JP2009085831A - Capture member and biosensor element - Google Patents

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優 海江田
Takeshi Nomoto
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a capture fixing carrier having a structure for absorbing and diffusing a solvent and capable of selectively and densely fixing only the reagent that will serve as a label for a target matter of detectable reagents. <P>SOLUTION: This capture fixing carrier for detecting the target matter in analyte liquid comprises a capture member for capturing the target matter and a carrier to which the capture member is fixed. The capture member at least contains a capturing molecule, having affinity with respect to the target matter and a carrier material affinity member having affinity with respect to the material constituting the carrier, and the carrier has a structure where the analyte liquid can diffuse into the carrier. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、検体液中の標的物質を検出するデバイスで使用される捕捉体部材およびバイオセンサー素子に関する。   The present invention relates to a capturing member and a biosensor element used in a device for detecting a target substance in a sample liquid.

バイオセンサーは、生体や生体分子の持つ分子認識能を活用した計測デバイスである。生体内には、互いに親和性のある物質の組み合わせとして、例えば、酵素−基質、抗原−抗体、DNA−DNA等がある。バイオセンサーは、これらの組み合わせの一方を基材に固定もしくは担持して用いることによって、もう一方の物質を選択的に計測できるという原理を利用している。   A biosensor is a measurement device that utilizes the molecular recognition ability of a living body or a biomolecule. In vivo, examples of combinations of substances having affinity for each other include enzyme-substrate, antigen-antibody, DNA-DNA, and the like. The biosensor uses the principle that one of these combinations can be selectively measured on the other material by fixing or supporting it on a substrate.

近年では、バイオセンサーは医療分野のみならず、環境や食料品等への幅広い応用が期待され、その使用領域を広げるためにも、あらゆる場所に設置あるいは持ち運び可能な小型、軽量、高感度なバイオセンサーが望まれており、その一例として免疫クロマトグラフィーデバイスが広く使用されている。図1に免疫クロマトグラフィーデバイスを用いる分析法の一例を示す。図1に示される方法においては、一般的に当該デバイスの構成は、検体液11を吸入し、試験部内に導入し試験部内で均一に浸透、拡散させるための試料吸入部8、試料中に含まれる標的物質10と反応する試薬を含む試薬部(不図示)、標的物質10と試薬の複合体を展開する展開部、検出可能物質を検出する検出部、過剰の試料液、添加された洗浄液や展開液を吸収し逆流を防止する吸収部9等の各部からなる。展開部および検出部としてはメンブレン7などの担体を用いる。   In recent years, biosensors are expected to have a wide range of applications not only in the medical field, but also in the environment and foodstuffs. To expand the range of use, biosensors are small, light, and highly sensitive. Sensors are desired, and as an example, immunochromatographic devices are widely used. FIG. 1 shows an example of an analysis method using an immunochromatography device. In the method shown in FIG. 1, the configuration of the device generally includes a sample inhalation part 8 for inhaling the sample liquid 11, introducing it into the test part, and uniformly infiltrating and diffusing in the test part. A reagent part (not shown) containing a reagent that reacts with the target substance 10 to be detected, a developing part for developing a complex of the target substance 10 and the reagent, a detection part for detecting a detectable substance, an excess sample liquid, an added washing liquid, It consists of each part such as an absorption part 9 that absorbs the developing liquid and prevents backflow. A carrier such as a membrane 7 is used as the development part and the detection part.

まずあらかじめ、メンブレン7などの担体表面の検出領域に標的物質の特定の領域(抗原抗体反応の場合はエピトープと呼ばれる)に親和性を有する第一の捕捉分子(抗原抗体反応の場合は一次抗体と呼ばれる)を固定化する。一方、試料吸入部または展開領域には、検出可能な試薬(例えば、金コロイド)で標識し、前記標的物質の特定の領域に親和性を有する第二の捕捉分子を塗布しておく。第一の捕捉分子および第二の捕捉分子は標的物質に対して同時に結合するように通常、標的物質の互いに異なる領域に親和性を有しているものを用いる。次に、検体液を液注入領域に注入する。検体液中に標的物質が含まれている場合、試料吸入部または展開領域に塗布されている第二の捕捉分子と標的物質が反応し、複合体を形成する。前記複合体は展開領域を拡散することにより、検出領域に到達し、担体に固定化されている第一の捕捉分子と接触することによって、標的物質を介して第二の捕捉分子に標識された検出可能な試薬を担体上に固定化することができる。そして、このような担体に固定化された検出可能な試薬の濃度を何らかの手法で測定することで、目的とする標的物質の数、濃度を計算することが可能となる。   First, a first capture molecule having an affinity for a specific region of a target substance (referred to as an epitope in the case of an antigen-antibody reaction) in the detection region on the surface of the carrier such as the membrane 7 (in the case of an antigen-antibody reaction) Called). On the other hand, the sample inhalation part or the development area is labeled with a detectable reagent (for example, gold colloid), and a second capture molecule having affinity for a specific area of the target substance is applied. As the first capture molecule and the second capture molecule, those having affinity for different regions of the target substance are usually used so as to bind simultaneously to the target substance. Next, the sample liquid is injected into the liquid injection region. When the target substance is contained in the sample liquid, the second capture molecule applied to the sample inhalation part or the development region reacts with the target substance to form a complex. The complex reaches the detection region by diffusing the development region, and is contacted with the first capture molecule immobilized on the carrier, thereby being labeled to the second capture molecule via the target substance. A detectable reagent can be immobilized on a carrier. Then, by measuring the concentration of the detectable reagent immobilized on such a carrier by some method, it is possible to calculate the number and concentration of target target substances.

このような免疫クロマトグラフィーセンサーにおいては、検出可能な標識となる試薬のにじみを抑制することが検出感度の向上に寄与すると考えられる。試薬のにじみを抑制する技術として、層状無機多孔質材料を用いる試験片に関する発明(特許文献1、2)が開示されている。これらは、検出領域に色素吸着力の高い層状無機多孔質材料を担体表面に配置することで、標的物質の存在により生じる色素を前記層状無機多孔質に吸着させることでにじみを抑制し、感度の向上を期待するものである。   In such an immunochromatographic sensor, it is considered that suppressing bleeding of a reagent that becomes a detectable label contributes to improvement in detection sensitivity. Inventions relating to test pieces using a layered inorganic porous material (Patent Documents 1 and 2) are disclosed as techniques for suppressing bleeding of reagents. These are arranged on the carrier surface with a layered inorganic porous material having a high dye adsorbing power in the detection region, and the dye generated by the presence of the target substance is adsorbed on the layered inorganic porous material, thereby suppressing bleeding. We expect improvement.

また、捕捉体分子を担体上に固定する場合、官能基を有する材料からなる担体または官能基を導入した担体と捕捉体分子とを反応させることで、捕捉体分子を担体に固定化する化学架橋法が一般的に用いられる。
特開2001−033455号公報 国際公開第03/067258号パンフレット
In addition, when the capturer molecule is immobilized on the carrier, a chemical cross-link that immobilizes the capturer molecule on the carrier by reacting the carrier composed of a material having a functional group or a carrier introduced with a functional group with the capturer molecule. The method is commonly used.
JP 2001-033455 A International Publication No. 03/067258 Pamphlet

しかしながら、上記発明における色素等の固定は、非特異的な吸着固定であるため検体液中に含まれる夾雑物も固定化することが懸念され、シグナル−ノイズ比が悪くなるという課題がある。   However, since the fixation of the dye or the like in the above invention is nonspecific adsorption fixation, there is a concern that impurities contained in the sample liquid may be fixed, and there is a problem that the signal-noise ratio is deteriorated.

また、官能基を有する材料で構成される担体に化学架橋法によって被固定化材料を固定化する場合、活性化される官能基の領域を制御しなければ、被固定化材料の固定化範囲が大きくなってしまうという課題がある。   In addition, when immobilizing a material to be immobilized on a support composed of a material having a functional group by a chemical cross-linking method, the immobilization range of the material to be immobilized is limited unless the region of the functional group to be activated is controlled. There is a problem of becoming larger.

よって、本発明の目的は、溶媒を吸収し拡散する構造を有する担体において、検出され得る試薬のうち標的物質の標識となる試薬のみを選択的に密に固定化することができる捕捉体固定担体を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a capturing body immobilization carrier capable of selectively densely immobilizing only a reagent serving as a target substance label among reagents that can be detected in a carrier having a structure that absorbs and diffuses a solvent. Is to provide.

上記課題を解決するための捕捉体固定担体は、以下の通りである。   The capturing body fixing carrier for solving the above-mentioned problems is as follows.

本発明の捕捉体固定担体は、検体液中の標的物質を検出するための捕捉体固定担体であって、
前記標的物質を捕捉するための捕捉体部材と、
前記捕捉体部材が固定されている担体とを含んでなり、
前記捕捉体部材が少なくとも、
前記標的物質に対して親和性を有する捕捉分子と、
前記担体を構成する材料に対して親和性を有する担体材料親和性部材とを含み、
前記担体が、前記検体液が前記担体内部へ拡散し得る構造を有する
ことを特徴とする捕捉体固定担体である。
The capturing body fixing carrier of the present invention is a capturing body fixing carrier for detecting a target substance in a sample liquid,
A capturing body member for capturing the target substance;
A carrier on which the capturing body member is fixed,
The capture member is at least
A capture molecule having affinity for the target substance;
A carrier material affinity member having an affinity for the material constituting the carrier,
The carrier has a structure capable of diffusing the sample liquid into the inside of the carrier.

本発明によれば、サンドイッチ法における第一の捕捉分子(担体表面の検出領域に固定されるもの)の担体上への固定化範囲を限定し、前記捕捉分子の担体上での拡散、にじみを抑制することで固定化領域の端を明確にし、シグナル−ノイズ比の向上が期待できる。   According to the present invention, the range of immobilization of the first capture molecule (immobilized in the detection region on the surface of the support) on the support in the sandwich method is limited, and diffusion and bleeding of the capture molecule on the support are suppressed. By suppressing, the end of the immobilization region is clarified, and an improvement in the signal-noise ratio can be expected.

《捕捉体部材》
本発明において、捕捉体部材とは、後述する捕捉分子と担体材料親和性部材の両者を少なくとも一部に含んでなる部材のことである。
《Capturing body member》
In the present invention, the capturing member is a member comprising at least a part of both a capturing molecule and a carrier material affinity member described later.

《捕捉分子》
本発明において、捕捉分子とは、検体液中の標的物質の選択的な捕捉に係わる物質であり、例えば、検体液中の標的物質と選択的に直接反応する物質(例えば、レセプターや抗体など)、標的物質の反応に係わる物質(例えば、標的物質の反応に選択的に触媒作用をもたらす物質)等である。また、この捕捉分子は、検出の有無や程度の表示に係わる機能、例えば、レセプターが放出する物質や残余の物質と反応し発色する機能等を兼ねるものであってもよい。本発明に使用される捕捉分子には、酵素、糖鎖、触媒、抗体、抗体断片、抗原、核酸、呈色試薬、などが挙げられるがこれに限る物ではない。
<< Capture molecule >>
In the present invention, the capture molecule is a substance related to the selective capture of the target substance in the sample liquid. For example, a substance that selectively reacts directly with the target substance in the sample liquid (for example, a receptor or an antibody). , A substance related to the reaction of the target substance (for example, a substance that selectively causes a catalytic action in the reaction of the target substance). The capture molecule may also have a function related to display of the presence or absence and degree of detection, for example, a function of reacting with a substance released by the receptor or a remaining substance to develop a color. Examples of capture molecules used in the present invention include, but are not limited to, enzymes, sugar chains, catalysts, antibodies, antibody fragments, antigens, nucleic acids, color reagents, and the like.

