JP4736439B2 - Nucleic acid immobilization carrier - Google Patents

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Description

本発明は、被検物質と選択的に結合する核酸を固定化した担体に関する。
The present invention relates to a carrier on which a nucleic acid that selectively binds to a test substance is immobilized.

各種生物の遺伝情報解析の研究が始められており、ヒト遺伝子をはじめとして、多数の遺伝子とその塩基配列、また遺伝子配列にコードされる蛋白質およびこれら蛋白質から二次的に作られる糖鎖に関する情報が急速に明らかにされつつある。配列の明らかにされた遺伝子、蛋白質、糖鎖などの高分子体の機能については、各種の方法で調べることができる。主なものとしては、核酸についてはノーザンハイブリダイゼーション、あるいはサザンハイブリダイゼーションのような、各種の核酸/核酸間の相補性を利用して各種遺伝子とその生体機能発現との関係を調べることができる。蛋白質については、ウエスタンブロッティング法に代表されるような、蛋白質/蛋白質間の反応を利用し蛋白質の機能および発現について調べることができる。   Research on genetic information analysis of various organisms has been started, and information on many genes and their base sequences including human genes, proteins encoded by the gene sequences, and sugar chains that are secondarily produced from these proteins Is being revealed rapidly. The functions of macromolecules such as genes, proteins, and sugar chains whose sequences have been clarified can be examined by various methods. Mainly, with respect to nucleic acids, the relationship between various genes and their expression of biological functions can be examined by utilizing complementarity between various nucleic acids / nucleic acids such as Northern hybridization or Southern hybridization. With respect to proteins, the function and expression of proteins can be examined using protein / protein reactions, as typified by Western blotting.

近年、多数の遺伝子発現を一度に解析する手法としてDNAマイクロアレイ法(DNAチップ法)と呼ばれる新しい分析法、ないし方法論が開発され、注目を集めている。これらの方法は、いずれも核酸/核酸間ハイブリダイゼーション反応に基づく核酸検出・定量法である点で原理的には従来の方法と同じであり、蛋白質/蛋白質間あるいは糖鎖/糖鎖間や糖鎖/蛋白質間の相互作用に基づく蛋白質や糖鎖検出・定量にも応用が可能ではある。また、抗原-抗体相互作用ではELISA法(Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay)という、抗体と抗原及び酵素標識された抗原との結合により、標識酵素の活性を測定することで抗原を定性・定量分析する方法が主に用いられている。この手法においても標識体として蛍光物質が用いられ、この標識体からの蛍光を検出することで定性・定量が行われている。他には蛍光分子から他の分子へ励起エネルギーが移動する現象を利用した分析法、例えば、蛍光エネルギー移動法(FRET)や、分子ビーコン法などが挙げられるが、いずれも、検体に蛍光標識を施し、微弱な蛍光を高感度に検出することが必要不可欠になっている。これらの技術は、マイクロアレイ又はチップと呼ばれるガラスの平面基板片上に、多数のDNA断片や蛋白質、糖鎖が高密度に整列固定化されたものが用いられている点に大きな特徴がある。マイクロアレイ法の具体的使用法としては、例えば、研究対象細胞の発現遺伝子等を蛍光色素等で標識したサンプルを平面基板片上でハイブリダイゼーションさせ、互いに相補的な核酸(DNAあるいはRNA)同士を結合させ、その箇所を高解像度解析装置で高速に読みとる方法や、電気化学反応にもとづく電流値等の応答を検出する方法が挙げられる。こうして、サンプル中のそれぞれの遺伝子量を迅速に推定できる。   In recent years, a new analysis method or methodology called a DNA microarray method (DNA chip method) has been developed and attracted attention as a method for analyzing many gene expressions at once. In principle, these methods are the same as conventional methods in that they are nucleic acid detection and quantification methods based on nucleic acid / nucleic acid hybridization reactions, and include protein / protein or sugar chains / sugar chains and sugars. It can also be applied to protein and sugar chain detection and quantification based on chain / protein interactions. In addition, for antigen-antibody interaction, an ELISA method (Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay) is a method for qualitative and quantitative analysis of an antigen by measuring the activity of the labeled enzyme by binding the antibody to the antigen and the enzyme-labeled antigen. Is mainly used. Also in this method, a fluorescent substance is used as a label, and qualitative / quantitative analysis is performed by detecting fluorescence from the label. Other examples include analytical methods that utilize the phenomenon of excitation energy transfer from fluorescent molecules to other molecules, such as the fluorescent energy transfer method (FRET) and the molecular beacon method. It is essential to detect weak fluorescence with high sensitivity. These techniques have a great feature in that a large number of DNA fragments, proteins, and sugar chains are arranged and fixed at high density on a flat glass substrate called a microarray or chip. As a specific method of using the microarray method, for example, a sample obtained by labeling a gene expressed in a cell to be studied with a fluorescent dye or the like is hybridized on a flat substrate piece, and complementary nucleic acids (DNA or RNA) are bound to each other. There are a method of reading the part at high speed with a high resolution analyzer and a method of detecting a response such as a current value based on an electrochemical reaction. Thus, the amount of each gene in the sample can be quickly estimated.

核酸を基板上に固定化するための技術としては、スライドガラス等の平坦な基板の上にポリ−L−リジン、アミノシラン等をコーティングして、スポッターと呼ばれる点着装置を用い、各核酸を固定化する方法などが開発されている(例えば、特許文献1参照)。   As a technique for immobilizing nucleic acid on a substrate, poly-L-lysine, aminosilane, etc. are coated on a flat substrate such as a glass slide, and each nucleic acid is dispersed using a spotting device called a spotter. A method for immobilization has been developed (see, for example, Patent Document 1).

また、DNAチップに用いられる核酸プローブ(基板上に固定化された核酸)は、従来の数百〜数千塩基の長さのcDNAおよびその断片から、検出の際のエラーを下げることと、合成機で容易に合成できるという理由から、核酸プローブとしてオリゴDNA(オリゴDNAとは塩基数が100塩基までのものをいう)を用いようとしている。この際、オリゴDNAとガラス基板とを共有結合にて、結合させている(例えば特許文献2参照)。固体基板上にグラフトポリマーを介してのオリゴDNA固定化手法として、末端アミノ化DNAとグラフトポリマー共有結合させて固定化する方法がある。(例えば特許文献 3および4)
特表平10−503841号公報(特許請求の範囲) 特開2001−108683号公報(特許請求の範囲および実施例) 特開2003−130878号公報(特許請求の範囲および実施例) 特開2003−130879号公報(特許請求の範囲および実施例)
In addition, nucleic acid probes (nucleic acid immobilized on a substrate) used for DNA chips can reduce detection errors and synthesize from conventional cDNAs and fragments thereof of several hundred to several thousand bases. Because of the fact that it can be easily synthesized by a machine, oligo DNA (oligo DNA means that having up to 100 bases) is used as a nucleic acid probe. At this time, the oligo DNA and the glass substrate are bonded by a covalent bond (see, for example, Patent Document 2). As a method for immobilizing oligo DNA via a graft polymer on a solid substrate, there is a method of immobilizing terminal aminated DNA by covalent bonding with the graft polymer. (For example, Patent Documents 3 and 4)
JP 10-503841 A (Claims) JP 2001-108683 A (Claims and Examples) JP-A-2003-130878 (Claims and Examples) JP 2003-130879 A (Claims and Examples)

