JP2008125383A - Method for detecting nucleic acid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検出対象の核酸が微量でも簡便且つ高精度に検出できる核酸の検出方法に関する。 The present invention relates to a method for detecting a nucleic acid that can be detected easily and with high precision even when the amount of nucleic acid to be detected is small.
近年の遺伝子工学の発展により、遺伝子診断は、医療分野における病原菌やウイルスの検出のみならず、犯罪捜査、親子鑑定、考古学研究、生物学などの様々な分野において頻繁に用いられるようになっている。そして、遺伝子診断を行う際は、標的である核酸を高精度に検出できることが求められる。
従来の遺伝子診断は、例えば、検体である標的DNAとこれに相補的なプローブDNAを用意し、これらをハイブリダイゼーションし得る条件下でアニールし、ハイブリダイゼーションの有無を検定することで行われてきた。初期の方法では、検体をナイロン膜などの固相に固定し、標的の遺伝子配列に相補的な遺伝子の結合を調べていた。しかし、一塩基多型(SNP)変異などを検出するような場合においては、その精度が必ずしも高くないという問題点が指摘されていた。また、診断には数時間から1日という長い時間を要する上、遺伝子結合を検知するために、放射性同位体元素を用いたり、酵素反応を利用した複雑な化学反応を用いていたため、操作が煩雑で精度が必ずしも高くないという問題点があった。特に放射性同位体元素を用いる場合には、安全性の問題もあった。そこで、安全で、より簡便且つ高精度な検出方法が求められていた。
With the recent development of genetic engineering, genetic diagnosis is frequently used not only in the detection of pathogenic bacteria and viruses in the medical field, but also in various fields such as criminal investigation, parentage testing, archeological research, biology, etc. Yes. And when performing a genetic diagnosis, it is calculated | required that the nucleic acid which is a target can be detected with high precision.
Conventional genetic diagnosis has been performed, for example, by preparing a target DNA as a specimen and a probe DNA complementary thereto, annealing them under conditions that allow hybridization, and testing for the presence or absence of hybridization. . In the initial method, the specimen was fixed to a solid phase such as a nylon membrane, and the binding of a gene complementary to the target gene sequence was examined. However, in the case of detecting single nucleotide polymorphism (SNP) mutation or the like, a problem has been pointed out that the accuracy is not necessarily high. In addition, the diagnosis takes a long time of several hours to one day, and in order to detect gene binding, a radioisotope element or a complicated chemical reaction using an enzyme reaction is used, so that the operation is complicated. However, there is a problem that the accuracy is not necessarily high. In particular, when a radioisotope element is used, there is a safety problem. Therefore, a safe, simpler and more accurate detection method has been demanded.
これに対し最近になって、プローブDNAを基盤に固定した遺伝子チップを用いる遺伝子診断法が研究、報告されている。しかし、この方法も、依然として一塩基多型変異を検出する場合の精度の問題点を解決するものではなかった。
さらに、ラテックス微粒子や金コロイド粒子とDNAとの複合体の凝集を利用する遺伝子診断法が報告され(非特許文献1および2並びに特許文献1参照)、注目された。しかし、このような複合体の凝集では、検体として添加されたDNAが複数の微粒子を架橋することにより凝集が促進されるため、検体DNAの複数の箇所に結合する複数種類のDNA固定化微粒子を用意する必要があり、操作が複雑であるという問題点があった。
On the other hand, recently, a genetic diagnosis method using a gene chip fixed on a probe DNA base has been studied and reported. However, this method still does not solve the problem of accuracy in detecting single nucleotide polymorphism mutations.
Furthermore, genetic diagnosis methods utilizing aggregation of complexes of latex microparticles or gold colloidal particles and DNA have been reported (see
このような問題点に対して、DNAコンジュゲート物質を用いる高精度で汎用性のある遺伝子診断方法(特許文献2参照)が提案されている。この方法は、一本鎖DNAと疎水性物質の複合体であるDNAコンジュゲート物質と金属陽イオンを含有する水溶液に、遺伝子DNAを添加し、該水溶液の光散乱強度、または光透過率のいずれかの変化を測定することを特徴とする遺伝子診断方法である。疎水性物質としては、通常イソプロピルアクリルアミドの重合体が用いられる。
また、イムノクロマト法を用いて両末端がハプテン修飾されたPCR産物を検出する方法が開示されている(特許文献3参照)。この方法では、ハプテンと抗体の抗原抗体反応を用いて検出を行うことで、室温でも特異性良く標的DNAを検出できる。また、この方法はイムノクロマト法を応用しており、特別な装置を用いなくても毛細管現象によりB/F分離が行われるようになっている。
In addition, a method for detecting a PCR product in which both ends are hapten-modified using an immunochromatography method is disclosed (see Patent Document 3). In this method, target DNA can be detected with high specificity even at room temperature by performing detection using an antigen-antibody reaction between a hapten and an antibody. Further, this method applies an immunochromatography method, and B / F separation is performed by a capillary phenomenon without using a special apparatus.
しかし、特許文献2に記載の方法では、確かに一種類のDNAコンジュゲート物質を用いることで遺伝子DNAの一塩基多型変異を検出することはできる。しかし、このDNAコンジュゲート物質の調製は操作が複雑であり、また、分析時にはミセル構造をとらせるために30℃以上の温度に加温する必要があった。さらに、特許文献2の実施例では温度を40℃に維持しているように、この方法では、一塩基多型変異を検出するために、DNAコンジュゲート物質のDNAと遺伝子DNAとのハイブリダイゼーションの温度を精密に制御する必要があった。このように温度条件に制約が多く、操作が煩雑であるという問題点があった。
However, in the method described in
また、特許文献3に記載の方法では、金コロイドが用いられており、金コロイドは単色なので、例えば、SNPのタイピングを行うような場合、固相上の異なる二箇所にそれぞれ異なる抗体を結合させておく必要がある。そしてイムノクロマトの原理上、ある部位で反応が起こり、ハプテン標識されたPCR産物が補足されると、流れが妨げられ、その上流での反応効率が低下してしまう恐れがあるので、複数の標的DNAを検出するためにマルチプレックス化した際には、精度が良くないという問題点があった。また、イムノクロマト法では、毛細管現象を利用しており、ハプテンと抗体の抗原抗体反応を撹拌等によって促進することができないという問題点がった。さらに、抗体が付着した固相へと試料溶液を導入する必要があり、必ず試料溶液の分注操作が必要とされる。そして、特に複数の検体を処理していくような場合、この分注操作が煩雑で面倒であるだけでなく、例えば、PCR反応後の試料溶液の入った容器と分注操作を行った固相との対応関係が失われ易いという問題点があった。 In the method described in Patent Document 3, colloidal gold is used, and the colloidal gold is monochromatic. For example, when SNP typing is performed, different antibodies are bound to two different locations on the solid phase. It is necessary to keep. And in the principle of immunochromatography, if a reaction takes place at a certain site and the hapten-labeled PCR product is captured, the flow may be hindered and the reaction efficiency upstream may be reduced. When detecting a multiplex to detect the error, there was a problem that the accuracy was not good. In addition, the immunochromatography method utilizes a capillary phenomenon and has a problem that the antigen-antibody reaction between the hapten and the antibody cannot be promoted by stirring or the like. Furthermore, it is necessary to introduce the sample solution into the solid phase to which the antibody is attached, and a dispensing operation of the sample solution is always required. And especially when processing a plurality of specimens, this dispensing operation is not only complicated and troublesome, but also, for example, a container containing a sample solution after a PCR reaction and a solid phase subjected to the dispensing operation. There was a problem that the correspondence relationship with was easily lost.
このように、従来の遺伝子診断法においては、簡便且つ高精度な核酸の検出方法がないのが現状であった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、検出対象の核酸が微量でも簡便且つ高精度に検出できる核酸の検出方法を提供することを課題とする。
As described above, in the conventional genetic diagnosis methods, there is no simple and highly accurate method for detecting nucleic acids.
This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the detection method of the nucleic acid which can be detected simply and with high precision even if the nucleic acid of detection object is trace amount.
すなわち、上記課題を解決するため、
請求項1に記載の発明は、特定の標的配列を有する二本鎖核酸の有無を検出する方法であって、(A)試料中の核酸に対して、異なる種類のリガンドからなるリガンド対が結合した標的配列を有する二本鎖核酸を複製する操作を行う工程と、(B)前記リガンド対のいずれか一方と特異的に結合する受容体が固定化された固相担体、および他方のリガンドと特異的に結合する受容体が固定化された光学的に区別可能な微粒子を調製する工程と、(C)前記固相担体の受容体が固定化された領域を、前記試料中に挿入する工程と、(D)該受容体固定化領域を前記試料中に挿入したまま、前記微粒子を該試料中に添加する工程と、(E)前記固相担体を前記試料中より取り出す工程と、(F)前記固相担体の受容体が固定化された領域の光学的性質を検出する工程と、を含むことを特徴とする核酸の検出方法である。
請求項2に記載の発明は、特定の標的配列を有する二本鎖核酸の有無を検出する方法であって、(a)試料中の核酸に対して、異なる種類のリガンドからなるリガンド対が結合した標的配列を有する二本鎖核酸を複製する操作を行う工程と、(b)前記リガンド対のいずれか一方と特異的に結合する受容体が固定化された光学的に区別可能な微粒子を調製する工程と、(c)前記リガンド対の他方と特異的に結合する受容体が固定化され、さらに該固定化領域外に前記微粒子が付着された固相担体を調製する工程と、(d)前記固相担体の受容体が固定化された領域を前記試料中に挿入し、該受容体固定化領域を試料中に挿入したまま、さらに該固相担体の微粒子が付着された領域を前記試料中に挿入して、該微粒子を前記試料中に添加する工程と、(e)前記固相担体を前記試料中より取り出す工程と、(f)前記固相担体の受容体が固定化された領域の光学的性質を検出する工程と、を含むことを特徴とする核酸の検出方法である。
請求項3に記載の発明は、前記微粒子の試料中への添加後に、該試料中に挿入されている前記固相担体を用いて該試料の撹拌を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の核酸の検出方法である。
請求項4に記載の発明は、前記標的配列が複数種類であり、標的配列ごとに異なるリガンド対を用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の核酸の検出方法である。
請求項5に記載の発明は、前記微粒子に固定化された受容体および該受容体と特異的に結合するリガンドが、前記標的配列によらずそれぞれ同一であり、前記固相担体に固定化された受容体および該受容体と特異的に結合するリガンドが、前記標的配列ごとにそれぞれ異なり、固相担体上の前記受容体が、種類ごとに区分されて固定化されていることを特徴とする請求項4に記載の核酸の検出方法である。
請求項6に記載の発明は、前記微粒子に固定化された受容体および該受容体と特異的に結合するリガンド並びに該微粒子の光学的性質が、前記標的配列ごとにそれぞれ異なり、前記固相担体に固定化された受容体および該受容体と特異的に結合するリガンドが、前記標的配列によらずそれぞれ同一であることを特徴とする請求項4に記載の核酸の検出方法である。
請求項7に記載の発明は、前記微粒子に固定化された受容体および該受容体と特異的に結合するリガンド並びに該微粒子の光学的性質が、前記標的配列ごとにそれぞれ異なり、前記固相担体に固定化された受容体および該受容体と特異的に結合するリガンドが、前記標的配列ごとにそれぞれ異なり、固相担体上の前記受容体が、種類ごとに区分されて固定化されていることを特徴とする請求項4に記載の核酸の検出方法である。
請求項8に記載の発明は、前記標的配列の複製操作を、ポリメラーゼ連鎖反応法またはライゲーション法により行うことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の核酸の検出方法である。
That is, to solve the above problem,
The invention according to
The invention according to
The invention according to claim 3 is characterized in that the sample is agitated using the solid phase carrier inserted into the sample after the addition of the fine particles into the sample. The method for detecting a nucleic acid described in 1. above.
The invention according to claim 4 is the method for detecting a nucleic acid according to any one of
In the invention according to claim 5, the receptor immobilized on the microparticle and the ligand that specifically binds to the receptor are the same regardless of the target sequence, and are immobilized on the solid phase carrier. The receptor and the ligand that specifically binds to the receptor are different for each target sequence, and the receptor on the solid phase carrier is classified and immobilized by type. A method for detecting a nucleic acid according to claim 4.
The invention according to claim 6 is characterized in that the receptor immobilized on the microparticle, the ligand that specifically binds to the receptor, and the optical properties of the microparticle are different for each target sequence, and the solid phase carrier. The method for detecting a nucleic acid according to claim 4, wherein the receptor immobilized on the ligand and the ligand that specifically binds to the receptor are the same regardless of the target sequence.
The invention according to claim 7 is characterized in that the receptor immobilized on the microparticle, the ligand that specifically binds to the receptor, and the optical properties of the microparticle are different for each target sequence, and the solid phase carrier The receptor immobilized on the ligand and the ligand that specifically binds to the receptor are different for each target sequence, and the receptor on the solid support is classified and immobilized by type. The method for detecting a nucleic acid according to claim 4, wherein:
The invention according to claim 8 is the nucleic acid detection method according to any one of
本発明によれば、検出対象の核酸が微量でも簡便且つ高精度に検出できる。
具体的には、標的核酸の検出はリガンドおよび受容体間の特異的結合に基づくので、微量の標的核酸でも高精度に検出できる。また、試料溶液の分注操作が不要であり、試料溶液の入った容器と固相単体との対応関係が明確である。また、試料溶液中に固相単体を挿入しかつ微粒子を添加した状態で該試料溶液を撹拌可能なので、特異的結合の形成をより促進することができる。さらに、複数の標的核酸を同時に検出することもでき、検出を安価かつ迅速に行うことができる。
According to the present invention, even a small amount of nucleic acid to be detected can be detected easily and with high accuracy.
