核酸の増幅および検出装置
本発明は、温度制御および／または調整ユニットと、化合物ライブラリが固定化される検出領域を有する担体を含む反応室であって、該反応室内の温度が温度制御および調整ユニットを用いて制御および／または調整されることができることと、検出領域上の析出形成の時間依存挙動を検出するために使用可能な光学系とを備える核酸の増幅および検出装置に関する。
さらに、本発明は、試料中の核酸の増幅、定性的検出および定量的検出を行う方法に関係し、この方法は、
ａ）室担体と、核酸プローブがアレイ要素上に固定化されている基板を備えるマイクロアレイとの間の毛細管ギャップよって形成される反応室に試料を挿入する工程と、
ｂ）循環増幅反応方法を用いて反応室内で検出される核酸を増幅する工程と、
ｃ）基板上に固定化された核酸とハイブリッドを形成しない分子を反応室から除去することなく、検出される核酸と基板上に固定化された核酸プローブとの間のハイブリッド形成を検出する工程とを含む。
さらに、本発明は、試料中の核酸の増幅、定性的検出および定量的検出を行う方法に関係し、この方法は、
ａ）室担体と、核酸プローブがアレイ要素上に固定化されている基板を備えるマイクロアレイとの間の毛細管ギャップよって形成される反応室に試料を挿入する工程と、
ｂ）循環増幅反応方法を用いて反応室内で検出される核酸を増幅する工程と、
ｃ）基板上に固定化された核酸とハイブリッドを形成しない分子を反応室から除去することなく、検出される核酸と基板上に固定化された核酸プローブとの間のハイブリッド形成を検出する工程とを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
核酸の増幅および検出装置であって、
ａ）温度制御および／または調整ユニットと、
ｂ）化合物ライブラリが固定化された検出領域を有する担体を含む反応室であって、該反応室内の温度が該温度制御および調整ユニットを用いて制御および／または調整されることができることと、
ｃ）該検出領域上の析出形成の時間依存挙動を検出可能な光学系とを備える装置。
【請求項２】
前記反応室に接続された少なくとも１つの流体容器と、任意で前記反応室への流体の装荷および除荷を制御するユニットとを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光学系により記録された前記信号を処理するために、前記光学系に接続されたユニットを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
外部コンピュータ用のインターフェイスを更に備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記光学系が２次元的に読み出し可能な検出器を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記光学系がカメラを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記カメラがＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ、および／または可動ラインカメラであることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
光源を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記光源がマルチスペクトル光源であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記光源がコヒーレント光源であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記光源がレーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）および／または高圧ランプであることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記検出領域が前記光源により１段ずつ走査されることができることを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記光学系がレンズ、鏡、および／またはフィルタを備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記光学系が前記検出領域を均一に照射することができるように設計されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記光学系が、前記検出領域の透過特性の変更の時間依存挙動を検出することができるように配置されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記光学系が、前記検出領域の反射特性の変更の時間依存挙動を検出することができるように配置されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記反応室および前記室担体が、少なくとも前記光源から前記検出器への光学経路の領域内で光学的に透明であることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記光学系が、前記検出領域の拡散特性の変更の時間依存挙動を検出することができるように配置されていることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記室担体または前記検出領域の担体は、少なくとも前記検出領域内で光学的に透明でないことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記室担体が、１５〜５００Ｗｍ−１Ｋ−１の熱伝導率を有する材料からなることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記室担体が実質的にセラミック材料からなることを特徴とする請求項１から２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記室担体が実質的に酸化アルミニウムセラミックからなることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