尚、本発明の検出対象は、直接捕捉分子が反応する標的物質である必要は無く、間接的に測定できるものでもよい。例えば、検出対象に特異的に存在する標的物質を検出することで測定が可能となる。よって、検出対象は生体物質に限るものではなく、またそのサイズも限定されるものではない。ただし、標的物質は糖、蛋白質、アミノ酸、抗体、抗原や疑似抗原、ビタミン、核酸などの生物に含有される生体物質、及び、その関連物質や人工的に合成された擬似生体物質であることが望ましい。   It should be noted that the detection target of the present invention does not need to be a target substance with which a capture molecule directly reacts, and may be one that can be measured indirectly. For example, measurement can be performed by detecting a target substance that exists specifically in the detection target. Therefore, the detection target is not limited to the biological material, and the size thereof is not limited. However, the target substance may be a biological substance contained in a living organism such as a sugar, protein, amino acid, antibody, antigen or pseudoantigen, vitamin, or nucleic acid, or a related substance or artificially synthesized pseudobiological substance. desirable.

また、前記捕捉体成分を複合して使用することも可能であり、本発明における捕捉分子として、例えば、複合酵素、抗体−酵素、などの捕捉分子を構成することも可能である。   In addition, the capture component can be used in combination, and as the capture molecule in the present invention, for example, a capture molecule such as a complex enzyme or an antibody-enzyme can be constituted.

《担体材料親和性部材》
本発明において担体材料親和性部材とは、捕捉体部材を担体に固定する機能を有する部位として捕捉体部材の一部を構成する材料であって、担体を構成する材料を認識し、担体材料に特異的に吸着する物質であれば特に限定されない。このような材料として、タンパク質の基質結合性ドメインや、材料親和性ペプチドを好適に用いることができる。例えば、担体がセルロース繊維で構成される場合、セルロース結合ドメインを使用することができる。また、担体がシリカゲルで構成される場合、二酸化珪素親和性ペプチドを使用することができる。これらのペプチドはアミノ酸配列が特定されていれば生物工学的手法により調製することができる。セルロース親和性ドメインとは、例えば、セルロース分解酵素であるセルラーゼの基質結合性ドメインであるセルロース結合ドメインを使用することができる。セルロースには大きく分けて、可溶性セルロースと不溶性セルロースが存在する。また、不溶性セルロースには、結晶性セルロースと非結晶性セルロースが存在するため、セルロース結合ドメインには、結晶性のセルロースに結合するドメインと非結晶性のセルロースに結合するドメインが存在することが知られている。本発明において、担体材料親和性部材としてセルロース結合性ドメインを用いる際、前記セルロース繊維が結晶性セルロースに富む場合には結晶性セルロース結合ドメインを、非結晶性セルロースに富む場合には非結晶性セルロース結合ドメインを選択することが好ましい。また、本発明で用いるセルロース結合性ドメインは、前記セルロース結合性ドメイン自体に担体となるセルロースの加水分解作用のないものが好ましい。一方、二酸化珪素親和性ペプチドには非特許文献(Mehmet Sarikaya, Candan Tamerler, Alex K.-Y.Jin, Klaus Schulten, Francois Baneyx: Molecular biomimetics: nanotechnology through biology. Nature materials 2: 577-585, 2003)で報告されている二酸化珪素親和性ペプチドを使用することができる。前記二酸化珪素親和性ペプチドのような材料親和性ペプチドを選択する方法としては、M13ファージに代表されるウィルス外殻タンパク質や大腸菌、酵母等の細胞の表面に材料親和性ペプチドを提示する表面提示法が利用できることが知られている。
《Support material affinity member》
In the present invention, the carrier material affinity member is a material that constitutes a part of the capture member as a portion having a function of fixing the capture member to the carrier, and recognizes the material constituting the carrier, There is no particular limitation as long as it is a substance that specifically adsorbs. As such a material, a protein substrate-binding domain or a material affinity peptide can be preferably used. For example, if the carrier is composed of cellulose fibers, cellulose binding domains can be used. Moreover, when a support | carrier is comprised with a silica gel, a silicon dioxide affinity peptide can be used. These peptides can be prepared by biotechnological techniques if the amino acid sequence is specified. As the cellulose affinity domain, for example, a cellulose binding domain that is a substrate binding domain of cellulase that is a cellulolytic enzyme can be used. Cellulose is roughly classified into soluble cellulose and insoluble cellulose. Insoluble cellulose has crystalline cellulose and non-crystalline cellulose. Therefore, it is known that cellulose-binding domains include domains that bind to crystalline cellulose and domains that bind to amorphous cellulose. It has been. In the present invention, when a cellulose-binding domain is used as the carrier material affinity member, a crystalline cellulose-binding domain is used when the cellulose fiber is rich in crystalline cellulose, and an amorphous cellulose is used when the cellulose fiber is rich in amorphous cellulose. It is preferred to select a binding domain. The cellulose-binding domain used in the present invention is preferably one that does not hydrolyze cellulose serving as a carrier in the cellulose-binding domain itself. On the other hand, non-patent literature (Mehmet Sarikaya, Candan Tamerler, Alex K.-Y. Jin, Klaus Schulten, Francois Baneyx: Molecular biomimetics: nanotechnology through biology. Nature materials 2: 577-585, 2003) It is possible to use the silicon dioxide affinity peptide reported in (1). As a method for selecting a material affinity peptide such as the silicon dioxide affinity peptide, a surface display method for displaying a material affinity peptide on the surface of a cell such as a virus outer shell protein represented by M13 phage, Escherichia coli or yeast. Is known to be available.

本発明における担体材料親和性部材である上記セルロース結合性ドメイン又は二酸化珪素親和性ペプチドは、本発明における捕捉体部材中において、前記捕捉分子および自身の機能を損なわない限りにおいて、複数個の繰り返し構造とすることもできる。また、前記捕捉分子と前記担体材料親和性部材間や、担体材料親和性部材の繰り返し構造間は直接繋がっていることもできるし、前記捕捉分子および前記担体材料親和性部材に対して互いに自由度を与えるためにリンカー配列で繋がれていてもいい。リンカー配列は前記捕捉分子及び前記担体材料親和性部材の機能発現を阻害しない限り特に限定されないが、例えば、グリシン(G)、セリン(S)で構成されるGGGGSのような一般的に用いられるリンカー配列を使用することができる。   The cellulose-binding domain or the silicon dioxide-affinity peptide, which is a carrier material affinity member in the present invention, has a plurality of repeating structures as long as the capture molecule and its function are not impaired in the capture member in the present invention. It can also be. In addition, the capture molecule and the carrier material affinity member, or the repeated structure of the carrier material affinity member can be directly connected, and the capture molecule and the carrier material affinity member can be freely connected to each other. May be linked by a linker sequence to give The linker sequence is not particularly limited as long as it does not inhibit the functional expression of the capture molecule and the carrier material affinity member. For example, a commonly used linker such as GGGGS composed of glycine (G) and serine (S) An array can be used.

《親和性》
本発明において親和性があるとは、ある物質に対して特異的に結合する能力があるということである。例えば、セルロース結合性ドメイン(CBD)がセルロースに親和性があるとは、CBDがセルロースに対して特異的に結合する能力があるということである。前記特異的な結合力とは、平衡解離定数(KD)が1×e-6M以下となる結合力をさす。
"Affinity"
In the present invention, having affinity means being capable of binding specifically to a certain substance. For example, a cellulose binding domain (CBD) having affinity for cellulose means that CBD has the ability to specifically bind to cellulose. The specific binding force refers to a binding force having an equilibrium dissociation constant (KD) of 1 × e −6 M or less.

以下に、CBDとセルロースを例として、平衡解離定数を算出する式を記載する。   The formula for calculating the equilibrium dissociation constant is described below using CBD and cellulose as examples.

1/[P・C]=KD/[P・C]max × 1/[P] + 1/[P・C]max
遊離のCBDの濃度:[P]
セルロース上にあるCBDが結合する領域の濃度:[C]
セルロースと複合体を形成しているCBDの濃度:[P・C]
セルロースと複合体を形成できるCBDの最大濃度:[P・C]max
上記式を1/[P]に対して1/[P・C]をプロットすることにより、KDを算出することができる。
1 / [P · C] = KD / [P · C] max × 1 / [P] + 1 / [P · C] max
Free CBD concentration: [P]
Concentration of the region where CBD on cellulose is bound: [C]
Concentration of CBD forming a composite with cellulose: [PC]
Maximum concentration of CBD capable of forming a complex with cellulose: [P · C] max
KD can be calculated by plotting 1 / [P · C] with 1 / [P] in the above equation.

《捕捉体部材の構成》
本発明における捕捉体部材の構成としては、前記捕捉分子と担体材料親和性部材が融合した状態の単量体である場合と、各々独立した状態の多量体である場合とが考えられる。
《Configuration of capture body member》
As the constitution of the capturing member in the present invention, there are a case where the capturing molecule and the carrier material affinity member are fused monomers, and a case where they are independent multimers.

単量体である場合、捕捉分子と担体材料親和性部材とを遺伝子的に連結した融合タンパク質としての構成が考えられる。具体的には、抗体の抗原捕捉ドメインであるVHドメインとVLドメインをリンカーで繋いだsingl Chain Fvを捕捉分子として用い、担体材料親和性部材にセルロース結合性ドメインを用いて、これらの融合ポリペプチドを作成し、セルロース担体へ固定される捕捉体部材として用いることが可能である。   In the case of a monomer, a configuration as a fusion protein in which a capture molecule and a carrier material affinity member are genetically linked can be considered. Specifically, these fusion polypeptides can be obtained using a single chain Fv in which a VH domain, which is an antigen capture domain of an antibody, and a VL domain are linked by a linker as a capture molecule, and using a cellulose-binding domain as a carrier material affinity member. And can be used as a capturing member fixed to a cellulose carrier.

一方、捕捉体部材を多量体として用いる場合、遺伝子配列が未知であり上記のように捕捉分子と担体材料親和性部材を一本のポリペプチド鎖とすることが困難な分子を捕捉体部材とする場合に有効である。このような多量体としての捕捉体部材を構成する方法としては、捕捉分子と担体材料親和性部材を、結合能を有する二つの物質の組み合わせを介して多量体とすることができる。前記結合能を有する二つの物質の組み合わせには、例えば、ビオチンとアビジン(ストレプトアビジン)のような組み合わせがある。捕捉分子に配列未知の抗体を用いる場合、前記抗体にビオチンを標識し、担体材料親和性部材として用いられるセルロース結合性ドメインにストレプトアビジンを遺伝子的に連結させた融合タンパク質を用いることで、ビオチンーストレプトアビジンを介して配列未知の抗体とセルロース結合性ドメインを多量体状の捕捉体部材として構成することができる。   On the other hand, when the capturing member is used as a multimer, the capturing member is a molecule whose gene sequence is unknown and it is difficult to make the capturing molecule and the carrier material affinity member as one polypeptide chain as described above. It is effective in the case. As a method of constructing such a capture member as a multimer, the capture molecule and the carrier material affinity member can be made into a multimer through a combination of two substances having binding ability. Examples of the combination of the two substances having the binding ability include a combination such as biotin and avidin (streptavidin). When an antibody of unknown sequence is used as the capture molecule, biotin--is obtained by using a fusion protein in which biotin is labeled on the antibody and streptavidin is genetically linked to a cellulose binding domain used as a carrier material affinity member. An antibody of unknown sequence and a cellulose-binding domain can be configured as a multimeric capturing body member via streptavidin.

