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JP2013011464A - Ligand immobilization method - Google Patents

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JP2013011464A
JP2013011464A JP2011143126A JP2011143126A JP2013011464A JP 2013011464 A JP2013011464 A JP 2013011464A JP 2011143126 A JP2011143126 A JP 2011143126A JP 2011143126 A JP2011143126 A JP 2011143126A JP 2013011464 A JP2013011464 A JP 2013011464A
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Japan
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ligand
substrate
group
measurement
sensor chip
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JP2011143126A
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Japanese (ja)
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Yoshikazu Kurihara
義一 栗原
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Konica Minolta Advanced Layers Inc
Original Assignee
Konica Minolta Advanced Layers Inc
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Publication date
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Priority to JP2011143126A priority Critical patent/JP2013011464A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a substrate to which ligands are highly densely connected, even when a conventional ligand immobilization method is applied to a substrate whose one surface comprises SiN, TaO, NbO, HfO, ZrOor ITO, a ligand immobilization substrate obtained by the manufacturing method, and an intermolecular interaction detecting method using the substrate.SOLUTION: The manufacturing method for ligand immobilization substrates includes a step for immobilizing ligands in a liquid phase on the surface of a substrate comprising at least one type selected from a group comprising SiN, TaO, NbO, HfO, ZrOand ITO. The manufacturing method is characterized in that a surfactant contained in the liquid phase is not less than 0 mass% and less than 0.001 mass%.

Description

本発明は、反射干渉分光法〔Reflectometric Interference Spectroscopy;RIfS〕用のセンサーチップとして好適な基板の製造方法,該製造方法によって得られる基板,および,該基板を使用する分子間相互作用検出方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a substrate suitable as a sensor chip for reflection interference spectroscopy (RIfS), a substrate obtained by the production method, and a molecular interaction detection method using the substrate.

近年、生体分子や有機高分子間の結合(分子間相互作用)を、標識を用いることなく直接的に検出する手法の研究開発が進められている。例えば、光学薄膜の干渉色変化を利用したRIfSが提案され、実用化もされている。その他にも、表面プラズモン共鳴〔Surface Plasmon Resonance;SPR〕法や水晶発振子マイクロバランス〔Quartz Crystal Microbalance;QCM〕法などの手法が知られている。   In recent years, research and development of a method for directly detecting a bond (intermolecular interaction) between a biomolecule and an organic polymer without using a label has been advanced. For example, RIfS using interference color change of an optical thin film has been proposed and put into practical use. In addition, methods such as a surface plasmon resonance (SPR) method and a quartz crystal microbalance (QCM) method are known.

これらの分子間相互作用検出装置には、被測定物質(アナライト)に対応する捕捉物質(リガンド)が表層に固定化された、センサーチップなどと呼ばれる基板状の測定用部材が用いられる。そして、被測定物質と捕捉物質との間に働く分子間相互作用としては、これまで、抗原抗体反応,DNAハイブリダイゼーション,糖・レクチン相互作用などを利用することが一般的であった。例えば、ある抗原を被測定物質とするセンサーチップの表面には、それと特異的に結合しうる抗体が捕捉物質として固定化されている。   In these intermolecular interaction detection devices, a substrate-like measurement member called a sensor chip, in which a capture substance (ligand) corresponding to a substance to be measured (analyte) is immobilized on the surface layer, is used. In general, antigen-antibody reaction, DNA hybridization, sugar / lectin interaction, and the like have been used as the intermolecular interaction between the substance to be measured and the capture substance. For example, an antibody that can specifically bind to the surface of a sensor chip that uses a certain antigen as a substance to be measured is immobilized as a capture substance.

このようにリガンドをセンサーチップに固定化する方法として数多く存在するが、例えば、SPR用の測定装置「Biacore」(GEヘルスケア社)のマイクロ流路系において、所定の試薬の存在下に、金基板を修飾しているカルボキシル基と、リガンドが有するアミノ基とを反応させるアミドカップリングなどが挙げられる。この方法は、界面活性剤としてSurfactant20(Tween20)を含む、HBS−EPと呼ばれる溶媒を用いることをメーカーが推奨している。   As described above, there are many methods for immobilizing a ligand on a sensor chip. For example, in a microchannel system of a measurement device “Biacore” (GE Healthcare) for SPR, Examples thereof include amide coupling in which a carboxyl group that modifies the substrate and an amino group of the ligand are reacted. In this method, the manufacturer recommends using a solvent called HBS-EP containing Surfactant 20 (Tween 20) as a surfactant.

しかしながら、この方法を、表面がSiN,Ta25,Nb25,HfO2,ZrO2またはITOからなる基板に適用した場合、リガンドが基板にまったく結合しなかった。 However, when this method was applied to a substrate whose surface was composed of SiN, Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , HfO 2 , ZrO 2 or ITO, the ligand did not bind to the substrate at all.

本発明は、従来のリガンド固定化方法を、その少なくとも一方の表面がSiN,Ta25,Nb25,HfO2,ZrO2および/またはITOからなる基板の表面に適用した場合であっても、リガンドが基板に高密度に結合した基板の製造方法,該製造方法によって得られる基板,および,該基板を使用する分子間相互作用検出方法を提供することを課題とする。 The present invention is a case where a conventional ligand immobilization method is applied to the surface of a substrate having at least one surface thereof made of SiN, Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , HfO 2 , ZrO 2 and / or ITO. However, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a substrate in which a ligand is bonded to the substrate at a high density, a substrate obtained by the manufacturing method, and a method for detecting an intermolecular interaction using the substrate.

本発明者は、従来のリガンド固定化方法を、SiN,Ta25,Nb25,HfO2,ZrO2および/またはITOからなる基板の表面に適用した場合に、界面活性剤を含むメーカー推奨の溶媒の代わりに界面活性剤を含有しない溶媒を用いたら、リガンドが基板に高密度に共有結合したことを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventor includes a surfactant when a conventional ligand immobilization method is applied to the surface of a substrate made of SiN, Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , HfO 2 , ZrO 2 and / or ITO. When a solvent not containing a surfactant was used instead of the solvent recommended by the manufacturer, it was found that the ligand was covalently bonded to the substrate at a high density, and the present invention was completed.

すなわち、本発明は下記の事項を包含する。
[1]SiN〔窒化ケイ素〕,Ta25〔酸化タンタル〕,Nb25〔五酸化ニオブ〕,HfO2〔酸化ハフニウム〕,ZrO2〔二酸化ジルコニウム〕およびITO〔酸化インジウムスズ〕からなる群から選択される少なくとも1種からなる基板の表面に、液相でリガンドを固定化させる工程を含むリガンド固定化基板の製造方法であって、
該液相に含有される界面活性剤が、0質量%以上0.001質量%未満であることを特徴とする製造方法。
That is, the present invention includes the following matters.
[1] SiN [silicon nitride], Ta 2 O 5 [tantalum oxide], Nb 2 O 5 [niobium pentoxide], HfO 2 [hafnium oxide], ZrO 2 [zirconium dioxide] and ITO [indium tin oxide] A method for producing a ligand-immobilized substrate, comprising a step of immobilizing a ligand in a liquid phase on the surface of at least one substrate selected from the group,
A production method, wherein the surfactant contained in the liquid phase is 0% by mass or more and less than 0.001% by mass.

