JP2009288069A - Target substance detection method - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、ヘテロジニアスな検出法において、夾雑物やリガンド分子等の固相への非特異的吸着を最小限抑制し、簡便で、且つS/N比の高い検出方法を提供するものである。
【解決手段】本発明は、第1のリガンド分子、標的物質及び第2のリガンド分子を含む複合体を形成させた後、B/F分離を行う。そして、光照射により第2のリガンド分子中の光照射結合部位を活性化させ、複合体を基体上に形成した非特異吸着防止膜に固定化する。
【選択図】図1An object of the present invention is to provide a detection method that is simple and has a high S / N ratio in a heterogeneous detection method by minimizing nonspecific adsorption of impurities and ligand molecules to a solid phase. It is to provide.
The present invention performs B / F separation after forming a complex including a first ligand molecule, a target substance, and a second ligand molecule. Then, the light irradiation binding site in the second ligand molecule is activated by light irradiation, and the complex is immobilized on the non-specific adsorption preventing film formed on the substrate.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、生理活性物質などの標的物質を検出する方法、及び検出キットに関する。 The present invention relates to a method for detecting a target substance such as a physiologically active substance, and a detection kit.
臨床検査の分野において、血液などの検体中から疾病に関連する標的物質を検出する方法は、癌、感染症、生活習慣病などの診断方法として広く用いられている。昨今の臨床検査では、これら疾病の早期発見のために、検体中の極微量の標的物質を正確に、かつ短時間で定量する方法が求められている。検体中の極微量の標的物質を検出するためには、S/N(シグナル/ノイズ)比の高い検出法が必要であり、これまで、免疫測定法に基づいたヘテロジニアスな検出法が用いられてきた。この検出法は、まず、固相上で標的物質に対して特異的に補足可能な第1のリガンド分子と、標的物質と、標的物質に対して特異的に補足可能で且つ標識物質を有する第2のリガンド分子とをサンドイッチ反応させる。次に、B/F分離後、固相上に固定化された標識物質の有無及び量を測定することで標的物質を検出するものである。 In the field of clinical examination, a method for detecting a target substance related to a disease from a specimen such as blood is widely used as a diagnostic method for cancer, infectious diseases, lifestyle-related diseases and the like. In recent clinical examinations, in order to detect these diseases at an early stage, there is a demand for a method for accurately quantifying a very small amount of a target substance in a specimen in a short time. In order to detect a very small amount of a target substance in a specimen, a detection method with a high S / N (signal / noise) ratio is required, and so far a heterogeneous detection method based on an immunoassay method has been used. I came. In this detection method, first, a first ligand molecule that can be specifically captured on a target substance on a solid phase, a target substance, a target substance that can be specifically captured on the target substance, and has a labeling substance. Sandwich reaction with two ligand molecules. Next, after the B / F separation, the target substance is detected by measuring the presence and amount of the labeling substance immobilized on the solid phase.
一方で、検体中の極微量の標的物質を検出するためには、測定時におけるノイズを低減することも重要となる。ノイズを低減するためには、固相に非特異的に吸着する夾雑物や第2のリガンド分子を除去することが必要であり、一般的に固相表面を非特異的吸着防止剤でブロックする方法が用いられる。特開平01―209370号公報(特許文献1)では、標的物質に対して液相中でサンドイッチ反応させた後、予め親水性タンパク質でブロッキングした固相上でビオチン−アビジン結合を介して標的物質を固定化し、競合反応により標的物質を検出する方法が開示されている。この検出方法では、固相表面をブロッキングすることで、固相に対する夾雑物やリガンド分子の非特異的吸着を抑制できる。
特許文献1に示すような固相表面のブロッキング法では、固相表面に対する夾雑物、及び第2のリガンド分子の非特異的吸着を抑制することは可能である。しかし、固相上に存在する第1のリガンド分子への夾雑物、及び第2のリガンド分子の非特異的吸着は抑制できない。特に、第1のリガンド分子と第2のリガンド分子との交差反応による非特異的吸着は防止することが難しく、大きなノイズの原因となる。例えば、特許文献1では、固相上に固定されたアビジン(第1のリガンド分子)と抗体(第2のリガンド分子)との交差反応が生じ、ノイズの原因となってしまうことが知られている。 In the solid-phase surface blocking method as shown in Patent Document 1, it is possible to suppress nonspecific adsorption of contaminants and second ligand molecules on the solid-phase surface. However, it is not possible to suppress the non-specific adsorption of contaminants to the first ligand molecule existing on the solid phase and the second ligand molecule. In particular, it is difficult to prevent nonspecific adsorption due to the cross-reaction between the first ligand molecule and the second ligand molecule, which causes a large noise. For example, in Patent Document 1, it is known that a cross-reaction occurs between avidin (first ligand molecule) immobilized on a solid phase and an antibody (second ligand molecule), causing noise. Yes.
これに対して、リガンド分子同士の交差反応を防止する方法は、これまで報告されているが、防止能・簡便性・コストパフォーマンスの点で課題の残るものが多い。例えば、Luらのグループ(非特許文献1)は、リガンド分子同士の交差反応を抑制するため、予めパパイン、ペプシンで処理した抗体を調製し、この抗体を固定した固相上で標的物質を検出する方法が報告されている。この方法では、第1のリガンド分子である抗体のFc部分を除去することで、第1の抗体と第2の抗体の交差反応は抑制される。しかし、上記に示す抗体調製法においては、煩雑な操作を必要とする。また、検体中に含まれる夾雑物の非特異吸着物を完全に除去することも不可能である。 On the other hand, methods for preventing cross-reactions between ligand molecules have been reported so far, but many problems remain in terms of prevention ability, simplicity, and cost performance. For example, the group of Lu et al. (Non-Patent Document 1) prepared an antibody previously treated with papain and pepsin in order to suppress the cross-reaction between ligand molecules, and detected the target substance on the solid phase on which this antibody was immobilized. How to do it has been reported. In this method, the cross-reaction between the first antibody and the second antibody is suppressed by removing the Fc portion of the antibody that is the first ligand molecule. However, the above-described antibody preparation method requires complicated operations. In addition, it is impossible to completely remove non-specifically adsorbed substances contained in the sample.
そこで、本明細書は、ヘテロジニアスな検出法において、固相上での夾雑物および第2のリガンド分子の非特異的吸着を抑制し、簡便で且つS/N比の高い検出方法を提供することを目的とするものである。
本発明に係る標的物質の有無又は量の検出方法は、
粒子を用いて標的物質の有無又は量を検出する方法であって、
(a)非特異吸着防止膜を有する基体と、前記標的物質を特異的に捕捉する第1のリガンド分子を有する粒子と、前記標的物質を特異的に捕捉する部位及び光照射により前記非特異吸着防止膜に結合する光照射結合部位を有する第2のリガンド分子と、を用意する工程と、
(b)反応媒体中で前記第1のリガンド分子及び前記第2のリガンド分子を前記標的物質に結合させ、前記第1のリガンド分子を有する粒子と前記標的物質と前記第2のリガンド分子とを含んで構成される複合体を形成する工程と、
(c)前記複合体をB/F分離によって分離する工程と、
(d)光照射により、前記複合体に含まれる第2のリガンド分子中の光照射結合部位を前記非特異吸着防止膜に結合させる工程と、
(e)前記非特異吸着防止膜に固定された粒子の有無又は量を検出する工程と、
を有することを特徴とする。
The method for detecting the presence or amount of a target substance according to the present invention comprises:
A method for detecting the presence or amount of a target substance using particles,
(A) a substrate having a non-specific adsorption preventing film, a particle having a first ligand molecule that specifically captures the target substance, a site that specifically captures the target substance, and the non-specific adsorption by light irradiation Providing a second ligand molecule having a light irradiation binding site that binds to the protective film;
(B) The first ligand molecule and the second ligand molecule are bound to the target substance in a reaction medium, and the particles having the first ligand molecule, the target substance, and the second ligand molecule are combined. Forming a complex comprising: and
(C) separating the complex by B / F separation;
(D) a step of binding a light irradiation binding site in the second ligand molecule contained in the complex to the non-specific adsorption preventing film by light irradiation;
(E) detecting the presence or absence or amount of particles fixed to the non-specific adsorption preventing film;
It is characterized by having.
本発明によれば、リガンド分子や夾雑物等の固相への非特異的吸着を抑制することができ、従来技術に比べ更なるノイズの低減が可能となる。また、本発明は、光反応を介して標的物質を含む複合体を固相上に効率的且つ選択的に固定可能であり、S/N比の高い検出を達成可能である。 According to the present invention, nonspecific adsorption of a ligand molecule or a foreign substance to a solid phase can be suppressed, and noise can be further reduced as compared with the prior art. In addition, the present invention can efficiently and selectively immobilize a complex containing a target substance on a solid phase via a photoreaction, and can achieve detection with a high S / N ratio.
以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明は、粒子を用いて標的物質の有無又は量を検出する方法であって、
(a)非特異吸着防止膜を有する基体と、前記標的物質を特異的に捕捉する第1のリガンド分子を有する粒子と、前記標的物質を特異的に捕捉する部位及び光照射により前記非特異吸着防止膜に結合する光照射結合部位を有する第2のリガンド分子と、を用意する工程と、
(b)反応媒体中で前記第1のリガンド分子及び前記第2のリガンド分子を前記標的物質に結合させ、前記第1のリガンド分子を有する粒子と前記標的物質と前記第2のリガンド分子とを含んで構成される複合体を形成する工程と、
(c)前記複合体をB/F分離によって分離する工程と、
(d)光照射により、前記複合体に含まれる第2のリガンド分子中の光照射結合部位を前記非特異吸着防止膜に結合させる工程と、
(e)前記非特異吸着防止膜に固定された粒子の有無又は量を検出する工程と、
を有することを特徴とする。
The present invention is a method for detecting the presence or amount of a target substance using particles,
(A) a substrate having a non-specific adsorption preventing film, a particle having a first ligand molecule that specifically captures the target substance, a site that specifically captures the target substance, and the non-specific adsorption by light irradiation Providing a second ligand molecule having a light irradiation binding site that binds to the protective film;
(B) The first ligand molecule and the second ligand molecule are bound to the target substance in a reaction medium, and the particles having the first ligand molecule, the target substance, and the second ligand molecule are combined. Forming a complex comprising: and
(C) separating the complex by B / F separation;
(D) a step of binding a light irradiation binding site in the second ligand molecule contained in the complex to the non-specific adsorption preventing film by light irradiation;
(E) detecting the presence or absence or amount of particles fixed to the non-specific adsorption preventing film;
It is characterized by having.
本発明では、液相中で、第1のリガンド分子を有する粒子と、標的物質と、光照射結合部位を有する第2のリガンド分子とを含む複合体を形成した後、B/F分離を行い、複合体を形成しなかったリガンド分子や夾雑物を除去する。そして、B/F分離を行った後、複合体に光を照射し、第2のリガンド分子中にある光照射結合部位を活性化し、非特異吸着防止膜に結合を形成させることにより、複合体を固定化する。本発明によれば、複合体の形成後のB/F分離及び非特異吸着防止膜の利用により、リガンド分子や夾雑物等の固相への非特異吸着を大幅に低減することができる。また、複合体を液液反応で形成するため、反応時間を短縮することができるという利点もある。 In the present invention, a B / F separation is performed after forming a complex including particles having a first ligand molecule, a target substance, and a second ligand molecule having a light irradiation binding site in a liquid phase. Remove ligand molecules and contaminants that did not form a complex. Then, after performing the B / F separation, the complex is irradiated with light, the light irradiation binding site in the second ligand molecule is activated, and a bond is formed on the non-specific adsorption prevention film, whereby the complex To fix. According to the present invention, B / F separation after formation of a complex and use of a nonspecific adsorption-preventing membrane can significantly reduce nonspecific adsorption of a ligand molecule or a foreign substance to a solid phase. Moreover, since the complex is formed by a liquid-liquid reaction, there is an advantage that the reaction time can be shortened.
さらに、本発明では、好ましい形態として、複合体の形成、B/F分離、複合体の固定化、及び粒子の検出までを同一固相上で行うこともできる。つまり、本発明において、基体は非特異吸着防止膜で覆われているため、複合体を固相上で形成しても、リガンド分子や夾雑物等の非特異吸着は抑制される。そして、適当な方法でB/F分離を行うことにより、リガンド分子や夾雑物等を除去した後、複合体を光照射により選択的に非特異吸着防止膜に固定することができる。 Furthermore, in the present invention, as a preferred embodiment, complex formation, B / F separation, complex immobilization, and particle detection can be performed on the same solid phase. That is, in the present invention, since the substrate is covered with the non-specific adsorption preventing film, non-specific adsorption of ligand molecules, impurities, etc. is suppressed even when the complex is formed on the solid phase. Then, by performing B / F separation by an appropriate method, after removing ligand molecules, contaminants, and the like, the complex can be selectively fixed to the nonspecific adsorption-preventing membrane by light irradiation.
また、詳細は後述するが、本発明においては、磁性粒子を用いることにより、B/F分離、複合体の固定化、及び粒子の検出までを同一固相上で、容易かつ精度良く行うことができる。 Although details will be described later, in the present invention, by using magnetic particles, B / F separation, complex immobilization, and particle detection can be easily and accurately performed on the same solid phase. it can.
図1を用いて、本発明に係る標的物質の検出方法の概要について説明する。本発明においは、まず、第1のリガンド分子102を有する粒子101と、光照射結合部位を有する第2のリガンド分子103と、標的物質109とを混合し、複合体107を形成する。その後、B/F分離を行い、複合体を形成しなかったリガンド分子や夾雑物等を除去する。そして、複合体に光を照射し、第2のリガンド分子中にある光照射結合部位を活性化し、非特異吸着防止膜105に結合を形成させることにより、複合体107を固定化する。そして、第1のリガンド分子102を有する粒子101などを除去するため、洗浄を行うことが好ましい。本発明では、複合体を形成する工程やB/F分離を行う工程、複合体を固相に固定化する工程は、特に同一固相上で行うものに限定されない。例えば、複合体の形成やB/F分離を別の容器内で行った後、複合体を非特異吸着防止膜105を有する基体106上に配置し、光照射により固定化することもできる。 The outline of the method for detecting a target substance according to the present invention will be described with reference to FIG. In the present invention, first, the particle 101 having the first ligand molecule 102, the second ligand molecule 103 having the light irradiation binding site, and the target substance 109 are mixed to form the complex 107. Thereafter, B / F separation is performed to remove ligand molecules, contaminants, and the like that have not formed a complex. Then, the complex 107 is immobilized by irradiating the complex with light, activating the light irradiation binding site in the second ligand molecule, and forming a bond with the non-specific adsorption preventing film 105. In order to remove the particles 101 having the first ligand molecules 102, washing is preferably performed. In the present invention, the step of forming a complex, the step of performing B / F separation, and the step of immobilizing the complex on a solid phase are not particularly limited to those performed on the same solid phase. For example, after the formation of the complex and the B / F separation are performed in another container, the complex can be placed on the substrate 106 having the non-specific adsorption preventing film 105 and immobilized by light irradiation.