《捕捉体固定担体》
本発明における捕捉体固定担体は、捕捉体部材と担体とを少なくとも含んでなる。捕捉体部材は担体上に固定されている。捕捉体部材は上で述べたとおり、捕捉分子と担体材料親和性部材の両者を少なくとも一部に含んでなる部材であり、捕捉分子および担体材料親和性部材にはそれぞれ上述したものを用いることができる。捕捉体固定担体の担体には以下に述べるように、検体液を吸収し、拡散させることができる構造を有する材料を用いる。このような担体はクロマトグラフィー法の固定相として機能するので、この担体材料に標的物質を捕捉可能な捕捉体部材が固定された捕捉体固定担体は、免疫クロマトグラフィーに用いるバイオセンサー素子として好適に用いることができる。捕捉体固定担体は、捕捉体部材が担体に固定された状態で提供されるが、捕捉体部材と担体とを個別に分けて検査用キットとして提供することもできる。検査用キットは、捕捉体部材と担体とを少なくとも含み、捕捉体部材と担体とは個別に分かれている検査用キットである。
《Capturer fixed carrier》
The capturing body fixing carrier in the present invention comprises at least a capturing body member and a carrier. The capturing body member is fixed on the carrier. As described above, the capturing body member is a member including at least a part of both the capturing molecule and the carrier material affinity member, and the above-described capturing molecule and carrier material affinity member may be used. it can. As described below, a material having a structure capable of absorbing and diffusing the specimen liquid is used for the carrier of the capturing body fixing carrier. Since such a carrier functions as a stationary phase of the chromatography method, a capture body-immobilized carrier in which a capture body member capable of capturing a target substance is immobilized on this carrier material is suitable as a biosensor element used in immunochromatography. Can be used. The capturing body fixing carrier is provided in a state where the capturing body member is fixed to the carrier. However, the capturing body member and the carrier can be separately provided and provided as a test kit. The test kit is a test kit that includes at least a capturing body member and a carrier, and the capturing body member and the carrier are individually separated.

《担体》
本発明において、担体とは、上記捕捉分子を固定化する足場となる固相であり、担体内部への検体液の拡散が可能な構造をとることができればよく、担体の表面及び内部に細孔などの微細な間隙を有しているものが挙げられる。そのような構造としては、例えば、多孔質構造体、繊維状構造集合体、微粉末集合体等があげられる。ポーラス(多孔質)材料からなる細孔壁には幅広い材料が適用可能であり、シリカや酸化チタン、アルミナのような金属酸化物や、最近では有機基を細孔壁内に導入した有機−無機ハイブリッド型のポーラス材料の合成も報告されている。また、繊維状構造の集合体としては、ガラス繊維のような無機材料の集合体だけでなく、セルロース繊維のような有機材料の集合体を用いることも可能である。有機性繊維の集合体としては、典型的には織布状の構造を有するものを用いることができる。また、濾紙などの紙片であってもよい。
<Carrier>
In the present invention, the carrier is a solid phase that serves as a scaffold for immobilizing the capture molecule, and may have a structure capable of diffusing the sample liquid into the inside of the carrier. And the like having fine gaps. Examples of such a structure include a porous structure, a fibrous structure aggregate, and a fine powder aggregate. A wide range of materials can be applied to pore walls made of porous materials, and metal-oxides such as silica, titanium oxide, and alumina, and recently, organic-inorganic with organic groups introduced into the pore walls. Synthesis of hybrid porous materials has also been reported. Further, as the aggregate of fibrous structures, not only aggregates of inorganic materials such as glass fibers but also aggregates of organic materials such as cellulose fibers can be used. As the aggregate of organic fibers, typically, one having a woven fabric structure can be used. Further, it may be a piece of paper such as filter paper.

本発明において多孔質構造体、繊維状構造集合体、微粉末集合体を構成する材料は限定されるものではないが、本発明において使用される捕捉体部材との組み合わせにおいて、前記捕捉体部材に含有される担体親和性部材によって認識され、前記担体親和性部材が結合能を有する材料を使用するものとする。   In the present invention, the material constituting the porous structure, the fibrous structure aggregate, and the fine powder aggregate is not limited, but in combination with the capture body member used in the present invention, the capture body member A material that is recognized by the contained carrier affinity member and has the binding ability of the carrier affinity member is used.

本発明における担体は、表面及び内部に微細な間隙を有し、担体表面においても検体液の拡散が進むのでクロマトグラフィー法の固定相として好適に用いることができる。また、担体の形状は、基板などの平板状の形状や膜状の形状が好ましいが、これに限定されない。   The carrier in the present invention has fine gaps on the surface and inside, and diffusion of the sample liquid proceeds on the carrier surface, so that it can be suitably used as a stationary phase for chromatography. Further, the shape of the carrier is preferably a flat plate shape such as a substrate or a film shape, but is not limited thereto.

<担体への捕捉体部材の固定化>
本発明の捕捉体固定担体として、担体上および内部に捕捉体部材を固定化する方法として、担体親和性材料による分子認識を利用した固定化を用いることができる。前記分子認識を利用した捕捉体部材の担体への固定化を行うことで、捕捉体部材を含有する溶液を担体に塗布する場合、担体内部に捕捉体部材溶液の溶媒が拡散する際において、溶質である捕捉体部材は、捕捉体部材が有する担体材料親和性部材と担体材料とが作用することによって、溶媒が拡散する範囲よりも塗布した領域近傍において担体材料に固定化され得る。このことにより、前記捕捉体部材含有溶液の担体への塗布領域において、前記溶液の溶媒拡散によるにじみが生じうるが、溶質である捕捉体部材の固定化領域は溶媒拡散領域よりも狭小となり、固定化を望む領域に密に固定することが期待できる(図2)。捕捉分子の塗布領域からの拡散を抑制することによって、前記捕捉体部材固定化領域の端をより明確にすることが期待できる。また複数の標的物質を検出するために、複数の捕捉体部材を同一試験片上に固定化する場合、捕捉体部材の溶出、拡散によって隣接する捕捉体部材とのコンタミネーションが起こる可能性がある。しかし、本発明の捕捉体部材を用いることにより、捕捉体部材の担体上でのにじみ、溶出が抑えられるため、複数の捕捉体部材をより近接して担体に固定化(図3)でき、ハイスループットな検出が期待できる。
<Immobilization of capture member on carrier>
As a capturing body immobilization carrier of the present invention, as a method for immobilizing a capturing body member on and inside the carrier, immobilization utilizing molecular recognition by a carrier affinity material can be used. When the solution containing the capturing body member is applied to the carrier by immobilizing the capturing body member to the carrier using the molecular recognition, the solute is dissolved when the solvent of the capturing body member solution diffuses inside the carrier. The capturing body member can be immobilized on the carrier material in the vicinity of the coated region rather than the range where the solvent diffuses, by the action of the carrier material-affinitive member and the carrier material of the capturing body member. As a result, in the area where the capturing body member-containing solution is applied to the carrier, bleeding due to solvent diffusion of the solution may occur, but the immobilization area of the capturing body member, which is a solute, is narrower than the solvent diffusion area. It can be expected to be tightly fixed in the region where the formation is desired (FIG. 2). By suppressing the diffusion of the capture molecules from the application region, it can be expected that the end of the capture member member immobilization region becomes clearer. Further, when a plurality of capture body members are immobilized on the same test piece in order to detect a plurality of target substances, contamination with adjacent capture body members may occur due to elution and diffusion of the capture body members. However, by using the capturing body member of the present invention, since the bleeding and elution of the capturing body member on the carrier can be suppressed, a plurality of capturing body members can be more closely fixed to the carrier (FIG. 3). Throughput can be expected.

上記のようにして捕捉体部材を固定した担体を乾燥させることにより、捕捉体部材の前記担体材料への吸着が強固となることを促すこともできる。また、捕捉体部材の固定化領域に化学架橋剤を塗布することにより、捕捉体部材と前記担体材料及び前記化学架橋剤を共有結合的に相互に反応させ、捕捉体部材の担体材料からの溶出、拡散を抑制することもできる。さらに、捕捉体固定担体をブロッキング剤によって処理することもできる。ブロッキング処理は検体液中に含まれる夾雑物が検出領域において非特異的な吸着を起こすことを抑制することが期待できる。また、ブロッキング処理によって、検体液中に含まれる標的物質が、検出領域外で捕捉体固定担体に非特異的に吸着することを抑制することも期待できる。   By drying the carrier to which the capturing body member is fixed as described above, it is possible to promote stronger adsorption of the capturing body member to the carrier material. Further, by applying a chemical cross-linking agent to the immobilization region of the capturing body member, the capturing body member, the carrier material, and the chemical cross-linking agent are allowed to react with each other in a covalent bond, and the capturing body member is eluted from the carrier material. It is also possible to suppress diffusion. Furthermore, the capturing body fixing carrier can be treated with a blocking agent. The blocking treatment can be expected to suppress the non-specific adsorption of impurities contained in the sample liquid in the detection region. Further, it can be expected that the target substance contained in the sample liquid is prevented from nonspecifically adsorbing to the capturing body-immobilized carrier outside the detection region by the blocking treatment.

<担体と捕捉体部材の組み合わせ>
≪セルロース繊維状担体と捕捉体部材≫
本発明で使用される担体材料としてセルロース繊維を用いる場合、捕捉体部材に含有される担体材料親和性部材は、セルロース結合ドメインを使用することができる。前記セルロース結合ドメインは酵素セルラーゼが持つ基質結合部位である。前記酵素セルラーゼは微生物や動物、植物等様々な細胞から単離されるが、本発明において使用されるセルロース結合ドメインとしては、前記酵素セルラーゼの由来は特に限定されず、担体材料となるセルロースに対して親和性を有していれば良く、その親和性が高いものが好ましい。なお、前記セルロース結合ドメインは天然のセルラーゼから単離される配列を用いることもできるし、遺伝子組換えによってセルロースに対する親和性を向上させた変異型セルロース結合ドメインを使用することもできる。
<Combination of carrier and capture member>
≪Cellulose fibrous carrier and capture body member≫
When cellulose fibers are used as the carrier material used in the present invention, a cellulose-binding domain can be used as the carrier material affinity member contained in the capturing member. The cellulose binding domain is a substrate binding site possessed by the enzyme cellulase. The enzyme cellulase is isolated from various cells such as microorganisms, animals, and plants, but the origin of the enzyme cellulase is not particularly limited as the cellulose-binding domain used in the present invention. It is sufficient if it has affinity, and those having high affinity are preferable. The cellulose-binding domain can be a sequence isolated from natural cellulase, or a mutant cellulose-binding domain whose affinity for cellulose is improved by genetic recombination.

