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WO2015147004A1 - 分析用チップ - Google Patents

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Publication number
WO2015147004A1
WO2015147004A1 PCT/JP2015/058967 JP2015058967W WO2015147004A1 WO 2015147004 A1 WO2015147004 A1 WO 2015147004A1 JP 2015058967 W JP2015058967 W JP 2015058967W WO 2015147004 A1 WO2015147004 A1 WO 2015147004A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
cover
reaction
test substance
groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2015/058967
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
黒田　俊彦
北村　義之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2015518698A priority Critical patent/JPWO2015147004A1/ja
Publication of WO2015147004A1 publication Critical patent/WO2015147004A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5085—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates
    • B01L3/50853—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates with covers or lids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01L2300/0636—Integrated biosensor, microarrays
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    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0848—Specific forms of parts of containers
    • B01L2300/0854—Double walls

Definitions

  • the present invention relates to an analysis chip having a plurality of reaction units.
  • the analysis chip has a substrate on which a selective binding substance (nucleic acid, protein, lipid, sugar, etc.) that is a substance that selectively binds to a test substance is immobilized, and the selective binding substance on the substrate It is used for subjecting a test substance to a hybridization reaction in a normal solution and analyzing the presence / absence, state or amount of the substance contained in the test substance from the reaction result.
  • a selective binding substance nucleic acid, protein, lipid, sugar, etc.
  • microarray In which molecules such as DNA, proteins, and sugar chains are arranged at high density on a substrate for the purpose of simultaneously measuring many tens to tens of thousands of gene expressions. There is something.
  • Chain detection and quantification are possible, and for example, systematic and comprehensive gene expression analysis in animal models of various diseases and cell biology phenomena can be performed.
  • a DNA microarray (DNA chip) is used for detection / quantification of nucleic acids based on a nucleic acid / nucleic acid hybridization reaction.
  • a DNA chip for example, a DNA chip on which a large number of DNA fragments are aligned and fixed at high density is used.
  • a DNA chip hybridizes on a flat substrate a sample labeled with a gene expressed in a cell to be studied with a fluorescent dye, and binds complementary nucleic acids (DNA or RNA) to each other.
  • DNA chips are highly expected not only in gene expression analysis by detection and quantification of expressed genes but also in application fields such as detection of single nucleotide substitutions (SNPs) of genes.
  • the analysis chip is used not only for nucleic acids such as DNA but also for testing and analyzing proteins and saccharides.
  • proteins such as antibodies, antigens, and enzyme substrates are immobilized on the substrate.
  • Analytical chips such as the above-mentioned DNA chip have been used for research purposes so far, but in recent years, efforts toward realization of testing and diagnosis using genes and proteins have become active.
  • the analysis chip is used for inspection / diagnosis applications, since operation reliability and reproducibility are strictly required, considerable skill is required for manual operation.
  • group medical examinations such as health examinations and medical checkups
  • the number of specimens to be processed becomes enormous, and therefore a system capable of measuring many specimens at a time is essential. Therefore, an analysis chip capable of testing a plurality of specimens with one sheet and an apparatus capable of automatically analyzing the analysis chip are required and are being developed.
  • it is required to reduce the amount of sample used for analysis.
  • the volume of the sample used for analysis is small. It becomes microliter order, and handling of the sample becomes difficult.
  • automated analyzers are very useful in that many samples can be analyzed at once and high reproducibility is obtained.
  • it is difficult to recover when an error occurs during operation. If it cannot be recognized, there is a risk that an erroneous test result may be obtained.
  • an analysis chip having a plurality of reaction units for example, when a sample solution is spilled, there is a risk of mixing into adjacent reaction units and providing an erroneous test result. Therefore, it is desired to develop an analysis chip that can obtain a correct analysis result that is extremely unlikely to cause the above-described error.
  • Patent Document 1 discloses a microwell array including a container in which a plurality of independent wells are arranged in an array and a cover that can cover the container. A small amount of liquid (specimen solution) exceeding the volume of the well is spotted on the well, then the cover is welded and excess liquid is pushed out of the well, and the liquid is sealed so that almost no air remains in the well. These samples and reagents are reacted in a minute space.
  • Patent Document 2 uses unnecessary force or a complicated system to seal the well liquid-tight when heating and stirring the sample in the well of the multi-well plate, and then cooling to open the seal.
  • a pad used to seal a well having an opening on the upper surface of a multi-well plate, such as a microtiter plate, that can be released at will without being disclosed.
  • Patent Document 3 includes a substrate and a cover that can be in close contact with a part of the substrate, the inner surface of the cover is hydrophilic, and the cover has at least one hole therethrough, and the substrate Includes a plurality of concavo-convex structures, and a selective binding substance is immobilized on the upper surface of the convex portion.
  • the multiwell plate cover of Patent Document 2 is detachable.
  • the cover is designed to have a plurality of elastic compressible ridges adjusted so as to be placed on the opening of a multiwell plate such as a microtiter plate in order to facilitate attachment / detachment of the cover, and occurs when the cover is attached / detached. It can be said that the structure is not considered at all with respect to liquid leakage and liquid mixing into adjacent wells.
  • the cover of the microarray of Patent Document 3 is attached to react a test substance and a selective binding substance in a state where a stirring bead is enclosed, and a liquid leak or an adjacent array is removed when the cover is removed. No particular consideration is given to the mixing of the liquid into the liquid.
  • This invention solves the said subject, and it aims at providing the analysis chip
  • the present inventors have intensively studied an analysis chip having a plurality of reaction parts composed of a substrate and a cover, and as a result, provided a groove on at least one of the substrate and the cover, When removing the cover from the substrate by forming a void that surrounds the outside of the opening of the reaction part in a state where the opening of the reaction part containing the solution is covered with a cover to form a closed space
  • the present inventors have found that liquid leakage that frequently occurs and mixing of the test substance solution into the adjacent reaction part does not occur.
  • the present invention includes the following (1) to (5).
  • An analysis chip comprising: A selective binding substance that selectively binds to a test substance is fixed to a bottom surface or a side surface that forms the closed space of at least one of the substrate or the cover, and the closed space is opened in a state where the cover is attached to the substrate.
  • An analysis chip having a groove that forms a surrounding void.
  • analysis chip according to (2) the 1 contact angle of the solution theta containing the test substance on the contact surface, when the substrate or the angle side P 2 forms a contact surface P 1 and the groove of the cover and theta 2, theta 1 and sum of theta 2 is less than 180 °, analysis chip according to (2).
  • the risk of contamination of the test substance solution due to liquid leakage during analysis can be dramatically reduced. Therefore, it becomes possible to accurately detect or quantify the test substance contained in the test substance solution by the analysis using the analysis chip.
  • the risk of contamination of the test substance solution due to liquid leakage can be drastically reduced, which is useful when measuring multiple specimens such as health checkups and medical checkups at once.
  • FIG. 1 The figure which showed an example of the chip
  • A The top view of an example of the board
  • B Sectional drawing of an example of the board
  • C Sectional drawing when a cover is attached to the substrate shown in (a) or (b) when the selective binding substance is immobilized on the substrate.
  • FIG. 1 The figure which showed an example of the chip
  • A The top view of an example of the cover in which the groove
  • B Sectional drawing of an example of the cover in which the groove
  • C Sectional drawing when the cover shown in (a) and (b) is attached to the substrate when the selective binding substance is immobilized on the substrate.
  • (B) The top view of an example of the cover provided with the groove
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of an analysis chip used in Examples 1 to 5.
  • A Sectional view when a cover without a groove is mounted on a substrate in which a selective binding substance is immobilized on the upper surface of the convex part and a groove is provided in a shape surrounding the concave opening of the reaction part .
  • B A selective binding substance is immobilized on the upper surface of the convex portion, and the groove is formed in a shape surrounding the opening of the concave reaction portion on the substrate provided with the groove in a shape surrounding the concave opening of the reaction portion. Sectional drawing at the time of mounting
  • a cover provided with a water repellent surface on the contact surface with the cover, and a substrate having a selective binding substance immobilized on the upper surface of the convex portion, and a groove provided in a shape surrounding the concave opening of the reaction portion. Sectional drawing at the time of mounting
  • a substrate provided with a groove in a shape surrounding the concave opening of the reaction part is provided with a convex part on the surface of the concave part provided on the surface, and the selective binding substance is immobilized on the upper surface of the convex part. Sectional drawing at the time of mounting
  • a substrate provided with grooves in a shape surrounding the concave opening of the reaction part is provided with a convex part on the surface of the concave part provided on the surface, and the selective binding substance is immobilized on the upper surface of the convex part.
  • the analysis chip injects a solution containing a test substance (sometimes referred to as a “test substance solution” in this specification) into the chip, the presence or absence of the test substance, and the amount of the test substance. Used to measure the properties of the test substance.
  • a biochip that measures the amount and presence of a test substance by a reaction between the test substance and a selective binding substance immobilized on the surface of the carrier can be mentioned. More specifically, a DNA chip having a nucleic acid immobilized on the carrier surface, a protein chip having a protein typified by an antibody immobilized on the carrier surface, a sugar chain chip having a sugar chain immobilized on the carrier surface, and a cell carrier Examples thereof include a cell chip immobilized on the surface.
  • the analysis chip used in the present invention includes a substrate and a cover.
  • a selective binding substance is fixed to at least one of the substrate and the cover, and a concave shape into which a solution containing a test substance is injected into the substrate.
  • the reaction part is formed.
  • the concave reaction part forms a space composed of a side surface and a bottom surface, and when a selective binding substance is immobilized on the substrate, it selectively binds to all or part of the bottom surface or side surface of the reaction part. Sexual substances are immobilized.
  • the selective binding substance is immobilized on the cover, the selective binding property is applied to all or part of the surface located in the closed space formed when the concave reaction portion of the substrate is covered with the cover. The substance is immobilized.
  • the analysis chip of the present invention may have one or a plurality of convex portions on the bottom surface or side surface of the concave reaction portion of the substrate, and the selective binding substance may be immobilized on the upper surface of the convex portion.
  • a concave portion is formed on the surface of the cover located in the closed space formed when the concave reaction portion of the substrate is covered with the cover, and one or a plurality of convex portions are provided on the concave plane.
  • the selective binding substance may be immobilized on the upper surface of the convex portion (for example, FIG. 20).
  • the analysis chip with this structure is used for analysis of the test substance, and when detecting the signal, the detection noise is greatly reduced by focusing the scanner on the convex surface where the selective binding substance is immobilized.
  • the signal / noise ratio (S / N ratio) can be increased.
  • the selective binding substance in the present invention means various substances that can selectively bind to a test substance directly or indirectly.
  • Typical examples of the selective binding substance that can bind to the test substance include nucleic acids, proteins, peptides, saccharides, and lipids.
  • the nucleic acid includes DNA and RNA, and may be PNA or LNA.
  • DNA include, but are not limited to, chromosomal DNA, viral DNA, cDNA obtained by reverse transcription of DNA or RNA such as bacteria or mold, and fragments that are a part thereof.
  • RNA messenger RNA, ribosomal RNA, small RNA or micro RNA, fragments that are a part of these, and the like can be used, but are not limited thereto.
  • chemically synthesized DNA or RNA A single-stranded nucleic acid having a specific base sequence selectively hybridizes and binds to a single-stranded nucleic acid having a base sequence complementary to the base sequence or a part thereof.
  • the nucleic acid may be derived from natural products such as living cells, or may be synthesized by a nucleic acid synthesizer.
  • Preparation of DNA or RNA from living cells can be carried out by known methods, for example, DNA extraction by the method of Blin et al. (Blin et al., Nucleic Acids Res. 3: 2303 (1976)), etc. About extraction, it can carry out by the method of Favaroro et al. (Favaroro et al., Methods Enzymol. 65: 718 (1980)).
  • nucleic acid to be immobilized examples include linear or circular plasmid DNA or chromosomal DNA, DNA fragments obtained by cutting or chemically cutting them with restriction enzymes, DNA synthesized by enzymes in a test tube, or chemically synthesized oligonucleotides Etc. can also be used.
  • Examples of the protein include antibody and antigen-binding fragments of antibodies such as Fab fragments and F (ab ′) 2 fragments, and various antigens. Since an antibody or an antigen-binding fragment thereof selectively binds with a corresponding antigen, and the antigen selectively binds with a corresponding antibody, it corresponds to a “selective binding substance”.
  • sugars include sugar chains such as various monosaccharides, oligosaccharides, and polysaccharides.
  • the lipid may be a simple lipid or a complex lipid.
  • antigenic substances other than the nucleic acids, proteins, saccharides, and lipids can be immobilized. Moreover, you may fix a cell on the surface of a support
  • DNA, RNA, protein, peptide, sugar, sugar chain, and lipid are particularly preferable.
  • test substance used in the present invention examples include nucleic acids to be measured (target nucleic acids), for example, genes such as pathogenic bacteria and viruses, causative genes of genetic diseases, and parts thereof, various biological components having antigenicity, pathogenic bacteria, Examples include antibodies against viruses and the like, but are not limited thereto.
  • target nucleic acids for example, genes such as pathogenic bacteria and viruses, causative genes of genetic diseases, and parts thereof, various biological components having antigenicity, pathogenic bacteria, Examples include antibodies against viruses and the like, but are not limited thereto.
  • test substance used in the present invention blood, serum, plasma, urine, feces, spinal fluid, saliva, various body fluids such as various tissue fluids, various foods and drinks, and dilutions thereof can be used. It is not limited to these.
  • the nucleic acid as the test substance may be a nucleic acid extracted from blood or cells by a conventional method, labeled with a fluorescent substance, or may be amplified by a nucleic acid amplification method such as PCR using the nucleic acid as a template. Good.
  • a nucleic acid amplification product is used as a test substance, the amplified nucleic acid can be labeled by performing amplification in the presence of a nucleoside triphosphate labeled with a fluorescent substance or the like.
  • the test substance is an antigen or antibody
  • the test substance antigen or antibody may be directly labeled by a conventional method, or the test substance antigen or antibody may be bound to a selective binding substance.
  • the carrier is washed, and a labeled antibody or antigen that reacts with the antigen or antibody with an antigen-antibody is reacted, and the label bound to the carrier can be measured.
  • the test substance labeled with a fluorescent substance by removing the phosphate group at the 5 ′ end of the nucleic acid by alkaline phosphatase, for example is reacted with a selective binding substance
  • a method of measuring the bound label, or a method of measuring the label of the detection probe by capturing a test substance with a selective binding substance (capture probe) and then binding a detection probe labeled with a fluorescent substance to the test substance. (Sandwich hybridization method) is preferably used.
  • FIG. 1 examples of the analysis chip used in the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11, 15, and 16.
  • the analysis chip used in the present invention includes a substrate 1 and a cover 5 as shown in FIGS. 1 to 6, 15, and 16.
  • the substrate 1 is provided with a concave reaction portion 2.
  • a closed space is formed by the bottom and side surfaces of the reaction unit 2 and the surface of the cover 5 by covering the concave reaction unit of the substrate with the cover, that is, covering the cover with the cover.
  • the closed space refers to a space blocked from the outside, and is a state in which liquid or gas existing in the closed space does not substantially go out of the space.
  • the number of the concave reaction parts 2 provided on the analysis chip can be arbitrarily set, but is preferably plural. For example, 2, 4, 8, 12, 16, 24 36, 48 or 96.
  • a solution containing a test substance is placed in a microtiter plate or the like and dispensed into an analysis chip using, for example, a multi-pipette such as a 4-series, 6-series, 8-series, or 12-series, the reaction part 2 having a concave shape.
  • a multi-pipette such as a 4-series, 6-series, 8-series, or 12-series
  • the reaction part 2 having a concave shape.
  • An analysis chip having a substrate having a plurality of concave reaction portions is useful in a case where a sample containing a plurality of test substances is analyzed at
  • the analysis chip of the present invention is used by injecting a solution containing a test substance into the concave reaction part 2.
  • the shape of the opening of the concave reaction part 2 is not particularly limited.
  • a solution containing a test substance in an amount that does not completely fill the concave reaction part 2 is dropped and sealed with the cover 5 to form a concave shape.
  • the reaction part 2 is stirred as a closed space, it is preferable that the space or bubbles left in the concave reaction part 2 that is not filled with the test substance solution be easy to move.
  • the outer peripheral shape of the bottom surface of the reaction unit 2 is a quadrangle, hexagon, circle, or ellipse because the space or bubbles left in the reaction unit 2 having a concave shape can be easily moved.