以下、各構成について詳細に説明する。 Hereinafter, each configuration will be described in detail.
<標的物質>
本発明における標的物質とは、存在あるいは量を測定する対象となる物質を言い、特に限定されるものではないが、例えば生体物質が挙げられる。生体物質としては、例えば核酸、タンパク質、糖鎖、脂質及びそれらの複合体から選択される物質等が含まれる。生体物質として、具体的には、DNA、RNA、アプタマー、遺伝子、染色体、細胞膜、ウイルス、抗原、抗体、レクチン、ハプテン、ホルモン、レセプタ、酵素、ペプチド、スフィンゴ糖又はスフィンゴ脂質等が挙げられる。また、これらの物質を産生する細菌や細胞そのものも生体物質に含まれる。
<Target substance>
The target substance in the present invention refers to a substance whose presence or amount is to be measured, and is not particularly limited, and examples thereof include biological substances. Examples of biological substances include substances selected from nucleic acids, proteins, sugar chains, lipids, and complexes thereof. Specific examples of the biological material include DNA, RNA, aptamer, gene, chromosome, cell membrane, virus, antigen, antibody, lectin, hapten, hormone, receptor, enzyme, peptide, sphingosaccharide or sphingolipid. In addition, bacteria and cells themselves that produce these substances are also included in biological substances.
例えば、標的物質がある特定の核酸(標的核酸)である場合、標的核酸の由来元としては、例えば、人工合成産物、ヒトやマウスなどの動物、植物、細菌、真菌、古細菌、ウイルスなどの微生物等を挙げることができる。 For example, when the target substance is a specific nucleic acid (target nucleic acid), examples of the source of the target nucleic acid include artificial synthetic products, animals such as humans and mice, plants, bacteria, fungi, archaea, viruses, etc. Examples include microorganisms.
また、標的物質は、上述のように生体物質に限られることなく、非生体物質も含まれる。抗原は、上記抗体を誘発させる物質であり、例えば非生体物質と生体物質に分けることができる。非生体物質の抗原として産業上利用価値の大きいものは、例えば、環境汚染物質としての塩素置換数/位置の異なるPCB類、同じく塩素置換数/位置の異なるダイオキシン類、いわゆる環境ホルモンと呼ばれる内分泌撹乱物質等が挙げられる。また、生体物質の抗原としては、上記の核酸、タンパク質、糖鎖、脂質およびそれらの複合体から選択される生体物質が少なくとも含まれる。さらに詳しくは、DNA、RNA、アプタマー、遺伝子、染色体、細胞膜、ウイルス、抗原、抗体、レクチン、ハプテン、ホルモン、レセプター、酵素、ペプチド、スフィンゴ糖及びスフィンゴ糖脂質等のいずれかから選択された物質が含まれる。 Further, the target substance is not limited to the biological substance as described above, and includes non-biological substances. An antigen is a substance that induces the antibody, and can be divided into, for example, non-biological substances and biological substances. Examples of non-biological substances that are of great industrial utility include PCBs with different chlorine substitution numbers / positions as environmental pollutants, dioxins with different chlorine substitution numbers / positions, and endocrine disruptors called environmental hormones Substances and the like. In addition, the biological material antigen includes at least a biological material selected from the nucleic acids, proteins, sugar chains, lipids, and complexes thereof. More specifically, a substance selected from any one of DNA, RNA, aptamer, gene, chromosome, cell membrane, virus, antigen, antibody, lectin, hapten, hormone, receptor, enzyme, peptide, sphingosaccharide and glycosphingolipid, etc. included.
標的物質は、例えば試料の中に含まれている。試料としては、例えば、医療診断、環境測定又は食品管理を含む分野等における、分析が所望される標的物質を含む試料溶液が挙げられる。医療診断用の試料溶液の例としては、血液、リンパ液、DNA抽出液又は組織液を包含する体液が挙げられる。環境測定用の試料溶液の例としては、土壌、河川、大気などから採取した材料を含む溶液が挙げられる。食品管理用の試料溶液の例としては、ひき肉からの抽出液やまな板表面からの抽出液等が挙げられる。また、試料の調製に用いる溶媒は、標的物質の種類に応じて適宜決めることができ、例えば、水、リン酸バッファー、酢酸バッファー、トリスバッファーなどを使用することができる。 The target substance is contained in a sample, for example. Examples of the sample include a sample solution containing a target substance desired to be analyzed in a field including medical diagnosis, environmental measurement, or food management. Examples of sample solutions for medical diagnosis include body fluids including blood, lymph, DNA extract or tissue fluid. Examples of sample solutions for environmental measurement include solutions containing materials collected from soil, rivers, air, and the like. Examples of the sample solution for food management include an extract from minced meat and an extract from the cutting board surface. Moreover, the solvent used for sample preparation can be suitably determined according to the kind of target substance, for example, water, a phosphate buffer, an acetate buffer, a Tris buffer etc. can be used.
<複合体>
本発明に置ける複合体とは、第1のリガンド分子を有する粒子と、標的物質と、光照射結合部位を有する第2のリガンド分子と、を含んで構成される。各構成要素については後述するが、本発明では、まず、この複合体を形成した後、この複合体を残すようにB/F分離を行う。そして、基体の上に配置された非特異吸着防止膜にこの複合体を光照射により固定化し、固定化した複合体を粒子の観測により検出する。なお、この複合体中の第2のリガンド分子には光照射により基体の上に配置された非特異的吸着膜に結合可能な光照射結合部位があり、この部位が光照射により非特異吸着防止膜に結合する。
<Composite>
The complex in the present invention includes a particle having a first ligand molecule, a target substance, and a second ligand molecule having a light irradiation binding site. Although each component will be described later, in the present invention, after this complex is first formed, B / F separation is performed so as to leave this complex. Then, this complex is immobilized by light irradiation on a non-specific adsorption preventing film disposed on the substrate, and the immobilized complex is detected by observation of particles. The second ligand molecule in this complex has a light irradiation binding site capable of binding to a nonspecific adsorption film disposed on the substrate by light irradiation, and this site prevents nonspecific adsorption by light irradiation. Bind to the membrane.
例えば、標的物質が抗原で、第1及び第2のリガンド分子が抗体の場合、第1のリガンド分子及び第2のリガンド分子が標的物質を挟むようにサンドイッチ構造を形成することが好ましい。 For example, when the target substance is an antigen and the first and second ligand molecules are antibodies, it is preferable to form a sandwich structure so that the first ligand molecule and the second ligand molecule sandwich the target substance.
<粒子>
本発明で用いられる粒子は、検出機器を用いて粒子の有無および量を検出できる構成を有していれば良い。このような粒子としては、例えば、顕微鏡等を用いて粒子の有無および量を検出できる粒子であることが望ましい。また、粒子の表面及び/又は内部に標識物質を有する構成とすることも望ましい。また、粒子は、試料溶液や分散液等の液媒体(例えば緩衝液)に対して不溶性であることが好ましい。また、本発明で用いられる粒子は、その表面に第1のリガンド分子を担持できる構成を有することが好ましい。
<Particle>
The particle | grains used by this invention should just have the structure which can detect the presence and quantity of particle | grains using a detection apparatus. As such particles, for example, particles that can detect the presence and amount of particles using a microscope or the like are desirable. It is also desirable to have a structure having a labeling substance on the surface and / or inside of the particles. The particles are preferably insoluble in a liquid medium such as a sample solution or dispersion (for example, a buffer solution). The particles used in the present invention preferably have a configuration capable of supporting the first ligand molecule on the surface thereof.
ここで、顕微鏡等を用いて粒子の有無および量を検出できる粒子とは、光学顕微鏡、電子顕微鏡又は原子間力顕微鏡などを用いて観察できる粒子であり、少なくとも5nm以上の直径を有する粒子であることが好ましい。 Here, the particles that can detect the presence and amount of particles using a microscope or the like are particles that can be observed using an optical microscope, an electron microscope, an atomic force microscope, or the like, and are particles having a diameter of at least 5 nm or more. It is preferable.
例えば、粒子としては、ポリスチレン、ナイロン、ガラス、金属、多孔質体又はデキストランなどの糖誘導体等で構成される粒子などが挙げられる。他の例としては、シリカ、ポリスチレンラテックス、ラテックス、ポリ乳酸、アガロース、キトサン、アルブミン又はデンプン等も挙げることができる。これらの粒子の中でも、粒子表面への第1のリガンド分子の固定化が容易であるという観点から、ラテックス粒子や、粒子表面に官能基を有するポリスチレン粒子、カルボン酸変性スチレン系粒子等のポリスチレン系粒子等が好ましい。このようなポリスチレン粒子は、市販品として入手可能なものを使用することもできる。例えば、粒子表面にアミノ基を有するものとしてDynospheres(登録商標)XP−5002(ダイノインダストリーズ社)が利用できる。カルボキシル基を有するものとしてIMMUTEX Gシリーズ(JSR社)が利用できる。カルバモイル基を有するものとしてestapor(登録商標)PSI 181(プロラボ社)、アミジノ基を有するものとして、estapor(登録商標)PSI 629(プロラボ社)等の製品が知られている。 For example, examples of the particles include particles composed of polystyrene, nylon, glass, metal, porous material, sugar derivatives such as dextran, and the like. Other examples include silica, polystyrene latex, latex, polylactic acid, agarose, chitosan, albumin or starch. Among these particles, polystyrene particles such as latex particles, polystyrene particles having a functional group on the particle surface, carboxylic acid-modified styrene particles, etc., from the viewpoint of easy fixation of the first ligand molecule to the particle surface. Particles and the like are preferred. As such polystyrene particles, commercially available products can also be used. For example, Dynaspheres (registered trademark) XP-5002 (Dyno Industries, Inc.) can be used as having an amino group on the particle surface. IMMUTX G series (JSR Corporation) can be used as having a carboxyl group. Products having an carbamoyl group such as estapor (registered trademark) PSI 181 (Prolaboratory) and those having an amidino group are known.
また、前記粒子の表面及び/又は内部に標識物質を有する構成において、標識物質として例えば磁性物質を用いることができる。例えば、粒子として、前記材料の内部に磁性物質を含ませた粒子を用いることができる。磁性物質を内部に含ませた粒子は、磁性物質を、例えばポリスチレンやシリカ、ラテックス等の前記材料で覆った構成としてもよいし、磁性物質を混合した材料を粒子状に形成した構成としてもよい。磁性物質としては、特に限定されるものではないが、例えば、酸化鉄、酸化クロム、コバルト、フェライト又はこれらの材料のうち少なくとも2種を混合した材料などが挙げられる。 Moreover, in the structure which has a labeling substance on the surface and / or inside of the particle, for example, a magnetic substance can be used as the labeling substance. For example, particles in which a magnetic substance is contained inside the material can be used as the particles. The particles containing the magnetic substance inside may have a configuration in which the magnetic substance is covered with the material such as polystyrene, silica, latex, etc., or a material in which the magnetic substance is mixed may be formed into particles. . Although it does not specifically limit as a magnetic substance, For example, the material etc. which mixed at least 2 sort (s) among these materials, such as iron oxide, chromium oxide, cobalt, a ferrite, etc. are mentioned.
なお、本明細書において、粒子の表面及び/又は内部に標識物質を有する構成には、該標識物質のみで粒子が構成される場合も含まれるものとする。また、「標識物質を含む粒子」は、「表面及び/又は内部に標識物質を有する構成の粒子」と同義として用いる。また、本明細書において、「表面及び/又は内部に標識物質として磁性物質を有する粒子」を磁性粒子と称する。なお、磁性粒子には、上記の磁性物質を内部に含ませた粒子や磁性物質のみで構成された粒子が含まれる。 Note that in this specification, the structure having a labeling substance on the surface and / or inside of a particle includes a case where the particle is composed only of the labeling substance. The “particles containing a labeling substance” are used synonymously with “particles having a labeling substance on the surface and / or inside”. In the present specification, “particles having a magnetic substance as a labeling substance on the surface and / or inside” are referred to as magnetic particles. The magnetic particles include particles containing the above-described magnetic substance and particles composed only of the magnetic substance.
また、前記標識物質としては、磁性物質の他に、発光物質、電気化学的活性物質、重金属物質又は金属半導体物質などを用いることもできる。また、標識物質として酵素を用い、粒子表面に酵素を結合させておくこともできる。 In addition to the magnetic substance, the labeling substance may be a light emitting substance, an electrochemically active substance, a heavy metal substance, a metal semiconductor substance, or the like. In addition, an enzyme can be bound to the particle surface using an enzyme as a labeling substance.
ここで、本明細書では、発光には、例えば化学的な発光、物理的な発光及び生物的な発光等があり、発光物質には蛍光物質、燐光物質及び遅延蛍光物質等が含まれる。また、発光は蛍光及び燐光も含む概念である。なお、蛍光とは、励起光により励起された蛍光物質から発せられる発光のことをいう。また、燐光とは、三重項励起状態に遷移した電子が基底状態にもどるときに発せられる発光のことをいう。また、遅延蛍光物質とは、蛍光物質に比べ蛍光を発する時間が長い物質を示す。発光物質のうち蛍光物質としては、例えば、フルオロセイン誘導体、シアニン系色素、ローダミン系色素、クマリン系色素、ダンシル型色素、アントラセン誘導体、ピレン誘導体又は希土類金属錯体などが挙げられる。発光物質のうち燐光物質としては、例えば、イリジウム錯体などが挙げられる。発光物質のうち遅延蛍光物質としては、例えば、ユウロピウム錯体などの希土類蛍光錯体が挙げられる。その他の発光物質としては、例えば、ルミノール、ロフィン、ルシゲニン又はシュウ酸エステルルミノールなどが挙げられ、これらの発光物質は、酵素などを用いて化学反応が促進され発光効率を上げることもできる。 Here, in the present specification, light emission includes, for example, chemical light emission, physical light emission, biological light emission, and the like, and the light emitting materials include fluorescent materials, phosphorescent materials, delayed fluorescent materials, and the like. The light emission is a concept including fluorescence and phosphorescence. Note that fluorescence refers to light emitted from a fluorescent material excited by excitation light. Phosphorescence refers to light emitted when electrons that have transitioned to the triplet excited state return to the ground state. Further, the delayed fluorescent substance refers to a substance that emits fluorescence longer than the fluorescent substance. Examples of the fluorescent substance among the luminescent substances include fluorescein derivatives, cyanine dyes, rhodamine dyes, coumarin dyes, dansyl dyes, anthracene derivatives, pyrene derivatives, rare earth metal complexes, and the like. Examples of phosphorescent substances among luminescent substances include iridium complexes. Examples of the delayed fluorescent substance among the luminescent substances include rare earth fluorescent complexes such as europium complexes. Examples of other luminescent substances include luminol, lophine, lucigenin, oxalate luminol, and the like. These luminescent substances can promote a chemical reaction using an enzyme or the like to increase luminous efficiency.