しかし、検体DNAの濃度が非常に薄い場合、ハイブリダイゼーション後のシグナルが微弱になり、検出が困難になるという問題点がある。本発明が解決しようとする課題は、上記のような重合体を固体表面に固定化し、その重合体に結合しているアシル基と末端アミノ化されたDNAとを共有結合させることにより、DNAが固定化された基板を作製し、ハイブリダイゼーションのシグナルを増幅する基板を提供することである。   However, when the concentration of the sample DNA is very low, there is a problem that the signal after hybridization becomes weak and detection becomes difficult. The problem to be solved by the present invention is to immobilize a polymer as described above on a solid surface, and covalently bond the acyl group bonded to the polymer and the terminal aminated DNA. It is to provide an immobilized substrate and a substrate for amplifying a hybridization signal.

(1)固体表面に核酸を固定化した核酸固定化担体であって、該固体表面にペプチドまたはペプチド誘導体由来のものが該固体表面の一つの官能基を介して共有結合で結合しており、該ペプチドまたはペプチド誘導体由来のものに結合している官能基と核酸が共有結合にて固定化されていることを特徴とする核酸固定化担体。
(2)該固体表面が樹脂からなる(1)に記載の核酸固定化担体
(3)該固体表面が下記一般式(1)を構造単位として有する(1)に記載の核酸固定化担体。
(1) a nucleic acid-immobilized carrier obtained by immobilizing a nucleic acid on a solid surface, are covalently linked derived from a peptide or peptide derivative to the solid surface via one functional group of the solid surface, A nucleic acid- immobilized carrier, wherein a functional group bonded to a peptide or peptide derivative and a nucleic acid are immobilized by a covalent bond.
(2) The nucleic acid- immobilized carrier according to (1), wherein the solid surface is made of a resin .
(3) The nucleic acid- immobilized carrier according to (1), wherein the solid surface has the following general formula (1) as a structural unit.

Figure 0004736439
Figure 0004736439

(式中、R、RおよびRはそれぞれ炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から18のアリール基、又は水素原子を表す。また、Xは、O、NRまたはCHを表す。)
(4)該ペプチドまたはペプチド誘導体由来のものに結合している官能基がアシル基である(1)から(3)のいずれかに記載の核酸固定化担体
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 each represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, or a hydrogen atom. X represents O, NR 3 or CH 2. Represents.)
(4) The nucleic acid- immobilized carrier according to any one of (1) to (3), wherein the functional group bonded to the peptide or peptide derivative is an acyl group .

本発明により、固体表面に結合したペプチドまたはペプチド誘導体由来のものを介して核酸を固定化された核酸固定化担体を提供でき、核酸の選択的結合シグナルを増幅させることが可能となる。
According to the present invention, it is possible to provide a nucleic acid- immobilized carrier on which a nucleic acid is immobilized via a peptide or peptide derivative-derived substance bound to a solid surface, and a nucleic acid selective binding signal can be amplified.

本発明の核酸固定化担体およびその製造方法を具体的に以下に述べる。
The nucleic acid immobilization carrier of the present invention and the production method thereof are specifically described below.