  • the outer peripheral shape of the bottom surface of the concave reaction part 2 is a polygon, the corners of the polygon are R-processed, or the concave reaction part not filled with the solution containing the test substance It is preferable because the space or bubbles left in 2 are easy to move.
  • the analysis chip of the present invention is provided with a groove on at least one of the substrate 1 or the cover 5.
  • 1 to 4 show the case where the groove 3 is provided in the substrate 1
  • FIGS. 5, 15 and 16 show the case where the groove 5 is provided in the cover 5, and FIG.
  • channel 10 are each provided is shown, respectively.
  • the groove is provided at a position surrounding a closed space formed in a state where the concave reaction portion 2 of the substrate 1 is covered with the cover 5.
  • the concave reaction portion 2 of the substrate 1 is sealed with a cover 5 to form a closed space.
  • the groove 3 and the cover 5 examples of FIGS. 1 to 4
  • the groove 10 and the substrate 1 examples of FIGS. 5, 15, and 16
  • the groove 3 and the groove 10 are integrated.
  • the gap 8 is formed as a closed space having a shape surrounding the outer periphery of the opening in an annular shape. That is, the concave reaction part becomes a closed space by covering the substrate with the cover.
  • channel becomes a closed space and the space
  • the substrate 1 and the cover 5 are in contact with each other through the respective contact surfaces 6.
  • the selective binding substance that selectively binds to the test substance may be fixed to at least one of the substrate 1 or the cover 5.
  • FIGS. 1 to 4 (b), (c), (e), FIGS. 5 and 15 (c), (e), FIGS. 6 and 16 (c) are selective binding substances to the substrate 1.
  • 1 to 5 and 15 (d) and (f) and FIGS. 6 and 16 (d) show the case where the selective binding substance is immobilized on the cover 5.
  • the selective binding substance is immobilized at an arbitrary position surrounded by the closed space formed by the concave reaction portion 2 and the cover 5 of the substrate 1.
  • At least one of the contact surface of the substrate and the cover in a state where the cover is attached to the substrate may be water-repellent.
  • FIGS. 1 to 4 (e) and (f) are applied to the contact surface of the cover 5
  • FIGS. 5 and 15 (e) and (f) are applied to the contact surface of the substrate 1 for water repellent treatment.
  • the analysis chip on which the water repellent surface 18 is formed is shown.
  • a step 9 may be provided in the opening of the substrate 1 as a liquid level parking structure. It is preferable to provide the step (counterbore) 9 because the overflow of the solution when the cover 5 is attached to the substrate 1 can be effectively prevented.
  • the cover 5 can be attached to and detached from the analysis chip of the present invention. After the reaction such as the hybridization reaction and the antigen-antibody reaction is completed, the cover 5 is detached, and the inside of each reaction part is washed, so that the excess reagent contained in the solution containing the test substance or non-specific binding occurs. The reagent is washed away, and the amount of the substance to be detected can be accurately measured.
  • the analysis may be performed with the cover 5 attached.
  • the opening of the reaction part 2 is covered with a cover to form a closed space.
  • a closed space is formed in the concave reaction portion 2 of the substrate 1.
  • the opening of the reaction unit 2 may be collectively covered with the cover 5 that can cover all the reaction units 2 of the substrate 1, or the reaction unit 2 may be partially covered with the cover that can partially cover the reaction unit 2.
  • a part of the part may be covered.
  • the reaction part 2 After injecting the solution 12 containing the test substance into the reaction part 2, the reaction part 2 is made a closed space, and the test substance and the selective binding substance 4 are reacted by stirring the solution 12 containing the test substance.
  • the reaction at this time is, for example, hybridization when the test substance is a nucleic acid, and antigen-antibody reaction when the test substance is a protein.
  • the injection of the solution 12 containing the test substance into the reaction part 2 of the analysis chip is performed so as to leave a part of the space of the reaction part 2, and the reaction part 2 contains the test substance containing the test substance.
  • a space not filled with 12 is formed.
  • the analysis chip is stirred by a horizontal circular motion or the like to form a concave shape.
  • the space moves in the reaction unit 2, the movement of the solution 12 containing the test substance is promoted, and the reaction rate between the test substance and the selective binding substance 4 can be increased.
  • the analysis chip is agitated by horizontal circular motion or the like, the space formed in the reaction unit 2 may exist as a single space in the reaction unit 2 or may be divided into a plurality of spaces, that is, a plurality of spaces. May exist as bubbles.
  • the proportion of the space not filled with the test substance solution in the entire space of the reaction unit 2 is preferably 10% or more and 90% or less, and 15% or more and 80% or less. More preferably, it is 20% or more and 70% or less. If the proportion of this space is less than 10%, when the analysis chip is stirred, the movement of the test substance solution in the space of the reaction unit 2 becomes insufficient, and the test substance solution may not be substantially stirred. On the other hand, if it exceeds 90%, the chance that the solution containing the test substance comes into contact with the area where the selective binding substance is immobilized decreases, leading to a decrease in the progress of the reaction.
  • the solution containing the test substance adheres to the cover 5 by stirring.
  • a solution containing the test substance may leak out from the gap between the contact surfaces 6 of the substrate 1 and the cover 5 due to capillary action.
  • FIG. 7 shows an example when the analysis chip having no groove on the substrate 1 and the cover 5 is stirred by a horizontal circular motion.
  • FIG. 8 and FIG. 9 show one embodiment of the analysis chip of the present invention.
  • at least one of the substrate 1 and the cover 5 has a groove, and the groove can prevent leakage of liquid due to capillary action.
  • the groove provided in the analysis chip of the present invention preferably has an angle at the boundary line between the contact surface of the substrate and the cover and the side surface of the groove when the cover is mounted on the substrate.
  • the corner in the present invention refers to an intersection line formed by the intersection of two surfaces.
  • the contact surface 6 of FIG. 1 and the side surface 7 of the groove intersect, and when a groove is provided on the cover, the contact surface 6 of FIG. Corners are formed by intersecting the side surfaces 11.
  • the two surfaces may be flat surfaces, curved surfaces, or any combination of a flat surface and a curved surface.
  • the sectional view of the groove has a shape as shown in FIGS.
  • FIGS. 10A to 10F the groove has a corner.
  • FIGS. 10A to 10C show examples in which the side surface of the groove is a curved surface
  • FIGS. 10D to 10G show examples in which the side surface of the groove is a flat surface.
  • a boundary line between the contact surface of the substrate or cover provided with the groove and the side surface of the groove which is a curved surface as shown in FIGS. 10 (a) to 10 (c) or a flat surface as shown in FIGS. 10 (d) to 10 (g).
  • corners are formed.
  • a chip for analysis in which the reaction part is covered with a cover to make a closed space, when the cover is detached from the substrate, a narrow space is formed between the contact surface of the substrate and the cover.
  • Capillary action may occur, liquid may enter the space, and the liquid may leak out of the container.
  • the solution containing the test substance leaks from a narrow gap between the contact surfaces of the substrate and the cover.
  • a groove with a corner is formed on the outer periphery of the reaction portion, and leakage of liquid due to capillary action can be prevented at this corner portion.
  • FIG. 10 (h) when the contact surface of the opening and the side surface of the groove do not intersect, the groove does not have a corner and the opening is rounded. It is not enough to stop the leak.
  • the distance between the contact surfaces of the substrate and the cover becomes small immediately after the reaction portion of the analysis chip substrate is agitated in a state where the reaction portion is covered with a cover and closed, and then the cover is removed from the substrate.
  • the solution containing the test substance enters between the contact surfaces by capillary force, and easily leaks out of the concave reaction part.
  • the degree of leakage of the solution is large, the solution reaches the adjacent reaction part, and as a result, mixing occurs.
  • the angle theta 2 formed by the contact angle theta 1 of the solution containing the test substance, and the side surface P 2 of the contact surface P 1 and the groove of the substrate or the cover Is preferably less than 180 °.
  • Figure 11 represents a contact angle theta 1 of the solution to the contact surface, the side surface P 2 of the contact surface P 1 and the groove of the substrate or the cover and the angle theta 2 formed by the relationship between the leakage of the solution between the contact surfaces Yes.
  • the sum of ⁇ 1 and ⁇ 2 is 180 ° or more, so that the leakage of the solution due to the capillary force cannot be stopped, and the liquid leaks into the groove tends to occur.
  • the sum of ⁇ 1 and ⁇ 2 is less than 180 °, and liquid leakage to the groove due to capillary force can be prevented.
  • ⁇ 2 is preferably 120 ° or less, and more preferably 110 ° or less. More preferably, it is 100 degrees or less. Further, it can be said that the smaller the value of ⁇ 2 is, the higher the effect of preventing the liquid leakage due to the capillary force is.
  • ⁇ 2 is about 90 °.
  • ⁇ 1 is preferably 90 ° or less.
  • the contact surface of the substrate and / or cover of the analysis chip of the present invention is preferably water repellent.
  • the contact angle of the solution containing the test substance with respect to the contact surface is increased, and leakage due to capillary action can be more reliably prevented.
  • the water repellency is simply the property of repelling water, and can be expressed quantitatively by, for example, the contact angle of water.
  • the contact angle is a quantification of the degree of surface wetting, such that a clean glass surface wets well with water, while a fluorine-coated surface repels water.
  • the width-height method ( ⁇ / 2 method) is generally used as a method for measuring the contact angle. Assuming that the shape of the minute droplet is a part of a sphere, if the radius of the droplet 14 is r and the height is h as shown in FIG. 13, the relationship with the contact angle ⁇ is is there.
  • the contact angle ⁇ can be calculated by the following formula 3.
  • Contact angle can be measured using a dedicated contact angle meter, for example, manufactured and sold by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd., Cruz (Germany), and the like.
  • the contact angle of the contact surface of the substrate or cover is preferably 60 ° or more, more preferably 70 ° or more, and further preferably 80 ° or more. More preferably, it is 90 ° or more.
  • the substrate or cover having a water repellent contact surface can be obtained, for example, by a method of manufacturing the substrate or cover itself with a water repellent material or a method of covering the contact surface of the substrate or cover with a water repellent material.
  • a material having high water repellency for example, tetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / verfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoride.
  • PTFE tetrafluoroethylene
  • PFA verfluoroalkyl vinyl ether copolymer
  • a substrate or a cover may be manufactured using a fluorine compound such as ethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP) or silicone.
  • FEP ethylene / hexafluoropropylene copolymer
  • the method of coating the contact surface with a water repellent material includes, for example, a method of attaching a material having a water repellent surface to the contact surface of the substrate or cover, a method of coating the contact surface of the substrate or cover with the water repellent material, etc. Is included.
  • a commercially available adhesive tape whose surface is a fluorine compound may be used.
  • 903UL / No. 9030UL Nonto Denko
  • fluororesin film adhesive tape No. 8410 Teeraoka Seisakusho
  • fluororesin adhesive tape ASF-110FR (Chuko Kasei Kogyo), etc.
  • ASF-110FR Cho Kasei Kogyo
  • a commercially available coating agent capable of imparting water repellency is spray coating, dip coating, dip spin coating, roll coating, spin flow coating, What is necessary is just to coat by the coating using a brush or a brush.
  • paint processing agents that can impart water repellency include AsahiGuard E-SERIES (Asahi Glass), Novec (TM) high-functional coating agent (Sumitomo 3M), SIFEL2000 series for adhesion and coating, and fluorine-based antifouling additive KY.
  • FG-5040 and FG-4010 Each series (Fluorotechnology) of FG-5040 and FG-4010 is preferably used.
  • Various water-repellent coating agents for automobiles may be used. Further, a method of imparting a fine structure imitating the surface of a lotus leaf to the surface by coating is also preferably used.
  • the opening is covered with a cover, and the analysis chip is moved by rotation, vibration, or a combination thereof, thereby stirring the solution.
  • the rotational motion includes horizontal circular motion in which the analysis chip itself rotates around the rotational axis by circular motion or elliptical motion, revolving motion that revolves around the rotational axis outside the analytical chip, and a combination of rotation and revolution. For example, revolving movement.
  • the vibration a method of vibrating the analysis chip itself or the test substance solution with an ultrasonic vibrator or a piezoelectric element is used.
  • the horizontal circular motion of the present invention refers to a rotational mode that is performed so that circular motion of the same radius having each unique center of rotation is made at any point on the analysis chip.
  • FIG. 14 shows an example of the horizontal circular motion.
  • point A rotates on a circular orbit having a radius r centered on OA at a predetermined number of revolutions, and point B similarly has a radius r centered on OB.
  • a straight line AB connecting arbitrary points A and B on the analysis chip 17 is always parallel in an arbitrary trajectory of circular motion.
  • the straight line AB is parallel even when the analysis chip 17 is located at any one of the position P1, the position P2, the position P3, and the position P4.
  • the analysis chip When the analysis chip is moved in a horizontal circular motion, the analysis chip is preferably installed so that the surface on which the selective binding substance is immobilized is parallel or substantially parallel to the rotation surface.
  • the solution in each reaction part can be stirred under the same conditions by horizontally moving, so that the selective binding substance in each reaction part And the test substance can be performed under the same conditions, and variation in reaction between reaction parts can be reduced.
  • the revolution method in which the analysis chip is revolved while rotating, or by the revolution method in which the rotation center is outside the analysis chip the plurality of concave reaction parts are agitated under different conditions. As a result, there may be a variation in reaction between the concave reaction parts.
  • the direction of the rotation surface when the analysis chip is horizontally moved is not particularly limited.
  • the horizontal or substantially horizontal direction the direction inclined 15 degrees from the horizontal direction, the direction inclined 30 degrees from the horizontal direction, or 45 degrees from the horizontal direction.
  • An inclined direction, a direction inclined by 60 degrees from the horizontal direction, a direction inclined by 75 degrees from the horizontal direction, a vertical or substantially vertical direction, and the like can be used.
  • a preferable direction of the rotation surface is horizontal or substantially horizontal.
  • the substantially horizontal direction means a direction close to horizontal toward the surface on which the selective binding substance of the analysis chip is immobilized, for example, a direction inclined in a range of 0 to 3 degrees with respect to the horizontal plane. Is preferred.
  • substantially vertical direction means a direction that is nearly perpendicular to the surface on which the selective binding substance of the analysis chip is immobilized, for example, a direction tilted in the range of 0 to 3 degrees with respect to the vertical surface. Is preferred.
  • the horizontal circular motion of the analysis chip may be performed intermittently, for example, by changing the rotational speed even if the rotational speed is constant, or by stopping for a certain time during the horizontal circular motion.
  • the direction of rotation is not particularly limited, and may be clockwise, counterclockwise, or a combination thereof.
  • the time for the horizontal circular movement during the reaction is not particularly limited, and can be appropriately determined within a range sufficient for the selective binding substance and the test substance to react.
  • the test substance when it is a nucleic acid, it can be set according to the time required for the hybridization reaction with the probe nucleic acid that is a selective binding substance.
  • the solution stirring method of the present invention by applying a centrifugal acceleration of 1 ⁇ g or more during horizontal circular motion, the selective reaction between the test substance and the selective binding substance is effectively promoted, and the test substance is shortened. It has a feature that can be detected or quantified in time.
  • the time for horizontal circular movement is preferably short.
  • the reaction time is preferably 3 hours or more and 4 hours or less, more preferably 2 hours or less, further preferably 1 hour or less, and 0.5 hours or less. It is particularly preferred.
  • centrifugal acceleration is the amount of centrifugal force applied to an object in the form of rotational motion, expressed in the form of acceleration, and is the absolute value of the distance from the center of rotation and the square of the angular velocity of rotational motion.
  • Proportional. Centrifugal acceleration in the present invention refers to centrifugal force, that is, relative centrifugal acceleration (RCF), and is calculated by the following equation (4).
  • RCF 1118 ⁇ R ⁇ N 2 ⁇ 10 ⁇ 8 (Formula 4)
  • RCF Relative centrifugal acceleration ( ⁇ g)
  • R radius of rotation (cm)
  • N Number of rotations (rpm).
  • centrifugal acceleration When the analysis chip of the present invention is moved in a horizontal circular motion, it is preferable to give a centrifugal acceleration of 1 ⁇ g or more.
  • the lower limit of the centrifugal acceleration is preferably 5 ⁇ g or more, more preferably 10 ⁇ g or more.
  • the upper limit of the centrifugal acceleration is not particularly limited, but is preferably 50 ⁇ g or less, more preferably 40 ⁇ g or less, and further preferably 30 ⁇ g or less.