[2]上記リガンドを固定化させる工程において、上記基板の表面が有する修飾基と、上記リガンドが有する反応基とを反応させて共有結合を形成させることにより、当該リガンドを固定化する[1]に記載の製造方法。   [2] In the step of immobilizing the ligand, the ligand is immobilized by reacting the modifying group on the surface of the substrate with the reactive group on the ligand to form a covalent bond [1]. The manufacturing method as described in.

[3]上記基板の表面が有する修飾基が、シランカップリング剤を用いて導入されたものである[1]または[2]に記載の製造方法。
[4]上記リガンドが、タンパク質,ポリペプチド,核酸および糖からなる群から選択される少なくとも1種である[1]〜[3]のいずれかに記載の製造方法。
[3] The production method according to [1] or [2], wherein the modifying group on the surface of the substrate is introduced using a silane coupling agent.
[4] The production method according to any one of [1] to [3], wherein the ligand is at least one selected from the group consisting of proteins, polypeptides, nucleic acids, and sugars.

[5]上記基板が、反射干渉分光法〔Reflectometric Interference Spectroscopy;RIfS〕用,表面プラズモン共鳴法〔SPR〕用または水晶発振子マイクロバランス法〔QCM〕用のセンサーチップである[1]〜[4]のいずれかに記載の製造方法。   [5] The substrate is a sensor chip for reflection interference spectroscopy (RifS), surface plasmon resonance (SPR), or crystal oscillator microbalance (QCM) [1] to [4] ] The manufacturing method in any one of.

[6][1]〜[5]のいずれかに記載の製造方法によって製造されることを特徴とするリガンド固定化基板。
[7][6]記載のリガンド固定化基板を使用することを特徴とする、分子間相互作用検出方法。
[6] A ligand-immobilized substrate produced by the production method according to any one of [1] to [5].
[7] A method for detecting an intermolecular interaction, comprising using the ligand-immobilized substrate according to [6].

本発明によれば、従来のリガンド固定化方法を、SiN,Ta25,Nb25,HfO2,ZrO2および/またはITOからなる基板の表面に適用した場合に、界面活性剤を含有しない溶媒、または、界面活性剤を極少量含有する溶媒を用いることによって、リガンドを基板に高密度に共有結合することができる。 According to the present invention, when a conventional ligand immobilization method is applied to the surface of a substrate made of SiN, Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , HfO 2 , ZrO 2 and / or ITO, the surfactant is added. By using a solvent that does not contain, or a solvent that contains a very small amount of a surfactant, the ligand can be covalently bonded to the substrate at high density.

図1は、SiN基板(好ましくはセンサーチップ)表面にカルボキシル基を介してリガンドを固定化する反応を模式的に示した図を表す。FIG. 1 schematically shows a reaction for immobilizing a ligand via a carboxyl group on the surface of a SiN substrate (preferably a sensor chip). 図2は、実施例1の結果(a),実施例2の結果(b)および比較例1の結果(c)を示す。FIG. 2 shows the result (a) of Example 1, the result (b) of Example 2, and the result (c) of Comparative Example 1. 図3は、RIfSに用いる本発明の実施形態の一例の概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of an example of an embodiment of the present invention used for RIfS.

次に、本発明のリガンド固定化基板の製造方法、その製造方法により得られる該基板、ならびに該基板を使用する分子間相互作用検出方法の実施形態について詳述する。
なお、本件明細書において「分子間相互作用検出方法」とは、分析用部材(センサーチップ)の表面に設けられた分子と、分析対象となる分子との間に何らかの相互作用が働いたときに現れるシグナルを検出する方法である。このような分子間相互作用検出方法としては、代表的には、RIfS,SPR,QCMが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、「分子間相互作用検出装置」とは、上記の分子間相互作用検出方法を実施するための装置である。
Next, embodiments of the method for producing a ligand-immobilized substrate of the present invention, the substrate obtained by the production method, and the intermolecular interaction detection method using the substrate will be described in detail.
In the present specification, the “molecular interaction detection method” means that when some kind of interaction acts between a molecule provided on the surface of an analysis member (sensor chip) and a molecule to be analyzed. It is a method to detect the signal that appears. Such intermolecular interaction detection methods typically include RIfS, SPR, and QCM, but are not limited thereto. Further, the “intermolecular interaction detection device” is a device for carrying out the intermolecular interaction detection method described above.

<リガンド固定化基板の製造方法および該基板>
本発明に係るリガンド固定化基板の製造方法に用いる基板は、SiN〔窒化ケイ素〕,Ta25〔酸化タンタル〕,Nb25〔五酸化ニオブ〕,HfO2〔酸化ハフニウム〕,ZrO2〔二酸化ジルコニウム〕およびITO〔酸化インジウムスズ〕からなる群から選択される少なくとも1種からなる表面を有するものである。
<Method for producing ligand-immobilized substrate and substrate>
The substrate used in the method for producing a ligand-immobilized substrate according to the present invention is SiN [silicon nitride], Ta 2 O 5 [tantalum oxide], Nb 2 O 5 [niobium pentoxide], HfO 2 [hafnium oxide], ZrO 2. It has at least one surface selected from the group consisting of [zirconium dioxide] and ITO [indium tin oxide].

なお、基板の表面がSiNである場合、空気に触れた瞬間から酸化膜が形成される。この酸化膜は少なからずヒドロキシル基(水酸基)などの官能基を有し、そのため、後述するようにシランカップリング剤を利用して修飾基を導入することが可能である。   When the surface of the substrate is SiN, an oxide film is formed from the moment when it is exposed to air. This oxide film has at least a functional group such as a hydroxyl group (hydroxyl group). Therefore, it is possible to introduce a modifying group using a silane coupling agent as described later.

本発明に係るリガンド固定化基板の製造方法は、上記の所定の基板の表面に、液相でリガンドを固定化させる工程を含むものであって、該液相に含有される界面活性剤が、0質量%以上0.001質量%未満、好ましくは0質量%以上0.0001質量%未満、最も好ましくは0質量%(つまり界面活性剤を全く含まない)であることを特徴とする。界面活性剤の濃度が低いほど、リガンドの固定化率は高くなる。   The method for producing a ligand-immobilized substrate according to the present invention includes a step of immobilizing a ligand in the liquid phase on the surface of the predetermined substrate, and the surfactant contained in the liquid phase includes: It is characterized by being 0% by mass or more and less than 0.001% by mass, preferably 0% by mass or more and less than 0.0001% by mass, and most preferably 0% by mass (that is, no surfactant is contained). The lower the surfactant concentration, the higher the ligand immobilization rate.

界面活性剤には、アニオン(陰イオン)界面活性剤、カチオン(陽イオン)界面活性剤および両性界面活性剤を包含するイオン性界面活性剤と、ノニオン(非イオン)性界面活性剤が包含される。本発明においては、たとえば、ノニオン性界面活性剤が好適である。   Surfactants include ionic surfactants, including anionic (anionic) surfactants, cationic (cationic) surfactants and amphoteric surfactants, and nonionic (nonionic) surfactants. The In the present invention, for example, a nonionic surfactant is suitable.