Specifically, since the detection of the target nucleic acid is based on specific binding between the ligand and the receptor, even a trace amount of the target nucleic acid can be detected with high accuracy. Further, the dispensing operation of the sample solution is unnecessary, and the correspondence between the container containing the sample solution and the solid phase alone is clear. In addition, since the sample solution can be stirred while the solid phase is inserted into the sample solution and the fine particles are added, the formation of specific binding can be further promoted. Furthermore, a plurality of target nucleic acids can be detected at the same time, and detection can be performed inexpensively and rapidly.
以下、本発明について、詳しく説明する。
本発明の核酸の検出方法は、特定の標的配列を有する二本鎖核酸の有無を検出する方法であって、
(A)試料中の核酸に対して、異なる種類のリガンドからなるリガンド対が結合した標的配列を有する二本鎖核酸を複製する操作を行う工程と、
(B)前記リガンド対のいずれか一方と特異的に結合する受容体が固定化された固相担体、および他方のリガンドと特異的に結合する受容体が固定化された光学的に区別可能な微粒子を調製する工程と、
(C)前記固相担体の受容体が固定化された領域を、複製操作後の前記試料中に挿入する工程と、
(D)該受容体固定化領域を試料中に挿入したまま、前記微粒子を該試料中に添加する工程と、
(E)前記固相担体を試料中より取り出す工程と、
(F)前記固相担体の受容体が固定化された領域の光学的性質を検出する工程と、
を含むことを特徴とする。
または、
(a)試料中の核酸に対して、異なる種類のリガンドからなるリガンド対が結合した標的配列を有する二本鎖核酸を複製する操作を行う工程と、
(b)前記リガンド対のいずれか一方と特異的に結合する受容体が固定化された光学的に区別可能な微粒子を調製する工程と、
(c)前記リガンド対の他方と特異的に結合する受容体が固定化され、さらに該固定化領域外に前記微粒子が付着された固相担体を調製する工程と、
(d)前記固相担体の受容体が固定化された領域を複製操作後の前記試料中に挿入し、該受容体固定化領域を試料中に挿入したまま、さらに該固相担体の微粒子が付着された領域を試料中に挿入して、該微粒子を試料中に添加する工程と、
(e)前記固相担体を試料中より取り出す工程と、
(f)前記固相担体の受容体が固定化された領域の光学的性質を検出する工程と、
を含むことを特徴とする。
以下、本発明について、各工程ごとに詳しく説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The nucleic acid detection method of the present invention is a method for detecting the presence or absence of a double-stranded nucleic acid having a specific target sequence,
(A) A step of performing an operation of replicating a double-stranded nucleic acid having a target sequence to which a ligand pair consisting of different types of ligands is bound to a nucleic acid in a sample;
(B) A solid phase carrier on which a receptor that specifically binds to one of the ligand pairs is immobilized, and an optically distinguishable on which a receptor that specifically binds to the other ligand is immobilized A step of preparing fine particles;
(C) inserting the region where the receptor of the solid phase carrier is immobilized into the sample after the replication operation;
(D) adding the fine particles to the sample while the receptor-immobilized region is inserted into the sample;
(E) removing the solid phase carrier from the sample;
(F) detecting the optical property of the region where the receptor of the solid phase carrier is immobilized;
It is characterized by including.
Or
(A) performing a process of replicating a double-stranded nucleic acid having a target sequence to which a ligand pair consisting of different types of ligands is bound to a nucleic acid in a sample;
(B) preparing an optically distinguishable microparticle on which a receptor that specifically binds to any one of the ligand pairs is immobilized;
(C) preparing a solid phase carrier in which a receptor that specifically binds to the other of the ligand pair is immobilized, and the fine particles are attached outside the immobilization region;
(D) The region where the receptor of the solid phase carrier is immobilized is inserted into the sample after the replication operation, and the solid phase carrier fine particles are further inserted while the receptor immobilized region is inserted into the sample. Inserting the attached region into the sample and adding the microparticles to the sample;
(E) removing the solid phase carrier from the sample;
(F) detecting an optical property of a region where the receptor of the solid phase carrier is immobilized;
It is characterized by including.
Hereinafter, the present invention will be described in detail for each step.
[標的配列が一種類の場合]
まず、標的配列が一種類の場合を中心に、以下説明する。
<二本鎖標的核酸を複製する操作を行う工程>
(標的配列、標的核酸)
本発明において標的配列とは、検出対象の塩基配列を含む配列のことを指し、本発明の検出方法を適用する段階では、検出に供する試料中にその存在の有無が判明していなくても良い。そして本発明は、試料中に元来含まれている標的配列自体の検出を試みるのではなく、試料を用いて、リガンド対が結合した標的配列を有する二本鎖標的核酸(以下、標的核酸と略記することがある)の複製を試み、該標的核酸の検出を試みるものである。したがって、標的配列が試料中に元々存在しなければ、標的核酸は検出されない。すなわち、本発明において「核酸の検出」とは、「標的核酸の有無の確認」をも意味する。なお、以下においては、「試料中の核酸に対して、標的核酸を複製する操作を行った試料」のことを「標的核酸を含有している可能性のある試料」と言うことにする。
[When there is only one target sequence]
First, the following description will be focused on the case where there is only one type of target sequence.
<Step of performing an operation of replicating a double-stranded target nucleic acid>
(Target sequence, target nucleic acid)
In the present invention, the target sequence refers to a sequence containing the base sequence to be detected, and at the stage of applying the detection method of the present invention, the presence or absence of the presence in the sample to be detected may not be known. . The present invention does not attempt to detect the target sequence itself originally contained in the sample, but uses a sample to form a double-stranded target nucleic acid (hereinafter referred to as a target nucleic acid) having a target sequence to which a ligand pair is bound. (Which may be abbreviated) and attempts to detect the target nucleic acid. Thus, no target nucleic acid is detected unless the target sequence is originally present in the sample. That is, in the present invention, “detection of nucleic acid” also means “confirmation of presence or absence of target nucleic acid”. In the following, “a sample that has been subjected to an operation for replicating a target nucleic acid with respect to a nucleic acid in a sample” will be referred to as a “sample that may contain a target nucleic acid”.
(標的核酸を複製する操作)
試料中の核酸に対して、標的核酸を複製する操作を行う方法は特に限定されず、従来公知の種々の方法が適用できる。例えば、標的配列の存在の有無が不明でも良い試料、標的配列に静電結合、水素結合、共有結合、疎水結合等により直接または間接に結合可能で酵素による核酸合成の足がかりとなりかつリガンドが結合された化合物、標的配列の情報に従って核酸合成を行う酵素および該酵素の反応に必要な基質を緩衝液に添加した溶液を調製し、酵素の至適温度でインキュベートして酵素反応を十分に行わせれば良い。試料中に標的配列が存在すれば、前記酵素反応により、標的核酸が産生される。なお、リガンドが結合された前記化合物は、従来公知の方法で得ることができ、市販品があればこれを用いても良い。
(Operation to replicate the target nucleic acid)
The method for performing the operation of replicating the target nucleic acid on the nucleic acid in the sample is not particularly limited, and various conventionally known methods can be applied. For example, the presence or absence of the target sequence may be unknown, the target sequence can be bound directly or indirectly by electrostatic bond, hydrogen bond, covalent bond, hydrophobic bond, etc. Prepare a solution in which a nucleic acid synthesis enzyme and a substrate necessary for the reaction of the enzyme are added to a buffer solution according to the information on the compound and target sequence, and incubate at the optimum temperature of the enzyme to sufficiently perform the enzyme reaction. good. If the target sequence is present in the sample, the target nucleic acid is produced by the enzyme reaction. In addition, the said compound with which the ligand was couple | bonded can be obtained by a conventionally well-known method, and if there exists a commercial item, this may be used.
前記酵素反応に供する試料としては特に限定されず、例えば、患者由来の試料そのものや、患者由来の試料から抽出したgDNA等の核酸を含むもの等が挙げられる。患者由来の試料としては特に限定されず、好ましいものとして血液が例示できる。そして、患者由来の試料からgDNA等の核酸を抽出する方法も特に限定されず、例えば、患者由来の試料が血液である場合には、QIAGEN社製のEZ1(商品名)等の自動化された核酸抽出装置を用いても良いし、市販の核酸抽出キットを用いても良い。また、島津製作所製のAmpdirect(商品名)を用いれば、核酸抽出後にそのまま後記するPCRを行うこともできる。そして、ここに挙げたものは一例であり、検出環境に応じて適宜選択すれば良い。また、同様の方法で、試薬だけを変えることでRNAの抽出も行えるので、必要に応じてRNAを用いても良い。 The sample to be subjected to the enzyme reaction is not particularly limited, and examples thereof include a patient-derived sample itself and a sample containing a nucleic acid such as gDNA extracted from a patient-derived sample. The patient-derived sample is not particularly limited, and blood can be exemplified as a preferable sample. The method for extracting nucleic acid such as gDNA from a patient-derived sample is not particularly limited. For example, when the patient-derived sample is blood, an automated nucleic acid such as EZ1 (trade name) manufactured by QIAGEN. An extraction device may be used, or a commercially available nucleic acid extraction kit may be used. If Ampdirect (trade name) manufactured by Shimadzu Corporation is used, PCR described later can be performed as it is after nucleic acid extraction. And what was mentioned here is an example and what is necessary is just to select suitably according to a detection environment. In addition, RNA can be extracted by changing only the reagent in the same manner, and thus RNA may be used as necessary.
このような方法として、具体的には、ポリメラーゼ連鎖反応(以下、PCRと略記する)法、ライゲーション法等が例示できる。
PCR法では、リガンドが結合されたプライマー対を用い、標的配列を増幅する操作を行えば良い。
ライゲーション法では、リガンドが結合されたプローブ対を用い、標的配列上で連結反応を行う操作を行えば良い。
これらの中でも、微量の核酸を大量に複製できることから、PCR法が好ましい。
Specific examples of such a method include a polymerase chain reaction (hereinafter abbreviated as PCR) method and a ligation method.
In the PCR method, an operation for amplifying a target sequence may be performed using a primer pair to which a ligand is bound.
In the ligation method, a probe pair to which a ligand is bound may be used to perform a ligation reaction on the target sequence.
Among these, the PCR method is preferable because a very small amount of nucleic acid can be replicated.
図1に、PCR法により標的核酸が産生する様子の模式図を例示する。
患者試料中に含まれる標的配列10を抽出し、第一のリガンド110が結合されたフォワードプライマー11、および第二のリガンド120が結合されたリバースプライマー12を用意して、これらを用いてPCR増幅を行うことで第一のリガンド110および第二のリガンド120が結合された標的核酸1が得られる。
FIG. 1 illustrates a schematic diagram of how a target nucleic acid is produced by a PCR method.
A
PCR法では、使用するプライマーは16〜32merの長さであることが好ましく、例えば、標的核酸が遺伝子多型変異を有するものである場合は、その変異に適した配列を選択する。プライマーは、シグマアルドリッチジャパン株式会社等より入手可能である。プライマーはフォワードプライマーおよびリバースプライマーの二種が必要であり、それぞれ、異なるリガンドを結合させる。リガンドの結合位置としては5’末端、3’末端およびこれらの間より任意に選択できるが、PCRはプライマーの3’末端より伸長反応が行われるので、3’末端近傍に結合させることは好ましくない。そして、最も容易かつ経済的であることから、5’末端に結合させることが好ましい。
なお、プライマーは、リガンドが結合された状態の市販品を容易に入手できる。
In the PCR method, the primer to be used preferably has a length of 16 to 32 mer. For example, when the target nucleic acid has a gene polymorphism mutation, a sequence suitable for the mutation is selected. Primers are available from Sigma Aldrich Japan Co., Ltd. Two types of primers, a forward primer and a reverse primer, are required, and each binds a different ligand. The binding position of the ligand can be arbitrarily selected from the 5 ′ end, the 3 ′ end and between them, but since PCR is extended from the 3 ′ end of the primer, it is not preferable to bind near the 3 ′ end. . And since it is the easiest and economical, it is preferable to make it couple | bond with 5 'terminal.
As the primer, a commercially available product in which a ligand is bound can be easily obtained.
PCR試薬は、市販品が多数存在し、容易に入手可能である。例えば、東洋紡績株式会社製のKOD Plus(商品名)などは、PCR酵素、dNTP、Mg2+、緩衝液などが一つのキットとして含まれている。またApplied Biosystems社製のAmpliTaq Gold PCR Master Mix(商品名)などは、酵素を含む反応溶液が混合された状態であるだけでなく、冷蔵保存が可能である。ただし、遺伝子多型の検出を目的とする場合には、誤りの少ない高フィデリティの酵素を選択することが好ましい。PCR試薬は入手性、経済性、フィデリティなどを考慮して選択すれば良い。 There are many commercially available PCR reagents and they are easily available. For example, KOD Plus (trade name) manufactured by Toyobo Co., Ltd. includes PCR enzyme, dNTP, Mg2 + , buffer, and the like as one kit. In addition, Applied Biosystems' AmpliTaq Gold PCR Master Mix (trade name) and the like are not only in a state in which a reaction solution containing an enzyme is mixed, but also can be stored in a refrigerator. However, when the purpose is to detect a gene polymorphism, it is preferable to select a high fidelity enzyme with few errors. PCR reagents may be selected in view of availability, economy, fidelity, and the like.