  • the range of centrifugal acceleration is preferably 1 ⁇ g to 50 ⁇ g, more preferably 5 ⁇ g to 40 ⁇ g, and still more preferably 10 ⁇ g to 30 ⁇ g.
  • the target centrifugal acceleration can be given by appropriately setting the rotation speed and the rotation radius. Therefore, the number of rotations and the radius of rotation can be selected according to the specifications of the stirring device for stirring the analysis chip. For example, when the rotation radius is small, a large centrifugal acceleration can be applied by increasing the rotation speed.
  • Rotational radius can be selected as appropriate to obtain a desired centrifugal acceleration in combination with the rotational speed.
  • Preferable radius ranges are 0.1 mm or more and less than 20 mm, 0.2 mm or more and less than 19 mm, 0.3 mm or more and less than 18 mm, 0.4 mm or more and less than 17 mm, and 0.5 mm or more and less than 16 mm.
  • the radius of rotation is larger than 20 mm, the centrifugal force becomes dominant, and the tendency that the space not filled with the test substance solution is pressed against the outer periphery of the concave reaction part becomes strong, and the stirring efficiency is reduced. Stirring unevenness may occur.
  • the rotation speed of the horizontal circular motion can be appropriately selected as a value that can obtain a desired centrifugal acceleration in combination with the rotation radius.
  • the preferable range of the rotational speed of the horizontal circular motion is, for example, 500 rpm to 10000 rpm, 600 rpm to 9000 rpm, 700 rpm to 8000 rpm, 800 rpm to 7000 rpm, 900 rpm to 6000 rpm, 1000 rpm to 5000 rpm.
  • a smaller radius of rotation is preferable in that the reaction apparatus and the stirring apparatus can be miniaturized and the apparatus embodying the solution stirring method of the present invention can be made compact.
  • the stirrer for stirring the analysis chip of the present invention is not particularly limited as long as it can give a centrifugal acceleration of 1 ⁇ g or more by a combination of the rotational speed of the horizontal circular motion and the rotational radius.
  • a plate shaker can be suitably used.
  • the device is preferably a device that can control the rotational speed, drive time, etc. of the horizontal circular motion from the outside.
  • the substrate or cover of the analysis chip of the present invention is located on the bottom or side surface of the concave reaction part of the substrate or in a closed space formed when the concave reaction part of the substrate is covered with the cover.
  • One or a plurality of convex portions for immobilizing the selective binding substance may be provided on the surface of the cover.
  • the heights of the plurality of convex portions are preferably substantially the same.
  • the height of the convex part can be set arbitrarily within the range where the reaction part can form a closed space with the cover attached to the substrate and does not exceed the height (depth) of the reaction part (closed space). Can do.
  • the detection noise can be greatly increased by focusing the scanner on the top of the convex part on which the selective binding substance is immobilized.
  • the signal / noise ratio (S / N ratio) can be increased.
  • the material of the substrate and cover used in the analysis chip of the present invention is not particularly limited.
  • the materials preferably used are various polymers such as silicone rubber, such as glass, ceramic, or silicone resin, polyethylene terephthalate, cellulose acetate, polycarbonate, polystyrene, polymethyl methacrylate (PMMA), polyolefin, polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer. is there.
  • polymethyl methacrylate, polystyrene, polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer, glass, or silicone resin can be preferably used.
  • the substrate or cover of the analysis chip of the present invention is preferably made of a material that can reduce autofluorescence when the selective binding substance is immobilized.
  • a material that can reduce autofluorescence when the selective binding substance is immobilized is black.
  • the substrate and cover constituting the analysis chip of the present invention can be manufactured by various known manufacturing methods.
  • the material when the material is a polymer or the like, it can be produced by injection molding, cutting, hot embossing, polymerization in a mold, or the like.
  • the material when the material is an inorganic substance such as glass or ceramic, it can be manufactured by a sandblast method, and when it is a silicone resin, it can be manufactured by a known semiconductor process.
  • the ridge line portion may be chamfered (so-called thread chamfering), but the substrate or cover of the analysis chip of the present invention has C0.2 or less. C chamfering or R chamfering of R0.2 or less may be applied.
  • the substrate or cover produced as described above can be subjected to various surface treatments as necessary prior to immobilizing the selective binding substance on the surface.
  • Examples of such surface treatment include those described in JP-A No. 2004-264289.
  • an S / N ratio (signal-to-noise ratio) can be used as an index indicating the sensitivity of signal detection.
  • S / N 2 as a detection limit.
  • concentration or amount of a test substance with an S / N ratio of 2 to 3 is adopted as the detection limit. If the S / N is 2 or more, the detection is more reliable than the detection limit. It can be judged (for example, Makoto Niwa, “If you know this, statistical methods for chemistry-how to handle correct data”, 2008, Chemistry Doujin, page 101).
  • the analysis chip of the present invention can efficiently advance the selective reaction between the immobilized selective binding substance and the test substance, and can detect or quantify the test substance in a short time.
  • the reaction time which conventionally required a reaction time of 6 to 20 hours can be greatly shortened. Therefore, for example, in the examination / diagnosis area (for example, infectious diseases such as influenza and sepsis examination / diagnosis, etc.) that require rapid analysis of a large number of specimens, and in the examination center, a vast number of specimens are processed. In this case, it is preferable to apply the analysis chip of the present invention.
  • Example 1 Preparation of analysis chip substrate
  • Substrate B1 (FIGS. 18 (a) and 18 (b)) having a convex portion on the bottom surface of the concave reaction portion and not having a groove on the outer peripheral portion, and a substrate having a groove on the outer peripheral portion as follows.
  • A (FIGS. 18C and 18D) were respectively produced.
  • Two types of molds for injection molding are prepared using a known method of LIGA (Lithographie Galvanforming Abforming), and a substrate made of polymethylmethacrylate (PMMA) having a shape as described later is obtained by the injection molding method. It was.
  • the average molecular weight of PMMA used was 50,000, and carbon black (# 3050B manufactured by Mitsubishi Chemical) was contained in PMMA at a ratio of 1% by weight to make the substrate black.
  • the spectral reflectance and spectral transmittance of this black substrate were measured, the spectral reflectance was 5% or less at any wavelength in the visible light region (wavelength 400 nm to 800 nm), and in the same range of wavelengths, The transmittance was 0.5% or less.
  • Spectral reflectance is the spectral reflectance when specularly reflected light from the substrate is captured using a device (Minolta Camera, CM-2002) equipped with an illumination / light-receiving optical system that conforms to JIS Z 8722 Condition C. was measured.
  • a substrate 1 having an outer shape of 76 mm in length, 26 mm in width, and 2.5 mm in thickness was produced by injection molding.
  • the substrate 1 is provided with twelve elliptical concave reaction portions 2 having a major axis of 4.8 mm, a minor axis of 2.40 mm, and a depth of 1.5 mm, and each reaction unit has a diameter of 0.1 mm and a height of 0. 96 projections 19 of 12 mm were provided.
  • the volume of the reaction part of the substrate was about 13.5 ⁇ L. Further, the variation in the height of the upper surface of the convex portion was 3 ⁇ m or less. Moreover, the pitch of the convex part was 0.18 mm.
  • the substrate was immersed in a 10N aqueous sodium hydroxide solution at 70 ° C. for 12 hours. This was washed with pure water, 0.1N HCl aqueous solution, and pure water in this order to generate carboxy groups on the substrate surface.
  • an elliptical groove 3 having a rectangular cross section of 0.5 mm in width and 0.5 mm in depth was formed on the outer periphery of each reaction part by cutting. This was used as the substrate A (FIGS. 18C and 18D). Moreover, the board
  • a selective binding substance was immobilized on each of the substrate A and the substrate B1 by the following method.
  • a selective binding substance capture probe
  • the nucleotide sequence SEQ ID NO: 1 described in the literature (J. Clin. Microbiol, 1995. p. 901-905) reported in the research on type discrimination of human papillomaviruses.
  • This oligonucleotide was dissolved in pure water to a concentration of 0.3 nmol / ⁇ L to obtain a stock solution.
  • PBS 8 g NaCl, 2.9 g Na 2 HPO 4 ⁇ 12H 2 O, 0.2 g KCl, and 0.2 g KH 2 PO 4 were combined. And then diluted to 1 L, adjusted to pH 5.5 by adding hydrochloric acid) to 10-fold dilution to a final concentration of probe DNA of 0.03 nmol / ⁇ L.
  • the molded product was removed from the mold, and molded articles of cover A and cover B1 having outer dimensions of 76 mm in length, 26 mm in width, and 2 mm in thickness were obtained.
  • the groove of the cover A was set on the substrate A, it was confirmed that the groove was located at the same location.
  • the contact angle of water on the surfaces of the cover A and the cover B1 was 90 °.
  • Example 1 an analysis chip (illustrated in FIG. 21A) composed of a substrate A in which a groove is formed on the outer periphery of the reaction part and a cover B1 in which no groove is formed is used.
  • the hybridization operation was carried out 20 times as described above.
  • test substance solution As a test substance, a recombinant plasmid (pHPV16 (16,600 base pairs in total length)) cloned from human papillomavirus genomic DNA purchased from the Human Science Research Resource Bank was fragmented by ultrasound.
  • MY11 SEQ ID NO: 2; complementary to the 50th to 69th base sequence on the 5 'end side with reference to the base position of the 5' end when the test substance binds to the capture probe
  • GP5 SEQ ID NO: 3; similar to MY11, complementary sequence to the 10th to 34th nucleotide sequence on the 5 ′ end side
  • GP6 SEQ ID NO: 4; when the test substance binds to the capture probe
  • MY09 SEQ ID NO: 5; similar to GP6, the 3 ′ end side 340-359 th position
  • the sequences complementary to the base sequence) were synthesized with biotin-labeled 3 ′ end and 5 ′ end, respectively. These were diluted with sterilized water to a concentration of 100 fmol to obtain each detection probe
  • Hybridization operation In order to confirm the presence or absence of liquid leakage and contamination in the adjacent reaction part due to the hybridization operation, the following operation was performed.
  • the detection probe solution was added to and mixed with the solution containing the test substance, 10 ⁇ L was dropped onto 6 reaction parts of the substrate A, the cover B1 was set, and the reaction part was covered.
  • the mixture was set in a stirrer (rotation radius: 2 mm, rotation speed: 2000 rpm) installed in an oven adjusted to a temperature of 32 ° C. and stirred for 2 hours.
  • liquid leakage when the cover was removed and the presence or absence of the solution in the adjacent reaction part were evaluated by the following operation.
  • the liquid leakage is a state in which the solution leaks to the outside from the reaction portion at a predetermined position, but remains on the contact surface of the substrate, and the mixing refers to a solution that leaks to the outside from the reaction portion at a position other than the predetermined position.
  • the state which flowed into the reaction part which adjoins each is pointed out. According to 20 evaluations, “good” indicates that neither liquid leakage nor mixing occurred once, “possible” indicates that liquid leakage occurred but never mixed, and “when mixed” occurs even once.
  • the signal intensity (fluorescence intensity) of each reaction spot was measured using a high-resolution fluorescence detector (Toray Industries, Inc .; “3D-Gene (registered trademark) Scanner”).
  • the signal intensity of the spot (20 spots) where the selective binding substance is immobilized, for a total of 12 places including 6 reaction parts into which the solution containing the test substance was injected and 6 reaction parts into which the test substance was not injected.
  • Each blank signal intensity was read, and each average value and S / N ratio were calculated.
  • the results are shown in Table 1.
  • the S / N ratio in the reaction part injected with the solution containing the test substance was 5.2, while the S / N ratio in the reaction part not injected with the solution containing the test substance was 1.0. Therefore, it was confirmed that the test substance was correctly detected.
  • Example 2 Hybridization operations were performed 20 times using an analysis chip (illustrated in FIG. 21B) composed of a substrate A having grooves formed on the outer periphery of the reaction part and a cover A having grooves.
  • Example 2 The hybridization operation was carried out 20 times in the same manner as in Example 1, and the liquid leakage and the presence / absence of contamination during cover removal were evaluated. As a result, as shown in Table 1, liquid leakage occurred three times, but no mixing occurred.
  • Example 3 Hybridization operations were performed 20 times using an analysis chip (illustrated in FIG. 21 (c)) composed of the substrate B1 in which no groove was formed on the outer periphery of the reaction part and the cover A in which the groove was formed. .
  • the hybridization operation was carried out 20 times in the same manner as in Example 1, and the liquid leakage and the presence / absence of contamination during cover removal were evaluated. As a result, as shown in Table 1, although liquid leakage occurred twice, no mixing occurred.
  • Example 4 On the contact surface of the cover B1, nitoflon no. 903UL (Nitto Denko) was attached to give a water repellent surface. At this time, the contact angle of the water repellent surface was 110 °.
  • This cover is referred to as a cover B2.
  • Hybridization operations were performed 20 times using an analysis chip (illustrated in FIG. 21 (d)) composed of a substrate A having a groove formed on the outer periphery of the reaction portion and a cover B2.
  • Example 2 The hybridization operation was carried out 20 times in the same manner as in Example 1, and the liquid leakage and the presence / absence of contamination during cover removal were evaluated. As a result, as shown in Table 1, neither liquid leakage nor mixing occurred.
  • Example 5 Nittofuron No. which cut out the part corresponding to the reaction part. 903UL was affixed on the contact surface of the substrate B1 to give a water repellent surface. At this time, the contact angle of the water repellent surface was 110 °.
  • This substrate is referred to as a substrate B2.
  • Hybridization operations were performed 20 times using an analysis chip (illustrated in FIG. 21 (e)) composed of the substrate B2 and the cover A having grooves.
  • Example 2 The hybridization operation was carried out 20 times in the same manner as in Example 1, and the liquid leakage and the presence / absence of contamination during cover removal were evaluated. As a result, as shown in Table 1, neither liquid leakage nor mixing occurred.
  • Comparative Example 1 Using an analysis chip (illustrated in FIG. 17A) composed of a substrate B1 in which no groove was formed on the outer periphery of the reaction part and a cover B1 in which no groove was formed, the hybridization operation was performed 20 times. Carried out.
  • the hybridization operation was carried out 20 times in the same manner as in Example 1, and the liquid leakage and the presence / absence of contamination during cover removal were evaluated. As a result, as shown in Table 1, liquid leakage and contamination occurred in all 20 operations.
  • Example 1 For one example in which contamination occurred, the operation of reading a fluorescent label and a fluorescent signal was carried out in the same manner as in Example 1. As a result, as shown in Table 1, the S / N ratio in the reaction part into which the solution containing the test substance was injected was 4.1, while the reaction part in which the solution containing the test substance was not injected. The S / N ratio was 2.0, indicating that the test substance was erroneously detected.
  • Comparative Example 2 Hybridization using an analysis chip (illustrated in FIG. 17 (b)) composed of a substrate B2 provided with water repellency without forming grooves on the outer periphery of the reaction part and a cover B1 without grooves. The operation was performed 20 times.
  • the hybridization operation was carried out 20 times in the same manner as in Example 1, and the liquid leakage and the presence / absence of contamination during cover removal were evaluated. As a result, as shown in Table 1, liquid leakage occurred 20 times out of 20 operations, and mixing occurred 15 times.
  • Example 1 For one example in which contamination occurred, the operation of reading a fluorescent label and a fluorescent signal was carried out in the same manner as in Example 1. As a result, as shown in Table 1, the S / N ratio in the reaction part into which the solution containing the test substance was injected was 4.0, while in the reaction part into which the solution containing the test substance was not injected. The S / N ratio was 2.3, indicating that the test substance was erroneously detected.
  • Comparative Example 3 Hybridization using an analysis chip (illustrated in FIG. 17 (c)) composed of a substrate B1 in which no groove is formed on the outer periphery of the reaction part and a cover B2 which has no groove and is provided with water repellency The operation was performed 20 times.
  • the hybridization operation was carried out 20 times in the same manner as in Example 1, and the liquid leakage and the presence / absence of contamination during cover removal were evaluated. As a result, as shown in Table 1, liquid leakage and contamination occurred in all 20 operations.
  • Example 1 For one example in which contamination occurred, the operation of reading a fluorescent label and a fluorescent signal was carried out in the same manner as in Example 1. As a result, as shown in Table 1, the S / N ratio in the reaction part into which the solution containing the test substance was injected was 4.0, while in the reaction part into which the solution containing the test substance was not injected. The S / N ratio was 2.4, indicating that the test substance was erroneously detected.
  • Example 6 Preparation of analysis chip substrate
  • a substrate X (FIGS. 19A and 19B) in which a groove was provided in a shape surrounding the concave reaction portion shown in FIG. 19 and a substrate Y in which no groove was provided in the outer peripheral portion were produced. .