本発明者らは、鋭意実験を重ねた結果、図1に示すようにペプチドまたはペプチド誘導体由来のものを固体表面に形成させ、そのペプチドまたはペプチド誘導体由来のものに結合しているアシル基と核酸を共有結合により固定化し、ハイブリダイゼーションのシグナルを増幅させることを見いだした。これらの中でも特に固体表面への導入の容易さやコスト面からアミノ酸から形成されるオリゴペプチドまたはポリペプチドがより好ましく用いることができる。また、ペプチドはペプチド結合関与部位以外が、ホルミルメトキシカルボニルやt−ブトキシカルボニル等で保護されているペプチド誘導体でも良い。本発明でペプチドまたはペプチド誘導体由来のものの重合度は、特に制限はないが、作製の容易さから1〜1000が好ましい。このペプチドまたはペプチド誘導体由来のものは次に挙げる反応経路で表面に形成することが可能である。まず、固体表面に足がかりとなる官能基を生成する。ついでこの官能基と結合できる官能基を有するペプチドまたはペプチド誘導体由来のものを結合させる。そしてペプチドまたはペプチド誘導体由来のものに結合している中の官能基と結合できる官能基を有する核酸と反応させることにより、固体基板上にペプチドまたはペプチド誘導体由来のものを介して核酸を固定化することができる。ペプチドまたはペプチド誘導体由来のものに結合されている官能基はペプチドまたはペプチド誘導体由来のものの主鎖末端でも良いし、側鎖末端でも良い。分岐構造を持つペプチドまたはペプチド誘導体由来のものの場合は枝分かれ端でも良い。官能基の種類としては、特にアシル基(RCO−:Rは炭化水素)が、その作製の容易さや核酸の固定化の観点から好ましく用いることができる。ここでアシル基を有するアシル化合物としては、アルデヒド基(RCOH)、カルボキシル基(RCOOH)カルボシキル基の水素原子が置換した各種カルボン酸塩(COOM:MはNaやKなど金属)やエステル(RCOOR’)があり、またカルボキシル基のヒドロキシ基が置換した酸アミド(RCONH)、酸アジド(RCON)、酸塩化物(RCOCl)酸無水物、ニトリル(RCN)などが挙げられる。また、アミノ基やチオール基と縮合反応を促進するアシル化合物としてアシル基にマレイミド基やスクシイミド基などが挙げられる。この固体基板上へのペプチドまたはペプチド誘導体由来のものの固定化方法は、具体的には以下のようになる。すなわち、カルボキシル基を固体の表面に生成し、エステル活性化剤などでカルボキシル基を活性化し、その後、アミノ基およびカルボキシル基を持つアミノ酸のアミノ基を、表面の活性化カルボキシル基と反応させることにより、固体表面にカルボキシル基を生成させることができる。ここでエステル活性化剤の例としてはスクシンイミジル4−[マレイミドフェニル]ブチレート(SMPB)、m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(MBS)、スクシンイミジル4−(マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート(SMCC)、N−(γ−マレイミドブチロキシ)スクシンイミドエステル(GMBS)、m−マレイミドプロピオニックアシド−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(MPS)及びN−スクシンイミジル(4−ヨードアセチル)アミノベンゾエート(SIAB)、N−ヒドロキシスルフォツクシイミド(Sulfo−NHS)、N−ヒドロキシクシイミド(NHS)などが挙げられる。一般的には、これらの結合の反応を助長するため、ジシクロヘキシルカルボジイミド、N−エチル−5−フェニルイソオキサゾリウム−3’−スルホナートなどの様々な縮合剤が用いられている。これらの中でも、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)や4−(4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリニウムクロライド(DMT−MM)は、毒性が少ないことや、反応系からの除去が比較的容易なことから、核酸と固体表面のカルボキシル基との縮合反応にはもっとも有効な縮合剤の1つである。これらEDCなどの縮合剤は、核酸の溶液と混ぜて使用しても良いし、カルボキシル基が表面に生成された固体表面を予めEDCの溶液に浸漬しておき、ペプチドまたはペプチド誘導体由来のものに結合しているカルボキシル基を活性化しておいても良い。
As a result of repeated experiments, the present inventors formed a peptide or peptide derivative-derived material on a solid surface as shown in FIG. 1, and the acyl group and nucleic acid bound to the peptide or peptide derivative-derived material. Was found to be covalently immobilized to amplify the hybridization signal. Among these, an oligopeptide or a polypeptide formed from an amino acid can be more preferably used because of its ease of introduction onto a solid surface and cost. In addition, the peptide may be a peptide derivative that is protected with formylmethoxycarbonyl, t-butoxycarbonyl, or the like except for the site associated with the peptide bond. The degree of polymerization of the peptide or peptide derivative derived from the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 to 1000 for ease of production. Those derived from this peptide or peptide derivative can be formed on the surface by the following reaction pathway. First, a functional group serving as a foothold is generated on the solid surface. Subsequently, a peptide or peptide derivative derived from a peptide having a functional group capable of binding to this functional group is bound. Then, the nucleic acid is immobilized on the solid substrate via the peptide or peptide derivative-derived substance by reacting with the nucleic acid having a functional group capable of binding to the functional group bonded to the peptide or peptide derivative-derived one. be able to. The functional group bonded to the peptide or peptide derivative-derived one may be the main chain end or the side chain end of the peptide or peptide derivative-derived one. In the case of a peptide or peptide derivative derived from a branched structure, it may be a branched end. As the type of the functional group, an acyl group (RCO-: R is a hydrocarbon) can be preferably used from the viewpoint of easy preparation and nucleic acid immobilization. Examples of acyl compounds having an acyl group include various carboxylates (COOM: M is a metal such as Na or K) or esters (RCOOR ') in which hydrogen atoms of aldehyde group (RCOH), carboxyl group (RCOOH), and carboxyl groups are substituted And acid amide (RCONH 2 ), acid azide (RCON 3 ), acid chloride (RCOCl) acid anhydride, and nitrile (RCN) substituted with a hydroxy group of the carboxyl group. Examples of acyl compounds that promote condensation reactions with amino groups and thiol groups include maleimide groups and succinimide groups. Specifically, the method for immobilizing peptides or peptide derivatives derived from the solid substrate is as follows. That is, by generating a carboxyl group on a solid surface, activating the carboxyl group with an ester activator, etc., and then reacting the amino group and the amino group of the amino acid having the carboxyl group with the activated carboxyl group on the surface A carboxyl group can be generated on the solid surface. Examples of the ester activator include succinimidyl 4- [maleimidophenyl] butyrate (SMPB), m-maleimidobenzoyl-N-hydroxysuccinimide ester (MBS), succinimidyl 4- (maleimidomethyl) cyclohexane-1-carboxylate ( SMCC), N- (γ-maleimidobutyroxy) succinimide ester (GMBS), m-maleimidopropionic acid-N-hydroxysuccinimide ester (MPS) and N-succinimidyl (4-iodoacetyl) aminobenzoate (SIAB), Examples thereof include N-hydroxysulfuccinimide (Sulfo-NHS) and N-hydroxysuccinimide (NHS). In general, various condensing agents such as dicyclohexylcarbodiimide, N-ethyl-5-phenylisoxazolium-3′-sulfonate are used to facilitate the reaction of these bonds. Among these, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) and 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl) -4-methylmorpholinium Chloride (DMT-MM) is one of the most effective condensing agents for the condensation reaction between a nucleic acid and a carboxyl group on the solid surface because of its low toxicity and relatively easy removal from the reaction system. . These condensing agents such as EDC may be used by mixing with a nucleic acid solution, or a solid surface on which a carboxyl group is formed on the surface is preliminarily immersed in an EDC solution to obtain a peptide or peptide derivative-derived one. The bonded carboxyl group may be activated.

本発明の核酸固定化担体の基板としては特には限定されないが、例えば、ガラス、シリコン、金属としては金、銀、白金、銅、樹脂としてはポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリアクリルニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネートなどが挙げられる。ガラスやシリコンに官能基を生成させる方法としてはシランカップリング剤等の溶液に浸漬することにより、表面に水酸基やカルボキシル基、アミノ基を生成させることができる。金属基板上への官能基の導入は末端にチオール基を持つ化合物溶液に基板を浸漬することにより、容易に水酸基やカルボキシル基、アミノ基を生成させることが可能である。
The substrate of the nucleic acid immobilization carrier of the present invention is not particularly limited. For example, glass, silicon, gold as the metal, silver, platinum, copper, and the resin as polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polystyrene, polyacrylonitrile , Polyvinyl acetate, polycarbonate and the like. As a method of generating a functional group on glass or silicon, a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group can be generated on the surface by dipping in a solution such as a silane coupling agent. Introducing a functional group onto a metal substrate can easily generate a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group by immersing the substrate in a compound solution having a thiol group at the terminal.

また、樹脂担体の表面に官能基を生成する方法としては、プラズマ処理などで、強制的に酸化させることにより担体表面にカルボキシル基や、水酸基等を生成することもできる。その他の方法としては、樹脂担体の側鎖を加水分解するなどの方法を用いることができ、この方法は簡便な方法であることから好ましく用いることができる。   In addition, as a method of generating a functional group on the surface of the resin carrier, a carboxyl group, a hydroxyl group, or the like can be generated on the surface of the carrier by forcibly oxidizing by plasma treatment or the like. As other methods, methods such as hydrolysis of the side chain of the resin carrier can be used, and this method can be preferably used because it is a simple method.

したがって、本発明の核酸固定化担体の樹脂としては、側鎖構造を有する樹脂であることが好ましく、側鎖構造を有する樹脂としては、具体的にはポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル等のビニル系樹脂等が挙げられるが、特に下記一般式(1)で表せられる構造を持つ樹脂が特に好ましい。
Therefore, the resin of the nucleic acid immobilization carrier of the present invention is preferably a resin having a side chain structure, and specifically, the resin having a side chain structure is a vinyl such as polystyrene, polyacrylonitrile, polyvinyl acetate or the like. The resin having a structure represented by the following general formula (1) is particularly preferable.

