CN106460027B - 使用阳离子性接枝聚合物的目标物分离浓缩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于,提供代替现有的阳离子性聚合物的、对目标物分离浓缩的方法以及用于该方法的试剂盒。
Description
技术领域
本申请对2014年3月24日提出申请的日本专利申请2014-60419号及2014-60420号说明书主张优先权,上述日本申请的整体通过参照方式而引入本说明书。
本申请说明书及上述2个日本申请中引用的全部文献的记载全部整合到说明书中。
本发明涉及使用导入成本低、能够以简便的操作安全且稳定地制造的接枝聚合物的目标生物分子分离浓缩方法以及用于该方法的试剂盒。
背景技术
离子交换聚合物是合成树脂的一种,分子结构的一部分具有电离为离子基形式的结构。与水等溶剂中的离子显示出离子交换作用,其行为按照对离子的选择性依据离子基的性质而大致分为阳离子交换聚合物与阴离子交换聚合物。通过利用聚合物中的固定离子与溶液中的各种抗衡离子(被交换的离子)的吸附差异,能够将溶液中包含的各离子分离。
生物分子的电荷特性由分子整体的电荷、电荷密度、表面电荷的分布方式、溶液的pH等各种因素决定。例如,在蛋白质的情况下,包含弱酸性、弱碱性等多种离子性氨基酸,分子表面具有正电荷与负电荷两种。将该电荷的总和称为有效表面电荷,氨基酸的荷电状态根据pH而改变,因此蛋白质分子的有效表面电荷也依赖于溶液的pH而向正或负变化。
离子交换色谱是利用这种生物分子的荷电状态(有效表面电荷)根据pH、盐浓度而改变而与具有相反电荷的载体可逆地结合、洗脱而进行回收的手法(例如专利文献1、2及非专利文献1)。
但是,在进行所述回收操作时,由于洗脱时使用了表面活性剂、高浓度盐等,难以以目的物的立体结构得以维持、存活的状态进行回收。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开1996-173194号公报
专利文献2:日本特开2002-125695号公报
非专利文献
非专利文献1:Microbiology152(2006),3575-3583
发明内容
发明要解决的课题
本发明提供使用新颖的阳离子性接枝聚合物代替现有的阳离子性聚合物对目标物分离浓缩方法、及用于该方法的试剂盒。
用于解决课题的手段
即,本发明为以下的[1]~[11]的本发明方案。
[1]一种使用阳离子性接枝聚合物对目标物分离浓缩的方法,包含:
(1)使阳离子性接枝聚合物与含有目标物的试样在碱性条件下接触,使目标物与阳离子性接枝聚合物结合的步骤;
(2)将阳离子性接枝聚合物与目标生物分子的结合体分离的步骤;及
(3)将目标物从上述结合体洗脱的步骤。
<这里,上述阳离子性接枝聚合物为多胺接枝聚合物,其是使多胺衍生物与烯属不饱和单体(c)聚合而得的,所述多胺衍生物是使具有至少1个氨基的高分子化合物(a)与具有至少1个环氧基的化合物(b)反应而得的>;
[2]根据上述[1]所述的方法,其中,步骤(1)还包括添加二价或三价的金属离子;
[3]根据上述[1]或[2]所述的方法,其中,步骤(2)还包括对结合体进行洗涤的工序;
[4]根据上述[1]~[3]中任一项所述的方法,其中,上述阳离子性接枝聚合物固定于固相表面。
[5]根据上述[1]~[3]中任一项所述的方法,其中,步骤(3)包括使未与目标物结合的阳离子性接枝聚合物聚集的步骤。
[6]一种试剂盒,其为用于上述[1]~[5]中任一项所述的方法的试剂盒,含有阳离子性接枝聚合物;
[7]根据上述[6]所述的试剂盒,其中,还含有金属离子盐;
[8]根据上述[6]所述的试剂盒,其中,还含有包含碱性溶液与金属离子盐的反应液;
[9]根据上述[6]~[8]中任一项所述的试剂盒,其中,还含有洗涤液;
[10]根据上述[6]~[9]中任一项所述的试剂盒,其中,还含有包含酸性溶液或螯合剂的分散液。
[11]根据上述[6]~[10]中任一项所述的试剂盒,其中,还含有聚集液。
发明的效果
根据本发明的方法,能够将试样中的目标物高效地分离浓缩,且在分离浓缩的过程中,目标物与现有方法相比没有受到损伤,因此此后的解析容易进行。更详细而言,还能够用于使用质谱装置的解析。