  • a silicone rubber substrate 1 having an outer shape of 76 mm in length, 26 mm in width, and 2 mm in thickness was produced by liquid silicone rubber injection molding (LIM).
  • the substrate was provided with 24 reaction portions 2 each having a concave side with a rectangular bottom and a long side of 7.8 mm, a short side of 3.3 mm, and a depth of 0.5 mm.
  • a substrate having a groove formed on the outer periphery of the reaction portion by forming a convex structure having a width of 0.4 mm and a height of 0.4 mm surrounding the outer periphery of each reaction portion was designated as substrate X.
  • FIG. 19A shows a top view of the substrate X
  • FIG. 19B shows a top view and a cross-sectional view of the concave reaction portion of the substrate X.
  • substrate Y a substrate in which no groove was formed on the outer periphery of the concave reaction portion
  • a cover Y1 (FIGS. 20A and 20B) having a recess formed on the cover surface, having a protrusion on the recess plane, and having no groove on the outer periphery of the recess is produced as follows. did.
  • a black PMMA cover 5 having a length of 76 mm, a width of 26 mm, and a thickness of 1 mm was produced by injection molding in the same manner as the analysis chip substrate of Example 1. Twenty-four rectangular recesses 20 having a long side of 7.2 mm, a short side of 2.7 mm, and a depth of 0.12 mm are provided, and a convex part 19 having a diameter of 0.1 mm and a height of 0.12 mm is formed on the plane of each recess 20. 300 places at a pitch of 0.17 mm. The variation in the height of the upper surface of the convex portion was 3 ⁇ m or less.
  • a cover Y1 was prepared by spotting a selective binding substance (capture probe) on a convex portion and immobilizing it in the same manner as in Example 1.
  • FIG. 20A shows a top view of the cover Y1
  • FIG. 20B shows a top view and a sectional view of the concave portion of the cover Y1.
  • a water repellent (FS-1060C (Fluoro Technology) was applied to the contact surface of the cover Y1 so as to surround each concave portion of the cover Y1, thereby providing a water repellent surface.
  • This cover is referred to as a cover Y2.
  • the water contact angle of the water repellent surface of the cover Y2 was 115 °.
  • Example 6 an analysis chip comprising a substrate X having a groove formed on the outer periphery of the reaction portion and a cover Y1 not formed with a groove and not subjected to water repellency treatment (FIG. 22A) And the hybridization operation was performed 20 times.
  • Example 2 The hybridization operation was carried out 20 times in the same manner as in Example 1, and the liquid leakage and the presence / absence of contamination during cover removal were evaluated. As a result, as shown in Table 1, liquid leakage occurred once, but no mixing occurred.
  • Example 7 Hybridization using an analysis chip (illustrated in FIG. 22 (b)) composed of a substrate X having grooves formed on the outer periphery of the reaction part and a cover Y2 having no grooves and water-repellent treatment. The operation was performed 20 times.
  • Example 2 The hybridization operation was carried out 20 times in the same manner as in Example 1, and the liquid leakage and the presence / absence of contamination during cover removal were evaluated. As a result, as shown in Table 1, neither liquid leakage nor mixing occurred.
  • Comparative Example 4 Using an analysis chip (illustrated in FIG. 17D) composed of a substrate Y in which no groove is formed on the outer periphery of the reaction part and a cover Y1 that is not formed with a groove and is not subjected to water repellent treatment. The hybridization operation was performed 20 times.
  • the hybridization operation was carried out 20 times in the same manner as in Example 1, and the liquid leakage and the presence / absence of contamination during cover removal were evaluated. As a result, as shown in Table 1, liquid leakage and contamination occurred in all 20 operations.
  • Example 1 For one example in which contamination occurred, the operation of reading a fluorescent label and a fluorescent signal was carried out in the same manner as in Example 1. As a result, as shown in Table 1, the S / N ratio in the reaction part into which the solution containing the test substance was injected was 4.2, whereas in the reaction part into which the solution containing the test substance was not injected, The S / N ratio was 2.2, indicating that the test substance was erroneously detected because contamination occurred.
  • the analysis chip of the present invention can accurately detect or quantify a test substance. Therefore, the present invention enables diagnosis and diagnosis of diseases by measuring markers of genes, proteins, etc. at clinical sites and inspection centers, and can obtain highly reliable data especially in measurement using an automated device. Very useful.

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Abstract

　従来の複数の反応部を有する分析用チップは、反応後、基板からカバーを外す際に、被検物質を含む溶液が隣接する反応部へ流入し混入を起こす懸念があり、特に分析用チップを検査・診断の用途に用いる場合に誤判定を生じるなど、検査・診断結果に重大な影響を及ぼす恐れがあった。　本発明は、分析用チップを構成する基板、カバーの少なくとも一方に溝を設け、被検物質を含む溶液を入れた複数の反応部をカバーで封止して閉じた空間とした状態において、反応部の開口部の外側を取り囲む形状の空隙を形成することにより、基板からカバーを外す際に頻発する液漏れや隣接する反応部への混入を防止する。

Description

分析用チップ
　本発明は、複数の反応部を有する分析用チップに関する。
　分析用チップは、被検物質と選択的に結合する物質である選択結合性物質（核酸、タンパク質、脂質、糖など）が固定化された基板を有し、この基板上の選択結合性物質と被検物質を通常溶液中でハイブリダイゼーション反応させて、その反応結果から被検物質に含まれる物質の存在有無、状態又は量などを分析するために用いられる。この基板としては、一般にガラス製、金属製、樹脂製のものが用いられる。
　分析用チップの一態様として、例えば数十～数万という多数の遺伝子発現を同時に測定することを目的として、基板上にＤＮＡ、蛋白質、糖鎖などの分子を高密度に配置した、マイクロアレイと呼ばれるものがある。マイクロアレイを使用することによって、核酸／核酸間ハイブリダイゼーション反応に基づく核酸の検出・定量や、蛋白質／蛋白質間、糖鎖／糖鎖間又は糖鎖／蛋白質間の特異的な反応に基づく蛋白質や糖鎖の検出・定量が可能となり、例えば各種疾患動物モデルや細胞生物学現象における体系的かつ網羅的な遺伝子発現解析を行うことができる。具体的には、遺伝子の機能、すなわち遺伝子がコードするタンパク質を明らかにするとともに、タンパク質が発現する時期や作用する場所を特定することが可能になる。生物の細胞又は組織レベルでの遺伝子発現の変動をマイクロアレイによって解析し、生理学的、細胞生物学的、生化学的事象データと組み合わせて遺伝子発現プロファイルデータベースを構築することによって、疾患遺伝子、治療関連遺伝子の検索や治療方法の探索が可能になる。
　分析用チップのうち、ＤＮＡマイクロアレイ（ＤＮＡチップ）は、核酸／核酸間ハイブリダイゼーション反応に基づく核酸の検出・定量等に用いられる。ＤＮＡチップとして、例えば、ガラス製の平面基板上に、多数のＤＮＡ断片が高密度に整列固定化されたものが用いられている。ＤＮＡチップは、例えば、研究対象細胞の発現遺伝子等を蛍光色素等で標識したサンプルを平面基板上でハイブリダイゼーションさせ、互いに相補的な核酸（ＤＮＡ又はＲＮＡ）同士を結合させ、その箇所の蛍光を高解像度検出装置（スキャナー）で高速に読み取る方法や、電気化学反応にもとづく電流値等の応答を検出する方法により、サンプル中の各遺伝子を検出し又はその量を測定するために用いられる。また、ＤＮＡチップは、発現遺伝子の検出や定量による遺伝子発現解析のみならず、遺伝子の一塩基置換（ＳＮＰ）の検出等の応用分野においても大きく期待されている。
　また、分析用チップは、ＤＮＡ等の核酸だけでなく、タンパク質や糖類などの検査、解析手段としても利用されている。とりわけ、プロテイン分析用チップでは、抗体、抗原、酵素基質などのタンパク質が基板上に固定化される。
　上述のＤＮＡチップをはじめとする分析用チップは、これまで研究用途で使用されるものであったが、近年遺伝子やタンパクによる検査・診断の実現に向けた取り組みが盛んになっている。分析用チップを検査・診断用途で用いる場合、操作の信頼性、再現性が厳密に求められるため、手作業で実施するには相当な熟練を要する。さらに、健康診断や人間ドックといった集団検診で用いる場合は、処理する検体数が莫大になることから、一度に多くの検体の測定が可能なシステムが必須となる。そのため、１枚で複数の検体を検査できる分析用チップや、分析用チップを自動で解析できる装置が必要とされ、開発が進められている。しかしながら、検査・診断用途で分析用チップを用いる場合、分析に使用する検体量を少なくすることが求められ、特に分析用チップ１枚で複数の検体を測定する場合、分析に用いる検体の容量がマイクロリットルオーダーとなり、検体のハンドリングが難しくなる。また、自動化解析装置は、多くの検体を一度に解析できる点や、高い再現性が得られる点において非常に有用である一方、操作中にエラーが起こった際のリカバリーが困難であり、仮にエラーを認識できない場合、誤った検査結果が得られる危険がある。特に、複数の反応部を有する分析用チップにおいて、例えば検体溶液がこぼれることにより、隣接する反応部への混入を生じ、誤った検査結果を提供する恐れがある。したがって、前述のようなエラーが生じる可能性が極めて低い、正しい分析結果が得られる分析用チップの開発が望まれている。
　特許文献１には、複数の独立したウェルがアレイ状に配置された容器と、容器を覆うことができるカバーを具備したマイクロウェルアレイが開示されている。ウェルの容積を超える量の液体（検体溶液）をウェルにスポットした後、カバーを溶着して余分の液体をウェルから押し出し、空気がウェル内にほとんど残存しないように液体を密閉することにより、微量の試料及び試薬を微小な空間で反応させるものである。
　特許文献２には、マルチウェルプレートのウェルに入ったサンプルを加熱、攪拌する際にウェルを液密にシールし、その後冷却してシールを開ける際に、不必要な力あるいは複雑なシステムを使用せずに思いのままに解除できる、マイクロタイタープレート等のマルチウェルプレートの上側表面に開口部を有するウェルをシールするために用いられるパッドが開示されている。
　特許文献３には、基板と該基板の一部に密着可能なカバーとを含み、該カバーの内側表面が親水性でありかつ該カバーがそれを貫通する少なくとも１つの穴を有し、該基板が複数の凹凸構造を含み、その凸部の上面に選択結合性物質が固定化されていることを特徴とするマイクロアレイが開示されている。
国際公開第２００２／０２５２８９号 特表平１１－５０７５０８号公報 特開２００７－１７１１４４号公報
　特許文献１のマイクロウェルアレイは、カバーを溶着するため、カバーを装着した状態で反応後の被検物質量を読み取らざるを得ない。したがって、カバーの材質に由来する自家蛍光や、カバーについた傷による散乱光などが生じることで、正しい数値が得られない可能性がある。また、反応後に染色操作を行うのが困難であるなど、反応系に制約がある。
　一方、特許文献２のマルチウェルプレートカバーは、着脱可能なものである。しかしながら、カバーの着脱を容易にするために、マイクロタイタープレート等のマルチウェルプレートの開口部上に載るように調節された複数の弾力圧縮性リッジをカバーに備えた設計であり、カバー脱着時に生じる液漏れ、ならびに隣接するウェルへの液の混入に関しては全く配慮されていない構造であるといえる。