Figure 0004736439
Figure 0004736439

(一般式(1)のR1、R2、R3は、アルキル基、アリール基もしくは水素原子を表す。)
上記の構造単位を持つ樹脂であると、酸やアルカリの加水分解にて、容易に側鎖がカルボキシル基となる。
(R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (1) represent an alkyl group, an aryl group or a hydrogen atom.)
When the resin has the above structural unit, the side chain easily becomes a carboxyl group by hydrolysis of acid or alkali.

本発明において、一般式(1)で表せられる樹脂の平均重合度の好ましい範囲は、100から1万である。特に好ましくは、200以上、5000以下である。なお、数平均重合度はGPC(ゲルパーメイションクロマトグラフ)を用い定法にて樹脂の分子量を測定することにより、容易に測定できる。また、一般式(1)において、RおよびRはアルキル基、アリール基または水素原子を表し、それぞれ同一であっても異なっていても良い。前記アルキル基は直鎖状であってもまたは枝別れしていても良く、好ましくは1から20の炭素数を有する。前記アリール基は、好ましくは6から18、さらに好ましくは6から12の炭素数を有する。官能基XはO、NR、またはCHの中から任意に選ばれる。Rは前記RおよびRと同様に定義される官能基である。
In the present invention, the preferred range of the average degree of polymerization of the resin represented by the general formula (1) is 100 to 10,000. Particularly preferably, it is 200 or more and 5000 or less. The number average degree of polymerization can be easily measured by measuring the molecular weight of the resin by a conventional method using GPC (gel permeation chromatograph). In the general formula (1), R 1 and R 2 represent an alkyl group, an aryl group or a hydrogen atom, and may be the same or different. The alkyl group may be linear or branched and preferably has 1 to 20 carbon atoms. The aryl group preferably has 6 to 18, more preferably 6 to 12 carbon atoms. The functional group X is arbitrarily selected from O, NR 3 , or CH 2 . R 3 is a functional group defined in the same manner as R 1 and R 2 described above.

前記各種のような官能基を含む樹脂で、好ましいものとしては、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチルメタクリレート(PEMA)またはポリプロピルメタクリレートのポリメタクリル酸アルキル(PAMA)等がある。これらの中で特に好ましいものは、ポリメチルメタクリレートである。さらに、ポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸シクロヘキシルまたはポリメタクリル酸フェニル等も用いることができる。また、前記樹脂構成要素を組み合わせた、または前記樹脂の構成要素に他の一種または複数種の樹脂の構成要素を加えた構造の共重合体も用いることができる。前記他の樹脂としては、ポリスチレン、ポリアクリロニトリルまたはポリアミド等がある。   Preferred examples of the resin containing various functional groups include polymethyl methacrylate (PMMA), polyethyl methacrylate (PEMA), and polypropyl methacrylate polyalkyl methacrylate (PMMA). Of these, polymethyl methacrylate is particularly preferred. Furthermore, polyvinyl acetate, polycyclohexyl methacrylate, polyphenyl methacrylate, or the like can also be used. Moreover, the copolymer of the structure which combined the said resin component or added the component of another 1 type or multiple types of resin to the component of the said resin can also be used. Examples of the other resin include polystyrene, polyacrylonitrile, and polyamide.

このような材質からなる樹脂表面にカルボキシル基を生成する手段としては、アルカリ、酸などで処理するほか、温水中での超音波処理、酸素プラズマ、アルゴンプラズマ、放射線に樹脂基板を晒す方法などが挙げられるが、樹脂表面の損傷が少なく、また、容易に実施できるという点からアルカリ、もしくは酸に樹脂基板を漬け込んで表面にカルボキシル基を生成させることが好ましい。具体的な例としては、水酸化ナトリウムや硫酸の水溶液(好ましい濃度は、1N〜20N)に樹脂基板を漬け込み、好ましくは30℃から80℃の温度にして、1時間から100時間の間保持すればよい
Means for generating carboxyl groups on the resin surface made of such materials include treatment with alkali, acid, etc., ultrasonic treatment in warm water, oxygen plasma, argon plasma, and a method of exposing the resin substrate to radiation. Although there are few damages on the surface of the resin, and it is easy to carry out, it is preferable to immerse the resin substrate in an alkali or acid to generate a carboxyl group on the surface. As a specific example, the resin substrate is immersed in an aqueous solution of sodium hydroxide or sulfuric acid (preferably the concentration is 1N to 20N), preferably at a temperature of 30 ° C. to 80 ° C. and held for 1 to 100 hours. That's fine .

ついで、本発明の核酸固定化担体の具体的な使用方法の好ましい形態について述べる。本発明の核酸固定化担体は、核酸が多数固定化されている、マイクロアレイと呼ばれる固体に用いることが好ましい。ここで、核酸とは、被検物質と直接的又は間接的に、選択的に結合し得る物質を意味し、代表的な例として、一本鎖核酸を挙げることができる。特定の塩基配列を有する一本鎖核酸は、該塩基配列又はその一部と相補的な塩基配列を有する一本鎖核酸と選択的にハイブリダイズして結合するためである。核酸は、DNAやRNAでもPNAでもよい。本発明に用いる核酸は、市販のものでもよく、また、生細胞などから得られたものでもよいが、オリゴ核酸と呼ばれる、長さが10塩基から100塩基までの核酸は、合成機で容易に人工的に合成が可能であり、また、核酸末端のアミノ基修飾が容易であるため、固体表面への固定化が容易となることから好ましい。さらに、20塩基未満ではハイブリダイゼーションの安定性が低いという観点から20〜100塩基がより好ましい。ハイブリダイゼーションの安定性を保持するため、特に好ましくは40〜100塩基の範囲である。核酸の末端修飾可能な官能基にはアミノ基の他に、アルデヒド基、エポキシ基、カルボキシル基、水酸基あるいはチオール基も好ましく導入することができる。オリゴ核酸の末端修飾の際、これら官能基と核酸の間にアルキル鎖を導入するが、一般的にはそのアルキル基の炭素数は3〜18である。固体表面と核酸とを固定化するためには、先に述べたEDCやDMT−MMのような縮合剤を用いて固定化すればよい。そして固体表面の重合体分子のアシル基と核酸のアミノ基とを反応させた場合は、アミド結合により固体表面と核酸が固定化されることになり、固体表面の重合体のカルボキシル基と核酸の水酸基とを反応させた場合は、エステル結合により固体表面と核酸とが固定化されることになる。核酸を含む試料を固体表面に作用させる際の温度は、5℃〜95℃が好ましく、15℃〜65℃が更に好ましい。処理時間は通常5分〜24時間であり、1時間以上が好ましい。
Next, a preferred form of a specific method for using the nucleic acid-immobilized carrier of the present invention will be described. The nucleic acid-immobilized carrier of the present invention is preferably used for a solid called a microarray on which a large number of nucleic acids are immobilized. Here, the nucleic acid means a substance that can selectively bind to a test substance directly or indirectly, and a typical example is a single-stranded nucleic acid. This is because a single-stranded nucleic acid having a specific base sequence selectively hybridizes and binds to a single-stranded nucleic acid having a base sequence complementary to the base sequence or a part thereof. The nucleic acid may be DNA, RNA or PNA. The nucleic acid used in the present invention may be a commercially available product or may be obtained from a living cell or the like. However, a nucleic acid called oligonucleic acid having a length of 10 to 100 bases can be easily synthesized with a synthesizer. Since it can be artificially synthesized and it is easy to modify the amino group at the end of the nucleic acid, it is preferable because it can be easily immobilized on a solid surface. Furthermore, if it is less than 20 bases, 20 to 100 bases are more preferable from the viewpoint that the stability of hybridization is low. In order to maintain the stability of hybridization, the range of 40 to 100 bases is particularly preferable. In addition to the amino group, an aldehyde group, an epoxy group, a carboxyl group, a hydroxyl group, or a thiol group can be preferably introduced into the functional group capable of terminal modification of a nucleic acid. In the terminal modification of the oligonucleic acid, an alkyl chain is introduced between these functional groups and the nucleic acid. Generally, the alkyl group has 3 to 18 carbon atoms. To immobilize the solid surface and the nucleic acid may be immobilized using a condensing agent such as EDC and DMT-MM as described above. When the acyl group of the polymer molecule on the solid surface is reacted with the amino group of the nucleic acid , the solid surface and the nucleic acid are immobilized by an amide bond, and the carboxyl group and the nucleic acid of the polymer on the solid surface are immobilized. When the hydroxyl group is reacted, the solid surface and the nucleic acid are immobilized by an ester bond. The temperature at which the sample containing the nucleic acid is allowed to act on the solid surface is preferably 5 ° C to 95 ° C, more preferably 15 ° C to 65 ° C. The treatment time is usually 5 minutes to 24 hours, preferably 1 hour or longer.