PCR装置は、Applied Biosystems社製のGeneAmp PCR System 9700(商品名)や、MJ Research社製のThermal Cycler PTC−200(商品名)など、一般の市販品が好適である。ただし、各PCR装置によって反応の効率が若干異なるので、それらを補正する必要が生じることもある。遺伝子多型などの定量性を必要としない検出では補正の必要はないが、遺伝子発現などを見る場合には補正を行う必要がある。 The PCR apparatus is preferably a commercially available product such as GeneAmp PCR System 9700 (trade name) manufactured by Applied Biosystems or Thermal Cycler PTC-200 (trade name) manufactured by MJ Research. However, since the efficiency of the reaction differs slightly depending on each PCR apparatus, it may be necessary to correct them. For detection that does not require quantitativeness such as gene polymorphism, correction is not necessary. However, when gene expression is observed, correction is required.
プライマー濃度、鋳型DNA濃度、PCR温度サイクル条件などは、標的核酸に応じて適切なものを選択する。これら条件の一例を、東洋紡績株式会社製のKOD Plus(商品名)を用いた場合について表1および2に示す。なおこれら条件は、一塩基多型変異を有する二つの標的配列を1ウェル内で同時に検出する競争的PCRの形態をとっている。 Appropriate primer concentrations, template DNA concentrations, PCR temperature cycle conditions, and the like are selected according to the target nucleic acid. An example of these conditions is shown in Tables 1 and 2 for the case where KOD Plus (trade name) manufactured by Toyobo Co., Ltd. is used. These conditions take the form of competitive PCR in which two target sequences having single nucleotide polymorphism mutations are simultaneously detected in one well.
次に、図2に、ライゲーション法により標的核酸が産生する様子の模式図を例示する。
患者試料中に含まれる標的配列10を抽出し、第一のリガンド110が結合された第一のプローブ21、および第二のリガンド120が結合された第二のプローブ22を用意して、これらを用いて標的配列10上でライゲーション反応を行うことで、第一のリガンド110および第二のリガンド120が結合された標的核酸2が得られる。
Next, FIG. 2 illustrates a schematic diagram of how the target nucleic acid is produced by the ligation method.
A
ライゲーション法では、供する試料はPCR法と同様である。ただし、ライゲーション反応は増幅反応ではなくS/Nが確保しづらいので、反応に供する前に試料から核酸を抽出しておくことが好ましい。核酸の抽出方法は特に限定されず、検出環境に応じて適宜選択すれば良い。 In the ligation method, the sample to be provided is the same as in the PCR method. However, since the ligation reaction is not an amplification reaction and it is difficult to ensure S / N, it is preferable to extract the nucleic acid from the sample before subjecting it to the reaction. The nucleic acid extraction method is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the detection environment.
ライゲーション反応で使用するするプローブは、12〜32merの長さであることが好ましく、例えば、標的核酸が遺伝子多型変異を有するものである場合は、その変異に適した配列を選択する。プローブはPCR法で用いるプライマー同様に、リガンドが結合された状態の市販品を容易に入手できる。 The probe used in the ligation reaction preferably has a length of 12 to 32 mer. For example, when the target nucleic acid has a gene polymorphism mutation, a sequence suitable for the mutation is selected. Similar to the primer used in the PCR method, a commercially available product in which a ligand is bound can be easily obtained.
ライゲーション法では、隣接したプローブを連結する反応を行うため、本発明においては、下流に位置するプローブの3’末端近傍および上流に位置するプローブの5’末端近傍には、リガンドを結合させないようにする。また、上流に位置するプローブの5’末端は本来水酸基であるが、ここにはリン酸基を結合しておく必要がある。このリン酸基の結合は、従来公知の方法で行うこともできるし、リン酸基が結合された状態のプローブの市販品を用いても良い。
従って、上流に位置するプローブへのリガンドの結合は、3’末端または3’末端近傍で行うことが好ましい。プローブに結合させるリガンドは、PCR法で用いるものと同様のもので良く、プローブの種類に応じて適宜選択すれば良い。
In the ligation method, since a reaction for linking adjacent probes is performed, in the present invention, a ligand is not bound to the vicinity of the 3 ′ end of the probe located downstream and the vicinity of the 5 ′ end of the probe located upstream. To do. Further, the 5 ′ end of the probe located upstream is originally a hydroxyl group, but it is necessary to bind a phosphate group here. The binding of the phosphate group can be performed by a conventionally known method, or a commercially available probe in a state where the phosphate group is bound may be used.
Therefore, the ligand is preferably bound to the upstream probe at or near the 3 ′ end. The ligand to be bound to the probe may be the same as that used in the PCR method, and may be appropriately selected according to the type of probe.
ライゲーション試薬は、市販品が多数存在し、容易に入手可能である。例えば、New England BioLabs社製のTaq DNA Ligase(商品名)などは、ライゲース(酵素)、緩衝液などが一つのキットとして含まれている。また、EPCENTRE社製のAmpligase Thermostable DNA Ligase(商品名)などは、長時間、高温にさらしても失活しにくい改良された耐熱性ライゲースであり、ライゲーションと熱変性を繰り返し行わせるLCR(Ligation Chain Reaction)において有効である。このようにライゲーション試薬は、使用目的や入手性、経済性などを考慮して選択すれば良く、特に限定されるものではない。 There are many commercially available ligation reagents, and they are readily available. For example, Taq DNA Ligase (trade name) manufactured by New England BioLabs includes ligase (enzyme), buffer solution, and the like as one kit. In addition, Amplase Thermostable DNA Ligase (trade name) manufactured by EPCENTRE is an improved heat-resistant ligase that is not easily deactivated even after being exposed to high temperature for a long time, and is an LCR (Ligation Chain) that repeatedly performs ligation and heat denaturation. It is effective in (Reaction). As described above, the ligation reagent may be selected in consideration of the purpose of use, availability, economy, and the like, and is not particularly limited.
ライゲーション反応は、40℃〜65℃程度の恒温条件でインキュベートして行うので、恒温槽を用いれば行うことができる。ただし、インキュベーションの前に熱変性を行う場合やLCRを行う場合などには、PCR法で用いるサーマルサイクラーなどを用いると良い。 Since the ligation reaction is performed by incubation under a constant temperature condition of about 40 ° C. to 65 ° C., it can be performed using a constant temperature bath. However, a thermal cycler or the like used in the PCR method may be used when heat denaturation or LCR is performed before incubation.
プローブ濃度、鋳型DNA濃度、ライゲーション温度条件などは、標的核酸に応じて適切なものを選択する。これら条件の一例を、EPCENTRE社製のAmpligase Thermostable DNA Ligase(商品名)を用いた場合について表3および4に示す。なおこれら条件は、一塩基多型変異を有する二つの標的配列を1ウェル内で同時に検出する競争的ライゲーションの形態をとっている。 The probe concentration, template DNA concentration, ligation temperature conditions, and the like are selected appropriately according to the target nucleic acid. An example of these conditions is shown in Tables 3 and 4 in the case of using Amplase Thermostable DNA Ligase (trade name) manufactured by EPCENTRE. These conditions take the form of competitive ligation in which two target sequences having single nucleotide polymorphism mutations are simultaneously detected in one well.
本発明では、検出対象の標的核酸は二本鎖である。例えば、PCR法およびライゲーション法のいずれにおいても、プライマーおよびプローブは必ず二つ一対で用いる。これにより、対となっている双方のプライマーまたはプローブが正常に機能しないと、二本鎖の標的核酸が得られない。このような特異性増強の効果により、高精度に酵素反応産物が得られる。そして、得られた酵素反応産物は、熱変性やアルカリ変性などの特別な後処理を行わない限り二本鎖の状態となる。 In the present invention, the target nucleic acid to be detected is double stranded. For example, in both the PCR method and the ligation method, two pairs of primers and probes are always used. As a result, a double-stranded target nucleic acid cannot be obtained unless both of the paired primers or probes function normally. Due to the effect of enhancing specificity, an enzyme reaction product can be obtained with high accuracy. The obtained enzyme reaction product is in a double-stranded state unless special post-treatment such as heat denaturation or alkali denaturation is performed.
核酸はその構造上、一本鎖では直鎖形状をとり難く、特別に設計された配列でない限り、何らかの立体構造をとっている場合がほとんどである。しかし本発明では、標的核酸が二本鎖核酸なので、一本鎖核酸同士が互いに支えあう形でほぼ直鎖に近い構造をとり、固相や微粒子上に高密度に配置させることが可能となる。
さらに一本鎖の状態では、室温付近では他の一本鎖核酸とハイブリダイゼーションを起こす可能性があり、この場合、互いに絡み合って標的核酸の検出効率が著しく低下する。しかし本発明では、このような検出効率の低下は生じない。
Nucleic acids are difficult to take a straight-chain form in a single strand due to their structure, and often have some three-dimensional structure unless the sequence is specifically designed. However, in the present invention, since the target nucleic acid is a double-stranded nucleic acid, the single-stranded nucleic acid supports each other so that it has a substantially linear structure and can be arranged on a solid phase or fine particles at high density. .
Further, in the single-stranded state, hybridization with other single-stranded nucleic acids may occur near room temperature. In this case, the target nucleic acid is entangled with each other and the detection efficiency of the target nucleic acid is significantly reduced. However, in the present invention, such a decrease in detection efficiency does not occur.
(リガンド)
本発明で用いるリガンドとしては、核酸に結合可能で受容体と特異的に結合できるものであれば特に限定されず、例えば、ハプテン、ビオチン、FITC、DNP、Cy、DIG、FAM、HEX、TET、FLC、ローダミングリーン(Rhodamine Green)、TAMRA、テキサスレッド(Texas Red)、アレクサ(Alexa)、ペプチド、タンパク質、抗原/抗体物質、糖鎖等が挙げられる。そして、入手性や経済性を考慮して選択すれば良い。
(Ligand)
The ligand used in the present invention is not particularly limited as long as it can bind to a nucleic acid and can specifically bind to a receptor. For example, hapten, biotin, FITC, DNP, Cy, DIG, FAM, HEX, TET, Examples include FLC, Rhodamine Green, TAMRA, Texas Red, Alexa, peptides, proteins, antigen / antibody substances, sugar chains, and the like. Then, it may be selected in consideration of availability and economy.
本発明において特異的結合とは、特定の物質間で選択的に形成される、特異性の高い分子間力に基づく結合を意味する。具体的には、例えば、抗原および抗体間の免疫学的反応による結合、ビオチンおよびアビジン間の結合、糖およびレクチン間の結合等を例示できるが、これらに限定されない。 In the present invention, specific binding means binding based on intermolecular force with high specificity, which is selectively formed between specific substances. Specific examples include, but are not limited to, binding by an immunological reaction between an antigen and an antibody, binding between biotin and avidin, binding between a sugar and a lectin, and the like.
本発明では、一つの標的配列に対して、異なる二種類のリガンド(リガンド対)を用いて、標的核酸を調製する。 In the present invention, a target nucleic acid is prepared using two different types of ligands (ligand pairs) for one target sequence.
<固相担体および微粒子を調製する工程>
(受容体)
本発明において受容体とは、前記リガンドと特異的に結合可能なすべての物質を指す。このように特異的結合を利用することで、標的核酸が微量でも高精度な検出が可能となる。
<Step of preparing solid support and fine particles>
(Receptor)
In the present invention, the receptor refers to all substances that can specifically bind to the ligand. By utilizing specific binding in this way, high-precision detection is possible even with a small amount of target nucleic acid.
(微粒子)
本発明で用いる微粒子は光学的に区別可能なものである。ここで光学的に区別可能であるとは、具体的には例えば、色が異なること、すなわち光の吸収・反射・散乱、発光、蛍光等の波長が異なること、あるいは粒径が異なること、形状が異なること、材質が異なること等を指す。例えば、微粒子の色が同じであっても、微粒子の粒径が異なれば光の透過率が異なるので、これら微粒子を光学的に区別可能となる。また、微粒子の形状が異なれば光散乱の程度が異なるので、これら微粒子を光学的に区別可能となる。また、微粒子の材質が異なれば、微粒子の表面物性が異なることで光学特性が異なるので、これら微粒子を光学的に区別可能となる。本発明において用いる微粒子には、ここに挙げたものをはじめ、光学的に区別できる要素を複数有しているものを用いることもできる。
これら微粒子の粒径、材質、形状等は、所望の光学的性質が付与されるよう、適宜選択する。
これら微粒子は、従来公知の方法で製造すれば良く、市販品を用いても良い。
(Fine particles)
The fine particles used in the present invention are optically distinguishable. Specifically, optically distinguishable means that, for example, the colors are different, that is, the wavelengths of light absorption / reflection / scattering, light emission, fluorescence, etc. are different, the particle diameters are different, or the shape is different. Is different, and the material is different. For example, even if the color of the fine particles is the same, if the particle size of the fine particles is different, the light transmittance is different, so that these fine particles can be optically distinguished. Further, since the degree of light scattering varies depending on the shape of the fine particles, these fine particles can be optically distinguished. Also, if the material of the fine particles is different, the optical properties are different due to the different surface properties of the fine particles, so that these fine particles can be optically distinguished. The fine particles used in the present invention may be those having a plurality of optically distinguishable elements, including those listed here.
The particle size, material, shape, and the like of these fine particles are appropriately selected so as to impart desired optical properties.
These fine particles may be produced by a conventionally known method, and commercially available products may be used.
これらの中でも、目視で色の違いが認識できるものが好ましい。このようなものを用いれば、光学的性質検出用の装置を用いる必要もなく、安価かつ迅速簡便に核酸の検出を行うことができる。そして、製造または市販品の入手も容易である。目視で色が異なる微粒子を製造する場合には、例えば、成型済みの微粒子表面を染料等で着色しても良いし、着色済みの材料を用いて微粒子に成型しても良い。 Among these, those that can visually recognize the difference in color are preferable. If such a thing is used, it will be unnecessary to use the apparatus for optical property detection, and nucleic acid can be detected cheaply and quickly. And manufacture or acquisition of a commercial item is also easy. In the case of producing fine particles having different colors visually, for example, the surface of the formed fine particles may be colored with a dye or the like, or may be formed into fine particles using a colored material.
