JP2003503011A - Methods for detecting microorganisms using immobilized probes - Google Patents

Methods for detecting microorganisms using immobilized probes

Info

Publication number
JP2003503011A
JP2003503011A JP2000609609A JP2000609609A JP2003503011A JP 2003503011 A JP2003503011 A JP 2003503011A JP 2000609609 A JP2000609609 A JP 2000609609A JP 2000609609 A JP2000609609 A JP 2000609609A JP 2003503011 A JP2003503011 A JP 2003503011A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target molecule
capture probe
target
immobilized
nucleic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000609609A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ボールズ,ティー.,クリスチャン
Original Assignee
エムティー テクノロジー,インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エムティー テクノロジー,インコーポレイテッド filed Critical エムティー テクノロジー,インコーポレイテッド
Publication of JP2003503011A publication Critical patent/JP2003503011A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6888Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
    • C12Q1/689Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for bacteria
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813Hybridisation assays
    • C12Q1/6834Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
    • C12Q1/6837Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase using probe arrays or probe chips
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/156Polymorphic or mutational markers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、固定化された捕捉プローブを含む電気泳動を用いる、テストサンプル中の微生物学的標的分子の有無を検出する工程を含む、微生物の有無の検出方法を開示する。また、本発明は、推定変異標的分子内の変異部位の検出方法を開示する。 (57) Abstract: The present invention discloses a method for detecting the presence or absence of a microorganism, comprising the step of detecting the presence or absence of a microbiological target molecule in a test sample using electrophoresis including an immobilized capture probe. . The present invention also discloses a method for detecting a mutation site in a putative mutation target molecule.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 関連出願 本出願は、1997年5月16日出願の米国仮特許出願第60/046,70
8号の恩恵を主張する、1997年8月8日出願の米国特許出願第08/971
,845号の一部継続出願である、1999年4月2日(02.04.999)
出願の米国特許出願第09/286,091号の継続出願であり、またそれに対
する優先権を主張する。これらは本明細書に参考文献としてそれらの教示の全体
が組み込まれている。
Related Application This application is related to US Provisional Patent Application No. 60 / 046,70 filed on May 16, 1997.
No. 08/971, filed Aug. 8, 1997, claiming benefit of No. 8
, 845, Partial Continuation Application, April 2, 1999 (02.04.999)
It is a continuation application of the application, US patent application Ser. No. 09 / 286,091, and claims priority thereto. These are hereby incorporated by reference in their entireties.

【0002】 発明の背景 全血および赤血球、血小板、血漿といった血液産物はこの過去の世紀を通じて
、レシピエントの患者に輸血されてきた。これらの潜在的な輸血成分の微生物汚
染ついては頻度は少なかったものの、それでも輸血関連死亡の症例が報告されて
きており、またこうした輸血を受けなければならない患者にとってだけではなく
、医療関係者の社会においても双方で心配の種となっている。Clinical
Microbiology Reviewsで指摘されているように、全血あ
るいはその産物は採取時に少量の細菌を当初含む可能性があり、また、だからと
いって敗血症の脅威が存在しているわけではない。しかし、これらの血液産物を
保存するに当たっては、レシピエントの患者に敗血症を引き起こす可能性のある
レベルまで細菌が増殖する可能性がある。(Wagner,S.J.ら、Cli
nical Microbiology Reviews,7:290(199
4))。
BACKGROUND OF THE INVENTION Whole blood and blood products such as red blood cells, platelets, plasma have been transfused to recipient patients throughout the last century. Microbial contamination of these potential transfusion components has been infrequent, yet cases of transfusion-related deaths have been reported, and not only for patients who have to undergo such transfusions, but also in the community of healthcare professionals. Is also a source of concern on both sides. Clinical
As pointed out in Microbiology Reviews, whole blood or its products may initially contain small amounts of bacteria at the time of collection, and this does not mean that the threat of sepsis is present. However, in storing these blood products, bacteria may grow to levels that can cause sepsis in recipient patients. (Wagner, S. J. et al., Cli
medical Microbiology Reviews, 7: 290 (199
4)).

【0003】 患者に血液あるいは血液産物を輸血するのに先立って汚染微生物を検出する必
要がはっきりとそこには存在する。現在では、汚染微生物、特に細菌微生物をス
クリーニングするのに用いられる方法がいくつかある。視覚的検査は、血液バッ
グの内容物の色が変化したかどうかを判定するのに用いられている。その色が適
当な赤から暗赤色に変わった場合は、それは細菌汚染を示している可能性がある
。しかし、この方法はやり損ねるおそれのないものではない。この方法は不正確
になる可能性がある定性的な評価に頼っており、汚染された血液バッグを見逃す
可能性がある。
There is clearly a need to detect contaminating microorganisms prior to transfusing a patient with blood or blood products. Currently, there are several methods used to screen for contaminating microorganisms, especially bacterial microorganisms. Visual inspection is used to determine if the color of the contents of the blood bag has changed. If the color changes from a suitable red to a dark red, it may indicate bacterial contamination. However, this method is not without failure. This method relies on qualitative assessments that can be inaccurate and can miss contaminated blood bags.

【0004】 染色は、微生物汚染の検出にもまた使用することができる。Wrightの染
色だけではなく、グラム染色あるいはアクリジンオレンジは多くの場合、細菌汚
染を検出するのに用いられる。しかし、こうした染色は、血液バッグ内に含まれ
ている細菌汚染種に対する陽性シグナルを示すのに充分なほど感受性があるわけ
ではないであろう。
Staining can also be used to detect microbial contamination. In addition to Wright's stain, Gram stain or acridine orange is often used to detect bacterial contamination. However, such stains may not be sensitive enough to give a positive signal for the bacterial contaminant contained in the blood bag.

【0005】 血液サンプル、あるいはその産物のうちの1つは、汚染があるかどうかを判定
するために培養することができる。培養システムを使用する第1の欠点は、1つ
の結果を得るのに24〜48時間が一般的にかかることである。結果として、そ
の血液を時間的に有効なやり方でテストすることができない。この技術に対する
もう1つの欠点は、陰性所見を検出することができるエンドポイントがないこと
である。
A blood sample, or one of its products, can be cultured to determine if it is contaminated. The first drawback of using a culture system is that it typically takes 24-48 hours to obtain a single result. As a result, the blood cannot be tested in a time-effective manner. Another drawback to this technique is the lack of endpoints at which negative findings can be detected.

【0006】 その他にも有用なアッセイ方法があるが、それらは顕著な欠点も有している
(Rorer,M.L.,Advance/Laboratory,6月号:4
1−46(1997))。例えば、いくつかの方法では、テストサンプル中の汚
染微生物に核酸が存在することを検出するのにハイブリダイゼーションアッセイ
に頼っている。これらの方法では、第1に、溶液相検出プロトコルによりその微
生物の核酸を検出する。例えば、標識化されている核酸プローブが溶液中で微生
物のヌクレオチド配列にハイブリダイズされる。そのテストサンプルから得られ
るハイブリダイズされていない核酸は、例えば、加水分解により処理されなけれ
ばならず、あるいはそのハイブリダイズされた複合体は、溶液中の核酸のハイブ
リダイズされていない種から取り出なければならない。(これについては、以下
を参照のこと:Brecher,M.E.ら、Transfusion,34:
750−755(1994);Brecher,M.E.ら、Transfus
ion,33:450−457(1993);Hoganらに付与された米国特
許第5,541,308号、Kohneに付与された米国特許第5,288,6
11号;およびKohneに付与された米国特許第4,851,330号)。こ
れらの溶液相プロトコルは、時間を浪費するものであり、また信頼できないもの
である可能性がある。
While there are other useful assay methods, they also have significant shortcomings.
(Rorer, ML, Advance / Laboratory, June Issue: 4
1-46 (1997)). For example, some methods rely on hybridization assays to detect the presence of nucleic acids in contaminating microorganisms in a test sample. In these methods, firstly, a solution phase detection protocol is used to detect the nucleic acid of the microorganism. For example, a labeled nucleic acid probe is hybridized in solution to the nucleotide sequence of a microorganism. The unhybridized nucleic acid obtained from the test sample must be treated, for example by hydrolysis, or the hybridized complex is removed from the unhybridized species of the nucleic acid in solution. There must be. (See below: Brecher, ME et al., Transfusion, 34:
750-755 (1994); Brecher, M .; E. Et al, Transfus
Ion, 33: 450-457 (1993); US Pat. No. 5,541,308 to Hogan et al., US Pat. No. 5,288,6 to Kohne.
11; and U.S. Pat. No. 4,851,330 to Kohne). These solution phase protocols are time consuming and can be unreliable.

【0007】 微生物汚染の自信に満ちたモニタリングを確実に行うのに十分な感受性があり
、迅速で正確である、血液および血液産物の微生物汚染を検出する方法に対する
必要性がいまだに存在する。その方法は、感受性があって、迅速で、また病院、
医師の診療所など、あるいは複雑な検査室装置が多くの場合欠けている分野など
のさまざまな環境に調整可能なものである必要がある。
[0007] There remains a need for methods of detecting microbial contamination of blood and blood products that are sensitive, rapid and accurate enough to ensure confident monitoring of microbial contamination. The method is sensitive, rapid, and hospital,
It needs to be adaptable to a variety of environments, such as doctors' clinics or areas where complex laboratory equipment is often lacking.

【0008】 発明の要約 本発明は、核酸、修飾核酸および核酸類似体を電気泳動媒体に共有結合で付着
させる(固定)ことができ、また、電気泳動法が、固定された核酸、修飾核酸あ
るいは核酸類似体に、特異的に結合(例えば、会合)するあるいはそれらにより
結合される標的分子を分離し、精製し、あるいは分析するのに使用することがで
きるという発見に関する。固定された核酸、修飾核酸あるいは核酸類似体は、本
明細書では捕捉プローブと呼ぶ。これらの固定捕捉プローブはさまざまな分子、
例えば、微生物学的標的分子の分析に使用することができる。本発明により包含
されている1つの特異的結合反応はハイブリダイゼーションである。ハイブリダ
イゼーションにより、捕捉プローブは典型的には、標的核酸、例えば、微生物学
的核酸分子のヌクレオチド配列に実質的に相補的であるヌクレオチド配列から成
る核酸であり、そのため、特異的なハイブリダイゼーションを結果的に生じる。
さらに、ペプチド核酸(PNA)などの核酸類似体は、捕捉プローブとして使用
するために電気泳動媒体に共有結合で付着させることができる。電気泳動分離の
ために使用される媒体内に固定されているその捕捉プローブは、捕捉プローブと
特異的にハイブリダイズし、これまたその基質に固定される標的核酸を結果的に
生じる。本明細書で使用するとき、「基質」という用語は、媒体の分子篩特性を
もたらし、また、その捕捉プローブの固定のための手段をもたらす、その電気泳
動媒体の固定高分子成分を言う。適当な基質材料の実施例には、架橋ポリアクリ
ルアミド、アガロースおよび澱粉などのゲル形成ポリマーが含まれる。キャピラ
リー電気泳動適用で通常使用されるものとしては、線形ポリアクリルアミド、ポ
リ(N,N−ジメチルアクリルアミド)、ポリ(ヒドロキシエチルセルロース)
、ポリ(エチルレンオキシド)およびポリ(ビニルアルコール)などの非ゲル形
成ポリマーもまた適当な基質として役に立つ。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention allows nucleic acids, modified nucleic acids and nucleic acid analogs to be covalently attached (immobilized) to an electrophoretic medium, and electrophoretic methods for immobilizing immobilized nucleic acids, modified nucleic acids or It relates to the discovery that target molecules that specifically bind to (eg, associate with) or are bound by nucleic acid analogs can be used to separate, purify, or analyze. The immobilized nucleic acid, modified nucleic acid or nucleic acid analog is referred to herein as a capture probe. These fixed capture probes can
For example, it can be used for the analysis of microbiological target molecules. One specific binding reaction encompassed by the present invention is hybridization. By hybridization, the capture probe is typically a target nucleic acid, eg, a nucleic acid consisting of a nucleotide sequence that is substantially complementary to the nucleotide sequence of a microbiological nucleic acid molecule, thus resulting in specific hybridization. It happens in a sudden way.
In addition, nucleic acid analogs such as peptide nucleic acids (PNA) can be covalently attached to electrophoretic media for use as capture probes. The capture probe, which is immobilized in the medium used for electrophoretic separation, hybridizes specifically with the capture probe, also resulting in the target nucleic acid being immobilized on its substrate. As used herein, the term "substrate" refers to the immobilized polymeric component of the electrophoretic medium that provides the molecular sieving properties of the medium and also provides the means for immobilization of the capture probe. Examples of suitable matrix materials include cross-linked polyacrylamides, gel-forming polymers such as agarose and starch. Commonly used in capillary electrophoresis applications include linear polyacrylamide, poly (N, N-dimethylacrylamide), poly (hydroxyethyl cellulose).
Non-gel forming polymers such as, poly (ethylene oxide) and poly (vinyl alcohol) also serve as suitable substrates.

【0009】 本発明は特に、電気泳動法が適当な電気泳動基質上に固定されている捕捉プロ
ーブと接触している溶液相標的分子を移動させるのに使用されている、微生物学
的標的分子の有無を検出することにより、テストサンプル中の微生物の有無を検
出する方法に関する。
The present invention is particularly directed to the use of microbiological target molecules, which are used in electrophoretic methods to transfer solution phase target molecules in contact with capture probes immobilized on a suitable electrophoretic substrate. The present invention relates to a method for detecting the presence or absence of microorganisms in a test sample by detecting the presence or absence.

【0010】 本発明の方法は、電気泳動法にかけることができる、および核酸に結合するあ
るいは核酸により結合される、微生物に起源を有する何らかの化学的実体(例え
ば、電気泳動野に置かれたときに検出可能な移動性を有する荷電分子)の分析に
適用することができる。こうした実体には、例えば、DNAあるいはRNA分子
、核酸結合タンパク質、およびアプタマー結合パートナー(アプタマーは、ペプ
チド、タンパク質および多糖類などの特異的結合パートナーに結合するように選
択される核酸である;Jenisonら、Science,263:1425−
1429(1994))。例えば、本明細書に記載されている方法は、特異的結
合が標的核酸と捕捉プローブとの間の相互作用を包含する、固定捕捉プローブを
使用して微生物生物体から得られる標的核酸の分析のために使用することができ
る。
The methods of the present invention can be subjected to electrophoretic methods and are bound to or bound by nucleic acids, any chemical entity of microbial origin (eg, when placed in an electrophoretic field). Can be applied to the analysis of charged molecules having detectable mobility. Such entities include, for example, DNA or RNA molecules, nucleic acid binding proteins, and aptamer binding partners (aptamers are nucleic acids selected to bind to specific binding partners such as peptides, proteins and polysaccharides; Jenison et al. , Science, 263: 1425-
1429 (1994)). For example, the methods described herein provide for the analysis of target nucleic acids obtained from microbial organisms using immobilized capture probes, where specific binding involves interaction between the target nucleic acid and the capture probe. Can be used for

【0011】 テストサンプルはいかなる供給源からのものでもあり得るし、また捕捉プロー
ブと結合複合体を形成できるいずれかの分子を含むことができる。本発明により
特異的に包含されるのは、体組織(例えば、皮膚、毛髪、内臓)、体液、例えば
、全血、血小板、赤血球、血漿、尿、精液、汗あるいは細胞、組織および臓器の
培養系から、公知の技術を使用して得られる、微生物を含む生物学的供給源から
得られるサンプルである。
The test sample can be from any source and can include any molecule capable of forming a binding complex with the capture probe. Included specifically according to the invention are body tissues (eg skin, hair, internal organs), body fluids such as whole blood, platelets, red blood cells, plasma, urine, semen, sweat or cells or cultures of tissues and organs. A sample obtained from a biological source, including microorganisms, obtained from the system using known techniques.

【0012】 テストサンプルは、結合に有用なテストサンプルに含まれている標的分子にな
るように、当業者には公知のものである、そうしたやり方で処理される。例えば
、テストサンプル中のその標的分子が細菌特異的ヌクレオチド配列である場合、
細菌細胞溶解産物を調製し、またその細胞溶解産物(例えば、タンパク質および
脂質などのその他の細胞成分だけではなく、標的核酸をも含有している)を分析
することができる。代替的には、その標的核酸は分析に先立って単離する(標的
核酸をその他の細胞成分から実質的に遊離させる)ことができる。単離は公知の
ラボ技術を使用して達成することかできる。標的核酸はまた、分析に先立って増
幅する(例えば、ポリメラーゼ連鎖反応あるいはリガーゼ連鎖反応技術により)
こともできる。
The test sample is treated in such a manner as is known to those of skill in the art to be the target molecule contained in the test sample useful for binding. For example, if the target molecule in the test sample is a bacteria-specific nucleotide sequence,
Bacterial cell lysates can be prepared and their cell lysates (eg, containing not only other cellular components such as proteins and lipids, but also target nucleic acids) analyzed. Alternatively, the target nucleic acid can be isolated (substantially freeing the target nucleic acid from other cellular components) prior to analysis. Isolation can be accomplished using known lab techniques. The target nucleic acid is also amplified (eg, by polymerase chain reaction or ligase chain reaction techniques) prior to analysis.
You can also

【0013】 推定微生物標的分子を含有するテストサンプルはその後、適当な電気泳動媒体
の中に導入される。捕捉プローブが、直接その媒体に付着されることにより、あ
るいはその基質内に懸濁されまた捕集される粒子に付着されることにより電気泳
動基質内に固定される。いずれの場合でも、その捕捉プローブは固定され、つま
り、その印加電界の影響下では移動することはない。
The test sample containing the putative microbial target molecule is then introduced into a suitable electrophoretic medium. The capture probe is immobilized within the electrophoretic substrate by being directly attached to the medium or by being attached to particles that are suspended and collected within the substrate. In either case, the capture probe is fixed, ie it does not move under the influence of its applied electric field.

【0014】 微生物標的分子を含有するテストサンプルは、電気泳動工程の前、その間、あ
るいはその後に検出可能に標識化することができる。基質に固定された微生物標
的分子/捕捉プローブ複合体の存在を検出することは、標的分子が生じてくるテ
ストサンプル中の微生物の存在を示すものである。
The test sample containing the microbial target molecule can be detectably labeled before, during, or after the electrophoretic step. Detecting the presence of the microbial target molecule / capture probe complex immobilized on the substrate is an indication of the presence of the microorganism in the test sample from which the target molecule is generated.

【0015】 一旦テストサンプルが電気泳動媒体の中に導入されると、そのテストサンプル
の標的分子が電界に供され、もし存在する場合は、1つあるいはそれ以上の捕捉
プローブに結合するのに十分な条件と時間の下で、基質中をテストサンプルが電
気泳動移動して、これを基質中に固定されている標的分子/捕捉プローブ複合体
を生じる。核酸電気泳動法で使用される典型的な電圧勾配は、およそ1V/cm
〜100V/cmの範囲にある。その他の電界強度はある種の高度に特殊化され
た適用には有効であり得る。
Once the test sample is introduced into the electrophoretic medium, the target molecules of the test sample are subjected to an electric field and, if present, are sufficient to bind to one or more capture probes. Under various conditions and times, the test sample undergoes electrophoretic migration in the substrate, resulting in the target molecule / capture probe complex immobilized in the substrate. A typical voltage gradient used in nucleic acid electrophoresis is approximately 1 V / cm.
-100 to 100 V / cm. Other electric field strengths may be useful for certain highly specialized applications.

【0016】 本明細書に記載されている方法に有用な電気泳動基質は数々の異なる形式で設
けることができる。例えば、基質はその物理的長さがその横幅あるいは深さを著
しく超えている、例えば、チューブ内に含まれているかあるいは狭いストリップ
としてフォーマット化されている形式で設けることができる。代替的には、基質
はその長さと横幅が著しくその深さを超えていて、例えば、表面上に比較的薄い
層としてあるいはスラブとしてフォーマット化されている形式で設けることがで
きる。代替的には、基質は、正確な、あるいはおおよそ直線状、多角形、球形、
楕円形の固体、あるいは同様の物理的形状として、その長さ、横幅および深さが
同じオーダーの場合は、1つの固形体として基本的には設けることができる。特
に、基質は、使い捨ての容器(例えば、カセット)の中に設けることができる。
The electrophoretic substrates useful in the methods described herein can be provided in a number of different formats. For example, the substrate can be provided in a form whose physical length is significantly beyond its width or depth, eg, contained within a tube or formatted as a narrow strip. Alternatively, the substrate may have its length and width significantly beyond its depth, and may be provided, for example, in a format that is formatted as a relatively thin layer or as a slab on the surface. Alternatively, the substrate may be exact or approximately straight, polygonal, spherical,
As an elliptical solid or a similar physical shape, when the length, width and depth are of the same order, they can be basically provided as one solid body. In particular, the substrate can be provided in a disposable container (eg a cassette).

【0017】 本明細書に記載されている方法に有用な固定捕捉プローブの位置配置もまた数
々の異なる形式で設けることができる。例えば、基質には、均一に基質全体に、
あるいは、代替的には、基質の1つまたはそれ以上の別々の領域に分布された1
つまたはそれ以上の捕捉プローブを含めるこができる。また、サンプルがその基
質を移動するときに、捕捉プローブ領域の配列の中を、サンプルが移動するよう
に、同様の(または異なる)固定捕捉プローブの2つまたはそれ以上の領域ある
いはプローブの組み合わせたものの位置決めを行うことができる。
The location of the immobilized capture probes useful in the methods described herein can also be provided in a number of different formats. For example, for the substrate, uniformly over the substrate,
Alternatively, one distributed over one or more discrete regions of the substrate
One or more capture probes can be included. Also, two or more regions of similar (or different) immobilized capture probes or a combination of probes may be combined so that the sample migrates within the sequence of the capture probe region as the sample migrates through its substrate. It is possible to position things.

【0018】 代替的には、固定捕捉プローブ領域の1つまたは配列の中をそれぞれが通過す
る、2つまたはそれ以上の移動路を形成するように固定捕捉プローブの複数領域
の位置決めを行うことができる。
Alternatively, multiple regions of the fixed capture probe can be positioned to form two or more paths of travel, each passing through one or a sequence of the fixed capture probe regions. it can.

【0019】 微生物変異の検出もまた本発明に開示されている。テストサンプル内に含まれ
る1つあるいはそれ以上の推定変異標的分子に相補的である核酸捕捉プローブが
、捕捉層を形成する電気泳動媒体内に固定される。テストサンプルは、捕捉層を
含む電気泳動媒体に適用され、また電気泳動にかけられる。相補的一本鎖核酸
(すなわち、推定変異標的分子)が捕捉層に入ると、それらは、プローブにより
ハイブリダイズされ、固定される。非相補的な核酸は、妨害されずにその捕捉層
中を通過する。標的分子内の配列変異を検出するように捕捉プローブを特異的に
設計することができる。1つの実施態様では、捕捉層に入ると、推定変異標的分
子は、変異標的分子に相補的であるように設計される固定プローブにハイブリダ
イズする。このハイブリダイゼーションの結果、変異標的はゲルに固定される。
野生型標的分子あるいは検出されることを所望されていない、特異的変異を処理
していない標的分子は捕捉層中を通過する。1つ以上の変異部位を検出すること
が可能であると考えることができる。この実施態様では、特定の変異部位に特異
的な固定プローブを含有する複数の捕捉層を電気泳動媒体内に形成することがで
きる。
Detection of microbial mutations is also disclosed in the present invention. Nucleic acid capture probes that are complementary to one or more putative mutant target molecules contained in the test sample are immobilized in an electrophoretic medium that forms a capture layer. The test sample is applied to the electrophoretic medium containing the capture layer and subjected to electrophoresis. Complementary single-stranded nucleic acid
Once the (ie putative mutant target molecules) enter the capture layer, they are hybridized and immobilized by the probe. Non-complementary nucleic acids pass unimpeded through the capture layer. The capture probe can be specifically designed to detect sequence variations within the target molecule. In one embodiment, upon entering the capture layer, the putative mutant target molecule hybridizes to an immobilized probe designed to be complementary to the mutant target molecule. As a result of this hybridization, the mutant target is immobilized on the gel.
Wild-type target molecules or target molecules that have not been processed for specific mutations that are not desired to be detected pass through the capture layer. It can be considered possible to detect one or more mutation sites. In this embodiment, multiple capture layers containing immobilized probes specific for specific mutation sites can be formed in the electrophoretic medium.

【0020】 本発明のもう1つの実施態様では、アダプター分子を使用して1つあるいはそ
れ以上の微生物学的標的分子の有無を検出することにより、テストサンプル中の
微生物の有無を検出する方法が開示される。微生物標的分子は標的分子に特異的
な少なくとも1つのヌクレオチド配列領域を有するアダプター分子と混合される
。アダプター/標的複合体はその後電気泳動に供される。複合体は、アダプター
分子に特異的である固定捕捉プローブと接触するようになるまで電気泳動媒体中
で移動を継続する。アダプター分子は捕捉プローブの特定クラスに特異的である
第2ヌクレオチド配列領域を有する。より高度な複合体がアダプター/標的複合
体と適当な固定捕捉プローブとの間で形成される。この3部分からなる複合体の
検出はテストサンプル中の微生物標的分子の存在を示し、またしたがって、テス
トサンプル中の微生物の存在を示す。
In another embodiment of the invention, a method of detecting the presence or absence of a microorganism in a test sample by detecting the presence or absence of one or more microbiological target molecules using an adapter molecule. Disclosed. The microbial target molecule is mixed with an adapter molecule having at least one nucleotide sequence region specific for the target molecule. The adapter / target complex is then subjected to electrophoresis. The complex continues to migrate in the electrophoretic medium until it comes into contact with the immobilized capture probe that is specific to the adapter molecule. The adapter molecule has a second nucleotide sequence region that is specific to a particular class of capture probe. A higher degree complex is formed between the adapter / target complex and a suitable immobilized capture probe. Detection of this tripartite complex is indicative of the presence of the microbial target molecule in the test sample and thus the presence of the microorganism in the test sample.

