| 【第1編 総論】 |
| 第1章 バイオチップの技術総論（松永是，岡村好子） |
| 1. ポストゲノムシークエンスのアプローチ 3 |
| 2. プロテオームそして細胞レベルへ 3 |
| 3. バイオチップの応用 4 |
| 4. 本書をまとめるにあたって 5 |
| 【第2編 要素技術】 |
| 第1章 アレイ・チップ材料の開発 |
| 1. 磁性ビーズを利用したバイオチップ（田中剛，松永是） 9 |
| 1.1 はじめに 9 |
| 1.2 バイオアドレッシング技術 10 |
| 1.3 磁気計測技術のチップ解析への応用 12 |
| 1.4 磁性ビーズの開発状況 13 |
| 1.5 バイオ磁性ビーズの利用 14 |
| 1.5.1 バイオ磁性ビーズ表面への分子構築 15 |
| 1.5.2 タンパク質のアセンブリング技術 16 |
| 1.5.3 磁気プローブ 18 |
| 1.6 おわりに 19 |
| 2. 膜を利用したチップ（久本秀明） 22 |
| 2.1 はじめに 22 |
| 2.2 マイクロチャネル内界面重合に基づく高分子膜の作製 22 |
| 2.3 ガス透過膜としてのマイクロチャンネル内高分子膜 25 |
| 2.4 チャネル内高分子膜への酵素固定化に基づく基質透過・化学変換膜の作製 26 |
| 2.5 おわりに 31 |
| 3. ナノポーラス材料に基づくバイオチップ（松本太，益田秀樹） 33 |
| 3.1 はじめに 33 |
| 3.2 アルミナナノホールアレイ構造およびバイオチップ基板の作製 34 |
| 3.3 生体関連分子の二次元高密度パターニング 36 |
| 3.4 フロースルー型三次元DNAアレイの作製 38 |
| 3.5 おわりに 40 |
| 4. バイオチップの表面処理技術（内田勝美，長崎幸夫） 42 |
| 4.1 はじめに 42 |
| 4.2 DNAチップの表面処理 42 |
| 4.3 プロテインチップの表面処理 44 |
| 4.4 糖鎖チップの表面処理 46 |
| 4.5 細胞チップの表面処理 46 |
| 4.6 高感度化のためのチップ表面処理 46 |
| 4.6.1 SAMを利用した表面処理 46 |
| 4.6.2 プローブ分子の配向性を考慮した表面処理 47 |
| 4.6.3 ポリマーを利用した表面処理 47 |
| 4.7 おわりに 51 |
| 5. PCサーフェイステクノロジーによるバイオ分子高効率機能表面の創製（石原一彦） 53 |
| 5.1 はじめに 53 |
| 5.2 究極のバイオインターフェイスとは－PCサーフェイステクノロジー－ 53 |
| 5.3 バイオ分子の非特異的吸着抑制 55 |
| 5.4 バイオ分子の選択固体化 57 |
| 5.5 バイオ分子の安定化 58 |
| 5.6 PCサーフェイスを実装したバイオチップの実例 59 |
| 5.7 おわりに 61 |
| 第2章 バイオチップの検出技術開発 |
| 1. 分光学的手法および電気化学的手法（竹中繁織） 64 |
| 1.1 分光学的手法によるバイオチップの検出 64 |
| 1.2 電気化学的手法によるバイオチップの検出 68 |
| 1.3 おわりに 70 |
| 2. AFMによるバイオチップの加工と力学測定（中村史） 72 |
| 2.1 はじめに 72 |
| 2.2 AFMを用いたリソグラフィー技術 73 |
| 2.3 酵素を用いたAFMによる生体分子微細加工 74 |
| 2.4 生体分子相互作用の力学測定 77 |
| 2.5 おわりに 79 |
| 3. 検出のための装置･システム･試薬の開発（近藤恭光，田代英夫） 81 |
| 3.1 はじめに 81 |
| 3.2 ハイブリダイゼーション装置 81 |
| 3.3 検出装置・試薬 85 |
| 3.4 デジタル検出技術の開発 88 |
| 3.5 おわりに 91 |
| 第3章 バイオチップの情報処理技術 |
| 1. バイオチップデータ解析のためのバイオインフォマティクス技術（坊農秀雅） 92 |
| 1.1 バイオチップとバイオインフォマティクス 92 |
| 1.2 バイオチップからのデータを用意する 93 |
| 1.3 バイオチップデータ解析のためのバイオインフォマティクス技術 93 |
| 1.3.1 チップに用いる配列データソース 93 |
| 1.3.2 機能アノテーションと結びつけて解析する 95 |
| 1.3.3 データを可視化する 97 |
| 1.4 おわりに 99 |