光源および検出器が前記検出領域と同側に配置されることを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
検出器および光源が前記検出領域の反対側に配置されることを特徴とする請求項１から２３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２５】
前記反応室が、前記化合物ライブラリおよび／または前記増幅および／または検出反応の伝導に関する情報を含むデータマトリクスを備えることを特徴とする請求項１から２４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
前記反応室が、前記室担体と前記マイクロアレイとの間の毛細管ギャップであることを特徴とする請求項１から２５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２７】
前記毛細管ギャップの厚さが５０μｍ〜１００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記光学的検出システムの代わりに電気的検出システムを備えることを特徴とする請求項１から２７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２９】
前記電気的システムが電気的接点を備え、各アレイ要素が、少なくとも１つの電気的接点に接続されることを特徴とする請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記電気的接点が電極を介して接触されていることを特徴とする請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記電気的システムが、伝導率、抵抗、および／または透磁率の変化を測定するための装置を備えることを特徴とする請求項２８から３０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３２】
前記基板がバンプ、底部穴および／またはスルーホールを備えることを特徴とする請求項２８から３１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３３】
核酸の検出方法であって、
ａ）請求項１から３２のいずれか一項に記載の装置を準備する工程と、
ｂ）検出される前記核酸（標的）と、前記検出領域に固定化された前記化合物ライブラリとを相互作用させる工程と、
ｃ）該相互作用を検出する工程とを備える方法。
【請求項３４】
前記検出される核酸が検出可能マーカーで標識されていることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
相互作用が発生したアレイ要素に析出が生じる反応が、前記相互作用の検出のために行われることを特徴とする請求項３３又は３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記検出可能マーカーが、可溶性化合物を前記相互作用が発生したアレイ要素での析出物に転換させる反応を触媒するマーカーであることを特徴とする請求項３４又は３５に記載の方法。
【請求項３７】
工程ｃ）において、前記基板上の析出形成の時間依存挙動が信号強度の形で検出されることを特徴とする請求項３５又は３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記検出領域上に析出物を形成する前記反応が、可溶性基板の金属性析出物への転換であることを特徴とする請求項３５から３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記アレイ要素で析出物を形成する反応が、銀化合物、好ましくは硝酸銀、乳酸銀、酢酸銀、又は酒石酸銀の元素銀への化学的還元であることを特徴とする請求項３５から３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
金の塊および／またはコロイド金粒子がマーカーとして使用されることを特徴とする請求項３４から３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記金の塊および／または前記コロイド金粒子と前記標的との結合が、直接的に、又は前記標的に結合されたアンカー分子を介して発生することを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記アレイ要素で析出物を形成する反応が、可溶性抽出物の酵素により触媒された難溶性生成物への転換であることを特徴とする請求項３５から３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記アレイ要素で析出物を形成する反応が、ペルオキシダーゼにより触媒された３，３’，５，５’−テトラメチルベンジジンの酸化であることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記アレイ要素上の析出物の存在の検出が、該析出物による光線、好ましくはレーザ光線、又は発光ダイオードの反射、吸収、又は拡散を用いて行われることを特徴とする請求項３５から４３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４５】
前記アレイ要素上の析出物の存在の検出が、このアレイ要素で電気的パラメータの変化を測定することにより行われることを特徴とする請求項３５から４３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４６】
前記電気的パラメータが、伝導率、抵抗、および透磁率からなる群から選択されることを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記基板が実質的にセラミック材料からなることを特徴とする請求項３３から４６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４８】
前記基板が実質的に酸化アルミニウムセラミックからなることを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記検出される核酸の増幅が、前記標的と前記化合物ライブラリとの相互作用前に行われることを特徴とする請求項３３から４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５０】