前述した方法により、固体表面にペプチドまたはペプチド誘導体由来のものを介して核酸を固定化することにより、固体表面に直接固定化した場合に比べ、固定化された核酸の空間的な自由度が高いという推定理由のために、検体と高いハイブリダイゼーション効率を提供する核酸固定化担体を得ることができる。
By immobilizing a nucleic acid on a solid surface via a peptide or peptide derivative-derived substance by the above-described method, the degree of spatial freedom of the immobilized nucleic acid is higher than when immobilized directly on the solid surface. For this reason, it is possible to obtain a nucleic acid- immobilized carrier that provides high hybridization efficiency with a specimen.

以下、本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on examples. However, the present invention is not limited to these examples.

比較例1、実施例1
(DNA固定化基板1、2の作製)
重合体分子固定化PMMA基板の作製スキームを図2に示す。ポリメチルメタクリレート(PMMA)板((株)クラレ製;コモグラス押し出し板、厚さ1mm、平均分子量3万)を10Nの水酸化ナトリウム水溶液に70℃で15時間浸漬した。次いで、純水、0.1N HCl水溶液、純水の順で洗浄した。このようにして、基板表面のPMMAの側鎖を加水分解して、カルボキシル基を生成した。次いで(A)N−ヒドロキシスルホツクシイミド(以降Sulfo-NHSと略す)100mg、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)350mgを2−モルホリノエタンスルホン酸・一水和物(MES)バッファー(0.1N水酸化ナトリウムでpH6.0に調整)に溶解させた。これらの混合溶液に上記加水分解後のPMMA基板を浸漬し、マイクロスターラーで撹拌した。(B)1時間撹拌後、上記基板をアミノ酸の一種であるグリシン80mgを含むホウ酸水溶液(1N水酸化ナトリウムでpH8.3に調整)に浸漬し、マイクロスターラーで撹拌した。1時間攪拌後、DNA固定化基板1を作製した(比較例1)。また、上記(A)、(B)の操作をさらに3回繰り返すことにより、PMMA表面にグリシン4分子結合した、DNA固定化基板2を得た(実施例1)
実施例2
(DNA固定化基板3の作製)
重合体分子固定化PMMA基板の作製スキームを図3に示す。
実施例1と同様の方法でPMMA基板表面にカルボキシル基を生成させた。次いで(a)Sulfo-NHS100mg、EDC350mgをMESバッファー(pH6.0)に溶解させた。これらの混合溶液に上記加水分解後のPMMA基板を浸漬し、マイクロスターラーで1時間撹拌撹拌した。(b)MES(pH8.3)にグリシン80mgを溶解させ、EDC350mgを加え1時間攪拌し、ポリペプチドであるグリシン重合体を作製した。(c)上記基板を(b)で調整したグリシン重合体溶液に浸漬し、2時間攪拌した後、DNA固定化基板3を得た。
Comparative Example 1 and Example 1
(Preparation of DNA immobilization substrates 1 and 2)
A production scheme of the polymer molecule-immobilized PMMA substrate is shown in FIG. A polymethyl methacrylate (PMMA) plate (manufactured by Kuraray Co., Ltd .; Comograss extruded plate, thickness 1 mm, average molecular weight 30,000) was immersed in a 10N aqueous sodium hydroxide solution at 70 ° C. for 15 hours. Subsequently, it wash | cleaned in order of the pure water, 0.1N HCl aqueous solution, and a pure water. In this way, the side chain of PMMA on the substrate surface was hydrolyzed to generate a carboxyl group. Next, (A) 100 mg of N-hydroxysulfuximide (hereinafter abbreviated as Sulfo-NHS) and 350 mg of 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) were added to 2-morpholinoethanesulfonic acid monohydrate. Dissolved in (MES) buffer (adjusted to pH 6.0 with 0.1 N sodium hydroxide). The PMMA substrate after hydrolysis was immersed in these mixed solutions and stirred with a micro stirrer. (B) After stirring for 1 hour, the substrate was immersed in an aqueous boric acid solution (adjusted to pH 8.3 with 1N sodium hydroxide) containing 80 mg of glycine, which is a kind of amino acid, and stirred with a micro stirrer. After stirring for 1 hour, a DNA-immobilized substrate 1 was prepared (Comparative Example 1) . Further, by repeating the operations (A) and (B) three more times, a DNA-immobilized substrate 2 in which 4 molecules of glycine were bonded to the PMMA surface was obtained (Example 1) .
Example 2
(Preparation of DNA-immobilized substrate 3)
A production scheme of the polymer molecule-immobilized PMMA substrate is shown in FIG.
In the same manner as in Example 1, carboxyl groups were generated on the surface of the PMMA substrate. Next, (a) Sulfo-NHS 100 mg and EDC 350 mg were dissolved in MES buffer (pH 6.0). The PMMA substrate after hydrolysis was immersed in these mixed solutions, and stirred and stirred for 1 hour with a micro stirrer. (B) 80 mg of glycine was dissolved in MES (pH 8.3), 350 mg of EDC was added and stirred for 1 hour to prepare a glycine polymer as a polypeptide. (C) The substrate was immersed in the glycine polymer solution prepared in (b) and stirred for 2 hours to obtain a DNA-immobilized substrate 3.