【0021】 もう1つの実施態様では、本発明はシグナルポリヌクレオチド置換反応を使用
して1つあるいはそれ以上の微生物学的標的分子の有無を検出することにより、
テストサンプル中の微生物の有無を検出する方法を開示する。複合体は、捕捉プ
ローブとシグナルポリヌクレオチドの間で形成される。捕捉プローブは電気泳動
媒体中に固定、またはその媒体の1つあるいはそれ以上の別々の領域に固定する
ことができる。標的分子は電気泳動媒体に導入され、また電気泳動を行う。標的
分子の存在下では、シグナルポリヌクレオチドは、標的分子の濃度により、置換
されるか、シグナルポリヌクレオチドよりも標的に高い親和性を有する捕捉プロ
ーブにより置換することができるかのいずれかである。遊離されたシグナルポリ
ヌクレオチドの存在を検出することにより、テストサンプル中の微生物標的分子
の存在が示され、またしたがって、テストサンプル中の微生物の存在が示される
In another embodiment, the invention employs a signal polynucleotide substitution reaction to detect the presence or absence of one or more microbiological target molecules,
A method of detecting the presence or absence of microorganisms in a test sample is disclosed. The complex is formed between the capture probe and the signal polynucleotide. The capture probe can be immobilized in the electrophoretic medium or in one or more separate areas of the medium. The target molecule is introduced into the electrophoretic medium and also electrophoresed. In the presence of the target molecule, the signal polynucleotide is either replaced by the concentration of the target molecule or it can be replaced by a capture probe that has a higher affinity for the target than the signal polynucleotide. Detecting the presence of the released signal polynucleotide indicates the presence of the microbial target molecule in the test sample and thus the presence of the microorganism in the test sample.

【0022】 本発明のもう1つの実施態様では、置換アッセイを使用してテストサンプル中
の標的分子の有無を検出ための方法が開示される。1つあるいはそれ以上の標的
分子を含有するテストサンプルが固定捕捉プローブを含有する媒体中における電
気泳動にかけられる。これらの捕捉プローブは2つの成分から成る。第1の成分
は、検出可能に標識化された一本鎖核酸分子である。このシグナル分子は典型的
には第2の成分よりも短い。第2の成分はつなぎ鎖(tether)核酸分子である。こ
のつなぎ鎖分子には、標的分子内に含まれるヌクレオチド配列領域に相補的であ
るヌクレオチド配列領域が含まれる。このシグナル分子はつなぎ鎖分子のこの相
補的領域の一部にハイブリダイズする。このシグナルとつなぎ鎖型は共に1つの
プローブ複合体を形成する。つなぎ鎖分子は電気泳動媒体内に固定される。標的
分子は電気泳動下で移動する場合、そのプローブ複合体と接触することができる
。標的分子はそのつなぎ鎖から得られるシグナルを置換し、またそのつなぎ鎖分
子にハイブリダイズする。シグナル分子は電界が終止されるまで、移動を継続す
る。一本鎖シグナル分子の検出により、テストサンプル中の1つあるいはそれ以
上の標的分子の存在が示される。
In another embodiment of the invention, a method for detecting the presence or absence of a target molecule in a test sample using a displacement assay is disclosed. A test sample containing one or more target molecules is subjected to electrophoresis in a medium containing immobilized capture probes. These capture probes consist of two components. The first component is a detectably labeled single-stranded nucleic acid molecule. This signal molecule is typically shorter than the second component. The second component is a tether nucleic acid molecule. The tethered molecule includes a nucleotide sequence region that is complementary to the nucleotide sequence region contained within the target molecule. This signal molecule hybridizes to part of this complementary region of the tether molecule. This signal and the tethered form together form one probe complex. The tether molecule is immobilized in the electrophoretic medium. The target molecule can come into contact with its probe complex as it migrates under electrophoresis. The target molecule displaces the signal obtained from the tether and also hybridizes to the tether molecule. The signal molecule continues to move until the electric field is terminated. Detection of the single-stranded signal molecule indicates the presence of one or more target molecules in the test sample.

【0023】 もう1つの実施態様では、逆置換アッセイを使用してテストサンプル内の標的
分子の有無を検出するための方法が開示される。1つあるいはそれ以上の標的分
子を含有するテストサンプルが電気泳動にかけられる。電気泳動媒体には、固定
捕捉プローブが含まれる。これらの捕捉プローブは2つの成分からなる。第1の
成分は、検出可能に標識化されるシグナル核酸分子である。第2の成分はつなぎ
鎖核酸分子である。シグナル分子は標的分子内に含まれるヌクレオチド配列に相
補的である。つなぎ鎖分子とシグナル分子はハイブリッドを形成し、このハイブ
リッドはプローブ複合体と呼称される。標的分子はそのプローブ複合体と接触し
、そのシグナル分子はその複合体から置換され、また標的分子にハイブリダイズ
する。この新しいハイブリッドは、電界が終止されるまで、移動を継続する。こ
のハイブリッドの検出は、テストサンプル中の1つあるいはそれ以上の標的分子
を示す。
In another embodiment, a method for detecting the presence or absence of a target molecule in a test sample using a reverse displacement assay is disclosed. A test sample containing one or more target molecules is subjected to electrophoresis. The electrophoretic medium includes a fixed capture probe. These capture probes consist of two components. The first component is a signal nucleic acid molecule that is detectably labeled. The second component is a tethered nucleic acid molecule. The signal molecule is complementary to the nucleotide sequence contained within the target molecule. The tether molecule and the signal molecule form a hybrid, which is called the probe complex. The target molecule contacts the probe complex and the signal molecule displaces from the complex and also hybridizes to the target molecule. This new hybrid will continue to move until the electric field is terminated. Detection of this hybrid is indicative of one or more target molecules in the test sample.

【0024】 固相方法論を用いることにより、ハイブリダイズされていない核酸を加水分解
するための付加的な酵素処理の使用、あるいはハイブリダイズされていない核酸
種からハイブリダイズされた複合体を分離するためのクロマトグラフィ法、例え
ば、サイズ排除クロマトグラフィを用いる必要、などの溶液相検出に伴う数々の
困難を回避することができる。これらの方法には、アッセイ時間の延長などの望
ましくない効果を生じる結果となり得る付加的な工程を必要とする。
To use an additional enzymatic treatment to hydrolyze unhybridized nucleic acids, or to separate hybridized complexes from unhybridized nucleic acid species by using solid-phase methodologies. The difficulties associated with solution phase detection, such as the need to use size-exclusion chromatography, for example, can be avoided. These methods require additional steps that can result in undesirable effects such as increased assay time.

【0025】 さらに、汚染微生物を検出するのに使用されるいずれかの方法の感受性は、臨
床的に該当すると考えられる微生物のレベルを検出するのに十分である必要があ
る。テストは感受性があってまた正確である必要があるが、しかし、例えば、臨
床的な有意性が不可解のままの細菌の実際の濃度は105 CFU/mLあるいは
それ以上といった程度にすぎない。(Krishnan,L.Aら、Trans
fusion Medicine II,9(1):176(1995))。
Furthermore, the sensitivity of any method used to detect contaminating microorganisms should be sufficient to detect the level of microorganisms that are considered clinically relevant. The test needs to be sensitive and accurate, but for example, the actual concentration of bacteria whose clinical significance remains incomprehensible is only 10 5 CFU / mL or more. (Krishnan, LA et al., Trans
fusion Medicine II, 9 (1): 176 (1995)).

【0026】 このように、本明細書に説明されている研究の結果、現在の方法は、微生物の
存在を示す微生物標的分子に特異的に結合する固定捕捉プローブを使用するテス
トサンプル中の潜在的汚染微生物の迅速で、感受性があり、効率的かつ正確な電
気泳動法による分析に利用可能である。ここで前記方法により説明される検出の
感受性により、蛍光などの非放射性手段を使用して微生物を検出することが可能
になっている。これにより、汚染微生物を検出するより安全でさらに便利な方法
が用意される。
Thus, as a result of the studies described herein, the current methods show that potential methods in test samples using immobilized capture probes that specifically bind to microbial target molecules that are indicative of the presence of microorganisms. It is available for rapid, sensitive, efficient and accurate electrophoretic analysis of contaminating microorganisms. The sensitivity of detection described herein by the method allows the detection of microorganisms using non-radioactive means such as fluorescence. This provides a safer and more convenient method of detecting contaminating microorganisms.

【0027】 発明の詳細な説明 本発明は、捕捉プローブが電気泳動基質中で固定される(例えば、共有結合で
付着される)特異的結合反応を分析するための電気泳動法に関する。特に、本発
明は、細菌、ウイルス、真菌、および寄生虫の標的分子を含めた1つあるいはそ
れ以上の微生物標的分子の有無を検出することによりテストサンプル中の微生物
の有無を検出するための方法に関する。その捕捉プローブは、テストサンプル中
に存在する標的分子に特異的に結合する、あるいはハイブリダイズする、酸、修
飾核酸、あるいは核酸類似体(PNAなど)である。テストサンプルは電気泳動
基質の中に導入され、また捕捉プローブへのその標的分子の特異的な結合に適当
な条件下で電界に供される。固定されたプローブは、電気泳動基質中の内部に付
着され、またその基質内で結合が起こる。捕捉プローブは基質中の全般にわたっ
て固定することができ、またあるいはそれらは、基質の1つあるいはそれ以上の
個別領域内に固定することができる。図1は、テストサンプル中の1つあるいは
それ以上の微生物標的分子の有無を検出することにより微生物の有無を検出する
ことに関わる段階のいくつかを図示している概略説明図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electrophoretic method for analyzing specific binding reactions in which a capture probe is immobilized (eg, covalently attached) in an electrophoretic substrate. In particular, the invention provides a method for detecting the presence or absence of a microorganism in a test sample by detecting the presence or absence of one or more microbial target molecules, including bacterial, viral, fungal, and parasite target molecules. Regarding The capture probe is an acid, modified nucleic acid, or nucleic acid analog (such as PNA) that specifically binds to or hybridizes with the target molecule present in the test sample. The test sample is introduced into the electrophoretic substrate and subjected to an electric field under conditions suitable for the specific binding of its target molecule to the capture probe. The immobilized probe is attached to the interior of the electrophoretic substrate and binding occurs within the substrate. The capture probes can be immobilized throughout the substrate, or alternatively they can be immobilized within one or more discrete areas of the substrate. FIG. 1 is a schematic illustration illustrating some of the steps involved in detecting the presence or absence of microorganisms by detecting the presence or absence of one or more microbial target molecules in a test sample.

【0028】 サンプル調製 適当なサンプル調製には、微生物あるいは複数の微生物を溶解するのに要する
工程が含まれ、それによって、タンパク質、ペプチドおよび核酸を含むそれらの
生化学的内容物が放出される。宿主細胞に侵入する微生物の場合、その宿主細胞
は、微生物標的分子を遊離するために、例えば、呼吸器系の上皮細胞に感染する
ライノウイルスあるいはアデノウイルスにより示される哺乳類宿主細胞のウイル
ス侵入の場合、細胞溶解にかけることができる。微生物標的分子は特定の微生物
、例えば、大腸菌(E.coli)に特異的であり得るし、あるいは微生物の1
つのクラス、例えば、細菌(細菌汚染を検出するためにたいていの細菌に共通し
ている16S rRNAを使用する)を示し得る。1つあるいはそれ以上の微生
物標的分子の存在が、テストサンプル中の微生物汚染の存在を示す。デオキシリ
ボ核酸(DNA)とリボ核酸(RNA)の両方が本発明の範囲内にあるように企
図されている。細菌標的に関しては、好適には、RNAは細胞壁と細胞膜の制約
から解放されている。しかし、細菌DNA、例えば、プラスミドDNAもまた、
本発明の範囲内にあるように企図されている。標的分子がウイルスから生成され
る場合は、DNAおよびRNA分子の両方とも、ウイルスのクラスにもよるが、
宿主細胞、あるいはウイルス感染の段階によるが、ウイルス被膜からまず遊離さ
せることにより分析にかけ得る。任意には、付加的な工程は、細胞溶解、続いて
その溶解産物の半精製などの汚染微生物から所望される標的分子をさらに精製す
るために採用することができる。例えば、所望される微生物標的分子が二本鎖D
NAである場合、その場合には、その調製を、例えば、S1ヌクレアーゼを用い
て、分析されるテストサンプルから一本鎖核酸種を除去するように処理すること
ができる。図2は血小板含有供給源から得られる微生物標的分子特異的細菌標的
分子の調製を図示する概略説明図である。
Sample Preparation Suitable sample preparation involves the steps required to lyse the microorganism or microorganisms, thereby releasing their biochemical contents including proteins, peptides and nucleic acids. In the case of a microbial invasion of a host cell, the host cell is invaded by a mammalian host cell, for example by rhinovirus or adenovirus infecting epithelial cells of the respiratory system, in order to release microbial target molecules. , Can be subjected to cell lysis. The microbial target molecule may be specific for a particular microorganism, eg E. coli, or
There may be one class, for example bacteria, which uses the 16S rRNA common to most bacteria to detect bacterial contamination. The presence of one or more microbial target molecules is indicative of the presence of microbial contamination in the test sample. Both deoxyribonucleic acid (DNA) and ribonucleic acid (RNA) are contemplated as being within the scope of this invention. For bacterial targets, RNA is preferably free of cell wall and cell membrane constraints. However, bacterial DNA, such as plasmid DNA, is also
It is intended to be within the scope of the present invention. If the target molecule is produced from a virus, both DNA and RNA molecules, depending on the class of virus,
Depending on the host cell, or the stage of viral infection, it may be analyzed by first releasing it from the viral coat. Optionally, additional steps can be employed to further purify the desired target molecule from contaminating microorganisms such as cell lysis followed by semi-purification of the lysate. For example, if the desired microbial target molecule is double-stranded D
If NA, then the preparation can be treated to remove single-stranded nucleic acid species from the test sample being analyzed, eg, using S1 nuclease. FIG. 2 is a schematic illustration illustrating the preparation of a microbial target molecule-specific bacterial target molecule obtained from a platelet-containing source.

【0029】 電気泳動基質 電気泳動法に適当ないずれかの基質も本発明の方法に使用することができる。
適当な基質には、アクリルアミドおよびアガロースが含まれており、両方とも核
酸電気泳動法用に一般に使用されている。しかし、他の材料もまた使用すること
ができる。実施例には、化学的に修飾されたアクリルアミド、澱粉、デキストラ
ン、およびセルロース系のポリマーが含まれる。付加的な実施例には、修飾アク
リルアミドおよびアクリル酸エステル(例えば、Polysciences社、
ポリマーと単量体のカタログ、1996−1997、ペンシルバニア州ワリント
ン市、を参照のこと)、澱粉(Smithies,Biochem.J.,71
:585(1959);製品番号S5651、Sigma Chemical
Co.,ミズーリ州セントルイス市)、デキストラン(例えば、Polysci
ences社、ポリマーと単量体のカタログ、1996−1997、ペンシルバ
ニア州ワリントン市、を参照のこと)、そして、セルロース系ポリマー(例えば
、Quesada, Current Opin. in Biotechno
logy,8:82−93(1997)を参照のこと)などが含まれる。上に挙
げられたこれらのポリマーのいずれも、本発明で使用される捕捉プローブの特異
的な付着を可能にするように化学的に修飾することができる。
Electrophoretic Substrate Any substrate suitable for electrophoresis can be used in the methods of the invention.
Suitable substrates include acrylamide and agarose, both commonly used for nucleic acid electrophoresis. However, other materials can also be used. Examples include chemically modified acrylamide, starch, dextran, and cellulosic polymers. Additional examples include modified acrylamides and acrylates (eg, Polysciences, Inc.,
See Polymers and Monomers Catalog, 1996-1997, Warrington, PA,) Starch (Smithies, Biochem. J., 71).
: 585 (1959); product number S5651, Sigma Chemical.
Co. , St. Louis, Missouri, Dextran (eg, Polysci)
See Inc., Polymers and Monomers Catalog, 1996-1997, Warrington, PA,) and cellulosic polymers (eg, Quesada, Current Opin. in Biotechno).
, 8: 82-93 (1997)) and the like. Any of these polymers listed above can be chemically modified to allow specific attachment of the capture probe used in the present invention.

【0030】 本発明により特に包含されているのは、捕捉プローブとしての核酸、修飾核酸
、あるいは核酸類似体の使用方法である。核酸含有ゲルを作製するための核酸を
結合する方法は、当業者には公知のものである。核酸、修飾核酸および核酸類似
体は、臭化シアンあるいはシアヌル酸クロリド活性化を使用してアガロース、デ
キストラン、セルロース、およびスターチポリマーに結合することができる。カ
ルボキシル基を含有するポリマーはカルボジイミド結合を使用して第1級アミン
基を有する合成捕捉プローブに結合され得る。第1アミンを担体するポリマーは
、グルタルアルデヒドあるいはシアヌル酸クロリドによりアミン含有プローブに
結合され得る。多くのポリマーはチオール含有合成プローブに結合され得るチオ
ール反応基により修飾することができる。多くの他の適当な諸方法を文献に見つ
けることができる。(総説に関しては、Wong,『タンパク質共役と架橋の化
学(" Chemistry of Protein Conjugation
and Cross−linking" )』CRC Press刊,1993年
、フロリダ州Boca Raton、を参照のこと)。
Particularly included by the present invention is a method of using a nucleic acid, modified nucleic acid, or nucleic acid analog as a capture probe. Methods of conjugating nucleic acids to make nucleic acid-containing gels are known to those of skill in the art. Nucleic acids, modified nucleic acids and nucleic acid analogs can be coupled to agarose, dextran, cellulose, and starch polymers using cyanogen bromide or cyanuric chloride activation. Polymers containing carboxyl groups can be attached to synthetic capture probes with primary amine groups using carbodiimide linkages. Polymers carrying primary amines can be attached to amine-containing probes by glutaraldehyde or cyanuric chloride. Many polymers can be modified with thiol reactive groups that can be attached to thiol-containing synthetic probes. Many other suitable methods can be found in the literature. (For a review, see Wong, “Chemistry of Protein Conjugation.”
and Cross-linking ")," CRC Press, 1993, Boca Raton, FL).

【0031】 本明細書に記載されている捕捉プローブを重合可能な化学基に共有結合的に付
着させる方法もまた開発されている。重合可能な単量体化合物の適当な混合物に
より共重合化されるとき、高濃度の固定された核酸を含有する基質は産生するこ
とができる。重合可能な化学基に核酸を共有結合的に付着させる方法の例は「核
酸を含有する重合可能な複合体(" Nucleic Acid−Contain
ing Polymerizable Complex" )」と題される米国特
許出願第08/812,105号およびRehmanら、Nucleic Ac
id Res.,27:649−655(1999)に見られ、両方の文献は参
考文献として本明細書に全体として組み込まれている。
Methods for covalently attaching the capture probes described herein to polymerizable chemical groups have also been developed. Substrates containing a high concentration of immobilized nucleic acid can be produced when copolymerized with a suitable mixture of polymerizable monomeric compounds. An example of a method for covalently attaching a nucleic acid to a polymerizable chemical group is described in "Nucleic Acid-Containing Polymerizable Complex (" Nucleic Acid-Contain
No. 08 / 812,105 and Rehman et al., Nucleic Ac, entitled "ing Polymerizable Complex").
id Res. , 27: 649-655 (1999), both references are incorporated herein by reference in their entirety.

【0032】 いくつかの方法に関しては、2つあるいはそれ以上の基質形成材料の混合物を
含有している複合基質を使用するのに有用であり得、1つの例は複合体アクリル
アミド−アガロースゲルを含む。これらのゲルは典型的には、2〜5%アクリル
アミドおよび0.5%〜1%アガロースを含む。こうしたゲルにおいては、アク
リルアミドゲルは、主要な篩機能をもたらすが、しかし、アガロースが入ってい
ない場合は、こうした低濃度のアクリルアミドゲルでは簡便な操作を行うには機
械的な強度に欠ける。アガロースは、アクリルアミドの篩機能を有意に改変する
ことなく,機械的な支持を与える。こうした場合、その成分が溶液相核酸標的と
もっとも緊密な接触を行うため、核酸はゲルの篩機能を与えるその成分に付着さ
せることができる。
For some methods, it may be useful to use a complex substrate containing a mixture of two or more substrate-forming materials, one example including a complex acrylamide-agarose gel. . These gels typically contain 2-5% acrylamide and 0.5% -1% agarose. In such gels, acrylamide gels provide the major sieving function, but in the absence of agarose, such low concentration acrylamide gels lack mechanical strength for convenient operation. Agarose provides mechanical support without significantly modifying the sieve function of acrylamide. In such cases, the components are in intimate contact with the solution phase nucleic acid target so that the nucleic acids can be attached to the components that provide the sieving function of the gel.

【0033】 多くの適用で、アガロースおよび架橋ポリアクリルアミドなどのゲル形成基質
が好ましいものとなる。しかし、キャピラリー電気泳動法(CE)適用に関して
は、電気泳動基質として可溶性ポリマーを使用することが簡便であり、また再現
性もある。CE分析に有用であると証明された可溶性ポリマーの例は、Ques
ada(Current Opinion in Biotechnology
,8:82−93(1997))に記載されているように、ポリアクリルアミド
、ポリ(N,N−ジメチルアクリルアミド)、ポリ(ヒドロキシエチルセルロー
ス)、ポリ(エチレンオキシド)およびポリ(ビニルアルコール)といった線状
ポリマーである。こうした可溶性基質はまた、本発明の方法を実施するのに使用
することができる。固定捕捉プローブを含有する可溶性ポリマー基質の調製のた
めの「核酸を含有する重合可能な複合体(" Nucleic Acid−Con
taining Polymerizable Complex" )」と題され
る米国特許出願第08/812,105号にみられる方法を使用するのに特に都
合が良く、この文献は参考文献として本出願に全体として組み込まれている。T
imofeevら、Nucleic Acids Res.,24:3142−
3148(1996)にみられる事前に形成されたポリアクリルアミドゲルにオ
リゴヌクレオチドプローブを付着させるためのもう1つのアプローチもまた、事
前に重合された可溶性線状ポリアクリルアミドに捕捉プローブを付着させるのに
使用することができ、その教示は参考文献として本出願に全体として組み込まれ
ている。
For many applications gel-forming substrates such as agarose and cross-linked polyacrylamide will be preferred. However, for capillary electrophoresis (CE) applications, it is convenient and reproducible to use soluble polymers as electrophoretic substrates. Examples of soluble polymers that have proven useful in CE analysis are Ques
ada (Current Opinion in Biotechnology)
, 8: 82-93 (1997)), such as polyacrylamide, poly (N, N-dimethylacrylamide), poly (hydroxyethylcellulose), poly (ethylene oxide) and poly (vinyl alcohol). It is a polymer. Such soluble substrates can also be used to practice the methods of the invention. "Preparation of Nucleic Acid-Containing Polymerizable Complexes" (Nucleic Acid-Con) for the preparation of soluble polymeric substrates containing immobilized capture probes.
It is particularly convenient to use the method found in US patent application Ser. No. 08 / 812,105, entitled "taining Polymerizable Complex"), which is incorporated by reference herein in its entirety. T
imofeev et al., Nucleic Acids Res. , 24: 3142-
Another approach for attaching oligonucleotide probes to preformed polyacrylamide gels found in 3148 (1996) was also used to attach capture probes to prepolymerized soluble linear polyacrylamide. Can be done, the teachings of which are incorporated herein by reference in their entirety.

【0034】 核酸はそれ自体を電気泳動基質の中に組み込むことができる粒子に付着させる
ことができる。粒子は肉眼的に、顕微鏡下でみることができ、あるいは天然のコ
ロイド状であり得る。(Polyciences社、1995−1996粒子カ
タログ、ペンシルバニア州ワリントン市、を参照のこと)。Cantorら、米
国特許第5,482,863号には、懸濁液あるいは粒子を含有する電気泳動ゲ
ルを型にとるための方法が記載されている。その粒子はゲル形成化合物と混合さ
れる上述のものに類似した方法を使用して核酸に連結され、また所望される基質
形態の中に懸濁液として型にとられる。
The nucleic acid can be attached to particles that can themselves be incorporated into an electrophoretic substrate. The particles are macroscopically visible under a microscope or can be in the form of natural colloids. (See Polysciences, 1995-1996 Particle Catalog, Warrington, PA). Cantor et al., US Pat. No. 5,482,863 describe a method for casting electrophoretic gels containing suspensions or particles. The particles are linked to nucleic acids using methods similar to those described above, which are mixed with a gel-forming compound and also cast as a suspension in the desired substrate form.