前記検出される核酸の増幅、および前記標的と前記化合物ライブラリとの相互作用を用いた前記増幅の検出が連続工程で行われることを特徴とする請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記検出される核酸の増幅がＰＣＲを用いて行われることを特徴とする請求項４９又は５０に記載の方法。
【請求項５２】
核酸の増幅、定性的検出および定量的検出を行う装置であって、
ａ）温度制御および／または調整ユニットと、
ｂ）室担体とマイクロアレイとの間に形成される反応室であって、該マイクロアレイは、核酸プローブがアレイ要素上に固定化された基板を備え、反応室内の温度が、該温度制御および調整ユニットを用いて制御および／または調整されることができることとを備え、
該検出される核酸と該基板上に固定化された核酸プローブとの間のハイブリッド形成が、該基板上で固定化された核酸とハイブリッドを形成しない分子が該反応室から除去されることなく該装置を用いて検出されることができることを特徴とする装置。
【請求項５３】
前記反応室が前記室担体と前記マイクロアレイとの間の毛細管ギャップであることを特徴とする請求項５２に記載の装置。
【請求項５４】
前記毛細管ギャップの厚さが５０μｍ〜１００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
検出システムを備えることを特徴とする請求項５２から５４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５６】
前記検出システムが、光学系、好ましくは蛍光光学系であることを特徴とする請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記蛍光光学系が、前記反応室の全容積を示すシステムであることを特徴とする請求項５６に記載の装置。
【請求項５８】
前記室担体又は前記基板が、１５〜５００Ｗｍ−１Ｋ−１の熱伝導率を有する材料からなることを特徴とする請求項５２から５７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５９】
前記基板が実質的にセラミック材料からなることを特徴とする請求項５２から５８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６０】
前記基板が実質的に酸化アルミニウムセラミックからなることを特徴とする請求項５２から５９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６１】
前記反応室に接続された少なくとも１つの流体容器と、任意で前記反応室への流体の装荷および除荷を制御するユニットとを更に備えることを特徴とする請求項５２から６０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６２】
前記検出システムにより記録された前記信号を処理するために、前記検出システムに接続されたユニットを備えることを特徴とする請求項５５から６１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６３】
外部コンピュータ用のインターフェイスを更に備えることを特徴とする請求項５２から６２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６４】
前記反応室が、前記化合物ライブラリおよび／または前記増幅および／または検出反応に関する情報を含むデータマトリクスを備えることを特徴とする請求項５２から６３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６５】
試料中の核酸の増幅、定性的検出および定量的検出を行う方法であって、
ａ）室担体とマイクロアレイとの間に形成された反応室内に該試料を配置する工程であって、該マイクロアレイは、核酸プローブがアレイ要素上に固定化された基板を備えることと、
ｂ）循環増幅反応を用いて該反応室内で該検出される核酸を増幅する工程と、
ｃ）該基板上に固定化された核酸プローブとハイブリッドを形成しない分子を該反応室から除去することなく、該検出される核酸と該基板上に固定化された該核酸プローブとの間のハイブリッド形成を検出する工程とを備える方法。
【請求項６６】
前記反応室が前記室担体と前記マイクロアレイとの間の毛細管ギャップであることを特徴とする請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
前記毛細管ギャップの厚さが５０μｍ〜１００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記検出が、前記循環増幅反応の実行中および／または前記循環増幅反応の完了後に行われることを特徴とする請求項６５から６７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６９】
前記検出される核酸が検出可能マーカーで標識されることを特徴とする請求項６５から６８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７０】
前記検出可能マーカーが蛍光マーカーであることを特徴とする請求項６９に記載の方法。
【請求項７１】
前記蛍光マーカーの検出が、前記反応室の全容積を示す蛍光光学系を用いて行われることを特徴とする請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
前記試料中で検出される核酸の初期濃度が、検出される前記核酸と検出可能な前記基板上に固定化された核酸プローブとの間にハイブリッドを形成させるために必要な増幅サイクル数との相関関係を用いて決定されることを特徴とする請求項６５から７１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７３】
前記試料が、周知の濃度の前記マイクロアレイの核酸プローブとハイブリッドを形成する核酸を含むことを特徴とする請求項６５から７２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７４】
前記検出可能マーカーが、可溶性化合物を前記相互作用が発生したアレイ要素での析出物に転換させる反応を触媒するマーカーであることを特徴とする請求項６９に記載の方法。