実施例3
(DNA固定化基板4の作製)
実施例2で作製した重合体分子固定化PMMA基板に再び操作(a)を施し、重合体末端にスクシンイミド基を修飾し、DNA固定化基板4を得た。
Example 3
(Preparation of DNA-immobilized substrate 4)
The operation (a) was again performed on the polymer molecule-immobilized PMMA substrate prepared in Example 2, and the succinimide group was modified at the polymer end to obtain the DNA-immobilized substrate 4.

比較例2
(DNA固定化基板5の作製)
実施例1と同様の操作でPMMA基板上にカルボキシル基を生成させた。次いで(A)の操作の後、1時間撹拌後、上記基板をアミノ酸の一種であるアラニン80mgを含むホウ酸水溶液(1N水酸化ナトリウムでpH8.3に調整)に浸漬し、マイクロスターラーで撹拌した。1時間攪拌後、DNA固定化基板5を作製した。
Comparative Example 2
(Preparation of DNA-immobilized substrate 5)
Carboxyl groups were generated on the PMMA substrate by the same operation as in Example 1. Next, after the operation of (A), after stirring for 1 hour, the substrate was immersed in an aqueous boric acid solution (adjusted to pH 8.3 with 1N sodium hydroxide) containing 80 mg of alanine, which is an amino acid, and stirred with a micro stirrer. . After stirring for 1 hour, a DNA-immobilized substrate 5 was produced.

実施例
(DNA固定化基板6の作製)
DNA固定化基板としてガラス基板を用いた。重合体分子固定化ガラス基板の作製スキームを図4に示す。
Example 4
(Preparation of DNA-immobilized substrate 6)
A glass substrate was used as the DNA immobilization substrate. A production scheme of a polymer molecule-immobilized glass substrate is shown in FIG.

スライドガラスを10N NaOH水溶液に1時間浸漬したあと、純水で十分に洗浄した。ついで、APS(3−アミノプロピルトリエトキシシラン;信越化学工業(株)製)を2重量%の割合で純水に溶解した後、上記のスライドガラスを1時間浸漬し、この溶液から取り出した後に110℃で10分間乾燥した。このようにして、ガラスの表面にアミノ基を導入した。   The slide glass was immersed in a 10N NaOH aqueous solution for 1 hour and then thoroughly washed with pure water. Next, after APS (3-aminopropyltriethoxysilane; manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was dissolved in pure water at a ratio of 2% by weight, the slide glass was immersed for 1 hour and taken out from this solution. Dried at 110 ° C. for 10 minutes. In this way, amino groups were introduced on the surface of the glass.

ついで、5.5gの無水コハク酸を1−メチル−2−ピロリドン335mlに溶解させた。1Mの50mlのホウ酸ナトリウム(ホウ酸3.09gとpH調整用の水酸化ナトリウムを加えて、純水で50mlにメスアップしたもの。pH8.0)に上記コハク酸溶液に加えた。この混合液に上記のガラス基板を20分間浸漬した。浸漬後、純水で洗浄および乾燥した。このようにして、ガラス基板の表面のアミノ基と無水コハク酸を反応させて、ガラス表面にカルボン酸を導入した。実施例2と同様の操作でグリシン重合体と反応させDNA固定化基板6とした。この反応スキームを図3に示す。   Subsequently, 5.5 g of succinic anhydride was dissolved in 335 ml of 1-methyl-2-pyrrolidone. 1M 50 ml sodium borate (3.09 g boric acid and sodium hydroxide for pH adjustment was added to make up to 50 ml with pure water. PH 8.0) was added to the succinic acid solution. The glass substrate was immersed in this mixed solution for 20 minutes. After soaking, it was washed with pure water and dried. In this way, the amino group on the surface of the glass substrate was reacted with succinic anhydride to introduce carboxylic acid on the glass surface. The DNA-immobilized substrate 6 was prepared by reacting with the glycine polymer in the same manner as in Example 2. This reaction scheme is shown in FIG.

比較例
(DNA固定化基板7の作製)
比較として、実施例1と同様の操作でPMMA基板上に加水分解によりカルボキシル基を生成させ、DNA固定化基板7とした。
Comparative Example 3
(Preparation of DNA-immobilized substrate 7)
For comparison, a carboxyl group was generated on the PMMA substrate by hydrolysis in the same manner as in Example 1 to obtain a DNA-immobilized substrate 7.

比較例
(DNA固定化基板8の作製)
実施例と同様の操作でアミノ基を導入したガラス表面に無水コハク酸を反応させることによりカルボキシル基を生成させDNA固定化基板8とした。
(プローブDNAの固定化)
配列番号1(60塩基、5’末端アミノ化)、のDNAを合成した。
5’-ACATTTTGAGGCATTTCAGTCAGTTGCTCAATGTACCTATAACCAGACCGTTCATCTGGA-3’。この配列番号1のDNAは5’末端がアミノ化されている。
Comparative Example 4
(Preparation of DNA-immobilized substrate 8)
Carboxyl groups were produced by reacting succinic anhydride on the glass surface into which amino groups had been introduced in the same manner as in Example 5 to obtain a DNA-immobilized substrate 8.
(Immobilization of probe DNA)
The DNA of SEQ ID NO: 1 (60 bases, 5 ′ terminal amination) was synthesized.
5'-ACATTTTGAGGCATTTCAGTCAGTTGCTCAATGTACCTATAACCAGACCGTTCATCTGGA-3 '. The DNA of SEQ ID NO: 1 is aminated at the 5 ′ end.

これらのDNAを、純水に0.27nmol/μlの濃度で溶かして、ストックソリューションとした。基板に点着する際は、PBS(NaClを8g、Na2HPO4・12H2Oを2.9g、KClを0.2g、KH2PO4を0.2g純水に溶かし1lにメスアップしたものにpH調整用の塩酸を加えたもの、pH5.5)でプローブの終濃度を0.027nmol/μlとし、かつ、担体表面のカルボキシル基とプローブDNAの末端のアミノ基とを縮合させるため、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)を加え、この終濃度を50mg/mlとした。そして、これらの混合溶液をおよそ200nl取り出して、これを基板に点着した。次いで、基板を密閉したプラスチック容器入れて、37℃、湿度100%の条件で20時間程度インキュベートして、純水で洗浄した。

(検体DNAの調整)
検体DNAとして、上記DNA固定化基板とハイブリダイズ可能な塩基配列を持つ配列番号5のDNA(968塩基)を用いた。調整方法を以下に示す。
These DNAs were dissolved in pure water at a concentration of 0.27 nmol / μl to obtain a stock solution. When spotting on the substrate, PBS (NaCl 8g, Na2HPO4 · 12H2O 2.9g, KCl 0.2g, KH2PO4 0.2g dissolved in pure water and made up to 1 liter was adjusted to pH 1 hydrochloric acid. In addition, the final concentration of the probe was adjusted to 0.027 nmol / μl at pH 5.5), and 1-ethyl-3- (3 -Dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) was added to bring the final concentration to 50 mg / ml. And about 200 nl of these mixed solutions were taken out and this was spotted on the board | substrate. Next, the substrate was sealed in a plastic container, incubated at 37 ° C. and 100% humidity for about 20 hours, and washed with pure water.