附图说明
图1:大肠杆菌与阳离子性接枝聚合物的结合体的沉淀聚集块,左边的管为大肠杆菌(无)、右边的管为大肠杆菌(有)。
图2:表达GFP的大肠杆菌与阳离子性接枝聚合物的结合体的荧光显微镜观察。利用激光波长(488nm)检测在大肠杆菌中表达的GFP,利用可见光检测阳离子性接枝聚合物与大肠杆菌。使用激光波长及可见光连续取得图像,用伪彩色显示进行了叠加。左图为大肠杆菌被阳离子性接枝聚合物捕获的状态、右图为将其聚集块用分散液分散的状态。
图3:分离的大肠杆菌的存活确认。使阳离子性接枝聚合物与大肠杆菌反应,分别对离心后的上清与将聚集块用分散液分散而得的溶液进行培养。左半部分的图像为上清、右半部分为分散液。
图4:使用分离回收的核酸进行的电泳。泳道1为无阳离子性接枝聚合物处理的样品的电泳图、泳道2为阳离子性接枝聚合物处理后样品的电泳图。
图5:回收的细胞的检测。(1)使细胞与阳离子性接枝聚合物反应并离心后的上清(左)与聚集块(右)。(2)将该聚集块用分散液分散后的状态。(1)、(2)均利用激光波长350nm检测细胞核,利用可见光检测阳离子性接枝聚合物。使用激光波长及可见光连续取得图像。用伪彩色显示进行叠加,观察聚集状态及分散状态。
图6:回收的细胞的荧光显微镜观察。利用阳离子性接枝聚合物进行捕获,用分散液分散后进行免疫染色。用激光波长350nm检测细胞核,用488nm检测与在细胞表面表达的抗原(MCAM)反应的抗体。使用2种激光波长连续取得图像。用伪彩色显示进行叠加,观察细胞表面抗原。
图7:回收的囊泡的检测。(1)使囊泡与阳离子性接枝聚合物反应并离心后的上清(左)及聚集块(右)。(2)将该聚集块用分散液分散后的状态。(1)、(2)均利用激光波长488nm检测囊泡、利用可见光检测阳离子性接枝聚合物。使用激光波长及可见光连续取得图像。用伪彩色显示进行叠加,确认聚集状态及分散状态。
图8:回收的囊泡的荧光显微镜观察。将利用阳离子性接枝聚合物捕获的囊泡用分散液分散后,进行免疫染色。利用激光波长488nm检测囊泡,利用激光波长594nm检测抗体。使用2种激光波长连续取得图像。用伪彩色显示进行叠加,确认囊泡表面的抗原的状态。
图9:用加入了表面活性剂的溶液回收的大肠杆菌的检测(电泳)。
图10:用加入了表面活性剂的溶液回收的大肠杆菌的检测(质谱分析)
图11:噬菌体的分离检测
图12:分离的大肠杆菌的存活确认。使用环氧辛烷改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物(PAAEpo-g-DADMAC)及丁酸缩水甘油酯改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物(PAAGB-g-DADMAC)进行大肠杆菌的分离。将接枝聚合物与乳胶珠混合后与菌体反应。
图13:分离的大肠杆菌的存活确认。使用环氧辛烷改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物(PAAEpo-g-DADMAC)进行大肠杆菌的分离。使接枝聚合物与菌体反应后添加乳胶珠。
图14:分离的大肠杆菌的存活确认。使用缩水甘油改性聚二烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物(DAAGly-g-DADMAC)进行大肠杆菌的分离。将接枝聚合物与乳胶珠混合后与菌体反应。
图15:分离的大肠杆菌的存活确认。使用缩水甘油改性聚二烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物(DAAGly-g-DADMAC)进行大肠杆菌的分离。使接枝聚合物与菌体反应后添加乳胶珠。
具体实施方式
“阳离子性接枝聚合物”是使多胺衍生物与烯属不饱和单体(c)聚合而得的,所述多胺衍生物是使具有至少1个氨基的高分子化合物(a)与具有至少1个环氧基的化合物(b)反应而得的[上述具有至少1个氨基的高分子化合物(a)可以选自由以下的由通式(1)所示的乙撑亚胺系聚合物、由通式(2)所示的乙烯基胺系聚合物、由通式(3)所示的烯丙基胺系聚合物、由通式(4)所示的二烯丙基胺系聚合物及由通式(5)所示的丙烯酰基胺系聚合物组成的组(其中,下述通式中,n为10~200,000的整数,m为5~3,000的整数,l为5~5,000的整数,o为10~10,000的整数,p为1~100的整数)]。