ノニオン性界面活性剤には、エステルエーテル型、エステル型、エーテル型などのものが包含されるが、中でもエステルエーテル型のものが好ましい。エステルエーテル型のノニオン性界面活性剤としては、たとえば、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウラート(東京化成工業株式会社、商品名「Tween20」)、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミタート(同「Tween40」)、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアラート(同「Tween60」)、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート(同「Tween80」)、ポリオキシエチレンソルビタントリオレアート(同「Tween85」)が挙げられる。   Nonionic surfactants include those of an ester ether type, an ester type, an ether type, etc. Among them, an ester ether type is preferable. Examples of ester ether type nonionic surfactants include polyoxyethylene sorbitan monolaurate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., trade name “Tween 20”), polyoxyethylene sorbitan monopalmitate (“Tween 40”), poly Examples thereof include oxyethylene sorbitan monostearate (same “Tween 60”), polyoxyethylene sorbitan monooleate (same “Tween 80”), and polyoxyethylene sorbitan trioleate (same “Tween 85”).

上に例示したような界面活性剤は、いずれか1種を単独で用いても、本発明の作用効果を損なわない範囲において2種以上を混合して用いてもよい。
液相は、一般的には緩衝液(たとえば、酢酸および酢酸ナトリウムを含有する酢酸ナトリウム緩衝液や、リン酸、リン酸ナトリウムおよび食塩を含有するリン酸緩衝生理食塩水)または純水であり、そこに上記所定の範囲の濃度となる量の界面活性剤が添加される。
Any one of the surfactants exemplified above may be used alone, or two or more thereof may be mixed and used within a range not impairing the effects of the present invention.
The liquid phase is generally a buffer (eg, a sodium acetate buffer containing acetic acid and sodium acetate or a phosphate buffered saline containing phosphate, sodium phosphate and salt) or pure water, There is added an amount of a surfactant that provides a concentration in the above predetermined range.

本発明の製造方法のリガンドを固定化させる工程において、基板状の測定部材(センサーチップ等)の表面にリガンドを固定化するためには、各種の手法を採用することができる。代表的な方法の一つとして、基板の表面に修飾基を導入しておき、リガンドが有する反応基と反応させて共有結合を生成することによりリガンドを固定化する方法が挙げられる。このような方法を利用するために、本発明においては、予め、基板の表面にアミノ基,カルボキシル基,エポキシ基,アルデヒド基,チオール基,イソシアネート基およびイソチオシアネート基からなる群から選択される少なくとも1種の修飾基を導入することが好ましい。これらの修飾基は、リガンドが有する(リガンドが本来有するものでも、あらかじめ所定の操作により導入されたものでもよい)チオール基,アミノ基,カルボキシル基,ヒドロキシル基などと反応して共有結合を形成することができる。   In the step of immobilizing the ligand in the production method of the present invention, various methods can be employed to immobilize the ligand on the surface of the substrate-like measurement member (sensor chip or the like). As a typical method, there is a method of immobilizing a ligand by introducing a modifying group on the surface of the substrate and reacting with a reactive group of the ligand to generate a covalent bond. In order to use such a method, in the present invention, at least the surface selected from the group consisting of an amino group, a carboxyl group, an epoxy group, an aldehyde group, a thiol group, an isocyanate group, and an isothiocyanate group is previously formed on the surface of the substrate. It is preferable to introduce one type of modifying group. These modifying groups react with thiol groups, amino groups, carboxyl groups, hydroxyl groups, etc. that the ligand has (which may be inherent to the ligand or previously introduced by a predetermined operation) to form a covalent bond. be able to.

この修飾基を基板表面に導入する方法としては、例えば、上記修飾基を有するシランカップリング剤を用いる方法や上記修飾基を有するポリマーを、スピンコートを用いて塗布する方法などが挙げられるが、操作上の容易さや基板表面に共有結合により固定化することで修飾基の脱離を防ぐ効果から、シランカップリング剤を用いる方法が好ましい。   Examples of the method for introducing the modifying group onto the substrate surface include a method using a silane coupling agent having the modifying group and a method of applying a polymer having the modifying group using spin coating. A method using a silane coupling agent is preferable from the viewpoint of ease of operation and the effect of preventing the elimination of the modifying group by immobilization on the substrate surface by a covalent bond.

一般的には、シランカップリング剤の水溶液に基板を所定の時間浸漬しておくことにより、SiNからなる表面に存在する空気中での酸化によって発生した水酸基と、シランカップリング剤由来のシラノール基等とが反応してシランカップリング剤が結合し、シランカップリング剤が有する修飾基で、SiNからなる表面を修飾することができる。   Generally, by immersing a substrate in an aqueous solution of a silane coupling agent for a predetermined time, hydroxyl groups generated by oxidation in the air present on the surface made of SiN and silanol groups derived from the silane coupling agent The surface of SiN can be modified with a modifying group possessed by the silane coupling agent and the silane coupling agent.

上記反応基を有するリガンドとして、タンパク質,ポリペプチド,核酸および糖からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、特にタンパク質が好ましい。タンパク質およびポリペプチドは、それらを構成するアミノ酸の末端または側鎖に、チオール基,アミノ基,カルボキシル基,ヒドロキシル基などの修飾基を有する。   The ligand having a reactive group is preferably at least one selected from the group consisting of proteins, polypeptides, nucleic acids and sugars, and proteins are particularly preferable. Proteins and polypeptides have modifying groups such as thiol groups, amino groups, carboxyl groups, and hydroxyl groups at the ends or side chains of the amino acids constituting them.

一方、核酸や糖(単糖やオリゴ糖または多糖であってもよい。)は、分子構造中にアミノ基またはヒドロキシル基を有するが、通常はカルボキシル基またはチオール基は有さないので、修飾基との関係において所望ならば、これらの反応基を核酸や糖に導入しておいてもよい。たとえば、上記修飾基のうちエポキシ基はアミノ基やヒドロキシル基よりチオール基との反応性が高いことから、該リガンドとして核酸や糖を用いてエポキシ基と反応させる場合、その核酸や糖に予めチオール基を導入しておくことが好ましい。   On the other hand, nucleic acids and sugars (which may be monosaccharides, oligosaccharides or polysaccharides) have amino groups or hydroxyl groups in their molecular structures, but usually do not have carboxyl groups or thiol groups. If desired, these reactive groups may be introduced into nucleic acids or sugars. For example, among the above-mentioned modifying groups, an epoxy group has a higher reactivity with a thiol group than an amino group or a hydroxyl group. It is preferable to introduce a group.