(Adjustment of sample DNA)
As the sample DNA, DNA of SEQ ID NO: 5 (968 bases) having a base sequence capable of hybridizing with the DNA-immobilized substrate was used. The adjustment method is shown below.

検体DNAとして、上記DNA固定化基板とハイブリダイズ可能な塩基配列を持つDNA(968b.p.)を用いた。調整方法を以下に示す。
以下の配列の核酸を合成した。
5'-GGGCGAAGAAGTTGTCCATA-3' (配列番号2:20塩基)
5'-GCAGAGCGAGGTATGTAGGC-3' (配列番号3:20塩基)
これを純水にとかして濃度を100μMとした。次いで、pKF3 プラスミドDNA(タカラバイオ(株)製品番号;3100)(配列番号4:2264塩基)を用意して、これをテンプレートとし、配列番号2および配列番号3のDNAをプライマーとして、PCR反応(Polymerase Chain Reaction)により増幅を行った。
As the sample DNA, DNA (968 bp) having a base sequence capable of hybridizing with the DNA-immobilized substrate was used. The adjustment method is shown below.
Nucleic acids having the following sequences were synthesized.
5'-GGGCGAAGAAGTTGTCCATA-3 '(SEQ ID NO: 20 bases)
5'-GCAGAGCGAGGTATGTAGGC-3 '(SEQ ID NO: 3: 20 bases)
This was dissolved in pure water to a concentration of 100 μM. Next, pKF3 plasmid DNA (Takara Bio Inc. product number; 3100) (SEQ ID NO: 2264 bases) was prepared, which was used as a template, and the DNA reaction of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 was used as a primer for PCR reaction ( Amplification was performed by Polymerase Chain Reaction.

PCRの条件は以下の通りである。すなわち、ExTaq 2μl、 10×ExBuffer 40μl、 dNTP Mix 32μl(以上はタカラバイオ(株)製;製品番号RR001Aに付属)、 配列番号2の溶液を2μl、配列番号3の溶液を2μl、 テンプレート(配列番号4)を0.2μl加え、純水によりトータル400μlにメスアップした。これらの混合液を、4つのマイクロチューブに分け、サーマルサイクラーを用いてPCR反応を行った。これを、エタノール沈殿により精製し、40μlの純水に溶解した。   The conditions for PCR are as follows. That is, ExTaq 2 μl, 10 × ExBuffer 40 μl, dNTP Mix 32 μl (the above is manufactured by Takara Bio Inc .; attached to product number RR001A), SEQ ID NO: 2 solution 2 μl, SEQ ID NO 3 solution 2 μl, Template (SEQ ID NO: 4) 0.2 μl was added, and the volume was increased to 400 μl with pure water. These mixed solutions were divided into four microtubes, and PCR reaction was performed using a thermal cycler. This was purified by ethanol precipitation and dissolved in 40 μl of pure water.

次いで、9塩基のランダムプライマー(タカラバイオ(株)製;製品番号3802)を6mg/mlの濃度に溶かし、上記のPCR反応後精製したDNA溶液に2μl加えた。この溶液を100℃に加熱した後、氷上で急冷した。これらにKlenow Fragment(タカラバイオ(株)製;製品番号2140AK)付属のバッファーを5μl、dNTP混合物(dATP、dTTP、dGTPの濃度はそれぞれ2.5mM、dCTPの濃度は400μM)を2.5μl加えた。さらに、Cy3−dCTP(アマシャムファルマシアバイオテク製;製品番号PA53021)を2μl加えた。この溶液に10UのKlenow Fragmentを加え、37℃で20時間インキュベートし、Cy3で標識された検体DNA(配列番号5:968塩基)を得た。さらにこれをエタノール沈殿により精製し、乾燥した。   Subsequently, a 9-base random primer (manufactured by Takara Bio Inc .; product number 3802) was dissolved at a concentration of 6 mg / ml, and 2 μl was added to the DNA solution purified after the PCR reaction. This solution was heated to 100 ° C. and then rapidly cooled on ice. To this, 5 μl of the buffer attached to Klenow Fragment (Takara Bio Inc .; product number 2140AK) and 2.5 μl of dNTP mixture (dATP, dTTP, dGTP concentrations of 2.5 mM and dCTP concentration of 400 μM, respectively) were added. . Furthermore, 2 μl of Cy3-dCTP (manufactured by Amersham Pharmacia Biotech; product number PA53021) was added. To this solution, 10 U of Klenow Fragment was added and incubated at 37 ° C. for 20 hours to obtain a sample DNA (SEQ ID NO: 5: 968 bases) labeled with Cy3. This was further purified by ethanol precipitation and dried.

この標識化された検体DNAを、1重量%BSA(ウシ血清アルブミン)、5×SSC(5×SSCとはNaClを43.8g、クエン酸3ナトリウム水和物を22.1gの純水にとかし、200mlにメスアップしたもの。またNaClを43.8g、クエン酸3ナトリウム水和物を22.1g純水にとかし、1lにメスアップしたものを1×SSCと表記し、これの10倍濃縮液を10×SSC、5倍希釈液を0.2×SSCと表記する。)、0.1重量%SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)、0.01重量%サケ精子DNAの溶液(各濃度はいずれも終濃度)、400μlに溶解し、ハイブリダイゼーション用の溶液とした。
(ハイブリダイゼーション)
上記で得られたプローブDNAを固定化したそれぞれの基板に上記検体DNAをハイブリダイゼーションさせた。具体的には、先に用意したプローブ核酸が固定化されている担体にハイブリダイゼーション用の溶液を10μl滴下し、その上にカバーガラスをかぶせた。また、カバーガラスの周りをペーパーボンドでシールし、ハイブリダイゼーションの溶液が乾燥しないようにした。これを、プラスチック容器の中に入れ、65℃、湿度100%の条件で10時間インキュベートした。インキュベート後、カバーガラスを剥離後に洗浄、乾燥した。
(測定)
DNAチップ用のスキャナー(Axon Instruments社のGenePix 4000A)に上記処理後の基板をセットし、レーザー出力33%、フォトマルチプライヤーの電圧を500Vに設定した状態で測定を行った。その結果を表1に示す。
This labeled sample DNA is dissolved in 1% by weight BSA (bovine serum albumin), 5 × SSC (5 × SSC is 43.8 g of NaCl and trisodium citrate hydrate is dissolved in 22.1 g of pure water. 200 ml of NaCl, 43.8 g of NaCl and 22.1 g of trisodium citrate hydrate dissolved in pure water, and 1 ml of the mess up to 1 l. The solution is expressed as 10 × SSC, and the 5-fold diluted solution is expressed as 0.2 × SSC.), 0.1 wt% SDS (sodium dodecyl sulfate), 0.01 wt% salmon sperm DNA solution (each concentration is (Final concentration), dissolved in 400 μl to obtain a solution for hybridization.
(Hybridization)
The sample DNA was hybridized to each substrate on which the probe DNA obtained above was immobilized. Specifically, 10 μl of a hybridization solution was dropped on a carrier on which the probe nucleic acid prepared previously was immobilized, and a cover glass was placed thereon. In addition, the periphery of the cover glass was sealed with a paper bond so that the hybridization solution was not dried. This was placed in a plastic container and incubated at 65 ° C. and 100% humidity for 10 hours. After incubation, the cover glass was peeled off, washed and dried.
(Measurement)
The substrate after the above treatment was set on a DNA chip scanner (Axon Instruments GenePix 4000A), and measurement was performed with the laser output set to 33% and the photomultiplier voltage set to 500V. The results are shown in Table 1.