前記セルロース結合ドメインを有する捕捉体部材の構成としては、捕捉分子及び前記セルロース結合ドメインの機能発現を阻害しない構成であれば特に限定されない。前記捕捉分子と前記セルロース結合ドメインは、前記捕捉分子のカルボキシル末端または/及びアミノ末端に直接セルロース結合性ドメインのアミノ末端または/及びカルボキシル末端を融合することにより一つの捕捉体部材とすることができる。上記のように両者を直接融合することも可能であるが、前記捕捉分子、前記セルロース結合性ドメインは夫々独立の三次構造を形成することにより機能を発現するため、夫々を互いに干渉させず機能発現を容易にするために、両者をリンカーで融合することもできる。前記リンカーの配列は特に限定されないが、例えば、GGGGSのような配列が利用できる。また、担体への捕捉体部材の固定化を強固にするために、捕捉体部材に含まれるセルロース結合ドメインの個数を複数個とすることもできる。セルロース結合ドメインの個数が増加することにより、捕捉体部材が担体材料であるセルロース繊維に接触する際に、セルロース結合ドメインがセルロース繊維に接触する確率が増加し、セルロース担体への固定化速度が速くなる、また親和性が向上することによって、より強固に固定化されることが期待できる。その結果、担体材料上において捕捉体部材が固定化したい領域から拡散し、固定化端がにじむことを抑制することが可能となる。   The structure of the capturing body member having the cellulose binding domain is not particularly limited as long as it does not inhibit the functional expression of the capturing molecule and the cellulose binding domain. The capture molecule and the cellulose binding domain can be made into one capture member by fusing the amino terminus or / and carboxyl terminus of the cellulose binding domain directly to the carboxyl terminus or / and amino terminus of the capture molecule. . Although it is possible to fuse both directly as described above, the capture molecule and the cellulose-binding domain express their functions by forming independent tertiary structures, so that they function without interfering with each other. In order to facilitate this, both can be fused with a linker. The sequence of the linker is not particularly limited, and for example, a sequence such as GGGGS can be used. Further, in order to strengthen the fixation of the capturing body member to the carrier, the number of cellulose binding domains contained in the capturing body member may be plural. The increase in the number of cellulose binding domains increases the probability that the cellulose binding domain contacts the cellulose fibers when the capturing body member comes into contact with the cellulose fibers as the carrier material, and the immobilization rate to the cellulose carrier is increased. In addition, it can be expected to be more firmly fixed by improving the affinity. As a result, it is possible to suppress the capture body member from diffusing from the region to be fixed on the carrier material and bleeding of the fixed end.

≪ガラス繊維状担体と捕捉体部材≫
本発明で使用される担体材料としてガラス繊維を用いる場合、捕捉体部材に含有される担体材料親和性部材は、二酸化珪素親和性ペプチドを使用することができる。二酸化珪素親和性ペプチドのような材料親和性ペプチドは前記ファージディスプレイのような当該技術分野における既知の方法で取得することが可能である。
≪Glass fiber carrier and capture body member≫
When glass fiber is used as the carrier material used in the present invention, a silicon dioxide-affinity peptide can be used as the carrier material affinity member contained in the capturing member. Material affinity peptides such as silicon dioxide affinity peptides can be obtained by methods known in the art such as the phage display.

前記二酸化珪素親和性ペプチドを有する捕捉体部材の構成としては、捕捉分子及び前記二酸化珪素親和性ペプチドの機能発現を阻害しない構成であれば特に限定されない。前記捕捉分子と前記二酸化珪素親和性ペプチドは、前記捕捉分子のカルボキシル末端または/及びアミノ末端に直接セルロース結合性ドメインのアミノ末端または/及びカルボキシル末端を融合することにより一つの捕捉体部材とすることができる。上記のように両者を直接融合することも可能であるが、前記捕捉分子は固有の三次構造を形成することにより機能を発現するため、前記捕捉分子と前記二酸化珪素親和性ペプチドとを互いに干渉させず機能発現を容易にするために、両者をリンカーで融合することもできる。前記リンカーの配列は特に限定されないが、例えば、GGGGSのような配列が利用できる。また、担体への捕捉体部材の固定化を強固にするために、捕捉体部材に含まれる二酸化珪素親和性ペプチドの個数を複数個とすることもできる。二酸化珪素親和性ペプチドの個数が増加することにより、捕捉体部材が担体材料であるガラス繊維に接触する際に、二酸化珪素親和性ペプチドがガラス繊維に接触する確率が増加し、ガラス繊維担体への固定化速度が速くなる、また親和性が向上することによって、より強固に固定化されることが期待できるため、担体材料上において捕捉体部材を固定する領域から前記捕捉体部材が拡散し、固定化端がにじむことを抑制することが可能となる。   The structure of the capturing body member having the silicon dioxide affinity peptide is not particularly limited as long as it does not inhibit the function expression of the capturing molecule and the silicon dioxide affinity peptide. The capture molecule and the silicon dioxide affinity peptide are combined into a single capture member by fusing the amino terminus or / and carboxyl terminus of the cellulose binding domain directly to the carboxyl terminus or / and amino terminus of the capture molecule. Can do. Although it is possible to fuse both directly as described above, since the capture molecule expresses its function by forming a unique tertiary structure, the capture molecule and the silicon dioxide affinity peptide interfere with each other. In order to facilitate functional expression, both can be fused with a linker. The sequence of the linker is not particularly limited, and for example, a sequence such as GGGGS can be used. Further, in order to strengthen the fixation of the capturing body member to the carrier, the number of silicon dioxide affinity peptides contained in the capturing body member may be plural. By increasing the number of silicon dioxide-affinity peptides, the probability that the silicon dioxide-affinity peptide will contact the glass fibers increases when the capturing member contacts the glass fibers that are the carrier material. Since the immobilization speed is increased and the affinity is improved, it can be expected that the immobilization is more firmly fixed. Therefore, the capture body member diffuses from the region where the capture body member is immobilized on the carrier material and is fixed. It is possible to suppress bleeding of the chemical edge.

<検体の検出方法>
本発明で用いられる捕捉体固定担体は、上記捕捉体部材を前記担体上に固定化する場合に、前記捕捉体部材が前記捕捉体固定担体内部において拡散することを抑制するため、捕捉体部材を含む溶液を担体上に滴下(スポット)した領域に優先的に固定化し、検体液中の水分が担体内部に浸潤し、拡散していく場合においても捕捉体部材は滴下した領域近傍に固定化される。
<Sample detection method>
The capture body fixing carrier used in the present invention suppresses the capture body member from diffusing inside the capture body fixing carrier when the capture body member is immobilized on the carrier. Even when the solution containing the solution is dripped (spotted) onto the carrier preferentially and the moisture in the sample liquid infiltrates and diffuses inside the carrier, the capturing body member is immobilized near the dripped region. The

《標的物質の検出方法》
本発明における捕捉体固定担体を利用した標的物質の検出方法としては、例えば、免疫クロマトグラフィーを用いたサンドイッチ型の検出方法が利用できる。検体液中の標的物質を認識する抗体に検出可能な標識を施すことによって標識化抗体を作成し、前記標識化抗体を前記検体液中に混合することにより、検体液中の標的物質と前記標識化抗体の複合体を形成する。本発明における捕捉体固定担体に、前記複合体を接触させることにより、捕捉体固定担体上にあらかじめ固定された標的物質に親和性を有する捕捉分子と、前記複合体とが標的物質を介して反応する。その結果、本発明の捕捉体固定担体上の検出部位に検出可能な標識が固定され、この標識を検出することにより間接的に検体液中の標的物質の量を測定することが可能である。捕捉分子を有する捕捉体部材を担体上の検出部位となる特定の領域(以下、捕捉体固定領域と記す)に固定する場合、前記複合体を含む溶液を捕捉体固定領域以外の領域に接触させると、担体内部に浸潤し、拡散することで前記複合体は捕捉体固定領域に到達する。前記検出可能な標識としては、金コロイドやラテックス粒子や、蛍光物質、発光物質等が利用可能であり、それらの検知としては目視確認、濃度検出、光の反射や透過によって検知することができる。
《Target substance detection method》
As a method for detecting a target substance using the capturer-immobilized carrier in the present invention, for example, a sandwich type detection method using immunochromatography can be used. A labeled antibody is prepared by applying a detectable label to an antibody that recognizes a target substance in a sample liquid, and the labeled antibody is mixed in the sample liquid, whereby the target substance and the label in the sample liquid are mixed. To form a complex of conjugated antibodies. By bringing the complex into contact with the capture body-immobilized carrier in the present invention, the capture molecule having affinity for the target substance immobilized in advance on the capture body-immobilized carrier reacts with the complex via the target substance. To do. As a result, a detectable label is immobilized at the detection site on the capturing body immobilizing carrier of the present invention, and the amount of the target substance in the sample liquid can be indirectly measured by detecting this label. When immobilizing a capturing body member having a capturing molecule in a specific region (hereinafter referred to as capturing body fixing region) serving as a detection site on the carrier, the solution containing the complex is brought into contact with a region other than the capturing body fixing region. Then, the complex reaches the capturing body fixing region by infiltrating and diffusing inside the carrier. As the detectable label, colloidal gold, latex particles, fluorescent substances, luminescent substances, and the like can be used, and detection thereof can be performed by visual confirmation, concentration detection, light reflection or transmission.

以下、実施例を用いて更に詳細に本発明を説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、材料、組成条件、反応条件等、同様な機能、効果を有するバイオセンサーが得られる範囲で自由に変えることができる。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples, and biomaterials having similar functions and effects such as materials, composition conditions, reaction conditions, and the like. It can be changed freely as long as the sensor is available.

(実施例1)
本実施例は、緑色蛍光タンパク質(Green Fluorescens Protein:GFP)とセルロース親和性ドメインとの融合ポリペプチドのセルロース担体への固定化例である。
Example 1
The present example is an example of immobilizing a fusion polypeptide of a green fluorescent protein (Green Fluorescens Protein: GFP) and a cellulose affinity domain on a cellulose carrier.

GFPとセルロース親和性ドメインとの融合ポリペプチドの作成
(1−1)融合ポリペプチドの生産工程
配列1に記載のGFP(遺伝子配列は配列2に記載)と配列3に記載のセルロース親和性ドメイン(遺伝子配列は配列4に記載)をリンカー(アミノ酸配列及び遺伝子配列は夫々配列5、配列6に記載)を介して融合した融合ポリペプチドをコードする遺伝子を発現するための遺伝子発現ベクターをpGEX−6P−1(Amersham Biosciences製)ベクターをもとに構築する。
Preparation of fusion polypeptide of GFP and cellulose affinity domain (1-1) Production process of fusion polypeptide GFP described in sequence 1 (gene sequence described in sequence 2) and cellulose affinity domain described in sequence 3 ( PGEX-6P is a gene expression vector for expressing a gene encoding a fusion polypeptide in which a gene sequence is described in sequence 4) via a linker (amino acid sequence and gene sequence are described in sequences 5 and 6, respectively). -1 (Amersham Biosciences) vector.