上記の修飾基および反応基の適切な組み合わせや、その組み合わせにより反応させる際の手法は、適切なものを選択することができる。たとえば、修飾基としてカルボキシル基、反応基としてアミノ基が選択される場合は、まず、前記カルボキシル基で修飾された基板表面に、NHS〔N−hydroxysuccinimide〕およびEDC(1−ethyl−3−(3−dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride。Water Soluble Carbodiimide: WSCと称されることもある。)の水溶液を接触させて当該カルボキシル基を活性エステル化した後、前記アミノ基を有するリガンドの水溶液を接触させることにより、上記活性エステル化したカルボキシル基とアミノ基との間に共有結合を形成させることができる。また、修飾基としてエポキシ基,アジド基,イソシアネート基またはイソチオシアネート基、反応基としてチオール基,アミノ基またはヒドロキシル基が選択される場合は、特に反応試薬を必要とすることなく、上記エポキシ基等で修飾された基板表面に、上記チオール基等を有するリガンドの水溶液を接触させる(たとえば一定時間、当該水溶液中に当該基板を浸漬する)ことにより、それらの修飾基および反応基の間に共有結合を形成させることができる。その際の反応条件(反応時間、反応温度、pH等)は、適切な範囲に調整すればよい。   Appropriate combinations of the above-mentioned modifying groups and reactive groups, and methods for reacting with the combinations can be selected. For example, when a carboxyl group is selected as the modifying group and an amino group is selected as the reactive group, NHS [N-hydroxysuccinimide] and EDC (1-ethyl-3- (3) are first formed on the substrate surface modified with the carboxyl group. -Dimethylaminopropyl) Carbodiimide hydrochloride (sometimes called Water Soluble Carbodiimide: WSC). A covalent bond can be formed between the active esterified carboxyl group and the amino group. In addition, when an epoxy group, azide group, isocyanate group or isothiocyanate group is selected as a modifying group, and a thiol group, amino group or hydroxyl group is selected as a reactive group, the above epoxy group or the like is not particularly required without a reaction reagent. By contacting an aqueous solution of a ligand having the thiol group or the like with the substrate surface modified with (for example, immersing the substrate in the aqueous solution for a certain period of time), the covalent bond is formed between the modifying group and the reactive group. Can be formed. The reaction conditions (reaction time, reaction temperature, pH, etc.) at that time may be adjusted to an appropriate range.

本発明の製造方法によって製造されるリガンド固定化基板は、反射干渉分光法〔RIfS〕用のセンサーチップに好適であり、表面プラズモン共鳴法〔SPR〕用または水晶発振子マイクロバランス法〔QCM〕用のセンサーチップに適用することもできる。しかしながら、リガンド固定化基板の用途は特に限定されるものではなく、RIfS以外の分子間相互作用検出方法に用いられる測定部材等であってもよいし、あるいは分子間相互作用検出方法以外の方法、例えば蛍光標識等のラベリングを利用する測定方法に用いられる測定部材等であってもよい。   The ligand-immobilized substrate manufactured by the manufacturing method of the present invention is suitable for a sensor chip for reflection interference spectroscopy [RIfS], for surface plasmon resonance [SPR] or for quartz oscillator microbalance method [QCM]. It can also be applied to other sensor chips. However, the use of the ligand-immobilized substrate is not particularly limited, and may be a measurement member used in a method for detecting intermolecular interactions other than RIfS, or a method other than the method for detecting intermolecular interactions, For example, it may be a measuring member used in a measuring method using labeling such as a fluorescent label.

<分子間相互作用検出方法>
本実施形態の分子間相互作用検出方法は、上記リガンド固定化基板を使用することを特徴とする。
<Intermolecular interaction detection method>
The intermolecular interaction detection method of this embodiment is characterized by using the ligand-immobilized substrate.

(検出装置の構成)
本実施形態の分子間相互作用検出方法は、公知の一般的な構成を有するRIfS用の分子間相互作用測定装置を用いて実施することができる。このような分子間相互作用測定装置を含む測定システムの実施形態の一例の概要を図1に示す。
(Configuration of detection device)
The intermolecular interaction detection method of the present embodiment can be carried out using an intermolecular interaction measuring apparatus for RIfS having a known general configuration. An outline of an example of an embodiment of a measurement system including such an intermolecular interaction measurement apparatus is shown in FIG.

本測定システム1は、主に、測定部材10,白色光源20,分光器30,および、光伝達部40等から構成される分子間相互作用測定装置100と,制御装置50などから構成されている。   This measurement system 1 is mainly composed of an intermolecular interaction measuring device 100 composed of a measuring member 10, a white light source 20, a spectroscope 30, a light transmission unit 40, and the like, a control device 50, and the like. .

測定部材10は、少なくとも基板12aと、その上に形成された光学薄膜12bを含む、センサーチップ12を基本として構成され、通常はさらにフローセル14が当該センサーチップ12に積載される。   The measurement member 10 is configured based on a sensor chip 12 including at least a substrate 12a and an optical thin film 12b formed on the substrate 12a. Usually, a flow cell 14 is further loaded on the sensor chip 12.

基板12aは、一般的には矩形で、例えばSi〔シリコン〕製が好ましく、光学薄膜12bは例えばSiN製が好ましい。
フローセル14は、例えばシリコーンゴム(ポリジメチルシロキサン:PDMS)製の、透明な部材である。フローセル14はセンサーチップ12に対して貼り替え可能となっており、ディスポーザブル(使い捨て)使用が可能となっている。フローセル14には溝14aが形成されている。フローセル14をセンサーチップ12に密着させると、密閉流路14bが形成される。溝14aの両端部はフローセル14の表面から露出しており、一方の端部が送液部に接続されて試料溶液60等の各種の溶液が供給される流入口14cとして機能し、他方の端部は廃液部に接続されて試料溶液60等の各種の溶液の流出口14dとして機能するようになっている。
The substrate 12a is generally rectangular and is preferably made of, for example, Si [silicon], and the optical thin film 12b is preferably made of, for example, SiN.
The flow cell 14 is a transparent member made of, for example, silicone rubber (polydimethylsiloxane: PDMS). The flow cell 14 can be replaced with the sensor chip 12, and can be used in a disposable manner. A groove 14 a is formed in the flow cell 14. When the flow cell 14 is brought into close contact with the sensor chip 12, a sealed flow path 14b is formed. Both end portions of the groove 14a are exposed from the surface of the flow cell 14, one end portion is connected to the liquid feeding portion, and functions as an inlet 14c to which various solutions such as the sample solution 60 are supplied, and the other end The part is connected to the waste liquid part and functions as an outlet 14d for various solutions such as the sample solution 60.

光伝達部40は、白色光源20からの白色光を測定部200に導くための第一の光伝達経路としての第一の光ファイバ41と、第一の光ファイバ41からの白色光の照射による反射光を測定部200から分光器30に導くための第二の光伝達経路としての第二の光ファイバ42とを備えている。第一の光ファイバ41の白色光源20側の端部は、当該白色光源20の接続ポートに接続されている。接続ポートに接続された光ファイバ41は光入射端面がハロゲンランプ21に対向するように配置されている。第二の光ファイバ42の分光器30側の端部は、当該分光器30の受光を行う接続ポートに接続されている。   The light transmission unit 40 is a first optical fiber 41 serving as a first light transmission path for guiding white light from the white light source 20 to the measurement unit 200, and irradiation of white light from the first optical fiber 41. And a second optical fiber 42 as a second light transmission path for guiding the reflected light from the measurement unit 200 to the spectroscope 30. The end of the first optical fiber 41 on the white light source 20 side is connected to the connection port of the white light source 20. The optical fiber 41 connected to the connection port is arranged so that the light incident end face faces the halogen lamp 21. The end of the second optical fiber 42 on the spectroscope 30 side is connected to a connection port that receives light from the spectroscope 30.