　また、特許文献３のマイクロアレイのカバーは、攪拌用ビーズを封入した状態で被検物質と選択結合性物質を反応させるために装着されたものであり、カバーを外す際の液漏れや隣接するアレイへの液の混入に関しては特に考慮されていない。
　上記の通り、公知の技術では、複数の反応部を有する分析用チップを用いる場合、特に反応後基板からカバーを外す際に、被検物質溶液が隣接する反応部（槽、ウェル等）へ混入する懸念があり、分析用チップを検査・診断の用途に用いる場合に誤判定を生じるなど、検査・診断結果に重大な影響を及ぼす恐れがある。
　本発明は、前記課題を解決するもので、反応部間で被検物質溶液の混入が生じず、正確な検査・診断が実施可能となる分析用チップを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明者らは、基板とカバーから構成される複数の反応部を有する分析用チップについて鋭意検討した結果、基板、カバーの少なくとも一方に溝を設け、被検物質を含む溶液を入れた複数の反応部の開口部をカバーで覆蓋して閉じた空間とした状態において、反応部の開口部の外側を取り囲む形状の空隙を形成することで、基板からカバーを外す際に頻発する液漏れや隣接する反応部への被検物質溶液の混入が生じないことを見出し、本発明に到達した。
　すなわち、本発明は次の（１）～（５）で構成される。
（１）複数の凹形状の反応部を有する基板と、
当該基板に装着されて、複数の前記反応部を覆蓋して閉空間を形成するカバーと、
から構成される分析用チップであって、
前記基板又はカバーの少なくとも一方の前記閉空間を形成する底面若しくは側面に、被検物質と選択的に結合する選択結合性物質が固定化され、さらに基板にカバーを装着した状態において前記閉空間を包囲する空隙を形成する溝を有する、分析用チップ。
（２）前記基板又はカバーの溝は、基板にカバーを装着した状態における当該基板とカバーの接触面と当該溝との境界線において角を有する、（１）に記載の分析用チップ。
（３）前記接触面に対する被検物質を含む溶液の接触角をθ１、前記基板又は前記カバーの接触面Ｐ１と前記溝の側面Ｐ２がなす角度をθ２としたとき、θ１とθ２の和が１８０°未満である、（２）に記載の分析用チップ。
（４）前記基板又は前記カバーの接触面の少なくとも一方が撥水性である、（１）～（３）のいずれかに記載の分析用チップ。
（５）撥水材料を塗布することで、前記基板又は前記カバーの接触面の少なくとも一方に撥水性を付与する、（４）に記載の分析用チップ。
　本発明の分析用チップによれば、分析中の液漏れによる被検物質溶液の混入の危険性を劇的に減少させることができる。そのため、分析用チップを用いた解析により、被検物質溶液に含まれる被検物質を正確に検出又は定量することが可能となる。とりわけ自動化分析装置を用いた場合において、液漏れによる被検物質溶液の混入の危険性を劇的に低減できるため、健康診断や人間ドックといった多検体を一度に測定する場合において有用である。
本発明の分析用チップの一例を示した図。（ａ）反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板の一例の上面図。（ｂ）反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板の一例の断面図。（ｃ）選択結合性物質が基板に固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示した基板にカバーを装着したときの断面図。（ｄ）選択結合性物質がカバーに固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示した基板にカバーを装着したときの断面図。（ｅ）基板に選択結合性物質が固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示した基板に、基板との接触面が撥水処理されたカバーを装着したときの断面図。（ｆ）選択結合性物質がカバーに固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示した基板に、基板との接触面が撥水処理されたカバーを装着したときの断面図。 本発明の分析用チップの一例を示した図。（ａ）反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板の一例の上面図。（ｂ）反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板の一例の断面図。（ｃ）選択結合性物質が基板に固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示した基板にカバーを装着したときの断面図。（ｄ）選択結合性物質がカバーに固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示した基板にカバーを装着したときの断面図。（ｅ）選択結合性物質が基板に固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示した基板に、基板との接触面が撥水処理されたカバーを装着したときの断面図。（ｆ）選択結合性物質がカバーに固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示した基板に、基板との接触面が撥水処理されたカバーを装着したときの断面図。 本発明の分析用チップの一例を示した図。（ａ）反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板の一例の上面図。（ｂ）反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板の一例の断面図。（ｃ）選択結合性物質が基板に固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示した基板にカバーを装着したときの断面図。（ｄ）選択結合性物質がカバーに固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示した基板にカバーを装着したときの断面図。（ｅ）選択結合性物質が基板に固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示した基板に、基板との接触面が撥水処理されたカバーを装着したときの断面図。（ｆ）選択結合性物質がカバーに固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示した基板に、基板との接触面が撥水処理されたカバーを装着したときの断面図。 本発明の分析用チップの一例を示した図。（ａ）反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板の一例の上面図。（ｂ）反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板の一例の断面図。（ｃ）選択結合性物質が基板に固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示した基板にカバーを装着したときの断面図。（ｄ）選択結合性物質がカバーに固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示した基板にカバーを装着したときの断面図。（ｅ）選択結合性物質が基板に固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示した基板に、基板との接触面が撥水処理されたカバーを装着したときの断面図。（ｆ）選択結合性物質がカバーに固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示した基板に、基板との接触面が撥水処理されたカバーを装着したときの断面図。 本発明の分析用チップの一例を示した図。（ａ）反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられたカバーの一例の上面図。（ｂ）反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられたカバーの一例の断面図。（ｃ）選択結合性物質が基板に固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示したカバーを基板に装着したときの断面図。（ｄ）選択結合性物質がカバーに固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示したカバーを基板に装着したときの断面図。（ｅ）選択結合性物質がカバーとの接触面が撥水処理された基板に固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示したカバーを基板に装着したときの断面図。（ｆ）選択結合性物質がカバーに固定化された場合の、カバーとの接触面が撥水処理された（ａ）、（ｂ）で示した基板にカバーを装着したときの断面図。 本発明の分析用チップの一例を示した図。（ａ）凹形状の反応部の開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板の一例の上面図。（ｂ）凹形状の反応部の開口部を取り囲む形状に溝が設けられたカバーの一例の上面図。（ｃ）選択結合性物質が基板に固定化された場合の、（ａ）で示した基板に（ｂ）で示したカバーを装着したときの断面図。（ｄ）選択結合性物質がカバーに固定化された場合の、（ａ）で示した基板に（ｂ）で示したカバーを装着したときの断面図。 基板、カバーのいずれにも溝がない場合の、従来の分析用チップの使用方法の一例を示した図。 基板に溝を設けた場合の、本発明の分析用チップの使用方法の一例を示した図。 カバーに溝を設けた場合の、本発明の分析用チップの使用方法の一例を示した図。 （ａ）～（ｇ）基板及び／又はカバーの接触面に設けられた、角を有する溝の形状の一例を示した断面図。（ｈ）角を有さない溝の形状の一例を示した断面図。 基板からカバーを外す際に形成される接触面の間の隙間を、毛管力により被検物質を含む溶液が通過する現象を概念的に示した図。（１）基板又はカバーに溝を設けた分析用チップ、（２）基板及びカバーに溝を設けた分析用チップ。 液体を固体表面に滴下したときの、固体の表面張力γＳ、液体の表面張力γＬ、固体と液体の界面張力γＳＬと接触角θの関係を概念的に示した図。 θ／２法により液滴の接触角θを求める場合の、液滴の半径ｒ、高さｈと接触角θの関係を概念的に示した図。 本発明の分析用チップに適した攪拌様式の一つである、平面円運動を例示する図。 本発明の分析用チップの一例を示した図。（ａ）反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられたカバーの一例の上面図。（ｂ）反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられたカバーの一例の断面図。（ｃ）選択結合性物質が基板に固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示したカバーを基板に装着したときの断面図。（ｄ）選択結合性物質がカバーに固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示したカバーを基板に装着したときの断面図。（ｅ）選択結合性物質がカバーとの接触面が撥水処理された基板に固定化された場合の、（ａ）、（ｂ）で示したカバーを基板に装着したときの断面図。（ｆ）選択結合性物質がカバーに固定化された場合の、カバーとの接触面が撥水処理された（ａ）、（ｂ）で示した基板にカバーを装着したときの断面図。 本発明の分析用チップの一例を示した図。（ａ）凹形状の反応部の開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板の一例の上面図。（ｂ）凹形状の反応部の開口部を取り囲む形状に溝が設けられたカバーの一例の上面図。（ｃ）選択結合性物質が基板に固定化された場合の、（ａ）で示した基板に（ｂ）で示したカバーを装着したときの断面図。（ｄ）選択結合性物質がカバーに固定化された場合の、（ａ）で示した基板に（ｂ）で示したカバーを装着したときの断面図。 比較例１～４で用いた分析用チップの一例を示した図。（ａ）選択結合性物質が固定化された基板及びカバーに溝が設けられていない場合の断面図。（ｂ）選択結合性物質が固定化され、カバーとの接触面が撥水処理された基板及びカバーに溝が設けられていない場合の断面図。（ｃ）基板との接触面が撥水処理されたカバー及び選択結合性物質が固定化された基板に溝が設けられていない場合の断面図。（ｄ）基板及び選択結合性物質が固定化されたカバーに溝が設けられていない場合の断面図。 本発明の分析用チップを構成する基板の一例を示した図。（ａ）凹形状の反応部の底面に凸部が設けられ、溝が設けられていない基板の一例の上面図。（ｂ）（ａ）の基板の反応部の上面図及び断面図。（ｃ）凹形状の反応部に凸部が設けられ、その開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板の一例の上面図。（ｂ）（ｃ）の基板の反応部の上面図及び断面図。 本発明の分析用チップを構成する基板の一例を示した図。（ａ）凹形状の反応部の開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板の一例の上面図。（ｂ）（ａ）の基板の反応部の上面図及び断面図。 本発明の分析用チップを構成するカバーの一例を示した図。（ａ）カバーの表面に凹部が設けられ、その凹部平面上に凸部が設けられたカバーの上面図。（ｂ）（ａ）のカバーにおける凹部の上面図および断面図。 実施例１～５で用いた分析用チップの一例を示した図。（ａ）凸部上面に選択結合性物質が固定化され、反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板に、溝が設けられていないカバーを装着した場合の断面図。（ｂ）凸部上面に選択結合性物質が固定化され、反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板に、凹形状の反応部の開口部を取り囲む形状に溝が設けられたカバーを装着した場合の断面図。（ｃ）凸部上面に選択結合性物質が固定化された基板に、凹形状の反応部の開口部を取り囲む形状に溝が設けられたカバーを装着した場合の断面図。（ｄ）凸部上面に選択結合性物質が固定化され、反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板に、基板との接触面に撥水面が付与されたカバーを装着した場合の断面図。（ｅ）カバーとの接触面に撥水面が付与され、凸部上面に選択結合性物質が固定化された基板に、反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられたカバーを装着した場合の断面図。 実施例６、７で用いた分析用チップの一例を示した図。（ａ）反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板に、表面に設けられた凹部の平面上に凸部が設けられ、凸部上面に選択結合性物質が固定化されたカバーを装着した場合の断面図。（ｂ）反応部の凹形状の開口部を取り囲む形状に溝が設けられた基板に、表面に設けられた凹部の平面上に凸部が設けられ、凸部上面に選択結合性物質が固定化された、基板との接触面に撥水面が付与されたカバーを装着した場合の断面図。
　分析用チップは、被検物質が含まれる溶液（本明細書において「被検物質溶液」ということもある。）を当該チップに注入し、被検物質の存在の有無や、被検物質の量、被検物質の性状等を測定するために用いる。具体的には、担体表面に固定化された選択結合性物質と被検物質との反応により、被検物質の量や有無を測定する、バイオチップが挙げられる。より具体的には、核酸を担体表面に固定化したＤＮＡチップ、抗体に代表されるタンパク質を担体表面に固定化したタンパク質チップ、糖鎖を担体表面に固定化した糖鎖チップ、及び細胞を担体表面に固定化した細胞チップ等が挙げられる。
　本発明で用いられる分析用チップは、基板とカバーから構成されており、基板、カバーの少なくとも一方に選択結合性物質が固定化され、基板には被検物質を含む溶液が注入される凹形状の反応部が形成されている。凹形状の反応部は、側面及び底面から構成される空間を形成しており、基板に選択結合性物質が固定化される場合、反応部の底面もしくは側面の表面の全て又は一部に選択結合性物質が固定化される。一方、カバーに選択結合性物質が固定化される場合は、基板の凹形状の反応部がカバーで覆蓋されたときに形成される閉空間内に位置する表面の全て又は一部に選択結合性物質が固定化される。
　また、本発明の分析用チップは、基板の凹形状の反応部の底面もしくは側面に１又は複数の凸部を有し、その凸部の上部表面に選択結合性物質が固定化されてもよい（例えば、図１８）。または、基板の凹形状の反応部がカバーで覆蓋されたときに形成される閉空間内に位置するカバーの表面に、凹部が形成され、その凹部平面上に１又は複数の凸部を有し、その凸部の上部表面に選択結合性物質が固定化されてもよい（例えば、図２０）。このような構造を有する分析用チップを被検物質の分析に用い、シグナル検出の際、選択結合性物質が固定化された凸部上面にスキャナーの焦点を合わせることで、検出ノイズを大幅に低減でき、シグナル／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を高めることができる。
　本発明における選択結合性物質とは、被検物質と直接的又は間接的に、選択的に結合し得る各種の物質を意味する。被検物質に結合しうる選択結合性物質の代表的な例としては、核酸、蛋白質、ペプチド、糖類、脂質を挙げることができる。