【請求項７５】
工程ｃ）において、前記基板上の析出形成の時間依存挙動が信号強度の形で検出されることを特徴とする請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
前記アレイ要素で析出物を形成する反応が、銀化合物、好ましくは硝酸銀、乳酸銀、酢酸銀、又は酒石酸銀の元素銀への化学的還元であることを特徴とする請求項７４又は７５に記載の方法。
【請求項７７】
金の塊および／またはコロイド金粒子がマーカーとして採用されることを特徴とする請求項７４から７６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７８】
前記アレイ要素で析出物を形成する反応が、可溶性抽出物の酵素により触媒された難溶性生成物への転換であることを特徴とする請求項７４又は７５に記載の方法。
【請求項７９】
前記アレイ要素で析出物を形成する反応が、ペルオキシダーゼにより触媒された３，３’，５，５’−テトラメチルベンジジンの酸化であることを特徴とする請求項７８に記載の方法。
【請求項８０】
前記アレイ要素上の析出物の存在の検出が、該析出物による光線、好ましくはレーザ光線、又は発光ダイオードの反射、吸収、又は拡散を用いて行われることを特徴とする請求項７４から７９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８１】
前記アレイ要素上の析出物の存在の検出が、このアレイ要素で電気的パラメータの変化を測定することにより行われることを特徴とする請求項７４又は７５に記載の方法。
【請求項８２】
前記電気的パラメータが、伝導率、抵抗、および透磁率からなる群から選択されることを特徴とする請求項８１に記載の方法。
【請求項８３】
前記検出される核酸の増幅がＰＣＲを用いて行われることを特徴とする請求項６５から８２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８４】
前記基板が実質的にセラミック材料からなることを特徴とする請求項６５から８３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８５】
前記基板が実質的に酸化アルミニウムセラミックからなることを特徴とする請求項６５から８４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８６】
ＰＣＲの実行、および／またはマイクロアレイベースの検定を行うために、請求項１から３２のいずれか一項、および請求項５２から６４のいずれか一項に記載の装置の使用方法。
【請求項８７】
分子プローブが所定の領域に固定化された基板を備え、該基板が実質的にセラミック材料を含むことを特徴とするマイクロアレイ。
【請求項８８】
前記基板が実質的に酸化アルミニウムセラミックを含むことを特徴とする請求項８７に記載のマイクロアレイ。
【請求項８９】
前記基板が、少なくとも９９．５％の酸化アルミニウムセラミックを含むことを特徴とする請求項８８に記載のマイクロアレイ。
【請求項９０】
前記基板の表面粗さが、０．０４μｍ〜０．１２μｍ、好ましくは０．０６μｍ〜０．１μｍ、特に好ましくは約０．０８μｍであることを特徴とする請求項８７から８９のいずれか一項に記載のマイクロアレイ。
【請求項９１】
前記基板が光学的に透明であることを特徴とする請求項８７から９０のいずれか一項に記載のマイクロアレイ。
【請求項９２】
前記分子プローブが、ポリマーリンカーを介して前記基板表面上に固定化されることを特徴とする請求項８７から９１のいずれか１項に記載のマイクロアレイ。
【請求項９３】
前記ポリマーリンカーが修飾されたシラン層であることを特徴とする請求項９２に記載のマイクロアレイ。
【請求項９４】
前記分子プローブが、抗体、タンパク質受容体、ペプチド、および核酸から選択されることを特徴とする請求項８７から９３のいずれか一項に記載のマイクロアレイ。
【請求項９５】
実質的にセラミック材料を含む基板の前記基板表面の所定の領域への分子プローブの固定化工程を含む請求項８７から９４のいずれか一項に記載のマイクロアレイの製造方法。
【請求項９６】
前記基板が実質的に酸化アルミニウムセラミックを含むことを特徴とする請求項９５に記載の方法。
【請求項９７】
前記基板表面がポリマーリンカーにより被覆され、前記分子プローブが該ポリマーリンカーを介して前記基板表面上に固定化されることを特徴とする請求項９５又は９６に記載の方法。
【請求項９８】
前記ポリマーリンカーが修飾されたシラン層であることを特徴とする請求項９７に記載の方法。
【請求項９９】
前記マイクロアレイ上の前記標的分子と前記分子プローブとの間の分子間相互作用を用いた試料中の標的分子の定性的検出および／または定量的検出のための請求項８７から９４のいずれ一項に記載のマイクロアレイの使用方法。
【請求項１００】
細胞の遺伝子型状態を調べるための請求項９９に記載の使用方法。
【請求項１０１】
細胞の生理的状態を調べるための請求項９９に記載の使用方法。
【請求項１０２】
請求項３３から５１および／または６５から８５のいずれか一項に記載の方法による請求項８７から９４のいずれか一項に記載のマイクロアレイの使用方法。
【請求項１０３】
基板の所定の領域上に固定化された分子プローブを有するマイクロアレイの製造のための該基板の使用であって、該基板が実質的にセラミック材料を含むことを特徴とする基板の使用方法。
【請求項１０４】
前記基板が実質的に酸化アルミニウムセラミックを含むことを特徴とする請求項１０３に記載の使用方法。
【請求項１０５】
前記基板が少なくとも９９．５％の酸化アルミニウムセラミックを含むことを特徴とする請求項１０３又は１０４に記載の使用方法。
【請求項１０６】
前記基板の表面粗さが０．０４μｍ〜０．１２μｍ、好ましくは０．０６μｍ〜０．１μｍ、特に好ましくは約０．０８μｍであることを特徴とする請求項１０３から１０５のいずれか一項に記載の使用方法。
【請求項１０７】
前記基板が光学的に透明であることを特徴とする請求項１０３から１０６のいずれか一項に記載の使用方法。
【請求項１０８】
請求項１から３２および／または５２から６４のいずれか一項に記載の装置を製造するための請求項１０３から１０７のいずれか一項に記載の使用方法。
【請求項１】
核酸の増幅および検出装置であって、
ａ）温度制御および／または調整ユニットと、