【0035】 基質形式および基質を製造する方法 基質はさまざまな形式で構成することができる。例えば、ゲルが支持体内の重
合により形成される場合、線状ゲルは、穴あるいは管などの線状支持体内での形
成を含む技術により形成され、代替的には間仕切りあるいは溝を形成することに
より数多くのストリップの中に2次元ゲルをさらに分けることにより形成される
。穴、ストリップあるいは溝形式で、1つあるいはそれ以上という数の共重合可
能な捕捉プローブが、重合ゲル内に1つあるいはそれ以上の捕捉プローブを供給
するために、ゲル重合の前あるいはその間かのいずれかで、空間位置決めドロッ
パー技術などの任意に空間的に規定された位置において、ゲル材料に加えられる
。管形式では、ゲル単量体の配列、ゲル単量体の混合物および重合可能な捕捉プ
ローブがその成分の空間的関係を保護するためにin situでその後に重合
される、空間的に識別される成分のセットと濃度を提供するように連続して管の
中に導入することができる。重合誘導収縮の間にゲルの一体性を保護するために
、管壁は、ゲルの収縮時に側方に縮む弾性材料で作ることができる。代替的には
、漸進性重合がその管の一方の端から誘導され、一方、収縮を補償するためにも
う一方の端にさらに液体材料を加えることができる。こうした漸進性重合は、重
合触媒剤の拡散を含む手段により、あるいは、照射供給源の移動あるいはその照
射供給源への漸進性曝露などによってその管の一方の端からもう一方への電磁気
あるいはその他の照射を誘導する重合の漸進性適用により、誘導することができ
る。代替的には、線状フォーマットゲルは、以下に説明されるように産生される
2次元ゲルから得られる線状スライスあるいは3次元ゲルから得られる線状コア
を取り出すことにより製造することができる。
Substrate Format and Method of Producing the Substrate The substrate can be configured in various formats. For example, where the gel is formed by polymerization within a support, linear gels are formed by techniques including formation within linear supports such as holes or tubes, or alternatively by forming partitions or grooves. It is formed by subdividing the two-dimensional gel into a number of strips. In the form of holes, strips or grooves, one or more copolymerizable capture probes may be provided prior to or during gel polymerization to provide one or more capture probes within the polymer gel. In any case, it is added to the gel material at any spatially defined location, such as spatial positioning dropper technology. In tube format, sequences of gel monomers, mixtures of gel monomers and polymerizable capture probes are subsequently polymerized in situ to protect the spatial relationships of their components, spatially distinct. It can be introduced continuously into the tube to provide a set and concentration of ingredients. To protect the integrity of the gel during polymerization-induced shrinkage, the tube wall can be made of an elastic material that shrinks laterally as the gel shrinks. Alternatively, a gradual polymerization can be induced from one end of the tube, while additional liquid material can be added to the other end to compensate for shrinkage. Such gradual polymerization may be accomplished by means including diffusion of a polymerization catalyst agent, or by electromagnetic or other means from one end of the tube to the other, such as by moving or gradual exposure to the irradiating source. It can be induced by the progressive application of irradiation-induced polymerization. Alternatively, linear format gels can be made by removing linear slices obtained from two-dimensional gels or linear cores obtained from three-dimensional gels produced as described below.

【0036】 2次元ゲルは、支持体の表面上の形成、または2つの支持体表面間の形成を含
めた技術により形成することができる。ゲル単量体の層が適用され、多量の共重
合可能な捕捉プローブが、ゲル中での任意に空間的位置を保護するためにin
situで重合される、重合前あるいは重合時に任意に空間的に有意なやり方で
その層に適用することができる。多量重合可能な捕捉プローブの適用は、位置決
めプログラム可能ドロッパー技術を含む公知の手段により実施することができる
。重合時のゲル収縮は、支持体表面間の間隙の縮小を可能にすることを含む手段
により、また補償するために側方からさらに加えられた材料により側方収縮を可
能にすることにより、調整することができる。2次元ゲルは、ゲル形成前、ゲル
形成時、あるいはゲル形成後に間仕切りの使用により、あるいは溝に形成するこ
とにより、あるいは形成後により幅の狭いセクションにスライスすることにより
、数多くのストリップにさらに分けることができる。
Two-dimensional gels can be formed by techniques including formation on the surface of a support or formation between two support surfaces. A layer of gel monomer is applied and a large amount of copolymerizable capture probe is applied to protect the optional spatial location in the gel.
It can be polymerized in situ and applied to the layer in any spatially significant manner before or during polymerization. Application of the multi-polymerizable capture probe can be carried out by known means, including positioning programmable dropper technology. The gel shrinkage during polymerization is tuned by means that include allowing the reduction of the gap between the support surfaces and by allowing lateral shrinkage with additional material added laterally to compensate. can do. The two-dimensional gel is further divided into a number of strips by using a partition before gel formation, during gel formation, or after gel formation, by forming into grooves, or by slicing into narrower sections after formation. be able to.

【0037】 3次元ゲルは数多くの技術により形成することができる。複数線状ストリップ
あるいは2次元層は、上述のように繰り返し構築することができ、それぞれは任
意に局在化した捕捉プローブを含み、各ストリップあるいは層は3次元容量を生
じるように下に横たわる層上で重合される。代替的には、任意に適所に局在する
捕捉プローブを任意に備えた多くの2次元ゲルを上述のように、形成することが
でき、また3次元構造を設けるために一緒に組み立てることができる。
Three-dimensional gels can be formed by a number of techniques. Multiple linear strips or two-dimensional layers can be repeatedly constructed as described above, each containing an optionally localized capture probe, each strip or layer being an underlying layer to produce a three-dimensional volume. Polymerized above. Alternatively, many two-dimensional gels, optionally with capture probes, optionally located in place, can be formed as described above and assembled together to provide a three-dimensional structure. .

【0038】 ハイブリダイゼーション結合反応の分析用固定プローブ 本発明の方法においては、さまざまな捕捉プローブを使用することができる。
典型的には、本発明の捕捉プローブは、標的分子がその捕捉プローブにハイブリ
ダイズする微生物標的分子に実質的に相補的なポリヌクレオチド配列を有する核
酸から成る。核酸捕捉プローブの相補性は、テストサンプル中で標的分子を特異
的に結合し、また、テストサンプル中でその微生物標的分子の有無、したがって
、テストサンプル中の微生物の有無を示すのに十分であるだけのものを必要とす
る。本発明における使用に適当なプローブは、RNA、DNA、核酸類似体、修
飾核酸、および、例えば、ペプチド核酸などの他の有機成分を有する核酸から成
る混合クラスのキメラプローブを含む。捕捉プローブは一本鎖あるいは二本鎖核
酸であり得る。典型的には、捕捉プローブの長さは少なくとも5ヌクレオチドの
長さであり、さらに典型的には、5〜50ヌクレオチドの間の長さであり、また
それは数千塩基の長さでもあり得る。
Fixed Probes for Analysis of Hybridization Binding Reactions Various capture probes can be used in the methods of the invention.
Typically, the capture probe of the present invention consists of a nucleic acid having a polynucleotide sequence in which the target molecule is substantially complementary to a microbial target molecule that hybridizes to the capture probe. The complementarity of the nucleic acid capture probe is sufficient to specifically bind the target molecule in the test sample and also to indicate the presence or absence of the microbial target molecule in the test sample, and thus the presence or absence of the microorganism in the test sample. Just need one. Suitable probes for use in the present invention include mixed classes of chimeric probes consisting of RNA, DNA, nucleic acid analogs, modified nucleic acids, and nucleic acids having other organic moieties such as, for example, peptide nucleic acids. The capture probe can be a single-stranded or double-stranded nucleic acid. Typically the length of the capture probe is at least 5 nucleotides in length, more typically between 5 and 50 nucleotides in length, and it can also be thousands of bases in length.

【0039】 本明細書で定義されるとき、「核酸」という用語には、DNA(デオキシリボ
核酸)あるいはRNA(リボ核酸)が含まれる。本明細書では「単離された」も
のとして表されている核酸は、起源となっているその供給源の成分(例えば、細
胞の中に存在しているとき、あるいはライブラリーなどの核酸の混合物)から分
離されている核酸であり、また、さらなる処理を行うことができるものである。
単離された核酸には、当業者には公知の方法により得られる核酸が含まれる。こ
うした単離された核酸には、実質的に純粋な核酸(すなわち、タンパク質、炭水
化物、あるいは脂質会合から遊離した核酸)、化学的合成により、生物学的およ
び化学的方法の組み合わせにより、製造される核酸、および単離された組換え核
酸が含まれる。
As defined herein, the term "nucleic acid" includes DNA (deoxyribonucleic acid) or RNA (ribonucleic acid). Nucleic acid, as referred to herein as "isolated," refers to a component of its source of origin (eg, when present in a cell, or a mixture of nucleic acids such as a library). A nucleic acid which has been separated from the above) and can be further processed.
Isolated nucleic acids include nucleic acids obtained by methods known to those of skill in the art. Such isolated nucleic acids include substantially pure nucleic acids (ie, nucleic acids released from proteins, carbohydrates, or lipid associations), produced by chemical synthesis, by a combination of biological and chemical methods. Nucleic acids, and isolated recombinant nucleic acids are included.

【0040】 本明細書で使用される場合、「修飾核酸」には、修飾糖基、リン酸基、あるい
は修飾塩基を含有する核酸が含まれる。修飾塩基を有する核酸の例には、例えば
、アセチル化、カルボキシル化、あるいはメチル化塩基(例えば、4−アセチル
シチジン、5−カルボキシメチルアミノメチルウリジン、1−メチルイノシン、
ノルバリン、あるいはアロ−イソロイシン)が含まれる。修飾ポリヌクレオチド
を含有するプローブもまた有用であり得る。例えば、デアザグアニン塩基とウラ
シル塩基を含有するポリヌクレオチドは、ハイブリダイズされたプローブの熱安
定性を減少させるために、グアニンおよびチミン含有ポリヌクレオチドの代わり
に使用することができる(Wetmur,Critical reviews
in Biochemistry and Molecular Biolog
y,26:227−259(1991))。同様に、5−メチルシトシンは、熱
安定性が増大したハイブリッドが所望される場合は、シトシンの代わりに置換す
ることができる(Wetmur,Critical reviews in B
iochemistry and Molecular Biology,26
:227−259(1991))。2’−O−メチル基の付加などのリボース糖
基への修飾は、固定RNAプローブのヌクレアーゼ感受性を低減することができ
る(Wagner,Nature,372:333−335(1994))。ホ
スホジエステル主鎖から負の電荷を取り除く修飾はハイブリッドの熱安定性を増
大させることができる(Moodyら、Nucleic Acids Res.
,17:4769−4782(1989);Iyerら、J.Biol.Che
m.,270:14712−14717(1995))。
As used herein, "modified nucleic acid" includes nucleic acids containing modified sugar groups, phosphate groups, or modified bases. Examples of nucleic acids having modified bases include, for example, acetylated, carboxylated, or methylated bases (eg, 4-acetylcytidine, 5-carboxymethylaminomethyluridine, 1-methylinosine,
Norvaline, or allo-isoleucine). Probes containing modified polynucleotides may also be useful. For example, polynucleotides containing deazaguanine bases and uracil bases can be used in place of guanine and thymine containing polynucleotides to reduce the thermal stability of hybridized probes (Wetmur, Critical Reviews).
in Biochemistry and Molecular Biolog
y, 26: 227-259 (1991)). Similarly, 5-methylcytosine can be substituted for cytosine if a hybrid with increased thermostability is desired (Wetmur, Critical Reviews in B.
iochemistry and Molecular Biology, 26
: 227-259 (1991)). Modifications to the ribose sugar group, such as the addition of 2'-O-methyl groups, can reduce the nuclease sensitivity of immobilized RNA probes (Wagner, Nature, 372: 333-335 (1994)). Modifications that remove the negative charge from the phosphodiester backbone can increase the thermal stability of hybrids (Moody et al., Nucleic Acids Res.
, 17: 4769-4782 (1989); Iyer et al., J. Am. Biol. Che
m. , 270: 14712-14717 (1995)).

【0041】 本明細書で使用されるとき、「核酸類似体」には、糖リン酸主鎖は欠くが、し
かし、塩基対を介して複合体を形成する能力を保持している分子が含まれる。こ
うした核酸類似体は当業者には公知のものである。有用な核酸類似体の1つの例
は、標準的なDNA塩基が反復N−(2−アミノエチル)−グリシン単位から成
る修飾ペプチド主鎖に付着されるペプチド核酸(PNA)である(Nielse
nら、Science,254:1497−1500,(1991))。ペプチ
ド主鎖は、標準的なDNAおよびRNA一本鎖により塩基対に対して適当な距離
をとって塩基を保持することが可能である。PNA鎖には負に荷電したホスホジ
エステル結合がないという事実におそらくは起因するのであろうが、PNA−D
NAハイブリッド二本鎖は、等価のDNA−DNA二本鎖よりもずっと強い。さ
らに、それらの通常見られない構造のため、PNAはヌクレアーゼ分解には非常
な耐性がある。これらの理由で、PNA核酸類似体は固定プローブアッセイに有
用である。同様の設計上のストラテジーは、固定プローブアッセイに関する有用
な特性を有することになるその他の核酸を構築することに使用することができる
ことは当業者にとって明らかである。
As used herein, “nucleic acid analog” includes molecules that lack a sugar phosphate backbone but retain the ability to form a complex via base pairs. Be done. Such nucleic acid analogs are known to those of skill in the art. One example of a useful nucleic acid analog is a peptide nucleic acid (PNA) in which standard DNA bases are attached to a modified peptide backbone consisting of repeating N- (2-aminoethyl) -glycine units (Nielse).
n et al., Science, 254: 1497-1500, (1991)). The peptide backbone is capable of retaining bases at appropriate distances to base pairs by standard DNA and RNA single strands. Probably due to the fact that there are no negatively charged phosphodiester bonds in the PNA chain, PNA-D
NA hybrid duplexes are much stronger than equivalent DNA-DNA duplexes. Moreover, because of their unusual structure, PNAs are highly resistant to nuclease degradation. For these reasons, PNA nucleic acid analogs are useful in fixed probe assays. It will be apparent to those skilled in the art that similar design strategies can be used to construct other nucleic acids that will have useful properties for fixed probe assays.

【0042】 本明細書で定義されるとき、「実質的に相補的」とは、捕捉プローブのポリヌ
クレオチド配列が微生物標的分子の正確なポリヌクレオチド配列を反映する必要
はないが、しかし、特定条件下で標的分子にハイブリダイズするように十分相補
的でなければならないということを意味する。例えば、非相補的塩基あるいは付
加的ポリヌクレオチドは、それとハイブリダイズするのに十分な相補的塩基を有
している配列中に散在することができる。一般的には、要求される相補性の度合
いは約90%〜約100%である。
As defined herein, "substantially complementary" does not require that the polynucleotide sequence of the capture probe reflect the exact polynucleotide sequence of the microbial target molecule, but under certain conditions. Means that it must be sufficiently complementary to hybridize to the target molecule below. For example, non-complementary bases or additional polynucleotides can be interspersed in the sequence with sufficient complementary bases to hybridize therewith. Generally, the degree of complementarity required is from about 90% to about 100%.

【0043】 ハイブリダイゼーションの特異的条件は、当業者であれば、経験的に決定する
ことができる。例えば、非特異的ハイブリダイゼーション反応を有意に減少する
緊縮条件を選択するべきである。核酸ハイブリダイゼーションの緊縮条件は例え
ば、Ausubel,F.M.ら編『分子生物学における現行プロトコル(Cu
rrent Protocols in Molecular Biology
)』、第1巻、補遺26、1991年刊で説明されており、その教示は参考文献
として本出願に全体として組み込まれている。プローブ長さ、塩基組成、ハイブ
リダイズする配列間のミスマッチの割合、温度およびイオン強度などの要因が核
酸ハイブリッドの安定性に影響を与える。例えば、適度なあるいは高度にストリ
ンジェントな緊縮条件は、プローブおよび微生物標的分子の化学的特性の一部に
依存して経験的に決定することができる。
Specific conditions for hybridization can be empirically determined by those skilled in the art. For example, stringent conditions should be chosen that significantly reduce non-specific hybridization reactions. Stringent conditions for nucleic acid hybridization are described in, for example, Ausubel, F .; M. Et al. "Current Protocols in Molecular Biology (Cu
current Protocols in Molecular Biology
), Vol. 1, Addendum 26, 1991, the teachings of which are incorporated by reference in its entirety in this application. Factors such as probe length, base composition, percent mismatch between hybridizing sequences, temperature and ionic strength affect the stability of nucleic acid hybrids. For example, moderate or highly stringent stringency conditions can be empirically determined depending on some of the chemical properties of the probe and microbial target molecule.

【0044】 微生物汚染のテストサンプルをスクリーニングするには、用いられている捕捉
プローブが微生物特異的分子に方向付けられる必要がある。例えば、テストサン
プルが、レトロウイルスに感染していると疑われる場合、その場合は、そのプロ
ーブをgag、pol、またはenvのウイルスヌクレオチド配列のいずれかあ
るいはそれらの断片に対して方向付けることができる。ちょうど提示されている
実施例では、各クラスが、挙げられているそのウイルスヌクレオチド配列あるい
はそれらの断片のうちの1つに対して方向付けられる、3つのクラスのプローブ
が用いられる場合、複数プローブを使用することができる。テストサンプル、例
えば、血小板が細菌汚染の存在について分析される場合、その場合は、プローブ
は特定の細菌DNA配列、あるいは細菌RNA配列(例えば、rRNA配列)に
対するものであり得る。後者の場合は、プローブは好適には、ヒトRNAとは反
応しないだろうが、その血小板を汚染した細菌種から得られるRNAとは反応す
るだろう。(これについては、以下を参照のこと:Brecher,M.E.ら
、Transfusion,34:750−755(1994);Breche
r,M.E.ら、Transfusion,33:450−457(1993)
;Hoganらに付与された米国特許第5,541,308号;Kohneに付
与された米国特許第5,288,611号;Kohneに付与された米国特許第
4,851,330号、これらの教示全体が参考文献として本明細書に全体とし
て組み込まれている。)血小板を汚染することが知られているいくつかの細菌種
が表1に挙げられている。その表に挙げられている種は本発明を使用するスクリ
ーニングに適当な標的微生物の例である。
To screen a test sample for microbial contamination, the capture probe used must be directed to the microbial specific molecule. For example, if a test sample is suspected of being infected with a retrovirus, then the probe can be directed against any of the gag, pol, or env viral nucleotide sequences or fragments thereof. . In the example just presented, multiple probes are used when three classes of probes are used, each class directed against one of the viral nucleotide sequences listed or fragments thereof. Can be used. If a test sample, eg, platelets, is analyzed for the presence of bacterial contamination, then the probe can be for a particular bacterial DNA sequence, or bacterial RNA sequence (eg, rRNA sequence). In the latter case, the probe will preferably not react with human RNA, but will react with RNA obtained from the bacterial species contaminating the platelets. (See below for this: Brecher, ME et al., Transfusion, 34: 750-755 (1994); Breche.
r, M. E. Et al., Transfusion, 33: 450-457 (1993).
US Pat. No. 5,541,308 to Hogan et al .; US Pat. No. 5,288,611 to Kohne; US Pat. No. 4,851,330 to Kohne; The entirety is incorporated herein by reference in its entirety. ) Several bacterial species known to contaminate platelets are listed in Table 1. The species listed in that table are examples of suitable target microorganisms for screening using the present invention.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】 一本鎖および二本鎖標的分子 本発明の1つの実施態様では、一本鎖微生物標的分子と一本鎖固定捕捉プロー
ブが使用される。この実施態様は、微生物RNA標的分子の分析には特に有用で
ある。それはまた、標的の復元が急速ではない、複合体サンプルから得られる特
定の標的の捕捉には有用である。PCR産物などの高度に濃縮された微生物標的
は、急速な回復のため、電気泳動法の直前に変性を要求することが可能である。
例えば、100〜250塩基対の長さであるPCR産物の分析に関しては、75
%ホルムアミド(容量/容量)にそのサンプルを引き上げ、また電気泳動法の直
前に5分間70℃よりも高く加熱するのに都合が良い。
Single-Stranded and Double-Stranded Target Molecules In one embodiment of the invention, single-stranded microbial target molecules and single-stranded immobilized capture probes are used. This embodiment is particularly useful for the analysis of microbial RNA target molecules. It is also useful for capturing specific targets obtained from complex samples, where target recovery is not rapid. Highly concentrated microbial targets such as PCR products can require denaturation just prior to electrophoresis due to their rapid recovery.
For example, for the analysis of PCR products that are 100 to 250 base pairs long, 75
It is convenient to pull the sample up to% formamide (vol / vol) and heat above 70 ° C. for 5 minutes just prior to electrophoresis.

【0047】 本発明のもう1つの実施態様では、二本鎖微生物標的が一本鎖固定捕捉プロー
ブにより捕捉される。例えば、捕捉プローブは三本鎖構造を形成するために二本
鎖核酸と会合するように設計される。第3の鎖は二本鎖分子の主な溝に局在して
おり、二本鎖分子の塩基によりHoogsteen塩基対相互作用を形成する
(HoganとKessler,米国特許第5,176,966号と、Cant
orら、米国特許第5,482,836号)。プローブの設計はしたがって、こ
うした化学的相互作用を支配する制約を受けやすい。しかし、天然に存在する核
酸中に三重構造を形成することができる配列の頻度は、多くの微生物標的核酸が
このプローブ設計ストラテジーを使用して特に捕捉することができるほど高い。
In another embodiment of the invention, the double-stranded microbial target is captured by a single-stranded immobilized capture probe. For example, the capture probe is designed to associate with double-stranded nucleic acid to form a triple-stranded structure. The third strand is located in the major groove of the double-stranded molecule and forms a Hoogsteen base pair interaction with the base of the double-stranded molecule
(Hogan and Kessler, US Pat. No. 5,176,966 and Cant.
or et al., U.S. Pat. No. 5,482,836). The design of the probe is therefore subject to the constraints that govern these chemical interactions. However, the frequency of sequences capable of forming triple structures in naturally occurring nucleic acids is so high that many microbial target nucleic acids can be specifically captured using this probe design strategy.

【0048】 代替的には、捕捉プローブは、置換ループ構造の形成により二本鎖核酸と会合
するように設計することができる。こうしたプローブは、二本鎖分子核酸の一本
鎖にのみ結合し、またその二本鎖分子のプローブ相同二本鎖を局所的に置換する
。この置換は、そのプローブ−標的鎖相互作用が標的鎖間の相互作用よりもずっ
と好ましい場合にのみ達成することができる。こうしたプローブは修飾塩基とW
etmur,Critical Reviews in Biochemist
ry and Molecular Biology,26:227−259
(1991)、主鎖修飾(Moodyら、Nucleic Acids Res
., 17:4769−4782 (1989))および核酸類似体(Niel
sonら、Science,254:1497−1500(1991))を使用
して作製することができる。塩基対が天然に存在する核酸と非常に緊密に且つ特
異的に結合しているペプチド核酸(PNA)プローブの使用は本実施態様では特
に有用である。
Alternatively, the capture probe can be designed to associate with double-stranded nucleic acid by forming a displacement loop structure. Such a probe binds only to the single strand of the double-stranded molecule nucleic acid and also locally displaces the probe homologous duplex of the double-stranded molecule. This displacement can only be achieved if the probe-target strand interaction is much more favorable than the target strand interaction. These probes have modified bases and W
etmur, Critical Reviews in Biochemist
ry and Molecular Biology, 26: 227-259.
(1991), backbone modification (Moody et al., Nucleic Acids Res.
. , 17: 4769-4782 (1989)) and nucleic acid analogs (Niel.
Son et al., Science, 254: 1497-1500 (1991)). The use of peptide nucleic acid (PNA) probes whose base pairs are very tightly and specifically bound to naturally occurring nucleic acids is particularly useful in this embodiment.

【0049】 標的分子の分析のための均一に修飾された電気泳動媒体 本発明の本実施態様では、実質的にすべての媒体が、捕捉プローブあるいは複
数のプローブにより修飾される。捕捉プローブおよび電気泳動条件の選択は、捕
捉プローブと標的分子との間の結合が、電気泳動分析の時間スケールについて、
一過性のもので、急速で可逆的なものであるように行われる。こうした条件下で
、標的分子は、電気泳動運転時に捕捉プローブに結合、放出および再結合すると
いう多くのサイクルを経験する。この可逆的結合は捕捉プローブが存在しない場
合にその移動度に比べて、測定された標的の電気泳動移動度を減らす効果を有し
ている。捕捉プローブへの結合が強い場合、標的の移動度は実質的に低減する。
捕捉プローブへの結合が弱い場合、標的の移動度はほんの少ししか低減しない。
このように、捕捉プローブあるいは複数のプローブが存在しない場合に同様の電
気泳動移動度を有する構造的に関連性のある標的は、特異的捕捉プローブに対す
るそれらの親和性に基づいて識別することができる。本方法は、以下に説明する
ように、微生物標的核酸配列変化の分析に特に有用である。この分析方法は、サ
ンプルを汚染していると疑われている複数の病原体を同定する必要が存在するテ
ストサンプル、例えば、血小板中の複数の汚染に対するスクリーニングに利用す
ることができる。
Homogeneously Modified Electrophoresis Media for the Analysis of Target Molecules In this embodiment of the invention, substantially all media is modified with a capture probe or multiple probes. The choice of capture probe and electrophoretic conditions is such that the binding between the capture probe and the target molecule depends on the time scale of the electrophoretic analysis.
It is transient and is done so as to be rapid and reversible. Under these conditions, the target molecule undergoes many cycles of binding, releasing and rebinding to the capture probe during the electrophoretic run. This reversible binding has the effect of reducing the electrophoretic mobility of the measured target relative to its mobility in the absence of the capture probe. The mobility of the target is substantially reduced when the binding to the capture probe is strong.
If the binding to the capture probe is weak, the mobility of the target will be reduced only slightly.
Thus, structurally related targets that have similar electrophoretic mobilities in the absence of capture probe or multiple probes can be identified based on their affinity for a specific capture probe. . The method is particularly useful for analyzing microbial target nucleic acid sequence changes, as described below. This method of analysis can be used to screen for multiple contaminants in test samples, such as platelets, where there is a need to identify multiple pathogens suspected of contaminating the sample.