　選択結合性物質のうち、核酸としては、ＤＮＡやＲＮＡが挙げられ、ＰＮＡ、ＬＮＡでも良い。ＤＮＡとしては、染色体ＤＮＡ、ウイルスＤＮＡ、細菌又はカビ等のＤＮＡ又はＲＮＡを逆転写したｃＤＮＡ、それらの一部である断片などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、ＲＮＡとしては、メッセンジャーＲＮＡ、リボソームＲＮＡ、ｓｍａｌｌ　ＲＮＡ又はｍｉｃｒｏ　ＲＮＡ、これらの一部である断片などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、化学的に合成されたＤＮＡ又はＲＮＡ等も含まれる。特定の塩基配列を有する一本鎖核酸は、該塩基配列又はその一部と相補的な塩基配列を有する一本鎖核酸と選択的にハイブリダイズして結合するので、本発明でいう選択結合性物質に該当する。核酸は、生細胞等天然物由来のものであっても良いし、核酸合成装置により合成されたものであっても良い。生細胞からのＤＮＡ又はＲＮＡの調製は、公知の方法、例えばＤＮＡの抽出については、Ｂｌｉｎらの方法（Ｂｌｉｎ　ｅｔ　ａｌ．，Ｎｕｃｌｅｉｃ　Ａｃｉｄｓ　Ｒｅｓ．３：２３０３（１９７６））等により、また、ＲＮＡの抽出については、Ｆａｖａｌｏｒｏらの方法（Ｆａｖａｌｏｒｏ　ｅｔ　ａｌ．，Ｍｅｔｈｏｄｓ　Ｅｎｚｙｍｏｌ．６５：７１８（１９８０））等により行うことができる。固定化される核酸としては、鎖状若しくは環状のプラスミドＤＮＡや染色体ＤＮＡ、これらを制限酵素により若しくは化学的に切断したＤＮＡ断片、試験管内で酵素等により合成されたＤＮＡ、又は化学合成したオリゴヌクレオチド等を用いることもできる。
　蛋白質としては、抗体及びＦａｂフラグメントやＦ（ａｂ´）２フラグメントのような、抗体の抗原結合性断片、並びに種々の抗原を挙げることができる。抗体やその抗原結合性断片は、対応する抗原と選択的に結合し、抗原は対応する抗体と選択的に結合するので、「選択結合性物質」に該当する。
　糖類としては、各種単糖、オリゴ糖、多糖などの糖鎖を挙げることができる。
　脂質としては、単純脂質の他、複合脂質であっても良い。
　更に、上記核酸、蛋白質、糖類、脂質以外の抗原性を有する物質を固定化することもできる。また、選択結合性物質として、担体の表面に細胞を固定化してもよい。
　これらの選択結合性物質のうち特に好ましいものとして、ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白質、ペプチド、糖、糖鎖、脂質を挙げることができる。
　本発明で用いられる被検物質としては、測定すべき核酸（標的核酸）、例えば、病原菌やウイルス等の遺伝子や、遺伝病の原因遺伝子等並びにその一部分、抗原性を有する各種生体成分、病原菌やウイルス等に対する抗体等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い。
　本発明で用いられる被検物質を含む溶液として、血液、血清、血漿、尿、便、髄液、唾液、各種組織液等の体液、各種飲食物並びにそれらの希釈物等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
　被検物質となる核酸は、血液や細胞から常法により抽出した核酸を蛍光物質等で標識してもよいし、該核酸を鋳型とし、ＰＣＲ等の核酸増幅法によって増幅したものであってもよい。核酸増幅産物を被検物質とする場合には、蛍光物質等で標識したヌクレオシド三リン酸の存在下で増幅を行うことにより、増幅核酸を標識することが可能である。また、被検物質が抗原又は抗体の場合には、被検物質である抗原や抗体を常法により直接標識してもよいし、被検物質である抗原又は抗体を選択結合性物質と結合させた後、担体を洗浄し、該抗原又は抗体と抗原抗体反応する標識した抗体又は抗原を反応させ、担体に結合した標識を測定することもできる。また、増幅されていない核酸を被検物質とする場合は、例えばアルカリホスファターゼにより核酸の５’末端のリン酸基を除去して蛍光物質を標識した被検物質を選択結合性物質と反応させ、結合した標識を測定する方法や、選択結合性物質（捕捉プローブ）により被検物質を捕捉した後、被検物質に蛍光物質等で標識した検出プローブを結合させ、検出プローブの標識を測定する方法（サンドイッチハイブリダイゼーション法）が好適に用いられる。
　以下に、本発明で用いられる分析用チップの例を、図１～図１１、図１５、図１６を用いて説明する。
　本発明で用いられる分析用チップは、図１～６、図１５、図１６に示されるように、基板１とカバー５から構成される。基板１には、凹形状の反応部２が設けられている。
　本発明の分析用チップは、基板の凹形状の反応部にカバーを覆い被せること、すなわち、カバーで覆蓋することにより、反応部２の底面、側面及びカバー５の表面により閉空間が形成される。ここで、本明細書において、閉空間とは、外部から遮断された空間のことを指し、閉空間内に存在する液体又は気体が、実質的に当該空間外に出ることがない状態である。
　分析用チップに設けられる凹形状の反応部２の数は任意に設定することができるが、複数であることが好ましく、例えば、２個、４個、８個、１２個、１６個、２４個、３６個、４８個又は９６個であることが好ましい。マイクロタイタープレート等に被検物質を含む溶液を入れておき、例えば４連、６連、８連、１２連といったマルチピペットを用いて分析用チップに分注する場合は、凹形状の反応部２の数はマルチピペットの連数の倍数であること、例えば４の倍数、６の倍数、８の倍数又は１２の倍数であることが好ましい。凹形状の反応部が複数ある基板を有する分析チップは、複数の被検物質を含む検体を一度に分析するケースにおいて有用であり、例えば健康診断や人間ドック用途において好ましい。
　本発明の分析用チップは、凹形状の反応部２に、被検物質を含む溶液を注入して使用する。凹形状の反応部２の開口部の形状は特に限定されないが、例えば凹形状の反応部２を完全に満たさない量の被検物質を含む溶液を滴下し、カバー５で封止して凹形状の反応部２を閉じた空間として攪拌する場合、被検物質溶液で満たされていない凹形状の反応部２に残された空間又は気泡が移動しやすい形状であることが好ましく、例えば凹形状の反応部２の底面の外周形状が四角形、六角形、円形、楕円形であると、凹形状の反応部２に残された空間又は気泡が移動しやすくなるため好ましい。また、凹形状の反応部２の底面の外周形状が多角形の場合、多角形のそれぞれの角がＲ加工されていることも、被検物質を含む溶液で満たされていない凹形状の反応部２に残された空間又は気泡が移動しやすくなるため好ましい。
　本発明の分析用チップは、基板１又はカバー５の少なくとも一方に溝が設けられている。図１～図４に基板１に溝３が設けられている場合を、図５、図１５及び図１６にカバー５に溝１０が設けられている場合を、図６に基板１及びカバー５にそれぞれ溝３、溝１０が設けられている場合をそれぞれ示す。溝は、基板１の凹形状の反応部２をカバー５で覆蓋した状態において形成される閉空間を包囲する位置に設けられる。
　本発明において、図１～図６、図１５及び図１６の（ｃ）及び（ｄ）に示すように、基板１の凹形状の反応部２をカバー５で封止して閉じた空間としたとき、溝３とカバー５とによって（図１～図４の例）、溝１０と基板１とによって（図５、図１５、図１６の例）、又は溝３と溝１０とが一体となって（図６の例）、開口部の外周を環状に取り囲む形状の閉空間である空隙８が形成される。すなわち、基板をカバーで覆蓋することによって、凹形状の反応部が閉空間となる。また、当該閉空間となった反応部の外周を環状に取り囲む位置において、溝が閉空間になり空隙８が形成される。なお、基板１とカバー５は、それぞれの接触面６によりお互いに接触している。
　被検物質と選択的に結合する選択結合性物質は、基板１又はカバー５の少なくとも一方に固定されていればよい。図１～図４の（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、図５及び図１５の（ｃ）、（ｅ）、図６及び図１６の（ｃ）は、基板１に選択結合性物質が固定化された場合を、図１～図５及び図１５の（ｄ）、（ｆ）、図６及び図１６の（ｄ）は、カバー５に選択結合性物質が固定化された場合を、それぞれ示す。いずれの場合も、基板１の凹形状の反応部２とカバー５で形成される閉空間に囲まれた任意の位置に、選択結合性物質が固定化される。
　本発明の分析チップは、基板にカバーを装着した状態における当該基板とカバーの接触面の少なくとも一方が撥水性であってもよい。例えば、図１～図４の（ｅ）、（ｆ）はカバー５の接触面に、図５及び図１５の（ｅ）、（ｆ）は基板１の接触面に、それぞれ撥水処理が施されて撥水面１８が形成された分析用チップを示す。
　また、図２、図４、図１６又は図１８に示すように、基板１の開口部に液面駐止構造として段差（ザグリ）９を設けてもよい。段差（ザグリ）９を設けることで、基板１にカバー５を装着する際の溶液の溢れ出しを効果的に防ぐことができるため好ましい。
　本発明の分析用チップは、カバー５の脱着が可能である。ハイブリダイゼーション反応、抗原抗体反応等の反応が終了した後、カバー５を脱離し、各反応部の内部を洗浄することで、被検物質を含む溶液に含まれる余剰な試薬や非特異的結合した試薬を流去し、検出対象となる物質の量を正確に測定することができる。勿論、カバー５を付けたままで分析してもよい。
　本発明の分析用チップは、基板１の反応部２に被検物質を含む溶液を注入した後、反応部２の開口部をカバーで覆蓋して閉じた空間とする。基板１とカバー５の接触面６が密着することで、基板１の凹形状の反応部２に閉じた空間が形成される。このとき、基板１のすべての反応部２を覆蓋できるカバー５で反応部２の開口部を一括して覆蓋してもよいし、部分的に反応部２を覆蓋できるカバーで反応部２の開口部の一部を覆蓋してもよい。
　被検物質を含む溶液１２を反応部２に注入後、反応部２を閉じた空間とし、被検物質を含む溶液１２を攪拌することで、被検物質と選択結合性物質４を反応させる。この時の反応は、例えば、被検物質が核酸の場合はハイブリダイゼーション、タンパク質の場合は抗原抗体反応である。本発明において、分析用チップの反応部２への被検物質を含む溶液１２の注入は、反応部２の空間の一部を残すように行われ、反応部２には被検物質を含む溶液１２で満たされていない空間が形成されることが好ましい。被検物質を含む溶液１２で反応部２の空間を完全に満たさずに被検物質溶液で満たされていない空間を形成すると、分析用チップを水平円運動などにより攪拌することで、凹形状の反応部２内において空間が移動し、被検物質を含む溶液１２の移動が促進され、被検物質と選択結合性物質４との反応速度を高めることができる。分析用チップが水平円運動などにより攪拌されるとき、反応部２に形成された空間は、反応部２内で単一の空間として存在してもよいし、複数の空間に分かれて、すなわち複数の気泡となって存在してもよい。
　ここで、反応部２（閉じた空間）の全空間に占める、被検物質溶液で満たされていない空間の割合は、１０％以上９０％以下であることが好ましく、１５％以上８０％以下であることがより好ましく、２０％以上７０％以下であることが一層好ましい。この空間の割合が１０％より少ないと、分析用チップを攪拌する際、反応部２の空間における被検物質溶液の移動が不十分となり、実質上、被検物質溶液が攪拌されないおそれがあり、また９０％より多いと、選択結合性物質が固定化された領域に被検物質を含む溶液が接触する機会が減少して反応の進行低下につながる。
　攪拌によって、被検物質を含む溶液がカバー５に付着する。その状態でカバーを外す際に、基板１、カバー５それぞれの接触面６の隙間から、被検物質を含む溶液が毛細管現象により漏れ出すことがあり、場合によっては隣接する反応部に被検物質を含む溶液が混入することがある。図７に、基板１及びカバー５に溝を有さない分析用チップを水平円運動で攪拌した際の一例を示す。（１）基板１の反応部２に被検物質を含む溶液１２を注入後、（２）基板１にカバー５をセットして反応部２を閉じた空間とし、（３）攪拌すると、被検物質を含む溶液１２はカバー５にも付着した状態となる。その状態で、（４）基板１からカバー５を脱離させると、基板１とカバー５の隙間に被検物質を含む溶液１２が浸入し、（５）カバー５を引き上げたときには隣接する反応部２へ混入してしまうおそれがある。
　一方、図８、図９に、本発明の分析用チップの一態様を示す。図１～６に示すように、基板１又はカバー５の少なくとも一方に溝を設けた構造を有しており、この溝により毛細管現象による液の漏れ出しを阻止することができる。
　本発明の分析用チップに設けられる溝は、基板にカバーを装着した状態における基板とカバーの接触面と溝の側面との境界線において角を有することが好ましい。本発明における角とは、二つの面が交わってできる交線のことを指す。例えば、本発明の分析用チップの基板に溝を設ける場合、図１の接触面６と溝の側面７とが交わることにより、またカバーに溝を設ける場合、図５の接触面６と溝の側面１１とが交わることにより、それぞれ角が形成される。角の形成は、二つの面が、平面どうし、曲面どうし、平面と曲面のいずれの組み合わせでもよい。例えば、溝の断面図が図１０の（ａ）～（ｆ）で示されるような形状であるとき、溝は角を有している。図１０の（ａ）～（ｃ）は、溝の側面が曲面である場合の例を、（ｄ）～（ｇ）は、溝の側面が平面である場合の例をそれぞれ示している。溝が設けられた基板又はカバーの接触面と、例えば図１０（ａ）～（ｃ）のような曲面もしくは図１０（ｄ）～（ｇ）のような平面である溝の側面との境界線において、角が形成される。反応部をカバーで覆蓋して閉空間とした分析用チップにおいて、カバーを基板から脱離する際に、基板とカバーの接触面の間に狭小な空間が形成されると、液体の表面張力によって毛細管現象が生じて当該空間に液体が浸入し、容器の外に液体が漏れることがある。特に反応部の外周部に溝が存在しない場合、被検物質を含む溶液が基板とカバーの接触面の狭い隙間から漏れ出してしまう課題があった。本発明の分析用チップにおいては、反応部の外周に角を設けた溝が形成されており、この角の部分で毛細管現象による液の漏れ出しを防止できる。一方、例えば、図１０（ｈ）のように、開口部の接触面と溝の側面とが交わっていないために角を有さず開口部が丸みを帯びた溝の場合は、毛管現象による液の漏出を止めるのには不十分である。
　分析用チップ基板の反応部をカバーで覆蓋して閉空間とした状態で攪拌し、その後基板からカバーを脱離させた直後は、基板とカバーの各接触面間の距離が小さい状態になる。その場合、被検物質を含む溶液が毛細管力により接触面間に浸入し、凹形状の反応部の外に漏れ出しやすくなる。このとき、溶液の漏れ出す程度が大きいと、隣接する反応部にまで当該溶液が到達してしまい、その結果混入を起こしてしまう。本発明の分析用チップは、このような液漏れを防ぐために、被検物質を含む溶液の接触角θ１と、基板又はカバーの接触面Ｐ１と溝の側面Ｐ２とがなす角度θ２との和を、１８０°未満とすることが好ましい。図１１は、接触面に対する溶液の接触角θ１と、基板又はカバーの接触面Ｐ１と溝の側面Ｐ２とがなす角度θ２と、接触面間の溶液の漏出との関係を表している。（ａ）のケースでは、θ１とθ２の和が１８０°以上であり、毛細管力による溶液の漏出を止めることができず、溝への液漏れが発生する傾向にある。一方、（ｂ）のケースでは、θ１とθ２の和が１８０°未満であり、毛細管力による溝への液漏れを防ぐことができる。ここで、θ２は１２０°以下であることが好ましく、１１０°以下であることがより好ましい。さらに好ましくは、１００°以下である。また、θ２の値は、小さいほうが毛細管力による液漏れを防ぐ効果は高いといえるが、本発明の基板又はカバーを工業的に成形加工することを考慮すると、θ２は９０°程度であることが実用的であり、この場合にはθ１が９０°以下であることが好ましい。
　本発明の分析用チップの基板及び／又はカバーの接触面は、撥水性であることが好ましい。接触面を撥水性にすることで、接触面に対する被検物質を含む溶液の接触角が大きくなり、毛管現象による漏れ出しをより確実に防ぐことができる。ここで撥水性とは、端的に言うと、水をはじく性質のことであり、例えば水の接触角により定量的に表すことができる。接触角とは、清浄なガラス表面は水によく濡れ、一方、フッ素コーティング処理された表面は水をはじくような、表面の濡れの程度を定量化したものである。液体が固体表面に滴下されると、液体は自らの持つ表面張力によって図１２のような液滴１４になる。このとき、固体の表面張力をγＳ、液体の表面張力をγＬ、固体と液体の界面張力をγＳＬとすると、以下の式１（ヤングの式）が成り立ち、θを接触角という。
　γＳ＝γＬｃｏｓθ＋γＳＬ　（式１）。
　ここで、接触角の測定方法は、一般に幅高さ法（θ／２法）が使われる。微小液滴の形状が球の一部であることを前提として、図１３に示すように液滴１４の半径をｒ、高さをｈとすると、接触角θとの関係は式２のとおりである。
　ｔａｎθ＝ｈ／ｒ　（式２）。
　したがって、接触角θは、下記の式３で計算できる。
　θ＝２×ａｒｃｔａｎ（ｈ／ｒ）　（式３）。
　接触角は、専用の接触角計を用いて測定することができ、例えば、協和界面化学株式会社、クルス社（ドイツ）などが製造、販売している。
　本発明の分析用チップにおいて、基板又はカバーの接触面の接触角は、６０°以上が好ましく、７０°以上がより好ましく、８０°以上がさらに好ましい。いっそう好ましくは、９０°以上である。
　接触面が撥水性である基板又はカバーは、例えば、基板又はカバー自体を撥水性材料で製造する方法や、基板又はカバーの接触面を撥水材料で被覆する方法により得ることができる。
　基板又はカバー自体を撥水性材料で製造する方法としては、高い撥水性を有する材料、例えば四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・バーフロロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）などのフッ素化合物やシリコーンを用いて基板又はカバーを製造すればよい。
　また、接触面を撥水材料で被覆する方法は、例えば、撥水性表面を有する材料を基板又はカバーの接触面に貼りつける方法、基板又はカバーの接触面に撥水材料をコーティングする方法、等が含まれる。