標的核酸をPCR法により調製する場合には、大量の標的核酸が得られるが、増幅反応を伴わないライゲーション法等により標的核酸を調製する場合には、得られる標的核酸の量は限られる。従って、光学的に区別可能な微粒子を用いる本発明の検出方法は、特に目視で検出を行うようにすることもできる点で優れた方法である。 When the target nucleic acid is prepared by the PCR method, a large amount of the target nucleic acid can be obtained. However, when the target nucleic acid is prepared by a ligation method not involving an amplification reaction, the amount of the target nucleic acid to be obtained is limited. Therefore, the detection method of the present invention using optically distinguishable fine particles is an excellent method in that detection can be performed by visual observation.
目視で色の違いが認識できる微粒子の材質としては、本発明の効果を損なわない範囲で特に限定されず、検出条件に応じて適宜選択すれば良い。例えば、ラテックスビーズ、ポリスチレンビーズ等、高分子材料からなる微粒子は、市販品の入手が容易である点で好ましく、特にラテックスビーズが好ましい。
ラテックスビーズは色付きのものが市販されており、例えば、Seradyn社製のColor−Rich(Dyed Carboxylate−Modified)(商品名)は赤色であり、視認性が高く、カルボキシル基でコートされているので、さまざまな受容体を用途に応じて固定化でき、好適である。
これら高分子材料からなる微粒子以外にも、金属コロイド、非金属コロイド等を用いることもできる。
The material of the fine particles whose color difference can be visually recognized is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and may be appropriately selected according to the detection conditions. For example, fine particles made of a polymer material such as latex beads and polystyrene beads are preferable in that a commercially available product is easily available, and latex beads are particularly preferable.
Colored latex beads are commercially available. For example, Color-Rich (Dyed Carboxylate-Modified) (trade name) manufactured by Seradyn is red, highly visible, and coated with a carboxyl group. Various receptors can be immobilized depending on the application, which is preferable.
In addition to fine particles made of these polymer materials, metal colloids, non-metal colloids, and the like can also be used.
またこのような色付きビーズの粒径は、0.2〜3μm程度が好ましく、粒径が必ずしも均一である必要はない。 Moreover, the particle size of such colored beads is preferably about 0.2 to 3 μm, and the particle size is not necessarily uniform.
色付きビーズの色は特に限定されないが、原色に近いほど目視による視認性が高いので好ましい。ただし、背景色となる固相担体の色に応じて適宜選択することが好ましい。 The color of the colored beads is not particularly limited, but the closer to the primary color, the better the visual visibility. However, it is preferable to select appropriately according to the color of the solid phase carrier that is the background color.
微粒子には、前記リガンド対の一方と特異的に結合する受容体が固定化されている。固定化されている受容体の数は特に限定されないが、本発明の効果を妨げない範囲で多い方が好ましく、微粒子1mgあたり、通常は1μg〜110μgの受容体が固定化されていることが好ましい。このような受容体の固定化量であれば、例えば、後記するようにカルボキシル基等の官能基を表面に有する微粒子に受容体を固定化することも容易である。
そして微粒子上での受容体の固定化位置も特に限定されないが、受容体の数を特定の値に固定して比較した場合に、受容体間の距離が可能な限り大きくなるようにすることが好ましい。このようにすることで、標的核酸中のリガンドとの特異的結合が一層容易となる。
A receptor that specifically binds to one of the ligand pairs is immobilized on the microparticle. The number of immobilized receptors is not particularly limited, but is preferably as long as the effects of the present invention are not hindered. Usually, 1 μg to 110 μg of receptors are preferably immobilized per 1 mg of fine particles. . With such an immobilized amount of receptor, for example, as described later, it is easy to immobilize the receptor on fine particles having a functional group such as a carboxyl group on the surface.
The position of the receptor immobilization on the fine particle is not particularly limited, but when the number of receptors is fixed to a specific value and compared, the distance between the receptors may be as large as possible. preferable. In this way, specific binding with a ligand in the target nucleic acid is further facilitated.
このような受容体が固定化された光学的に区別可能な微粒子は、市販品があるのでこれをそのまま用いても良いし、従来公知の手法で調製しても良い。調製法としては、微粒子表面に露出されているカルボキシル基やアミノ基等の官能基に、受容体中の官能基を結合させる方法が例示できる。これら官能基同士を結合させる方法は、従来公知の方法を適用することができ、例えば、水溶性カルボジイミドでカルボキシル基とアミノ基を結合させるEDAC方法、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドハイドロクロライド(EDC)とN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)とをあらかじめ混合してカルボキシル基とアミノ基とを結合させる方法、双極性を有するリンカーを用いてアミノ基同士を架橋する方法、活性化したアルデヒド基やトシル基と官能基を結合させる方法等が挙げられる。 Since such optically distinguishable fine particles having the receptor immobilized thereon are commercially available, they may be used as they are or may be prepared by a conventionally known method. Examples of the preparation method include a method of bonding a functional group in the receptor to a functional group such as a carboxyl group or an amino group exposed on the surface of the fine particles. As a method for bonding these functional groups, conventionally known methods can be applied. For example, EDAC method in which a carboxyl group and an amino group are bonded with water-soluble carbodiimide, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl), ) Carbodiimide hydrochloride (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS) are mixed in advance to bond the carboxyl group and amino group, the method of cross-linking amino groups using a bipolar linker, activation And a method of bonding a functional group with an aldehyde group or tosyl group.
例えば、微粒子の凝集反応を利用する従来の核酸検出方法では、あらかじめ特定の塩基配列を有するプライマーやプローブを微粒子に結合させておく必要があり、このような微粒子は、標的配列が変わるとその都度調製し直す必要があった。しかし、本発明によれば、プライマーやプローブをあらかじめ微粒子に結合させることはないので、プライマーやプローブのみを調製し直せば良く、汎用性が高く、検出の簡略化および低コスト化がはかれる。 For example, in a conventional nucleic acid detection method using agglomeration reaction of microparticles, it is necessary to previously bind a primer or probe having a specific base sequence to the microparticles. Such microparticles each time the target sequence changes. It had to be re-prepared. However, according to the present invention, since the primer or probe is not bound to the microparticles in advance, it is sufficient to prepare only the primer or probe, which is highly versatile and simplifies detection and reduces costs.
(固相担体)
固相担体には、前記リガンド対の他方と特異的に結合する受容体が固定化されている。固定化されている受容体の数は特に限定されないが、本発明の効果を妨げない範囲で多い方が好ましく、固相担体1mgあたり、通常は1μg〜110μgの受容体が固定化されていることが好ましい。このような受容体の固定化量であれば、例えば、後記するようにカルボキシル基等の官能基を表面に有する固相担体に受容体を固定化することも容易である。
(Solid phase carrier)
A receptor that specifically binds to the other of the ligand pair is immobilized on the solid phase carrier. The number of immobilized receptors is not particularly limited, but is preferably as long as the effects of the present invention are not hindered, and usually 1 μg to 110 μg of receptors are immobilized per 1 mg of the solid phase carrier. Is preferred. With such an amount of immobilized receptor, for example, as described later, it is easy to immobilize the receptor on a solid phase carrier having a functional group such as a carboxyl group on the surface.
固相担体の材質は特に限定されず、例えば、各種プラスチック類等を挙げることができる。中でもポリスチレンが好ましい。ポリスチレン製の固相担体は、耐久性、可搬性、微粒子の固定化のし易さに優れている。また、ELISA(酵素免疫測定法)用のプレートの材質として用いられているように、抗体を固定化するための様々な手法、キットが存在しており、抗体等の受容体を固定化し易い点でも優れている。市販品であれば、例えば、フナコシ株式会社製のIMMUNO−TEK ELISA Construction System(商品名)などが好適である。 The material of the solid phase carrier is not particularly limited, and examples thereof include various plastics. Of these, polystyrene is preferred. A solid phase carrier made of polystyrene is excellent in durability, portability, and ease of immobilizing fine particles. In addition, there are various methods and kits for immobilizing antibodies, such as those used as materials for ELISA (enzyme immunoassay) plates, and it is easy to immobilize receptors such as antibodies. But it ’s excellent. For example, IMMUNO-TEK ELISA Construction System (trade name) manufactured by Funakoshi Co., Ltd. is suitable.
固相担体の形状も特に限定されず、製造のし易さ、持ち易さ、試料中への挿入し易さ等を考慮して適宜選択すれば良い。好ましい形状としては、ストリップ状を例示できる。
ストリップ状のものについて、さらに具体例を挙げると、PCRチューブに挿入する場合には、通常の0.2mlPCRチューブは、内径が5.5mmで先端が細くなっているので、幅および厚みは2〜3mm程度が好ましい。また、PCRチューブの底まで達し、かつ指で持ち易いことから、長さは5〜10cm程度が好ましい。
The shape of the solid phase carrier is not particularly limited, and may be appropriately selected in consideration of ease of production, ease of holding, ease of insertion into a sample, and the like. A preferable shape is a strip shape.
More specific examples of the strip-shaped material are as follows. When inserted into a PCR tube, the normal 0.2 ml PCR tube has an inner diameter of 5.5 mm and a thin tip, so the width and thickness are 2 to 2. About 3 mm is preferable. Moreover, since it reaches the bottom of a PCR tube and it is easy to hold it with a finger, the length is preferably about 5 to 10 cm.
固相担体上の受容体の固定化領域は、受容体が試料と接触可能な領域であれば特に限定されない。例えば、試料を0.2mlPCRチューブに充填している場合、または表1に示すように総液量が50μl程度のPCR反応後の溶液をそのまま前記試料として用いる場合などは、固相担体の試料挿入端から1〜2mmの領域を受容体の固定化領域とすることが好ましい。前記試料が50μl以上、例えば、100μlなどの場合は、固相担体の試料挿入端からより離れた領域を受容体固定化領域しても良い。しかし、固相担体の試料挿入端から1〜2mmの領域は、様々な量の前記試料に対応できるだけでなく、後記するように、微粒子も固相担体に付着させる際にも有利である。 The receptor immobilization region on the solid phase carrier is not particularly limited as long as the receptor can contact the sample. For example, when a sample is filled in a 0.2 ml PCR tube, or when a solution after PCR reaction having a total liquid volume of about 50 μl is used as it is as shown in Table 1, the sample is inserted into a solid phase carrier. It is preferable that an area of 1 to 2 mm from the end is a fixing area of the receptor. When the sample is 50 μl or more, for example, 100 μl, a region farther from the sample insertion end of the solid phase carrier may be used as a receptor-immobilized region. However, the region of 1 to 2 mm from the sample insertion end of the solid phase carrier not only can accommodate various amounts of the sample, but is also advantageous when attaching microparticles to the solid phase carrier as will be described later.
固相担体上における受容体の固定化領域の数は、必ずしも一つである必要はなく、複数でも良い。 The number of receptor immobilization regions on the solid phase carrier is not necessarily one, and may be plural.
そして、受容体固定化領域内における受容体の固定化位置の分布も特に限定されないが、受容体の数を特定の値に固定して比較した場合に、受容体間の距離が可能な限り大きくなるようにすることが好ましい。このようにすることで、標的核酸中のリガンドとの特異的結合が一層容易となる。 The distribution of receptor immobilization positions in the receptor immobilization region is not particularly limited, but when the number of receptors is fixed to a specific value and compared, the distance between the receptors is as large as possible. It is preferable to do so. In this way, specific binding with a ligand in the target nucleic acid is further facilitated.
固相担体に受容体を固定化する方法は特に限定されない。例えば、前記の固定化市販キットを用いても良いし、微粒子に受容体を固定化する方法と同様にして、固相担体表面の官能基と受容体の官能基を結合させる方法を適用しても良い。このように官能基同士を結合させる場合には、例えば、受容体を含む反応液を固相担体上の所定の領域に付着させて、官能基同士を結合させた後、緩衝液等の洗浄液を用いて洗浄すれば良い。 The method for immobilizing the receptor on the solid phase carrier is not particularly limited. For example, the above-mentioned immobilized commercial kit may be used, or a method of binding the functional group on the surface of the solid support to the functional group of the receptor in the same manner as the method of immobilizing the receptor to the fine particles. Also good. When functional groups are bonded to each other in this manner, for example, a reaction liquid containing a receptor is attached to a predetermined region on a solid phase carrier to bond the functional groups, and then a washing solution such as a buffer solution is used. Use and clean.
前記反応液を固相担体上へ付着させる方法は特に限定されず、所望の受容体固定化領域の形状および数に応じて適宜選択すれば良い。例えば、針を用いて前記反応液を点着する方法、インクジェット法により前記反応液をスポッティングする方法、糸などを用いて前記反応液を塗布する方法等が挙げられる。 The method for attaching the reaction solution onto the solid phase carrier is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the shape and number of desired receptor-immobilized regions. Examples thereof include a method of spotting the reaction solution using a needle, a method of spotting the reaction solution by an ink jet method, and a method of applying the reaction solution using a thread.
本発明においては、固相担体に前記受容体を固定化した上で、さらに前記微粒子を付着させて用いることができる。すなわち、固相担体の微粒子付着領域を前記試料中に挿入して、該微粒子を試料中に放出させることで、試料中に微粒子を添加することができる。
ここで付着とは、固定化とは異なり、固相担体の微粒子付着領域を前記試料中に挿入した際に、微粒子が固相担体から離脱するように、固相担体上に微粒子が保持されていることを指す。
In the present invention, the receptor can be immobilized on a solid phase carrier, and the fine particles can be further adhered. That is, the fine particle can be added to the sample by inserting the fine particle adhesion region of the solid phase carrier into the sample and releasing the fine particle into the sample.
