連接著光源P的波導結構，並且另一電極E12(或電極E11)集成具有光電探測器Q作為光接受部分，用於捕獲由光源P發射光所產生的螢光(例如，螢光校準器(intercalator)所產生的螢光)。
在這種情況下，採用諸如ITO之類的透明半導體來製成每個電極E11或電極E12有可能將光源(例如，發光二極體或者半導體雷射器)P和光電探測器Q設置在電極E11或電極E12裡面或者設置在不面對著反應區域R的一邊。值得注意的是，在圖10中的字母U表示連接著光電探測器Q的分析單元。
使用圖11至圖13，接著將說明一個生物測定方法的實例，該方法使用DNA晶片作為根據本發明的生物測定盤。在對該方法的下列描述中，標號1的上述生物測定盤將被用作代表性的實施例。圖11是生物測定基片(1)的片斷的外部透視圖，而圖12和圖13是片斷的垂直剖面示意圖。
(檢測物質的伸展和固定)使用未說明的噴墨噴嘴、分配器等，將包含由DNA探針D所表示的檢測物質的樣本溶液以預定容量滴落在處於開放狀態下的反應區域R。
接著，第二基片12定位在第一基片11上，並且精確地與第一基片11層疊在一起。隨後，開關S導通，通過電源V將高頻交變電場施加在相對電極E11-E12兩端之間。這時，對施加在相對電極E11-E12兩端之間電場的條件而言，適用於大約1×106V/m和大約1MHz的高頻高電壓的電場(見Masao Washizu和Osamu Kurosawa所發表的題為「ElectrostaticManipulation of DNA in Microfabricated Structures」，IEEETransaction of Industrial Application，Volume 26，No.26，PP1165-1172(1990))。
值得注意的是，樣本溶液滴落到反應區域R可以通過在面對著反應區域R的位置形成貫穿第二基片的預定的穿孔並且通過該穿孔來滴落的方式來進行。採用這種結構，無論何時滴落樣本溶液，都不再需要使第二基片12與第一基片11的上面相分離以打開反應區域。
當形成適用於反應區域R的上述高頻交變電場時，電力線會集中在表面面積小於電極E12的電極E11表面周圍(見圖11)，或者集中在電極E11邊緣的周圍，從而在反應區域形成非均勻的電場。
在該非均勻電場的作用下，DNA探針D作為檢測物質，它以隨意撒布的方式存在於反應區域R中，並且以沿著非均勻電場的方向伸展，以及隨後在雙向電泳的作用下向電極E11遷移，同時形成線性的高次結構，並最終通過特殊耦合反應等將檢測物質的分子端點部分固定在電極E12的表面上(見圖11)。因此，預定的緩衝液等就會被灌入反應區域R，從而對它進行衝洗，以便於去除多餘的DNA探針D，進而可以使得反應區域乾燥。
特別是，第一電極E11的表面可以用作為檢測表面，檢測物質固定在該表面上，該表面可以處理成包含凹凸或者凸凹不平的粗糙表面的形式。例如，當第一電極E11的表面是以將凹凸定義成島的這類圖形形成時，就便於將電力線集中在第一電極E11表面上的凸點位置(岸的位置)上，從而使得它更加容易形成非均勻電場，並因此可以更加容易地對準和固定DNA探針D。對於第一電極E11粗糙表面的形式並沒有任何限制。可以使用諸如通常眾所周知的濺射技術、刻蝕技術等將電極表面處理粗糙的表面。然而，對於處理技術並沒有任何特殊的限制。
(目標物質T的滴落、伸展和遷移)接著，包含具有與所固定的DNA探針D鹼基序列互補的目標DNA(字母T)的目標溶液滴落到反應區域中，該反應區域通過分離第二基片12已經形成打開的狀態(或者可以通過未說明的第二基片12所設置的穿孔進行滴落)。隨後，開關S導通，通過電源V將高頻交變電場施加在相對電極E11-E12兩端之間。這時，對施加在相對電極E11-E12兩端之間電場的條件而言，適用於大約1×106V/m和大約1MHz的高頻高電壓的電場(見Masao Washizu和Osamu Kurosawa所發表的題為「ElectrostaticManipulation of DNA in Microfabricated Structures」，IEEETransaction of Industrial Application，Volume 26，No.26，PP1165-1172(1990))。
通過施加電場，就會使得字母T所表示的目標DNA在雙向電泳的電動效應的作用下向反應區域R中所產生的非均勻電場中較高電場強度的電極E11遷移(移動)，同時也會引起它伸展(見圖12)。
其結果是，字母T所表示的目標DNA集中到已經預先固定了以字母D所表示的DNA探針的電極E11的表面上，並且目標DNA的濃度在那裡變高。其中形成了容易產生雜交的環境，從而有可能縮短雜交的時間。
此外，DNA探針D可以在非均勻電場的作用下以伸展狀態對準和固定在第一電極E11的表面上。因此，就有可能減少對雜交的阻礙，這是由於是由檢測物質的隨機纏繞高次結構所引起的位阻現象或者錯誤雜交的原因。因此，就能在雜交的效率和準確方面得到改進。