| 2. 発現プロファイルに基づいた遺伝子の高精度分類法：細胞・組織特異的な発現遺伝子のマイニング（中村由紀子，池村淑道，小笠原直毅，金谷重彦） 100 |
| 2.1 はじめに 100 |
| 2.2 時系列発現プロファイル解析 100 |
| 2.3 マイクロアレイ技術の植物遺伝子解析への応用 104 |
| 2.4 付録：BL-SOMのアルゴリズム 107 |
| 【第3編 応用・開発】 |
| 第1章 DNAチップの応用技術 |
| 1. 次世代遺伝子解析マイクロアレイの開発（棚村好彦，三澤弘明） 113 |
| 1.1 はじめに 113 |
| 1.2 従来のDNAハイブリダイゼーション検出チップ 113 |
| 1.3 新しい原理に基づくDNAハイブリダイゼーション検出チップの開発 114 |
| 1.4 おわりに 117 |
| 2. マイクロビーズを利用した発現解析－MPSS－（峰野純一） 119 |
| 2.1 はじめに 119 |
| 2.2 DNAマイクロビーズを用いた網羅的な発現解析 119 |
| 2.3 Megaclone 120 |
| 2.3.1 アンチタグマイクロビーズ 120 |
| 2.3.2 DNAマイクロビーズの作製 121 |
| 2.4 MPSS （Massively Parallel Signature Sequencing） 122 |
| 2.4.1 フローセル，エンコードアダプター，およびデコーダープローブ 123 |
| 2.4.2 MPSSによる塩基配列決定法 124 |
| 2.4.3 データ解析 125 |
| 2.5 データ紹介 126 |
| 2.6 おわりに 129 |
| 第2章 プロテインチップの応用技術 |
| 1. プロテインチップシステムの原理と臨床への応用（志和美重子） 130 |
| 1.1 はじめに 130 |
| 1.2 プロテインチップシステムの特徴と原理 130 |
| 1.3 Expression Difference MappingTM（EDM；発現解析）アプローチ 133 |
| 1.4 Interaction DiscoveryTM Mapping（IDM；相互作用解析）アプローチ 136 |
| 1.5 臨床への応用 137 |
| 1.6 おわりに 137 |
| 2. 昆虫ウイルスの多角体を用いたプロテインチップの開発（森肇，中澤裕，池田敬子） 140 |
| 2.1 はじめに 140 |
| 2.2 多角体へのタンパク質分子の固定化方法 143 |
| 2.3 多角体に固定化されたタンパク質の安定性 144 |
| 2.4 多角体へのリン酸化酵素の固定化とチップ作製 145 |
| 2.5 多角体へのアレルゲンの固定化とチップ作製 147 |
| 2.6 今後の展望 148 |
| 3. 抗体チップとDNAチップの比較（中山秀喜） 150 |
| 3.1 はじめに 150 |
| 3.2 抗体チップの現状 150 |
| 3.3 抗体チップ開発から，期待される波及技術 152 |
| 第3章 糖鎖チップの応用技術 |
| 1. 糖鎖マイクロアレイの開発動向（久野敦，内山昇，平林淳） 153 |
| 1.1 はじめに 153 |
| 1.2 第3のバイオチップ「糖鎖マイクロアレイ」の誕生 154 |
| 1.3 糖鎖マイクロアレイの種類 154 |
| 1.4 糖鎖マイクロアレイ応用研究の実際 157 |
| 1.5 おわりに 158 |
| 2. 糖鎖合成技術の開発（長堀紀子，西村紳一郎） 160 |
| 2.1 はじめに 160 |
| 2.2 糖鎖合成装置の開発：生合成プロセスを模倣した糖鎖自動合成装置“Golgi” 160 |
| 2.3 タンパク質提示基板としての糖鎖チップの利用 163 |
| 2.4 糖転移酵素チップの作製 167 |
| 2.5 おわりに 169 |
| 第4章 細胞チップの応用技術 |
| 1. 細胞・微生物チップの開発（彼谷高敏，安川智之，珠玖仁，末永智一） 171 |
| 1.1 はじめに 171 |
| 1.2 細胞・微生物パターニング 175 |
| 1.3 On-chip incubation 177 |
| 1.4 On-chip gene engineering 179 |
| 2. セロミクス研究のためのバイオチップ：オンチップ1細胞解析システム（安田賢二） 184 |
| 2.1 はじめに 184 |
| 2.2 細胞が蓄えた後天的情報を解明する手法：オンチップ・1細胞解析システム 184 |