Here, adhesion is different from immobilization, and the fine particles are held on the solid phase carrier so that the fine particles are detached from the solid phase carrier when the fine particle adhesion region of the solid phase carrier is inserted into the sample. Refers to being.
微粒子は、固相担体上の受容体固定化領域以外の領域に付着させる。固相担体上の受容体固定化領域内に微粒子を付着させることは、該領域内の受容体および微粒子の保持密度が高くなることを意味する。この場合、このように高密度に受容体を固定化および微粒子を付着させることは手間を要するだけでなく、固相担体に標的核酸を十分結合させてから該標的核酸に微粒子を結合させるという好ましい手順を経ることが困難になるので好ましくない。なお、この「好ましい手順」については後に詳しく述べる。 The fine particles are attached to a region other than the receptor-immobilized region on the solid phase carrier. Adhering the fine particles in the receptor-immobilized region on the solid phase carrier means that the retention density of the receptor and the fine particles in the region is increased. In this case, it is preferable not only to fix the receptor and attach the microparticles at such a high density in this way, but also to bind the target nucleic acid sufficiently to the solid phase carrier and then bind the microparticles to the target nucleic acid. Since it becomes difficult to go through the procedure, it is not preferable. This “preferred procedure” will be described in detail later.
そして、固相担体上の微粒子付着領域は、固相担体の試料挿入端を基準として、前記受容体固定化領域よりも上部に位置することが好ましい。
さらに前記のように、固相担体の試料挿入端から1〜2mmの領域を受容体の固定化領域とする場合には、微粒子付着領域は、少なくとも固相担体の試料挿入端から5mm以下の領域とすることが好ましい。
The fine particle adhesion region on the solid phase carrier is preferably located above the receptor immobilization region with reference to the sample insertion end of the solid phase carrier.
Further, as described above, when a region of 1 to 2 mm from the sample insertion end of the solid phase carrier is used as the receptor immobilization region, the fine particle adhesion region is at least a region of 5 mm or less from the sample insertion end of the solid phase carrier. It is preferable that
固相担体上の受容体と微粒子との位置関係をこのようにすれば、後記するように、まず受容体固定化領域を前記試料中へ挿入することで、固相担体上へリガンドおよび受容体を介して標的核酸を結合させ、次いで微粒子付着領域を前記試料中へ挿入することで、該試料中へ放出された微粒子を標的核酸へ、リガンドおよび受容体を介して結合させることができ、好ましい手順で標的核酸を検出することができる。
また、前記試料が充填されている容器が、例えばチューブ状等で、底部に近いほど細くなっている場合などは、固相担体の形状を、試料挿入端に近いほど幅が狭くなるようにしておけば、該固相担体を容器の底部近傍にまで挿入することができる。このようにしておくことで、上記のような固相担体の段階的な挿入がより行い易くなる。
If the positional relationship between the receptor and the fine particles on the solid phase carrier is set in this way, as described later, first, the receptor-immobilized region is inserted into the sample, whereby the ligand and the receptor are placed on the solid phase carrier. The target nucleic acid is bound to the target nucleic acid, and then the microparticle attachment region is inserted into the sample, so that the microparticle released into the sample can be bound to the target nucleic acid via the ligand and the receptor. The target nucleic acid can be detected by the procedure.
In addition, when the container filled with the sample is, for example, in a tube shape and is narrower as it is closer to the bottom, the shape of the solid phase carrier is made narrower as it is closer to the sample insertion end. If so, the solid phase carrier can be inserted to the vicinity of the bottom of the container. By doing so, it becomes easier to perform stepwise insertion of the solid phase carrier as described above.
微粒子を固相担体に付着させる方法は、例えば、該微粒子を含有する溶液を固相担体の所定領域に付着させた後、凍結乾燥、減圧乾燥、風乾等により溶媒を除去する方法が挙げられる。この場合、微粒子を含有する溶液中には、微粒子の付着を補助するものが含有されていることが好ましい。例えば、前記試料として汎用される水溶液を用いる場合には、水溶性の高分子化合物、具体的には例えば、トレハロース、デンプン等の多糖類が含有されていることが好ましい。 Examples of the method of attaching the fine particles to the solid phase carrier include a method of attaching the solution containing the fine particles to a predetermined region of the solid phase carrier and then removing the solvent by freeze drying, vacuum drying, air drying or the like. In this case, it is preferable that the solution containing the fine particles contains a substance that assists the adhesion of the fine particles. For example, when an aqueous solution that is widely used as the sample is used, it is preferable that a water-soluble polymer compound, specifically, a polysaccharide such as trehalose or starch is contained.
本発明においては、後記するように、固相担体に固定化されている受容体と標的核酸中のリガンドとの特異的結合が十分進行してから、前記試料中へ微粒子を添加することが好ましい。したがって、固相担体に付着されている微粒子の前記試料中への放出は、徐々に進行することが好ましく、そのためには、微粒子の固相担体への付着力を調節することが好ましい。付着力の調節方法としては、前記の微粒子の付着を補助するトレハロース等の濃度を調節する方法が例示でき、本発明の効果を妨げない範囲で溶液中の濃度を高くするなどして、微粒子が徐々に放出されるようにする方法が挙げられる。
また微粒子は、固相担体表面に薄くフィルム状に付着するように付着形態を調節することでも、徐々に放出させることができる。
そのためには、微粒子を含有する溶液を、固相担体表面の所定領域に薄く平面状に塗布すれば良い。
In the present invention, as described later, it is preferable that the fine particles are added to the sample after the specific binding between the receptor immobilized on the solid phase carrier and the ligand in the target nucleic acid has sufficiently progressed. . Therefore, the release of the fine particles attached to the solid phase carrier into the sample preferably proceeds gradually, and for that purpose, it is preferable to adjust the adhesion force of the fine particles to the solid phase carrier. Examples of the method for adjusting the adhesion force include a method for adjusting the concentration of trehalose or the like that assists the adhesion of the fine particles. The concentration of the fine particles can be increased by increasing the concentration in the solution without impairing the effects of the present invention. The method of making it discharge | release gradually is mentioned.
The fine particles can be gradually released by adjusting the form of attachment so that the fine particles adhere to the surface of the solid support in a thin film form.
For this purpose, a solution containing fine particles may be thinly applied to a predetermined region on the surface of the solid phase carrier in a flat shape.
微粒子を含有する溶液を固相担体に付着させる方法は特に限定されず、例えば、前記したような受容体を含む反応液を固相担体上へ付着させる方法を適用することもできる。 The method for adhering the solution containing the fine particles to the solid phase carrier is not particularly limited, and for example, a method for adhering the reaction liquid containing the receptor as described above to the solid phase carrier can also be applied.
固相担体上における微粒子の付着領域の数は、必ずしも一つである必要はなく、複数でも良い。 The number of fine particle adhesion regions on the solid phase carrier is not necessarily one, and may be plural.
<固相担体の受容体固定化領域を試料中に挿入する工程>
標的核酸を含有している可能性のある試料に、固相担体の受容体固定化領域を挿入すると、試料中に標的核酸が存在すれば、該標的核酸中のリガンド対の一方が固相担体上の受容体に特異的に結合する。このように、リガンドおよび受容体の特異的結合を介して、標的核酸が固相担体に結合される。なお、本発明においては、以下、「リガンドおよび受容体の特異的結合を介した標的核酸と固相担体との結合」のことを、単に「標的核酸と固相担体との結合」と言うことがある。この時、試料中には微粒子は存在せず、標的核酸は試料中では自由に動くことができ、標的核酸自体の立体障害以外には、リガンドと受容体との特異的結合を妨げるものは無く、特異的結合形成が最も進行し易い条件下にある。
そして、固相担体を試料中に挿入した後は、試料を撹拌すると、標的核酸の固相担体への結合はより速やかかつ均一に進行する。撹拌はどのように行っても良く、例えば、固相担体自体を振倒させるなどして撹拌しても良い。
<Step of inserting the receptor-immobilized region of the solid phase carrier into the sample>
When a receptor-immobilized region of a solid phase carrier is inserted into a sample that may contain a target nucleic acid, if the target nucleic acid is present in the sample, one of the ligand pairs in the target nucleic acid is a solid phase carrier. It binds specifically to the above receptors. Thus, the target nucleic acid is bound to the solid phase carrier through specific binding of the ligand and the receptor. In the present invention, hereinafter, “binding of target nucleic acid and solid phase carrier through specific binding of ligand and receptor” is simply referred to as “binding of target nucleic acid and solid phase carrier”. There is. At this time, there are no microparticles in the sample, the target nucleic acid can move freely in the sample, and there is nothing that prevents specific binding between the ligand and the receptor other than the steric hindrance of the target nucleic acid itself. The specific bond formation is most likely to proceed.
Then, after the solid phase carrier is inserted into the sample, when the sample is stirred, the binding of the target nucleic acid to the solid phase carrier proceeds more rapidly and uniformly. Stirring may be performed in any manner, for example, by stirring the solid support itself.
固相担体の受容体固定化領域を試料に挿入して、標的核酸を固相担体に十分結合させるためには、通常、室温下では1分間挿入したままにしておけば良いが、25〜37℃で5〜15分間、挿入したままにしておくことが好ましい。 In order to insert the receptor-immobilized region of the solid phase carrier into the sample and allow the target nucleic acid to sufficiently bind to the solid phase carrier, it is usually sufficient to leave it inserted for 1 minute at room temperature. It is preferable to leave it inserted at 5 ° C. for 5 to 15 minutes.
従来のイムノクロマト法などでは、毛細管現象を利用して送液を行うことが特徴であり、特異的結合の形成を促進させる手段は限られていた。しかし本発明では、このように固相担体を直接試料中に挿入するので、挿入後、必要に応じて試料を攪拌することで特異的結合の形成を均一に促進させることができる。 A conventional immunochromatography method or the like is characterized in that liquid feeding is performed using a capillary phenomenon, and means for promoting the formation of specific bonds have been limited. However, in the present invention, since the solid phase carrier is directly inserted into the sample in this way, the formation of specific binding can be promoted uniformly by stirring the sample as necessary after the insertion.
また、固相担体を直接試料中に挿入することで、従来のイムノクロマト法や凝集反応を用いる方法の問題点であった、試料の分注操作を省略できる。これにより、核酸の検出が簡便に行えるだけでなく、試料の入った容器と固相単体との対応関係が明確になるので、誤って情報処理する危険性を回避できる。 Also, by inserting the solid phase carrier directly into the sample, the sample dispensing operation, which has been a problem of the conventional methods using immunochromatography and agglutination, can be omitted. Thereby, not only can the nucleic acid be easily detected, but also the correspondence between the container containing the sample and the solid phase alone is clarified, thereby avoiding the risk of erroneous information processing.
<微粒子を試料中に添加する工程>
固相単体の受容体固定化領域を前記試料中に挿入したまま、微粒子を該試料中に添加すると、固相担体に結合された標的核酸中のリガンド対の他方と、微粒子に固定化されている受容体とが特異的に結合する。このように、リガンドおよび受容体の特異的結合を介して、微粒子が標的核酸に結合される。なお、本発明においては、以下、「リガンドおよび受容体の特異的結合を介した微粒子と標的核酸との結合」のことを、単に「微粒子と標的核酸との結合」と言うことがある。この時、微粒子は試料中では自由に動くことができ、微粒子および標的核酸自体の立体障害以外には、リガンドと受容体との特異的結合を妨げるものは無く、特異的結合形成が最も進行し易い条件下にある。そして、微粒子を試料中に添加した後は、試料を撹拌すると、微粒子の標的核酸への結合はより速やかに進行する。撹拌はどのように行っても良く、例えば、固相担体自体を振倒させるなどして撹拌しても良い。
<Step of adding fine particles to the sample>
When the microparticles are added to the sample while the solid phase receptor-immobilized region is inserted into the sample, the other ligand pair in the target nucleic acid bound to the solid phase carrier and the microparticle are immobilized. It specifically binds to the receptor. In this way, the microparticles are bound to the target nucleic acid through specific binding of the ligand and receptor. In the present invention, hereinafter, “binding of microparticles to target nucleic acid through specific binding of ligand and receptor” may be simply referred to as “binding of microparticles to target nucleic acid”. At this time, the microparticles can move freely in the sample, and there is nothing to prevent the specific binding between the ligand and the receptor other than the steric hindrance of the microparticles and the target nucleic acid itself, and the specific binding formation proceeds most. Easy to use. Then, after adding the microparticles to the sample, when the sample is stirred, the binding of the microparticles to the target nucleic acid proceeds more rapidly. Stirring may be performed in any manner, for example, by stirring the solid support itself.
微粒子を試料に添加して、標的核酸に十分結合させるためには、通常、室温下では微粒子を添加してから1分間、固相担体を試料に挿入したままにしておけば良いが、微粒子を添加してから25〜37℃で5〜15分間、固相担体を試料に挿入したままにしておくことが好ましい。 In order to add microparticles to the sample and allow them to bind sufficiently to the target nucleic acid, it is usually sufficient to leave the solid support inserted in the sample for 1 minute after adding the microparticles at room temperature. It is preferable to leave the solid support inserted in the sample at 25 to 37 ° C. for 5 to 15 minutes after the addition.