[化学式1]
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
“具有至少1个氨基的高分子化合物(a)”具有至少1个氨基即可,其构成单元中也可以含有不具有氨基的构成单元。因此,具有由上述通式(1)~(5)所示的结构的各聚合物除了由上述通式(1)~(5)所示的结构的各构成单元以外还可以含有不具有氨基的构成单元,此外,也可以不含不具有氨基的构成单元。作为不具有氨基的构成单元,可以列举二氧化硫、丙烯酰胺、烯丙基醇、丙烯酸等,但不限于这些。
“具有至少1个氨基的高分子化合物(a)”中的“氨基”可以是伯氨基、仲氨基及叔氨基中的任一种,特别优选伯氨基或仲氨基。
对“具有至少1个氨基的高分子化合物(a)”中的“氨基”的数量没有特别限制,从反应性、使用容易性等观点出发,优选每1个高分子中为5~15000个,特别优选8~3000个。此外,换算成高分子化合物的每单位分子量的个数时,优选每10000分子量中为5个~230个,特别优选10个~130个。
对“具有至少1个氨基的高分子化合物(a)”的分子量没有特别限制,从反应性、粘度、操作性、成品率等观点出发,以数均分子量计优选500~10000000,特别优选500~1000000。
此外,对本申请的第1发明中使用的具有至少1个氨基的高分子化合物(a)所具有的重复单元的数量也没有特别限制,从反应性、粘度、操作性、成品率等观点出发,优选10~150000个,特别优选10~3000个。
“具有至少1个氨基的高分子化合物(a)”还可以为“进一步具有至少1个烯丙基和至少1个氨基的烯丙基胺系单体(a’)”。只要是其结构中具有至少1个烯丙基与至少1个氨基的聚合性化合物,则所有的化合物均可以使用,优选具有由通式(a1)所示的结构的烯丙基胺系化合物。
[化学式6]
通式(a1)中,R9及R10中的至少一个是氢原子,另一个是氢或碳数1~8的烃基,优选氢原子或碳数1~3的烷基。
此外,从聚合性等观点出发,通式(a1)中,R9及R10任一个均为烯丙基、即具有2个烯丙基的二烯丙基胺系单体是特别优选的。
从获得高聚合性的观点出发,优选烯丙基胺系单体(a’)中的至少一部分为具有2个烯丙基的二烯丙基胺系单体,更优选该烯丙基胺系单体(a’)的30摩尔%以上为二烯丙基胺系单体,特别优选50摩尔%以上为二烯丙基胺系单体。
通式(a1)中,在R9及R10中的一个(例如R9)为氢原子时,另一个(此时为R10)优选氢原子、甲基、乙基、烯丙基、或苄基。即,具有由通式(a1)所示的结构的烯丙基胺系化合物优选为烯丙基胺、甲基烯丙基胺、乙基烯丙基胺、二烯丙基胺、或苄基烯丙基胺。
此外,在本申请的第1发明中,具有由通式(a1)所示的结构的烯丙基胺系化合物的有机酸盐或无机酸盐也可以优选作为具有至少1个烯丙基和至少1个氨基的烯丙基胺系单体(a’)使用。作为上述有机酸盐或无机酸盐中的抗衡离子,优选卤素离子(进一步优选Cl-、Br-、或I-)、甲基硫酸离子、乙基硫酸离子、甲磺酸离子、2-羟基-1-乙磺酸离子、乙酸离子或羟乙酸离子。
阳离子性接枝聚合物可以是在上述定义中上述具有至少1个环氧基的化合物(b)为由通式(6)所示的化合物的多胺接枝聚合物(其中,通式(6)中的R为取代或未取代的1价的烃基。)。
[化学式7]
阳离子性接枝聚合物还可是在上述定义中上述具有至少1个环氧基的化合物(b)为通式(7)所示的化合物、且选自由下述(1)~(14)组成的组的多胺接枝聚合物;(1)式中R1、R2、R3及R4为氢原子的环氧乙烷;(2)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或链中含有羟基的碳数1~8的直链或支链的饱和烃基(其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子)的环氧化合物;(3)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