【0050】 標的分子分析用1次元アレイ 本発明の本実施態様では、標的分子を含有するサンプルが、それぞれが少なく
とも1つのクラスの捕捉プローブを含有している、一連の個別の基質層中を電気
泳動にかけられる。例えば、ハイブリダイゼーション結合反応においては、捕捉
プローブに相補的である微生物標的核酸がゲル層内に含有されている捕捉プロー
ブにハイブリダイズし、また、したがってそのゲル層、すなわち、捕捉層に保持
される。非相補的サンプル核酸は捕捉層を通過する。捕捉プローブと相補的サン
プル核酸との間のハイブリッドの存在が、本明細書に記載されている適当な標識
化ストラテジーにより捕捉層内で検出される。
One-Dimensional Array for Target Molecule Analysis In this embodiment of the invention, a sample containing target molecules is electrophoresed through a series of discrete substrate layers, each containing at least one class of capture probe. Can be electrophoresed. For example, in a hybridization binding reaction, a microbial target nucleic acid that is complementary to the capture probe hybridizes to the capture probe contained within the gel layer and is thus retained on that gel layer, ie the capture layer. . Non-complementary sample nucleic acid passes through the capture layer. The presence of hybrids between the capture probe and the complementary sample nucleic acid is detected in the capture layer by the appropriate labeling strategy described herein.

【0051】 この1次元形式にはいくつか重要な利点がある。まず、サンプルのすべてが捕
捉層を通過し、またしたがって、ハイブリダイゼーションには有用となる。これ
は、たいていの他の固相ハイブリダイゼーション法を超える主な利点となってい
る。高濃度の固定プローブを使用することで、小さなゲルバンド中のすべてのハ
イブリダイズ可能なサンプル核酸鎖を捕捉することができる。
This one-dimensional format has some important advantages. First, all of the sample passes through the capture layer and is therefore useful for hybridization. This is a major advantage over most other solid phase hybridization methods. A high concentration of immobilized probe can be used to capture all hybridizable sample nucleic acid strands in the small gel band.

【0052】 第2に、個別の電気泳動移動度を有する完全な核酸種は本方法による分析には
必要とされない。ハイブリダイゼーションと検出は、単に短い配列の相同性を必
要とするだけであるし、部分的に減成された微生物核酸はまだシグナルを付与す
るからである。微生物標的核酸はすべて、それらが減成されるかどうか、その基
質において特定の点に濃縮されるため、この属性はまた検出感受性を増加させる
。伝統的なゾーン電気泳動法では、サンプル核酸はすべて、検出用の個別のバン
ドとして、移動しなければならない。
Second, complete nucleic acid species with distinct electrophoretic mobilities are not required for analysis by this method. Hybridization and detection only require short sequence homologies, and partially degraded microbial nucleic acids will still give a signal. This attribute also increases the sensitivity of detection, since all microbial target nucleic acids are concentrated at specific points in their substrate, whether they are degraded or not. In traditional zone electrophoresis, all sample nucleic acids must migrate as individual bands for detection.

【0053】 第3に、サンプル量は重要ではない。本発明では、サンプル核酸はすべてたと
え大量のサンプル量が使用されても、捕捉層を通過する。これは、最大限の検出
感受性と解像度のためにサンプル量が可能なかぎり少量である必要がある伝統的
なゾーン電気泳動法を超える有意な利点である。
Third, sample size is not critical. In the present invention, all sample nucleic acids pass through the capture layer, even if large sample volumes are used. This is a significant advantage over traditional zone electrophoresis, where the sample volume needs to be as small as possible for maximum detection sensitivity and resolution.

【0054】 本実施態様では、捕捉層は単一あるいは複数のクラスの捕捉プローブを含有し
ていてもよい。単層における複数の捕捉プローブの使用は、数多くの異なる微生
物のうちのいずれか1つが検出される必要があるアッセイに有用である。例えば
、培地中における、あるいは輸血に使用される血液サンプル(例えば、血小板)
中におけるいかなる細菌の存在および/または同定に本実施態様を用いることが
できる。したがって、細菌に対する一般的なテストは、捕捉プローブとして、す
べては必要ではなくとも、たいていの細菌に共通する保存された細菌遺伝子配列
のコレクションを使用してもよい。特定細菌の同定は必ずしも重要ではないため
、プローブのコレクションは、いずれかの、またすべての細菌が同じ捕捉層で検
出されることを確実なものとする、さまざまな細菌に特異的な複数のプローブの
広範なスペクトルから構成することができるだろう。
In this embodiment, the capture layer may contain single or multiple classes of capture probes. The use of multiple capture probes in a monolayer is useful in assays where any one of a number of different microorganisms needs to be detected. For example, a blood sample (eg, platelets) in the medium or used for transfusion
This embodiment can be used for the presence and / or identification of any bacteria therein. Therefore, general testing on bacteria may use as a capture probe a collection of conserved bacterial gene sequences common to most, if not all, bacteria. Since the identification of a particular bacterium is not always important, a collection of probes will allow multiple probes specific for different bacteria to ensure that any and all bacteria are detected in the same capture layer. Could consist of a broad spectrum of.

【0055】 複数の捕捉層もまた、本実施態様に使用することができる。これは多重ハイブ
リダイゼーションアッセイを作り出すために同じゲル装置で複数の捕捉層を連続
的に型どりをする簡単なものである。アッセイ時に、テストサンプルをそのすべ
ての層にわたって電気泳動にかけ、そして相補的なサンプル標的核酸を各層に捕
捉させる。各層のハイブリッドの量は、使用される捕捉プローブに関してサンプ
ル組成を直接反映する。例えば、固定捕捉プローブの異なる個別の層があり、各
層が特定の細菌種に特異的である場合、テストサンプルを電気泳動にかけるとき
、細菌の相補的な種が存在する場合は、細菌のその特定種に特異的な特定クラス
の固定捕捉プローブによって検出されるだろう。
Multiple acquisition layers can also be used in this embodiment. This is a simple one that sequentially molds multiple capture layers on the same gel device to create a multiplex hybridization assay. During the assay, the test sample is electrophoresed through all its layers and a complementary sample target nucleic acid is captured on each layer. The amount of hybrids in each layer directly reflects the sample composition with respect to the capture probe used. For example, if there are different, distinct layers of immobilized capture probes, each layer being specific to a particular bacterial species, when a test sample is electrophoresed, that complementary species of bacteria is It will be detected by a particular class of immobilized capture probe that is specific to the particular species.

【0056】 例えば、本明細書に記載されている方法が、3つの細菌種、大腸菌(E.co
li)、S.アウレウス(S.aureus)およびS.ピオゲネス(S.py
ogenes)に関するテストサンプルをスクリーニングするのに使用されれば
、電気泳動媒体は、固定捕捉プローブを含む3つの個別の層が存在するように構
築される。各層は3つの細菌のうちの1つに特異的であり、例えば、層1は大腸
菌に対して特異的な捕捉プローブを含んでおり、層2は、S.アウレウスに特異
的な捕捉プローブを含んでおり、また層3はS.ピオゲネスに特異的な捕捉プロ
ーブを含んでいる。テストサンプルはその後に電気泳動にかけられる。テストサ
ンプルが大腸菌とS.ピオゲネスとだけに汚染されている場合、その場合には、
捕捉層1と3には、そのテストサンプルが大腸菌とS.ピオゲネスにより汚染さ
れており、S.アウレウスではないことを示す捕捉プローブと標的分子の間に形
成されるハイブリダイゼーション複合体を含有する。
For example, the methods described herein can be used in three bacterial species, E. coli (E.co.
li), S.I. S. aureus and S. aureus. Pyogenes (S.py
If used to screen a test sample for genes), the electrophoretic medium is constructed so that there are three separate layers containing immobilized capture probes. Each layer is specific for one of three bacteria, for example layer 1 contains capture probes specific for E. coli and layer 2 contains S. Aureus-specific capture probes are included, and layer 3 is S. aureus. It contains a capture probe specific for pyogenes. The test sample is then subjected to electrophoresis. Test samples were E. coli and S. If only contaminated with Piogenes, then
The capture layers 1 and 3 were tested with E. coli and S. Contaminated by P. genogens, S. It contains a hybridization complex formed between the capture probe and the target molecule that is not Aureus.

【0057】 適当にハイブリダイズされる核酸のみが各層に保持されることを確実なものと
する条件を同定することができる。20塩基の長さの捕捉プローブによる電気泳
動ハイブリダイゼーションは、室温にて伝統的な非変性ゲルと緩衝液システムを
使用して実施することができる。このサイズの完全に相補的なハイブリッドは、
長時間の間安定であると思われる。しかし、さらなる緊縮性が、そのゲルに尿素
あるいはホルムアミドなどの変性剤を加えることにより、あるいは温度を上げな
がらそのゲルを泳動することにより、達成することができる。
Conditions can be identified that ensure that only properly hybridized nucleic acids are retained in each layer. Electrophoretic hybridization with a 20 base long capture probe can be performed at room temperature using traditional non-denaturing gel and buffer systems. A perfectly complementary hybrid of this size
It seems to be stable for a long time. However, additional stringency can be achieved by adding denaturing agents such as urea or formamide to the gel, or by running the gel at elevated temperatures.

【0058】 2次元プローブアレイ 1次元プローブアレイは、限られた数の捕捉プローブを用いる分析に使用する
ことができる。大きな数の配列の分析には、固定プローブの2次元アレイを使用
することができる。そのアレイは多くのやり方で形成することができる。簡易2
次元アレイは、例えば、複数垂直整列スペーサーを使用して通常のスラブゲル装
置で鋳造することができ、結果において、1次元アレイの1つのアレイを作り出
すことができる。
Two-Dimensional Probe Arrays One-dimensional probe arrays can be used for analysis with a limited number of capture probes. Two-dimensional arrays of fixed probes can be used for analysis of large numbers of sequences. The array can be formed in many ways. Simple 2
The dimensional array can be cast on a conventional slab gel machine, for example, using multiple vertically aligned spacers, resulting in the creation of one array of one dimensional arrays.

【0059】 さらに複雑な2次元アレイは2つのステップ、まず、1つのプレート上の基質
(例えば、ポリアクリルアミドゲル)点の集合の1つのアレイとして捕捉プロー
ブ領域を重合するというステップ、それから、そのアレイの上に上方ゲルプレー
トを戴置することによりその点の集合を「サンドイッチし」、またそのプローブ
点の集合の間の空隙スペース中に非修飾ゲルにより充填するというステップで作
り出すことができる。
A more complex two-dimensional array involves two steps, first polymerizing the capture probe regions as an array of substrate (eg, polyacrylamide gel) spots on a plate, and then the array. The set of points can be "sandwiched" by placing an upper gel plate on top of it and created by the step of filling with unmodified gel in the void spaces between the set of probe points.

【0060】 いずれの場合でも、テストサンプルは基質の全長にわたるバンドとして、例え
ば、基質の一番上の端部に装填される。本実施態様では、テストサンプル全体は
捕捉プローブのすべてとは接触しない。しかし、2次元分析が望ましい場合のた
いていの適用では、そのサンプル核酸は高いコピー数で存在し、そのため、この
問題は影響の大きい障害物をもたらすことはない。
In each case, the test sample is loaded as a band over the length of the substrate, eg at the top edge of the substrate. In this embodiment, the entire test sample does not contact all of the capture probes. However, in most applications where two-dimensional analysis is desired, the sample nucleic acid is present in high copy number, so this problem does not lead to high impact obstacles.

【0061】 3次元プローブアレイ 本出願に記載されているハイブリダイゼーションの諸方法にはまた、例えば、
高産出量および/あるいは価格効果を実現する多重並行アッセイに特に有用であ
り得る、そういった3次元アレイも包含することができる。こうしたアッセイは
、複数サンプルが表面あるいは面に適用することができる場合に3次元固体の形
式で供給することができ、そして、捕捉プローブの1つあるいはそれ以上の領域
が遭遇するよう、その固体の容量全体を移動するように作られる。そのアレイ中
を移動時に捕捉プローブの同じ配列に各サンブルが遭遇するようにアレイは産生
することができ、代替的には、異なるサンプル混合物を分析するように、あるい
は1つあるいはそれ以上のサンプル混合物内成分の異なるセットを分析するよう
に、捕捉プローブの異なる配列を、この目的のために位置決めすることができる
Three-Dimensional Probe Arrays The hybridization methods described in this application also include, for example:
Such three-dimensional arrays can also be included, which can be particularly useful in multiplex parallel assays to achieve high yields and / or price effects. Such an assay can be provided in the form of a three-dimensional solid when multiple samples can be applied to the surface or surface, and the solid Made to move the entire capacity. The array can be produced such that each sample encounters the same sequence of capture probes as it travels through the array, alternatively to analyze different sample mixtures, or one or more sample mixtures. Different sequences of capture probes can be positioned for this purpose so as to analyze different sets of internal components.

【0062】 変異の検出 本実施態様では、本発明は、標的分子のヌクレオチド配列内の変異を検出する
方法に関する。例えば、細菌、ウイルス、寄生生物、その他が変異したかどうか
を判定することが所望される場合がある。微生物のゲノム内の変異を検出するこ
とは、その微生物に関する有意な情報につながる可能性がある。例えば、細菌は
、抵抗性を伝達する遺伝子材料を受け取ることにより、抗生物質に対して抵抗性
になることができる。レトロウイルスなどのある種のウイルスは、迅速な変異速
度を有していることで悪名が高い。一般的な風邪の原因となっているウイルス
(例えば、アデノウイルス)は、宿主間できわめて容易に変異することができる
。特定の微生物汚染に対してどんな治療的な養生法が採用されるべきかを予測す
るために、例えば、抗体の攻撃に対して感受性がある以前の抗原を取り除くよう
な、そうしたやり方でウイルスが変異するかどうか、その遺伝子ステータスを確
かめることは非常に重要なことであると言うことができる。本実施態様では、テ
ストサンプルには、1つあるいはそれ以上の推定変異標的分子、すなわち、その
ヌクレオチド配列内に含まれている少なくとも1つの変異部位を有する標的核酸
を含んでいる。その変異部位には、ヌクレオチド配列内に1つあるいはそれ以上
の塩基変異が含まれている可能性がある。本実施態様では、電気泳動媒体内に固
定された捕捉プローブは、変異標的分子内に含まれる特定の変異部位に対して相
補的であるヌクレオチド配列領域を含んでいる。この相補的領域は、その変異が
本当に任意のテストサンプル内に存在する場合は、その特定の変異標的分子にハ
イブリダイズするのに使用される。1つの実施態様では、捕捉プローブは均一な
濃度で基質中で見つけることができる。1つの好適な実施態様では、捕捉プロー
ブは電気泳動媒体の1つあるいはそれ以上の個別の領域に固定される。異なる変
異部位を含有する複数の変異標的分子は、さまざまな変異標的分子内に含まれる
、異なる変異部位に対応する、あるいは、その異なる変異部位に相補的なヌクレ
オチド配列領域を含有する固定化捕捉プローブを使用して検出することができる
。(Kenney,M.ら、BioTechniques,25(3):516
−521(1998)、その教示は本出願に全体として組み込まれている)。1
つの変異標的分子が1つ以上の変異部位を含んでいる可能性があることも考えら
れる。これらの変異部位は、その変異標的分子内に含まれている1つの特定の変
異部位に相補的であるように設計されている複数の捕捉プローブにより検出する
ことができる。複数の捕捉プローブは、電気泳動用媒体内の、1つの特定変異部
位の検出のための特異的な種々の捕捉層に固定化されうる。テストサンプル核酸
の電気泳動の移動度は、固定化プローブとの相補性の程度により影響を受ける。
プローブに対して完全な相補性を有する標的分子は、捕捉プローブを介して電気
泳動用媒体に固定化され、低い相補性を有する標的分子は、捕捉層を通過する
(Kenney,M.ら、BioTechniques,25(3):516−
521(1998))。
Mutation Detection In this embodiment, the invention relates to a method of detecting a mutation within the nucleotide sequence of a target molecule. For example, it may be desirable to determine if a bacterium, virus, parasite, etc. has been mutated. Detecting mutations in the genome of a microorganism can lead to significant information about that microorganism. For example, bacteria can become resistant to antibiotics by receiving genetic material that transmits resistance. Certain viruses, such as retroviruses, are notorious for their rapid mutation rate. Viruses that cause common colds
(For example, adenovirus) can very easily mutate between hosts. In order to predict what therapeutic regimen should be adopted for a particular microbial contamination, the virus will be mutated in such a way, for example, to remove previous antigens that are susceptible to antibody attack. It can be said that it is very important to confirm the gene status of whether or not to do. In this embodiment, the test sample comprises one or more putative mutant target molecules, ie a target nucleic acid having at least one mutation site contained within its nucleotide sequence. The mutation site may contain one or more base mutations in the nucleotide sequence. In this embodiment, the capture probe immobilized in the electrophoretic medium contains a nucleotide sequence region that is complementary to a particular mutation site contained within the mutant target molecule. This complementary region is used to hybridize to that particular mutant target molecule if that mutation is indeed present in any test sample. In one embodiment, the capture probe can be found in the substrate at a uniform concentration. In one preferred embodiment, the capture probes are immobilized on one or more discrete areas of the electrophoretic medium. A plurality of mutation target molecules containing different mutation sites are contained in various mutation target molecules, an immobilized capture probe containing nucleotide sequence regions corresponding to different mutation sites or complementary to the different mutation sites. Can be detected using. (Kenney, M. et al., BioTechniques, 25 (3): 516.
-521 (1998), the teachings of which are incorporated herein in its entirety). 1
It is also possible that one mutation target molecule may contain more than one mutation site. These mutation sites can be detected by multiple capture probes designed to be complementary to one particular mutation site contained within the mutant target molecule. Multiple capture probes can be immobilized in various different capture layers for detection of one specific mutation site within the electrophoretic medium. The electrophoretic mobility of the test sample nucleic acid is affected by the degree of complementarity with the immobilized probe.
The target molecule having complete complementarity to the probe is immobilized on the electrophoretic medium via the capture probe, and the target molecule having low complementarity passes through the capture layer.
(Kenney, M. et al., BioTechniques, 25 (3): 516-.
521 (1998)).

【0063】 サンプルは、固体相ハイブリダイゼーション分析に先立って標識化されたヌク
レオチド三リン酸塩を用いて、PCR増幅法により都合よく調製し、標識化する
ことができる。
Samples can be conveniently prepared and labeled by PCR amplification with labeled nucleotide triphosphates prior to solid phase hybridization analysis.

【0064】 単一置換による標的分子の検出 本発明のもう1つの実施態様では、鎖置換反応(米国特許第4,766,06
2号;米国特許第4,766,064号;Vary,Nucleic Acid
s Res.,15:6883−6897(1987);Varyら、Clin
ical Chemistry 32:1696−1701(1986)を参照
のこと、それらの教示全体は参考文献として組み込まれている)、あるいは逆鎖
置換(米国特許第60/103,075号を参照のこと、その教示全体が参考文
献として本出願に組み入れられている))を使用してテストサンプルから得られ
る微生物の検出のための諸方法が開示される。
Detection of Target Molecules by Single Substitution In another embodiment of the invention, a strand displacement reaction (US Pat. No. 4,766,06) is used.
No. 2; U.S. Pat. No. 4,766,064; Vary, Nucleic Acid.
s Res. , 15: 6883-6897 (1987); Vary et al., Clin.
See Chemical Chemistry 32: 1696-1701 (1986), the entire teachings of which are incorporated by reference), or reverse chain substitution (see US Pat. No. 60 / 103,075, the teachings of which are incorporated herein by reference). Methods are disclosed for the detection of microorganisms obtained from test samples using (), which is incorporated by reference in its entirety)).

【0065】 置換アッセイでは、部分的二本鎖プローブが用いられている。本出願では「つ
なぎ鎖」核酸と呼称されているそのプローブの長い一本鎖核酸部分は、標的内に
含まれるヌクレオチド配列領域に相補的である。このつなぎ鎖は約5〜約100
ヌクレオチドの長さである。このプローブのその他の成分は、本出願では以降、
「シグナル」核酸と呼称される、非標識化つなぎ鎖成分の特定の部分配列(標的
分子内に含まれるヌクレオチド配列領域に相補的である同じサブ配列)に相補的
である、短い一本鎖の、検出可能に標識化された核酸である。このシグナルは約
5〜約50ヌクレオチドの長さである。これはそのつなぎ鎖に相補的であるため
、そのシグナル核酸の配列は標的の一部分に関する配列において同一(あるいは
非常に類似している)である。その2つのプローブの一本鎖成分がハイブリダイ
ズされるときには、そのシグナルおよびつなぎ鎖一本鎖は、シグナル核酸がその
つなぎ鎖と完全に塩基対であるハイブリッドを形成し、またそのつなぎ鎖には、
標的とのハイブリダイゼーションに有用である一本鎖領域が含まれる。
The displacement assay uses a partially double-stranded probe. The long single-stranded nucleic acid portion of the probe, referred to herein as a "tethered" nucleic acid, is complementary to a region of nucleotide sequence contained within the target. This tether is about 5 to about 100
It is the length of the nucleotide. The other components of this probe will be referred to hereafter in this application.
A short, single-stranded, complementary to a particular subsequence of an unlabeled tether component (the same subsequence that is complementary to a nucleotide sequence region contained within the target molecule), termed a "signal" nucleic acid. , A detectably labeled nucleic acid. This signal is about 5 to about 50 nucleotides in length. Since it is complementary to the tether, the sequence of the signal nucleic acid is identical (or very similar) in sequence with respect to a portion of the target. When the single-stranded components of the two probes are hybridized, the signal and tether single strands form a hybrid in which the signal nucleic acid is completely base paired with the tether, and the tether is not ,
A single-stranded region that is useful for hybridization to the target is included.

【0066】 従来からの置換アッセイでは、プローブは1つあるいはそれ以上の標的分子を
含むテストサンプルと一緒にインキュベートされ、またその標的はつなぎ鎖成分
の一本鎖部分にハイブリダイズする。標的はそのつなぎ鎖の全長に相同であるた
め、その標的はシグナル核酸との相同鎖交換反応を開始し、またそのつなぎ鎖か
らそれを置換する。標的が長く、またそのつなぎ鎖によりより安定した二本鎖分
子を形成するので、その鎖交換反応は、シグナル核酸置換の方向に急速に進む。
(これについてはGreen,C.とTibbetts,C.,Nucleic
Acids Res.,9:1905−1918(1981)を参照のこと、
その教示全体は本出願に参考文献として組み込まれている)。当業者であれば、
置換された標識化シグナル核酸がサンプル中の標的の量を正確に反映する実験上
の条件を見つけ出すことができる。(これについては、米国特許第4,766,
062号;米国特許第4,766,064号;Vary,Nucleic Ac
ids Res.,15:6883−6897(1987);Varyら、Cl
inical Chemistry 32:1696−1701(1986)を
参照のこと、それらの教示全体は参考文献として組み込まれている)。
In conventional displacement assays, the probe is incubated with a test sample containing one or more target molecules and the target hybridizes to the single-stranded portion of the tether component. Since the target is homologous to the entire length of its tether, it initiates a homologous strand exchange reaction with the signal nucleic acid and also displaces it from its tether. As the target is long and its tether forms a more stable double-stranded molecule, its strand exchange reaction proceeds rapidly towards signal nucleic acid displacement.
(For this, see Green, C. and Tibbetts, C., Nucleic.
Acids Res. , 9: 1905-1918 (1981),
The entire teachings are incorporated herein by reference). If you are a person skilled in the art,
Experimental conditions can be found in which the displaced labeled signal nucleic acid accurately reflects the amount of target in the sample. (See U.S. Pat. No. 4,766,666.
062; U.S. Pat. No. 4,766,064; Vary, Nucleic Ac.
ids Res. , 15: 6883-6897 (1987); Vary et al., Cl.
See internal Chemistry 32: 1696-1701 (1986), the entire teachings of which are incorporated by reference).

【0067】 本発明の本実施態様では、置換法を使用して微生物学的アッセイを実施するた
めの簡便化されたプロセスが開示される。特に、置換プローブ複合対のつなぎ鎖
成分は、電気泳動基質内に固定される。このように、標的分子は、ハイブリダイ
ゼーションに適している条件下で、捕捉プローブを含有する基質中を通してそれ
らを電気泳動にかけることにより、プローブ複合体(ハイブリッドシグナルとつ
なぎ鎖核酸とから成る)と接触する。標的分子が固定化捕捉プローブ複合体と接
触するとき、その標的分子はプローブ複合体のシグナル成分を置換し、その複合
体の固定されてつながれた成分にハイブリダイズする。その置換の後、置換され
たシグナルプローブ成分が検出され、またその元のテストサンプル中の標的分子
の存在と数を測定するために定量化される。
This embodiment of the invention discloses a simplified process for performing microbiological assays using the displacement method. In particular, the tether component of the displacement probe complex pair is immobilized within the electrophoretic substrate. Thus, the target molecule becomes a probe complex (consisting of hybrid signal and tethered nucleic acid) by subjecting them to electrophoresis through a substrate containing a capture probe under conditions suitable for hybridization. Contact. When the target molecule contacts the immobilized capture probe complex, the target molecule displaces the signal component of the probe complex and hybridizes to the immobilized tethered component of the complex. After that displacement, the displaced signal probe component is detected and quantified to determine the presence and number of target molecules in its original test sample.