また、電気化学的活性物質としては、例えば、鉄錯体、コバルト錯体、ルテニウム錯体又はニッケル錯体などの重金属錯体物質が挙げられる。重金属物質としては、例えば、金、銀又は白金などナノ金属粒子が挙げられる。金属半導体物質としては、例えば、CdSe系粒子、ZnSe系粒子、及びIn(Ga)As系粒子などの量子ドット材料が挙げられる。 Examples of the electrochemically active substance include heavy metal complex substances such as an iron complex, a cobalt complex, a ruthenium complex, or a nickel complex. Examples of the heavy metal substance include nano metal particles such as gold, silver, or platinum. Examples of the metal semiconductor material include quantum dot materials such as CdSe-based particles, ZnSe-based particles, and In (Ga) As-based particles.
粒子の大きさは、粒子直径が5nmから100μmの大きさであることが好ましい。 The particle size is preferably a particle diameter of 5 nm to 100 μm.
粒子の表面には、上述のように、前記第1のリガンド分子が固定化される。この第1のリガンド分子を粒子表面に固定化させる方法としては、既に多くの方法が提案されており、特に制限されるものではなく、第1のリガンド分子や粒子の表面状態によって適宜選択することができる。例えば、粒子への第1のリガンド分子の固定化方法は、化学結合もしくはアフィニティー結合を利用して行うことができる。ここで、化学結合とは、原子間やイオン間で電子の授受を伴って形成された結合であり、例えば、共有結合、配位結合、金属結合などが挙げられる。化学結合を利用する方法としては、例えば、縮合剤を用いて固定する方法、シラン剤を用いて固定する方法、アルデヒドを介して固定する方法、N−ヒドロキシスクシンイミドエステルによりアミド結合を介して固定する方法、マレイミドによりチオール結合で固定する方法、ニッケル錯体とリガンド分子内のヒスチジン部位の錯体形成によって固定する方法などが挙げられる。また、アフィニティー結合を利用する方法としては、ビオチン−アビジン結合で固定する方法、Protein AやProtein Gを介して固定する方法、抗原−抗体反応で固定する方法、これらを組み合わせたサンドイッチ結合を利用して固定する方法、DNA−DNA、DNA−PNAハイブリダイズにより固定する方法、アプタマーを介してリガンド分子を固定する方法などを用いることができる。また、スペーサー分子をはさんで結合させる方法も知られている。なお、第1のリガンド分子を固定する際は、第1のリガンド分子が標的物質の検出や分離の用途において求められる活性を損なわないように変性が起こらない程度の緩和な温度および化学的条件下で行われることが望ましい。 As described above, the first ligand molecule is immobilized on the surface of the particle. As a method for immobilizing the first ligand molecule on the particle surface, many methods have already been proposed, and the method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the surface condition of the first ligand molecule or the particle. Can do. For example, the method of immobilizing the first ligand molecule to the particle can be performed using chemical binding or affinity binding. Here, the chemical bond is a bond formed with transfer of electrons between atoms or ions, and examples thereof include a covalent bond, a coordinate bond, and a metal bond. Examples of the method using a chemical bond include a method of fixing using a condensing agent, a method of fixing using a silane agent, a method of fixing via an aldehyde, and fixing via an amide bond with N-hydroxysuccinimide ester. Examples thereof include a method, a method of fixing by maleimide with a thiol bond, and a method of fixing by forming a complex between a nickel complex and a histidine site in a ligand molecule. In addition, as a method of using affinity binding, a method of fixing by biotin-avidin binding, a method of fixing via Protein A or Protein G, a method of fixing by antigen-antibody reaction, or a sandwich binding that combines these methods is used. And the like, a method of fixing by DNA-DNA, DNA-PNA hybridization, a method of fixing a ligand molecule via an aptamer, and the like can be used. Also known is a method of binding spacer molecules between them. When the first ligand molecule is immobilized, the temperature and chemical conditions are so mild that the first ligand molecule does not denature so as not to impair the activity required for the detection and separation of the target substance. It is desirable to be performed at.
粒子は、その表面に第1のリガンド分子を固定するために、例えば、その表面に第1のリガンド分子を固定できる部位を設けた構成とすることができる。以下、粒子表面に存在する第1のリガンド分子を固定できる部位を粒子表面固定部位と略す。粒子表面固定部位としては、第1のリガンド分子を化学的に固定できる部位、または、第1のリガンド分子に対して親和性の高い部位であることが望ましい。化学的に固定できる部位とは、第1のリガンド分子に対して結合可能な官能基又は活性基を有する部位を示す。化学的に固定できる部位としては、例えば、カルボキシル基、第1級から第4級までのアミン基、ヒドロキシル基、スルホニル基、リン酸基、ホスホニル基、アルデヒド基、チオール基、カルボジイミド部位、マレイミド基、イソシアネート部位、イソチオシアネート部位、N−ヒドロキシスクシンイミドエステル部位、ニッケル錯体又はビオチンなどが挙げられる。また、親和性の高い部位とは、第1のリガンド分子に対して親和性が高く、第1のリガンド分子を粒子に固定できる部位を示す。親和性の高い部位としては、第1のリガンド分子の種類にもよるが、アビジン、ストレプトアビジン、ニュートラアビジン、プロテインG、プロテインA、DNA、PNA、RNA、アプタマーなどが挙げられる。ここで、親和性の高い部位と第1のリガンド分子との好ましい組み合わせとしては、アビジンとビオチン化抗体、ストレプトアビジンとビオチン化抗体、プロテインGと抗体、プロテインAと抗体が好ましい。 In order to immobilize the first ligand molecule on the surface of the particle, for example, the particle may have a configuration in which a portion capable of immobilizing the first ligand molecule is provided on the surface. Hereinafter, a site where the first ligand molecule existing on the particle surface can be fixed is abbreviated as a particle surface fixing site. The particle surface immobilization site is preferably a site where the first ligand molecule can be chemically immobilized, or a site with high affinity for the first ligand molecule. The site that can be chemically fixed refers to a site having a functional group or an active group capable of binding to the first ligand molecule. Examples of chemically fixable sites include carboxyl groups, primary to quaternary amine groups, hydroxyl groups, sulfonyl groups, phosphate groups, phosphonyl groups, aldehyde groups, thiol groups, carbodiimide sites, and maleimide groups. , Isocyanate site, isothiocyanate site, N-hydroxysuccinimide ester site, nickel complex or biotin. Moreover, a site | part with high affinity shows a site | part which has high affinity with respect to a 1st ligand molecule, and can fix a 1st ligand molecule to particle | grains. The site having high affinity includes avidin, streptavidin, neutravidin, protein G, protein A, DNA, PNA, RNA, aptamer and the like, depending on the type of the first ligand molecule. Here, as a preferable combination of the site having high affinity and the first ligand molecule, avidin and a biotinylated antibody, streptavidin and a biotinylated antibody, protein G and an antibody, and protein A and an antibody are preferable.
例えば、粒子表面固定部位としてアミノ基を含む部位を有するポリスチレン粒子として、上述のように、Dynospheres(登録商標)XP−5002(ダイノインダストリーズ社)が挙げられる。同様に、粒子表面固定部位としてカルボキシル基を含む部位を有するポリスチレン粒子として、IMMUTEX Gシリーズ(JSR社)が利用できる。同様に、粒子表面固定部位としてカルバモイル基を含む部位を有するものとしてestapor(登録商標)PSI 181(プロラボ社)、アミジノ基を有するものとして、estapor(登録商標)PSI 629(プロラボ社)等の製品が知られている。 For example, as described above, Dynaspheres (registered trademark) XP-5002 (Dyno Industries Co., Ltd.) may be mentioned as a polystyrene particle having an amino group-containing site as a particle surface fixing site. Similarly, IMMUTEX G series (JSR) can be used as polystyrene particles having a carboxyl group-containing site as a particle surface fixing site. Similarly, products such as estapor (registered trademark) PSI 181 (Prolaboratory) having a carbamoyl group-containing site as a particle surface fixing site, and estapor (registered trademark) PSI 629 (Prolaboratory) having an amidino group It has been known.
<リガンド分子>
本発明で用いられる第1のリガンド分子又は第2のリガンド分子は、標的物質を特異的に認識して捕捉することが可能な物質である。標的物質と第1又は第2のリガンド分子の組み合わせとしては、例えば、抗原−抗体、ペプチド−抗体、ウィルス−抗体、低分子化合物−抗体、細胞−抗体、抗原−アプタマー、抗原−酵素、ペプチド−タンパク質、ペプチド−ペプチド、DNA−DNA、DNA−RNA、DNA−PNA、DNA−タンパク質、RNA−タンパク質、糖−タンパク質、タンパク質−タンパク質、糖−糖などが挙げられる。なお、「標的物質と第1又は第2のリガンド分子の組み合わせがA−Bである」と表記する場合は、標的物質がAであり第1又は第2のリガンド分子がBである場合と、標的物質がBであり第1又は第2のリガンド分子がAである場合の両方を含むものとする。例えば、標的物質に抗原を用い、第1又は第2のリガンド分子に抗体を用いる場合、単一の抗体産生細胞に由来するクローンから得られたモノクロ−ナル抗体や抗原で免疫させて得られた血清により精製させるポリクローナル抗体などを用いることができる。また、第1及び第2のリガンド分子は、特に限定されるものではないが、同種のリガンド分子であることが好ましい。
・第1のリガンド分子
本発明で用いられる第1のリガンド分子は、標的物質を特異的に捕捉し、前記粒子の表面に固定される。例えば、標的物質が抗原である場合は、第1のリガンド分子はその抗原に対する抗体とすることができる。また、標的物質が核酸である場合には、第1のリガンド分子はその核酸に相補的な配列を有するプローブとすることができる。また、標的物質が抗体である場合はその抗体に対する抗原とすることができる。
<Ligand molecule>
The first ligand molecule or the second ligand molecule used in the present invention is a substance that can specifically recognize and capture a target substance. Examples of the combination of the target substance and the first or second ligand molecule include, for example, antigen-antibody, peptide-antibody, virus-antibody, low molecular compound-antibody, cell-antibody, antigen-aptamer, antigen-enzyme, peptide- Examples include protein, peptide-peptide, DNA-DNA, DNA-RNA, DNA-PNA, DNA-protein, RNA-protein, sugar-protein, protein-protein, sugar-sugar and the like. In the case where “the combination of the target substance and the first or second ligand molecule is AB” is described, the case where the target substance is A and the first or second ligand molecule is B; Both the case where the target substance is B and the first or second ligand molecule is A are included. For example, when an antigen is used as the target substance and an antibody is used as the first or second ligand molecule, it was obtained by immunization with a monoclonal antibody or antigen obtained from a clone derived from a single antibody-producing cell. Polyclonal antibodies that are purified by serum can be used. The first and second ligand molecules are not particularly limited, but are preferably the same type of ligand molecules.
First ligand molecule The first ligand molecule used in the present invention specifically captures a target substance and is immobilized on the surface of the particle. For example, when the target substance is an antigen, the first ligand molecule can be an antibody against the antigen. When the target substance is a nucleic acid, the first ligand molecule can be a probe having a sequence complementary to the nucleic acid. When the target substance is an antibody, it can be used as an antigen for the antibody.
前記第1のリガンド分子を粒子の表面に固定させる方法としては、特に制限されるものではない。たとえば、リンカー化学、ハイブリダイゼーション、ビオチン/アビジン親和性による親和性捕捉、コンビナトリアル化学、他の従来技術において周知のものを利用して、上述のように、第1のリガンド分子や粒子の表面状態に応じて適宜調製することができる。例えば、上述のように、粒子の表面には粒子表面固定部位を設けることが可能であり、この場合、粒子表面固定部位に結合可能な部位を第1のリガンド分子に設けることができる。粒子表面固定部位に結合可能な部位としては、粒子表面固定部位の種類にもよるが、例えば、カルボキシル基、アミノ基、チオール基、ジスルフィド基又はヒドロキシル基などの官能基やビオチン誘導体などを有する部位が挙げられる。 The method for immobilizing the first ligand molecule on the surface of the particle is not particularly limited. For example, using linker chemistry, hybridization, affinity capture by biotin / avidin affinity, combinatorial chemistry, and other well-known techniques in the prior art, the surface state of the first ligand molecule or particle can be It can be prepared accordingly. For example, as described above, a particle surface fixing site can be provided on the surface of the particle, and in this case, a site capable of binding to the particle surface fixing site can be provided in the first ligand molecule. The site capable of binding to the particle surface fixing site depends on the type of the particle surface fixing site, for example, a site having a functional group such as a carboxyl group, amino group, thiol group, disulfide group or hydroxyl group, or a biotin derivative. Is mentioned.
ここで、粒子表面固定部位と粒子表面固定部位に結合可能な部位が有する官能基の好ましい組み合わせとしては、カルボキシル基とアミノ基、アルデヒド基とアミノ基、N−ヒドロキシスクシンイミドエステル部位とアミノ基、マレイミド基とチオール基、アビジンとビオチン、ストレプトアビジンとビオチン、プロテインAと抗体、プロテインGと抗体が好ましい。
・第2のリガンド分子
本発明で用いられる第2のリガンド分子は、前記標的物質を特異的に捕捉し、かつ、光照射により非特異吸着防止膜に結合する部位を有する。なお、本明細書において、光照射により非特異吸着防止膜に結合する部位を、光照射結合部位と称す。
Here, as a preferable combination of the functional group possessed by the particle surface fixing site and the site capable of binding to the particle surface fixing site, carboxyl group and amino group, aldehyde group and amino group, N-hydroxysuccinimide ester site and amino group, maleimide A group and a thiol group, avidin and biotin, streptavidin and biotin, protein A and antibody, and protein G and antibody are preferred.