ｂ）化合物ライブラリが固定化された検出領域を有する担体を含む反応室であって、該反応室内の温度が該温度制御および調整ユニットを用いて制御および／または調整されることができることと、
ｃ）該検出領域上の析出形成の時間依存挙動を検出可能な光学系とを備える装置。
【請求項２】
前記反応室に接続された少なくとも１つの流体容器と、任意で前記反応室への流体の装荷および除荷を制御するユニットとを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光学系により記録された前記信号を処理するために、前記光学系に接続されたユニットを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
外部コンピュータ用のインターフェイスを更に備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記光学系が２次元的に読み出し可能な検出器を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記光学系がカメラを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記カメラがＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ、および／または可動ラインカメラであることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
光源を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記光源がマルチスペクトル光源であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記光源がコヒーレント光源であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記光源がレーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）および／または高圧ランプであることを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記検出領域が前記光源により１段ずつ走査されることができることを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記光学系がレンズ、鏡、および／またはフィルタを備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記光学系が前記検出領域を均一に照射することができるように設計されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記光学系が、前記検出領域の透過特性の変更の時間依存挙動を検出することができるように配置されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記光学系が、前記検出領域の反射特性の変更の時間依存挙動を検出することができるように配置されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記反応室および前記室担体が、少なくとも前記光源から前記検出器への光学経路の領域内で光学的に透明であることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記光学系が、前記検出領域の拡散特性の変更の時間依存挙動を検出することができるように配置されていることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記室担体または前記検出領域の担体は、少なくとも前記検出領域内で光学的に透明でないことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記室担体が、１５〜５００Ｗｍ−１Ｋ−１の熱伝導率を有する材料からなることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記室担体が実質的にセラミック材料からなることを特徴とする請求項１から２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記室担体が実質的に酸化アルミニウムセラミックからなることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
光源および検出器が前記検出領域と同側に配置されることを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
検出器および光源が前記検出領域の反対側に配置されることを特徴とする請求項１から２３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２５】
前記反応室が、前記化合物ライブラリおよび／または前記増幅および／または検出反応の伝導に関する情報を含むデータマトリクスを備えることを特徴とする請求項１から２４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
前記反応室が、前記室担体と前記マイクロアレイとの間の毛細管ギャップであることを特徴とする請求項１から２５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２７】
前記毛細管ギャップの厚さが５０μｍ〜１００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記光学的検出システムの代わりに電気的検出システムを備えることを特徴とする請求項１から２７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２９】
前記電気的システムが電気的接点を備え、各アレイ要素が、少なくとも１つの電気的接点に接続されることを特徴とする請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記電気的接点が電極を介して接触されていることを特徴とする請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記電気的システムが、伝導率、抵抗、および／または透磁率の変化を測定するための装置を備えることを特徴とする請求項２８から３０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３２】