ここまでの、標的核酸を固相担体に結合し、微粒子を標的核酸に結合するまでの様子を、図3および4に模式図で例示する。図3は、PCR法で調製した標的核酸を用いた場合を示し、図4は、ライゲーション法で調製した標的核酸を用いた場合を示す。いずれも、図1および2で用いたものと同じものについては同じ符号を付す。
いずれの場合も、PCR法で調製した標的核酸1、ライゲーション法で調製した標的核酸2を用いていること以外は同様であり、固相担体30に固定化されている第一の受容体140が第一のリガンド110と特異的に結合し、微粒子13に固定化されている第二の受容体130が第二のリガンド120と特異的に結合することで、標的核酸1または2が光学的に区別可能な状態で固相単体30に結合されている。
FIGS. 3 and 4 schematically illustrate how the target nucleic acid is bound to the solid phase carrier and the fine particles are bound to the target nucleic acid so far. FIG. 3 shows the case where the target nucleic acid prepared by the PCR method is used, and FIG. 4 shows the case where the target nucleic acid prepared by the ligation method is used. In both cases, the same reference numerals are used for the same components used in FIGS.
In any case, except that the target
上記のように、試料中へ固相担体の受容体固定化領域を挿入し、微粒子を添加する順番は重要であるので、これについて説明する。
本発明とは異なる手順でリガンドと受容体との特異的結合を形成する場合、例えば、標的核酸と微粒子とを結合させた後、これを固相担体と接触させる場合を考えてみる。まず、標的核酸と微粒子とは高い効率で特異的に結合する。なぜなら、標的核酸および微粒子は、ともに試料中において自由に動き回ることができ、両者の衝突確立が高いからである。標的核酸および微粒子が衝突すると、微粒子に固定化されている受容体の数にもよるが、微粒子の表面が標的核酸で覆われた複合体を形成する。次いで、標的核酸および微粒子の結合に関与していないこの複合体中のリガンド、すなわち、固相担体上の受容体と特異的に結合すべき標的核酸中のリガンドが、固相担体上の受容体と接触すると、該複合体が固相担体に結合される訳である。しかし、微粒子表面の標的核酸は、そのすべてが固相担体と結合する訳ではなく、微粒子表面の標的核酸の量にもよるが、一部あるいは大部分が結合を形成することなく謂わば無駄になってしまう。
また、前記複合体は、標的核酸が結合していない状態の微粒子よりもサイズが大きく、さらに標的核酸が負電荷を帯びていることによりその静電反発力が増強される。従って、一つの複合体が固相担体に結合すると、結合した複合体はその周辺に強力な斥力を発生させ、他の複合体が固相担体の受容体固定化領域に接近するのを著しく妨げることになるのである。このような理由で、本発明の手順による時よりもはるかに低い効率でしか、標的核酸を固相担体に結合できないことになってしまうのである。
As described above, the order in which the receptor-immobilized region of the solid-phase carrier is inserted into the sample and the fine particles are added is important, and this will be described.
When a specific bond between a ligand and a receptor is formed by a procedure different from that of the present invention, for example, consider a case where a target nucleic acid and a microparticle are bound and then contacted with a solid phase carrier. First, the target nucleic acid and the microparticles specifically bind with high efficiency. This is because both the target nucleic acid and the microparticle can move freely in the sample, and the collision probability between them is high. When the target nucleic acid and the microparticle collide, although depending on the number of receptors immobilized on the microparticle, a complex in which the surface of the microparticle is covered with the target nucleic acid is formed. The ligand in this complex that is not involved in the binding of the target nucleic acid and the microparticle, ie, the ligand in the target nucleic acid that is to specifically bind to the receptor on the solid support is then the receptor on the solid support. When it comes into contact, the complex is bound to the solid support. However, not all target nucleic acids on the surface of the microparticles bind to the solid phase carrier, and depending on the amount of target nucleic acid on the surface of the microparticles, some or most of them do not form a bond, so-called waste. turn into.
Further, the complex is larger in size than the fine particles in a state where the target nucleic acid is not bound, and the electrostatic repulsive force is enhanced by the negative charge of the target nucleic acid. Therefore, when one complex binds to the solid support, the combined complex generates a strong repulsive force around it, and remarkably prevents other complexes from approaching the receptor-immobilized region of the solid support. It will be. For this reason, the target nucleic acid can only be bound to the solid support with much lower efficiency than when using the procedure of the present invention.
これに対して、本発明の手順によれば、標的核酸は微粒子と結合することがほとんどなく、試料中では自由に動くことができるので、固相担体と高い効率で結合し、無駄になるものがほとんどない。そして、標的核酸が十分固相担体と結合した後に添加された微粒子は、試料中では自由に動くことができ、固相担体表面で斥力による排斥を受けることも無いので、標的核酸と高い効率で結合する。従って、標的核酸の検出感度が最も高くなるのである。 On the other hand, according to the procedure of the present invention, the target nucleic acid hardly binds to the microparticles and can move freely in the sample, so that it binds to the solid support with high efficiency and is wasted. There is almost no. Fine particles added after the target nucleic acid is sufficiently bound to the solid phase carrier can move freely in the sample and are not subject to repelling by the repulsive force on the surface of the solid phase carrier. Join. Therefore, the detection sensitivity of the target nucleic acid is the highest.
微粒子を試料中に添加する時は、先に述べたように、固相担体に微粒子を付着させておき、固相担体の受容体固定化領域を前記試料中に挿入して、標的核酸を固相担体に十分結合させ、該固定化領域を試料中に挿入したまま、さらに固相担体の微粒子付着領域を試料中に挿入して、微粒子を試料中に放出させ、標的核酸に結合させても良い。この方法でも、標的核酸の検出感度を高くすることができるが、さらに、微粒子の試料中への放出が徐々に進行すれば、より検出感度を高くすることができる。そこで、先に述べたように、微粒子の固相担体への付着力や付着形態を調節しておくと良い。 When adding the microparticles to the sample, as described above, the microparticles are attached to the solid phase carrier, the receptor-immobilized region of the solid phase carrier is inserted into the sample, and the target nucleic acid is immobilized. The solid phase carrier may be inserted into the sample while the immobilized region is sufficiently inserted into the sample and the immobilized region is inserted into the sample, and the microparticles may be released into the sample and bound to the target nucleic acid. good. Although this method can also increase the detection sensitivity of the target nucleic acid, the detection sensitivity can be further increased if the release of fine particles into the sample gradually proceeds. Therefore, as described above, it is preferable to adjust the adhesion force and the adhesion form of the fine particles to the solid phase carrier.
<固相担体を取り出す工程>
微粒子添加後の試料中より固相担体を取り出すことで、余剰物を容易に分離(B/F分離)することができる。この時、必要に応じて、取り出し後の固相単体を緩衝液等の洗浄液を用いて洗浄しても良い。用いる洗浄液は、本発明の効果を妨げない限り特に限定されない。
<Step of removing solid phase carrier>
By removing the solid support from the sample after the addition of the fine particles, the excess can be easily separated (B / F separation). At this time, if necessary, the solid phase alone after removal may be washed with a washing solution such as a buffer solution. The cleaning liquid to be used is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not hindered.
<固相担体の受容体固定化領域の光学的性質を検出する工程>
試料中に標的核酸が存在していれば、固相担体の受容体固定化領域には、標的核酸の存在を示す光学的特徴が示される。光学的性質の検出方法は、用いた微粒子の光学的特長に応じて検出装置を用いるなど適宜選択すれば良いが、例えば、目視で色の違いが認識できる微粒子を用いていれば、特殊な検出装置を一切必要としないので、最も安価かつ迅速簡便に検出が可能である。
また、試料から取り出した固相担体は、試料が入った容器との対応関係が明確なので、検出結果を誤って記録するなどの誤った情報処理を回避できる。
<Step of detecting optical properties of receptor-immobilized region of solid phase carrier>
If the target nucleic acid is present in the sample, an optical characteristic indicating the presence of the target nucleic acid is shown in the receptor-immobilized region of the solid phase carrier. The optical property detection method may be appropriately selected by using a detection device according to the optical characteristics of the used fine particles. For example, if fine particles that can be visually recognized are used, special detection is performed. Since no device is required, detection can be performed at the lowest cost, in a quick and simple manner.
In addition, since the solid phase carrier taken out from the sample has a clear correspondence with the container containing the sample, erroneous information processing such as erroneously recording the detection result can be avoided.
試料から取り出した固相担体は、例えば、激しくこするなどの操作を加えない限り微粒子は脱落しないので、乾燥に供しても良いし、保存しておいても良い。また、標的核酸が検出された場合には、これを再度PCR法等で増幅することもでき、より詳細な解析を行うこともできる。 For example, the solid phase carrier taken out from the sample does not fall off unless an operation such as vigorous rubbing is applied. Therefore, the solid phase carrier may be subjected to drying or may be stored. In addition, when the target nucleic acid is detected, it can be amplified again by the PCR method or the like, and more detailed analysis can be performed.
ここまでの、標的核酸を検出するまでの様子を、微粒子が付着された固相担体を用いた場合について、図5および6に模式図で例示する。図5は、PCR法で調製した標的核酸を用いた場合を示し、図6は、ライゲーション法で調製した標的核酸を用いた場合を示す。いずれも、図1および2で用いたものと同じものについては同じ符号を付す。また、符号35は受容体固定化領域であり、符号36は微粒子付着領域である。
いずれの場合も、PCR法で調製した標的核酸1、ライゲーション法で調製した標的核酸2を用いていること以外は同様であり、受容体固定化領域35に標的核酸1または2と、微粒子13が結合されている。
The state until the detection of the target nucleic acid up to this point is illustrated in schematic diagrams in FIGS. 5 and 6 in the case of using a solid phase carrier to which fine particles are attached. FIG. 5 shows the case where the target nucleic acid prepared by the PCR method is used, and FIG. 6 shows the case where the target nucleic acid prepared by the ligation method is used. In both cases, the same reference numerals are used for the same components used in FIGS.
In either case, the same applies except that the target
[標的配列が複数種類の場合の検出方法]
本発明では、標的配列が複数種類の場合でも、対応する複数種類の標的核酸を同時に検出することができる。ここで言う「標的配列が複数種類の場合」とは、(i)一種類の標的配列を有する核酸が複数種類存在する場合、(ii)複数種類の標的配列を有する核酸が一種類存在する場合、(iii)複数種類の標的配列を有する核酸が複数種類存在する場合などを指す。
例えば、標的配列ごとに酵素反応を同時に行うなど、複数種類の標的核酸を同時に得る操作を行うことができる。この様な方法としては、例えば、複数のPCR増幅を同時に行うマルチプレックスPCR、または複数のライゲーション反応を同時に行うマルチプレックスライゲーション反応を用いる方法が挙げられる。
[Detection method when there are multiple types of target sequences]
In the present invention, even when there are a plurality of types of target sequences, a plurality of corresponding types of target nucleic acids can be detected simultaneously. Here, "when there are multiple types of target sequences" means (i) when there are multiple types of nucleic acids having one type of target sequence, and (ii) when there is one type of nucleic acids having multiple types of target sequences (Iii) This refers to the case where there are a plurality of types of nucleic acids having a plurality of types of target sequences.
For example, an operation for simultaneously obtaining a plurality of types of target nucleic acids, such as performing an enzyme reaction for each target sequence, can be performed. Examples of such a method include a method using multiplex PCR in which a plurality of PCR amplifications are simultaneously performed, or a multiplex ligation reaction in which a plurality of ligation reactions are simultaneously performed.
標的配列が複数の場合、リガンド対は、標的配列ごとに異なるものを用いる。この時、リガンドはすべて異なるものを用いても良く、微粒子に固定化された受容体に結合するリガンドおよび固相担体に固定化された受容体に結合するリガンドのいずれ一方を、すべてのリガンド対において同一のものにしても良い。 When there are a plurality of target sequences, different ligand pairs are used for each target sequence. At this time, different ligands may be used, and either one of the ligand that binds to the receptor immobilized on the microparticles and the ligand that binds to the receptor immobilized on the solid phase carrier, all ligand pairs May be the same.
例えば、微粒子に固定化された受容体に結合するリガンドを、標的配列によらず同一とする場合には、これにあわせて微粒子に固定化する受容体もすべて同一とする。そして、複数種類の標的核酸を同時に検出するためには、固相担体に固定化された受容体と結合するリガンドを、標的配列ごとにそれぞれ異なるものとし、これにあわせて固相担体に固定化する受容体も標的配列ごとにそれぞれ異なるものとし、さらに、固相担体上には種類ごとに区分してこれら受容体を固定化する(第一の実施形態)。 For example, when the ligands that bind to the receptors immobilized on the microparticles are made the same regardless of the target sequence, all the receptors that are immobilized on the microparticles are made the same. In order to detect multiple types of target nucleic acids simultaneously, the ligand that binds to the receptor immobilized on the solid phase carrier is different for each target sequence, and is immobilized on the solid phase carrier accordingly. The receptors to be processed are also different for each target sequence, and further, these receptors are immobilized on a solid phase carrier according to type (first embodiment).
この第一の実施形態においては、微粒子の光学的性質はすべて同じでも良い。この場合、固相担体上で検出される光学的性質はすべて同一となるが、固相担体に固定化されている受容体の種類と固定化領域との関係が明確なので、検出された領域の違いによって、検出された標的核酸の種類を判定することができる。 In this first embodiment, the optical properties of the fine particles may all be the same. In this case, the optical properties detected on the solid phase carrier are all the same, but since the relationship between the type of receptor immobilized on the solid phase carrier and the immobilized region is clear, The type of the detected target nucleic acid can be determined based on the difference.
また、固相担体に固定化された受容体に結合するリガンドを、標的配列によらず同一とする場合には、これにあわせて固相担体に固定化する受容体もすべて同一とする。そして、複数種類の標的核酸を同時に検出するためには、微粒子に固定化された受容体と結合するリガンドを、標的配列ごとにそれぞれ異なるものとし、これにあわせて微粒子に固定化する受容体も標的配列ごとにそれぞれ異なるものとし、さらに、微粒子の光学的性質も、前標的配列ごとにそれぞれ異なるものとする(第二の実施形態)。 When the ligands that bind to the receptor immobilized on the solid phase carrier are the same regardless of the target sequence, all the receptors that are immobilized on the solid phase carrier are also made the same. In order to detect multiple types of target nucleic acids at the same time, the ligand that binds to the receptor immobilized on the microparticles is different for each target sequence, and there are also receptors that are immobilized on the microparticles accordingly. Each target sequence is different, and the optical properties of the microparticles are also different for each previous target sequence (second embodiment).