【0068】 もう1つの実施態様では、逆置換がテストサンプル中の1つあるいはそれ以上
の標的分子の検出に関して説明される。その置換プローブ複合体は2つの核酸か
ら成る。すなわち、「シグナル」核酸と「つなぎ鎖」核酸である。この複合体に
おいては、そのシグナルは標的核酸に対して相補的である。そのつなぎ鎖核酸は
したがって、その標的の特定部分配列に対して配列においては同一、あるいは実
質的にほぼ同じである。本発明の1つの好適な実施態様では、そのシグナル核酸
は検出可能に標識化される。標的核酸が固定化置換プローブ複合体を含む電気泳
動媒体を通って電気泳動にかけられ、またハイブリダイゼーションに適する条件
下で、そのプローブ複合体と接触するようになると、その場合には、そのシグナ
ル核酸はその標識とハイブリダイズし、またそのシグナル核酸は相同鎖交換によ
りそのつなぎ鎖核酸から取り除かれる。逆置換反応の産物はそのシグナル核酸と
その標的とのハイブリッドである。このハイブリッドは捕捉プローブ層から移動
し、また検出することができ、また固定置換プローブ層からそれが移動して離れ
ると、定量化が可能になる。
In another embodiment, reverse substitution is described with respect to the detection of one or more target molecules in a test sample. The displacement probe complex consists of two nucleic acids. A "signal" nucleic acid and a "tether" nucleic acid. In this complex, the signal is complementary to the target nucleic acid. The tethered nucleic acid is thus identical, or substantially similar, in sequence to the particular subsequence of its target. In one preferred embodiment of the invention, the signal nucleic acid is detectably labeled. When the target nucleic acid is electrophoresed through the electrophoretic medium containing the immobilized displacement probe complex and comes into contact with the probe complex under conditions suitable for hybridization, in that case, the signal nucleic acid Hybridizes to the label and the signal nucleic acid is removed from the tethered nucleic acid by homologous strand exchange. The product of the reverse displacement reaction is a hybrid of the signal nucleic acid and its target. This hybrid can be displaced and detected from the capture probe layer and quantified as it migrates away from the immobilized displacement probe layer.

【0069】 これらの置換方法の1つの主な利点は、その標的分子が検出可能に標識化され
る必要がないことである。標的分子置換反応は、電気泳動基質における検出可能
に標識化されたプローブ分子の移動を生じる。プローブを標識化する数多くの異
なる方法が説明されてきたが、放射能、蛍光成分、化学発光部分、直接酵素抱合
体などの直接標識と、2次あるいは3次標識化分子と一緒に使用するための親和
性標識などの間接標識の両方がある。逆置換アッセイは標識特異的ではなく、ま
たいずれの実用的な標識も使用することができる。
One major advantage of these displacement methods is that the target molecule does not need to be detectably labeled. The target molecule displacement reaction results in the migration of the detectably labeled probe molecule on the electrophoretic substrate. Many different methods of labeling probes have been described, but for use with direct labels such as radioactivity, fluorescent moieties, chemiluminescent moieties, direct enzyme conjugates, and secondary or tertiary labeled molecules. There are both indirect labels such as the affinity labels of. The reverse displacement assay is not label specific and any practical label can be used.

【0070】 本発明のもう1つの実施態様では、標的依存性プローブ置換は、つなぎ鎖核酸
の特性における変化により、あるいはその置換反応により改変されるシグナルつ
なぎ鎖複合体の特性における変化により、検出することができる。
In another embodiment of the invention, target-dependent probe displacement is detected by a change in the properties of the tether nucleic acid or by a change in the properties of the signal tether complex that is modified by the displacement reaction. be able to.

【0071】 その後ひき続いて、検出の異なる形態が標識化プローブ核酸を使用することが
多く、その他のものは標識化つなぎ鎖核酸を、さらに他のものは標識化つなぎ鎖
および標識化プローブを使用し、またその他のものは非標識化プローブおよび非
標識化つなぎ鎖を使用しうる。
Subsequently, different forms of detection often use labeled probe nucleic acids, others using labeled tether nucleic acids and still others using labeled tethers and labeled probes. And others may use unlabeled probes and unlabeled tethers.

【0072】 プローブ置換の検出は、物質のいずれかの化学的あるいは物理的特性に関する
値、あるいは値の変化を検出することを含むその他の手段により達成することが
できるが、それらに限定されるわけではない。こうした値あるいは値における変
化には、それらに限定されるわけではないが、以下のものが含まれる。すなわち
、物理的測定法(質量あるいは密度測定法、質量分析法、プラズモン(染色体外
遺伝決定因子)共鳴法)、光学的検出(発光、吸光、蛍光、リン光、ルミネセン
ス、化学ルミネセンス、偏光、屈折率変化、その他)、電気的伝導度、その他の
電磁気エネルギーの吸収あるいは放出、放射能および溶液特性における誘発変化
(粘度、濁度、旋光度)など、である。
Detection of probe displacement can be accomplished by, but not limited to, a value related to any chemical or physical property of the substance, or other means including detecting a change in the value. is not. Such values or changes in values include, but are not limited to, the following: That is, physical measurement methods (mass or density measurement method, mass spectrometry method, plasmon (extrachromosomal genetic determinant) resonance method), optical detection (luminescence, absorption, fluorescence, phosphorescence, luminescence, chemiluminescence, polarization) , Refractive index change, etc.), electrical conductivity, absorption or release of other electromagnetic energy, induced changes in radioactivity and solution properties (viscosity, turbidity, optical rotation), etc.

【0073】 検出スキーム 特異的結合反応の検出、例えば、捕捉プローブに結合される固定微生物標的分
子の検出は、数々の異なるやり方で達成することができる。
Detection Schemes Detection of specific binding reactions, eg, detection of immobilized microbial target molecules bound to capture probes, can be accomplished in a number of different ways.

【0074】 テスト分子は結合反応に先立って検出可能に標識化することができる。直接標
的標識化のための適当な標識は、集中的吸光(例えば、輝度の高い色調に)、放
射能、蛍光、リン光、化学ルミネセンス、あるいは触媒によるものであり得る。
修飾ポリヌクレオチドを使用した核酸サンプルの直接標的標識は、当業者であれ
ば、周知の数々の酵素による諸方法により達成することができる(Sambro
okら、「分子クローニング:ラボマニュアル(Molecular Clon
ing:A Laboratory Manual)」、第2版、Cold S
pring Harbor Press社刊、1989年、ニュヨーク州コール
ドスプリングハーバー市、に総説)。
The test molecule can be detectably labeled prior to the binding reaction. Suitable labels for direct target labeling may be by focused absorption (eg, in bright shades), radioactivity, fluorescence, phosphorescence, chemiluminescence, or catalysis.
Direct target labeling of nucleic acid samples using modified polynucleotides can be accomplished by those skilled in the art by a number of well-known enzymatic methods (Sambro).
Ok et al., "Molecular Cloning: Lab Manual (Molecular Clon
ing: A Laboratory Manual) ", 2nd edition, Cold S
pring Harbor Press, 1989, Review, Cold Spring Harbor, NY).

【0075】 代替的には、標的分子は、それ自身標識化されているか、あるいは検出可能な
シグナルを産生できるかのいずれかである第2の特異的結合実体により認識する
ことができるリガンドを使用して間接的に標識化することができる。
Alternatively, the target molecule uses a ligand capable of being recognized by a second specific binding entity, which is either itself labeled or capable of producing a detectable signal. And indirectly labeled.

【0076】 こうした間接的システムの1つの例は、ビオチン化されたポリヌクレオチドを
使用した標識化である。このシステムでは、サンプルは標準的な核酸標識化技術
と、ビオチン化ポリヌクレオチドを使用して酵素的に標識化される。その結果し
て生じたビオチン修飾核酸は、ストレプトアビジンあるいはアビジンタンパク質
分子のビオチン特異的結合により検出することができる。ストレプトアビジンあ
るいはアビジン分子は、適当な物質により化学ルミネセンスあるいは比色シグナ
ルを産生するのに使用することができる、アルカリホスファターゼあるいは西洋
ワサビペルオキシダーゼなどの、フルオレセインあるいはリポーター酵素などの
蛍光標識に結合することができる(総説に関しては、KellerとManak
,「DNAプローブ(DNA Probes)」、第2版、マクミラン出版刊、
1993年、ロンドン;Pershingら編「診断学的分子生物学−原則と適
用(Diagnostic Molecular Microbiology:
Principles and Applications)」、Americ
an Society for Microbiology刊、1993年、ワ
シントン,D.C.を参照のこと)。
One example of such an indirect system is labeling with biotinylated polynucleotides. In this system, the sample is enzymatically labeled using standard nucleic acid labeling techniques and biotinylated polynucleotides. The resulting biotin-modified nucleic acid can be detected by biotin-specific binding of streptavidin or avidin protein molecules. Streptavidin or avidin molecules should be attached to fluorescent labels such as fluorescein or reporter enzymes, such as alkaline phosphatase or horseradish peroxidase, which can be used to produce chemiluminescent or colorimetric signals by appropriate substances. (For review, see Keller and Manak
, "DNA Probes", Second Edition, published by Macmillan Publishing,
1993, London; Pershing et al., Ed., "Diagnostic Diagnostic Molecular Biology-Principles and Applications" (Diagnostic Molecular Microbiology:
Principles and Applications) ", Americ
an Society for Microbiology, 1993, Washington, D .; C. checking).

【0077】 もう1つの有用な検出システムは、核酸中に組み込まれているジゴキシゲニン
−dUTPを認識する、アルカリホスファターゼに結合した、抗ジゴキシゲニン
抗体を使用するジゴキシゲニンシステムである。(Ausubel,F.M.編
「分子生物学における現行プロトコル(Current Protocols
in Molecular Biology)」、第1巻、§§3.18.1〜
3.19.6(1995);これらの教示全体は参考文献として本出願に全体と
して組み込まれている)
Another useful detection system is the digoxigenin system, which uses an anti-digoxigenin antibody conjugated to alkaline phosphatase, which recognizes digoxigenin-dUTP incorporated into nucleic acids. (Ausubel, FM, Ed., Current Protocols in Molecular Biology (Current Protocols
in Molecular Biology) ", Volume 1, §§ 3.18.1-
3.19.6 (1995); the entire teachings of which are incorporated herein by reference in their entirety).

【0078】 検出可能に標識化されたハイブリダイゼーションプローブもまた、間接的標的
標識として使用することができる。例えば、標的核酸は以降は「サンドイッチ」
プローブと呼ばれる、検出可能に標識化されたプローブによるハイブリダイゼー
ションにより、電気泳動法に先立って間接的に標識化することができる。このサ
ンドイッチプローブは捕捉プローブにより認識される領域とは重複しない微生物
標的の領域とハイブリダイズするように設計される。このサンドイッチプローブ
は電気泳動法時に残って標的と会合するように設計され、捕捉プローブには直接
結合し得ない。
Detectably labeled hybridization probes can also be used as indirect target labels. For example, the target nucleic acid is hereafter “sandwich”
Hybridization with a detectably labeled probe, called a probe, allows for indirect labeling prior to electrophoresis. The sandwich probe is designed to hybridize to a region of the microbial target that does not overlap with the region recognized by the capture probe. This sandwich probe is designed to remain associated with the target during electrophoresis and cannot bind directly to the capture probe.

【0079】 サンドイッチプローブはまた、電気泳動による捕捉の後に標的分子を標識化す
るのに使用することができる。この標識化の方法においては、非標識化標的が電
気泳動法にかけられ、またまず捕捉プローブにハイブリダイズする。その後に、
サンドイッチプローブが捕捉層を通って電気泳動にかけられる。要するに、その
捕捉された標的はその時点で、サンドイッチプローブに対する新しい「捕捉」プ
ローブとして作用する。この捕捉標的サンドイッチプローブ複合体はその時点で
、サンドイッチプローブ標識により検出することができる。
Sandwich probes can also be used to label target molecules after electrophoretic capture. In this labeling method, the unlabeled target is subjected to electrophoresis and first hybridizes to the capture probe. After that,
The sandwich probe is electrophoresed through the capture layer. In short, the captured target then acts as a new "capture" probe for the sandwich probe. This capture target sandwich probe complex can then be detected by the sandwich probe label.

【0080】 ブロット法もまた、標的結合捕捉プローブの検出に適応することができる。例
えば、検出表面は結合サンプル成分を有する分離媒体に並列され、またそのサン
プル成分はその後に、検出表面に移動し、任意に、例えば、溶媒あるいは試薬変
更などの化学的手段により補助が行われる。ここで、移されたサンプル成分が、
インターカレート染色の光学的検出などの公知の手段により、あるいはハイブリ
ダイズ放射線種から得られる放射能の検出により検出される。
Blotting can also be adapted for detection of target-bound capture probes. For example, the detection surface is juxtaposed to a separation medium having bound sample components, which sample components then migrate to the detection surface, optionally assisted by chemical means such as solvent or reagent modification. Here, the transferred sample components are
It is detected by known means such as optical detection of intercalating staining, or by detection of radioactivity obtained from the hybridizing radioactive species.

【0081】 さまざまな光学的技術が、捕捉プローブに結合されるサンプル成分の存在を検
出するのに使用することができる。例えば、その捕捉プローブが線状アレイ中に
配置されている場合は、各シグナルのその位置および強度が、機械的に、あるい
は光学的に、検出可能なシグナルのアレイに沿って単一検出器をスキャンするこ
とにより測定することができる。代替的には、検出可能なシグナルの線状アレイ
は検出可能なシグナルのアレイにアレイ検出器を並列させること、あるいはアレ
イ検出器上のシグナルレアイのすべてあるいは一部を光学的に画像化することな
どにより、線状アレイ検出器により検出することができる。
Various optical techniques can be used to detect the presence of sample components bound to the capture probe. For example, if the capture probes are arranged in a linear array, the position and intensity of each signal will mechanically or optically result in a single detector along the array of detectable signals. It can be measured by scanning. Alternatively, a linear array of detectable signals may be provided by juxtaposing the array detector with the array of detectable signals or optically imaging all or part of the signal ray on the array detector. Therefore, it can be detected by the linear array detector.

【0082】 検出可能なシグナルを伴う捕捉プローブが2次元アレイとして配置されるとき
、数々の検出方式を用いることができる。単一検出器は、機械的あるいは光学的
スキャニングにより、あるいはいずれかの組み合わせより、各時点でそのシグナ
ルを測定するのに使用することができる。代替的には、線状光学的検出アレイは
、並列あるいは光学的画像化によりシグナルのセットを検出するのに使用するこ
とができ、またこうしたシグナルの複数セットは、機械的にあるいは光学的にシ
グナルアレイあるいは検出器をスキャニングすることにより、検出することがで
きる。代替的には、捕捉プローブの2次元アレイは、固定化捕捉プローブから得
られる光学的シグナルアレイに並列することにより、あるいはその光学的シグナ
ルアレイの光学的画像により2次元光学領域検出器により全部あるいは一部で光
学的に検出することが可能である。
A number of detection schemes can be used when the capture probes with a detectable signal are arranged as a two-dimensional array. A single detector can be used to measure the signal at each time point by mechanical or optical scanning, or by any combination. Alternatively, a linear optical detection array can be used to detect a set of signals by parallel or optical imaging, and multiple sets of such signals can be mechanically or optically signaled. It can be detected by scanning the array or detector. Alternatively, the two-dimensional array of capture probes can be wholly or by a two-dimensional optical area detector by juxtaposing the optical signal array obtained from the immobilized capture probe or by optical image of the optical signal array. It can be optically detected in part.

【0083】 3次元アレイとして捕捉プローブが配置されるとき、個々のシグナルの検出は
、1つあるいはそれ以上のアレイのサブセクションをまず物理的にとることによ
り、上記の技術により配置することができる。代替的には、共焦点顕微鏡技術な
どの光学方式を用いることができ、それによって1つあるいは数々の検出可能な
シグナルが画像化され、またその他からの干渉は最少限度で検出され、またその
他のシグナルが光学的調整後に引き続き検出される。
When the capture probes are arranged as a three-dimensional array, detection of individual signals can be arranged by the techniques described above by first physically taking subsections of one or more arrays. . Alternatively, optical techniques such as confocal microscopy techniques can be used whereby one or many detectable signals are imaged and interference from the other is detected to a minimum and other The signal is subsequently detected after optical adjustment.

【0084】 本発明の特徴およびその他の詳細は、次に実施例においてさらに詳細に説明さ
れ、また指摘されることになる。本発明の特定の実施態様は、図示説明により示
されるが、本発明に関する制限としてではない。本発明の主な特徴は、本発明の
範囲から離れることなく、さまざまな実施態様において用いることができる。
Features and other details of the invention will now be described in more detail and pointed out in the examples. Specific embodiments of the invention are shown by way of illustration and not limitation as to the invention. The main features of this invention can be used in various embodiments without departing from the scope of the invention.

【0085】 実施例 実施例1:血小板濃縮物における細菌汚染用ゲルに基づくサンドイッチアッセイ 微生物汚染が疑われる血小板濃縮物250μLは、エシェリキア・コリ(大腸
菌;E.coli)細胞を含む緩衝液250mL(pH7.0の200mMリン
酸ナトリウム緩衝液、2mM EDTA,2%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS
)、0.1%ヘパリン)を混合することにより作成された。その大腸菌細胞は、
LB寒天プレート培養培地から得た細菌のコロニーにより、液体LBブイヨン2
mLを摂取することにより作成され、また振とうを加えて37℃にて一夜増殖さ
せた(Maniatisら、「分子クローニング:ラボマニュアル(Molec
ular Cloning:A Laboratory Manual)」、第
2版、Cold Spring Harbor Press社刊、1989年、
ニュヨーク州コールドスプリングハーバー市)。翌朝、一夜培養培地が新鮮なL
B媒体により100倍に希釈され、また600nmで2.4の光学的吸光度にな
るまで増殖させた。その培養培地は30秒間マイクロ遠心分離機(10,000
x g)でペレット化され、また氷冷TE緩衝液(10mMトリス−HCl,p
H8.0,1mM EDTA)に、4x109 細胞/mLの密度まで再懸濁され
た。
EXAMPLES Example 1 Gel-Based Sandwich Assay for Bacterial Contamination in Platelet Concentrate 250 μL of platelet concentrate suspected of microbial contamination was 250 mL of buffer containing Escherichia coli (E. coli) cells (pH 7). 0.0 mM 200 mM sodium phosphate buffer, 2 mM EDTA, 2% sodium dodecyl sulfate (SDS
), 0.1% heparin). The E. coli cells
Liquid LB broth 2 with bacterial colonies obtained from LB agar plate culture medium.
It was prepared by ingesting mL and was added with shaking and grown overnight at 37 ° C. (Maniatis et al., “Molecular Cloning: Lab Manual (Molec).
urular Cloning: A Laboratory Manual), 2nd Edition, Cold Spring Harbor Press, 1989,
Cold Spring Harbor City, New York). Next morning, overnight culture medium was fresh L
It was diluted 100-fold with B medium and grown to an optical absorbance of 2.4 at 600 nm. The culture medium is a microcentrifuge (10,000
xg) and pelleted in ice-cold TE buffer (10 mM Tris-HCl, p.
H8.0, 1 mM EDTA) to a density of 4 × 10 9 cells / mL.

【0086】 血小板濃縮物のアリコートが、洗浄された大腸菌細胞により以下のように、注
入された。すなわち、 1) 血小板濃縮液1.75mL 2) pH6.8の1Mリン酸ナトリウム緩衝液0.35mL 3) 10mMアウリントリカルボン酸0.36mL(Rnase阻害剤、S
igma Chemical社、ミズーリ州セントルイス市) 4) 10%wt/v SDS 0.35mL 5) 0.5M Na2 EDTA 0.035mL 6) 10%低分子量へパリン(Sigma Chemical社)0.03
5mL
An aliquot of platelet concentrate was infused with washed E. coli cells as follows. That is, 1) Platelet concentrate 1.75 mL 2) pH 6.8 1M sodium phosphate buffer 0.35 mL 3) 10 mM aurintricarboxylic acid 0.36 mL (Rnase inhibitor, S
(igma Chemical Co., St. Louis, MO) 4) 10% wt / v SDS 0.35 mL 5) 0.5M Na 2 EDTA 0.035 mL 6) 10% low molecular weight heparin (Sigma Chemical Co.) 0.03
5 mL

【0087】 緩衝液/血小板混合物のアリコート(450μL)がネジ蓋マイクロ遠心分離
機試験管の中に施与され、また洗浄された大腸菌細胞の連続希釈液の50μLア
リコートが加えられた。この試験管は短時間混ぜ合わされ、また、アルミニウム
加熱ブロックで130〜140℃にて10分間加熱された。その結果生じた溶解
産物はマイクロ遠心分離機(10,000x g)で室温にて10分間遠心分離
に掛けられた。
An aliquot (450 μL) of the buffer / platelet mixture was applied into a screw-cap microcentrifuge tube and a 50 μL aliquot of a serial dilution of washed E. coli cells was added. The test tubes were mixed briefly and heated in an aluminum heating block at 130-140 ° C for 10 minutes. The resulting lysate was centrifuged in a microcentrifuge (10,000 xg) for 10 minutes at room temperature.

【0088】 溶解産物のアリコートがハイブリダイゼーション反応で以下のように使用され
る。すなわち、 1) 溶解され、注入された血小板濃縮液24μL 2) 10x共役ハイブリダイゼーション緩衝液4μL(1M NaCl,p
H8.3の337Mmトリス−ホウ酸塩、10mM MgCl2 ,1mM Zn
Cl2 ,pH6.8の30mMリン酸ナトリウム緩衝液) 3) 10μMアダプターポリヌクレオチド配列(5’−GCT GCT T
CC TTC CGG ACC TGA GTG AAT ACG TTC C
CG GGC CT−3’[配列番号:1])、2μl 4) 300 nMアルカリホスファターゼ(AP)共役サンドイッチプロー
ブ6μL(5’−AP−NH2 −G GCA CAC GCG TCA TCT
GCC TTC−3’[配列番号:2])、6μl 5) 10mMアウリントリカルボン酸1μL 6) 水1μL ハイブリダイゼーションは53℃にて10分間実施した。ちなみに、本出願で使
用されるとき、ポリヌクレオチドという用語は、「ポリヌクレオチド配列」とい
う語句と相互に交換可能である。
An aliquot of the lysate is used in the hybridization reaction as follows. 1) Lysed and infused platelet concentrate 24 μL 2) 10 × conjugated hybridization buffer 4 μL (1M NaCl, p
H8.3 337 Mm Tris-borate, 10 mM MgCl 2 , 1 mM Zn
Cl 2 , pH 6.8, 30 mM sodium phosphate buffer) 3) 10 μM adapter polynucleotide sequence (5′-GCT GCT T)
CC TTC CGG ACC TGA GTG AAT ACG TTC C
CG GGC CT-3 ′ [SEQ ID NO: 1]), 2 μl 4) 300 nM alkaline phosphatase (AP) conjugated sandwich probe 6 μL (5′-AP-NH 2 -GGCA CAC GCG TCA TCT)
GCC TTC-3 ′ [SEQ ID NO: 2]), 6 μl 5) 10 mM aurintricarboxylic acid 1 μL 6) Water 1 μL Hybridization was carried out at 53 ° C. for 10 minutes. Incidentally, as used in this application, the term polynucleotide is interchangeable with the phrase "polynucleotide sequence".

【0089】 アダプタープローブは、5’最末端側の21ヌクレオチドが、大腸菌の4.5
S RNAの塩基65から41までに相補的であり、また3’最末端側の20ヌ
クレオチドがゲル固定化捕捉プローブポリヌクレオチドに相補的である41−m
er DNAポリヌクオチドである。本実施例で使用されている細菌標的ポリヌ
クレオチドは大腸菌の4.5S RNAから得たヌクレオチド配列であり、また
それは以下のとおりである。 すなわち、 GGGGGCTCTG TTGGTTCTCC CGCAACGCTA CT
CTGTTTAC CAGGTCAGGT CCGGAAGGAA GCAGC
CAAGG CAGATGACGC GTGTGCCGGG ATGTGAGC
TGG CAGGGCCCCC ACCC (Genbank受託番号 # A
E000151 U00096;塩基10899−11013;配列番号:3)
In the adapter probe, 21 nucleotides at the 5′-most terminal side are 4.5 in E. coli.
41-m which is complementary to bases 65 to 41 of S RNA, and the 3'-most 20 nucleotides are complementary to the gel-immobilized capture probe polynucleotide
er DNA polynucleotide. The bacterial target polynucleotide used in this example is a nucleotide sequence obtained from E. coli 4.5S RNA and is as follows: That is, GGGGGCTCTG TTGGTTCTCC CGCAACGCTA CT
CTGTTTAC CAGGTCAGGT CCGGAAGGAA GCAGC
CAAGG CAGATGACGC GTGTGCCGGG ATGTGAGC
TGG CAGGGGCCCCCC ACCC (Genbank accession number #A
E000151 U00096; bases 10899-11013; SEQ ID NO: 3)
.

【0090】 ハイブリダイズサンプルは、EDTAは含めることなくpH8.3の90mM
トリスホウ酸緩衝液を含む垂直5%ポリアクリルアミドゲル(29:1、単量体
:ビスwt/wt)上に装填された。そのゲルは3つのセクションに注ぎ込まれ
た。ゲルの中央層には固定化捕捉プローブポリヌクレオチドが含まれる(あるい
は単に捕捉プローブ、5’−アクリルアミド−AGG CCC GGG AAC
GTA TTC AC−3’[配列番号:4])。アクリルアミド修飾プロー
ブは、ポリアクリルアミド基質との重合時にアクリルアミドゲル混合物の中に含
まれていた。そのアクリルアミド基は、市販されていて入手可能なアクリルアミ
ドホスホルアミダイト(Acrydite(商標),Mosaic Techn
ologies,マサチューセッツ州ボストン市)を使用して捕捉プローブに加
えられた。捕捉層の捕捉プローブの濃度は4μMであった。ゲルの上方および下
方セクションには捕捉プローブは含まれていなかった。ゲルは、およそ0.75
mmの厚さx10cmの長さx10cm幅であった。電気泳動は200Vで90
分間、34℃というゲル温度にて実施された(Penguin装置,Owl S
cientific社、マサチューセッツ州ウォボーン市)。
Hybridized samples were 90 mM pH 8.3 without EDTA.
It was loaded on a vertical 5% polyacrylamide gel (29: 1, monomer: bis wt / wt) containing Tris borate buffer. The gel was poured into 3 sections. The center layer of the gel contains immobilized capture probe polynucleotide (or simply capture probe, 5'-acrylamide-AGG CCC GGG AAC.
GTA TTC AC-3 '[SEQ ID NO: 4]). The acrylamide modified probe was included in the acrylamide gel mixture upon polymerization with a polyacrylamide substrate. The acrylamide groups are commercially available and available as acrylamide phosphoramidite (Acrydite ™, Mosaic Techn).
(Biology, Boston, Mass.) was added to the capture probe. The concentration of the capture probe in the capture layer was 4 μM. The upper and lower sections of the gel contained no capture probe. The gel is about 0.75
The thickness was 10 mm, the length was 10 cm, and the width was 10 cm. Electrophoresis 90 at 200V
Min at a gel temperature of 34 ° C. (Penguin device, Owl S
Scientific, Woburn, Mass.).