前記基板がバンプ、底部穴および／またはスルーホールを備えることを特徴とする請求項２８から３１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３３】
核酸の検出方法であって、
ａ）請求項１から３２のいずれか一項に記載の装置を準備する工程と、
ｂ）検出される前記核酸（標的）と、前記検出領域に固定化された前記化合物ライブラリとを相互作用させる工程と、
ｃ）該相互作用を検出する工程とを備える方法。
【請求項３４】
前記検出される核酸が検出可能マーカーで標識されていることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
相互作用が発生したアレイ要素に析出が生じる反応が、前記相互作用の検出のために行われることを特徴とする請求項３３又は３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記検出可能マーカーが、可溶性化合物を前記相互作用が発生したアレイ要素での析出物に転換させる反応を触媒するマーカーであることを特徴とする請求項３４又は３５に記載の方法。
【請求項３７】
工程ｃ）において、前記基板上の析出形成の時間依存挙動が信号強度の形で検出されることを特徴とする請求項３５又は３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記検出領域上に析出物を形成する前記反応が、可溶性基板の金属性析出物への転換であることを特徴とする請求項３５から３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記アレイ要素で析出物を形成する反応が、銀化合物、好ましくは硝酸銀、乳酸銀、酢酸銀、又は酒石酸銀の元素銀への化学的還元であることを特徴とする請求項３５から３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
金の塊および／またはコロイド金粒子がマーカーとして使用されることを特徴とする請求項３４から３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記金の塊および／または前記コロイド金粒子と前記標的との結合が、直接的に、又は前記標的に結合されたアンカー分子を介して発生することを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記アレイ要素で析出物を形成する反応が、可溶性抽出物の酵素により触媒された難溶性生成物への転換であることを特徴とする請求項３５から３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記アレイ要素で析出物を形成する反応が、ペルオキシダーゼにより触媒された３，３’，５，５’−テトラメチルベンジジンの酸化であることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記アレイ要素上の析出物の存在の検出が、該析出物による光線、好ましくはレーザ光線、又は発光ダイオードの反射、吸収、又は拡散を用いて行われることを特徴とする請求項３５から４３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４５】
前記アレイ要素上の析出物の存在の検出が、このアレイ要素で電気的パラメータの変化を測定することにより行われることを特徴とする請求項３５から４３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４６】
前記電気的パラメータが、伝導率、抵抗、および透磁率からなる群から選択されることを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記基板が実質的にセラミック材料からなることを特徴とする請求項３３から４６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４８】
前記基板が実質的に酸化アルミニウムセラミックからなることを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記検出される核酸の増幅が、前記標的と前記化合物ライブラリとの相互作用前に行われることを特徴とする請求項３３から４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５０】
前記検出される核酸の増幅、および前記標的と前記化合物ライブラリとの相互作用を用いた前記増幅の検出が連続工程で行われることを特徴とする請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記検出される核酸の増幅がＰＣＲを用いて行われることを特徴とする請求項４９又は５０に記載の方法。
【請求項５２】
核酸の増幅、定性的検出および定量的検出を行う装置であって、
ａ）温度制御および／または調整ユニットと、
ｂ）室担体とマイクロアレイとの間に形成される反応室であって、該マイクロアレイは、核酸プローブがアレイ要素上に固定化された基板を備え、反応室内の温度が、該温度制御および調整ユニットを用いて制御および／または調整されることができることとを備え、
該検出される核酸と該基板上に固定化された核酸プローブとの間のハイブリッド形成が、該基板上で固定化された核酸とハイブリッドを形成しない分子が該反応室から除去されることなく該装置を用いて検出されることができることを特徴とする装置。
【請求項５３】
前記反応室が前記室担体と前記マイクロアレイとの間の毛細管ギャップであることを特徴とする請求項５２に記載の装置。
【請求項５４】
前記毛細管ギャップの厚さが５０μｍ〜１００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
検出システムを備えることを特徴とする請求項５２から５４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５６】