Second Ligand Molecule The second ligand molecule used in the present invention has a site that specifically captures the target substance and binds to the nonspecific adsorption preventing film by light irradiation. In addition, in this specification, the site | part couple | bonded with a nonspecific adsorption | suction prevention film | membrane by light irradiation is called a light irradiation binding site.
第2のリガンド分子は、光照射結合部位として、光親和性化合物を有することが望ましい。ここで、本明細書において、光親和性化合物とは、光照射により活性化され、化合物(例えば、非特異吸着防止膜を構成する化合物)との間に結合を形成できるものである。光親和性化合物は、とくに、光照射により活性化され、非特異吸着防止膜に共有結合を形成できるものが好ましい。光親和性化合物としては、例えば、ナイトレン、カルベン又はラジカルを発生する化合物が挙げられる。これらの化合物は、特開2001−178472号公報(特許文献2)などに記載されている。光親和性化合物としては、具体的には、例えば、芳香族アジド、アルキルアジド、ヘテロ環アジドなどのアジド基を有する化合物、ジアゾ基またはジアジリン環を有する化合物(ジアジリン誘導体)、ベンゾフェノン類やエノン類のような共役ケトン類、芳香族ハロゲン化物類、オレフィン類、芳香族ジアゾニウム塩、ニトロベンゼン類、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、アンモニウム塩などが挙げられる。また、ジアゾニウム基、アジド基、ジアジリン環、又はジアゾ基を部分構造とする化合物も挙げられる。なかでも、ジアジリン誘導体は、生体分子にダメージを与えない波長360nm付近の光を照射することで、非常に活性なカルベン誘導体を生成するため、有用性の高い化合物として用いられる(非特許文献2)。 The second ligand molecule desirably has a photoaffinity compound as a light irradiation binding site. Here, in this specification, the photoaffinity compound is activated by light irradiation and can form a bond with a compound (for example, a compound constituting a nonspecific adsorption preventing film). The photoaffinity compound is particularly preferably one that is activated by light irradiation and can form a covalent bond in the nonspecific adsorption-preventing film. As a photoaffinity compound, the compound which generate | occur | produces a nitrene, a carbene, or a radical is mentioned, for example. These compounds are described in JP 2001-178472 A (Patent Document 2) and the like. Specific examples of the photoaffinity compound include compounds having an azide group such as aromatic azide, alkyl azide, and heterocyclic azide, compounds having a diazo group or a diazirine ring (diazirine derivatives), benzophenones and enones. Conjugated ketones, aromatic halides, olefins, aromatic diazonium salts, nitrobenzenes, sulfonium salts, phosphonium salts, ammonium salts, and the like. Moreover, the compound which has a diazonium group, an azide group, a diazirine ring, or a diazo group as a partial structure is also mentioned. Among them, the diazirine derivative is used as a highly useful compound because it generates a very active carbene derivative by irradiating light with a wavelength near 360 nm that does not damage the biomolecule (Non-patent Document 2). .
また、光照射により活性化された光親和性化合物は、非特異吸着防止膜に対して無作為に共有結合可能である。そのため、あらゆる非特異吸着防止膜と結合可能である。特に好ましい光親和性化合物と非特異吸着防止膜との組み合わせとしては、ジアジリン誘導体とアルブミン、ジアジリン誘導体とカゼイン、ジアジリン誘導体とスキムミルク、ジアジリン誘導体とヘパリン、ジアジリン誘導体とリン脂質、ジアジリン誘導体とオリゴエチレングリコール、ジアジリン誘導体とポリエチレングリコール、ジアジリン誘導体とポリメタクリレート、ジアジリン誘導体とポリアクリレート、ジアジリン誘導体とデキストランが挙げられる。 Moreover, the photoaffinity compound activated by light irradiation can be covalently bonded at random to the non-specific adsorption preventing film. Therefore, it can be combined with any non-specific adsorption preventing film. Particularly preferred combinations of photoaffinity compounds and non-specific adsorption-preventing films include diazirine derivatives and albumin, diazirine derivatives and casein, diazirine derivatives and skim milk, diazirine derivatives and heparin, diazirine derivatives and phospholipids, diazirine derivatives and oligoethylene glycol. , A diazirine derivative and polyethylene glycol, a diazirine derivative and polymethacrylate, a diazirine derivative and polyacrylate, a diazirine derivative and dextran.
また、光親和性化合物は、官能基や活性基を有する光親和性化合物を用いることで、第2のリガンド分子へ結合させることが可能である。例えば、官能基としては、カルボキシル基、アミノ基、チオール基、アルデヒド基、ヒドロキシル基、スルホニル基などが挙げられ、また活性基としては、N−スクシンイミドエステル部位、マレイミド基、カルボジイミド部位、イソシアネート部位、イソチオシアネート部位などが挙げられる。ここで、官能基や活性基と第2のリガンド分子との好ましい組み合わせとしては、カルボキシル基と抗体、アルデヒド基と抗体、N−スクシンイミドエステル部位と抗体、マレイミド基と抗体、カルボジイミド部位と抗体、イソシアネート部位と抗体、イソチオシアネート部位と抗体が好ましい。
<非特異吸着防止膜>
本発明で用いられる非特異吸着防止膜は基体の上に設けられる。非特異吸着防止膜は、少なくとも第1のリガンド分子を有する粒子の吸着を抑制する。また、さらに夾雑物又は複合体を形成していない第2のリガンド分子の吸着も抑制することが好ましい。更に、非特異吸着防止膜は、未反応の標的物質が存在する可能がある場合は、標的物質の吸着も抑制できる膜であることが好ましい。また、非特異吸着防止膜は、複合体中の第2のリガンド分子への光照射により、光照射結合部位と結合を形成できる材料であれば良い。なお、夾雑物とは、試料中に存在する標的物質以外の物質のことを示す。たとえば、夾雑物としては、免疫グロブリンG、免疫グロブリンM、免疫グロブリンA、リポタンパク質、コレステロール、アルブミン、ヘモグロビン、代謝物等が挙げられる。
<Non-specific adsorption prevention membrane>
The nonspecific adsorption preventing film used in the present invention is provided on a substrate. The non-specific adsorption preventing film suppresses adsorption of particles having at least the first ligand molecule. It is also preferable to suppress the adsorption of the second ligand molecule that does not form a contaminant or complex. Further, the non-specific adsorption preventing film is preferably a film that can also suppress the adsorption of the target substance when there is a possibility that an unreacted target substance exists. The non-specific adsorption preventing film may be any material that can form a bond with the light irradiation binding site by light irradiation to the second ligand molecule in the complex. In addition, a contaminant shows substances other than the target substance which exists in a sample. Examples of contaminants include immunoglobulin G, immunoglobulin M, immunoglobulin A, lipoprotein, cholesterol, albumin, hemoglobin, metabolites, and the like.
非特異吸着防止膜としては、親水性、及び極性の高い化合物が用いられる。非特異的吸着の主たる原因は、疎水性相互作用や静電相互作用による吸着にある。特に、疎水性相互作用による非特異的吸着は、最も生じやすい吸着である。従って、疎水性相互作用を防止するために、親水性、及び極性の高い化合物が防止膜として用いられる。特に、親水性、及び極性の高い化合物としては、アルブミン、カゼイン、スキムミルク、ヘパリン、リン脂質、オリゴエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、デキストランなどが挙げられる。また、非特異吸着防止膜は、基体上に固定化されることが好ましい。固定化方法としては、物理吸着、又は化学結合が用いられる。例えば、物理吸着を用いた場合、好ましい非特異的吸着防止膜と基体との組み合わせとしては、アルブミンとポリスチレン樹脂、又は金属基体、カゼインとポリスチレン樹脂、又は金属基体、スキムミルクとポリスチレン樹脂、または金属基体、リン脂質とポリスチレン樹脂、又は金属基体などが挙げられる。また、化学結合を用いた場合、非特異吸着防止膜は、官能基、又は活性基を有する基体を用いて固定化される。特に、好ましい非特異的吸着防止膜と官能基、又は活性基との組み合わせとしては、アルブミン、カゼイン、スキムミルク、リン脂質、オリゴエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、デキストランとカルボキシル基、アルブミン、カゼイン、スキムミルク、リン脂質、オリゴエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、デキストランとアミノ基、アルブミン、カゼイン、スキムミルク、リン脂質、オリゴエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、デキストランとアルデヒド基、アルブミン、カゼイン、スキムミルク、リン脂質、オリゴエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、デキストランとN−スクシンイミドエステル部位、アルブミン、カゼイン、スキムミルク、リン脂質、オリゴエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、デキストランとマレイミド部位、アルブミン、カゼイン、スキムミルク、リン脂質、オリゴエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、デキストランとカルボジイミド部位、アルブミン、カゼイン、スキムミルク、リン脂質、オリゴエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、デキストランとイソシアネート部位、アルブミン、カゼイン、スキムミルク、リン脂質、オリゴエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、デキストランとイソチオシアネート部位が挙げられる。 As the non-specific adsorption preventing film, a hydrophilic and highly polar compound is used. The main cause of non-specific adsorption is adsorption by hydrophobic interaction or electrostatic interaction. In particular, non-specific adsorption due to hydrophobic interaction is the most likely adsorption. Therefore, in order to prevent hydrophobic interaction, a hydrophilic and highly polar compound is used as the prevention film. In particular, examples of hydrophilic and highly polar compounds include albumin, casein, skim milk, heparin, phospholipid, oligoethylene glycol, polyethylene glycol, polymethacrylate, polyacrylate, dextran and the like. The nonspecific adsorption preventing film is preferably immobilized on the substrate. As the immobilization method, physical adsorption or chemical bonding is used. For example, when physical adsorption is used, preferred non-specific adsorption preventing film and substrate combinations include albumin and polystyrene resin, or metal substrate, casein and polystyrene resin, or metal substrate, skim milk and polystyrene resin, or metal substrate. Phospholipid and polystyrene resin, or metal substrate. When chemical bonding is used, the nonspecific adsorption preventing film is immobilized using a substrate having a functional group or an active group. Particularly preferred combinations of non-specific anti-adsorption membranes with functional groups or active groups include albumin, casein, skim milk, phospholipid, oligoethylene glycol, polyethylene glycol, polymethacrylate, polyacrylate, dextran and carboxyl group, albumin Casein, skim milk, phospholipid, oligoethylene glycol, polyethylene glycol, polymethacrylate, polyacrylate, dextran and amino groups, albumin, casein, skim milk, phospholipid, oligoethylene glycol, polyethylene glycol, polymethacrylate, polyacrylate, dextran Aldehyde group, albumin, casein, skim milk, phospholipid, oligoethylene glycol, polyethylene glycol, polymetac Rate, polyacrylate, dextran and N-succinimide ester moiety, albumin, casein, skim milk, phospholipid, oligoethylene glycol, polyethylene glycol, polymethacrylate, polyacrylate, dextran and maleimide moiety, albumin, casein, skim milk, phospholipid, oligo Ethylene glycol, polyethylene glycol, polymethacrylate, polyacrylate, dextran and carbodiimide moiety, albumin, casein, skim milk, phospholipid, oligoethylene glycol, polyethylene glycol, polymethacrylate, polyacrylate, dextran and isocyanate moiety, albumin, casein, skim milk, Phospholipid, oligoethylene glycol, polyethylene glycol , Polymethacrylates, polyacrylates, dextran and isothiocyanate site.
また、非特異吸着防止膜は、基体の全面に配置されることが好ましいが、特に限定されるものではない。本発明の効果を有する限り、基体の上に部分的に配置された場合も含む。 The non-specific adsorption preventing film is preferably disposed on the entire surface of the substrate, but is not particularly limited. As long as it has the effect of the present invention, the case where it is partially disposed on the substrate is included.
基体としては、非特異的吸着防止膜を物理吸着、又は化学結合によって固定化可能な材料である限り、構成等は特に限定されない。例えば、基体としては、ポリスチレン樹脂、金、銀、金属酸化物、ガラスなどが挙げられる。また、各種の測定方法に応じて、光透過性を有するものや光反射性を有するもの、電極基板、表面に金薄膜や金ドットが形成された基体等が用いられる。 The structure and the like of the substrate are not particularly limited as long as the nonspecific adsorption preventing film is a material that can be immobilized by physical adsorption or chemical bonding. For example, examples of the substrate include polystyrene resin, gold, silver, metal oxide, and glass. Moreover, according to various measuring methods, the thing which has a light transmittance, a thing which has light reflectivity, an electrode substrate, the base | substrate with which the gold thin film or the gold dot was formed in the surface, etc. are used.
<検出方式>
本発明で使用される検出方式は、非特異吸着防止膜(固相)上に固定された粒子の有無または量を検出できる方法であれば特に限定されない。
<Detection method>
The detection method used in the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of detecting the presence or absence or amount of particles immobilized on a non-specific adsorption preventing film (solid phase).
例えば粒子がポリスチレン粒子、ナイロン粒子、ガラス粒子、金属粒子、金属で被覆された各種粒子又は多孔質体の粒子等の場合では、これらの粒子の固定化に伴う基体の屈折率又は誘電率の変化を光学的な手法により検出することができる。加えて、光学顕微鏡、電子顕微鏡、原子間力顕微鏡などで直接的に粒子を観察することにより検出することもできる。 For example, when the particles are polystyrene particles, nylon particles, glass particles, metal particles, various particles coated with metal, or porous particles, the change in the refractive index or dielectric constant of the substrate accompanying the immobilization of these particles Can be detected by an optical technique. In addition, it can be detected by directly observing particles with an optical microscope, an electron microscope, an atomic force microscope, or the like.
また、粒子が金属粒子、金属で被覆された粒子の場合では、これらの粒子による吸収スペクトル変化を光学的な手法により検出することもできる。 In the case where the particles are metal particles or particles coated with metal, the change in absorption spectrum due to these particles can be detected by an optical technique.
また、粒子が磁性物質を含む場合では、磁界効果を利用する方式として、基体に磁気抵抗効果素子、ホール効果素子、磁気インピーダンス素子又は超電導量子干渉計素子を用いて検出することができる。 In the case where the particles contain a magnetic substance, the magnetic field effect can be detected using a magnetoresistive element, Hall effect element, magnetic impedance element, or superconducting quantum interferometer element as a base.
また、粒子が蛍光物質や燐光物質、遅延蛍光物質などの発光物質を含む場合(標識物質として発光物質を用いた場合)では、プレートリーダ、分光光度計又は蛍光測定器などの光検出器を用いて検出できる。 In addition, when the particle contains a luminescent material such as a fluorescent material, a phosphorescent material, or a delayed fluorescent material (when a luminescent material is used as a labeling material), a photodetector such as a plate reader, a spectrophotometer, or a fluorescence measuring device is used. Can be detected.