或取代或未取代的1价的烃基(其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子)环氧化合物、(4)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或链中含有醚键的碳数1~8的直链或支链的饱和烃基(其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子)的环氧化合物;(5)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或卤素(其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子)的环氧化合物;(6)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或不饱和烃基(其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子)的环氧化合物;(7)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或含有脂环式烃基或具有不饱和键的环式烃基的烃基(其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子)的环氧化合物;(8)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或含有芳香环或杂环的烃基(其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子)的环氧化合物;(9)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或含有环氧环的烃基(其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子)的多官能环氧化合物;(10)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或链中含有烷氧基甲硅烷基的碳数3~12的直链或支链的饱和烃基(其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子)的环氧化合物;(11)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或链中含有氟的烃基(其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子)的环氧化合物;(12)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或链中含有羧基的烃基(其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子)的环氧化合物;(13)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或链中含有酯键或酰胺键的碳数1~12的直链或支链的饱和烃基(其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子)的环氧化合物;以及(14)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或链中具有磺酸酯基的烃基(其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子)的环氧化合物。
[化学式8]
此外,作为“具有至少1个环氧基的化合物(b)”,可以列举环氧乙烷(结构参照下式);
[化学式9]
缩水甘油(结构参照下式);
[化学式10]
环氧丙烷(结构参照下式)、
[化学式11]
环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、1,2-环氧己烷及1,2-环氧十六烷;
缩水甘油基甲基醚(结构参照下式)、
[化学式12]