上記ポリペプチド(配列7)をコードする遺伝子(配列8)は、遺伝子断片を取得する際によく行われるオーバーラップPCRにより取得する。取得される増幅遺伝子断片の5'末端にはBamHI、3'末端にはEcoRIの制限酵素サイトを付加しておき、pGEX−6P−1ベクターのフレームと合うように増幅遺伝子断片を導入する。その後、DNAシーケンサーにて配列を確認する。   The gene (sequence 8) encoding the polypeptide (sequence 7) is obtained by overlap PCR which is often performed when obtaining a gene fragment. BamHI is added to the 5 ′ end of the obtained amplified gene fragment, and an EcoRI restriction enzyme site is added to the 3 ′ end, and the amplified gene fragment is introduced so as to match the frame of the pGEX-6P-1 vector. Thereafter, the sequence is confirmed with a DNA sequencer.

上記のように構築される遺伝子発現ベクターにて大腸菌Escherichia coli BL21を形質転換する。16時間インキュベーションを行った後、培養プレートからシングルコロニーをつつき取り、3mlの2×YT培地(トリプトン;16wt%、イーストエクストラクト;10wt%、塩化ナトリウム;5wt%)(終濃度100μg/mlのアンピシリンを含む)に植菌して、37℃で振とう培養(前培養)を行う。12時間後、その培養物の3mlを250mlの2×YT培地(終濃度100μg/mlのアンピシリンを含む)に加え、28℃で振とう培養を行う。培養液の吸光度OD600が0.8に達したところで、培養液に終濃度1mMとなるようにIPTG(イソプロピル−β―D−ガラクトピラノシド)を添加してポリペプチドの生産を誘導し、12時間培養する。 E. coli Escherichia coli BL21 is transformed with the gene expression vector constructed as described above. After incubation for 16 hours, single colonies were picked from the culture plate and 3 ml of 2 × YT medium (tryptone; 16 wt%, yeast extract; 10 wt%, sodium chloride; 5 wt%) (final concentration of 100 μg / ml ampicillin). And incubate at 37 ° C. with shaking (pre-culture). After 12 hours, 3 ml of the culture is added to 250 ml of 2 × YT medium (containing ampicillin at a final concentration of 100 μg / ml) and cultured with shaking at 28 ° C. When the absorbance OD 600 of the culture solution reaches 0.8, IPTG (isopropyl-β-D-galactopyranoside) is added to the culture solution to a final concentration of 1 mM to induce polypeptide production, Incubate for 12 hours.

(1−2)融合ポリペプチドの精製工程
IPTG誘導した大腸菌を集菌(8,000×g,2分、4℃)し、1/10量の4℃リン酸緩衝生理食塩水((PBS)NaCl;8g、Na2HPO4;1.44g、KH2PO4;0.24g、KCl;0.2g、精製水;1000ml)に再懸濁する。凍結融解およびソニケーションにより菌体を破砕し、遠心(8,000×g、10分、4℃)して固形夾雑物を取り除く。誘導され発現されたGST融合ポリペプチドをグルタチオン・セファロース4B(アマシャムバイオサイエンス(株)製)で業者推奨の方法にて精製する。使用するグルタチオン・セファロースは、予め非特異的吸着を抑える処理を行う。すなわち、グルタチオン・セファロースを同量のPBSで3回洗浄(8,000×g、1分、4℃)した後、4%ウシ血清アルブミン含有PBSを同量加えて、4℃で1時間処理する。処理後、同量のPBSで2回洗浄し、1/2量のPBSに再懸濁する。前処理したグルタチオン・セファロース 40μlを、無細胞抽出液1mlに添加し、4℃で静かに攪拌する。前記の手順で、GST融合ポリペプチドをグルタチオン・セファロースに吸着させる。吸着後、遠心(8,000×g、1分、4℃)してグルタチオン・セファロースを回収し、400μlのPBSで3回洗浄する。その後、10mMグルタチオン40μlを添加し、4℃で1時間攪拌して、吸着した融合ポリペプチドを溶出する。遠心(8,000×g、2分、4℃)して上清を回収した後、PBSに対して透析しグルタチオンを除去し、GST融合ポリペプチドを精製する。SDS−PAGEにより、GST融合ポリペプチドのバンドを確認する。
(1-2) Fusion polypeptide purification step IPTG-derived E. coli was collected (8,000 × g, 2 minutes, 4 ° C.), and 1/10 amount of 4 ° C. phosphate buffered saline ((PBS)) NaCl; 8 g, Na 2 HPO 4 ; 1.44 g, KH 2 PO 4 ; 0.24 g, KCl; 0.2 g, purified water; 1000 ml). The cells are disrupted by freezing and thawing and sonication, and centrifuged (8,000 × g, 10 minutes, 4 ° C.) to remove solid impurities. The induced and expressed GST fusion polypeptide is purified by glutathione sepharose 4B (manufactured by Amersham Biosciences) by a method recommended by the manufacturer. The glutathione sepharose to be used is subjected to a treatment for suppressing nonspecific adsorption in advance. That is, glutathione-sepharose was washed three times with the same amount of PBS (8,000 × g, 1 minute, 4 ° C.), then added with the same amount of 4% bovine serum albumin-containing PBS, and treated at 4 ° C. for 1 hour. . After treatment, wash twice with the same volume of PBS and resuspend in 1/2 volume of PBS. 40 μl of pretreated glutathione sepharose is added to 1 ml of cell-free extract and gently stirred at 4 ° C. The GST fusion polypeptide is adsorbed to glutathione sepharose by the above procedure. After adsorption, the glutathione sepharose is collected by centrifugation (8,000 × g, 1 minute, 4 ° C.) and washed 3 times with 400 μl of PBS. Thereafter, 40 μl of 10 mM glutathione is added and stirred at 4 ° C. for 1 hour to elute the adsorbed fusion polypeptide. The supernatant is collected by centrifugation (8,000 × g, 2 minutes, 4 ° C.), then dialyzed against PBS to remove glutathione, and the GST fusion polypeptide is purified. The band of the GST fusion polypeptide is confirmed by SDS-PAGE.

GST融合ポリペプチドをPreScissionプロテアーゼ(アマシャム・ファルマシア・バイオテク(株)製、5U)を用いて業者推奨の方法にて消化した後、グルタチオン・セファロースに通して前記プロテアーゼとGSTとを除去後、SDS−PAGEにより32kDaのバンドの確認を行う。   The GST fusion polypeptide was digested with PreScission protease (Amersham Pharmacia Biotech Co., Ltd., 5 U) according to the method recommended by the manufacturer, passed through glutathione sepharose to remove the protease and GST, and then SDS- The 32 kDa band is confirmed by PAGE.

(1−3)融合ポリペプチドの固定化
上記のようにして得られるポリペプチドをセルロース膜にスポットし、溶液の拡散領域を確認する。前記ポリペプチドを固定化したセルロース膜に460nmの励起光を照射することにより、508nmの蛍光が観測される。前記蛍光が観測される領域が、前記ポリペプチドをセルロース膜に固定化する際に生じる溶液の拡散径に比べ狭小であることが目視確認できる。
(1-3) Immobilization of fusion polypeptide The polypeptide obtained as described above is spotted on a cellulose membrane, and the diffusion region of the solution is confirmed. By irradiating an excitation light of 460 nm to the cellulose membrane on which the polypeptide is immobilized, fluorescence of 508 nm is observed. It can be visually confirmed that the region where the fluorescence is observed is narrower than the diffusion diameter of the solution generated when the polypeptide is immobilized on the cellulose membrane.

(1−4)GFPの作成
(1−1)、(1−2)で生産、精製した融合ポリペプチドを単独のGFP(配列1)に変更する以外は、同様の操作を行い、GFPを得る。GFPの遺伝子配列は配列2に示す。
(1-4) Preparation of GFP The same procedure is performed except that the fusion polypeptide produced and purified in (1-1) and (1-2) is changed to a single GFP (sequence 1) to obtain GFP. . The gene sequence of GFP is shown in Sequence 2.

(1−5)対照実験: GFPの固定化
上記のようにして得られる単独GFPをセルロース膜にスポットし、溶液の拡散領域を確認する。前記ポリペプチドを固定化したセルロース膜に460nmの励起光を照射することにより、508nmの蛍光が観測される。前記蛍光が観測される領域が、前記ポリペプチドをセルロース膜に固定化する際に生じる溶液の拡散径と同等であることが確認できる。(1−3)、(1−5)の結果から、GFP単独の場合、前記セルロース結合ドメインとの融合ポリペプチドをセルロース膜上にスポットした場合に比べて、緑色蛍光を発する領域が大きく、にじみ、拡散が発生することが確認できる。
(1-5) Control experiment: Immobilization of GFP Single GFP obtained as described above is spotted on a cellulose membrane, and a diffusion region of the solution is confirmed. By irradiating an excitation light of 460 nm to the cellulose membrane on which the polypeptide is immobilized, fluorescence of 508 nm is observed. It can be confirmed that the region where the fluorescence is observed is equivalent to the diffusion diameter of the solution generated when the polypeptide is immobilized on the cellulose membrane. From the results of (1-3) and (1-5), in the case of GFP alone, compared with the case where the fusion polypeptide with the cellulose-binding domain is spotted on the cellulose membrane, the region emitting green fluorescence is large and blurring. It can be confirmed that diffusion occurs.

上記結果から、セルロース親和性ドメインとの融合ポリペプチドとすることで、ポリペプチドのセルロース担体上での拡散、にじみを抑制でき、固定化領域を限定することが可能となる分子を提供できる。   From the above results, by using a fusion polypeptide with a cellulose affinity domain, it is possible to provide a molecule that can suppress diffusion and bleeding of the polypeptide on the cellulose carrier and can limit the immobilization region.

(実施例2)
本実施例は、緑色蛍光タンパク質(Green Fluorescens Protein:GFP)と二酸化珪素親和性ペプチドとの融合ポリペプチドのガラスフィルターへの固定化例である。
(Example 2)
This example is an example of immobilizing a fusion polypeptide of green fluorescent protein (GFP) and a silicon dioxide affinity peptide on a glass filter.

GFPと二酸化珪素親和性ペプチドとの融合ポリペプチドの作成
(2−1)融合ポリペプチドの生産工程
配列1に記載のGFP(遺伝子配列は配列2に記載)と配列9に記載の二酸化珪素親和性ペプチド(遺伝子配列は配列10に記載)をリンカー(アミノ酸配列及び遺伝子配列は夫々配列5、配列6に記載)を介して融合した融合ポリペプチドをコードする遺伝子を発現するための遺伝子発現ベクターをpGEX−6P−1(Amersham Biosciences製)ベクターをもとに構築する。
Preparation of fusion polypeptide of GFP and silicon dioxide affinity peptide (2-1) Production process of fusion polypeptide GFP described in sequence 1 (gene sequence described in sequence 2) and affinity for silicon dioxide described in sequence 9 PGEX is a gene expression vector for expressing a gene encoding a fusion polypeptide in which a peptide (gene sequence is described in sequence 10) is fused via a linker (amino acid sequence and gene sequence are described in sequence 5 and sequence 6, respectively). -6P-1 (Amersham Biosciences) vector is used for construction.