【0091】 電気泳動の後、ゲルがガラス電気泳動プレートから取り外され、またAP緩衝
液(pH11の2.4Mジエチルアミン−HCl緩衝液、1mM MgCl2
0.1mM ZnCl2 )の中で10分間洗浄された。ゲルはその後、Atto
phos 化学蛍光AP基板(Attophos,Lumigen,Boehr
inger Mannheim Biochemicals社,インディアナ州
インディアナポリス市)15mLに10分間浸漬された。蛍光AP産物が、2次
元蛍光スキャナーを使用して画像化された(Fluorimager 595,
Molecular Dynamics社,カリフォルニア州Sunnyval
e)。
After electrophoresis, the gel was removed from the glass electrophoresis plate and the AP buffer (2.4 M diethylamine-HCl buffer, pH 11, 1 mM MgCl 2 ,
It was washed in 0.1 mM ZnCl 2 ) for 10 minutes. The gel is then Atto
phos chemiluminescent AP substrate (Attophos, Lumigen, Boehr
(Inner Mannheim Biochemicals, Indianapolis, Ind.) was soaked in 15 mL for 10 minutes. Fluorescent AP product was imaged using a two-dimensional fluorescence scanner (Fluorimager 595, 595).
Molecular Dynamics, Sunnyvale, CA
e).

【0092】 そのゲルの蛍光画像は図5に図示されている。そのゲルを水平に横切るように
伸びている捕捉層の位置は、かぎ括弧付きの7により示されている。 サンプルは以下のやり方で装填された。すなわち、 レーン1:107 大腸菌細胞を含む事前にハイブリダイズされた溶解産物、 レーン2:装填されたサンプルなし、 レーン3:106 大腸菌細胞を含む事前にハイブリダイズされた溶解産物、 レーン4:105 大腸菌細胞を含む事前にハイブリダイズされた溶解産物、 レーン5:104 大腸菌細胞を含む事前にハイブリダイズされた溶解産物、 レーン6:大腸菌細胞を加えずに事前にハイブリダイズされた溶解産物。
The fluorescence image of the gel is shown in FIG. The location of the trapping layer extending horizontally across the gel is indicated by the bracketed 7's. The sample was loaded in the following manner. Lanes 1:10 7 pre-hybridized lysate containing E. coli cells, lane 2: no loaded sample, lanes 3:10 6 pre-hybridized lysate containing E. coli cells, lane 4: lane 4: Pre-hybridized lysate containing 10 5 E. coli cells, lane 5: 10 pre-hybridized lysate containing 4 E. coli cells, lane 6: pre-hybridized lysate without addition of E. coli cells .

【0093】 結果はレーン1、3および4の捕捉層におけるAP活性を示す。微量AP活性
がレーン5の高度対照画像では観察される。レーン6ではバックグラウンドの上
のAP活性の払底がみられる。結論としては、本出願で説明されているサンドイ
ッチアッセイには、104 〜105 細菌細胞を検出するのには十分な感受性があ
る。
The results show AP activity in the capture layer of lanes 1, 3 and 4. Trace AP activity is observed in the high control image in lane 5. Lane 6 shows a bottom out of AP activity above background. In conclusion, the sandwich assay described in this application is sensitive enough to detect 10 4 -10 5 bacterial cells.

【0094】 実施例2:ゲルハイブリダイゼーションによる細菌RNAの鎖置換検出 エンテロバクター・クロアケ(Enterobacter cloacae)
、シュードモナス・エルジノーサ(Psedomonas aeruginos
a)、セラチア・マルセッセンス(Serratia marcescens)
、バシラス・セレウス(Bacillus cereus)、大腸菌(Esch
erichia coli)、スタヒロコッカス・エピデルミディス(Stap
hylococcus epidermidis)、スタヒロコッカス・アウレ
ウス(Staphylococcus aureus)から得られたすべての細
菌RNAは、加熱フェノールを使用して培養された細胞からの抽出により精製さ
れた。5mL栄養ブイヨン(Difco、Fisher Scientific
社により配送、ペンシルバニア州ピッツバーグ市)培養培地は、栄養寒天プレー
トから得られた単一分離コロニーで開始して、37℃にて一夜増殖された。次い
でこの一夜培養後に、100mL栄養ブイヨンが一夜培養培地に接種された。こ
の新しい培養培地は4時間増殖することができ、その後細菌は遠心分離機(60
00x g)を使用することにより集菌された。細菌細胞は、酢酸ナトリウム緩
衝液5mL中に再懸濁された(pH5.2,20mM酢酸ナトリウム、1mM
EDTA)。懸濁された細胞に対して、事前に加熱されていた(70℃、1:1
,容量:容量、水で事前に平衡化)10%SDS 500μLおよびフェノール
クロロホルム5mLが加えられ、またその後に、力強い振とうにかけられた。そ
の混合液はその後に70℃にて10分間、間欠的振とうを加えながらインキュベ
ートされた。細菌細胞を含有する混合液はその後に、親水性相と疎水性相を分離
するために8000x gで10分間遠心分離にかけられた。水性相は新しい試
験管に移され、また上述のように、フェノール/クロロホルムを使用して再抽出
された。RNAはその後に、3M酢酸ナトリウム(pH5.2,3M酢酸ナトリ
ウム)とエタノール2.5容量の10%容量溶液を使用して、2回連続エタノー
ル析出により水性相から回収された。回収されたRNAはその後、およそ1〜2
mL TE緩衝液(pH8.0の10mMトリス−HCl,1mM EDTA)
の中で溶解され、また−20℃にて保存された。RNAの濃度は、1 OD260 単位当たり33μg/mLであると想定して、260nmにおける吸光度により
測定された。RNA濃度は最終溶液の中で、1〜3μg/μLの範囲であった。
Example 2 Strand Displacement Detection of Bacterial RNA by Gel Hybridization Enterobacter cloacae
, Pseudomonas aeruginos
a), Serratia marcescens
, Bacillus cereus, Escherichia coli (Esch)
erichia coli), Stahirococcus epidermidis (Stap)
All bacterial RNAs from Hylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus were purified by extraction from cells cultured using heated phenol. 5mL nutrition broth (Difco, Fisher Scientific
Company, Pittsburgh, PA) culture medium was grown overnight at 37 ° C starting with single isolated colonies obtained from nutrient agar plates. Then, after this overnight culture, 100 mL of nutrient broth was inoculated into the overnight culture medium. This new culture medium was allowed to grow for 4 hours, after which the bacteria were centrifuged (60
Harvested by using 00x g). Bacterial cells were resuspended in 5 mL sodium acetate buffer (pH 5.2, 20 mM sodium acetate, 1 mM
EDTA). It was preheated to the suspended cells (70 ° C, 1: 1).
, Volume: volume, pre-equilibrated with water) 500 μL of 10% SDS and 5 mL of phenol-chloroform were added, followed by vigorous shaking. The mixture was then incubated at 70 ° C. for 10 minutes with intermittent shaking. The mixture containing bacterial cells was then centrifuged at 8000 xg for 10 minutes to separate the hydrophilic and hydrophobic phases. The aqueous phase was transferred to a new tube and re-extracted using phenol / chloroform as described above. RNA was then recovered from the aqueous phase by two successive ethanol precipitations using a 10% volume solution of 3M sodium acetate (pH 5.2, 3M sodium acetate) and 2.5 volumes of ethanol. The recovered RNA is then approximately 1-2.
mL TE buffer (10 mM Tris-HCl, pH 8.0, 1 mM EDTA)
It was thawed and stored at -20 ° C. RNA concentration was measured by absorbance at 260 nm, assuming 33 μg / mL per OD 260 unit. RNA concentrations ranged from 1-3 μg / μL in the final solution.

【0095】 電気泳動ゲルは3つのセクションに注ぎ込まれた。そのゲルの中央層には、固
定可能なつなぎ鎖捕捉プローブポリヌクレオチド(5’−アクリルアミド−GG
T AAG GTT CTT CGC GTT GCA TCG AAT TA
A ACC ACA TGC TCC ACC GCT TGT G−3’[配
列番号:5])を蛍光シグナルポリヌクレオチド(5’−Cy3−CAC AA
G CGG TGG AGC ATG TGG TTT−3’[配列番号:6]
、ここで、Cy3が蛍光ホスホルアミダイトの位置を示す)によりハイブリダイ
ズすることにより形成される、固定されていて部分的に二本鎖置換プローブ複合
体が含まれる。アクリルアミド修飾置換複合体は、重合時にアクリルアミドゲル
混合物の中に含められ、ポリアクリルアミド基質による共重合により層の中に固
定化された。アクリルアミド基は、市販されていて入手可能なアクリルアミドホ
スホルアミダイト(Acrydite(商標),Mosaic Technol
ogies社、マサチューセッツ州ボストン市)を使用してつなぎ鎖ポリヌクレ
オチドに加えられる。捕捉層中の置換プローブ複合体の濃度は、2μMであった
。そのゲルの上方および下方セクションには捕捉プローブは含まれていなかった
。そのゲルはおよそ0.75mmの厚さx10cm長さx10cm幅であった。
The electrophoretic gel was poured into three sections. An immobilizable tether capture probe polynucleotide (5'-acrylamide-GG is included in the middle layer of the gel).
T AAG GTT CTT CGC GTT GCA TCG AAT TA
A ACC ACA TGC TCC ACC GCT TGT G-3 ′ [SEQ ID NO: 5]) as a fluorescent signal polynucleotide (5′-Cy3-CAC AA
G CGG TGG AGC ATG TGG TTT-3 ′ [SEQ ID NO: 6]
, Where Cy3 indicates the position of the fluorescent phosphoramidite) and which is immobilized and comprises a partially double-stranded displacement probe complex. The acrylamide modified displacement complex was included in the acrylamide gel mixture during polymerization and immobilized in the layer by copolymerization with a polyacrylamide substrate. Acrylamide groups are commercially available and available as acrylamide phosphoramidite (Acrydite ™, Mosaic Technology).
, Inc., Boston, Mass.) to the tethered polynucleotides. The concentration of displacement probe complex in the capture layer was 2 μM. The upper and lower sections of the gel contained no capture probe. The gel was approximately 0.75 mm thick x 10 cm long x 10 cm wide.

【0096】 細菌RNAあるいは細菌標的ポリヌクレオチドのサンプルは、そのRNAを小
さな片に切断するために、50℃にて30分間100mM NaOHでの処理に
より、加水分解され、またそれによって、16S rRNAの分子内2次構造を
減らした。本実施例の中で使用された大腸菌16S rRNAヌクレオチド配列
は次のとおりである。すなわち、5’−CAC AAG CGG TGG AG
C ATG TGG TTT AAT TCG ATG CAA CGC GA
A GAA CCT TAC C−3’(Genbank受託番号:#M243
86;rRNAヌクレオチド配列位置933−984,[配列番号:7])であ
る。大腸菌から得たこの16S rRNAの5’−末端は、上記の蛍光シグナル
ポリヌクレオチドと部分的配列相同を分かち合って共有していた。大腸菌16S
rRNAヌクレオチド配列では、捕捉プローブポリヌクレオチドによりその増
加した塩基対のため、蛍光シグナルよりも、固定化捕捉プローブとの相補性の度
合いが高かった。標的ポリヌクレオチドが捕捉プローブ/シグナルポリヌクレオ
チド複合体と接触するとき、基本的には親和性の差異であるこの差異に基づいて
、標的ポリヌクレオチドは、シグナルポリヌクレオチドを置換し、また新しい複
合体が標的ポリヌクレオチドと捕捉プローブポリヌクレオチドの間に形成される
ことになる。
A sample of bacterial RNA or bacterial target polynucleotide was hydrolyzed by treatment with 100 mM NaOH for 30 minutes at 50 ° C. to thereby cleave the RNA into small pieces, and thereby the molecules of 16S rRNA. The secondary structure was reduced. The E. coli 16S rRNA nucleotide sequence used in this example is as follows. That is, 5'-CAC AAG CGG TGG AG
CATG TGG TTT AAT TCG ATG CAA CGC GA
A GAA CCT TAC C-3 '(Genbank accession number: # M243
86; rRNA nucleotide sequence position 933-984, [SEQ ID NO: 7]). The 5'-end of this 16S rRNA obtained from E. coli shared partial sequence homology with the fluorescent signal polynucleotide described above. E. coli 16S
The rRNA nucleotide sequence had a higher degree of complementarity to the immobilized capture probe than the fluorescent signal due to the increased base pairs due to the capture probe polynucleotide. Based on this difference, which is basically a difference in affinity when the target polynucleotide contacts the capture probe / signal polynucleotide complex, the target polynucleotide replaces the signal polynucleotide and a new complex is formed. It will be formed between the target polynucleotide and the capture probe polynucleotide.

【0097】 中和後、サンプルを中性1x TBE(pH8.3の89mMトリス−ホウ酸
塩、2mM EDTA)6%ポリアクリルアミドゲル(29:1単量体:ビスア
クリルアミド、wt:wt)上で走行させた。すべてのRNAのおよそ30〜4
0μgをそのゲルの各レーンで走行させた。ヒト18S rRNA配列と大腸菌
16S rRNA配列から成る陰性および陽性の対照サンプルはそれぞれ、T7
RNAポリメラーゼを使用して適当なベクターのインビトロ転写により産生さ
れた。これらインビトロ転写物もまたNaOHにより加水分解され、中和され、
また細菌RNA標準サンプルと並行して電気泳動にかけられた。電気泳動は35
℃のゲル温度を使用して100Vで実施された(Penguin装置、Owl
Scientific社、マサチューセッツ州ウォーバーン市)。電気泳動後、
そのゲルはガラスプレートから取り外され、Cy3染色蛍光(Amersham
Pharmacia Biotech社、ニュージャージー州ピスカタウェイ
市)がゲルスキャナー(Fluorimager 595,Molecular
Dynamics社、カルフォルニア州サニーバレー市)を使用して測定され
た。
After neutralization, the sample was run on neutral 1x TBE (89 mM Tris-borate, pH 8.3, 2 mM EDTA) 6% polyacrylamide gel (29: 1 monomer: bisacrylamide, wt: wt). I ran it. Approximately 30-4 of all RNA
0 μg was run in each lane of the gel. Negative and positive control samples consisting of the human 18S rRNA sequence and the E. coli 16S rRNA sequence were respectively T7.
Produced by in vitro transcription of the appropriate vector using RNA polymerase. These in vitro transcripts are also hydrolyzed and neutralized by NaOH,
It was also electrophoresed in parallel with a bacterial RNA standard sample. Electrophoresis is 35
Performed at 100 V using a gel temperature of ° C (Penguin device, Owl
(Scientific, Woburn, Mass.). After electrophoresis,
The gel was removed from the glass plate and stained with Cy3 stained fluorescence (Amersham).
Pharma Biotech, Inc., Piscataway, NJ, Gel Scanner (Fluorimager 595, Molecular)
Dynamics, Inc., Sunny Valley, Calif.).

【0098】 図6はゲルの蛍光画像を図示している。インビトロ転写対照を含むレーンは除
いて、RNAのおよそ30〜40μgが各レーンに加えられた。ヒトインビトロ
転写物のおよそ8ピコモル;それに、大腸菌インビトロ転写物4ピコモルが、対
照として使用された(右レーン)。観察できるように、大腸菌インビトロ転写物
およびその他のすべてのRNAは、その置換複合体から、シグナル層に図示され
ている蛍光シグナルポリヌクレオチドを置換することができた。対照的に、ヒト
18S rRNAインビトロ転写物はその置換複合体に相補的なヌクレオチド配
列の欠損のため、シグナルを置換することができなかった。したがって、図示さ
れているその置換アッセイは、ヒトrRNAから干渉されることなく、広範な系
統多様性を有する細菌RNAを検出することができる。
FIG. 6 illustrates a fluorescence image of the gel. Approximately 30-40 μg of RNA was added to each lane, except for the lane containing the in vitro transcription control. Approximately 8 pmol of human in vitro transcript; and 4 pmol of E. coli in vitro transcript were used as controls (right lane). As can be seen, the E. coli in vitro transcript and all other RNAs were able to displace the fluorescent signal polynucleotide depicted in the signal layer from its displacement complex. In contrast, the human 18S rRNA in vitro transcript was unable to displace the signal due to the lack of a nucleotide sequence complementary to its replacement complex. Therefore, the displacement assay illustrated is capable of detecting bacterial RNA with a wide range of phylogenetic diversity without interference from human rRNA.

【0099】 実施例3:固体相分析を使用した変異検出 5’−末端アクリダイト基を含有するポリヌクレオチドが、本実施例で使用さ
れた(Research Genetics社,アラバマ州Huntsvill
e;Eurogentec社、ベルギー、Seraing;Operon Te
chnologies社、カリフォルニア州Alameda市)。非修飾および
5’−フルオレレイン標識化ポリヌクレオチドが、Ransom Hill B
iosciences社(カリフォルニア州Ramona市)から入手された。
凍結乾燥されたポリヌクレオチドがTE緩衝液(pH8.3の10mMトリス−
HCl、1mM EDTA)の中で溶解され、−20℃にて冷凍保存された。濃
度はA260 nm読み取り値(1光学濃度(OD)単位当たり33μg/mLオリ
ゴヌクレオチドと想定)から測定された。すべての濃度はオリゴヌクレオチド鎖
に関連しているものである。
Example 3: Mutation Detection Using Solid Phase Analysis A polynucleotide containing a 5'-terminal acrydite group was used in this example (Research Genetics, Huntsville, AL).
e; Eurogentec, Belgium, Seraing; Operon Te
chnologies, Alameda, Calif.). Unmodified and 5'-fluorolein labeled polynucleotides were isolated from Ransom Hill B
Obtained from iosciences, Inc. (Ramona, Calif.).
The lyophilized polynucleotide was a TE buffer (10 mM Tris-pH 8.3).
HCl, 1 mM EDTA) and stored frozen at -20 ° C. Concentrations were determined from A 260 nm readings (assuming 33 μg / mL oligonucleotide per optical density (OD) unit). All concentrations are relative to the oligonucleotide chain.

【0100】 本実施例で使用されるポリヌクレオチドの配列は以下に説明される。「Fl」
および「Ac」はフルオレセインとアクリダイト修飾をそれぞれ表わす。フルオ
レセイン標識化標的分子を使用して、ハイブリダイゼーション(viz,捕捉)
の効率を示すために設計された第1実験で使用された捕捉プローブは、5’−A
c−GTA CCA TAA CAG CAA GCC TCA−3’[配列番
号:8]、それに、使用された標的ポリヌクレオチドは以下のとおりであった。
すなわち、(i)左相補的レーン、5’−Fl−TGA GGC TTG CT TTA TGG TAC−3’[配列番号:9];(ii)右相補的レーン
、5’−Fl−TGA GGC TTG CT TTA TGG TAC−3
’[配列番号:10];(iii)非相補的、5’−Fl−ATT ACG T
TG ATA TTG CTG ATT A−3’[配列番号:11]、である
(図7参照)。その2つの相補的ポリヌクレオチドは、5’末端から12塩基の
単一位置で異なる(下線部)。使用された非緊縮ゲル条件下(すなわち、23℃
ゲル温度)で、その2つの相補的なポリヌクレオチドの間のヌクレオチド配列差
異は識別されない(図7参照)。
[0100]   The sequences of the polynucleotides used in this example are described below. "Fl"
And "Ac" represent fluorescein and acrydite modifications, respectively. Fluo
Hybridization using rescein-labeled target molecule (viz, capture)
The capture probe used in the first experiment designed to demonstrate the efficiency of
c-GTA CCA TAA CAG CAA GCC TCA-3 '[SEQ ID NO:
No. 8], and the target polynucleotides used were as follows.
That is, (i) left complementary lane, 5'-F1-TGA GGC TTG CT. G   TTA TGG TAC-3 '[SEQ ID NO: 9]; (ii) right complementary lane
5'-Fl-TGA GGC TTG CTT  TTA TGG TAC-3
'[SEQ ID NO: 10]; (iii) non-complementary 5'-Fl-ATT ACG T
TG ATA TTG CTG ATT A-3 '[SEQ ID NO: 11].
(See Figure 7). The two complementary polynucleotides are 12 bases from the 5'end.
Different at a single position (underlined). Non-stringent gel conditions used (ie 23 ° C)
Nucleotide sequence difference between the two complementary polynucleotides at gel temperature)
No differences are identified (see Figure 7).

【0101】 次の実験では、異なる複数および単数の塩基ミスマッチを含有する一連の標的
分子は、以前の実験で使用されたように、同じ捕捉プローブを使用して走行させ
、またその標的分子は、フルオレセイン標識化補体(compl.):5’−Fl−TG
A GGC TTG CTG TTA TGG TAC−3’[配列番号:12
]に基づいたものであった(図8参照)。さまざまな変異標的分子は、捕捉プロ
ーブとのミス対合のタイプと、標的分子の5’末端からの距離により上の図8に
標識化されている。そのミス対合はコロンにより分離されている標的分子中の塩
基がその後に続く捕捉プローブの中の塩基により同定される。例えば、c:t,
5レーンで使用される標的分子は、5’−Fl−TGA GC TTG CT
G TTA TGG TAC−3’[配列番号:13]であり、またc:t,5
;a:a,7;a:c,14レーンで使用されている標的は、5’−Fl−TG
A GTG CTG TA TGG TAC−3’[配列番号:14
]である。下線部の位置は、完全相補的標的分子とは異なるものである。この実
験の非相補的標的分子は以前の実験で使用されたものと同じものである。
In the next experiment, a series of target molecules containing different plural and singular base mismatches were run using the same capture probe as used in previous experiments, and the target molecules were Fluorescein-labeled complement (compl.): 5'-Fl-TG
A GGC TTG CTG TTA TGG TAC-3 ′ [SEQ ID NO: 12
] (See FIG. 8). Various mutant target molecules are labeled in Figure 8 above by the type of mispairing with the capture probe and the distance from the 5'end of the target molecule. The mismatch is identified by a base in the target molecule followed by a base in the target molecule separated by a colon. For example, c: t,
5 target molecules used in lanes, 5'-Fl-TGA G T C TTG CT
G TTA TGG TAC-3 ′ [SEQ ID NO: 13], and c: t, 5
A: a, 7; a: c, target used in lane 14 is 5'-Fl-TG
A G T C A TG CTG T C A TGG TAC-3 '[ SEQ ID NO: 14
]. The underlined position is different from the perfectly complementary target molecule. The non-complementary target molecule in this experiment is the same as that used in the previous experiment.

【0102】 次の実験では、固体相ハイブリダイゼーションがPCR産物における変異を検
出するのに使用され、特に、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)逆転写酵素コドン
41変異:5’−Ac−GT ACA GAG TG GAA AAG G−
3’[配列番号:15](その変異位置は下線部)を同定するのに使用される捕
捉プローブを使用してHIV逆転写酵素における変異を検出するのに使用された
。そのコドン215〜219変異を同定するのに使用された捕捉プローブは、5
’−Ac−GG CT TAC ACA CCA GAC AA−3’[配
列番号:16]であった(その変異位置は下線部)(図9参照)。
In the next experiment, solid phase hybridization was used to detect mutations in the PCR product, in particular the human immunodeficiency virus (HIV) reverse transcriptase codon 41 mutation: 5'-Ac-GT ACA GAG C. TG GAA AAG G-
It was used to detect mutations in HIV reverse transcriptase using the capture probe used to identify 3 '[SEQ ID NO: 15] (the mutation position is underlined). The capture probe used to identify the codon 215-219 mutation was 5
'-Ac-GG CT C TA C ACA CCA GAC C AA-3' [ SEQ ID NO: 16] and which was (a variant position are underlined) (see FIG. 9).

【0103】 次に多形態を検出する能力が調べられた。その捕捉プローブは、以下のとおり
である。すなわち、(i)A’,5’−Ac−GTT TTC AGC TCC
ACC TAC CAC AAG T−3’[配列番号:17]、(ii)B
’,5’−Ac−GTT TTA GCT CCA ACT ACC ACA
AGT T−3’[配列番号:18]、(iii)C’,5’−Ac−GTT
TTG CAC CTC AAA GCT GTT CCG T−3’[配列番
号:19]、および(iv)D’,5’−Ac−GTT TTG TTC AT
G CCG CCC ATG CAG G−3’[配列番号:20]、そして、
その標的分子は以下のとおりであった。すなわち、(i)A,5’−Fl−AC
TTG TGG TAG TTG GAG CTG−3’[配列番号:21]
、(ii)B,5’−Fl−AA CTT GTG GTA GTT GGA
GCT−3’[配列番号:22]、(iii)C,5’−Fl−AC GGA
ACA GCT TTG AGG TGC−3’[配列番号:23]、(iv)
D,5’−Fl−CC TGC ATG GGC GGC ATG AAC−3
’[配列番号:24]であった。標的分子AおよびBは、19塩基の共通ヌクレ
オチド配列を分かち合って共有している(図10参照)。
Next, the ability to detect polymorphisms was investigated. The capture probe is as follows. That is, (i) A ′, 5′-Ac-GTT TTC AGC TCC
ACC TAC CAC AAG T-3 ′ [SEQ ID NO: 17], (ii) B
', 5'-Ac-GTT TTA GCT CCA ACT ACC ACA
AGT T-3 ′ [SEQ ID NO: 18], (iii) C ′, 5′-Ac-GTT
TTG CAC CTC AAA GCT GTT CCG T-3 ′ [SEQ ID NO: 19], and (iv) D ′, 5′-Ac-GTT TTG TTC AT.
G CCG CCC ATG CAG G-3 ′ [SEQ ID NO: 20], and
The target molecule was as follows. That is, (i) A, 5'-Fl-AC
TTG TGG TAG TTG GAG CTG-3 ′ [SEQ ID NO: 21]
, (Ii) B, 5'-F1-AA CTT GTG GTA GTT GGA
GCT-3 ′ [SEQ ID NO: 22], (iii) C, 5′-Fl-AC GGA
ACA GCT TTG AGG TGC-3 ′ [SEQ ID NO: 23], (iv)
D, 5'-F1-CC TGC ATG GGC GGC ATG AAC-3
'[SEQ ID NO: 24]. Target molecules A and B share and share a common nucleotide sequence of 19 bases (see Figure 10).