上記各光ファイバ41,42は、いずれも微細ファイバを束ねた構造となっている。そして、第一の光ファイバ41と第二の光ファイバ42のフローセル14側の端部は、各々の微細ファイバが一つの束となるように複合的に寄り合わされている。即ち、第一の光ファイバ41を構成する微細ファイバは、フローセル14側の端面において中央に分布し、第二の光ファイバ42を構成する微細ファイバは第一の光ファイバ41の微細ファイバの束を取り囲むようにその周囲に分布している。   Each of the optical fibers 41 and 42 has a structure in which fine fibers are bundled. And the edge part by the side of the flow cell 14 of the 1st optical fiber 41 and the 2nd optical fiber 42 is faced compoundly so that each fine fiber may become one bundle. That is, the fine fibers constituting the first optical fiber 41 are distributed in the center on the end face on the flow cell 14 side, and the fine fibers constituting the second optical fiber 42 are bundles of fine fibers of the first optical fiber 41. It is distributed around it to surround it.

白色光源20は、ハロゲンランプと、これを格納する筐体とから構成されている。筐体には、第一の光ファイバ41を接続するための接続ポートが設けられている。なお、本実施形態では白色光源を用いているが、これに限られるものではなく、後述する反射率極小波長の変化が検出でき得る波長域にわたって分布する光を発光する光源であればよい。   The white light source 20 includes a halogen lamp and a housing that stores the halogen lamp. The housing is provided with a connection port for connecting the first optical fiber 41. In this embodiment, a white light source is used. However, the present invention is not limited to this, and any light source may be used as long as it emits light distributed over a wavelength range in which a change in the minimum reflectance wavelength described later can be detected.

白色光源20が点灯すると、その白色光が第一の光ファイバ41を介して測定部200に照射され、その反射光が光ファイバ42を介して分光器30に導かれる。この分光器30は、受光部で受光する光に含まれる一定の波長間隔ごとの光について光強度を検出し、分光強度として制御装置50に出力する。   When the white light source 20 is turned on, the white light is irradiated onto the measurement unit 200 via the first optical fiber 41, and the reflected light is guided to the spectrometer 30 via the optical fiber 42. The spectroscope 30 detects the light intensity of the light at fixed wavelength intervals included in the light received by the light receiving unit, and outputs the light intensity to the control device 50 as the spectral intensity.

なお、本実施形態においては、測定部材10からの反射光を分光器30で受光するようにしているが、測定部材10として光透過性のものを用いて、白色光源20からの光を測定部材10に照射し、測定部材10を透過してきた光を受光するように分光器30を配置し、透過光の分光強度を検出するようにしても構わない。   In the present embodiment, reflected light from the measurement member 10 is received by the spectroscope 30. However, a light transmissive member is used as the measurement member 10, and light from the white light source 20 is measured by the measurement member. The spectroscope 30 may be disposed so as to receive the light that has been irradiated to the measurement member 10 and transmitted through the measurement member 10, and the spectral intensity of the transmitted light may be detected.

なお、本実施形態においては、測定部材10からの反射光を分光器30で受光するようにしているが、測定部材10として光透過性のものを用いて、白色光源20からの光を測定部材10に照射し、測定部材10を透過してきた光を受光するように分光器30を配置し、透過光の分光強度を検出するよう変形することも可能である。   In the present embodiment, reflected light from the measurement member 10 is received by the spectroscope 30. However, a light transmissive member is used as the measurement member 10, and light from the white light source 20 is measured by the measurement member. It is also possible to arrange the spectroscope 30 so as to receive the light that has been irradiated onto the measuring member 10 and transmitted through the measuring member 10, and to be modified so as to detect the spectral intensity of the transmitted light.

制御装置50は、例えばPC〔Personal Computer〕から構成され、オペレータから検出動作の実行の入力を受け付けて、分子間相互作用測定装置100への検出動作制御の実行指令を出力する。これにより、制御装置50は、制御部として機能する。   The control device 50 is composed of, for example, a PC [Personal Computer], receives an input of execution of the detection operation from the operator, and outputs a detection operation control execution command to the intermolecular interaction measuring device 100. Thereby, the control apparatus 50 functions as a control part.

また、制御装置50は演算部としても機能する。制御装置50は、分光器30から測定光の分光強度のデータを取得し、各波長帯域ごとに、測定光の分光強度を基準となる白色光の分光強度で除して反射率を算出する。基準光の分光強度データは、予め装置組み立て調整時に測定して保有していたものでもよいし、その他の手段により例えば測定の都度取得したものでもよい。算出された反射率に基づき反射スペクトルが作成され、反射率極小波長が決定される。   The control device 50 also functions as a calculation unit. The control device 50 acquires the spectral intensity data of the measurement light from the spectroscope 30 and calculates the reflectance for each wavelength band by dividing the spectral intensity of the measurement light by the spectral intensity of the white light as a reference. The spectral intensity data of the reference light may be measured and held in advance at the time of device assembly adjustment, or may be acquired by other means, for example, every measurement. A reflection spectrum is created based on the calculated reflectance, and the reflectance minimum wavelength is determined.

反射スペクトルの波形は、通常、微小な凹凸が繰り返されるような不規則な形状を呈しており、反射率極小波長を算出・特定するのが困難な状態となっている場合があるが、例えば、公知の手法を用いて反射スペクトルを高次関数で近似することにより波形を滑らかにし、高次多項式からその解(最小値)を求めて、これを反射率極小波長の値として特定することができる。   The waveform of the reflection spectrum usually has an irregular shape in which minute irregularities are repeated, and it may be difficult to calculate and specify the reflectance minimum wavelength. By approximating the reflection spectrum with a high-order function using a known method, the waveform is smoothed, and the solution (minimum value) is obtained from the high-order polynomial, and this can be specified as the value of the minimum reflectance wavelength. .

白色光源20や分光器30、および、後述する温度調節手段等を制御装置50で直接制御することも可能であるが、分子間相互作用検出装置100内に、制御装置50からの指示により、白色光源20、分光器30、温度調節手段等の各部の動作を制御するためのマイコンを含む制御部(図示せず)を別途設けることが好ましい。この場合、マイコンは、制御装置50の制御指令に応じて白色光源20の点灯と消灯を切り換える制御を行ったり、制御装置50の設定温度指令に応じて温度制御部の温度制御を行ったりする。   Although it is possible to directly control the white light source 20, the spectroscope 30, and a temperature adjusting unit, which will be described later, by the control device 50, the white light source 20, the white light source 20, the spectroscope 30, etc. It is preferable to separately provide a control unit (not shown) including a microcomputer for controlling the operation of each unit such as the light source 20, the spectroscope 30, and the temperature adjusting means. In this case, the microcomputer performs control to switch on / off the white light source 20 according to the control command of the control device 50, or performs temperature control of the temperature control unit according to the set temperature command of the control device 50.