また、粒子が電気化学的活性物質を含む場合では、基体に電極を用いたサイクリックボルタンメトリー、パルスボルタンメトリー、アンペロメトリー、クーロメトリーなどの電気化学的測定方法を用いることで検出できる。また、MALDI TOF MS測定やTOF SIMS測定などの分子量測定機器を用いれば、ここに示す粒子101に対して検出することができる。 In addition, when the particle contains an electrochemically active substance, it can be detected by using an electrochemical measurement method such as cyclic voltammetry, pulse voltammetry, amperometry, coulometry using an electrode as a substrate. In addition, if a molecular weight measuring instrument such as MALDI TOF MS measurement or TOF SIMS measurement is used, the particles 101 shown here can be detected.
また、粒子が酵素を有する場合(標識物質として酵素を用いた場合)は、その酵素活性を測定することで粒子を検出することができる。例えば、酵素にアルカリホスファターゼを用い、4−メチルウンベリフェリルリン酸の脱リン酸化により生じる蛍光を測定する方法や、酵素にペルオキシターゼを用い、ルミノールの酸化により生じる化学発光を測定する方法などが挙げられる。 When the particles have an enzyme (when an enzyme is used as a labeling substance), the particles can be detected by measuring the enzyme activity. For example, a method of measuring fluorescence generated by dephosphorylation of 4-methylumbelliferyl phosphate using alkaline phosphatase as an enzyme, a method of measuring chemiluminescence generated by oxidation of luminol using peroxidase as an enzyme, etc. It is done.
<B/F分離>
本発明では、複合体を形成した後、B/F分離によって、複合体を形成していない第2のリガンド分子および夾雑物を除去する。ここでB/F分離とは、結合(Bound)したもの(複合体)と遊離(Free)なものを分離することを意味し、本明細書においては、粒子に結合または固定された物質と、粒子に結合または固定されていない遊離の物質とを分離することを示す。
<B / F separation>
In the present invention, after the complex is formed, the second ligand molecule and the contaminants not forming the complex are removed by B / F separation. Here, B / F separation means separation of bound (complex) and free (free), and in this specification, a substance bound or fixed to particles, The separation of free material not bound or immobilized on the particles is shown.
具体的なB/F分離の手法としては、遠心分離による粒子沈降を利用した分離法、粒子の自然沈降を利用した分離法、サイズ排除が可能なフィルターを用いた粒子の分離法などが挙げられる。これらの分離法を用いる場合は、効果的な分離を行う上で好適な密度やサイズなどの分離に影響する物性の十分な差を、第2のリガンドと粒子との間に設けておくとよい。また、粒子が磁性物質を含む場合では、磁石や電磁石などの磁場発生装置を用いた磁気分離法を用いることができる。 Specific B / F separation methods include a separation method using particle sedimentation by centrifugation, a separation method using natural sedimentation of particles, a particle separation method using a filter capable of size exclusion, and the like. . When using these separation methods, it is preferable to provide a sufficient difference in physical properties that affect separation such as density and size suitable for effective separation between the second ligand and the particles. . When the particles contain a magnetic substance, a magnetic separation method using a magnetic field generator such as a magnet or an electromagnet can be used.
(実施形態1)
以下、本発明における実施形態について図2又は図3を用いて説明する。しかし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
(Embodiment 1)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 or FIG. However, the present invention is not limited to the following embodiments.
本発明では、複合体の固相への固定法は、光照射により複合体を非特異吸着防止膜に選択的かつ効率的に固定できる方法であることが好ましい。本実施形態においては、複合体を同一固相上で選択的かつ効率的に固定可能な方法について図2を用いて説明する。図2は、粒子201が磁性粒子である場合における、複合体207が非特異吸着防止膜205上に固定されるまでの工程の一例を示す。 In the present invention, the method of immobilizing the complex to the solid phase is preferably a method capable of selectively and efficiently immobilizing the complex on the non-specific adsorption preventing film by light irradiation. In the present embodiment, a method capable of selectively and efficiently immobilizing a complex on the same solid phase will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an example of a process until the complex 207 is fixed on the non-specific adsorption preventing film 205 when the particle 201 is a magnetic particle.
図2(A)に示すように、非特異吸着防止膜205上で、溶液中において、標的物質209と、第1のリガンド分子202を有する粒子201と、第2のリガンド分子203と、を結合させ、複合体207を形成させる。 As shown in FIG. 2A, the target substance 209, the particle 201 having the first ligand molecule 202, and the second ligand molecule 203 are bound in a solution on the non-specific adsorption preventing film 205. To form a complex 207.
次に、図2(B)に示すように、磁石や電磁石などの磁場発生装置210を基体206近傍に設置し、磁場を発生させ、磁性粒子を非特異吸着防止膜205に引き寄せる。そして、溶液を除去し、B/F分離を行う。この工程により、複合体207を形成していない第2のリガンド分子203及び夾雑物208が除去される。 Next, as shown in FIG. 2B, a magnetic field generator 210 such as a magnet or an electromagnet is installed in the vicinity of the base 206 to generate a magnetic field, and the magnetic particles are attracted to the nonspecific adsorption preventing film 205. Then, the solution is removed and B / F separation is performed. By this step, the second ligand molecule 203 and the contaminant 208 that do not form the complex 207 are removed.
次に、図2(C)に示すように、光源を有する光照射装置211を用いて、磁場発生装置210により非特異吸着防止膜205上に濃縮された複合体207に対して光照射を行い、複合体207を非特異吸着防止膜205に固定する。ここで用いられる光照射とは、光照射結合部位(たとえば光親和性化合物)の種類に応じて適宜決定された波長を含む光を照射することである。光としては、太陽光、電灯光、半導体レーザやガスレーザなどのレーザ光、発光ダイオードの発光又はエレクトロルミネッセント素子の発光などが利用できる。光照射の方法は、光源からの光を必要に応じて適当なフィルターを介して、複合体207に照射することができる。また、マスクなどを用いて所望の形状のパターン露光を行うこともできる。また、光をレンズや鏡を用いて集光し微細な形状に照射することや、集光した光線を走査露光することも可能である。照射時間は、特に限定されない。また、磁場発生装置210により固相上に複合体207を濃縮しながら光照射を行うこともできる。これにより、固相に対する複合体207の固定効率の向上が期待できる。また、非特異吸着防止膜205上に複合体207を濃縮させた状態で乾固させた後、光照射により複合体207を非特異吸着防止膜205上に固定することも可能である。これにより、非特異吸着防止膜205と複合体207が密接に接近し、複合体207が、非特異吸着防止膜205上の様々な部位で結合可能となり、固定効率の向上が期待できる。乾固させる方法は特に限定されない。 Next, as shown in FIG. 2C, light irradiation is performed on the complex 207 concentrated on the non-specific adsorption preventing film 205 by the magnetic field generator 210 using the light irradiation device 211 having a light source. The complex 207 is fixed to the nonspecific adsorption preventing film 205. The light irradiation used here is to irradiate light including a wavelength appropriately determined according to the type of light irradiation binding site (for example, photoaffinity compound). As the light, sunlight, electric lamp light, laser light such as a semiconductor laser or a gas laser, light emission of a light emitting diode or light emission of an electroluminescent element can be used. In the light irradiation method, the composite 207 can be irradiated with light from a light source through an appropriate filter as necessary. Further, pattern exposure of a desired shape can be performed using a mask or the like. It is also possible to collect light using a lens or a mirror and irradiate it in a fine shape, or to perform scanning exposure of the collected light beam. The irradiation time is not particularly limited. Further, light irradiation can be performed while concentrating the complex 207 on the solid phase by the magnetic field generator 210. Thereby, improvement of the fixation efficiency of the complex 207 to the solid phase can be expected. It is also possible to fix the complex 207 on the non-specific adsorption preventing film 205 by light irradiation after the complex 207 is concentrated and dried on the non-specific adsorption preventing film 205. As a result, the non-specific adsorption preventing film 205 and the complex 207 closely approach each other, and the complex 207 can be bound at various sites on the non-specific adsorption preventing film 205, so that improvement in fixation efficiency can be expected. The method of making it dry is not specifically limited.
次に、図2(D)に示すように、非特異吸着防止膜205を適当な溶媒又は緩衝液で洗い、固定されなかった粒子201を除去する。また、磁場発生装置210により固定されなかった粒子を除去することも可能である。洗浄後、光照射により固定された複合体207の有無または量を例えば上記に示した検出方式により検知することで、試料中の標的物質209を検出することが可能となる。 Next, as shown in FIG. 2D, the non-specific adsorption preventing film 205 is washed with an appropriate solvent or buffer to remove the particles 201 that have not been immobilized. It is also possible to remove particles that are not fixed by the magnetic field generator 210. After washing, the target substance 209 in the sample can be detected by detecting the presence or amount of the complex 207 immobilized by light irradiation, for example, by the detection method described above.
本実施形態の図2に示した例では、同一の固相上で複合体の形成から粒子の検出までを行うことが可能である。これにより、別途B/F分離を行う容器などを必要としないため、検出工程の簡便化及び迅速化が可能となる。 In the example shown in FIG. 2 of the present embodiment, it is possible to perform from complex formation to particle detection on the same solid phase. Thereby, since the container etc. which perform B / F separation separately are not required, the simplification and speeding-up of a detection process are attained.
(実施形態2)
図3は、本発明に係る標的物質の検出方法の一例を示す図である。粒子301は、磁性粒子でもよいし、標識物質として磁性物質以外の物質を含む粒子でもよい。例えば、上記に例示したポリスチレン、ナイロン、ガラス、金属、又は多孔質体等の粒子が挙がられる。また、例えば、デキストランなどの糖誘導体やフルオロセイン誘導体で構成される粒子も挙げられる。また、例えば、シアニン系色素、ローダミン系色素、クマリン系色素、ダンシル型色素、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、又は希土類金属錯体などを含む蛍光を発する粒子も挙げられる。また、例えば、鉄錯体、コバルト錯体、ルテニウム錯体、又はニッケル錯体などの重金属錯体物質を含む電気化学的に活性な粒子も挙げられる。また、例えば、金、銀、又は白金などのナノ金属粒子も挙げられる。また、例えば、CdSe系粒子、ZnSe系粒子、又はIn(Ga)As系粒子などの量子ドット粒子なども挙げられる。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a diagram showing an example of a target substance detection method according to the present invention. The particle 301 may be a magnetic particle or a particle containing a substance other than a magnetic substance as a labeling substance. For example, particles such as polystyrene, nylon, glass, metal, or porous body exemplified above are listed. In addition, for example, particles composed of a sugar derivative such as dextran or a fluorescein derivative are also included. In addition, for example, fluorescent particles containing a cyanine dye, a rhodamine dye, a coumarin dye, a dansyl dye, an anthracene derivative, a pyrene derivative, a rare earth metal complex, or the like can be given. Further, for example, electrochemically active particles containing a heavy metal complex substance such as an iron complex, a cobalt complex, a ruthenium complex, or a nickel complex are also included. Moreover, nano metal particles, such as gold, silver, or platinum, are also mentioned, for example. Further, for example, quantum dot particles such as CdSe-based particles, ZnSe-based particles, or In (Ga) As-based particles may be used.
まず、図3(a)に示すように、溶液中で、容器305内で標的物質308と、第1のリガンド分子302を有する粒子301と、第2のリガンド分子303とを結合させ、複合体306を形成させる。 First, as shown in FIG. 3A, a target substance 308, a particle 301 having a first ligand molecule 302, and a second ligand molecule 303 are bound in a container 305 in a solution to form a complex. 306 is formed.
次に、図3(b)に示すように、遠心分離法や自然沈降法により、B/F分離を行う。この工程により、複合体306を形成していない第2のリガンド分子303及び夾雑物307が除去される。 Next, as shown in FIG. 3B, B / F separation is performed by a centrifugal separation method or a natural sedimentation method. By this step, the second ligand molecule 303 and the contaminant 307 that do not form the complex 306 are removed.
次に、図3(c)に示すように、図3(b)に示した工程で精製された複合体306を非特異吸着防止膜310上に滴下し、光源を有する光照射装置309を用いて、複合体306に対して光照射を行い、複合体306を非特異吸着防止膜310上に固定する。ここで用いられる光照射とは、光親和性化合物の種類に応じて決定された波長を含む光を照射することである。光としては、例えば、太陽光、電灯光、半導体レーザやガスレーザなどのレーザ光、発光ダイオードの発光又はエレクトロルミネッセント素子の発光などを利用できる。光照射の方法は、光源からの光を必要に応じて適当なフィルターを介して複合体306に照射することができる。また、マスクなどを用いて所望の形状のパターン露光を行うこともできる。また、光をレンズや鏡を用いて集光し微細な形状に照射することや、集光した光線を走査露光することも可能である。照射時間は、特に限定されない。また、非特異吸着防止膜310上に複合体306を滴下させた状態で乾固させた後、光照射により複合体306を非特異吸着防止膜310上に固定することも可能である。これにより、非特異吸着防止膜310と複合体306が密接に接近し、複合体306が非特異吸着防止膜310上の様々な部位で結合可能となり、固定効率が向上することが期待できる。乾固させる方法は特に限定されない。 Next, as shown in FIG. 3C, the complex 306 purified in the step shown in FIG. 3B is dropped on the non-specific adsorption preventing film 310, and a light irradiation device 309 having a light source is used. Then, the complex 306 is irradiated with light to fix the complex 306 on the non-specific adsorption preventing film 310. The light irradiation used here is to irradiate light including a wavelength determined according to the type of the photoaffinity compound. As light, for example, sunlight, electric lamp light, laser light such as a semiconductor laser or a gas laser, light emission of a light emitting diode or light emission of an electroluminescent element can be used. In the light irradiation method, the composite 306 can be irradiated with light from a light source through an appropriate filter as necessary. Further, pattern exposure of a desired shape can be performed using a mask or the like. It is also possible to collect light using a lens or a mirror and irradiate it in a fine shape, or to perform scanning exposure of the collected light beam. The irradiation time is not particularly limited. It is also possible to fix the complex 306 on the non-specific adsorption prevention film 310 by light irradiation after the complex 306 is dropped on the non-specific adsorption prevention film 310 and dried. As a result, the non-specific adsorption preventing film 310 and the complex 306 closely approach each other, and the complex 306 can be bound at various sites on the non-specific adsorption preventing film 310, so that it can be expected that the immobilization efficiency is improved. The method of making it dry is not specifically limited.