これにより、固相担体の受容体固定化領域内において、複数種類の標的核酸は、対応するすべての微粒子の光学的性質を重ね合わせた状態で検出される。例えば、目視で色の違いが認識できる微粒子を用いる場合には、補色の関係を利用して色の重ね合わせを強調できるように微粒子の色の組み合わせを選択すると、検出結果の確認が容易で効果的である。 Thereby, in the receptor immobilization region of the solid phase carrier, a plurality of types of target nucleic acids are detected in a state where the optical properties of all the corresponding microparticles are superimposed. For example, when using fine particles whose color difference can be visually recognized, selecting the combination of fine particles so that the color superposition can be emphasized by utilizing the complementary color relationship makes it easy to check the detection result. Is.
さらに、第一および第二の実施形態を組み合わせた形態でも良い。すなわち、微粒子に固定化された受容体および該受容体と結合するリガンド並びに該微粒子の光学的性質を、標的配列ごとにそれぞれ異なるものとし、固相担体に固定化された受容体および該受容体と結合するリガンドを、標的配列ごとにそれぞれ異なるものとして、かつ固相担体上には種類ごとに区分してこれら受容体を固定化する(第三の実施形態)。 Furthermore, the form which combined 1st and 2nd embodiment may be sufficient. That is, the receptor immobilized on the microparticles, the ligand that binds to the receptor, and the optical properties of the microparticles differ for each target sequence, and the receptor immobilized on a solid support and the receptor These receptors are immobilized by differentiating each of the ligands that bind to each target sequence and by classifying them on the solid phase carrier (third embodiment).
第一および第二の実施形態とすれば、用意するリガンドの種類を削減することができるので、特に標的配列の数が多い場合には、検出の簡略化および低コスト化がはかれる。
一方、第三の実施形態とすれば、より高精度な検出が可能である。
According to the first and second embodiments, the types of ligands to be prepared can be reduced. Therefore, when the number of target sequences is large, the detection can be simplified and the cost can be reduced.
On the other hand, with the third embodiment, more accurate detection is possible.
以下、具体的実施例により、本発明についてさらに詳しく説明する。ただし、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
[実施例1]PCR法で調製した二本鎖標的核酸の検出
(二本鎖標的核酸の調製)
表5に示す組成の反応溶液を調製し、以下に示す材料、装置等を用いて、表6に示すPCRサイクルでPCR増幅を行った。
テンプレート核酸:配列番号3に示す塩基配列を有するヒトgDNA
プライマー:配列番号1に示す塩基配列の5’末端にDIGを結合させたプライマー、配列番号2に示す塩基配列の5’末端にビオチンを結合させたプライマー
サンプル容器:取り外し可能な蓋付きの200μlマイクロチューブ(アシスト社製)
サーマルサイクラー: DNA Engine PTC−200(商品名、MJ Research社(現BioLad社)製)
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[Example 1] Detection of double-stranded target nucleic acid prepared by PCR (preparation of double-stranded target nucleic acid)
A reaction solution having the composition shown in Table 5 was prepared, and PCR amplification was performed in the PCR cycle shown in Table 6 using the materials, devices, and the like shown below.
Template nucleic acid: human gDNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3
Primer: Primer in which DIG is bound to the 5 ′ end of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1, Primer in which biotin is bound to the 5 ′ end of the base sequence shown in SEQ ID NO: 2 Sample container: 200 μl microplate with removable lid Tube (made by Assist)
Thermal cycler: DNA Engine PTC-200 (trade name, manufactured by MJ Research (currently BioLad))
(固相担体)
固相担体を以下のように作製した。
すなわち、図7に示すように、ポリスチレン製の棒(Φ2mm、長さ10cm)701のうち、試料挿入端705から2mmほどをカルボキシル基でコートし、抗DIG抗体702をエチレンジアミノカルボジイミド(pierce社製)を用いて固定化した。また、抗ビオチン抗体(ヤギ免疫、SIGMA社製)とカルボキシル基でコートされた赤色ラテックスビーズ(Φ0.3μm、Seradyn社製)とをSeradyn社の推奨プロトコルで反応させ、製造した抗ビオチン抗体付加赤色ラテックスビーズ703溶液を、前記棒701の試料挿入端705から3mm〜5mmの付近に付着させて乾燥させることで、前記ビーズ703を前記棒701の所定箇所に付着させ、検出用の固相担体とした。
(Solid phase carrier)
A solid support was prepared as follows.
That is, as shown in FIG. 7, among polystyrene rods (Φ2 mm,
(特異的結合の形成)
PCR増幅を行ったマイクロチューブに、前記固相担体を挿入し、手動により25℃(室温)で1分間振倒させ混和させた。混和後、室温で5分ほど放置した。
(Formation of specific binding)
The solid phase carrier was inserted into a microtube subjected to PCR amplification, and was manually shaken at 25 ° C. (room temperature) for 1 minute and mixed. After mixing, it was left at room temperature for about 5 minutes.
(検出および判定)
混和・放置後、ゆっくりと固相担体を引き上げると、図7(b)に示すように、試料挿入端705から2mmほどの抗DIG抗体付着領域704に、前記赤色ラテックスビーズ703が付着していることが目視によりはっきり観測された。なお、図7(a)は、抗DIG抗体付着領域704にビーズが付着している様子を、抗DIG抗体702を強調して示した図である。
これは、検出対象である配列番号3に示す塩基配列を有するDNA断片が、配列番号1および2に示す塩基配列からなるリガンド付きプライマーでPCR増幅され、増幅産物が、抗DIG抗体および抗ビオチン抗体と特異的に結合していることを示すものであり、用いたテンプレート核酸中に、配列番号3に示す塩基配列が確かに存在することが確認された。
(Detection and judgment)
When the solid support is slowly pulled up after mixing and leaving, the
This is because the DNA fragment having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 to be detected is PCR-amplified with a primer with a ligand consisting of the base sequences shown in SEQ ID NOS: 1 and 2, and the amplified products are anti-DIG antibody and anti-biotin antibody It was confirmed that the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 was indeed present in the template nucleic acid used.
[実施例2]
配列番号3に示す塩基配列を有するヒトgDNAの代わりに、配列番号4に示す塩基配列を有するヒトgDNAを用いたこと以外は、実施例1と同様に検出を行った。
その結果、図7(c)に示すように、前記固相担体に前記赤色ラテックスビーズの付着は見られなかった。すなわち、配列番号4に示す塩基配列は、配列番号3に示す塩基配列のSNPであり、C→Gの変異によりPCR増幅されなかったことが確認された。
[Example 2]
Detection was carried out in the same manner as in Example 1 except that human gDNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 was used instead of human gDNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3.
As a result, as shown in FIG. 7C, the red latex beads did not adhere to the solid phase carrier. That is, it was confirmed that the base sequence shown in SEQ ID NO: 4 is a SNP of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3, and was not PCR-amplified due to the C → G mutation.
[実施例3]マルチプレックスPCRにより調製した、二種類の二本鎖標的核酸の検出〜区分分けあり〜
(二種類の二本鎖標的核酸の調製)
表7に示す組成の反応溶液を調製し、以下に示す材料、装置等を用いて、前記表6に示すPCRサイクルでPCR増幅を行った。
テンプレート核酸:配列番号3に示す塩基配列を有しかつ配列番号7に示す塩基配列を有さないヒトgDNA
プライマー:配列番号1に示す塩基配列の5’末端にDIGを結合させたプライマー、配列番号2に示す塩基配列の5’末端にビオチンを結合させたプライマー、配列番号5に示す塩基配列の5’末端にFITCを結合させたプライマー、配列番号6に示す塩基配列の5’末端にビオチンを結合させたプライマー
サンプル容器:取り外し可能な蓋付きの200μlマイクロチューブ(アシスト社製)
サーマルサイクラー: DNA Engine PTC−200(商品名、MJ Research社(現BioLad社)製)
[Example 3] Detection of two types of double-stranded target nucleic acids prepared by multiplex PCR
(Preparation of two types of double-stranded target nucleic acids)
A reaction solution having the composition shown in Table 7 was prepared, and PCR amplification was performed in the PCR cycle shown in Table 6 using the materials, devices, and the like shown below.
Template nucleic acid: human gDNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 and not having the base sequence shown in SEQ ID NO: 7
Primer: primer in which DIG is bound to the 5 ′ end of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1, primer in which biotin is bound to the 5 ′ end of the base sequence shown in SEQ ID NO: 2, and 5 ′ of the base sequence shown in SEQ ID NO: 5. Primer with FITC bound to the end, primer with biotin bound to the 5 ′ end of the base sequence shown in SEQ ID NO: 6 Sample container: 200 μl microtube with removable lid (manufactured by Assist)
Thermal cycler: DNA Engine PTC-200 (trade name, manufactured by MJ Research (currently BioLad))
(固相担体)
固相担体を以下のように作製した。
すなわち、図8に示すように、ポリスチレン製の棒(Φ2mm、長さ10cm)801のうち、試料挿入端807から2mmほどをカルボキシル基でコートし、抗DIG抗体802および抗FITC抗体803をエチレンジアミノカルボジイミド(pierce社製)を用いて二つの区分に分けて固定化した。また、抗ビオチン抗体(ヤギ免疫、SIGMA社製)とカルボキシル基でコートされた赤色ラテックスビーズ(Φ0.3μm、Seradyn社製)とをSeradyn社の推奨プロトコルで反応させ、製造した抗ビオチン抗体付加赤色ラテックスビーズ804溶液を、前記棒801の試料挿入端807から3mm〜5mmの付近に付着させて乾燥させることで、前記ビーズ804を前記棒801の所定箇所に付着させ、検出用の固相担体とした。
(Solid phase carrier)
A solid support was prepared as follows.
That is, as shown in FIG. 8, among the polystyrene rod (Φ2 mm,
(特異的結合の形成)
PCR増幅を行ったマイクロチューブに、前記固相担体を挿入し、手動により25℃(室温)で1分間振倒させ混和させた。混和後、室温で5分ほど放置した。
(Formation of specific binding)
The solid phase carrier was inserted into a microtube subjected to PCR amplification, and was manually shaken at 25 ° C. (room temperature) for 1 minute and mixed. After mixing, it was left at room temperature for about 5 minutes.
(検出および判定)
混和・放置後、ゆっくりと固相担体を引き上げると、図8(b)に示すように、試料挿入端807から2mmほどの抗DIG抗体付着領域806に、前記赤色ラテックスビーズ804が付着していることが目視によりはっきり観測された。一方、試料挿入端807から3mm〜5mmの付近にある抗FITC抗体付着領域805には、前記赤色ラテックスビーズ804が付着していなかった。すなわち、図8のパターンAを示した。なお、図8(a)は、抗DIG抗体付着領域806にビーズが付着している様子を、抗DIG抗体802および抗FITC抗体803を強調して示した図である。
これは、検出対象のDNA断片の内、配列番号3に示す塩基配列を有するDNA断片が、配列番号1および2に示す塩基配列からなるリガンド付きプライマーでPCR増幅され、増幅産物が、抗DIG抗体および抗ビオチン抗体と特異的に結合していること、配列番号7に示す塩基配列を有するDNA断片は、配列番号5および6に示す塩基配列からなるリガンド付きプライマーではPCR増幅されなかったことを示すものである。以上により、用いたテンプレート核酸中に、配列番号3に示す塩基配列は存在するが、配列番号7に示す塩基配列が存在しないことが確認された。
(Detection and judgment)
When the solid support is slowly pulled up after mixing and standing, the
This is because a DNA fragment having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 among the DNA fragments to be detected is PCR-amplified with a primer with a ligand consisting of the base sequences shown in SEQ ID NOS: 1 and 2, and the amplified product is an anti-DIG antibody And that the DNA fragment having the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 was not PCR-amplified with a primer with a ligand consisting of the base sequences shown in SEQ ID NOs: 5 and 6. Is. From the above, it was confirmed that the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 was present in the template nucleic acid used, but the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 was not present.
[実施例4]
実施例3で用いたヒトgDNAの代わりに、配列番号7に示す塩基配列を有しかつ配列番号3に示す塩基配列を有さないヒトgDNAを用いたこと以外は、実施例3と同様に検出を行った。
その結果、図8(c)に示すように、試料挿入端807から3mm〜5mmの付近にある抗FITC抗体付着領域805に、前記赤色ラテックスビーズ804が付着していることが目視によりはっきり観測された。一方、試料挿入端807から2mmほどの抗DIG抗体付着領域806に、前記赤色ラテックスビーズ804の付着は見られなかった。すなわち、図8のパターンBを示した。
これは、検出対象のDNA断片の内、配列番号7に示す塩基配列を有するDNA断片が、配列番号5および6に示す塩基配列からなるリガンド付きプライマーでPCR増幅され、増幅産物が、抗FITC抗体および抗ビオチン抗体と特異的に結合していること、配列番号3に示す塩基配列を有するDNA断片は、配列番号1および2に示す塩基配列からなるリガンド付きプライマーではPCR増幅されなかったことを示すものである。以上により、用いたテンプレート核酸中に、配列番号7に示す塩基配列は存在するが、配列番号3に示す塩基配列が存在しないことが確認された。
[Example 4]
Detection was performed in the same manner as in Example 3 except that human gDNA having the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 and not having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 was used instead of the human gDNA used in Example 3. Went.