上記ポリペプチド(配列11)をコードする遺伝子(配列12)は、遺伝子断片を取得する際によく行われるオーバーラップPCRにより取得する。取得される増幅遺伝子断片の5'末端にはBamHI、3'末端にはEcoRIの制限酵素サイトを付加しておき、pGEX−6P−1ベクターのフレームと合うように増幅遺伝子断片を導入する。その後、DNAシーケンサーにて配列を確認する。   The gene (sequence 12) encoding the polypeptide (sequence 11) is obtained by overlap PCR which is often performed when obtaining a gene fragment. BamHI is added to the 5 ′ end of the obtained amplified gene fragment, and an EcoRI restriction enzyme site is added to the 3 ′ end, and the amplified gene fragment is introduced so as to match the frame of the pGEX-6P-1 vector. Thereafter, the sequence is confirmed with a DNA sequencer.

上記のように構築される遺伝子発現ベクターにて大腸菌Escherichia coli BL21を形質転換する。16時間インキュベーションを行った後、培養プレートからシングルコロニーをつつき取り、3mlの2×YT培地(トリプトン;16wt%、イーストエクストラクト;10wt%、塩化ナトリウム;5wt%)(終濃度100μg/mlのアンピシリンを含む)に植菌して、37℃で振とう培養(前培養)を行う。12時間後、その培養物の3mlを250mlの2×YT培地(終濃度100μg/mlのアンピシリンを含む)に加え、28℃で振とう培養を行う。培養液の吸光度OD600が0.8に達したところで、培養液に終濃度1mMとなるようにIPTG(イソプロピル−β―D−ガラクトピラノシド)を添加してポリペプチドの生産を誘導し、12時間培養する。 E. coli Escherichia coli BL21 is transformed with the gene expression vector constructed as described above. After incubation for 16 hours, single colonies were picked from the culture plate and 3 ml of 2 × YT medium (tryptone; 16 wt%, yeast extract; 10 wt%, sodium chloride; 5 wt%) (final concentration of 100 μg / ml ampicillin). And incubate at 37 ° C. with shaking (pre-culture). After 12 hours, 3 ml of the culture is added to 250 ml of 2 × YT medium (containing ampicillin at a final concentration of 100 μg / ml) and cultured with shaking at 28 ° C. When the absorbance OD 600 of the culture solution reaches 0.8, IPTG (isopropyl-β-D-galactopyranoside) is added to the culture solution to a final concentration of 1 mM to induce polypeptide production, Incubate for 12 hours.

(2−2)融合ポリペプチドの精製工程
IPTG誘導した大腸菌を集菌(8,000×g,2分、4℃)し、1/10量の4℃リン酸緩衝生理食塩水((PBS)NaCl;8g、Na2HPO4;1.44g、KH2PO4;0.24g、KCl;0.2g、精製水;1000ml)に再懸濁する。凍結融解およびソニケーションにより菌体を破砕し、遠心(8,000×g、10分、4℃)して固形夾雑物を取り除く。誘導され発現されたGST融合ポリペプチドをグルタチオン・セファロース4B(アマシャムバイオサイエンス(株)製)で業者推奨の方法にて精製する。使用するグルタチオン・セファロースは、予め非特異的吸着を抑える処理を行う。すなわち、グルタチオン・セファロースを同量のPBSで3回洗浄(8,000×g、1分、4℃)した後、4%ウシ血清アルブミン含有PBSを同量加えて、4℃で1時間処理する。処理後、同量のPBSで2回洗浄し、1/2量のPBSに再懸濁する。前処理したグルタチオン・セファロース 40μlを、無細胞抽出液1mlに添加し、4℃で静かに攪拌する。前記の手順で、GST融合ポリペプチドをグルタチオン・セファロースに吸着させる。吸着後、遠心(8,000×g、1分、4℃)してグルタチオン・セファロースを回収し、400μlのPBSで3回洗浄する。その後、10mMグルタチオン40μlを添加し、4℃で1時間攪拌して、吸着した融合ポリペプチドを溶出する。遠心(8,000×g、2分、4℃)して上清を回収した後、PBSに対して透析しグルタチオンを除去し、GST融合ポリペプチドを精製する。SDS−PAGEにより、GST融合ポリペプチドのバンドを確認する。
(2-2) Fusion polypeptide purification step IPTG-derived E. coli was collected (8,000 × g, 2 minutes, 4 ° C.), and 1/10 amount of 4 ° C. phosphate buffered saline ((PBS)) NaCl; 8 g, Na 2 HPO 4 ; 1.44 g, KH 2 PO 4 ; 0.24 g, KCl; 0.2 g, purified water; 1000 ml). The cells are disrupted by freezing and thawing and sonication, and centrifuged (8,000 × g, 10 minutes, 4 ° C.) to remove solid impurities. The induced and expressed GST fusion polypeptide is purified by glutathione sepharose 4B (manufactured by Amersham Biosciences) by a method recommended by the manufacturer. The glutathione sepharose to be used is subjected to a treatment for suppressing nonspecific adsorption in advance. That is, glutathione-sepharose was washed three times with the same amount of PBS (8,000 × g, 1 minute, 4 ° C.), then added with the same amount of 4% bovine serum albumin-containing PBS, and treated at 4 ° C. for 1 hour. . After treatment, wash twice with the same volume of PBS and resuspend in 1/2 volume of PBS. 40 μl of pretreated glutathione sepharose is added to 1 ml of cell-free extract and gently stirred at 4 ° C. The GST fusion polypeptide is adsorbed to glutathione sepharose by the above procedure. After adsorption, the glutathione sepharose is collected by centrifugation (8,000 × g, 1 minute, 4 ° C.) and washed 3 times with 400 μl of PBS. Thereafter, 40 μl of 10 mM glutathione is added and stirred at 4 ° C. for 1 hour to elute the adsorbed fusion polypeptide. The supernatant is collected by centrifugation (8,000 × g, 2 minutes, 4 ° C.), then dialyzed against PBS to remove glutathione, and the GST fusion polypeptide is purified. The band of the GST fusion polypeptide is confirmed by SDS-PAGE.

GST融合ポリペプチドをPreScissionプロテアーゼ(アマシャム・ファルマシア・バイオテク(株)製、5U)を用いて業者推奨の方法にて消化した後、グルタチオン・セファロースに通して前記プロテアーゼとGSTとを除去後、SDS−PAGEにより42kDaのバンドの確認を行う。   The GST fusion polypeptide was digested with PreScission protease (Amersham Pharmacia Biotech Co., Ltd., 5 U) according to the method recommended by the manufacturer, passed through glutathione sepharose to remove the protease and GST, and then SDS- A 42 kDa band is confirmed by PAGE.

(2−3)融合ポリペプチドの固定化
上記のようにして得られるポリペプチドをセルロース膜にスポットし、溶液の拡散領域を確認する。前記ポリペプチドを固定化したガラスフィルターに460nmの励起光を照射することにより、508nmの蛍光が観測される。前記蛍光が観測される領域が、前記ポリペプチドをガラスフィルターに固定化する際に生じる溶液の拡散径に比べ狭小であることが目視確認できる。
(2-3) Immobilization of fusion polypeptide The polypeptide obtained as described above is spotted on a cellulose membrane, and the diffusion region of the solution is confirmed. By irradiating the glass filter on which the polypeptide is immobilized with excitation light of 460 nm, fluorescence of 508 nm is observed. It can be visually confirmed that the region where the fluorescence is observed is narrower than the diffusion diameter of the solution generated when the polypeptide is immobilized on the glass filter.

(2−4)GFPの作成
(2−1)、(2−2)で生産、精製した融合ポリペプチドを単独のGFPに変更する以外は、同様の操作を行い、GFPを得る。
(2-4) Preparation of GFP The same operation is performed except that the fusion polypeptide produced and purified in (2-1) and (2-2) is changed to a single GFP to obtain GFP.

(2−5)対照実験: GFPの固定化
上記のようにして得られる単独GFPをガラスフィルターにスポットし、溶液の拡散領域を確認する。前記ポリペプチドを固定化したガラスフィルターに460nmの励起光を照射することにより、508nmの蛍光が観測される。前記蛍光が観測される領域が、前記ポリペプチドをガラスフィルターに固定化する際に生じる溶液の拡散径と同等であることが確認できる。(2-3)、(2−5)の結果から、GFP単独の場合、前記二酸化珪素親和性ペプチドとの融合ポリペプチドをガラスフィルター上にスポットした場合に比べて、緑色蛍光を発する領域が大きく、にじみ、拡散が発生することが確認できる。
(2-5) Control Experiment: Immobilization of GFP Single GFP obtained as described above is spotted on a glass filter, and the diffusion region of the solution is confirmed. By irradiating the glass filter on which the polypeptide is immobilized with excitation light of 460 nm, fluorescence of 508 nm is observed. It can be confirmed that the region where the fluorescence is observed is equivalent to the diffusion diameter of the solution generated when the polypeptide is immobilized on the glass filter. From the results of (2-3) and (2-5), in the case of GFP alone, a region emitting green fluorescence is larger than when the fusion polypeptide with the silicon dioxide affinity peptide is spotted on a glass filter. It can be confirmed that bleeding and diffusion occur.

上記結果から、二酸化珪素親和性ペプチドと融合ポリペプチドとすることで、ポリペプチドのガラスフィルター担体上での拡散、にじみを抑制でき、固定化領域を限定することが可能となる分子を提供できる。   From the above results, by using a silicon dioxide affinity peptide and a fusion polypeptide, it is possible to provide a molecule that can suppress diffusion and bleeding of the polypeptide on the glass filter carrier and can limit the immobilization region.

(実施例3)
本発明の捕捉分子を固定化した担体を利用した免疫クロマトグラフィーでのHEL(Hen Egg Lysozyme)の検出
(3−1)抗HEL抗体断片(HyHEL10)(single chain Fv : scFv)とセルロース親和性ドメインとの融合ポリペプチドの作成
実施例1のGFPを抗HEL抗体断片HyHEL10(アミノ酸配列、遺伝子配列は夫々配列13、配列14に示す)に変更する以外は実施例(1-1)、(1-2)と同様の作業を行い、融合ポリペプチドを得る。融合ポリペプチドのアミノ酸配列は配列15に、前記融合ポリペプチドの遺伝子配列は配列16に示す。
Example 3
Detection of HEL (Hen Egg Lysozyme) by immunochromatography using a carrier on which a capture molecule of the present invention is immobilized (3-1) Anti-HEL antibody fragment (HyHEL10) (single chain Fv: scFv) and cellulose affinity domain Example 1 (1), (1) except that the GFP of Example 1 was changed to the anti-HEL antibody fragment HyHEL10 (amino acid sequence and gene sequence are shown in Sequence 13 and Sequence 14, respectively). The same operation as 2) is performed to obtain a fusion polypeptide. The amino acid sequence of the fusion polypeptide is shown in Sequence 15, and the gene sequence of the fusion polypeptide is shown in Sequence 16.