　撥水性表面を有する材料を基板又はカバーの接触面に貼りつける方法を採る場合、表面がフッ素化合物である市販の粘着テープを用いればよく、例えば、ニトフロン　Ｎｏ．９０３ＵＬ／Ｎｏ．９０３０ＵＬ（日東電工）、フッ素樹脂フィルム粘着テープ　Ｎｏ．８４１０（寺岡製作所）、フッ素樹脂粘着テープ　ＡＳＦ－１１０ＦＲ（中興化成工業）等が利用できる。
　また、基板又はカバーの接触面に撥水性材料をコーティングする方法を採る場合は、市販の撥水性を付与できる塗装加工剤を、スプレーコーティング、ディップコーティング、ディップスピンコーティング、ロールコーティング、スピンフローコーティング、刷毛や筆を用いるコーティング等によりコーティングすればよい。市販の撥水性を付与できる塗装加工剤としては、例えばＡｓａｈｉＧｕａｒｄ　Ｅ－ＳＥＲＩＥＳ（旭硝子）、ノベック（ＴＭ）高機能性コーティング剤（住友スリーエム）、接着・コーティング用ＳＩＦＥＬ２０００シリーズ、フッ素系防汚添加剤ＫＹ－１００シリーズ、ＫＹ－１２００シリーズ（信越化学工業）、フッ素系超薄膜コートＭＸ－０３１（サーフ工業）、ＮＫガードＳシリーズ、ネオシードＮＲ－９０（日華化学）、ＦＧ－１０１０、ＦＧ－１０６０、ＦＧ－５０４０、ＦＧ－４０１０の各シリーズ（フロロテクノロジー）などが好適に使用される。また、自動車向けの各種撥水コーティング剤を使用してもよい。また、ハスの葉の表面を模倣した微細構造をコーティングにより表面に付与する方法も好ましく用いられる。
　本発明の分析用チップは、被検物質を含む溶液を注入した後、カバーで開口部を覆蓋し、回転、振動等、又はこれらの組合せにより分析用チップを移動させることにより、溶液の撹拌を行うことができる。回転運動としては、分析用チップ自体が円運動又は楕円運動により回転軸の周囲を回転する水平円運動、分析用チップの外部の回転軸を中心として公転する公転運動、自転と公転を組み合わせた自公転運動などが挙げられる。また、振動としては、超音波振動子や圧電素子等により、分析用チップ自体や被検物質溶液を振動させる方法が利用される。
　これらのうち、本発明の分析用チップを水平円運動させることで溶液の撹拌を行うことが好ましい。詳細には、本発明の水平円運動は、分析用チップ上の任意のいずれの点においても、各固有の回転中心を有する同じ半径の円運動がなされるように行う回転様式のことを指す。図１４に水平円運動の一例を示す。分析用チップ１７上の任意の点Ａ、Ｂについて、点Ａは、ＯＡを中心とした半径ｒの円軌道上を所定回転数で回転し、点Ｂも同様に、ＯＢを中心とした半径ｒの円軌道上を所定回転数で回転する。このとき、分析用チップ１７上の任意の点Ａ、Ｂを結ぶ直線ＡＢは、円運動の任意の軌道において常に平行となる。例えば、図１４において、分析用チップ１７が位置Ｐ１、位置Ｐ２、位置Ｐ３、位置Ｐ４のいずれに位置する場合でも、直線ＡＢは平行となる。
　分析用チップを水平円運動させる際、分析用チップは、その選択結合性物質が固定化された面が回転面に平行又は略平行になるように設置されることが好ましい。
　被検物質を含む溶液が注入される反応部を複数有する分析用チップを用いる場合、水平円運動させることにより、各反応部内の溶液を同じ条件で撹拌できることから、各反応部における選択結合性物質と被検物質との反応を同条件で行うことができ、反応部間の反応ばらつきを低減できるため好ましい。一方、分析用チップを公転させながら自身を回転させる自公転方式や、回転中心が分析用チップの外側にある公転方式によって攪拌する場合は、複数の凹形状の反応部がそれぞれ異なる条件で撹拌されることになり、凹形状の反応部間の反応ばらつきが発生するおそれがある。
　分析用チップを水平円運動させる際の回転面の方向は特に限定されず、例えば水平又は略水平方向、水平方向から１５度傾いた方向、水平方向から３０度傾いた方向、水平方向から４５度傾いた方向、水平方向から６０度傾いた方向、水平方向から７５度傾いた方向、鉛直又は略垂直方向などを用いることができる。好ましい回転面の方向は、水平又は略水平方向である。ここで、略水平方向とは、分析用チップの選択的結合物質が固定化された面に向かって水平に近い方向を意味し、例えば水平面を基準として０度から３度の範囲で傾いた方向が好ましい。また、略垂直方向とは、分析用チップの選択結合性物質が固定化された面に向かって垂直に近い方向を意味し、例えば垂直面を基準として０度から３度の範囲で傾いた方向が好ましい。
　本発明において、分析用チップの水平円運動は、回転数を一定としても、回転数を変化させてもよく、また水平円運動中に一定時間停止させるなど間歇的に行ってもよい。また、回転方向は特に限定されず、時計回りでも反時計回りでもよく、その組み合わせでもよい。
　反応時に水平円運動させる時間は、特に限定されず、選択結合性物質と被検物質とが反応するのに十分な範囲で適宜決定することができる。例えば、被検物質が核酸である場合は、選択結合性物質であるプローブ核酸とのハイブリダイゼーション反応に要する時間にあわせて設定することができる。本発明の溶液の攪拌方法では、水平円運動時に１×ｇ以上の遠心加速度を与えることで、被検物質と選択結合性物質との選択的反応を効果的に促進し、被検物質を短時間で検出又は定量することが可能となる特徴を有する。この特徴を活かして、特に検査・診断用途で分析用チップを用いる場合等、迅速な検出又は定量を求められる場合には、水平円運動させる時間は短時間であることが好ましい。例えば、核酸のハイブリダイゼーションの場合、反応時間が３時間以上４時間以内あることが好ましく、２時間以内であることがより好ましく、１時間以内であることがさらに好ましく、０．５時間以内であることが特に好ましい。
　一般に、遠心加速度とは、回転運動をする系において、物体に加わる遠心力の大きさを加速度の形で表したものであり、回転の中心からの距離の絶対値及び回転運動の角速度の二乗に比例する。本発明における遠心加速度は、遠心力、すなわち相対遠心加速度（Ｒａｌａｔｉｖｅ　Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ　Ｆｏｒｃｅ；ＲＣＦ）を指し、以下の式４で算出される。
　ＲＣＦ＝１１１８×Ｒ×Ｎ２×１０－８　　・・・（式４）
　　ＲＣＦ：相対遠心加速度（×ｇ）
　　Ｒ：回転半径（ｃｍ）
　　Ｎ：回転数（ｒｐｍ）。
　本発明の分析用チップを水平円運動させるとき、１×ｇ以上の遠心加速度を与えることが好ましい。遠心加速度の下限は、好ましくは５×ｇ以上、より好ましくは１０×ｇ以上である。遠心加速度の上限は特に限定されないが、好ましくは５０×ｇ以下、より好ましくは４０×ｇ以下であり、さらに好ましくは３０×ｇ以下である。遠心加速度の範囲は、好ましくは１×ｇ以上５０×ｇ以下であり、より好ましくは５×ｇ以上４０×ｇ以下であり、さらに好ましくは１０×ｇ以上３０×ｇ以下である。
　本発明の分析用チップを水平円運動させる際、回転数と回転半径を適宜設定することで、目的とする遠心加速度を与えることができる。従って、分析用チップを攪拌させる撹拌装置の仕様にあわせて回転数と回転半径を選択して行うことができる。例えば、回転半径が小さい場合は、回転速度を大きくすることで、大きな遠心加速度を付与できる。
　回転半径は、回転数との組合せで所望の遠心加速度が得られる値を適宜選択することができる。好ましい回転半径の範囲は、０．１ｍｍ以上２０ｍｍ未満、０．２ｍｍ以上１９ｍｍ未満、０．３ｍｍ以上１８ｍｍ未満、０．４ｍｍ以上１７ｍｍ未満、０．５ｍｍ以上１６ｍｍ未満である。回転半径が２０ｍｍより大きくなると、遠心力が支配的になり、被検物質溶液で満たされていない空間が凹形状の反応部の外周に押し付けられる傾向が強くなり、撹拌効率の低下や、反応部内での攪拌ムラが生じることがある。一方、回転半径が０．１ｍｍより小さいと、回転方向に働く力が支配的になり、被検物質溶液で満たされていない空間が反応部の中心部に留まる傾向があり、撹拌効率の低下や、攪拌ムラが生じることがある。
　また、水平円運動の回転数は、回転半径との組合せで所望の遠心加速度が得られる値を適宜選択することができる。水平円運動の回転数の好ましい範囲は、例えば５００ｒｐｍ以上１００００ｒｐｍ以下、６００ｒｐｍ以上９０００ｒｐｍ以下、７００ｒｐｍ以上８０００ｒｐｍ以下、８００ｒｐｍ以上７０００ｒｐｍ以下、９００ｒｐｍ以上６０００ｒｐｍ以下、１０００ｒｐｍ以上５０００ｒｐｍ以下である。回転半径が小さいほうが、反応装置や攪拌装置を小型化でき、本発明の溶液の攪拌方法を具現化する装置をコンパクトに作製できる点で好ましい。
　本発明の分析用チップを攪拌させる撹拌装置は、水平円運動の回転数と回転半径との組合せで１×ｇ以上の遠心加速度を与えることができるものであれば特に限定されない。市販品では、プレートシェーカーを好適に用いることができ、例えば「ＢｉｏＳｈａｋｅ５０００　ｅｌｍ」、「ＢｉｏＳｈａｋｅ　３０００－Ｔ　ｅｌｍ」、「ＢｉｏＳｈａｋｅ　３０００　ｅｌｍ」（以上、Ｑ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）、「モノシェーク」、「テレシェーク」、「テレシェーク１５３６」（以上、Ｔｈｅｒｍｏ　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ製）、「ＭＳ３　ベーシック」、「ＭＳ３　デジタル」、「ＶＸＲ　ｂａｓｉｃ　Ｖｉｂｒａｘ」（登録商標）、「ＶＯＲＴＥＸ　３」（以上、ＩＫＡ社製）、「マイクロプレートシェーカーＮ－７０４」（日伸理化製）、「プレートシェーカーＫＭ－Ｍ０１」（カジックス製）、「プレートミキサーＰ－１０」（十慈フィールド製）等が挙げられる。自動化装置に組み入れる場合、外部から水平円運動の回転数や駆動時間などを制御できる装置であることが好ましい。
　本発明の分析用チップの基板又はカバーは、基板の凹形状の反応部の底面又は側面に、あるいは基板の凹形状の反応部がカバーで覆蓋されたときに形成される閉空間内に位置するカバーの表面に、選択結合性物質を固定化するための１又は複数の凸部を有していてもよい。この場合の複数の凸部の高さは、略同一であることが好ましい。また、凸部の高さは、基板にカバーを装着した状態において反応部が閉空間を形成でき、反応部（閉空間）の高さ（深さ）を超えない範囲で、任意に設定することができる。このような構造を有する分析用チップを被検物質の分析に用いることにより、シグナル検出の際、選択結合性物質が固定化された凸部上面にスキャナーの焦点を合わせることで、検出ノイズを大幅に低減でき、シグナル／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を高めることができる。
　本発明の分析用チップで用いられる基板、カバーの材料は、特に限定されない。好ましく用いられる材質は、ガラス、セラミック、又はシリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、酢酸セルロース、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリオレフィン、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）エラストマー等のシリコーンゴム等の各種のポリマーである。これらの中でも、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）エラストマー、ガラス又はシリコーン樹脂を好ましく用いることができる。
　本発明の分析用チップの基板又はカバーは、選択結合性物質が固定化される場合、自家蛍光を低減できる材料により製造されていることが好ましい。例えば、選択結合性物質が固定化される基板又はカバーは、少なくともその一部が黒色であることが好ましい。
　本発明の分析用チップを構成する基板及びカバーは、既知の各種製法にて製造することができる。例えば、材質がポリマー等の場合、射出成形法、切削加工、ホットエンボス法、鋳型内で重合させる方法等により製造することができる。また、材質がガラスやセラミック等の無機物の場合は、サンドブラスト法により、シリコーン樹脂の場合は公知の半導体プロセスなどにより製造することができる。
　一般に、上記の射出成形法や切削加工等により製造する場合、稜線部分に面取り処理（いわゆる糸面取り）を行うことがあるが、本発明の分析用チップの基板又はカバーに、Ｃ０．２以下のＣ面取りや、Ｒ０．２以下のＲ面取りであれば施されてもよい。
　上記のようにして製造した基板又はカバーは、選択結合性物質をその表面に固定化するのに先立ち、必要に応じて各種の表面処理を施すことができる。かかる表面処理としては、例えば特開２００４－２６４２８９号公報に記載されるものなどを挙げることができる。
　本発明において、シグナルの検出の感度を示す指標としてＳ／Ｎ比（シグナル対ノイズ比）を用いることができる。この場合、Ｓ／Ｎ＝２を検出限界として感度を判断することが好ましい。一般に、Ｓ／Ｎ比が２～３となる被検物質濃度又は量が検出限界として採用されており、Ｓ／Ｎが２以上であれば検出限界以上の信頼性のある検出がされたものと判断することができる（例えば、丹羽誠著、「これならわかる　化学のための統計手法－正しいデータの扱い方－」、２００８年、化学同人編、１０１頁）。
　本発明の分析用チップは、固定化された選択結合性物質と被検物質との選択的反応を効率よく進行させることができ、被検物質を短時間で検出又は定量することが可能である。例えば、核酸のハイブリダイゼーションにおいて、従来６～２０時間の反応時間を要していた反応時間を、大幅に短縮することができる。従って、例えば、数多くの検体を迅速に分析することが求められる検査・診断領域（例えば、インフルエンザ等の感染症や、敗血症の検査・診断等）において、また検査センターにおいて莫大な数の検体を処理する場合に、本発明の分析用チップを適用することが好ましい。
　本発明を以下の実施例によって更に詳細に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
　実施例１
　（分析用チップの基板の作製）
　以下のようにして、凹形状の反応部の底面に凸部を有し、外周部に溝を設けない基板Ｂ１（図１８（ａ）、（ｂ））、及び外周部に溝を設けた基板Ａ（図１８（ｃ）、（ｄ））をそれぞれ作製した。
　公知の方法であるＬＩＧＡ（Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｅ　Ｇａｌｖａｎｏｆｏｒｍｕｎｇ　Ａｂｆｏｒｍｕｎｇ）プロセスを用いて、射出成形用の型を２種作製し、射出成形法により、後述するような形状を有するポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）製の基板を得た。用いたＰＭＭＡの平均分子量は５万であり、ＰＭＭＡ中には１重量％の割合で、カーボンブラック（三菱化学製　＃３０５０Ｂ）を含有させて、基板を黒色にした。この黒色基板の分光反射率と分光透過率を測定したところ、分光反射率は、可視光領域（波長が４００ｎｍから８００ｎｍ）のいずれの波長でも５％以下であり、また、同範囲の波長で、透過率は０．５％以下であった。分光反射率、分光透過率とも、可視光領域において特定のスペクトルパターン（ピークなど）はなく、スペクトルは一様にフラットであった。分光反射率は、ＪＩＳ　Ｚ　８７２２の条件Ｃに適合した照明・受光光学系を搭載した装置（ミノルタカメラ製、ＣＭ－２００２）を用いて、基板からの正反射光を取り込んだ場合の分光反射率を測定した。
　上記の型を用いて、外形が縦７６ｍｍ、横２６ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの基板１を射出成形により作製した。基板１には長径４．８ｍｍ、短径２．４０ｍｍ、深さ１．５ｍｍの楕円形の凹形状の反応部２を１２箇所設け、各反応部の中に、直径０．１ｍｍ、高さ０．１２ｍｍの凸部１９を９６箇所設けた。基板の反応部の容積は約１３．５μＬであった。また、凸部上面の高さのばらつきは３μｍ以下であった。また、凸部のピッチは０．１８ｍｍであった。
　上記基板を１０Ｎの水酸化ナトリウム水溶液に７０℃で１２時間浸漬した。これを、純水、０．１ＮのＨＣｌ水溶液、純水の順で洗浄し、基板表面にカルボキシ基を生成させた。
　更に、各反応部の外周部に、切削加工により、断面が幅０．５ｍｍ、深さ０．５ｍｍの矩形である楕円形の溝３を形成した。これを基板Ａとした（図１８（ｃ）、（ｄ））。また、外周部に溝を設けない基板を、基板Ｂ１とした（図１８（ａ）、（ｂ））。基板Ａ、基板Ｂ１の表面の水の接触角は、ともに６５°であった。
　（選択結合性物質の固定化）
　基板Ａ，基板Ｂ１それぞれに、以下の方法で選択結合性物質を固定化した。選択結合性物質（捕捉プローブ）として、ヒトパピローマウイルスの型判別の研究で報告された文献（Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ，１９９５．ｐ．９０１－９０５）に記載された、配列番号１の塩基配列（被検物質となる１６型ヒトパピローマウイルスのＬ１遺伝子領域の配列の一部と相補的な配列）で示されるオリゴヌクレオチドの５’末端にアミノ基を修飾したものを合成して用いた。このオリゴヌクレオチドを、純水に０．３ｎｍｏｌ／μＬの濃度となるよう溶解させて、ストック溶液とした。このストック溶液を基板にスポット（点着）する際、ＰＢＳ（８ｇのＮａＣｌ、２．９ｇのＮａ２ＨＰＯ４・１２Ｈ２Ｏ、０．２ｇのＫＣｌ、及び０．２ｇのＫＨ２ＰＯ４を合わせて純水に溶かし、１Ｌにメスアップしたものに、塩酸を加えてｐＨ５．５に調整したもの）で１０倍希釈して、プローブＤＮＡの終濃度を０．０３ｎｍｏｌ／μＬとし、また、ＰＭＭＡ製基板表面に生成させたカルボキシル基とプローブＤＮＡの末端アミノ基とを縮合させるため、１－エチル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド（ＥＤＣ）を加え、この終濃度を５０ｍｇ／ｍＬとした。この溶液をアレイヤー（スポッター）（日本レーザー電子製；「Ｇｅｎｅ　Ｓｔａｍｐ－ＩＩ」）を用いて２２箇所の凸部にスポットした。次いで、スポットした各基板を密閉したプラスチック容器に入れて、３７℃、湿度１００％の条件で２０時間程度インキュベートした。最後に純水で基板を洗浄し、スピンドライヤーで遠心して乾燥した。
　（カバーの作製）