前記検出システムが、光学系、好ましくは蛍光光学系であることを特徴とする請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記蛍光光学系が、前記反応室の全容積を示すシステムであることを特徴とする請求項５６に記載の装置。
【請求項５８】
前記室担体又は前記基板が、１５〜５００Ｗｍ−１Ｋ−１の熱伝導率を有する材料からなることを特徴とする請求項５２から５７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５９】
前記基板が実質的にセラミック材料からなることを特徴とする請求項５２から５８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６０】
前記基板が実質的に酸化アルミニウムセラミックからなることを特徴とする請求項５２から５９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６１】
前記反応室に接続された少なくとも１つの流体容器と、任意で前記反応室への流体の装荷および除荷を制御するユニットとを更に備えることを特徴とする請求項５２から６０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６２】
前記検出システムにより記録された前記信号を処理するために、前記検出システムに接続されたユニットを備えることを特徴とする請求項５５から６１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６３】
外部コンピュータ用のインターフェイスを更に備えることを特徴とする請求項５２から６２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６４】
前記反応室が、前記化合物ライブラリおよび／または前記増幅および／または検出反応に関する情報を含むデータマトリクスを備えることを特徴とする請求項５２から６３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６５】
試料中の核酸の増幅、定性的検出および定量的検出を行う方法であって、
ａ）室担体とマイクロアレイとの間に形成された反応室内に該試料を配置する工程であって、該マイクロアレイは、核酸プローブがアレイ要素上に固定化された基板を備えることと、
ｂ）循環増幅反応を用いて該反応室内で該検出される核酸を増幅する工程と、
ｃ）該基板上に固定化された核酸プローブとハイブリッドを形成しない分子を該反応室から除去することなく、該検出される核酸と該基板上に固定化された該核酸プローブとの間のハイブリッド形成を検出する工程とを備える方法。
【請求項６６】
前記反応室が前記室担体と前記マイクロアレイとの間の毛細管ギャップであることを特徴とする請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
前記毛細管ギャップの厚さが５０μｍ〜１００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記検出が、前記循環増幅反応の実行中および／または前記循環増幅反応の完了後に行われることを特徴とする請求項６５から６７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６９】
前記検出される核酸が検出可能マーカーで標識されることを特徴とする請求項６５から６８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７０】
前記検出可能マーカーが蛍光マーカーであることを特徴とする請求項６９に記載の方法。
【請求項７１】
前記蛍光マーカーの検出が、前記反応室の全容積を示す蛍光光学系を用いて行われることを特徴とする請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
前記試料中で検出される核酸の初期濃度が、検出される前記核酸と検出可能な前記基板上に固定化された核酸プローブとの間にハイブリッドを形成させるために必要な増幅サイクル数との相関関係を用いて決定されることを特徴とする請求項６５から７１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７３】
前記試料が、周知の濃度の前記マイクロアレイの核酸プローブとハイブリッドを形成する核酸を含むことを特徴とする請求項６５から７２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７４】
前記検出可能マーカーが、可溶性化合物を前記相互作用が発生したアレイ要素での析出物に転換させる反応を触媒するマーカーであることを特徴とする請求項６９に記載の方法。
【請求項７５】
工程ｃ）において、前記基板上の析出形成の時間依存挙動が信号強度の形で検出されることを特徴とする請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
前記アレイ要素で析出物を形成する反応が、銀化合物、好ましくは硝酸銀、乳酸銀、酢酸銀、又は酒石酸銀の元素銀への化学的還元であることを特徴とする請求項７４又は７５に記載の方法。
【請求項７７】
金の塊および／またはコロイド金粒子がマーカーとして採用されることを特徴とする請求項７４から７６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７８】
前記アレイ要素で析出物を形成する反応が、可溶性抽出物の酵素により触媒された難溶性生成物への転換であることを特徴とする請求項７４又は７５に記載の方法。
【請求項７９】
前記アレイ要素で析出物を形成する反応が、ペルオキシダーゼにより触媒された３，３’，５，５’−テトラメチルベンジジンの酸化であることを特徴とする請求項７８に記載の方法。
【請求項８０】
前記アレイ要素上の析出物の存在の検出が、該析出物による光線、好ましくはレーザ光線、又は発光ダイオードの反射、吸収、又は拡散を用いて行われることを特徴とする請求項７４から７９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８１】
前記アレイ要素上の析出物の存在の検出が、このアレイ要素で電気的パラメータの変化を測定することにより行われることを特徴とする請求項７４又は７５に記載の方法。
【請求項８２】
前記電気的パラメータが、伝導率、抵抗、および透磁率からなる群から選択されることを特徴とする請求項８１に記載の方法。