(3-2)ストレプトアビジンとセルロース親和性ドメインとの融合ポリペプチドの作成
実施例1のGFPをストレプトアビジン(アミノ酸配列、遺伝子配列は夫々配列25、配列26に示す)に変更する以外は実施例(1-1)、(1-2)と同様の作業を行い、融合ポリペプチドを得る。融合ポリペプチドのアミノ酸配列は配列27に、前記融合ポリペプチドの遺伝子配列は配列28に示す。
(3-2) Preparation of fusion polypeptide of streptavidin and cellulose affinity domain Example except that GFP of Example 1 is changed to streptavidin (amino acid sequence and gene sequence are shown in sequence 25 and sequence 26, respectively) The same operations as in (1-1) and (1-2) are performed to obtain a fusion polypeptide. The amino acid sequence of the fusion polypeptide is shown in Sequence 27, and the gene sequence of the fusion polypeptide is shown in Sequence 28.

(3−3)試験片の作成
(3−1)で取得する融合ポリペプチドを1mg/mlの濃度となるよう調製する。前記融合ポリペプチド溶液をニップンテクノクラスタ製のBioDot XYZ3050とBioJetQianti3000ディスペンサーを用いてCellulose Fiber Sample Pad(CFSP: ミリポア製)にライン塗布し、テストラインとする。ビオチン化抗IgG(Fc)抗体(RCK社製、Rabbit、Goat−Poly)を、(3-2)で作成されるストレプトアビジン-セルロース親和性ドメイン融合ポリペプチド溶液と混合し、ビオチン-ストレプトアビジン結合を介した抗IgG(Fc)抗体とセルロース親和性ドメインの多量体状の捕捉体部材を作成する。この作成される捕捉体部材はコントロールライン用の部材として使用される。前記テストラインの展開方向後方に、コントロールラインとなるように、前記コントロールライン用捕捉体部材をライン塗布する。室温で12時間乾燥後、メンブレンの一端をブロッキングバッファー(0.5%カゼイン、50mMホウ酸(pH8.5))に浸し、ブロッキングバッファーが上端まで吸い上げられた後、メンブレン全体をブロッキングバッファー中に浸し、30分静置する。メンブレンを洗浄・安定化バッファー(0.5%スクロース、0.05%コール酸ナトリウム、50mM Tris−HCl(pH7.5))に浸し、穏やかに30分振とうする。メンブレンをペーパータオル上におき、室温で一晩乾燥させ、サンプル展開・検出用パッドとして調製する。
(3-3) Preparation of test piece The fusion polypeptide obtained in (3-1) is prepared to a concentration of 1 mg / ml. The fusion polypeptide solution is line-coated on Cellulose Fiber Sample Pad (CFSP: manufactured by Millipore) using BioDot XYZ3050 and BioJetQianti 3000 dispenser manufactured by Nipple Technocluster. A biotinylated anti-IgG (Fc) antibody (manufactured by RCK, Rabbit, Goat-Poly) is mixed with the streptavidin-cellulose affinity domain fusion polypeptide solution prepared in (3-2), and biotin-streptavidin binding To form a multimeric capture member comprising an anti-IgG (Fc) antibody and a cellulose affinity domain. This captured body member is used as a member for a control line. The control line capturing body member is applied to the rear of the test line in the development direction so as to be a control line. After drying at room temperature for 12 hours, one end of the membrane is immersed in blocking buffer (0.5% casein, 50 mM boric acid (pH 8.5)), and after the blocking buffer is sucked up to the upper end, the entire membrane is immersed in the blocking buffer. Let stand for 30 minutes. The membrane is immersed in a washing / stabilizing buffer (0.5% sucrose, 0.05% sodium cholate, 50 mM Tris-HCl (pH 7.5)), and gently shaken for 30 minutes. The membrane is placed on a paper towel and dried overnight at room temperature to prepare a sample development / detection pad.

標識化抗体として用いる、抗ニワトリ卵白リゾチーム抗体(RCK社製、Rabbit−Poly、HRP標識)を濃度1mg/mlに調製し1mlを分取する。この抗体溶液に塗布バッファー(20mM Tris−HCl(pH8.2)、0.05% PEG20000、5% スクロース)を2ml加え、軽く攪拌する。Glass Fiber Conjugate Pad(GFCP: ミリポア製)に上記混合液を均等に塗布する。デシケーター中で一昼夜減圧乾燥を行い、コンジュゲートパッドを作成する。   An anti-chicken egg white lysozyme antibody (manufactured by RCK, Rabbit-Poly, HRP labeled) used as a labeled antibody is prepared to a concentration of 1 mg / ml, and 1 ml is collected. Add 2 ml of coating buffer (20 mM Tris-HCl (pH 8.2), 0.05% PEG 20000, 5% sucrose) to this antibody solution, and gently stir. The above-mentioned mixed solution is evenly applied to Glass Fiber Conjugate Pad (GFCP: manufactured by Millipore). The conjugate pad is prepared by drying under reduced pressure all day and night in a desiccator.

バッキングシート(Adhesives Research社製)に上記で調製するテストライン、コントロールライン塗布済みのサンプル展開・検出用パッドを、コントロールライン側を上にして貼り付ける。吸水パッド(ミリポア製)をバッキングシートの上端に合わせて貼り付ける。このとき先に添付済みのサンプル展開・検出用パッドと吸水パッドが約5mm重なるように置く。上記HRP標識抗ニワトリ卵白リゾチーム抗体を塗布済みのコンジュゲートパッドをサンプル展開・検出用パッドと約2mm重なるようにバッキングシート下端側に置く。サンプルパッド(GFCP: ミリポア製)をコンジュゲートパッドと約4mm重なるように、バッキングシートの下端に合わせて貼り付ける。上記のように調製したシートをカッティングモジュールCM4000(ニップンテクノクラスタ製)で5mm幅で切断し、ハウジングケースにセットする。   The test line prepared above and the sample development / detection pad applied with the control line are attached to a backing sheet (manufactured by Adhesives Research) with the control line side facing up. Adhere the water absorption pad (Millipore) to the upper edge of the backing sheet. At this time, the attached sample development / detection pad and the water absorption pad are placed so as to overlap each other by about 5 mm. The conjugate pad to which the HRP-labeled anti-chicken egg white lysozyme antibody has been applied is placed on the bottom side of the backing sheet so as to overlap the sample development / detection pad by about 2 mm. A sample pad (GFCP: manufactured by Millipore) is attached to the bottom of the backing sheet so as to overlap with the conjugate pad by about 4 mm. The sheet prepared as described above is cut to a width of 5 mm with a cutting module CM4000 (manufactured by Nipple Techno Cluster) and set in a housing case.

(3-4)ニワトリ卵白リゾチームの検出
ニワトリ卵白リゾチーム(HEL)を濃度10μg/mlとなるようにサンプルバッファー(20mM Tris−HCl(pH8.0)に溶解する。このHEL溶液を検体液として、(3-3)で作成する試験片にアプライし、検体液を15分間展開する。ECL Western Blotting Detection Reagent(GEヘルスケア製)を用いて試験片上にHELを介してテストラインに捕捉されるHRP標識抗体の検出を行う。本実施例のバイオセンサー素子において捕捉体部材のにじみ、拡散が抑えられるため、テストラインの端が明瞭となり、標的物質を高感度に検出することができる。ニワトリ卵白リゾチームの濃度を1/10、1/100とすることで発光強度もHELの濃度に相関することが確認できる。
(3-4) Detection of chicken egg white lysozyme Dissolve chicken egg white lysozyme (HEL) in a sample buffer (20 mM Tris-HCl (pH 8.0)) to a concentration of 10 μg / ml. Apply to the test piece prepared in 3-3) and develop the sample solution for 15 minutes.HRP label captured on the test line via HEL on the test piece using ECL Western Blotting Detection Reagent (manufactured by GE Healthcare) In the biosensor element of this embodiment, since the bleeding and diffusion of the capturing body member are suppressed, the end of the test line becomes clear, and the target substance can be detected with high sensitivity. By setting the concentration to 1/10 and 1/100, the emission intensity is also reduced to the HEL concentration. It can be confirmed that there is a correlation.

(実施例4)
実施例3のセルロース結合ドメインを二酸化珪素親和性ペプチドに変更し、サンプル展開・検出用パッドをGlass Fiber Conjugate Padに変更する以外は、実施例3と同様の構成の試験片に、HEL溶液を検体液として展開して評価する。取得される融合ポリペプチドのアミノ酸配列及び、遺伝子配列は配列17、18に夫々記す。本実施例のバイオセンサー素子において捕捉体部材のにじみ、拡散が抑えられるため、テストラインの端が明瞭となり、標的物質を高感度に検出することができる。ニワトリ卵白リゾチームの濃度を1/10、1/100とすることで発光強度もHELの濃度に相関することが確認できる。
Example 4
A test sample having the same configuration as in Example 3 except that the cellulose-binding domain of Example 3 is changed to a peptide having affinity for silicon dioxide and the sample development / detection pad is changed to Glass Fiber Conjugate Pad. Develop and evaluate as a liquid. The amino acid sequence and gene sequence of the obtained fusion polypeptide are shown in sequences 17 and 18, respectively. In the biosensor element of the present embodiment, the capturing member is prevented from bleeding and diffusing, so that the end of the test line becomes clear and the target substance can be detected with high sensitivity. By setting the concentration of hen egg white lysozyme to 1/10 or 1/100, it can be confirmed that the emission intensity also correlates with the HEL concentration.

(実施例5) 複数の抗原を検出
抗HEL抗体断片(HyHEL10 scFv)とセルロース結合性ドメインとを融合した融合ポリペプチド1(アミノ酸配列、遺伝子配列は夫々配列15、配列16に示す)と、抗Bovine serum alubumin(BSA)抗体のscFv(アミノ酸配列、遺伝子配列は夫々配列19、20に示す)とセルロース結合性ドメインを融合した融合ポリペプチド2(アミノ酸配列、遺伝子配列は夫々配列21、22に示す)とを準備する。融合ポリペプチド2は実施例1の(1-1)、(1-2)のGFPを抗BSA抗体scFvに変更すること以外は実施例1の(1−1)、(1−2)と同様にして作成する。上記のように作成する融合ポリペプチド1と融合ポリペプチド2を実施例3の(3−2)で行うのと同様にして、サンプル展開・検出用パッドの同一パッド上の異なる領域に固定化する。まず、融合ポリペプチド1を固定化し、その展開方向後方に融合ポリペプチド2を固定化する。さらに、展開方向後方にコントロールラインとなる抗IgG(Fc)抗体(RCK社製)Rabbit、 Goat−Poly)をライン塗布し、物理吸着により固定する。室温で12時間乾燥後、メンブレンの一端をブロッキングバッファー(0.5%カゼイン、50mMホウ酸(pH8.5))に浸し、ブロッキングバッファーが上端まで吸い上げられた後、メンブレン全体をブロッキングバッファー中に浸し、30分静置する。メンブレンを洗浄・安定化バッファー(0.5%スクロース、0.05%コール酸ナトリウム、50mM Tris−HCl(pH7.5))に浸し、穏やかに30分振とうする。メンブレンをペーパータオル上におき、室温で一晩乾燥させ、サンプル展開・検出用パッドとして調製する。
(Example 5) Detection of a plurality of antigens Fusion polypeptide 1 (amino acid sequence and gene sequence are shown in sequences 15 and 16 respectively) fused with an anti-HEL antibody fragment (HyHEL10 scFv) and a cellulose-binding domain, Bovine serum albumin (BSA) antibody scFv (amino acid sequence, gene sequence is shown in sequences 19 and 20, respectively) and a cellulose-binding domain fused polypeptide 2 (amino acid sequence and gene sequence are shown in sequences 21 and 22, respectively) ) And prepare. Fusion polypeptide 2 is the same as (1-1) and (1-2) of Example 1 except that (GFP) of (1-1) and (1-2) of Example 1 is changed to anti-BSA antibody scFv. Create. The fusion polypeptide 1 and fusion polypeptide 2 prepared as described above are immobilized in different regions on the same pad of the sample development / detection pad in the same manner as in (3-2) of Example 3. . First, the fusion polypeptide 1 is immobilized, and the fusion polypeptide 2 is immobilized behind the development direction. Further, an anti-IgG (Fc) antibody (manufactured by RCK) Rabbit, Goat-Poly) serving as a control line is applied on the rear side in the development direction, and fixed by physical adsorption. After drying at room temperature for 12 hours, one end of the membrane is immersed in blocking buffer (0.5% casein, 50 mM boric acid (pH 8.5)), and after the blocking buffer is sucked up to the upper end, the entire membrane is immersed in the blocking buffer. Let stand for 30 minutes. The membrane is immersed in a washing / stabilizing buffer (0.5% sucrose, 0.05% sodium cholate, 50 mM Tris-HCl (pH 7.5)), and gently shaken for 30 minutes. The membrane is placed on a paper towel and dried overnight at room temperature to prepare a sample development / detection pad.