温度調節手段(図示せず)は、例えば、ペルチェ素子のような加温と冷却を行う温度調節素子と温度検出素子とを備え、これらは測定部材10に併設される。そして、制御装置50が、直接またはマイコンを通じて、温度検出素子から測定部材10の温度情報を取得し、温度調節素子による加温又は冷却によって、設定温度となるように直接またはマイコンを通じて温度制御を実行する。   The temperature adjustment means (not shown) includes, for example, a temperature adjustment element that performs heating and cooling, such as a Peltier element, and a temperature detection element, and these are attached to the measurement member 10. And the control apparatus 50 acquires the temperature information of the measurement member 10 from a temperature detection element directly or through a microcomputer, and performs temperature control directly or through a microcomputer so that it may become set temperature by the heating or cooling by a temperature control element. To do.

検出を行う際には予め測定部材10の暖気が行われる。即ち、制御装置50は、予め定めた設定温度となるように温度制御部を制御するか、または、予め定めた設定温度となるようにマイコンに指令を送り、マイコンは温度制御部の温度制御を実行する。暖気により測定部材10の温度が安定してから、分析を始める。   When performing the detection, the measurement member 10 is warmed up in advance. That is, the control device 50 controls the temperature control unit so as to achieve a predetermined set temperature or sends a command to the microcomputer so as to achieve the predetermined set temperature, and the microcomputer controls the temperature of the temperature control unit. Run. The analysis is started after the temperature of the measuring member 10 is stabilized by the warm air.

制御装置50は、測定を継続するか判定を行い、継続しない場合には処理を終了する。かかる判定は、例えば、予め測定時間が設定され、当該測定時間が経過したか否かを判定してもよいし、測定の終了の入力を受けるまで測定を継続する設定として、測定終了の入力の有無を判定してもよい。測定を継続する場合には、再び、分光強度の測定が実行される。測定を繰り返すことにより、制御装置50は、周期的に反射率の算出、反射スペクトルの作成および反射率極小波長の決定を行い、その時系列的な変化を記録する。   The control device 50 determines whether or not to continue the measurement, and if not, ends the process. For example, the measurement time may be set in advance, and it may be determined whether or not the measurement time has elapsed, or the measurement end input is set as a setting for continuing the measurement until the measurement end input is received. The presence or absence may be determined. When the measurement is continued, the spectral intensity is measured again. By repeating the measurement, the control device 50 periodically calculates the reflectance, creates a reflection spectrum and determines the minimum reflectance wavelength, and records the time-series change.

(分析項目)
分子間相互作用検出方法によって取得することのできる各種の情報の利用方法、例えば取得した測定値に基づいてどのような項目を分析するかは特に限定されるものではない。
(Analysis items)
There are no particular limitations on the method of using various types of information that can be acquired by the intermolecular interaction detection method, such as what items are analyzed based on the acquired measurement values.

例えば、RIfSに準じた分析においては、センサーチップに被測定物質が捕捉されて層が形成された場合、当該層の形成の前後の間での、分光反射率が極小となる波長(干渉波長)の変化量(Δλ)から、被測定物質からなる層の厚さ(d1)を求めることができる。すなわち、センサーチップ表面に光学的に薄膜と見なせる被測定物質からなる層が形成されて、反射光の干渉が起きる場合、被測定物質からなる層の厚さは次式により簡易に求めることができる。 For example, in the analysis according to RIfS, when a substance to be measured is captured by a sensor chip and a layer is formed, the wavelength (interference wavelength) at which the spectral reflectance is minimized before and after the formation of the layer. From the amount of change (Δλ), the thickness (d 1 ) of the layer made of the substance to be measured can be obtained. That is, when a layer made of a substance to be measured that can be optically regarded as a thin film is formed on the surface of the sensor chip and interference of reflected light occurs, the thickness of the layer made of the substance to be measured can be easily obtained by the following equation: .

1=Δλ/2n
nはアナライトの屈折率であり、通常、1.4〜1.6程度の範囲になる。
また、予め参照用(検量線作成用)に、濃度が既知のアナライトを含む溶液を用いて干渉波長の変化量(Δλ’)を測定ないしアナライトからなる層の厚さ(d1’)を算出しておけば、アナライトの濃度が未知の試料を用いて干渉波長の変化量(Δλ)を測定ないしアナライトからなる層の厚さ(d1)を算出した後、それらを比較することにより、サンプル中のアナライトの濃度を定量化することができる。
d 1 = Δλ / 2n
n is the refractive index of the analyte and is usually in the range of about 1.4 to 1.6.
For reference (preparation of calibration curve), the amount of change in interference wavelength (Δλ ′) is measured using a solution containing an analyte having a known concentration, or the thickness of the layer made of the analyte (d 1 ′) Is calculated, the change in the interference wavelength (Δλ) is measured using a sample whose analyte concentration is unknown, or the thickness (d 1 ) of the layer made of the analyte is calculated, and then compared. Thus, the concentration of the analyte in the sample can be quantified.

なお、RIfS用のセンサーチップの表面にアナライトが捕捉され、アナライトからなる層が形成された場合、その捕捉量または層の厚さは、RIfSにより測定される干渉波長の変化量(Δλ)という数値に反映される他、センサーチップを目視したときの色にも反映される(捕捉量または層の厚さによって見える色が変化する)。   When the analyte is captured on the surface of the sensor chip for RIfS and a layer made of the analyte is formed, the amount of capture or the thickness of the layer is the amount of change in the interference wavelength (Δλ) measured by RIfS. In addition to being reflected in the numerical value, it is also reflected in the color when the sensor chip is visually observed (the visible color changes depending on the amount of capture or the thickness of the layer).

次に、本発明の具体的な実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
(工程1:SiNセンサーチップ表面のカルボキシル基修飾)
無修飾のSiNセンサーチップ(コニカミノルタオプト(株)製)に対して、100μLのTriethoxysilylpropylmaleamic acid(Gelest,Inc.製)を10mLの1%酢酸水溶液中に徐々に滴下し、室温にて1時間撹拌した。そこに該SiNセンサーチップを浸漬し、さらに室温にて1時間撹拌した。
Next, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.
[Example 1]
(Step 1: Modification of carboxyl group on SiN sensor chip surface)
To an unmodified SiN sensor chip (manufactured by Konica Minolta Opto Co., Ltd.), 100 μL of triethoxysilylpropylameric acid (manufactured by Gelest, Inc.) is gradually dropped into 10 mL of 1% acetic acid aqueous solution and stirred at room temperature for 1 hour. did. The SiN sensor chip was immersed therein and further stirred at room temperature for 1 hour.

このように処理したSiNセンサーチップを超純水で洗浄した後に、ブロアーにより水滴を除去した後、乾熱滅菌機(STA620DA;アドバンテック(株)製)により80℃にて1時間乾燥を行った。こうして、SiNセンサーチップ表面へのカルボキシル基修飾を行った。   After the SiN sensor chip thus treated was washed with ultrapure water, water droplets were removed with a blower, and then dried at 80 ° C. for 1 hour with a dry heat sterilizer (STA620DA; manufactured by Advantech Co., Ltd.). In this way, the carboxyl group was modified on the surface of the SiN sensor chip.