【0104】 アクリルアミドゲル(5%〜20%総アクリルアミド、29:1単量体:ビス
−アクリルアミド)が、0.5x TBE緩衝液(pH8.3,の45mMトリ
ス−ホウ酸塩、1mM EDTA)の中に10%水性過硫酸アンモニウム7μL
およびゲル溶液のmL当たり2μLのN,N,N’,N’−テトラメチレンジア
ミン(TEMED)を加えることにより、調製され、また、重合された。標準的
なミニゲルシステム(Mini−PROTEAN(登録商標)II,8x10c
mプレート(Bio−Rad)およびPenguin(商標),10x10cm
プレート(Owl Scientific社、マサチューセッツ州ウォーバーン
市))が、0.8〜1.5mmの間の厚さの範囲にあるスペーサーと一緒に使用
された。
An acrylamide gel (5% -20% total acrylamide, 29: 1 monomer: bis-acrylamide) was loaded with 0.5x TBE buffer (45 mM Tris-borate, pH 8.3, 1 mM EDTA). 7% of 10% aqueous ammonium persulfate
And was prepared and polymerized by adding 2 μL of N, N, N ′, N′-tetramethylenediamine (TEMED) per mL of gel solution. Standard mini-gel system (Mini-PROTEAN® II, 8x10c
m-plate (Bio-Rad) and Penguin ™, 10 × 10 cm
Plates (Owl Scientific, Woburn, Mass.) Were used with spacers ranging in thickness between 0.8 and 1.5 mm.

【0105】 典型的には、そのゲルは3つのセクションで鋳造された。まず、低い方の非修
飾ゲルが注ぎ込まれ、また重合が可能となった。次に、アクリダイト修飾捕捉プ
ローブを含有する捕捉層が非修飾ゲル上で重合された。その層の均一な重合を確
実なものとするため、捕捉層の容量はおよそ0.5cmであった。アクリダイト
捕捉プローブ(10μM最終的な濃度)は、触媒添加の前に非重合ゲル溶液と混
ぜ合わせる。その捕捉層の重合後、ゲル表面が0.5x TBEにより完全に洗
浄され、またそのゲルカセットの残りが非修飾ゲルで充填された。
Typically, the gel was cast in three sections. First, the lower unmodified gel was poured in and allowed to polymerize again. The capture layer containing the acrydite modified capture probe was then polymerized on the unmodified gel. The volume of the trapping layer was approximately 0.5 cm to ensure uniform polymerization of the layer. Acrydite capture probe (10 μM final concentration) is combined with non-polymerized gel solution prior to catalyst addition. After polymerization of the capture layer, the gel surface was thoroughly washed with 0.5x TBE and the rest of the gel cassette was filled with unmodified gel.

【0106】 非変性アクリルアミドゲルは100〜150Vの印加電圧で0.5x TBE
緩衝液で泳動させた(ゲル長さは8〜10cm)。ゲルは、サンプル装填前に1
5〜20分間事前に泳動させた。フルオレセイン標識化標的分子は、ショ糖含有
緩衝液と混合され、また事前に加熱することなく装填された。標識化PCR産物
は、通常は50μL反応液から5μLであるが、75%ホルムアミド(容量/容
量)まで引き上げて、また装填前に90℃にて2分間加熱された。
The non-denaturing acrylamide gel was 0.5 × TBE at an applied voltage of 100-150V.
It was run in buffer (gel length 8-10 cm). Gel should be 1
Pre-migrated for 5-20 minutes. Fluorescein-labeled target molecule was mixed with sucrose-containing buffer and loaded without prior heating. Labeled PCR product, usually 5 μL from a 50 μL reaction, was raised to 75% formamide (volume / volume) and heated at 90 ° C. for 2 minutes before loading.

【0107】 変異を含有するプラスミド(pKRT67/70/215/219,pKRT
41/215/219)および、HIV逆転写酵素遺伝子(HIV−RT)の野
生型(pKRTwt)サブクローンが使用された。プラスミドサンプルはHin
dIIIにより制限され、また制限材料の106 コピーが、初期PCR標的とし
て使用された。増幅が94℃にて10秒間、50℃にて10秒間、および72℃
にて1分間から成る30サイクルの間、実施された。反応混合液には10mMト
リス−HCl(pH8.3)、50mM KCl,2.5mM MgCl2 ,0
.5% Tween(登録商標)20,50μM dCTP、dTTPおよびd
ATP、32μM dGTP,16μMフルオレセイン−dGTP(NEN L
ife Science Products,マサチューセッツ州ボストン市)
、0.005U/μL AmpliTaq(登録商標) DNAポリメラーゼ
(Perkins Elmer社、コネチカット州ノーウォーク市)および1μ
M増幅プライマーが含まれる。HIV−RTのコドン215〜219領域を含有
する321−塩基対(bp)標的分子が、プライマー5’−ATG AGA C
AC CAG GGA TTA GA−3’[配列番号:25]、および5’−
TAG GCT GTA CTG TCC ATT TAT−3’[配列番号:
26]を使用して増幅された。HIV−RTのコドン41領域を含む249−b
p標的分子は、プライマー5’−GGA TGG CCC AAA AGT T
A−3’[配列番号:27]、および5’−CCT GCG GGA TGT
GGT ATT C−3’[配列番号:28]を使用して増幅された。
A plasmid containing the mutation (pKRT67 / 70/215/219, pKRT
41/215/219) and a wild type (pKRTwt) subclone of the HIV reverse transcriptase gene (HIV-RT) was used. The plasmid sample is Hin
Limited by dIII and 10 6 copies of the restricted material were used as the initial PCR target. Amplification at 94 ° C for 10 seconds, 50 ° C for 10 seconds, and 72 ° C
Was performed for 30 cycles consisting of 1 minute. The reaction mixture contained 10 mM Tris-HCl (pH 8.3), 50 mM KCl, 2.5 mM MgCl 2 , 0.
. 5% Tween® 20,50 μM dCTP, dTTP and d
ATP, 32 μM dGTP, 16 μM fluorescein-dGTP (NEN L
if Science Products, Boston, Mass.)
, 0.005 U / μL AmpliTaq® DNA Polymerase
(Perkins Elmer, Norwalk, CT) and 1μ
M amplification primers are included. The 321-base pair (bp) target molecule containing the codons 215 to 219 region of HIV-RT was labeled with the primer 5′-ATG AGA C.
AC CAG GGA TTA GA-3 '[SEQ ID NO: 25], and 5'-
TAG GCT GTA CTG TCC ATT TAT-3 ′ [SEQ ID NO:
26] was used for amplification. 249-b containing the codon 41 region of HIV-RT
The p target molecule is the primer 5′-GGA TGG CCC AAA AGT T
A-3 ′ [SEQ ID NO: 27], and 5′-CCT GCG GGA TGT
Amplified using GGT ATT C-3 '[SEQ ID NO: 28].

【0108】 図7はフルオレセイン標識化標的分子を使用してハイブリダイゼーションの効
率を図示説明している。その結果により、相補的サンプル(Cレーン)が捕捉プ
ローブを含む捕捉層上に完全に固定されたが、一方、非相補的標的分子(Nレー
ン)は保持されていなかったことが示されている。
FIG. 7 illustrates the efficiency of hybridization using a fluorescein labeled target molecule. The results show that the complementary sample (C lane) was completely immobilized on the capture layer containing the capture probe, while the non-complementary target molecule (N lane) was not retained. .

【0109】 図8は、さまざまな温度におけるアクリダイトゲル中の捕捉プローブの泳動を
用いて、異なる複数および単一塩基ミスマッチを含む一連の標的分子を図示して
いる。アクリダイトゲル測定により達成された高度緊縮性は、末端に近い変異標
的が、完全に相補的な標的が緊密なバンドを形成する条件下でその結合が弱めら
れているため、捕捉層へスメア(smear) し(そして、その中を通っていく)とい
う事実により示される。図8Aは、40℃にて典型的なゲル泳動を示し、一方、
図8Bは、データセット全体のグラフ図を提供している。図8Bにみられるよう
に、ミスマッチはいくつかのクラスに分類された。たいていは、40℃というゲ
ル温度が捕捉を妨げるように十分に不安定化された。いくつかはまだ部分的に4
0℃では保持されていたが、しかし、45℃にて捕捉層から効率的に取り除かれ
た。たった1つのミスマッチは45℃では捕捉層から完全に取り除かれることは
なかった。しかし、その変異体は末端近くの位置に局在していて(21塩基標的
分子のうち20)、また、通常、こうした末端近くのミスマッチは反応速度論的
溶解分析を行わないで識別することは難しい。
FIG. 8 illustrates a series of target molecules containing different multiple and single base mismatches using migration of capture probes in acrydite gels at various temperatures. The high stringency achieved by the acridite gel assay is due to the smearing of the capture layer to the capture layer because mutant targets near the ends have weakened binding under conditions where the perfectly complementary target forms a tight band. smear) (and pass through). FIG. 8A shows typical gel migration at 40 ° C., while
FIG. 8B provides a graphical representation of the entire dataset. As can be seen in Figure 8B, the mismatches were divided into several classes. In most cases, a gel temperature of 40 ° C. was destabilized sufficiently to prevent trapping. Some still partially 4
It was retained at 0 ° C, but was effectively removed from the capture layer at 45 ° C. Only one mismatch was not completely removed from the acquisition layer at 45 ° C. However, the variants are localized near the ends (20 of 21 base target molecules), and mismatches near these ends are usually not discernible without kinetic lysis analysis. difficult.

【0110】 図9はPCR産物の変異をタイプ分けする際のアクリダイトゲルの使用法を図
示説明している。特にHIV逆転写酵素における変異の2つのセットが検出され
た。コドン41変異が単一ヌクレオチド変化であり、一方、コドン215〜21
9では、変異は、4つのヌクレオチドの置換を含む。フルオレセイン標識化PC
R産物が、HIV−RT断片を有するプラスミド標的分子から調製され、ホルム
アミドにより変性され、またその後に、HIV−RT変異に特異的な捕捉プロー
ブを含むゲル上に装填される。両方の場合で、その変異プローブ−相補的鎖は効
率的に捕捉され、一方、野生型産物ではそうではない。このように、両方の場合
で、変異遺伝子は野生型遺伝子からはっきりと識別することができる。
FIG. 9 illustrates and illustrates the use of acridite gels in typing mutations in PCR products. In particular, two sets of mutations in HIV reverse transcriptase were detected. The codon 41 mutation is a single nucleotide change, while codons 215-21
In 9, the mutation involves the substitution of 4 nucleotides. Fluorescein labeled PC
The R product is prepared from a plasmid target molecule with the HIV-RT fragment, denatured with formamide, and then loaded on a gel containing capture probes specific for HIV-RT mutations. In both cases, the mutant probe-complementary strand was efficiently captured, whereas the wild-type product did not. Thus, in both cases, the mutated gene is clearly distinguishable from the wild-type gene.

【0111】 図10は、複数の捕捉層を使用して、多形態の検出を図示説明している。標的
分子「A」および「B」は、共通19−塩基配列を共有しており、また両方とも
効率的に第1「A」捕捉層により捕捉される。「A」および「B」標的が同時に
装填された場合にレーンでもっとも良くみられるように(図10、一番左と右の
レーン)、「B」捕捉層による標的「A」および「B」の相補性は、「A」捕捉
層の僅かな過剰装填が原因となって引き起こされる標的の溢れ出しから観察する
ことができる。標的「C」および「D」は、層「C」および「D」に対する完全
な特異性をそれぞれ示している。
FIG. 10 illustrates polymorphic detection using multiple capture layers. Target molecules "A" and "B" share a common 19-base sequence and both are efficiently captured by the first "A" capture layer. Targets "A" and "B" with "B" capture layer, as best seen in lanes when "A" and "B" targets were loaded simultaneously (Figure 10, leftmost and rightmost lanes). Complementarity can be observed from the overflow of the target caused by the slight overloading of the "A" capture layer. Targets "C" and "D" show perfect specificity for layers "C" and "D", respectively.

【0112】 本発明はその一定の実施態様を参照しつつ詳細に示され、説明されてきたが、
当業者であれば、形態における、また詳細におけるさまざまな変更が、添付の請
求項により定義されているような本発明の主旨と範囲から離れることなく、その
中で行われる場合があることは理解されるであろう。
While the present invention has been shown and described in detail with reference to certain embodiments thereof,
Those skilled in the art will appreciate that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Will be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 図1は、細菌標的分子を検出することに関わる、種々の段階を示す概略説明図
である。
FIG. 1 is a schematic illustration showing the various steps involved in detecting a bacterial target molecule.

【図2】 図2は、血小板含有供給源から得られる、潜在的な細菌標的分子の調製を図示
している概略説明図である。
FIG. 2 is a schematic illustration illustrating the preparation of potential bacterial target molecules obtained from a platelet-containing source.

【図3】 図3は、サンドイッチアッセイを図示している概略説明図である。[Figure 3]   FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a sandwich assay.

【図4】 図4は、鎖置換アッセイを図示している概略説明図である。[Figure 4]   FIG. 4 is a schematic illustration illustrating a strand displacement assay.

【図5】 図5は、標的分子に対するサンドイッチアッセイの結果を示すゲルの写真であ
る。
FIG. 5 is a photograph of a gel showing the results of a sandwich assay for target molecules.

【図6】 図6は、標的分子に対する単一置換アッセイの結果を示すゲルの写真である。[Figure 6]   FIG. 6 is a photograph of a gel showing the results of a single displacement assay on a target molecule.

【図7】 図7は、媒体内の個別層の中で固定された捕捉プローブと、その捕捉プローブ
に相補的な2つの分子と、1つの非相補的標的分子とを使用する置換アッセイの
結果を示すゲルの写真である。
FIG. 7: Results of displacement assay using capture probe immobilized in discrete layers in the medium, two molecules complementary to the capture probe and one non-complementary target molecule. Is a photograph of a gel showing.

【図8】 図8AとBは、固相技術を使用して変異体の分析を図示している。図8Aは標
的分子内の変異を検出するというゲル分析から得られたゲルである。図8Bはこ
の実験で使用される11個の異なる標的分子に関するプロフィールである。
8A and B illustrate analysis of variants using solid phase technology. FIG. 8A is a gel obtained from gel analysis detecting mutations in target molecules. FIG. 8B is a profile for the 11 different target molecules used in this experiment.

【図9】 図9は、特にHIV逆転写酵素遺伝子におけるPCR産物中の変異体を検出す
るための実験の結果を示すゲルの写真である。
FIG. 9 is a photograph of a gel showing the results of an experiment for detecting a variant in a PCR product, particularly in the HIV reverse transcriptase gene.

【図10】 図10は複数の捕捉層ゲルを使用した1つの実験の結果を示すゲルの写真であ
る。
FIG. 10 is a gel photograph showing the results of one experiment using multiple capture layer gels.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 21/27 G01N 21/41 Z 4B063 21/41 21/59 Z 4B065 21/59 21/64 F 21/64 G 27/06 Z 27/06 33/483 F 27/447 33/53 M 33/483 33/566 33/53 33/58 A 33/566 C12N 15/00 ZNAA 33/58 G01N 27/26 325B 315F 315G 325E 315K (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT,AU, AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DZ,EE ,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,HR, HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,K P,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU ,LV,MA,MD,MG,MK,MN,MW,MX, NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,S G,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ ,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 2G043 AA01 BA16 CA03 DA02 EA01 EA02 GA07 GB21 2G045 BB01 BB20 CA02 CA24 CA25 CA26 CB01 CB03 CB04 CB09 CB12 CB21 CB26 DA12 DA13 DA14 DA36 FB02 FB04 FB05 FB07 GC04 GC06 GC07 GC09 GC11 GC16 GC30 JA04 2G059 AA05 BB12 CC16 DD03 DD04 EE01 EE02 EE04 FF12 HH02 KK04 2G060 AA07 AD06 AE40 AF08 HC06 KA09 4B024 AA11 CA02 CA04 CA09 GA11 HA14 4B063 QA01 QA18 QQ05 QQ06 QQ07 QQ10 QR32 QR35 QR55 QR56 QS35 QX02 QX07 4B065 AA01X AA15X AA29X AA41X AA46X AA48X AA49X AA53X BD02 BD50 CA46 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G01N 21/27 G01N 21/41 Z 4B063 21/41 21/59 Z 4B065 21/59 21/64 F 21 / 64 G 27/06 Z 27/06 33/483 F 27/447 33/53 M 33/483 33/566 33/53 33/58 A 33/566 C12N 15/00 ZNAA 33/58 G01N 27/26 325B 315F 315G 325E 315K (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA ( BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, U , ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA , CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU , SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZWF F terms (reference) 2G043 AA01 BA16 CA03 DA02 EA01 EA02 GA07 GB21 2G045 BB01 BB20 CA02 CA24 CA25 CA26 CB01 CB03 CB04 CB09 CB12 CB21 CB26 DA12 DA13 DA14 DA36 FB02 FB04 FB05 FB07 GC04 GC06 GC07 GC09 GC11 GC16 GC30 JA04 2G059 AA05 BB12 CC16 DD03 DD04 EE01 EE02 EE04 FF12 HH02 KK04 2G060 AA07 AD06 AE40 AF08 HC06 KA09 4B024 AA11 CA02 CA04 CA09 GA11 HA14 4B063 QA01 QA18 QQ05 QQ06 QQ07 QQ10 QR32 QR35 QR55 QR56 QS35 QX02 QX07 4B065 AA01X AA15X AA29X AA41X AA46X AA48X AA49X AA53X BD02 BD50 CA46