標識用抗体として用いる、抗ニワトリ卵白リゾチーム抗体(RCK社製、Rabbit−Poly、HRP標識)と抗ウシ血清アルブミン抗体(RCK社製、Rabbit-Poly, FITC標識)を濃度1mg/mlに調製し1mlを分取する。この抗体溶液に塗布バッファー(20mM Tris−HCl(pH8.2)、0.05% PEG20000、5% スクロース)を2ml加え、軽く攪拌する。Glass Fiber Conjugate Pad(GFCP: ミリポア製)に上記混合液を均等に塗布する。デシケーター中で一昼夜減圧乾燥を行い、コンジュゲートパッドを作成する。   Anti-chicken egg white lysozyme antibody (RCK, Rabbit-Poly, HRP label) and anti-bovine serum albumin antibody (RCK, Rabbit-Poly, FITC label) used as labeling antibodies are prepared at a concentration of 1 mg / ml and 1 ml. Sort out. Add 2 ml of coating buffer (20 mM Tris-HCl (pH 8.2), 0.05% PEG 20000, 5% sucrose) to this antibody solution, and gently stir. The above-mentioned mixed solution is evenly applied to Glass Fiber Conjugate Pad (GFCP: manufactured by Millipore). The conjugate pad is prepared by drying under reduced pressure all day and night in a desiccator.

バッキングシート(Adhesives Research社製)に上記で調製するテストライン、コントロールライン塗布済みのサンプル展開・検出用パッドを、コントロールライン側を上にして貼り付ける。吸水パッド(ミリポア製)をバッキングシートの上端に合わせて貼り付ける。このとき先に添付済みのサンプル展開・検出用パッドと吸水パッドが約5mm重なるように置く。上記HRP標識抗ニワトリ卵白リゾチーム抗体を塗布済みのコンジュゲートパッドをサンプルパッドと約2mm重なるようにバッキングシート下端側に置く。サンプルパッド(GFCP: ミリポア製)をコンジュゲートパッドと約4mm重なるように、バッキングシートの下端に合わせて貼り付ける。上記のように調製したシートをカッティングモジュールCM4000(ニップンテクノクラスタ製)で5mm幅で切断し、ハウジングケースにセットする。   The test line prepared above and the sample development / detection pad applied with the control line are attached to a backing sheet (manufactured by Adhesives Research) with the control line side facing up. Adhere the water absorption pad (Millipore) to the upper edge of the backing sheet. At this time, the attached sample development / detection pad and the water absorption pad are placed so as to overlap each other by about 5 mm. The conjugate pad coated with the above HRP-labeled anti-chicken egg white lysozyme antibody is placed on the bottom side of the backing sheet so as to overlap with the sample pad by about 2 mm. A sample pad (GFCP: manufactured by Millipore) is attached to the bottom of the backing sheet so as to overlap with the conjugate pad by about 4 mm. The sheet prepared as described above is cut to a width of 5 mm with a cutting module CM4000 (manufactured by Nipple Techno Cluster) and set in a housing case.

HELとBSAの混合溶液を実施例3の(3-4)で使用する検体液の代わりに使用する以外は、実施例3の(3-4)と同様にして展開する。HELの検知は実施例3の(3-4)と同様にして行い、BSAの検知はFITCの蛍光を検出する。HEL及びBSAの濃度を1/10、1/100とすることで発光強度及び蛍光強度もHEL及びBSAの濃度に相関することが確認できる。本実施例のバイオセンサー素子において捕捉体部材のにじみ、拡散が抑えられるため、テストラインの端が明瞭となるとともに、隣接する捕捉体部材とのコンタミネーションを抑制できる。複数の標的物質に対する捕捉体部材を近接して固定化することが可能となるため、同一試験時間で複数の標的物質の検出が可能となる。   Development is performed in the same manner as in (3-4) of Example 3 except that a mixed solution of HEL and BSA is used instead of the sample solution used in (3-4) of Example 3. The detection of HEL is performed in the same manner as (3-4) of Example 3, and the detection of BSA detects the fluorescence of FITC. By setting the HEL and BSA concentrations to 1/10 and 1/100, it can be confirmed that the emission intensity and the fluorescence intensity are also correlated with the HEL and BSA concentrations. In the biosensor element of the present embodiment, the capturing body member can be prevented from bleeding and diffusing, so that the end of the test line becomes clear and contamination with the adjacent capturing body member can be suppressed. Since it becomes possible to immobilize the capturing body members for a plurality of target substances close to each other, a plurality of target substances can be detected in the same test time.

(実施例6)
実施例5で使用する融合ポリペプチド1と、融合ポリペプチド2のセルロース結合ドメインを二酸化珪素親和性ペプチドに変更し、融合ポリペプチド3(アミノ酸配列、遺伝子配列は夫々配列17、配列18に示す)及び融合ポリペプチド4(アミノ酸配列、遺伝子配列は夫々配列21、配列22に示す)とを準備する。融合ポリペプチド4は実施例1の(1-1)、(1-2)と同様にして作成する。上記のように作成する融合ポリペプチド3と融合ポリペプチド4をサンプル展開・検出用パッドをGlass Fiber Conjugate Padに変更する以外は実施例4で行うのと同様にして同一のサンプル展開・検出用パッド上の異なる領域に固定化し、試験片を作成し、実施例5で評価する方法と同様の手法を用いて評価する。本実施例のバイオセンサー素子において捕捉体部材のにじみ、拡散が抑えられるため、テストラインの端が明瞭となり、複数の標的物質に対する捕捉体部材を近接して固定化することが可能となるため、同一試験時間で複数の標的物質の検出が可能となる。
(Example 6)
The fusion polypeptide 1 used in Example 5 and the cellulose-binding domain of fusion polypeptide 2 were changed to silicon dioxide affinity peptides, and fusion polypeptide 3 (amino acid sequence and gene sequence are shown in sequence 17 and sequence 18, respectively) And fusion polypeptide 4 (amino acid sequence and gene sequence are shown in sequence 21 and sequence 22, respectively). Fusion polypeptide 4 is prepared in the same manner as (1-1) and (1-2) in Example 1. The same sample development / detection pad as in Example 4 except that the fusion polypeptide 3 and fusion polypeptide 4 prepared as described above are changed to the Glass Fiber Conjugate Pad for the sample development / detection pad. The test pieces are prepared by immobilizing in different regions above and evaluated using the same method as the method evaluated in Example 5. In the biosensor element of the present embodiment, the capturing member is prevented from spreading and spreading, so that the end of the test line becomes clear, and it becomes possible to immobilize the capturing member for a plurality of target substances close to each other, Multiple target substances can be detected in the same test time.

免疫クロマトグラフィーの一例(ラテラルフロー式)を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example (lateral flow type) of an immunochromatography. 本発明における捕捉体部材、センサー素子を利用するにじみ防止の機構を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the bleed prevention mechanism using the capturing body member and sensor element in this invention. 複数の捕捉体部材の固定化例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of fixation of several capture body members.

符号の説明Explanation of symbols

1 捕捉抗体
2 コントロール用抗体(二次抗体等)
3 テストライン
4 コントロールライン
5 標識抗体
6 標識剤
7 メンブレン(展開部及び検出部)
8 サンプルパッド(試料吸入部)
9 吸収パッド(吸収部)
10 標的物質
11 検体液
12 捕捉分子のアプライ直後の模式図
13 捕捉分子溶液の拡散模式図
14 溶媒乾燥後の模式図
15 溶媒
16 捕捉体部材
17 担体
18 担体材料親和性部材
19 捕捉分子
20 複数の捕捉体部材の固定化例(ラテラルフロー型)
21 捕捉体部材
22 複数の捕捉体部材の固定化例(アレイ型)
23 捕捉体部材
1 Capture antibody 2 Control antibody (secondary antibody, etc.)
3 Test line 4 Control line 5 Labeled antibody
6 Labeling agent
7 Membrane (development part and detection part)
8 Sample pad (sample inhalation part)
9 Absorption pad (absorption part)
10 Target substance
11 Sample liquid
12 Schematic diagram immediately after applying capture molecules
13 Schematic diagram of diffusion of capture molecule solution
14 Schematic after solvent drying
15 Solvent
16 Capturing member
17 Carrier
18 Carrier material compatible parts
19 Capture molecule
20 Example of fixing multiple capture members (lateral flow type)
21 Capturing member
22 Example of immobilization of multiple capture members (array type)
23 Capturing member

Claims (3)

検体液中の標的物質を検出するための捕捉体固定担体であって、
前記標的物質を捕捉するための捕捉体部材と、
前記捕捉体部材が固定されている担体とを含んでなり、
前記捕捉体部材が少なくとも、
前記標的物質に対して親和性を有する捕捉分子と、
前記担体を構成する材料に対して親和性を有する担体材料親和性部材とを含み、
前記担体が、前記検体液が前記担体内部へ拡散し得る構造を有する
ことを特徴とする捕捉体固定担体。
A capturing body immobilizing carrier for detecting a target substance in a sample liquid,
A capturing body member for capturing the target substance;
A carrier on which the capturing body member is fixed,
The capture member is at least
A capture molecule having affinity for the target substance;
A carrier material affinity member having an affinity for the material constituting the carrier,
The carrier-fixed carrier, wherein the carrier has a structure in which the sample liquid can diffuse into the carrier.
前記担体材料親和性部材がセルロース結合性ドメインであることを特徴とする請求項1に記載の捕捉体固定担体。   The carrier-fixing carrier according to claim 1, wherein the carrier material affinity member is a cellulose-binding domain. 前記担体材料親和性部材が二酸化珪素親和性ペプチドであることを特徴とする請求項1に記載の捕捉体固定担体。   The carrier-fixing carrier according to claim 1, wherein the carrier material affinity member is a silicon dioxide affinity peptide.
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