| 2.3 オンチップ1細胞計測系を用いた同一遺伝子を持った姉妹細胞，親子細胞の相同性比較 187 |
| 2.4 細胞集団のコミュニティサイズ，ネットワークパターンが持つ後天的情報の解析 190 |
| 2.5 おわりに 192 |
| 3. 発光微生物を用いた環境モニタリング（阪口利文） 194 |
| 3.1 はじめに 194 |
| 3.2 システムの概要 194 |
| 3.3 計測の対象 195 |
| 3.4 発光微生物固定化チップの作製 195 |
| 3.5 発光微生物固定化チップからの生物発光 196 |
| 3.6 発光細菌固定化チップと簡易測定システムによるオンサイトBOD測定 198 |
| 3.7 発光細菌固定化チップを用いた実試料BODの測定 200 |
| 3.8 おわりに 201 |
| 4. 遺伝子機能解析の新しいツール：セルトランスフェクションアレイ（本間紀美，落谷孝広） 203 |
| 4.1 はじめに 203 |
| 4.2 アテロコラーゲンとは 203 |
| 4.3 Atelocollagen-based cell transfection arrayによるトランスフェクション 204 |
| 4.4 Atelocollagen-based cell transfection arrayの特長 205 |
| 4.5 Atelocollagen-based cell transfection arrayによる遺伝子機能解析 205 |
| 4.6 その他のトランスフェクションアレイ 206 |
| 4.7 おわりに 208 |
| 5. 免疫診断用マイクロウェルアレイ細胞チップ（藤城敏史，小幡勤，谷野克巳） 210 |
| 5.1 はじめに 210 |
| 5.2 免疫診断用マイクロウェルアレイチップの開発 210 |
| 5.3 作製プロセス 211 |
| 5.4 ウェルのパラメータと性能 213 |
| 5.4.1 ウェルのサイズ 213 |
| 5.4.2 ウェル形状 214 |
| 5.4.3 表面 214 |
| 5.4.4 ウェルピッチ 214 |
| 5.4.5 マーカー 216 |
| 5.5 おわりに 216 |
| 6. リンパ球チップ（岸裕幸，近藤佐千子，時光善温，本多立，本木和美，村口篤，民谷栄一，山村昌平，鈴木正康，藤城敏史，小幡勤，大永祟） 217 |
| 6.1 はじめに 217 |
| 6.2 抗原特異的Bリンパ球と抗体は1：1対応 218 |
| 6.3 リンパ球チップシステム 219 |
| 6.3.1 マイクロウェルアレイチップとスキャナ 219 |
| 6.3.2 抗原特異的リンパ球の検出 221 |
| 6.3.3 抗原特異的リンパ球の回収 221 |
| 6.4 従来の抗原特異的Bリンパ球の検出法との比較 221 |
| 6.5 リンパ球チップの応用 225 |
| 6.6 従来のモノクローナル抗体作製法との比較 226 |
| 6.7 おわりに 226 |
| 第5章 ラボオンチップの開発 |
| 1. バイオマイクロシステムの開発（森島圭祐） 228 |
| 1.1 はじめに 228 |
| 1.2 培養心筋細胞駆動を目指した足場材料の微細加工技術 229 |
| 1.3 心筋細胞駆動型バイオマイクロアクチュエーターとマイクロ流体制御デバイス 231 |
| 1.4 まとめおよび今後の展望 236 |
| 2. オンチップ細胞計測システムの開発（一木隆範） 239 |
| 2.1 はじめに 239 |
| 2.2 チップ上での細胞・微粒子の輸送および操作の物理 240 |
| 2.3 電気泳動による細胞輸送 241 |
| 2.4 電気泳動による細胞表面電位の評価 241 |
| 2.5 セルソーターチップ 244 |
| 2.6 おわりに 246 |
| 3. 電極集積化マイクロチャネルチップ（金幸夫） 248 |
| 3.1 はじめに 248 |
| 3.2 電極集積化マイクロチャネルチップの作製 249 |
| 3.3 電極集積化マイクロチャネルチップの応答特性 249 |
| 3.4 分光電気化学への応用 251 |
| 3.5 おわりに 254 |
| 【第1編 総論】 |
| 第1章 バイオチップの技術総論（松永是，岡村好子） |
| 1. ポストゲノムシークエンスのアプローチ 3 |
| 2. プロテオームそして細胞レベルへ 3 |
| 3. バイオチップの応用 4 |
| 4. 本書をまとめるにあたって 5 |