(工程2:RIfS測定の準備)
RIfSを測定原理に採用した分子間相互作用測定装置(MI−Affinity;コニカミノルタオプト(株)製)の電源を入れて光源が安定するまで約20分間待機した。また、工程1により作製したセンサーチップと、PDMS製の幅2.5mm×長さ16mm×深さ0.1mmの溝、この溝の両末端にそれぞれ直径1mmの貫通口を有するフローセル(コニカミノルタオプト(株)製)とをセットし、上記測定装置が備えているチップカバーを通してセンサーチップ上に液体を通過させる事が可能な状態にした。シリンジポンプ(Econoflo70−2205;Harvard Apparatus,Inc.製)により、測定装置外部からPBSバッファ(pH7.4)を20μl/minの流量で20分間送液し、測定基準となる分光反射率が最小となる波長(ベースライン)が約570nm付近で安定するのを確認した。
(Step 2: Preparation for RIfS measurement)
The intermolecular interaction measuring apparatus (MI-Affinity; manufactured by Konica Minolta Opto Co., Ltd.) adopting RIfS as the measurement principle was turned on and waited for about 20 minutes until the light source was stabilized. In addition, the sensor chip manufactured in step 1, a PDMS-made groove 2.5 mm wide × 16 mm long × 0.1 mm deep, and a flow cell (Konica Minolta Opto, respectively) having through-holes 1 mm in diameter at both ends of the groove. The liquid was allowed to pass over the sensor chip through the chip cover provided in the measuring device. With a syringe pump (Econoflo 70-2205; manufactured by Harvard Apparatus, Inc.), PBS buffer (pH 7.4) is fed from the outside of the measuring apparatus at a flow rate of 20 μl / min for 20 minutes, and the spectral reflectance serving as a measurement standard is minimized. It was confirmed that the wavelength (baseline) becomes stable at around 570 nm.

(工程3:RIfS方式を利用した抗体固定化)
工程2により、測定準備を完了したセンサーチップに対して、測定を開始した。測定開始時点における分光反射率が最小となる波長をλ0とした。上記測定装置が備えているインジェクタを通して、50mMのNHS(ThermoFisherScientific K.K.製),200mMのWSC((株)同仁化学研究所製)となるように25mMのMESバッファ(pH5.0)を測定開始時から300秒後に導入して上記カルボキシル基修飾センサーチップの活性エステル化を行った。続いて、抗αフェトプロテイン〔AFP〕抗体(clone1D5;ミクリ免疫研究所(株)製)を、10mMの酢酸ナトリウムバッファ(pH6.0)を用いて10μg/mLに調製したサンプルを測定開始時から1500秒後、2700秒後に計2回導入して抗体の固定化を行った。最後に活性エステルのブロッキングとして1Mのエタノールアミン−HCl(pH8.5)を測定開始時から3900秒後に導入した。エタノールアミンを導入した後のボトムピーク波長をλ1とした。
抗体固定化によるΔλ(λ1−λ0)の値の測定結果を表1に、リアルタイムによる抗体固定化のRIfS測定結果を図2(a)に示す。
(Step 3: antibody immobilization using RIfS method)
In step 2, the measurement was started for the sensor chip for which measurement preparation was completed. The wavelength at which the spectral reflectance at the measurement start time is minimized is λ 0 . Measure the 25 mM MES buffer (pH 5.0) through the injector provided in the above measuring device so that it becomes 50 mM NHS (manufactured by ThermoFisher Scientific KK), 200 mM WSC (manufactured by Dojindo Laboratories). It was introduced 300 seconds after the start, and the esterification of the carboxyl group-modified sensor chip was carried out. Subsequently, a sample prepared by preparing an anti-α-fetoprotein [AFP] antibody (clone 1D5; manufactured by Mikuli Immuno Laboratory Co., Ltd.) to 10 μg / mL using 10 mM sodium acetate buffer (pH 6.0) from the start of measurement was 1500. After 2 seconds, 2700 seconds later, the antibody was immobilized twice to immobilize the antibody. Finally, 1M ethanolamine-HCl (pH 8.5) was introduced after 3900 seconds from the start of measurement as blocking of the active ester. The bottom peak wavelength after the introduction of ethanolamine was λ 1 .
The measurement result of the value of Δλ (λ 10 ) by antibody immobilization is shown in Table 1, and the RIfS measurement result of antibody immobilization in real time is shown in FIG.

[実施例2]
実施例1の工程2を下記工程2’に代えた以外は実施例1と同様にして抗体の固定化を行った。抗体固定化によるΔλ(λ1−λ0)の値の測定結果を表1に、リアルタイムによる抗体固定化のRIfS測定結果を図2(b)に示す。
[Example 2]
The antibody was immobilized in the same manner as in Example 1 except that Step 2 in Example 1 was replaced with Step 2 ′ below. The measurement results of Δλ (λ 10 ) values obtained by antibody immobilization are shown in Table 1, and the RifS measurement results of antibody immobilization in real time are shown in FIG.

(工程2’:RIfS方式による抗原と二次抗体の抗原抗体反応)
RIfSを測定原理に採用した分子間相互作用測定装置(MI−Affinity;コニカミノルタオプト(株)製)の電源を入れて光源が安定するまで約20分間待機した。また、工程1により作製したセンサーチップと、PDMS製の幅2.5mm×長さ16mm×深さ0.1mmの溝、この溝の両末端にそれぞれ直径1mmの貫通口を有するフローセル(コニカミノルタオプト(株)製)とをセットし、上記測定装置が備えているチップカバーを通してセンサーチップ上に液体を通過させる事が可能な状態にした。シリンジポンプ(Econoflo70−2205;Harvard Apparatus,Inc.製)により、測定装置外部からPBSバッファ(pH7.4)にノニオン性界面活性剤Tween20を0.0005質量%添加した溶液を20μl/minの流量で20分間送液し、測定基準となる分光反射率が最小となる波長(ベースライン)が約570nm付近で安定するのを確認した。
すなわち、工程2’は、PBSバッファに界面活性剤を所定の濃度添加した点のみで工程2とは相違する。
(Step 2 ': Antigen-antibody reaction of antigen and secondary antibody by RIfS method)
The intermolecular interaction measuring apparatus (MI-Affinity; manufactured by Konica Minolta Opto Co., Ltd.) adopting RIfS as the measurement principle was turned on and waited for about 20 minutes until the light source was stabilized. In addition, the sensor chip manufactured in step 1, a PDMS-made groove 2.5 mm wide × 16 mm long × 0.1 mm deep, and a flow cell (Konica Minolta Opto, respectively) having through-holes 1 mm in diameter at both ends of the groove. The liquid was allowed to pass over the sensor chip through the chip cover provided in the measuring device. Using a syringe pump (Econoflo 70-2205; manufactured by Harvard Apparatus, Inc.), a solution obtained by adding 0.0005 mass% of nonionic surfactant Tween 20 to PBS buffer (pH 7.4) from the outside of the measuring apparatus at a flow rate of 20 μl / min. The solution was fed for 20 minutes, and it was confirmed that the wavelength (baseline) at which the spectral reflectance serving as a measurement reference was minimum was stabilized at about 570 nm.
That is, Step 2 ′ is different from Step 2 only in that a predetermined concentration of surfactant is added to the PBS buffer.