次に、図3(d)に示すように、非特異吸着防止膜310を適当な溶媒又は緩衝液で洗い、固定されなかった粒子301を除去する。洗浄後、光照射により固定された複合体306の有無、量を上記に示した検出方式により検知することで、試料中の標的物質308を検出することが可能となる。 Next, as shown in FIG. 3D, the non-specific adsorption preventing film 310 is washed with an appropriate solvent or buffer to remove the particles 301 that have not been immobilized. After washing, the target substance 308 in the sample can be detected by detecting the presence / absence and amount of the complex 306 fixed by light irradiation by the detection method described above.
<キット>
本発明は、上記材料、基体などを用いて標的物質の検出用キットとすることもできる。例えば、
1−1)非特異的吸着防止膜を有する基体
1−2)第1のリガンド分子を有する粒子
1−3)光照射結合部位を有する第2のリガンド分子
または、粒子が磁性粒子である場合では
2−1)非特異的吸着防止膜を有する基体
2−2)第1のリガンド分子を有する粒子
2−3)光照射結合部位を有する第2のリガンド分子
2−4)磁場発生装置
を備えていることを特徴とするキットである。
<Kit>
The present invention can also be used as a target substance detection kit using the above-mentioned materials, substrates and the like. For example,
1-1) Substrate having a nonspecific adsorption-preventing film 1-2) Particles having a first ligand molecule 1-3) Second ligand molecules having a light irradiation binding site or in the case where the particles are magnetic particles 2-1) Substrate having non-specific adsorption preventing film 2-2) Particle having first ligand molecule 2-3) Second ligand molecule having light irradiation binding site 2-4) Provided with magnetic field generator It is the kit characterized by having.
前記検出キットでは、非特異的吸着防止膜を有する基体上で、標的物質を含む試料と、第1のリガンド分子を有する粒子、及び光照射結合部位を有する第2のリガンド分子を混合させ、複合体を形成させた後、B/F分離を行う。B/F分離後、光照射によって形成した複合体を非特異吸着防止膜に固定し、粒子の有無または量を検知することにより、試料中の標的物質を検出することが可能である。また、前記検出キットにおいて、粒子が磁性粒子である場合では、上記の方法で複合体を形成させた後、基体近傍に磁場発生装置を設置し、磁力を利用して複合体を非特異吸着防止膜上に濃縮させることができる。これにより、複合体を効率良く非特異吸着防止膜に固定させることができ、S/N比の高い検出が可能となる。 In the detection kit, a sample containing a target substance, a particle having a first ligand molecule, and a second ligand molecule having a light irradiation binding site are mixed on a substrate having a non-specific adsorption preventing film to form a composite. After the body is formed, B / F separation is performed. After the B / F separation, the target substance in the sample can be detected by fixing the complex formed by light irradiation to the non-specific adsorption preventing film and detecting the presence or amount of particles. In the detection kit, when the particles are magnetic particles, a complex is formed by the above method, and then a magnetic field generator is installed in the vicinity of the substrate to prevent nonspecific adsorption of the complex using magnetic force. It can be concentrated on the membrane. As a result, the complex can be efficiently immobilized on the nonspecific adsorption-preventing membrane, and detection with a high S / N ratio becomes possible.
また、本発明における検出キットにおいては、複合体を形成させるための反応容器、B/F分離を行うための容器、及び標的物質を検出するための検出容器のうち少なくとも一つをさらに含んでいても良い。また、前記反応容器および検出容器とが、各々別々であってもよいし、あるいは、同一であってもよい。また、容器の形状は複合体を形成させる反応、B/F分離、及び標的物質の検出が行える限り、特に限定されるものではない。また、複合体を形成させるための反応容器に、第1のリガンド分子固定粒子と、光照射結合部位を有する第2のリガンド分子が予め含まれる構成としてもよい。本発明で用いられる容器とは、複合体の形成の役割を果たすものであれば特に制限されず、また、その大きさについても特に制限されない。 The detection kit according to the present invention further includes at least one of a reaction container for forming a complex, a container for performing B / F separation, and a detection container for detecting a target substance. Also good. Further, the reaction container and the detection container may be separate from each other or the same. The shape of the container is not particularly limited as long as the reaction for forming a complex, B / F separation, and detection of a target substance can be performed. Further, the reaction vessel for forming the complex may be configured so that the first ligand molecule-fixed particles and the second ligand molecule having the light irradiation binding site are included in advance. The container used in the present invention is not particularly limited as long as it plays the role of forming a complex, and the size thereof is not particularly limited.
以下、実施例を用いてさらに詳細に本発明を説明する。しかし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
(実施例1)
本実施例では、図2に示すような工程により行った。粒子201として磁気粒子を用いる。また、第1のリガンド分子202として、αサブユニット認識抗体(Medix Biochemica社製)を用いる。また、第2のリガンド分子203として、ジアジリン部位(光照射結合部位204)を有する抗人絨毛性ゴナトトロピン抗体(Medix Biochemica社製)を用いる。そして、これらを含む溶液を混合させ、抗体202を固定した磁気粒子201−標的物質である人絨毛性ゴナトトロピン209(ロート製薬社製)−ジアジリン部位204を有する抗体203から成るサンドイッチ複合体207を形成させる。そして、基体206としての機能を有するセンサ素子上(詳細にはセンサ素子上に形成した非特異吸着防止膜)に選択的且つ効率的に固定し、固定した複合体を磁気センサで検出する。
Example 1
In this example, the process was performed as shown in FIG. Magnetic particles are used as the particles 201. As the first ligand molecule 202, an α subunit recognition antibody (manufactured by Medix Biochemica) is used. Further, as the second ligand molecule 203, an anti-human chorionic gonatotropin antibody (manufactured by Medix Biochemica) having a diazirine site (light irradiation binding site 204) is used. Then, a solution containing these is mixed to form a sandwich complex 207 composed of magnetic particles 201 to which the antibody 202 is immobilized—human chorionic gonatotropin 209 (manufactured by Rohto Pharmaceutical Co., Ltd.) — The antibody 203 having a diazirine site 204. Let Then, it is selectively and efficiently fixed on a sensor element having a function as the substrate 206 (specifically, a non-specific adsorption preventing film formed on the sensor element), and the fixed complex is detected by a magnetic sensor.
1−1.抗体固定化磁性粒子の作製
まず、第1のリガンド分子202としてのビオチン化αサブユニット認識抗体の作製を行う。αサブユニット認識抗体500μgをpH9.0のホウ酸緩衝液100μLに溶かし、この溶液にNHS−dPEG12Biotin 1.0mg(QuantaBioDesign社製)を加え、室温で3時間攪拌する。攪拌後、反応溶液からマイクロコンYM100(Millipore社製)を用いて未反応のNHS−dPEG12Biotinを除去する。上清を回収し、ビオチン化αサブユニット認識抗体が得られる。得られた抗体は、分光光度計にて濃度決定する。
1-1. Preparation of antibody-immobilized magnetic particles First, a biotinylated α subunit recognition antibody as the first ligand molecule 202 is prepared. 500 μg of α subunit-recognizing antibody is dissolved in 100 μL of a borate buffer solution at pH 9.0, and 1.0 mg of NHS-dPEG12Biotin (manufactured by QuantaBioDesign) is added to this solution, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After stirring, unreacted NHS-dPEG12Biotin is removed from the reaction solution using Microcon YM100 (Millipore). The supernatant is recovered to obtain a biotinylated α subunit recognition antibody. The concentration of the obtained antibody is determined with a spectrophotometer.
次に、作製したビオチン化αサブユニット認識抗体を磁性粒子に固定し、第1のリガンド分子202を有する粒子201を作製する。表面がアビジンで被覆された粒子直径約1μmの磁性粒子:「商品名」Dynabeads MyOne Streptavidin C1(インビトロジェン社製)1mg/mL溶液に、作製したビオチン化αサブユニット認識抗体1nmolを加え、室温で1時間以上攪拌する。攪拌終了後、磁石を用いてB/F分離を行い、未反応のビオチン化αサブユニット認識抗体を除去する。最後に、溶液を1×PBST溶液に置換し、αサブユニット認識抗体を固定化した磁性粒子を得る。 Next, the produced biotinylated α subunit recognition antibody is immobilized on a magnetic particle, and a particle 201 having a first ligand molecule 202 is produced. Magnetic particle having a particle diameter of about 1 μm and coated with avidin: “Product name” Dynabeads MyOne Streptavidin C1 (manufactured by Invitrogen) 1 mg / mL of the prepared biotinylated α-subunit-recognizing antibody 1 nmol is added at room temperature. Stir for more than an hour. After stirring, B / F separation is performed using a magnet to remove unreacted biotinylated α subunit recognition antibody. Finally, the solution is replaced with 1 × PBST solution to obtain magnetic particles on which the α subunit recognition antibody is immobilized.
得られた粒子は、UV測定、動的光散乱測定により、磁性粒子表面に固定化されているビオチン化αサブユニット認識抗体量と平均粒子径が求められる。 From the obtained particles, the amount of biotinylated α subunit recognition antibody immobilized on the surface of the magnetic particles and the average particle size are determined by UV measurement and dynamic light scattering measurement.
1−2.光親和性化合物を有する抗体の作製
光親和性化合物として、p−(3−(Trifluoromethyl)−3H−diazirin−3−yl)benzoic acid(BACHEM社製)を用いる。p−(3−(Trifluoromethyl)−3H−diazirin−3−yl)benzoic acid 5mgをDMF溶液に溶かした後、この溶液にN−ヒドロキシスクシンイミド(アルドリッチ社製)25mgと1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(アルドリッチ社製)25mgを溶かした水溶液を徐々に加えていき、6時間以上攪拌させる。攪拌後、有機溶媒で目的物を抽出し、溶媒を減圧留去し、p−(3−(Trifluoromethyl)−3H−diazirin−3−yl)benzoic acidのスクシンイミドエステル体が得られる。
1-2. Preparation of antibody having photoaffinity compound p- (3- (Trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl) benzoic acid (manufactured by BACHEM) is used as the photoaffinity compound. 5 mg of p- (3- (Trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl) benzoic acid was dissolved in a DMF solution, and then 25 mg of N-hydroxysuccinimide (manufactured by Aldrich) and 1-ethyl-3- (3 -An aqueous solution in which 25 mg of (dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (manufactured by Aldrich) is dissolved is gradually added and stirred for 6 hours or more. After stirring, the target product is extracted with an organic solvent, and the solvent is distilled off under reduced pressure to obtain a succinimide ester of p- (3- (Trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl) benzoic acid.
次に、式1に示すスキームに従い、作製したp−(3−(Trifluoromethyl)−3H−diazirin−3−yl)benzoic acidスクシンイミドエステルを用いて、抗人絨毛性ゴナトトロピン抗体へ光親和性化合物を導入する。抗人絨毛性ゴナトトロピン抗体500μgをpH9.0のホウ酸緩衝液100μLに溶かし、この溶液にp−(3−(Trifluoromethyl)−3H−diazirin−3−yl)benzoic acidスクシンイミドエステル 1.0mgを溶かしたDMSO溶液、またはDMF溶液を加え、室温で3時間攪拌する。攪拌後、反応溶液からマイクロコンYM100(Millipore社製)を用いて未反応のp−(3−(Trifluoromethyl)−3H−diazirin−3−yl)benzoic acidスクシンイミドエステルを除去する。上清を回収し、光照射結合部位として光親和性化合物を有する抗体203が得られる。得られた抗体は、分光光度計にて濃度決定する。 Next, a photoaffinity compound is introduced into the anti-human chorionic gonatotropin antibody using the prepared p- (3- (Trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl) benzoic acid succinimide ester according to the scheme shown in Formula 1. To do. 500 μg of anti-human chorionic gonatotropin antibody was dissolved in 100 μL of borate buffer at pH 9.0, and 1.0 mg of p- (3- (Trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl) benzoic acid succinimide ester was dissolved in this solution. Add DMSO solution or DMF solution and stir at room temperature for 3 hours. After stirring, unreacted p- (3- (Trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl) benzoic acid succinimide ester is removed from the reaction solution using Microcon YM100 (manufactured by Millipore). The supernatant is collected, and an antibody 203 having a photoaffinity compound as a light irradiation binding site is obtained. The concentration of the obtained antibody is determined with a spectrophotometer.
1−3.夾雑物吸着を防止する部位を有するセンサ素子213の作製
基体206として用いられるセンサ素子上に、金蒸着で金をコートする。センサ素子上の金表面に、非特異吸着防止膜205を、BSAやスキムミルク、またはN101(「商品名」、日本油脂社製)やThiol−dPEG−acid(QuantaBioDesign社製)を用いて形成する。形成方法は、例えばタンパク質、または合成化合物を含む溶液をセンサ素子上に滴下し、高湿下で3時間以上固定化する。形成後、溶媒、または緩衝液で非特異吸着防止膜上を十分洗浄し、素子上の固定化されていないタンパク質、または合成化合物を除去し、非特異吸着防止膜を有するセンサ素子を得る。
1-3. Fabrication of sensor element 213 having a portion for preventing adsorption of foreign substances Gold is coated on the sensor element used as substrate 206 by gold vapor deposition. The non-specific adsorption preventing film 205 is formed on the gold surface on the sensor element using BSA, skim milk, N101 (“trade name”, manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) or Thiol-dPEG-acid (manufactured by QuantaBioDesign). As a forming method, for example, a solution containing a protein or a synthetic compound is dropped on a sensor element and fixed under high humidity for 3 hours or more. After the formation, the nonspecific adsorption preventing film is sufficiently washed with a solvent or a buffer solution to remove proteins or synthetic compounds not immobilized on the element to obtain a sensor element having the nonspecific adsorption preventing film.