(雜交)一旦開始雜交，開關S就立即關閉，以便於在反應區域R中的電場進入到零狀態，使得雜交主要是基於自發的布朗運動進行。圖13示意性說明了在DNA探針D和以字母T所表示的目標DNA之間所進行的雜交，並且已經形成了雙鏈DNA的狀態。
對於和字母T所表示的目標DNA一起添加到反應區域R中的螢光校準器或者在雜交後添加到反應區域R中的螢光相互校準器，在反應區域R中由雜交所形成的雙鏈DNA會基於所預定的激發光的輻射發射出螢光。通過用於檢測螢光強度的光學設備(光譜設備)，就可以檢測雜交。上述雜交的檢測也可以採用通過檢測作為檢測物質的DNA探針上所標註的磷發射出螢光的方法來進行。值得注意的是，在本發明中，並沒有對檢測設備作任何特殊的限制。
工業應用根據本發明，諸如雜交的相互作用的效率是高的，從而可以明顯縮短相互作用所需要的時間。此外，本發明可以創建一種允許容易進行精確相互作用的環境，並因此可以將假陽性和假陰性的發生控制在很低的水平。因此，本發明可以用於提供諸如DNA晶片的生物測定盤，它在用於相互作用檢測的化驗工作效率方面具有極其良好的特性並且在檢測精確性也是很高的，以及本發明還提供了一種用於它們生產的方法。
權利要求
1.一種包括將第一基片和第二基片層疊在一起的生物測定盤，其特徵在於，所述第一基片，它至少提供用於液相物質之間相互作用的地方的反應區域，並且還具有面對著所述反應區域所設置的第一電極；以及，所述第二基片，它至少提供位於所述第一電極的對向而形成的第二電極。
2.如權利要求1所述的生物測定盤，其特徵在於，在所述第一電極和所述第二電極之間的相對軸垂直於所述反應區域的地壁。
3.如權利要求1所述的生物測定盤，其特徵在於，將光源設置在所述第一電極的位置上，而光接受部分設置在所述第二電極的位置上。
4.如權利要求1所述的生物測定盤，其特徵在於，將光接受部分設置在所述第一電極的位置上，而光源設置在所述第二電極的位置上。
5.一種適用於生產生物測定盤的方法，所述方法包括第一基片，它具有至少提供用於提供在物質之間相互作用的地方的反應區域的檢測部分，並且還具有面對著所述反應區域的而設置的第一電極；以及第二基片，它至少提供第二電極，所述第二電極允許把電場施加到與所述第一電極相關聯的所述反應區域；以及，將這兩個基片層疊在一起，使得所述第一電極和所述第二電極處於彼此相對的位置上。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，權利要求5所定義的第一基片和權利要求5所定義的第二基片相互層疊在一起，所述第一基片在其上面攜帶著多個如權利要求5所定義的多個所述檢測部分的陣列，而所述第二基片提供共用的第二電極，用於與根據權利要求5所定義的並且以作為單元的所述的相應的多個檢測部分來設置的第一電極建立相對電極的關係。
7.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，將盤形的、權利要求5所定義的所述第一基片和權利要求5所定義的所述第二基片層疊在一起，所述第一基片在其上面攜帶著如權利要求5所定義的且從所述基片的中心以徑向陣列的方式設置的多個檢測部分，而所述第二基片提供以條狀或線狀方式的如權利要求5所定義的共用的第二電極，且所述的共用的第二電極遍布屬於一個所述徑向陣列的一些或所有所述檢測部分而形成。
8.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，將盤形的、權利要求5所定義的所述第一基片和權利要求5所定義的所述第二基片層疊在一起，所述第一基片在其上面攜帶著如權利要求5所定義的且以同心陣列的方式設置的多個檢測部分，而所述第二基片提供以條狀或線狀方式的如權利要求5所定義的共用的第二電極，且所述的共用的第二電極遍布屬於一個所述同心陣列的一些或所有所述檢測部分而形成。
9.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，將盤形的、權利要求5所定義的所述第一基片和權利要求5所定義的所述第二基片層疊在一起，所述第一基片在其上面攜帶著如權利要求5所定義的且以螺旋形陣列的方式設置的多個檢測部分，而所述第二基片提供以條狀或線狀方式的如權利要求5所定義的共用的第二電極，且所述的共用的第二電極遍布屬於一個所述螺旋形陣列的一些或所有所述檢測部分而形成。
10.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，在所述第一電極和所述第二電極之間的相對軸垂直於所述反應區域的地壁。
全文摘要
一種生物測定基片在反應區域中具有兩對相對電極，且通過對電極施加預定的電場，就能夠隨意進行物質的高次結構調整、遷移、固定等。生物測定基片包括第一和第二基片(11，12)。第一基片(11)設有檢測部分(X)。檢測部分(X)至少具備可提供物質之間相互作用場所的反應區域(R)以及面對著反應區域(R)的第一電極(E
文檔編號G01N37/00GK1836162SQ20048002346
公開日2006年9月20日 申請日期2004年9月27日 優先權日2003年10月3日
發明者大西通博, 安芸祐一, 稲垣稔 申請人:索尼株式會社