Claims (45)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 以下の工程: (a)少なくとも1つの領域内に固定化された1種以上の捕捉プローブを含有す
る電気泳動媒体内に、微生物学的標的分子を導入する工程; (b)前記電気泳動媒体を電界に供し、固定化された捕捉プローブを含む前記電
気泳動媒体の少なくとも1つの領域に微生物学的標的分子の電気泳動移動をもた
らす工程;ならびに (c)前記媒体内に固定化された、微生物学的標的分子または微生物学的標的分
子/捕捉プローブ複合体の存在を検出する工程を含み、 それにより、固定化された捕捉プローブを含有する電気泳動媒体の少なくとも1
つの領域内における、微生物学的標的分子または微生物学的標的分子/捕捉プロ
ーブ複合体の検出が、前記テストサンプル中における微生物の存在を示す、 テストサンプル中の1種以上の微生物学的標的分子の有無を検出する工程を含む
、テストサンプル中の微生物の有無の検出方法。
1. The following steps: (a) introducing a microbiological target molecule into an electrophoretic medium containing one or more capture probes immobilized in at least one region; (b) Subjecting the electrophoretic medium to an electric field to effect electrophoretic migration of the microbiological target molecule in at least one region of the electrophoretic medium containing immobilized capture probes; and (c) immobilizing within the medium. At least one of an electrophoretic medium containing an immobilized capture probe, the method comprising the step of: detecting the presence of a microbiological target molecule or a microbiological target molecule / capture probe complex.
Detection of the microbiological target molecule or the microbiological target molecule / capture probe complex within one of the regions is indicative of the presence of a microorganism in the test sample. A method for detecting the presence or absence of microorganisms in a test sample, comprising the step of detecting the presence or absence.
【請求項2】 工程(a)の前に、テストサンプルを処理して微生物および
/または宿主から標的分子の1種以上を放出させる、請求項1記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein prior to step (a), the test sample is treated to release one or more target molecules from the microorganism and / or host.
【請求項3】 微生物が、細菌、ウイルス、真菌および寄生虫からなる群よ
り選ばれる請求項1記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the microorganism is selected from the group consisting of bacteria, viruses, fungi and parasites.
【請求項4】 細菌が、セラチア・マルセッセンス、スタヒロコッカス・エ
ピデルミディス、スタヒロコッカス・アウレウス、シュードモナス・エルジノー
サ、大腸菌、バシラス・セレウス、エンテロバクター・クロアケ、ストレプトコ
ッカス・ピオゲネス、スタヒロコッカス・ワーネリ、ストレプトコッカス・(α
−ヘモリティク)((-hemolyric )、ストレプトコッカス・ニューモニエ、スト
レプトコッカス・ミティス、サルモネラ、セラチア・リクファシエンス(liquifa
ciens)、クレブシエラ、プロピオニバクテリウム・アクネス、エルシニア・エン
テロコリチカ、シュードモナス・フルオレッセンス、シュードモナス・プチダお
よびその組み合わせからなる群より選ばれる請求項3記載の方法。
4. The bacterium is Serratia marcescens, Staphylococcus epidermidis, Stahirococcus aureus, Pseudomonas erginosa, Escherichia coli, Bacillus cereus, Enterobacter cloake, Streptococcus pyogenes, Staphylococcus waneri, Streptococcus.・ (Α
-(Hemolyric) ((-hemolyric), Streptococcus pneumoniae, Streptococcus mitis, Salmonella, Serratia liquefaciens (liquifa)
ciens), Klebsiella, Propionibacterium acnes, Yersinia enterocolitica, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida and combinations thereof.
【請求項5】 微生物学的標的分子が、核酸、タンパク質、ペプチドおよび
その組み合わせからなる群より選ばれる請求項1記載の方法。
5. The method of claim 1, wherein the microbiological target molecule is selected from the group consisting of nucleic acids, proteins, peptides and combinations thereof.
【請求項6】 核酸が、DNAおよびRNAからなる群より選ばれる請求項
5記載の方法。
6. The method of claim 5, wherein the nucleic acid is selected from the group consisting of DNA and RNA.
【請求項7】 テストサンプルが、血液、血漿、血小板、赤血球、尿、糞便
、汗、気管滲出物、房水、硝子液、皮膚、毛髪、細胞、組織および器官の培養系
からなる群より選ばれる請求項1記載の方法。
7. The test sample is selected from the group consisting of blood, plasma, platelets, red blood cells, urine, feces, sweat, tracheal exudate, aqueous humor, vitreous humor, skin, hair, cells, tissue and organ culture systems. The method according to claim 1, wherein
【請求項8】 捕捉プローブが、核酸、修飾核酸、核酸類似体およびその組
み合わせからなる群より選ばれる請求項1記載の方法。
8. The method of claim 1, wherein the capture probe is selected from the group consisting of nucleic acids, modified nucleic acids, nucleic acid analogs and combinations thereof.
【請求項9】 電気泳動媒体が、少なくとも1種のポリマーを含む溶液であ
る請求項1記載の方法。
9. The method of claim 1, wherein the electrophoretic medium is a solution containing at least one polymer.
【請求項10】 ポリマーが、ポリアクリルアミド、ポリ(N,N−ジメチ
ルアクリルアミド)ポリマー、ポリ(ヒドロキシエチルセルロース)ポリマー、
ポリ(エチレンオキシド)ポリマー、ポリ(ビニルアルコール)ポリマーおよび
その組み合わせからなる群より選ばれる請求項9記載の方法。
10. The polymer is polyacrylamide, poly (N, N-dimethylacrylamide) polymer, poly (hydroxyethyl cellulose) polymer,
10. The method of claim 9 selected from the group consisting of poly (ethylene oxide) polymers, poly (vinyl alcohol) polymers and combinations thereof.
【請求項11】 前記媒体が、少なくとも1種のポリマーから形成されてい
るゲルである請求項1記載の方法。
11. The method of claim 1, wherein the medium is a gel formed from at least one polymer.
【請求項12】 電気泳動媒体が、ポリアクリルアミドポリマー、アガロー
スポリマー、澱粉ポリマーおよびその組み合わせからなる群より選ばれる少なく
とも1種のポリマーを用いて形成されている請求項11記載の方法。
12. The method according to claim 11, wherein the electrophoretic medium is formed by using at least one polymer selected from the group consisting of polyacrylamide polymers, agarose polymers, starch polymers and combinations thereof.
【請求項13】 以下の工程: (a)テストサンプル由来の1種以上の微生物学的標的分子を、ハイブリダイゼ
ーションに適した条件下で、少なくとも1種のアダプターポリヌクレオチドと接
触させ、それによりアダプター/標的ハイブリダイゼーション複合体を形成する
、アダプター/標的ハイブリダイゼーション複合体を形成する工程; (b)(a)のハイブリダイゼーション複合体を、少なくとも1つのその領域内
に固定化された1種以上の捕捉プローブポリヌクレオチドを含有する電気泳動媒
体に導入する工程; (c)前記電気泳動媒体を電界に供し、固定化された捕捉プローブポリヌクレオ
チドを含む前記電気泳動媒体の少なくとも1つの領域に前記アダプター/標的複
合体の電気泳動移動をもたらす工程;ならびに (d)前記媒体内に固定化された、アダプター/標的/捕捉プローブ複合体の存
在を検出する工程、 を含む、アダプター分子を用いる、テストサンプル中の1種以上の微生物学的標
的分子の有無を検出する工程を含む、テストサンプル中の微生物の有無の検出方
法。
13. The following steps: (a) contacting one or more microbiological target molecules from a test sample with at least one adapter polynucleotide under conditions suitable for hybridization, thereby causing an adapter. / Forming a hybrid / target hybridization complex, forming an adapter / target hybridization complex; (b) one or more of the hybridization complex of (a) immobilized in at least one region thereof. Introducing into an electrophoretic medium containing a capture probe polynucleotide; (c) subjecting the electrophoretic medium to an electric field to provide the adapter / on at least one region of the electrophoretic medium containing the immobilized capture probe polynucleotide. Effecting electrophoretic migration of the target complex; and (d) the medium. Detecting the presence of an adapter / target / capture probe complex immobilized in the body, the step of detecting the presence or absence of one or more microbiological target molecules in a test sample using an adapter molecule. A method of detecting the presence or absence of microorganisms in a test sample, including.
【請求項14】 微生物が、細菌、ウイルス、真菌および寄生虫からなる群
より選ばれる請求項13記載の方法。
14. The method of claim 13, wherein the microorganism is selected from the group consisting of bacteria, viruses, fungi and parasites.
【請求項15】 微生物学的標的分子が、核酸、タンパク質およびペプチド
からなる群より選ばれる請求項13記載の方法。
15. The method according to claim 13, wherein the microbiological target molecule is selected from the group consisting of nucleic acids, proteins and peptides.
【請求項16】 核酸が、DNAおよびRNAからなる群より選ばれる請求
項15記載の方法。
16. The method of claim 15, wherein the nucleic acid is selected from the group consisting of DNA and RNA.
【請求項17】 テストサンプルが、血液、血漿、血小板、赤血球、尿、糞
便、汗、気管滲出物、房水、硝子液、皮膚、毛髪、細胞、組織および器官の培養
系からなる群より選ばれる請求項13記載の方法。
17. The test sample is selected from the group consisting of blood, plasma, platelets, red blood cells, urine, feces, sweat, tracheal exudate, aqueous humor, vitreous humor, skin, hair, cells, tissue and organ culture systems. 14. The method of claim 13, wherein
【請求項18】 アダプターポリヌクレオチドが、配列番号:1である請求
項13記載の方法。
18. The method of claim 13, wherein the adapter polynucleotide is SEQ ID NO: 1.
【請求項19】 工程(a)において、アダプター/標的ハイブリダイゼー
ション複合体を、前記アダプターポリヌクレオチドと標的分子との間の結合配列
領域と重複しない前記標的分子に相補的なヌクレオチド配列を含有するサンドイ
ッチプローブと、ハイブリダイゼーションに適した条件下で混合する、請求項1
3記載の方法。
19. A sandwich comprising in step (a) an adapter / target hybridization complex containing a nucleotide sequence complementary to said target molecule which does not overlap with the binding sequence region between said adapter polynucleotide and target molecule. 2. Mixing with a probe under conditions suitable for hybridization.
3. The method described in 3.
【請求項20】 サンドイッチプローブポリヌクレオチドがアルカリホスフ
ァターゼに結合している請求項19記載の方法。
20. The method of claim 19, wherein the sandwich probe polynucleotide is bound to alkaline phosphatase.
【請求項21】 サンドイッチプローブポリヌクレオチドが配列番号:2で
ある請求項20記載の方法。
21. The method of claim 20, wherein the sandwich probe polynucleotide is SEQ ID NO: 2.
【請求項22】 微生物学的標的ポリヌクレオチドが配列番号:3である請
求項13記載の方法。
22. The method of claim 13, wherein the microbiological target polynucleotide is SEQ ID NO: 3.
【請求項23】 固定化された捕捉プローブポリヌクレオチドが配列番号:
4である請求項13記載の方法。
23. The immobilized capture probe polynucleotide is SEQ ID NO:
14. The method according to claim 13, which is 4.
【請求項24】 (a)微生物学的標的分子のある領域に相補的なヌクレオ
チド配列領域を含有する少なくとも1種の捕捉プローブポリヌクレオチドを、捕
捉プローブポリヌクレオチドとハイブリダイズさせるのに使用する微生物学的標
的ヌクレオチド配列領域に部分的に相同なヌクレオチド配列を含有する少なくと
も1種のシグナルポリヌクレオチドと、前記捕捉プローブポリヌクレオチドとシ
グナルポリヌクレオチドとのハイブリダイゼーションに適した条件下で接触させ
、それにより捕捉プローブ/シグナルポリヌクレオチド複合体を形成する、少な
くとも1種の捕捉プローブ/シグナルポリヌクレオチド複合体を形成する工程;
(b)微生物学的標的分子を、少なくとも1つの領域内に固定化された1種以上
の捕捉プローブを含む電気泳動媒体内に導入する工程; (c)前記電気泳動媒体を電界に供し、固定化された捕捉プローブポリヌクレオ
チドを含む前記電気泳動媒体の少なくとも1つの領域内に前記微生物学的標的分
子の電気泳動移動をもたらす工程;ならびに (d)前記媒体内のシグナル層における少なくとも1種の遊離シグナルポリヌク
レオチドの存在を検出し、それによりテストサンプル中の1種以上の微生物学的
標的分子の存在を示す工程 を含む、シグナルポリヌクレオチド置換反応を用いる、テストサンプル中の1種
以上の微生物学的標的分子の有無を検出する工程を含む、微生物の有無の検出方
法。
24. (a) Microbiology used to hybridize with a capture probe polynucleotide at least one capture probe polynucleotide containing a nucleotide sequence region complementary to a region of a microbiological target molecule. At least one signal polynucleotide containing a nucleotide sequence partially homologous to the target nucleotide sequence region is contacted under conditions suitable for hybridization of the capture probe polynucleotide and the signal polynucleotide, thereby capturing. Forming at least one capture probe / signal polynucleotide complex which forms a probe / signal polynucleotide complex;
(B) introducing the microbiological target molecule into an electrophoretic medium containing one or more kinds of capture probes immobilized in at least one region; (c) subjecting the electrophoretic medium to an electric field to immobilize it. Effecting electrophoretic migration of the microbiological target molecule within at least one region of the electrophoretic medium containing an immobilized capture probe polynucleotide; and (d) at least one release in a signal layer within the medium. One or more microbiology in a test sample using a signal polynucleotide substitution reaction, comprising detecting the presence of a signal polynucleotide, thereby indicating the presence of one or more microbiological target molecules in the test sample. A method for detecting the presence or absence of a microorganism, comprising the step of detecting the presence or absence of a target molecule.
【請求項25】 捕捉プローブポリヌクレオチドが配列番号:5である請求
項24記載の方法。
25. The method of claim 24, wherein the capture probe polynucleotide is SEQ ID NO: 5.
【請求項26】 シグナルポリヌクレオチドが配列番号:6である請求項2
4記載の方法。
26. The signal polynucleotide is SEQ ID NO: 6.
4. The method described in 4.
【請求項27】 微生物学的標的分子が配列番号:7である請求項24記載
の方法。
27. The method of claim 24, wherein the microbiological target molecule is SEQ ID NO: 7.
【請求項28】 以下の工程: (a)少なくとも1つの領域内に固定化された1種以上の捕捉プローブを含有す
る電気泳動媒体内に、1種以上の推定変異標的分子を導入する工程; (b)前記電気泳動媒体を電界に供し、固定化された捕捉プローブを含む前記電
気泳動媒体の少なくとも1つの領域に1種以上の推定変異標的分子の電気泳動移
動をもたらす工程;ならびに (c)前記媒体内に固定化された、推定変異標的分子/捕捉プローブ複合体の存
在を検出する工程、 を含むテストサンプル中に存在する推定変異標的分子または分子群の1種以上に
おける少なくとも1個のヌクレオチド配列変異部位の同定方法。
28. The following steps: (a) introducing one or more putative mutant target molecules into an electrophoretic medium containing one or more capture probes immobilized in at least one region; (B) subjecting the electrophoretic medium to an electric field to effect electrophoretic migration of one or more putative mutant target molecules in at least one region of the electrophoretic medium containing immobilized capture probes; and (c). Detecting the presence of a putative mutant target molecule / capture probe complex immobilized in the medium, comprising: at least one nucleotide in one or more of the putative mutant target molecule or molecules present in the test sample. A method for identifying a sequence mutation site.
【請求項29】 捕捉プローブが、電気泳動媒体の1つ以上の不連続な領域
内に固定化されている請求項28記載の方法。
29. The method of claim 28, wherein the capture probe is immobilized within one or more discrete areas of the electrophoretic medium.
【請求項30】 捕捉プローブが、核酸、修飾核酸、核酸類似体およびその
組み合わせからなる群より選ばれる請求項28記載の方法。
30. The method of claim 28, wherein the capture probe is selected from the group consisting of nucleic acids, modified nucleic acids, nucleic acid analogs and combinations thereof.
【請求項31】 捕捉プローブが、配列番号:8、配列番号:15および配
列番号:16〜20からなる群より選ばれる請求項28記載の方法。
31. The method of claim 28, wherein the capture probe is selected from the group consisting of SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 15 and SEQ ID NOs: 16-20.
【請求項32】 推定変異標的分子が、細菌分子、ウイルス分子、真菌分子
および寄生虫分子からなる群に由来する請求項28記載の方法。
32. The method of claim 28, wherein the putative mutant target molecule is from the group consisting of bacterial, viral, fungal and parasite molecules.
【請求項33】 推定変異標的分子が核酸である請求項32記載の方法。33. The method of claim 32, wherein the putative mutant target molecule is a nucleic acid. 【請求項34】 推定変異標的分子が、DNAおよびRNAからなる群より
選ばれる請求項33記載の方法。
34. The method of claim 33, wherein the putative mutant target molecule is selected from the group consisting of DNA and RNA.
【請求項35】 推定変異標的分子が、配列番号:9〜14および配列番号
:21〜24からなる群より選ばれる請求項35記載の方法。
35. The method of claim 35, wherein the putative mutant target molecule is selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 9-14 and SEQ ID NOs: 21-24.
【請求項36】 推定変異標的分子が、配列番号:25〜28からなる群よ
り選ばれるプライマーを用いて合成される請求項35記載の方法。
36. The method according to claim 35, wherein the putative mutant target molecule is synthesized using a primer selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 25-28.
【請求項37】 テストサンプルが、血液、尿、糞便、汗、気管滲出物、房
水、硝子液、皮膚、毛髪、細胞、組織および器官の培養系からなる群より選ばれ
る請求項28記載の方法。
37. The test sample according to claim 28, wherein the test sample is selected from the group consisting of blood, urine, feces, sweat, tracheal exudate, aqueous humor, vitreous humor, skin, hair, cells, tissues and organ culture systems. Method.
【請求項38】 (a)微生物標的分子を、内部に固定化された捕捉プロー
ブ複合体を含有する電気泳動媒体に導入する工程、ここで、前記捕捉プローブ複
合体は、つなぎ鎖(tether)核酸分子とハイブリダイズした標識シグナル核酸分子
を含有する; (b)前記電気泳動媒体を電界に供し、固定化された捕捉プローブを含む前記電
気泳動媒体の少なくとも1つの領域に前記微生物標的分子の電気泳動移動をもた
らす工程; (c)ハイブリダイゼーションに適した条件下で、前記標的分子を工程(a)の
捕捉プローブ複合体と接触させることにより新しいハイブリッド複合体を形成す
る工程、ここで、前記シグナル核酸分子は、前記標的分子と置換され、それによ
り、前記つなぎ鎖核酸分子とハイブリダイズした標的分子を含有する新しいハイ
ブリッド複合体を形成する;ならびに (d)シグナル核酸を検出し、それによりテストサンプルにおける標的分子の存
在を示す工程 を含む、置換アッセイを用いる、テストサンプルにおける微生物標的分子の有無
の検出方法。
38. (a) A step of introducing a microbial target molecule into an electrophoretic medium containing a capture probe complex immobilized therein, wherein the capture probe complex is a tether nucleic acid. A labeled signal nucleic acid molecule hybridized with the molecule; (b) subjecting the electrophoretic medium to an electric field to electrophorese the microbial target molecule in at least one region of the electrophoretic medium containing an immobilized capture probe. (C) contacting the target molecule with the capture probe complex of step (a) under conditions suitable for hybridization to form a new hybrid complex, wherein the signal nucleic acid The molecule replaces the target molecule, thereby creating a new hive containing the target molecule hybridized with the tethered nucleic acid molecule. Forming a head complex; and detecting (d) is the signal nucleic acid, thereby comprising the step of indicating the presence of the target molecule in a test sample, using a displacement assay, the detection method of the presence or absence of microbial target molecule in a test sample.
【請求項39】 捕捉プローブ複合体が、電気泳動媒体の不連続な層内に固
定化されている請求項38記載の方法。
39. The method of claim 38, wherein the capture probe complex is immobilized in a discontinuous layer of electrophoretic medium.
【請求項40】 前記標識が、放射活性、蛍光、化学発光、リン光、発光、
親和性標識、酵素抱合体およびその組み合わせからなる群より選ばれる請求項3
8記載の方法。
40. The label is radioactive, fluorescent, chemiluminescent, phosphorescent, luminescent,
The selected from the group consisting of an affinity label, an enzyme conjugate and a combination thereof.
8. The method according to 8.
【請求項41】 検出の手段が、質量測定、密度測定、質量分光分析、プラ
ズモン共鳴、放出、分極、屈折率、電気伝導度、粘度、濁度および旋光度からな
る群より選ばれる請求項38記載の方法。
41. The detection means is selected from the group consisting of mass measurement, density measurement, mass spectrometric analysis, plasmon resonance, emission, polarization, refractive index, electrical conductivity, viscosity, turbidity and optical rotation. The method described.
【請求項42】 (a)微生物標的分子を、内部に固定化された捕捉プロー
ブ複合体を含有する電気泳動媒体に導入する工程、ここで、前記捕捉プローブ複
合体は、つなぎ鎖核酸分子とハイブリダイズした標識シグナル核酸分子を含有す
る; (b)前記電気泳動媒体を電界に供し、固定化された捕捉プローブを含む前記電
気泳動媒体の少なくとも1つの領域に前記微生物標的分子の電気泳動移動をもた
らす工程; (c)ハイブリダイゼーションに適した条件下で、前記標的分子を工程(a)の
捕捉プローブ複合体に接触させることにより標的−シグナルハイブリッド複合体
を形成する工程、ここで、前記シグナル核酸分子は、前記標的分子と置換され、
かつハイブリダイズし、それにより、標的−シグナルハイブリッド複合体を形成
する;ならびに (d)標的−シグナルハイブリッド複合体を検出し、それによりテストサンプル
における標的分子の存在を示す工程 を含む、逆置換アッセイを用いる、テストサンプルにおける微生物標的分子の有
無の検出方法。
42. (a) A step of introducing a microbial target molecule into an electrophoretic medium containing a capture probe complex immobilized therein, wherein the capture probe complex is hybridized with a tethered nucleic acid molecule. (B) subjecting the electrophoretic medium to an electric field to effect electrophoretic transfer of the microbial target molecule to at least one region of the electrophoretic medium containing immobilized capture probes. Step; (c) forming a target-signal hybrid complex by contacting the target molecule with the capture probe complex of step (a) under conditions suitable for hybridization, wherein the signal nucleic acid molecule Is replaced with the target molecule,
And a hybridisation, thereby forming a target-signal hybrid complex; and (d) detecting the target-signal hybrid complex, thereby indicating the presence of the target molecule in the test sample, a reverse displacement assay. A method for detecting the presence or absence of a microbial target molecule in a test sample using.
【請求項43】 捕捉プローブ複合体が、電気泳動媒体の不連続な層内に固
定化されている請求項42記載の方法。
43. The method of claim 42, wherein the capture probe complex is immobilized in a discontinuous layer of electrophoretic medium.
【請求項44】 前記標識が、放射活性、蛍光、化学発光、リン光、発光、
親和性標識、酵素抱合体およびその組み合わせからなる群より選ばれる請求項4
2記載の方法。
44. The label is radioactive, fluorescent, chemiluminescent, phosphorescent, luminescent,
The selected from the group consisting of an affinity label, an enzyme conjugate and a combination thereof.
2. The method described in 2.
【請求項45】 検出の手段が、質量測定、密度測定、質量分光分析、プラ
ズモン共鳴、放出、分極、屈折率、電気伝導度、粘度、濁度および旋光度からな
る群より選ばれる請求項42記載の方法。
45. The means for detecting is selected from the group consisting of mass measurement, density measurement, mass spectrometric analysis, plasmon resonance, emission, polarization, refractive index, electrical conductivity, viscosity, turbidity and optical rotation. The method described.
JP2000609609A 1999-04-02 2000-03-31 Methods for detecting microorganisms using immobilized probes Pending JP2003503011A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US28609199A 1999-04-02 1999-04-02
US09/286,091 1999-04-02
PCT/US2000/008773 WO2000060120A2 (en) 1999-04-02 2000-03-31 Methods of detecting microorganism using immobilized probes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003503011A true JP2003503011A (en) 2003-01-28

Family

ID=23097034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000609609A Pending JP2003503011A (en) 1999-04-02 2000-03-31 Methods for detecting microorganisms using immobilized probes

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1173613A2 (en)
JP (1) JP2003503011A (en)
AU (1) AU4189800A (en)
CA (1) CA2371732A1 (en)
WO (1) WO2000060120A2 (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007512509A (en) * 2003-11-05 2007-05-17 エグザクト サイエンシーズ コーポレイション Iterative affinity separation and its use
JP2010518398A (en) * 2007-02-07 2010-05-27 ライザー ダイアグノスティックス, インコーポレイテッド Rapid homogeneous immunoassay using electrophoresis
JP2012510617A (en) * 2008-12-01 2012-05-10 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Radio frequency sensor using analyte recognition element
JP2016507063A (en) * 2013-02-05 2016-03-07 ヴィクトリア リンク リミテッド A novel biosensor for detecting small molecules
US9538657B2 (en) 2012-06-29 2017-01-03 General Electric Company Resonant sensor and an associated sensing method
US9536122B2 (en) 2014-11-04 2017-01-03 General Electric Company Disposable multivariable sensing devices having radio frequency based sensors
US9589686B2 (en) 2006-11-16 2017-03-07 General Electric Company Apparatus for detecting contaminants in a liquid and a system for use thereof
US9638653B2 (en) 2010-11-09 2017-05-02 General Electricity Company Highly selective chemical and biological sensors
US9658178B2 (en) 2012-09-28 2017-05-23 General Electric Company Sensor systems for measuring an interface level in a multi-phase fluid composition
US9746452B2 (en) 2012-08-22 2017-08-29 General Electric Company Wireless system and method for measuring an operative condition of a machine
CN107884370A (en) * 2016-09-30 2018-04-06 斯帕克生物制药有限公司 The method for identifying the target proteins matter of drug molecule
US10598650B2 (en) 2012-08-22 2020-03-24 General Electric Company System and method for measuring an operative condition of a machine
US10684268B2 (en) 2012-09-28 2020-06-16 Bl Technologies, Inc. Sensor systems for measuring an interface level in a multi-phase fluid composition
US10914698B2 (en) 2006-11-16 2021-02-09 General Electric Company Sensing method and system

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE335845T1 (en) 1997-05-16 2006-09-15 Exact Sciences Corp ELECTROPHORETIC ANALYSIS OF MOLECULES USING IMMOBILIZED PROBE
JP2002518026A (en) * 1998-06-19 2002-06-25 エムティー テクノロジー, インコーポレイテッド Detection of non-viral organisms using SRPRNA
JP2003284597A (en) * 2002-03-29 2003-10-07 Fujirebio Inc Method for measurement of target nucleic acid and kit for the same
CN1860241A (en) * 2003-07-30 2006-11-08 财团法人理工学振兴会 Partially double stranded nucleic acid molecule
EP1508622A1 (en) * 2003-08-22 2005-02-23 Siegfried Prof. Dr. Scherer Detection of the peptide synthase responsible for emetic toxin production in bacillus cereus
EP2184997A4 (en) 2007-07-31 2010-11-03 Univ New York Diagnostic and treatment methods for characterizing bacterial microbiota in skin conditions
EP2566981A2 (en) * 2010-05-07 2013-03-13 Quantibact A/s Method for generating a double stranded nucleic acid with a single stranded overhang
AU2012267531B2 (en) 2011-06-08 2017-06-22 Translate Bio, Inc. Lipid nanoparticle compositions and methods for mRNA delivery
CN107794232B (en) * 2016-08-31 2022-03-08 广州金羿噬菌体生物技术有限公司 Streptococcus antagonizing growth of propionibacterium acnes and gram-positive bacteria and metabolites thereof
CN108374052A (en) * 2018-03-20 2018-08-07 徐州工程学院 Probe set sequences for biochip test staphylococcus aureus
US20220396824A1 (en) * 2019-09-24 2022-12-15 Genepath Diagnostics Inc. Composition and method for improving detection of biomolecules in biofluid samples

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0347097A (en) * 1989-07-13 1991-02-28 Hitachi Ltd Hybridization method, gene mutation detection using same and apparatus therefor
US5632957A (en) * 1993-11-01 1997-05-27 Nanogen Molecular biological diagnostic systems including electrodes
ATE335845T1 (en) * 1997-05-16 2006-09-15 Exact Sciences Corp ELECTROPHORETIC ANALYSIS OF MOLECULES USING IMMOBILIZED PROBE
WO2000060118A2 (en) * 1999-04-02 2000-10-12 Mosaic Technologies, Inc. Electrophoretic analysis of target molecules using adapter molecules
WO1999030145A1 (en) * 1997-12-05 1999-06-17 Mosaic Technologies Slotted electrophoresis gel composition and methods of use thereof

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007512509A (en) * 2003-11-05 2007-05-17 エグザクト サイエンシーズ コーポレイション Iterative affinity separation and its use
US10914698B2 (en) 2006-11-16 2021-02-09 General Electric Company Sensing method and system
US9589686B2 (en) 2006-11-16 2017-03-07 General Electric Company Apparatus for detecting contaminants in a liquid and a system for use thereof
JP2010518398A (en) * 2007-02-07 2010-05-27 ライザー ダイアグノスティックス, インコーポレイテッド Rapid homogeneous immunoassay using electrophoresis
JP2012510617A (en) * 2008-12-01 2012-05-10 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Radio frequency sensor using analyte recognition element
US9638653B2 (en) 2010-11-09 2017-05-02 General Electricity Company Highly selective chemical and biological sensors
US9538657B2 (en) 2012-06-29 2017-01-03 General Electric Company Resonant sensor and an associated sensing method
US9746452B2 (en) 2012-08-22 2017-08-29 General Electric Company Wireless system and method for measuring an operative condition of a machine
US10598650B2 (en) 2012-08-22 2020-03-24 General Electric Company System and method for measuring an operative condition of a machine
US9658178B2 (en) 2012-09-28 2017-05-23 General Electric Company Sensor systems for measuring an interface level in a multi-phase fluid composition
US10684268B2 (en) 2012-09-28 2020-06-16 Bl Technologies, Inc. Sensor systems for measuring an interface level in a multi-phase fluid composition
JP2016507063A (en) * 2013-02-05 2016-03-07 ヴィクトリア リンク リミテッド A novel biosensor for detecting small molecules
US9536122B2 (en) 2014-11-04 2017-01-03 General Electric Company Disposable multivariable sensing devices having radio frequency based sensors
CN107884370A (en) * 2016-09-30 2018-04-06 斯帕克生物制药有限公司 The method for identifying the target proteins matter of drug molecule
CN107884370B (en) * 2016-09-30 2021-04-06 斯帕克生物制药有限公司 Method for identifying target proteins of drug molecules

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000060120A9 (en) 2002-08-29
AU4189800A (en) 2000-10-23
WO2000060120A3 (en) 2001-09-13
CA2371732A1 (en) 2000-10-12
WO2000060120A2 (en) 2000-10-12
EP1173613A2 (en) 2002-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003503011A (en) Methods for detecting microorganisms using immobilized probes
Li et al. Nucleic acid tests for clinical translation
JP4598722B2 (en) Method for detecting nucleic acid having specific sequence structure
JP4276301B2 (en) Electrophoretic analysis of molecules using immobilized probes
Deng et al. Gold nanoparticles with asymmetric polymerase chain reaction for colorimetric detection of DNA sequence
JP2719225B2 (en) Chlamydia trachomatis detection method and kit therefor
KR100245284B1 (en) Diagnostic applications of double d-loop formation
EP0777750B1 (en) High throughput screening method for sequences or genetic alterations in nucleic acids
US20020197614A1 (en) Electrophoretic analysis of target molecules using adapter molecules
EP2192199A1 (en) Method of detecting human papilloma virus by using nucleic acid amplification method and nucleic acid chain-immobilized carrier
JPS60100056A (en) Method of detecting bacteria through nucleic acid hybridization method
PT1368496E (en) Method for alteration detection in nucleic acids
KR101817155B1 (en) Kit and Method for detecting nucleic acids using nanoparticles
US20140272972A1 (en) Enhanced dna sensing via catalytic aggregation of gold nanoparticles by dna hybridization chain reaction
Zhao et al. Recent advances in peptide nucleic acids for rapid detection of foodborne pathogens
US7910719B2 (en) Method of detecting human papilloma virus by using nucleic acid amplification method and nucleic acid chain-immobilized carrier
WO2005083114A1 (en) Method, kit and system for enhanced nested pcr
CA3200519A1 (en) Methods and systems for detecting pathogenic microbes in a patient
US6620586B2 (en) Methods and compositions for analyzing nucleic acids
US8765369B2 (en) Ultrasensitive detection of target using target-ready particles
JPS62266000A (en) Rapid dna test of bacteria
JP2003508015A (en) Electrophoretic analysis of target molecules using adapter molecules
JP2012161319A (en) β2 ADRENERGIC POLYMORPHISM DETECTION
JP2000513202A (en) Large-scale screening of nucleic acid sequencing or genetic replacement
CA2467500A1 (en) Detection of single nucleotide polymorphisms