【請求項８３】
前記検出される核酸の増幅がＰＣＲを用いて行われることを特徴とする請求項６５から８２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８４】
前記基板が実質的にセラミック材料からなることを特徴とする請求項６５から８３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８５】
前記基板が実質的に酸化アルミニウムセラミックからなることを特徴とする請求項６５から８４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８６】
ＰＣＲの実行、および／またはマイクロアレイベースの検定を行うために、請求項１から３２のいずれか一項、および請求項５２から６４のいずれか一項に記載の装置の使用方法。
【請求項８７】
分子プローブが所定の領域に固定化された基板を備え、該基板が実質的にセラミック材料を含むことを特徴とするマイクロアレイ。
【請求項８８】
前記基板が実質的に酸化アルミニウムセラミックを含むことを特徴とする請求項８７に記載のマイクロアレイ。
【請求項８９】
前記基板が、少なくとも９９．５％の酸化アルミニウムセラミックを含むことを特徴とする請求項８８に記載のマイクロアレイ。
【請求項９０】
前記基板の表面粗さが、０．０４μｍ〜０．１２μｍ、好ましくは０．０６μｍ〜０．１μｍ、特に好ましくは約０．０８μｍであることを特徴とする請求項８７から８９のいずれか一項に記載のマイクロアレイ。
【請求項９１】
前記基板が光学的に透明であることを特徴とする請求項８７から９０のいずれか一項に記載のマイクロアレイ。
【請求項９２】
前記分子プローブが、ポリマーリンカーを介して前記基板表面上に固定化されることを特徴とする請求項８７から９１のいずれか１項に記載のマイクロアレイ。
【請求項９３】
前記ポリマーリンカーが修飾されたシラン層であることを特徴とする請求項９２に記載のマイクロアレイ。
【請求項９４】
前記分子プローブが、抗体、タンパク質受容体、ペプチド、および核酸から選択されることを特徴とする請求項８７から９３のいずれか一項に記載のマイクロアレイ。
【請求項９５】
実質的にセラミック材料を含む基板の前記基板表面の所定の領域への分子プローブの固定化工程を含む請求項８７から９４のいずれか一項に記載のマイクロアレイの製造方法。
【請求項９６】
前記基板が実質的に酸化アルミニウムセラミックを含むことを特徴とする請求項９５に記載の方法。
【請求項９７】
前記基板表面がポリマーリンカーにより被覆され、前記分子プローブが該ポリマーリンカーを介して前記基板表面上に固定化されることを特徴とする請求項９５又は９６に記載の方法。
【請求項９８】
前記ポリマーリンカーが修飾されたシラン層であることを特徴とする請求項９７に記載の方法。
【請求項９９】
前記マイクロアレイ上の前記標的分子と前記分子プローブとの間の分子間相互作用を用いた試料中の標的分子の定性的検出および／または定量的検出のための請求項８７から９４のいずれ一項に記載のマイクロアレイの使用方法。
【請求項１００】
細胞の遺伝子型状態を調べるための請求項９９に記載の使用方法。
【請求項１０１】
細胞の生理的状態を調べるための請求項９９に記載の使用方法。
【請求項１０２】
請求項３３から５１および／または６５から８５のいずれか一項に記載の方法による請求項８７から９４のいずれか一項に記載のマイクロアレイの使用方法。
【請求項１０３】
基板の所定の領域上に固定化された分子プローブを有するマイクロアレイの製造のための該基板の使用であって、該基板が実質的にセラミック材料を含むことを特徴とする基板の使用方法。
【請求項１０４】
前記基板が実質的に酸化アルミニウムセラミックを含むことを特徴とする請求項１０３に記載の使用方法。
【請求項１０５】
前記基板が少なくとも９９．５％の酸化アルミニウムセラミックを含むことを特徴とする請求項１０３又は１０４に記載の使用方法。
【請求項１０６】
前記基板の表面粗さが０．０４μｍ〜０．１２μｍ、好ましくは０．０６μｍ〜０．１μｍ、特に好ましくは約０．０８μｍであることを特徴とする請求項１０３から１０５のいずれか一項に記載の使用方法。
【請求項１０７】
前記基板が光学的に透明であることを特徴とする請求項１０３から１０６のいずれか一項に記載の使用方法。
【請求項１０８】
請求項１から３２および／または５２から６４のいずれか一項に記載の装置を製造するための請求項１０３から１０７のいずれか一項に記載の使用方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公表番号】特表２００６−５２３０９５（Ｐ２００６−５２３０９５Ａ）
【公表日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５０４９７５（Ｐ２００６−５０４９７５）
【出願日】平成１６年４月２日（２００４．４．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／００３５３２
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０８７９５１
【国際公開日】平成１６年１０月１４日（２００４．１０．１４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
テフロン
【出願人】（３０１０５９６３９）クロンディアグ チップ テヒノロギーズ ゲーエムベーハー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年４月２日（２００４．４．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／００３５３２
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０８７９５１
【国際公開日】平成１６年１０月１４日（２００４．１０．１４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
テフロン
【出願人】（３０１０５９６３９）クロンディアグ チップ テヒノロギーズ ゲーエムベーハー (1)
【Ｆターム（参考）】
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