[比較例1]
実施例1の工程2を下記工程2’に代えた以外は実施例1と同様にして抗体の固定化を行った。抗体固定化によるΔλ(λ1−λ0)の値の測定結果を表1に、リアルタイムによる抗体固定化のRIfS測定結果を図2(c)に示す。
[Comparative Example 1]
The antibody was immobilized in the same manner as in Example 1 except that Step 2 in Example 1 was replaced with Step 2 ′ below. Table 1 shows the measurement results of Δλ (λ 10 ) values obtained by antibody immobilization, and FIG.

(工程2’:RIfS方式による抗原と二次抗体の抗原抗体反応)
RIfSを測定原理に採用した分子間相互作用測定装置(MI−Affinity;コニカミノルタオプト(株)製)の電源を入れて光源が安定するまで約20分間待機した。また、工程1により作製したセンサーチップと、PDMS製の幅2.5mm×長さ16mm×深さ0.1mmの溝、この溝の両末端にそれぞれ直径1mmの貫通口を有するフローセル(コニカミノルタオプト(株)製)とをセットし、上記測定装置が備えているチップカバーを通してセンサーチップ上に液体を通過させる事が可能な状態にした。シリンジポンプ(Econoflo70−2205;Harvard Apparatus,Inc.製)により、測定装置外部からPBSバッファ(pH7.4)にノニオン性界面活性剤Tween20を0.001質量%添加した溶液を20μl/minの流量で20分間送液し、測定基準となる分光反射率が最小となる波長(ベースライン)が約570nm付近で安定するのを確認した。
(Step 2 ': Antigen-antibody reaction of antigen and secondary antibody by RIfS method)
The intermolecular interaction measuring apparatus (MI-Affinity; manufactured by Konica Minolta Opto Co., Ltd.) adopting RIfS as the measurement principle was turned on and waited for about 20 minutes until the light source was stabilized. In addition, the sensor chip manufactured in step 1, a PDMS-made groove 2.5 mm wide × 16 mm long × 0.1 mm deep, and a flow cell (Konica Minolta Opto, respectively) having through-holes 1 mm in diameter at both ends of the groove. The liquid was allowed to pass over the sensor chip through the chip cover provided in the measuring device. Using a syringe pump (Econoflo 70-2205; manufactured by Harvard Apparatus, Inc.), a solution obtained by adding 0.001% by mass of nonionic surfactant Tween 20 to PBS buffer (pH 7.4) from the outside of the measuring apparatus at a flow rate of 20 μl / min. The solution was fed for 20 minutes, and it was confirmed that the wavelength (baseline) at which the spectral reflectance serving as a measurement reference was minimum was stabilized at about 570 nm.

すなわち、工程2’は、PBSバッファに界面活性剤を所定の濃度添加した点のみで工程2とは相違する。   That is, step 2 'is different from step 2 only in that a predetermined concentration of surfactant is added to the PBS buffer.

これらの結果から、SiN表面には界面活性剤を0.001質量%未満含有した溶液を利用した方がリガンドの固定化に適していることがわかった。 From these results, it was found that using a solution containing less than 0.001% by mass of a surfactant on the SiN surface is more suitable for immobilizing the ligand.

1 測定システム
10 測定部材
12 センサーチップ
12a シリコン基板
12b SiN(窒化シリコン)膜
14 フローセル
14a 溝
14b 密閉流路
14c 流入口
14d 流出口
16 リガンド
20 白色光源
30 分光器
40 光伝達部
41 第一の光ファイバ
42 第二の光ファイバ
50 制御装置
60 試料溶液
62 アナライト
100 分子間相互作用測定装置
200 測定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measurement system 10 Measuring member 12 Sensor chip 12a Silicon substrate 12b SiN (silicon nitride) film 14 Flow cell 14a Groove 14b Sealed flow path 14c Inlet 14d Outlet 16 Ligand 20 White light source 30 Spectroscope 40 Light transmission part 41 First light Fiber 42 Second optical fiber 50 Control device 60 Sample solution 62 Analyte 100 Intermolecular interaction measuring device 200 Measuring unit

Claims (7)

SiN〔窒化ケイ素〕,Ta25〔酸化タンタル〕,Nb25〔五酸化ニオブ〕,HfO2〔酸化ハフニウム〕,ZrO2〔二酸化ジルコニウム〕およびITO〔酸化インジウムスズ〕からなる群から選択される少なくとも1種からなる基板の表面に、液相でリガンドを固定化させる工程を含むリガンド固定化基板の製造方法であって、
該液相に含有される界面活性剤が、0質量%以上0.001質量%未満であることを特徴とする製造方法。
Selected from the group consisting of SiN [silicon nitride], Ta 2 O 5 [tantalum oxide], Nb 2 O 5 [niobium pentoxide], HfO 2 [hafnium oxide], ZrO 2 [zirconium dioxide] and ITO [indium tin oxide]. A method for producing a ligand-immobilized substrate, comprising a step of immobilizing a ligand in a liquid phase on the surface of at least one kind of substrate,
A production method, wherein the surfactant contained in the liquid phase is 0% by mass or more and less than 0.001% by mass.
上記リガンドを固定化させる工程において、上記基板の表面が有する修飾基と、上記リガンドが有する反応基とを反応させて共有結合を形成させることにより、当該リガンドを固定化する請求項1に記載の製造方法。   2. The ligand according to claim 1, wherein in the step of immobilizing the ligand, the ligand is immobilized by reacting a modifying group on the surface of the substrate with a reactive group on the ligand to form a covalent bond. Production method. 上記基板の表面が有する修飾基が、シランカップリング剤を用いて導入されたものである請求項1または2に記載の製造方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the modifying group on the surface of the substrate is introduced using a silane coupling agent. 上記リガンドが、タンパク質,ポリペプチド,核酸および糖からなる群から選択される少なくとも1種である請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the ligand is at least one selected from the group consisting of proteins, polypeptides, nucleic acids, and sugars. 上記基板が、反射干渉分光法〔Reflectometric Interference Spectroscopy;RIfS〕用,表面プラズモン共鳴法〔SPR〕用または水晶発振子マイクロバランス法〔QCM〕用のセンサーチップである請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。   5. The sensor chip according to claim 1, wherein the substrate is a sensor chip for reflection interference spectroscopy (RIfS), surface plasmon resonance (SPR), or quartz crystal microbalance (QCM). The production method according to item. 請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法によって製造されることを特徴とするリガンド固定化基板。   A ligand-immobilized substrate produced by the production method according to claim 1. 請求項6に記載のリガンド固定化基板を使用することを特徴とする、分子間相互作用検出方法。   A method for detecting an intermolecular interaction, comprising using the ligand-immobilized substrate according to claim 6.
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