Figure 0004736439
Figure 0004736439

表1は種々の手法により作製したDNA固定化基板を用いた核酸ハイブリダイゼーション後の蛍光シグナルを示したものである。   Table 1 shows fluorescence signals after nucleic acid hybridization using DNA-immobilized substrates prepared by various methods.

グリシンを介してDNA固定化した比較例1のDNA固定化基板1、基板表面のカルボキシル基を介してDNA固定化した比較例のDNA固定化基板7と比較して、グリシン4分子を介してDNA固定化した実施例1のDNA固定化基板2、ポリグリシンを介してDNA固定化した実施例2のDNA固定化基板3は高効率なハイブリダイゼーションが観察された。また、実施例3のDNA固定化基板4の結果から、ペプチドまたはペプチド誘導体由来のものの末端がスクシンイミド基で修飾されていてもほぼ同様の効果が確認された。比較例2のDNA固定化基板5の結果からアミノ酸がアラニンの場合においても比較例1のDNA固定化基板1のグリシンと同様あることが確認された。さらに、実施例4のDNA固定化基板6と比較例4のDNA固定化基板8を比較して、ガラス基板を用いた場合でも、グリシン重合体を介してDNAを固定化することによりハイブリダイゼーションの高効率化が確認された。これらのことからいずれの基板においても、固体基板上にペプチドまたはペプチド誘導体由来のものを固定化し、ペプチドまたはペプチド誘導体由来のものに結合したアシル基とDNAのアミノ基を縮合させて固定化することにより、ハイブリダイゼーション効率が飛躍的に向上することが示された。 DNA-immobilized substrate 1 of Comparative Example 1 DNA immobilized via glycine, as compared to the DNA-immobilized substrate 7 of Comparative Example 3 was DNA immobilized via the carboxyl group of the substrate surface, via a glycine-quarter element Highly efficient hybridization was observed for the DNA-immobilized substrate 2 of Example 1 immobilized with DNA and the DNA-immobilized substrate 3 of Example 2 immobilized with DNA via polyglycine . Further, from the result of the DNA-immobilized substrate 4 of Example 3, almost the same effect was confirmed even when the terminal of the peptide or peptide derivative-derived one was modified with a succinimide group. From the results of DNA-immobilized substrate 5 of Comparative Example 2, the amino acid is the same as glycine DNA-immobilized substrate 1 also Comparative Example 1 in the case of alanine was confirmed. Furthermore, the DNA-immobilized substrate 6 of Example 4 and the DNA-immobilized substrate 8 of Comparative Example 4 were compared, and even when a glass substrate was used, hybridization was achieved by immobilizing DNA via a glycine polymer. High efficiency was confirmed. Therefore, in any substrate, the peptide or peptide derivative-derived material is immobilized on a solid substrate, and the acyl group bound to the peptide or peptide derivative-derived material is condensed and immobilized on the DNA amino group. Thus, it was shown that the hybridization efficiency is dramatically improved.

固体基板上でのペプチドまたはペプチド誘導体由来のものを介した核酸の固定化Immobilization of nucleic acids via peptides or peptide derivatives from solid substrates PMMA表面への核酸(DNA)の固定化反応スキーム1Scheme 1 for immobilizing nucleic acid (DNA) on the surface of PMMA PMMA表面への核酸(DNA)の固定化反応スキーム2Scheme 2 for immobilizing nucleic acid (DNA) on the surface of PMMA ガラス表面への核酸(DNA)の固定化反応スキーム4Scheme 4 for immobilizing nucleic acid (DNA) on glass surface

符号の説明Explanation of symbols

1 固体基板
2 ペプチドまたはペプチド誘導体由来のもの
核酸
4 PMMA基板
5 スクシンイミド基
6 グリシンまたはアラニン
7 末端アミノ化DNA
8 グリシン重合体
9 ガラス基板
10 無水コハク酸
1 solid substrate 2 peptide or peptide derivative-derived 3 nucleic acid 4 PMMA substrate 5 succinimide group 6 glycine or alanine 7 terminal aminated DNA
8 Glycine polymer 9 Glass substrate 10 Succinic anhydride

Claims (4)

固体表面に核酸を固定化した核酸固定化担体であって、該固体表面にペプチドまたはペプチド誘導体由来のものが該固体表面の一つの官能基を介して共有結合で結合しており、該ペプチドまたはペプチド誘導体由来のものに結合している官能基と核酸が共有結合にて固定化されていることを特徴とする核酸固定化担体。 The nucleic acid to a solid surface an immobilized nucleic acid-immobilized carrier, those derived from peptides or peptide derivatives on the solid surface are covalently linked via one functional group of the solid surface, the peptide or A nucleic acid- immobilized carrier, wherein a functional group bonded to a peptide derivative-derived one and a nucleic acid are immobilized by a covalent bond. 該固体表面が樹脂からなる請求項1に記載の核酸固定化担体。 The nucleic acid- immobilized carrier according to claim 1, wherein the solid surface is made of a resin. 該固体表面が下記一般式(1)を構造単位として有する請求項1に記載の核酸固定化担体。
Figure 0004736439
(式中、R、RおよびRはそれぞれ炭素数1から20のアルキル基、炭素数6から18のアリール基、又は水素原子を表す。また、Xは、O、NRまたはCHを表す。)
The nucleic acid- immobilized carrier according to claim 1, wherein the solid surface has the following general formula (1) as a structural unit.
Figure 0004736439
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 each represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, or a hydrogen atom. X represents O, NR 3 or CH 2. Represents.)
該ペプチドまたはペプチド誘導体由来のものに結合している官能基がアシル基である請求項1から3のいずれかに記載の核酸固定化担体。
The nucleic acid- immobilized carrier according to any one of claims 1 to 3, wherein the functional group bonded to the peptide or peptide derivative is an acyl group.
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