　ＤＯＷ　ＣＯＲＮＩＮＧ（登録商標）ＳＨ　９５５５　Ｗ／Ｃ－Ｋ（東レダウコーニング）のＢＡＳＥとＣＡＴＡＬＹＳＴを１０：１の割合で混練し、真空脱泡した後、上記基板Ａの反応部に対応する位置の外周部に、断面が幅０．５ｍｍ、深さ０．５ｍｍの矩形である楕円形の溝が形成された形状（カバーＡ）及び溝が形成されていない形状（カバーＢ１）の２種類の金型にそれぞれ流し入れて室温にて終夜静置した。硬化後金型から取り外し、外形が縦７６ｍｍ、横２６ｍｍ、厚さ２ｍｍであるカバーＡ、カバーＢ１それぞれの成形品を得た。カバーＡの溝は、基板Ａにセットした際、同じ箇所に位置することを確認した。カバーＡ、カバーＢ１の表面の水の接触角は、ともに９０°であった。
　本実施例１においては、反応部の外周に溝を形成した基板Ａと、溝を形成していないカバーＢ１とから構成される分析用チップ（図２１（ａ）に例示）を用いて、以下のとおりハイブリダイゼーション操作を２０回実施した。
　（被検物質溶液の調製）
　被検物質として、ヒューマンサイエンス研究資源バンクより購入したヒトパピローマウイルスのゲノムＤＮＡがクローニングされた組み換えプラスミド（ｐＨＰＶ１６（全長１６，６００塩基対））を、超音波により断片化処理した。１×ハイブリダイゼーション溶液（１重量％ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、５×ＳＳＣ、１重量％ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、５０ｎｇ／ｍＬサケ精子ＤＮＡ溶液、５重量％デキストラン硫酸ナトリウム、３０％ホルムアミド）で核酸濃度が１ａｍｏｌ／μＬとなるように希釈し、検体ＤＮＡ溶液（被検物質を含む溶液）とした。
　（検出プローブ溶液の調製）
サンドイッチハイブリダイゼーションに使用する検出プローブとして、ＭＹ１１（配列番号２；被検物質が捕捉プローブと結合した場合の５´末端の塩基位置を基準として、５´末端側５０～６９番目の塩基配列に対する相補的な配列）、ＧＰ５（配列番号３；ＭＹ１１と同様に、５´末端側１０～３４番目の塩基配列に対する相補的な配列）、ＧＰ６（配列番号４；被検物質が捕捉プローブと結合した場合の３´末端の塩基位置を基準として、３´末端側６０～８２番目の塩基配列に対する相補的な配列）、及びＭＹ０９（配列番号５；ＧＰ６と同様に、３´末端側３４０～３５９番目の塩基配列に対する相補的な配列）の、３’末端及び５’末端にビオチン標識したものをそれぞれ合成した。これらを濃度が１００ｆｍｏｌとなるよう滅菌水で希釈し、各検出プローブ溶液を得た。
　（ハイブリダイゼーション操作）
　ハイブリダイゼーション操作による、液漏れおよび隣接する反応部への混入の有無を確認するために、以下の操作を行った。被検物質を含む溶液に検出プローブ溶液を加えて混合し、基板Ａの反応部６箇所に１０μＬ滴下し、カバーＢ１をセットして反応部を覆蓋した。３２℃に温調されたオーブンに設置した攪拌装置（回転半径２ｍｍ、回転数２０００ｒｐｍ）にセットして２時間攪拌した。
　（カバー脱離時の液漏れ、混入有無の評価）
　ハイブリダイゼーション操作後、カバーを脱離する際の液漏れ及び隣接する反応部への溶液の混入の有無を、以下の操作により評価した。ここで、液漏れとは、溶液が所定の位置の反応部から外部に漏出したものの基板の接触面上に留まった状態を、混入とは、反応部から外部に漏出した溶液が所定の位置以外の隣接する反応部にまで流入した状態をそれぞれ指す。２０回の評価により、液漏れ、混入ともに一度も生じなかった場合を「良好」、液漏れは生じたものの混入は一度も生じなかった場合を「可」、一度でも混入が生じた場合を「不可」と判定した（表１参照）。基板Ａを固定した状態で、カバーＢ１を垂直方向に２ｍｍ引き上げて脱離させ、４秒静置した。次いで、静かにカバーＢ１を引き上げて完全に基板から脱離させた。この操作を２０回実施した結果、表１に示す通り、液漏れは３回生じたものの、混入は一度も生じなかった。
　（ハイブリダイゼーション後の洗浄）
　上記のうち、液漏れ、混入がともに生じなかった１例について、３０℃に加温した洗浄液Ａ（０．５×ＳＳＣ、１重量％ＳＤＳ）で、反応部を５分間洗浄し、乾燥した。
　（蛍光標識、洗浄）
　標識試薬（ストレプトアビジンフィコエリスリン）を希釈液（１００ｍＭ　ＭＥＳ、１Ｍ　ＮａＣｌ、０．０５重量％Ｔｗｅｅｎ２０、２ｍｇ／ｍＬ　ＢＳＡ）と混合して調製した、５０ｎｇ／μＬストレプトアビジンフィコエリスリン溶液をすべての反応部（１２箇所）に各１０μＬ滴下し、３５℃で５分間、遮光下でインキュベートし、蛍光標識した。３０℃に加温した洗浄液Ｂ（６×ＳＳＰＥ、０．０１重量％Ｔｗｅｅｎ２０）で５分間洗浄して余剰な標識試薬を流去した後、乾燥させた。
　（蛍光シグナルの読み取り）
　各反応部のスポットのシグナル強度（蛍光強度）を、高解像度蛍光検出装置（東レ株式会社；「３Ｄ－Ｇｅｎｅ（登録商標）　Ｓｃａｎｎｅｒ」）を用いて測定した。被検物質を含む溶液を注入した反応部６箇所及び被検物質を注入しなかった反応部６箇所の計１２箇所について、選択結合性物質が固定化されたスポット（２０箇所）のシグナル強度およびブランクのシグナル強度をそれぞれ読み取り、各平均値およびＳ／Ｎ比を算出した。その結果を表１に示す。被検物質を含む溶液を注入した反応部におけるＳ／Ｎ比は５．２であり、一方、被検物質を含む溶液を注入しなかった反応部におけるＳ／Ｎ比は１．０であったことから、被検物質を正しく検出できたことを確認した。
　実施例２
　反応部の外周に溝を形成した基板Ａと、溝を形成したカバーＡとから構成される分析用チップ（図２１（ｂ）に例示）を用いて、ハイブリダイゼーション操作を２０回実施した。
　実施例１と同様にしてハイブリダイゼーション操作を２０回実施し、カバー脱離時の液漏れ、混入有無を評価した。その結果、表１に示す通り、液漏れは３回生じたものの、混入は一度も生じなかった。
　また、液漏れ、混入ともに生じなかった１例について、実施例１と同様にして蛍光標識および蛍光シグナルの読み取りの操作を実施した。その結果、表１に示す通り、被検物質を含む溶液を注入した反応部におけるＳ／Ｎ比は４．２であり、一方、被検物質を含む溶液を注入しなかった反応部におけるＳ／Ｎ比は１．０であったことから、被検物質を正しく検出できたことを確認した。
　実施例３
　反応部の外周に溝を形成しなかった基板Ｂ１と、溝を形成したカバーＡとから構成される分析用チップ（図２１（ｃ）に例示）を用いて、ハイブリダイゼーション操作を２０回実施した。
　実施例１と同様にしてハイブリダイゼーション操作を２０回実施し、カバー脱離時の液漏れ、混入有無を評価した。その結果、表１に示す通り、液漏れは２回生じたものの、混入は一度も生じなかった。
　また、液漏れ、混入ともに生じなかった１例について、実施例１と同様にして蛍光標識および蛍光シグナルの読み取りの操作を実施した。その結果、表１に示す通り、被検物質を含む溶液を注入した反応部におけるＳ／Ｎ比は４．６であり、一方、被検物質を含む溶液を注入しなかった反応部におけるＳ／Ｎ比は１．０であったことから、被検物質を正しく検出できたことを確認した。
　実施例４
　カバーＢ１の接触面に、ニトフロン　Ｎｏ．９０３ＵＬ（日東電工）を貼り付けて、撥水面を付与した。この時の撥水面の接触角は、１１０°であった。このカバーを、カバーＢ２とする。反応部の外周に溝を形成した基板Ａと、カバーＢ２とから構成される分析用チップ（図２１（ｄ）に例示）を用いて、ハイブリダイゼーション操作を２０回実施した。
　実施例１と同様にしてハイブリダイゼーション操作を２０回実施し、カバー脱離時の液漏れ、混入有無を評価した。その結果、表１に示す通り、液漏れ、混入ともに一度も生じなかった。
　また、液漏れ、混入ともに生じなかった１例について、実施例１と同様にして蛍光標識および蛍光シグナルの読み取りの操作を実施した。その結果、表１に示す通り、被検物質を含む溶液を注入した反応部におけるＳ／Ｎ比は４．８であり、一方、被検物質を含む溶液を注入しなかった反応部におけるＳ／Ｎ比は１．０であったことから、被検物質を正しく検出できたことを確認した。
　実施例５
　反応部にあたる箇所をくり抜いたニトフロン　Ｎｏ．９０３ＵＬを基板Ｂ１の接触面に貼り付けて、撥水面を付与した。この時の撥水面の接触角は１１０°であった。この基板を、基板Ｂ２とする。基板Ｂ２と、溝を形成したカバーＡとから構成される分析用チップ（図２１（ｅ）に例示）を用いて、ハイブリダイゼーション操作を２０回実施した。
　実施例１と同様にしてハイブリダイゼーション操作を２０回実施し、カバー脱離時の液漏れ、混入有無を評価した。その結果、表１に示す通り、液漏れ、混入ともに一度も生じなかった。
　また、液漏れ、混入ともに生じなかった１例について、実施例１と同様にして蛍光標識および蛍光シグナルの読み取りの操作を実施した。その結果、表１に示す通り、被検物質を含む溶液を注入した反応部におけるＳ／Ｎ比は４．９であり、一方、被検物質を含む溶液を注入しなかった反応部におけるＳ／Ｎ比は１．０であったことから、被検物質を正しく検出できたことを確認した。
　比較例１
　反応部の外周に溝を形成しなかった基板Ｂ１と、溝を形成しなかったカバーＢ１とから構成される分析用チップ（図１７（ａ）に例示）を用いて、ハイブリダイゼーション操作を２０回実施した。
　実施例１と同様にしてハイブリダイゼーション操作を２０回実施し、カバー脱離時の液漏れ、混入有無を評価した。その結果、表１に示す通り、２０回の操作すべてにおいて液漏れ及び混入が生じた。
　混入が生じた１例について、実施例１と同様にして蛍光標識および蛍光シグナルの読み取りの操作を実施した。その結果、表１に示す通り、被検物質を含む溶液を注入した反応部におけるＳ／Ｎ比は４．１であったが、一方、被検物質を含む溶液を注入しなかった反応部におけるＳ／Ｎ比は２．０であり、被検物質を誤検出したことが示された。
　比較例２
　反応部の外周に溝を形成せず撥水性を付与した基板Ｂ２と、溝を形成しなかったカバーＢ１とから構成される分析用チップ（図１７（ｂ）に例示）を用いて、ハイブリダイゼーション操作を２０回実施した。
　実施例１と同様にしてハイブリダイゼーション操作を２０回実施し、カバー脱離時の液漏れ、混入有無を評価した。その結果、表１に示す通り、２０回の操作のうち液漏れが２０回生じ、うち混入が１５回生じた。
　混入が生じた１例について、実施例１と同様にして蛍光標識および蛍光シグナルの読み取りの操作を実施した。その結果、表１に示す通り、被検物質を含む溶液を注入した反応部におけるＳ／Ｎ比は４．０であったが、一方、被検物質を含む溶液を注入しなかった反応部におけるＳ／Ｎ比は２．３であり、被検物質を誤検出したことが示された。
　比較例３
　反応部の外周に溝を形成しなかった基板Ｂ１と、溝を形成せず撥水性を付与したカバーＢ２とから構成される分析用チップ（図１７（ｃ）に例示）を用いて、ハイブリダイゼーション操作を２０回実施した。
　実施例１と同様にしてハイブリダイゼーション操作を２０回実施し、カバー脱離時の液漏れ、混入有無を評価した。その結果、表１に示す通り、２０回の操作すべてにおいて液漏れ及び混入が生じた。
　混入が生じた１例について、実施例１と同様にして蛍光標識および蛍光シグナルの読み取りの操作を実施した。その結果、表１に示す通り、被検物質を含む溶液を注入した反応部におけるＳ／Ｎ比は４．０であったが、一方、被検物質を含む溶液を注入しなかった反応部におけるＳ／Ｎ比は２．４であり、被検物質を誤検出したことが示された。
　実施例６
　（分析用チップの基板の作製）
　以下のようにして、に示す凹形状の反応部を取り囲む形状に溝が設けられた基板Ｘ（図１９（ａ）、（ｂ））、及び外周部に溝を設けない基板Ｙをそれぞれ作製した。
　液状シリコーンゴム射出成形（ＬＩＭ）により、外形が縦７６ｍｍ、横２６ｍｍ、厚さ２ｍｍのシリコーンゴム製の基板１を作製した。基板には、長辺７．８ｍｍ、短辺３．３ｍｍ、深さ０．５ｍｍの、底面が長方形である凹形状の反応部２を２４箇所設けた。底面の長方形のそれぞれの角は、Ｒ＝０．２のＲ加工を施した。各反応部の外周を囲う、幅０．４ｍｍ、高さ０．４ｍｍの凸構造を形成することで反応部の外周に溝を設けた基板を、基板Ｘとした。図１９（ａ）に基板Ｘの上面図、図１９（ｂ）に基板Ｘの凹形状の反応部の上面図、断面図を示す。一方、凹形状の反応部外周に溝を形成しなかった基板を、基板Ｙとした。
　（カバーの作製）
　以下のようにして、カバー表面に凹部が形成され、その凹部平面上に凸部を有し、凹部の外周部に溝を有さないカバーＹ１（図２０（ａ）、（ｂ））を作製した。
　実施例１の分析用チップの基板と同様の方法により、縦７６ｍｍ、横２６ｍｍ、厚さ１ｍｍの黒色ＰＭＭＡ製カバー５を射出成形で作製した。長辺７．２ｍｍ、短辺２．７ｍｍ、深さ０．１２ｍｍの長方形の凹部２０を２４箇所設け、各凹部２０の平面上に、直径０．１ｍｍ、高さ０．１２ｍｍの凸部１９を、０．１７ｍｍのピッチで３００箇所設けた。凸部上面の高さのばらつきは３μｍ以下であった。
　（選択結合性物質の固定化）
　実施例１と同様の方法で、選択結合性物質（捕捉プローブ）を凸部にスポットし、固定化したものを、カバーＹ１とした。図２０（ａ）にカバーＹ１の上面図を、図２０（ｂ）にカバーＹ１の凹部の上面図、断面図を示す。
　（撥水剤の塗布）
　カバーＹ１の各凹部を取り囲むように、カバーＹ１の接触面に撥水剤（ＦＳ－１０６０Ｃ（フロロテクノロジー））を塗布し、撥水面を付与した。このカバーをカバーＹ２とする。このとき、カバーＹ２の撥水面の水の接触角は１１５°であった。
　本実施例６においては、反応部の外周に溝を形成した基板Ｘと、溝を形成せず、撥水処理を付与していないカバーＹ１とから構成される分析用チップ（図２２（ａ）に例示）を用いて、ハイブリダイゼーション操作を２０回実施した。
　実施例１と同様にしてハイブリダイゼーション操作を２０回実施し、カバー脱離時の液漏れ、混入有無を評価した。その結果、表１に示す通り、液漏れは１回生じたものの、混入は一度も生じなかった。
　また、液漏れ、混入ともに生じなかった１例について、実施例１と同様にして蛍光標識および蛍光シグナルの読み取りの操作を実施した。その結果、表１に示す通り、被検物質を含む溶液を注入した反応部におけるＳ／Ｎ比は５．０であり、一方、被検物質を含む溶液を注入しなかった反応部におけるＳ／Ｎ比は１．０であったことから、被検物質を正しく検出できたことを確認した。
　実施例７
　反応部の外周に溝を形成した基板Ｘと、溝を形成せず、撥水処理を付与したカバーＹ２とから構成される分析用チップ（図２２（ｂ）に例示）を用いて、ハイブリダイゼーション操作を２０回実施した。
　実施例１と同様にしてハイブリダイゼーション操作を２０回実施し、カバー脱離時の液漏れ、混入有無を評価した。その結果、表１に示す通り、液漏れ、混入ともに一度も生じなかった。
　また、液漏れ、混入ともに生じなかった１例について、実施例１と同様にして蛍光標識および蛍光シグナルの読み取りの操作を実施した。その結果、表１に示す通り、被検物質を含む溶液を注入した反応部部におけるＳ／Ｎ比は５．２であり、一方、被検物質を含む溶液を注入しなかった反応部におけるＳ／Ｎ比は１．０であったことから、被検物質を正しく検出できたことを確認した。
　比較例４
　反応部の外周に溝を形成しなかった基板Ｙと、溝を形成せず、撥水処理を付与していないカバーＹ１とから構成される分析用チップ（図１７（ｄ）に例示）を用いて、ハイブリダイゼーション操作を２０回実施した。
　実施例１と同様にしてハイブリダイゼーション操作を２０回実施し、カバー脱離時の液漏れ、混入有無を評価した。その結果、表１に示す通り、２０回の操作すべてにおいて液漏れ及び混入が生じた。
　混入が生じた１例について、実施例１と同様にして蛍光標識および蛍光シグナルの読み取りの操作を実施した。その結果、表１に示す通り、被検物質を含む溶液を注入した反応部におけるＳ／Ｎ比は４．２であったが、一方、被検物質を含む溶液を注入しなかった反応部におけるＳ／Ｎ比は２．２であり、混入が生じたために、被検物質を誤検出したことが示された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本発明の分析用チップは、正確な被検物質の検出又は定量が可能である。従って、本発明は、臨床現場や検査センターでの遺伝子、タンパク質等のマーカー測定による疾患の診断・診察を可能とし、特に自動化装置を用いた測定において、信頼性の高いデータを取得できることから産業上非常に有用である。
１　基板
２　（凹形状の）反応部
３　溝（基板１に設けられたもの）
４　選択結合性物質
５　カバー
６　接触面
７　溝の側面（基板１に設けられたもの）
８　空隙
９　段差（ザグリ）
１０　溝（カバー５に設けられたもの）
１１　溝の側面（カバー５に設けられたもの）
１２　被検物質を含む溶液
１３　溝の側面
１４　液滴
１５　接線
１６　頂点
１７　分析用チップ
１８　撥水面
１９　凸部
２０　凹部

Claims (5)

  1. 　複数の凹形状の反応部を有する基板と、
    当該基板に装着されて、複数の前記反応部を覆蓋して閉空間を形成するカバーと、
    から構成される分析用チップであって、
    前記基板又はカバーの少なくとも一方の前記閉空間を形成する底面若しく側面に、被検物質と選択的に結合する選択結合性物質が固定化され、さらに基板にカバーを装着した状態において前記閉空間を包囲する空隙を形成する溝を有する、分析用チップ。
  2. 　前記基板又はカバーの溝は、基板にカバーを装着した状態における当該基板とカバーの接触面と当該溝との境界線において角を有する、請求項１に記載の分析用チップ。
  3. 　前記接触面に対する被検物質を含む溶液の接触角をθ１、前記基板又は前記カバーの接触面Ｐ１と前記溝の側面Ｐ２がなす角度をθ２としたとき、θ１とθ２の和が１８０°未満である、請求項２に記載の分析用チップ。
  4. 　前記基板又は前記カバーの接触面の少なくとも一方が撥水性である、請求項１～３のいずれかに記載の分析用チップ。
  5. 　撥水材料で被覆することにより、前記基板又は前記カバーの接触面の少なくとも一方に撥水性を付与する、請求項４に記載の分析用チップ。
     
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