1−4.人絨毛性ゴナトトロピン210の検出
図2に示す工程を経て、標的物質209である人絨毛性ゴナトトロピンを検出する。まず、1−3で作製したセンサ素子上で、所定濃度の人絨毛性ゴナトトロピンを含む溶液と、1−1で作製した所定濃度の抗体固定化磁性粒子と、1−2で作製した所定濃度の光親和性化合物を有する抗体とを混合し、複合体を形成させる(図2(A))。次に、所定時間反応させた後、磁場発生装置210をセンサ素子の下部に近づけ、複合体と未反応の抗体固定化磁性粒子をセンサ素子上に濃縮させる。この状態のまま、センサ素子表面を溶媒または緩衝液で洗浄し、複合体を形成していない光親和性化合物を有する抗体や夾雑物208をセンサ素子上から除去する(2(B))。次に、磁場発生装置210をセンサ素子の下部に近づけたまま、センサ素子上部へ波長360nmのレーザ光を1分以上照射する(図2(C))。光照射後、センサ素子下部から磁場発生装置210を離し、センサ素子上を溶媒または緩衝液で洗浄し、非特異吸着防止膜に固定化されていない抗体固定化磁性粒子を除去する(図2(D))。最後に非特異吸着防止膜に固定化された複合体を、センサ素子を用いて磁気抵抗測定により検出し、人絨毛性ゴナトトロピンを定量する。
1-4. Detection of Human Chorionic Gonatotropin 210 Human chorionic gonatotropin, which is the target substance 209, is detected through the steps shown in FIG. First, on the sensor element prepared in 1-3, a solution containing human chorionic gonatotropin having a predetermined concentration, antibody-immobilized magnetic particles having a predetermined concentration prepared in 1-1, and a predetermined concentration prepared in 1-2 An antibody having a photoaffinity compound is mixed to form a complex (FIG. 2A). Next, after reacting for a predetermined time, the magnetic field generator 210 is brought close to the lower part of the sensor element, and the complex and the unreacted antibody-immobilized magnetic particles are concentrated on the sensor element. In this state, the surface of the sensor element is washed with a solvent or a buffer solution, and the antibody or contaminant 208 having a photoaffinity compound not forming a complex is removed from the sensor element (2 (B)). Next, with the magnetic field generator 210 being brought close to the lower part of the sensor element, the upper part of the sensor element is irradiated with laser light having a wavelength of 360 nm for 1 minute or more (FIG. 2C). After the light irradiation, the magnetic field generator 210 is separated from the lower part of the sensor element, and the sensor element is washed with a solvent or a buffer solution to remove antibody-immobilized magnetic particles not immobilized on the non-specific adsorption preventing film (FIG. 2 ( D)). Finally, the complex immobilized on the nonspecific adsorption-preventing film is detected by magnetoresistance measurement using a sensor element, and human chorionic gonatotropin is quantified.
上記に示す検出工程は、以下の測定操作を用いて行われる。図4は、本発明の測定システムのブロック図である。サンプリングプローブ407により、標的物質を含む試料液401を非特異吸着防止膜を有するセンサ素子411を有する容器410へ分注する。希釈液404も同様にして容器410へ分注する。さらに、抗体固定化磁性粒子を含む試薬402および光親和性化合物を有する抗体を含む試薬403も同様にして容器410へ分注する。抗体固定化磁性粒子−標的物質−光親和性化合物を有する抗体から成るサンドイッチ複合体を形成させた後、容器410の外部に設置した磁場発生装置412により磁場を印加し、複合体及び抗体固定化磁性粒子をセンサ素子411上に集磁する。複合体及び未反応の抗体固定化磁性粒子以外の検体及び試薬は、サンプリングプローブ407により容器410から廃液容器406へ移送される。さらに、サンプリングプローブ407により、洗浄液405を容器410内へ満たし、洗浄を行う。サンプリングプローブ407により、容器410内から廃液容器406へ、使用された洗浄溶液は移送される。サンプリングプローブ407により、希釈液403を容器410へ分注する。磁場発生装置412により磁場を印加した状態で、光照射プローブ414を用いてセンサ素子411上を光照射し、光親和性化合物を活性化させ、センサ素子上に形成された非特異吸着防止膜と結合を形成させる。次に、センサ素子411上に固定化された複合体以外の検体及び試薬は、洗浄され、サンプリングプローブ407により容器410から廃液容器406へ移送される。さらに、サンプリングプローブ407により、洗浄液405を容器410内へ満たし、洗浄を行う。サンプリングプローブ407により、容器410内から廃液容器406へ、使用された洗浄溶液は移送される。サンプリングプローブ407により、希釈液403を容器410へ分注する。磁場発生装置412により、センサ素子411に対して垂直に磁場を発生させる。予め、磁気信号検出器413により、サンプルなしの状態で初期値の測定を行った後、センサ素子411上(非特異吸着防止膜)に固定化された複合体の磁性粒子より発生した磁気信号を、磁気信号検出器413により測定する。既知濃度の標的物質を用いて予め作成した検量線を基に、初期値と比較した磁気信号の変化量から、検体中の標的物質濃度を算出する。 The detection process shown above is performed using the following measurement operations. FIG. 4 is a block diagram of the measurement system of the present invention. The sample solution 401 containing the target substance is dispensed by the sampling probe 407 into a container 410 having a sensor element 411 having a non-specific adsorption preventing film. The diluent 404 is also dispensed into the container 410 in the same manner. Further, a reagent 402 containing antibody-immobilized magnetic particles and a reagent 403 containing an antibody having a photoaffinity compound are similarly dispensed into the container 410. After forming a sandwich complex composed of an antibody having an antibody-immobilized magnetic particle-target substance-photoaffinity compound, a magnetic field is applied by a magnetic field generator 412 installed outside the container 410 to immobilize the complex and the antibody. Magnetic particles are collected on the sensor element 411. Samples and reagents other than the complex and unreacted antibody-immobilized magnetic particles are transferred from the container 410 to the waste liquid container 406 by the sampling probe 407. Further, the cleaning liquid 405 is filled into the container 410 by the sampling probe 407 and cleaning is performed. The used cleaning solution is transferred from the container 410 to the waste liquid container 406 by the sampling probe 407. The diluent 403 is dispensed into the container 410 by the sampling probe 407. In a state where a magnetic field is applied by the magnetic field generator 412, the sensor element 411 is irradiated with light using the light irradiation probe 414, the photoaffinity compound is activated, and a non-specific adsorption preventing film formed on the sensor element A bond is formed. Next, specimens and reagents other than the complex immobilized on the sensor element 411 are washed and transferred from the container 410 to the waste liquid container 406 by the sampling probe 407. Further, the cleaning liquid 405 is filled into the container 410 by the sampling probe 407 and cleaning is performed. The used cleaning solution is transferred from the container 410 to the waste liquid container 406 by the sampling probe 407. The diluent 403 is dispensed into the container 410 by the sampling probe 407. A magnetic field generator 412 generates a magnetic field perpendicular to the sensor element 411. After the initial value is measured by the magnetic signal detector 413 without a sample in advance, the magnetic signal generated from the magnetic particles of the complex immobilized on the sensor element 411 (non-specific adsorption preventing film) Measured by the magnetic signal detector 413. Based on a calibration curve prepared in advance using a target substance having a known concentration, the target substance concentration in the specimen is calculated from the amount of change in the magnetic signal compared to the initial value.
(実施例2)
本実施例では、図3に示すような工程により行った。粒子301として標識物質として蛍光物質を含む粒子を用いる。第1のリガンド分子302としてαサブユニット認識抗体(Medix Biochemica社製)を用いる。第2のリガンド分子303としてジアジリン部位(光照射結合部位304)を有する抗人絨毛性ゴナトトロピン抗体(Medix Biochemica社製)を用いる。抗体を固定した蛍光粒子301−標的物質である人絨毛性ゴナトトロピン308(ロート製薬社製)−ジアジリン部位を有する抗体303から成るサンドイッチ複合体306を基体としてのプレート上に形成した非特異吸着防止膜310に選択的且つ効率的に固定し、固定した複合体306を蛍光顕微鏡、または蛍光プレートリーダで検出する。
(Example 2)
In this example, the process was performed as shown in FIG. As the particles 301, particles containing a fluorescent substance as a labeling substance are used. As the first ligand molecule 302, an α subunit recognition antibody (manufactured by Medix Biochemica) is used. An anti-human chorionic gonatotropin antibody (Medix Biochemica) having a diazirine site (light irradiation binding site 304) is used as the second ligand molecule 303. Non-specific adsorption-preventing film formed on a plate as a substrate with a sandwich complex 306 composed of fluorescent particles 301 having immobilized antibodies-human chorionic gonatotropin 308 (manufactured by Rohto Pharmaceutical Co., Ltd.)-Antibody 303 having a diazirine moiety The immobilized complex 306 is selectively and efficiently fixed to 310, and the fixed complex 306 is detected by a fluorescence microscope or a fluorescence plate reader.
2−1.抗体固定化蛍光粒子の作製
まず、第1のリガンド分子303としてのビオチン化αサブユニット認識抗体の作製を行う。αサブユニット認識抗体500μgをpH9.0のホウ酸緩衝液100μLに溶かし、この溶液にNHS−dPEG12Biotin 1.0mg(QuantaBioDesign社製)を加え、室温で3時間攪拌する。攪拌後、反応溶液からマイクロコンYM100(Millipore社製)を用いて未反応のNHS−dPEG12Biotinを除去する。上清を回収し、ビオチン化αサブユニット認識抗体が得られる。得られた抗体は、分光光度計にて濃度決定する。
2-1. Preparation of antibody-immobilized fluorescent particles First, a biotinylated α subunit recognition antibody as the first ligand molecule 303 is prepared. 500 μg of α subunit-recognizing antibody is dissolved in 100 μL of a borate buffer solution at pH 9.0, and 1.0 mg of NHS-dPEG12Biotin (manufactured by QuantaBioDesign) is added to this solution, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After stirring, unreacted NHS-dPEG12Biotin is removed from the reaction solution using Microcon YM100 (Millipore). The supernatant is recovered to obtain a biotinylated α subunit recognition antibody. The concentration of the obtained antibody is determined with a spectrophotometer.
次に、作製したビオチン化αサブユニット認識抗体を蛍光粒子に固定し、第1のリガンド分子302を有する粒子301を作製する。表面がアビジンで被覆された粒子直径約1μmのフルオロセイン含有蛍光粒子:「商品名」NeutrAvidinTM−Labeled Microspheres(インビトロジェン社製)1mg/mL溶液に、作製したビオチン化αサブユニット認識抗体1nmolを加え、室温で1時間以上攪拌する。攪拌終了後、遠心分離機を用いてB/F分離を行い、未反応のビオチン化αサブユニット認識抗体を除去する。最後に、溶液を1×PBST溶液に置換し、αサブユニット認識抗体固定化蛍光粒子が得られる。 Next, the prepared biotinylated α subunit recognition antibody is immobilized on a fluorescent particle, and a particle 301 having a first ligand molecule 302 is prepared. Fluorescein-containing fluorescent particle having a particle diameter of about 1 μm and coated with avidin: “trade name” NeutrAvidinTM-Labeled Microspheres (manufactured by Invitrogen) 1 mg / mL solution, 1 nmol of the prepared biotinylated α subunit recognition antibody was added, Stir at room temperature for over 1 hour. After the stirring is completed, B / F separation is performed using a centrifuge to remove unreacted biotinylated α subunit recognition antibody. Finally, the solution is replaced with 1 × PBST solution to obtain α subunit-recognizing antibody-immobilized fluorescent particles.
得られた粒子は、UV測定、動的光散乱測定により、蛍光粒子表面に固定化されているビオチン化αサブユニット認識抗体量と平均粒子径が求められる。 From the obtained particles, the amount of biotinylated α subunit recognition antibody immobilized on the surface of the fluorescent particles and the average particle size are determined by UV measurement and dynamic light scattering measurement.
2−2.光親和性化合物を有する抗体306の作製
光親和性化合物として、p−(3−(Trifluoromethyl)−3H−diazirin−3−yl)benzoic acid(BACHEM社製)を用いる。p−(3−(Trifluoromethyl)−3H−diazirin−3−yl)benzoic acid 5 mgをDMF溶液に溶かした後、この溶液にN−ヒドロキシスクシンイミド(アルドリッチ社製)25 mgと1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(アルドリッチ社製)25mgを溶かした水溶液を徐々に加えていき、6時間以上攪拌させる。攪拌後、有機溶媒で目的物を抽出し、溶媒を減圧留去し、p−(3−(Trifluoromethyl)−3H−diazirin−3−yl)benzoic acidのスクシンイミドエステル体が得られる。
2-2. Production of Antibody 306 Having Photoaffinity Compound As a photoaffinity compound, p- (3- (Trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl) benzoic acid (manufactured by BACHEM) is used. 5 mg of p- (3- (Trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl) benzoic acid was dissolved in a DMF solution, and then 25 mg of N-hydroxysuccinimide (manufactured by Aldrich) and 1-ethyl-3- An aqueous solution in which 25 mg of (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (manufactured by Aldrich) is dissolved is gradually added and stirred for 6 hours or more. After stirring, the target product is extracted with an organic solvent, and the solvent is distilled off under reduced pressure to obtain a succinimide ester of p- (3- (Trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl) benzoic acid.
次に、式1に示すスキームに従い、作製したp−(3−(Trifluoromethyl)−3H−diazirin−3−yl)benzoic acidスクシンイミドエステルを用いて、抗人絨毛性ゴナトトロピン抗体へ光親和性化合物を導入する。抗人絨毛性ゴナトトロピン抗体500μgをpH9.0のホウ酸緩衝液100μLに溶かし、この溶液にp−(3−(Trifluoromethyl)−3H−diazirin−3−yl)benzoic acidスクシンイミドエステル 1.0mgを溶かしたDMSO溶液、またはDMF溶液を加え、室温で3時間攪拌する。攪拌後、反応溶液からマイクロコンYM100(Millipore社製)を用いて未反応のp−(3−(Trifluoromethyl)−3H−diazirin−3−yl)benzoic acidスクシンイミドエステルを除去する。上清を回収し、光親和性化合物を有する抗体303が得られる。得られた抗体は、分光光度計にて濃度決定する。 Next, a photoaffinity compound is introduced into the anti-human chorionic gonatotropin antibody using the prepared p- (3- (Trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl) benzoic acid succinimide ester according to the scheme shown in Formula 1. To do. 500 μg of anti-human chorionic gonatotropin antibody was dissolved in 100 μL of borate buffer at pH 9.0, and 1.0 mg of p- (3- (Trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl) benzoic acid succinimide ester was dissolved in this solution. Add DMSO solution or DMF solution and stir at room temperature for 3 hours. After stirring, unreacted p- (3- (Trifluoromethyl) -3H-diazirin-3-yl) benzoic acid succinimide ester is removed from the reaction solution using Microcon YM100 (manufactured by Millipore). The supernatant is collected, and an antibody 303 having a photoaffinity compound is obtained. The concentration of the obtained antibody is determined with a spectrophotometer.