As a result, as shown in FIG. 8C, it is clearly observed visually that the
This is because a DNA fragment having the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 among the DNA fragments to be detected is PCR-amplified with a primer with a ligand consisting of the base sequences shown in SEQ ID NOs: 5 and 6, and the amplified product is anti-FITC antibody And that the DNA fragment having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 was not PCR-amplified with the liganded primer consisting of the base sequences shown in SEQ ID NOS: 1 and 2. Is. From the above, it was confirmed that the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 was present in the template nucleic acid used, but the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 was not present.
実施例1〜4の結果から、固相担体上で検出領域を区分分けした場合、二種類のDNA断片の有無を高感度に同時検出できることが確認された。 From the results of Examples 1 to 4, it was confirmed that the presence or absence of two kinds of DNA fragments can be simultaneously detected with high sensitivity when the detection region is divided on the solid phase carrier.
[実施例5]マルチプレックスPCRにより調製した、二種類の二本鎖標的核酸の検出〜区分分けなし〜
(二種類の二本鎖標的核酸の調製)
実施例3と同様の方法で、二種類の二本鎖標的核酸を調製した。
[Example 5] Detection of two types of double-stranded target nucleic acids prepared by multiplex PCR-No division-
(Preparation of two types of double-stranded target nucleic acids)
Two kinds of double-stranded target nucleic acids were prepared in the same manner as in Example 3.
(固相担体)
固相担体を以下のように作製した。
すなわち、図9に示すように、ポリスチレン製の棒(Φ2mm、長さ10cm)901のうち、試料挿入端906から2mmほどをカルボキシル基でコートし、抗ビオチン抗体902をエチレンジアミノカルボジイミド(pierce社製)を用いて固定化した。また、抗DIG抗体(ヤギ免疫、SIGMA社製)とカルボキシル基でコートされた赤色ラテックスビーズ(Φ0.3μm、Seradyn社製)とをSeradyn社の推奨プロトコルで反応させ、製造した抗DIG抗体付加赤色ラテックスビーズ904溶液、および抗FITC抗体(ヤギ免疫、SIGMA社製)とカルボキシル基でコートされた青色ラテックスビーズ(Φ0.3μm、Seradyn社製)とをSeradyn社の推奨プロトコルで反応させ、製造した抗FITC抗体付加青色ラテックスビーズ903溶液を、前記棒901の試料挿入端906から3mm〜5mmの付近に付着させて乾燥させることで、前記ビーズ903および904を前記棒901の所定箇所に付着させ、検出用の固相担体とした。
(Solid phase carrier)
A solid support was prepared as follows.
That is, as shown in FIG. 9, among the polystyrene rods (Φ2 mm,
(特異的結合の形成)
PCR増幅を行ったマイクロチューブに、前記固相担体を挿入し、手動により25℃(室温)で1分間振倒させ混和させた。混和後、室温で5分ほど放置した。
(Formation of specific binding)
The solid phase carrier was inserted into a microtube subjected to PCR amplification, and was manually shaken at 25 ° C. (room temperature) for 1 minute and mixed. After mixing, it was left at room temperature for about 5 minutes.
(検出および判定)
混和・放置後、ゆっくりと検出担体を引き上げると、図9(b)に示すように、試料挿入端906から2mmほどの抗ビオチン抗体付着領域905に、前記赤色ラテックスビーズ904が付着していることが目視によりはっきり観測された。一方、同じ領域に、前記青色ラテックスビーズ903は付着していなかった。すなわち、図9のパターンAを示した。
これは、検出対象のDNA断片の内、配列番号3に示す塩基配列を有するDNA断片が、配列番号1および2に示す塩基配列からなるリガンド付きプライマーでPCR増幅され、増幅産物が、抗DIG抗体および抗ビオチン抗体と特異的に結合していること、配列番号7に示す塩基配列を有するDNA断片は、配列番号5および6に示す塩基配列からなるリガンド付きプライマーではPCR増幅されなかったことを示すものである。以上により、用いたテンプレート核酸中に、配列番号3に示す塩基配列は存在するが、配列番号7に示す塩基配列が存在しないことが確認された。
(Detection and judgment)
When the detection carrier is slowly pulled up after mixing and leaving, the
This is because a DNA fragment having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 among the DNA fragments to be detected is PCR-amplified with a primer with a ligand consisting of the base sequences shown in SEQ ID NOS: 1 and 2, and the amplified product is an anti-DIG antibody And that the DNA fragment having the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 was not PCR-amplified with a primer with a ligand consisting of the base sequences shown in SEQ ID NOs: 5 and 6. Is. From the above, it was confirmed that the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 was present in the template nucleic acid used, but the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 was not present.
[実施例6]
実施例4と同様の方法で、二種類の二本鎖標的核酸を調製したこと以外は、実施例5と同様に検出を行った。
その結果、図9(c)に示すように、試料挿入端906から2mmほどの抗ビオチン抗体付着領域905に、前記青色ラテックスビーズ903が付着していることが目視によりはっきり観測された。一方、同じ領域に、前記赤色ラテックスビーズ904は付着していなかった。すなわち、図9のパターンBを示した。
これは、検出対象のDNA断片の内、配列番号7に示す塩基配列を有するDNA断片が、配列番号5および6に示す塩基配列からなるリガンド付きプライマーでPCR増幅され、増幅産物が、抗FITC抗体および抗ビオチン抗体と特異的に結合していること、配列番号3に示す塩基配列を有するDNA断片は、配列番号1および2に示す塩基配列からなるリガンド付きプライマーではPCR増幅されなかったことを示すものである。以上により、用いたテンプレート核酸中に、配列番号7に示す塩基配列は存在するが、配列番号3に示す塩基配列が存在しないことが確認された。
[Example 6]
Detection was carried out in the same manner as in Example 5 except that two types of double-stranded target nucleic acids were prepared in the same manner as in Example 4.
As a result, as shown in FIG. 9C, it was clearly observed visually that the
This is because a DNA fragment having the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 among the DNA fragments to be detected is PCR-amplified with a primer with a ligand consisting of the base sequences shown in SEQ ID NOs: 5 and 6, and the amplified product is an anti-FITC antibody And that the DNA fragment having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 was not PCR-amplified with the liganded primer consisting of the base sequences shown in SEQ ID NOS: 1 and 2. Is. From the above, it was confirmed that the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 was present in the template nucleic acid used, but the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 was not present.
[実施例7]
テンプレート核酸として、配列番号3に示す塩基配列および配列番号7に示す塩基配列をいずれも有するヒトgDNAを用いたこと以外は、実施例5と同様に検出を行った。
その結果、図9(d)に示すように、試料挿入端906から2mmほどの抗ビオチン抗体付着領域905が紫色に着色し、前記赤色ラテックスビーズ904および青色ラテックスビーズ903のいずれもが該領域に付着していることが目視によりはっきり観測された。すなわち、図9のパターンCを示した。なお、図9(a)は、抗ビオチン抗体付着領域905にビーズが付着している様子を、抗ビオチン抗体902を強調して示した図である。
これは、配列番号3に示す塩基配列を有するDNA断片が、配列番号1および2に示す塩基配列からなるリガンド付きプライマーでPCR増幅され、増幅産物が、抗DIG抗体および抗ビオチン抗体と特異的に結合していること、さらに、配列番号7に示す塩基配列を有するDNA断片が、配列番号5および6に示す塩基配列からなるリガンド付きプライマーでPCR増幅され、増幅産物が、抗FITC抗体および抗ビオチン抗体と特異的に結合していることを示すものである。以上により、用いたテンプレート核酸中に、配列番号3および7に示す塩基配列がいずれも存在することが確認された。
[Example 7]
Detection was performed in the same manner as in Example 5 except that human gDNA having both the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 and the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 was used as the template nucleic acid.
As a result, as shown in FIG. 9D, the anti-biotin
This is because a DNA fragment having the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 was PCR amplified with a primer with a ligand consisting of the base sequences shown in SEQ ID NOs: 1 and 2, and the amplified product was specifically detected with anti-DIG antibody and anti-biotin antibody. In addition, a DNA fragment having the base sequence shown in SEQ ID NO: 7 was PCR amplified with a primer with a ligand consisting of the base sequences shown in SEQ ID NOs: 5 and 6, and the amplified products were anti-FITC antibody and anti-biotin This indicates that the antibody specifically binds. From the above, it was confirmed that all of the base sequences shown in SEQ ID NOs: 3 and 7 were present in the used template nucleic acid.
実施例5〜7の結果から、固相担体上で検出領域を区分分けせずとも、二種類のDNA断片の有無を高感度に同時検出できることが確認された。 From the results of Examples 5 to 7, it was confirmed that the presence or absence of two types of DNA fragments can be simultaneously detected with high sensitivity without dividing the detection region on the solid phase carrier.
本発明は、医療分野における病原菌やウイルスの検出のみならず、犯罪捜査、親子鑑定、考古学研究、生物学等における遺伝子診断に利用可能である。 The present invention can be used not only for detection of pathogenic bacteria and viruses in the medical field, but also for genetic investigations in criminal investigations, parentage testing, archeological research, biology, and the like.
1、2・・・標的核酸、10・・・標的配列、11・・・フォワードプライマー、12・・・リバースプライマー、13・・・微粒子、21・・・第一のプローブ、22・・・第二のプローブ、30・・・固相担体、35・・・受容体固定化領域、36・・・微粒子付着領域、110・・・第一のリガンド、120・・・第二のリガンド、130・・・第二の受容体、140・・・第一の受容体 1, 2 ... target nucleic acid, 10 ... target sequence, 11 ... forward primer, 12 ... reverse primer, 13 ... fine particles, 21 ... first probe, 22 ... first Two probes, 30 ... solid phase carrier, 35 ... receptor immobilization region, 36 ... fine particle adhesion region, 110 ... first ligand, 120 ... second ligand, 130 .... Second receptor, 140 ... first receptor
Claims (8)
(A)試料中の核酸に対して、異なる種類のリガンドからなるリガンド対が結合した標的配列を有する二本鎖核酸を複製する操作を行う工程と、
(B)前記リガンド対のいずれか一方と特異的に結合する受容体が固定化された固相担体、および他方のリガンドと特異的に結合する受容体が固定化された光学的に区別可能な微粒子を調製する工程と、
(C)前記固相担体の受容体が固定化された領域を、複製操作後の前記試料中に挿入する工程と、
(D)該受容体固定化領域を試料中に挿入したまま、前記微粒子を該試料中に添加する工程と、
(E)前記固相担体を試料中より取り出す工程と、
(F)前記固相担体の受容体が固定化された領域の光学的性質を検出する工程と、
を含むことを特徴とする核酸の検出方法。 A method for detecting the presence or absence of a double-stranded nucleic acid having a specific target sequence,
(A) A step of performing an operation of replicating a double-stranded nucleic acid having a target sequence to which a ligand pair consisting of different types of ligands is bound to a nucleic acid in a sample;
(B) A solid phase carrier on which a receptor that specifically binds to one of the ligand pairs is immobilized, and an optically distinguishable on which a receptor that specifically binds to the other ligand is immobilized A step of preparing fine particles;
(C) inserting the region where the receptor of the solid phase carrier is immobilized into the sample after the replication operation;
(D) adding the fine particles to the sample while the receptor-immobilized region is inserted into the sample;
(E) removing the solid phase carrier from the sample;
(F) detecting the optical property of the region where the receptor of the solid phase carrier is immobilized;
A method for detecting a nucleic acid, comprising:
(a)試料中の核酸に対して、異なる種類のリガンドからなるリガンド対が結合した標的配列を有する二本鎖核酸を複製する操作を行う工程と、
(b)前記リガンド対のいずれか一方と特異的に結合する受容体が固定化された光学的に区別可能な微粒子を調製する工程と、
(c)前記リガンド対の他方と特異的に結合する受容体が固定化され、さらに該固定化領域外に前記微粒子が付着された固相担体を調製する工程と、
(d)前記固相担体の受容体が固定化された領域を複製操作後の前記試料中に挿入し、該受容体固定化領域を試料中に挿入したまま、さらに該固相担体の微粒子が付着された領域を試料中に挿入して、該微粒子を試料中に添加する工程と、
(e)前記固相担体を試料中より取り出す工程と、
(f)前記固相担体の受容体が固定化された領域の光学的性質を検出する工程と、
を含むことを特徴とする核酸の検出方法。 A method for detecting the presence or absence of a double-stranded nucleic acid having a specific target sequence,
(A) performing a process of replicating a double-stranded nucleic acid having a target sequence to which a ligand pair consisting of different types of ligands is bound to a nucleic acid in a sample;
(B) preparing an optically distinguishable microparticle on which a receptor that specifically binds to any one of the ligand pairs is immobilized;
(C) preparing a solid phase carrier in which a receptor that specifically binds to the other of the ligand pair is immobilized, and the fine particles are attached outside the immobilization region;
(D) The region where the receptor of the solid phase carrier is immobilized is inserted into the sample after the replication operation, and the solid phase carrier fine particles are further inserted while the receptor immobilized region is inserted into the sample. Inserting the attached region into the sample and adding the microparticles to the sample;
(E) removing the solid phase carrier from the sample;
(F) detecting an optical property of a region where the receptor of the solid phase carrier is immobilized;
A method for detecting a nucleic acid, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006311435A JP2008125383A (en) | 2006-11-17 | 2006-11-17 | Method for detecting nucleic acid |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2020241785A1 (en) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 |
-
2006
- 2006-11-17 JP JP2006311435A patent/JP2008125383A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP7619570B2 (en) | 2019-05-29 | 2025-01-22 | 藤倉化成株式会社 | Composition for solid phase attachment, solid phase carrier utilizing said composition, and method for producing and using said solid phase carrier |
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