2−3.夾雑物吸着を防止する部位を有するプレート311の作製
基体として用いられるポリスチレンマイクロウェルプレート(パーキンエルマー社製)上に、非特異吸着防止膜310を、BSAやスキムミルク、または合成化合物としてN101(日本油脂社製)を用いて形成する。形成方法は、タンパク質、または合成化合物を含む溶液をプレート上に滴下し、高湿下で3時間以上固定化する。形成後、溶媒または緩衝液でプレート上を十分洗浄し、プレート上の固定化されていないタンパク質または合成化合物を除去することで、非特異吸着防止膜を有するプレートが得られる。
2-3. Production of Plate 311 Having Sites to Prevent Adsorption of Contaminants On a polystyrene microwell plate (Perkin Elmer) used as a substrate, non-specific adsorption preventing film 310 is made of B101, skim milk, or synthetic compound N101 (Nippon Oils and Fats). For example). In the formation method, a solution containing a protein or a synthetic compound is dropped on a plate and fixed under high humidity for 3 hours or more. After the formation, the plate is thoroughly washed with a solvent or a buffer solution, and the non-immobilized protein or synthetic compound is removed from the plate to obtain a plate having a nonspecific adsorption-preventing membrane.
2−4.人絨毛性ゴナトトロピン310の検出
図3に示す工程を経て、標的物質308である人絨毛性ゴナトトロピンを検出する。まず、B/F分離可能な容器305に所定濃度の人絨毛性ゴナトトロピンを含む溶液と、2−1で作製した所定濃度の抗体固定化蛍光粒子、2−2で作製した所定濃度の光親和性化合物を有する抗体を加え混合し、複合体を形成させる(図3(a))。所定時間反応させた後、容器305を遠心分離装置に設置し、複合体306を形成していない光親和性化合物を有する抗体と夾雑物307を容器305内から除去する(図3(b))。次に、2−3で作製したプレート上に、B/F分離により精製された溶液を滴下し、プレート上部へ波長360nmのレーザ光312を1分以上照射し、複合体を非特異吸着防止膜に固定化する(図3(c))。光照射後、プレート上を溶媒、または緩衝液で洗浄し、非特異吸着防止膜に固定化されていない抗体固定化蛍光粒子を除去する(図3(d))。最後にプレート上にに固定化された複合体306を、蛍光顕微鏡または蛍光プレートリーダにより検出し、人絨毛性ゴナトトロピンを定量する。
2-4. Detection of Human Chorionic Gonatotropin 310 Human chorionic gonatotropin, which is the target substance 308, is detected through the steps shown in FIG. First, a solution containing a human chorionic gonatotropin at a predetermined concentration in a B / F separable container 305, a predetermined concentration of antibody-immobilized fluorescent particles prepared at 2-1 and a photoaffinity of a predetermined concentration prepared at 2-2 An antibody having a compound is added and mixed to form a complex (FIG. 3 (a)). After reacting for a predetermined time, the container 305 is placed in a centrifugal separator, and the antibody having a photoaffinity compound and the contaminant 307 not forming the complex 306 are removed from the container 305 (FIG. 3B). . Next, a solution purified by B / F separation is dropped on the plate prepared in 2-3, and a laser beam 312 having a wavelength of 360 nm is irradiated to the upper part of the plate for 1 minute or longer, and the complex is prevented from nonspecific adsorption. (FIG. 3C). After light irradiation, the surface of the plate is washed with a solvent or a buffer solution to remove antibody-immobilized fluorescent particles that are not immobilized on the nonspecific adsorption-preventing membrane (FIG. 3D). Finally, the complex 306 immobilized on the plate is detected by a fluorescence microscope or a fluorescence plate reader, and human chorionic gonatotropin is quantified.
上記に示す検出工程は、以下の測定操作を用いて行われる。図5は、本発明の測定システムのブロック図である。サンプリングプローブ507により、標的物質を含む試料液501を反応容器510へ分注する。希釈液504も同様にして容器510へ分注する。さらに、抗体固定化蛍光粒子を含む試薬502および光親和性化合物を有する抗体を含む試薬503も同様にして容器510へ分注する。抗体固定化蛍光粒子−標的物質−光親和性化合物を有する抗体から成るサンドイッチ複合体を形成させた後、容器510を外部に設置した遠心分離機511により遠心させ、容器底部に沈降した複合体、及び未反応の抗体固定化蛍光粒子以外の検体及び試薬は、サンプリングプローブ507により容器510から廃液容器506へ移送される。さらに、サンプリングプローブ507により、洗浄液505を容器510内へ満たし、洗浄を行う。サンプリングプローブ507により、容器510内から廃液容器506へ、使用された洗浄溶液は移送される。サンプリングプローブ507により、希釈液503を容器510へ分注する。容器510内の複合体および抗体固定化蛍光粒子を溶液中に再分散させる。サンプリングプローブ507により、容器510内の複合体および抗体固定化蛍光粒子を含む溶液を反応容器510から検出容器514へ移送する。容器514には非特異吸着防止膜が形成されたプレートが設置されており(不図示)、光照射プローブ513を用いてこのプレート上を光照射し、非特異吸着防止膜に複合体を固定化する。非特異吸着防止膜に固定化された複合体以外の検体及び試薬は、サンプリングプローブ507により容器514から廃液容器506へ移送される。さらに、サンプリングプローブ507により、洗浄液505を容器514内へ満たし、洗浄を行う。サンプリングプローブ507により、容器514内から廃液容器506へ、使用された洗浄溶液は移送される。サンプリングプローブ507により、希釈液503を容器514へ分注する。複合体が固定化された非特異吸着防止膜に対して光源516で例えば波長485nmの光を照射し、固定化された蛍光粒子から発せられる蛍光(例えば波長515nm)を検出プローブ515を用いて測定する。既知濃度の標的物質を用いて予め作成した検量線を基に、初期値と比較した蛍光量の変化量から、検体中の標的物質濃度を算出する。 The detection process shown above is performed using the following measurement operations. FIG. 5 is a block diagram of the measurement system of the present invention. The sample solution 501 containing the target substance is dispensed into the reaction vessel 510 by the sampling probe 507. The diluent 504 is dispensed into the container 510 in the same manner. Further, the reagent 502 containing antibody-immobilized fluorescent particles and the reagent 503 containing an antibody having a photoaffinity compound are also dispensed into the container 510 in the same manner. After forming a sandwich complex composed of an antibody having an antibody-immobilized fluorescent particle-target substance-photoaffinity compound, the container 510 is centrifuged by a centrifuge 511 installed outside, and the complex is precipitated at the bottom of the container, Samples and reagents other than the unreacted antibody-immobilized fluorescent particles are transferred from the container 510 to the waste liquid container 506 by the sampling probe 507. Further, the cleaning liquid 505 is filled into the container 510 by the sampling probe 507, and cleaning is performed. The used cleaning solution is transferred from the container 510 to the waste liquid container 506 by the sampling probe 507. The diluent 503 is dispensed into the container 510 by the sampling probe 507. The complex and the antibody-immobilized fluorescent particles in the container 510 are redispersed in the solution. The solution containing the complex in the container 510 and the antibody-immobilized fluorescent particles is transferred from the reaction container 510 to the detection container 514 by the sampling probe 507. The container 514 is provided with a plate on which a non-specific adsorption prevention film is formed (not shown). The plate is irradiated with light using a light irradiation probe 513 to immobilize the complex on the non-specific adsorption prevention film. To do. Samples and reagents other than the complex immobilized on the non-specific adsorption preventing film are transferred from the container 514 to the waste liquid container 506 by the sampling probe 507. Further, the cleaning liquid 505 is filled into the container 514 by the sampling probe 507, and cleaning is performed. The used cleaning solution is transferred from the container 514 to the waste liquid container 506 by the sampling probe 507. The diluent 503 is dispensed into the container 514 by the sampling probe 507. For example, the light source 516 irradiates light having a wavelength of 485 nm to the non-specific adsorption preventing film on which the complex is immobilized, and the fluorescence (for example, wavelength 515 nm) emitted from the immobilized fluorescent particles is measured using the detection probe 515 To do. Based on a calibration curve prepared in advance using a target substance having a known concentration, the target substance concentration in the specimen is calculated from the amount of change in fluorescence compared with the initial value.
101.粒子
102.第1のリガンド分子
103.第2のリガンド分子
104.光照射結合部位
105.非特異吸着防止膜
106.基体
107.複合体
108.夾雑物
109.標的物質
201.粒子(磁性粒子)
202.第1のリガンド分子
203.第2のリガンド分子
204.光照射結合部位(例えば光親和性化合物)
205.非特異吸着防止膜
206.基体
207.複合体
208.夾雑物
209.標的物質
210.磁場発生装置(例えば磁石)
211.光照射装置
301.粒子
302.第1のリガンド分子
303.第2のリガンド分子
304.光照射結合部位(例えば光親和性化合物)
305.容器
306.複合体
307.夾雑物
308.標的物質
309.光照射装置
310.非特異吸着防止膜
401.検体液
402.第1のリガンド分子固定磁性粒子を含む試薬
403.光親和性化合物を有する第2のリガンド分子を含む試薬
404.希釈液
405.洗浄液
406.廃液容器
407.サンプリングプローブ
408.チューブ
409.ポンプ
410.検出容器
411.センサ素子
412.磁場発生装置
413.磁気信号検出器
414.光照射プローブ
415.光源
501.検体液
502.第1のリガンド分子固定蛍光粒子を含む試薬
503.光親和性化合物を有する第2のリガンド分子を含む試薬
504.希釈液
505.洗浄液
506.廃液容器
507.サンプリングプローブ
508.チューブ
509.ポンプ
510.反応容器
511.遠心分離機
512.光源
513.光照射プローブ
514.検出用容器(ウェルプレート)
515.検出プローブ
516.光源
101. Particle 102. First ligand molecule 103. Second ligand molecule 104. Light irradiation binding site 105. Non-specific adsorption preventing film 106. Substrate 107. Complex 108. Foreign matter 109. Target substance 201. Particle (magnetic particle)
202. First ligand molecule 203. Second ligand molecule 204. Light irradiation binding site (eg photoaffinity compound)
205. Non-specific adsorption preventing film 206. Substrate 207. Complex 208. Foreign matter 209. Target substance 210. Magnetic field generator (eg magnet)
211. Light irradiation device 301. Particle 302. First ligand molecule 303. Second ligand molecule 304. Light irradiation binding site (eg photoaffinity compound)
305. Container 306. Complex 307. Foreign matter 308. Target substance 309. Light irradiation device 310. Non-specific adsorption preventing film 401. Sample liquid 402. Reagent including first ligand molecule-fixed magnetic particles 403. A reagent comprising a second ligand molecule having a photoaffinity compound 404. Diluent 405. Cleaning solution 406. Waste liquid container 407. Sampling probe 408. Tube 409. Pump 410. Detection container 411. Sensor element 412. Magnetic field generator 413. Magnetic signal detector 414. Light irradiation probe 415. Light source 501. Sample liquid 502. Reagent including first ligand molecule-immobilized fluorescent particle 503. A reagent comprising a second ligand molecule having a photoaffinity compound; Diluent 505. Cleaning solution 506. Waste liquid container 507. Sampling probe 508. Tube 509. Pump 510. Reaction vessel 511. Centrifuge 512. Light source 513. Light irradiation probe 514. Container for detection (well plate)
515. Detection probe 516. light source
Claims (10)
(a)非特異吸着防止膜を有する基体と、前記標的物質を特異的に捕捉する第1のリガンド分子を有する粒子と、前記標的物質を特異的に捕捉する部位及び光照射により前記非特異吸着防止膜に結合する光照射結合部位を有する第2のリガンド分子と、を用意する工程と、
(b)反応媒体中で前記第1のリガンド分子及び前記第2のリガンド分子を前記標的物質に結合させ、前記第1のリガンド分子を有する粒子と前記標的物質と前記第2のリガンド分子とを含んで構成される複合体を形成する工程と、
(c)前記複合体をB/F分離によって分離する工程と、
(d)光照射により、前記複合体に含まれる第2のリガンド分子中の光照射結合部位を前記非特異吸着防止膜に結合させる工程と、
(e)前記非特異吸着防止膜に固定された粒子の有無又は量を検出する工程と、
を有することを特徴とする標的物質の有無又は量の検出方法。 A method for detecting the presence or amount of a target substance using particles,
(A) a substrate having a non-specific adsorption preventing film, a particle having a first ligand molecule that specifically captures the target substance, a site that specifically captures the target substance, and the non-specific adsorption by light irradiation Providing a second ligand molecule having a light irradiation binding site that binds to the protective film;
(B) The first ligand molecule and the second ligand molecule are bound to the target substance in a reaction medium, and the particles having the first ligand molecule, the target substance, and the second ligand molecule are combined. Forming a complex comprising: and
(C) separating the complex by B / F separation;
(D) a step of binding a light irradiation binding site in the second ligand molecule contained in the complex to the non-specific adsorption preventing film by light irradiation;
(E) detecting the presence or absence or amount of particles fixed to the non-specific adsorption preventing film;
A method for detecting the presence or absence or amount of a target substance, characterized by comprising:
前記非特異吸着防止膜を有する基体と、
前記標的物質を特異的に捕捉する第1のリガンド分子を有する粒子と、
前記標的物質を特異的に捕捉する部位及び光照射により前記非特異吸着防止膜に結合する光照射結合部位を有する第2のリガンド分子と、
を有することを特徴とする検出用キット。 A detection kit for detecting the presence or amount of a target substance using particles,
A substrate having the non-specific adsorption-preventing film;
Particles having a first ligand molecule that specifically captures the target substance;
A second ligand molecule having a site that specifically captures the target substance and a light irradiation binding site that binds to the non-specific adsorption-preventing film by light irradiation;
A detection kit comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008140933A JP2009288069A (en) | 2008-05-29 | 2008-05-29 | Target substance detection method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2008140933A JP2009288069A (en) | 2008-05-29 | 2008-05-29 | Target substance detection method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009288069A true JP2009288069A (en) | 2009-12-10 |
Family
ID=41457422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008140933A Pending JP2009288069A (en) | 2008-05-29 | 2008-05-29 | Target substance detection method |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009288069A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011242387A (en) * | 2010-04-21 | 2011-12-01 | Osaka Prefecture Univ | Composite fine particle for capturing or separating biological substance |
| JP2017138306A (en) * | 2016-01-31 | 2017-08-10 | アークレイ株式会社 | Analysis tool and analysis |
| WO2023079962A1 (en) * | 2021-11-04 | 2023-05-11 | 株式会社日立ハイテク | Immunoassay method, and immunoassay device |
-
2008
- 2008-05-29 JP JP2008140933A patent/JP2009288069A/en active Pending
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|---|---|---|---|---|
| JP2011242387A (en) * | 2010-04-21 | 2011-12-01 | Osaka Prefecture Univ | Composite fine particle for capturing or separating biological substance |
| JP2017138306A (en) * | 2016-01-31 | 2017-08-10 | アークレイ株式会社 | Analysis tool and analysis |
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