乙基缩水甘油醚、缩水甘油基异丙基醚及三缩水甘油基异氰脲酸酯;
表氯醇(结构参照下式)、
[化学式13]
表溴醇及2-(氯甲基)-1,2-环氧丁烷;
1,3-丁二烯一氧化物(结构参照下式)、
[化学式14]
1,2-环氧-5-己烯及烯丙基缩水甘油醚;
1,2-环氧环戊烷(结构参照下式)、
[化学式15]
1,2-环氧环己烷及1,2-环氧-4-乙烯基环己烷3,4-环氧四氢呋喃;
环氧苯乙烷(结构参照下式)、
[化学式16]
缩水甘油基苯基醚及4-环氧丙氧基咔唑;
1,2:3,4-二环氧丁烷(结构参照下式)、
[化学式17]
1,4-丁二醇二缩水甘油醚及乙二醇二缩水甘油醚;
3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(结构参照下式)、
[化学式18]
及3-环氧丙氧基丙基(二甲氧基)甲基硅烷;
1,2-环氧-1H,1H,2H,3H,3H十七氟十一烷(结构参照下式);[化学式19]
环氧琥珀酸(结构参照下式);
[化学式20]
丁酸缩水甘油酯(结构参照下式)、
[化学式21]
及N-缩水甘油基邻苯二甲酰亚胺;以及
硝基苯磺酸缩水甘油酯(结构参照下式)、
[化学式22]
及对甲苯磺酸缩水甘油酯等,但不限于这些。
阳离子性接枝聚合物还可以是在上述定义中上述乙烯系不饱和单体(c)选自由乙烯基系单体、苯乙烯系单体、甲基丙烯酸酯系单体、丙烯酸酯系单体、丙烯酰胺系单体、烯丙基系单体、二烯丙基系单体及不饱和羧酸组成的组的多胺接枝聚合物。
对乙烯系不饱和单体(c)的分子量没有特别限制,从接枝效率等观点出发,优选分子量28~1100,特别优选28~500。
对乙烯系不饱和单体(c)的碳原子数也没有特别限制,优选2个~50个,特别优选2个~30个。
乙烯系不饱和单体(c)中,作为本发明中优选使用的单体的更具体的例子,可以列举苯乙烯、二乙烯基苯、对苯乙烯磺酸钠水合物、乙烯基苄基三甲基氯化铵、乙酸乙烯酯、1-乙烯基咪唑、2-乙烯基吡啶、丙烯腈、烯丙基胺盐酸盐、二烯丙基胺盐酸盐、二甲基二胺盐酸盐、二烯丙基二甲基氯化铵(特别是其60%水溶液)、二甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、二甲基氨基丙基丙烯酰胺、二甲基氨基丙基丙烯酰胺氯代甲基鎓盐、N-(3-二甲基氨基丙基)甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯等。这些之中,从与干聚合物(trunk polymer)上的与羟基邻接的碳的反应性、接枝后的侧链末端的基团的有用性等观点出发,特别优选二甲基丙烯酰胺、二烯丙基二甲基氯化铵、苯乙烯、丙烯腈等。
这些单体的化学结构、CAS号等是本领域技术人员显而易见的,因此将其记载省略。
乙烯系不饱和单体(c)根据本发明的目的可以单独仅使用1种,也可以将2种以上组合使用。在将2种以上的乙烯系不饱和单体(c)组合使用时,可以是这些的全部均为上述优选例子,也可以是仅其一部分为上述优选例子。
阳离子性接枝聚合物中每单位重量所含的氨基的量优选0.1~17mmol/g,特别优选1~10mmol/g。此外,就平均粒径而言,在阳离子性接枝聚合物未固定于固相表面时,优选250nm以下,更优选100nm~200nm。
作为“阳离子性接枝聚合物”的一个方式,可以列举以下的接枝聚合物。
(1)环氧丙烷改性聚烯丙基胺与二甲基丙烯酰胺的接枝聚合物
将20质量%的聚烯丙基胺(重均分子量3000)一边用冰水冷却和搅拌一边滴加环氧丙烷(相对于胺为2当量)。在20℃反应24小时后,将溶液浓缩,以水溶液形式获得环氧丙烷改性聚烯丙基胺。
在如上制备的42质量%的环氧丙烷改性聚烯丙基胺中加入水而使其变为14质量%,在20℃进行搅拌。反应溶液的pH为10。然后将65质量%的二甲基丙烯酰胺(相对于胺为3当量)和28.5质量%的APS水溶液12.01g(相对于单体为10摩尔%)分别分次加入,聚合24小时,以水溶液形式获得环氧丙烷改性聚烯丙基胺与二甲基丙烯酰胺的接枝聚合物(重均分子量120000)。
(2)环氧丙烷改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物
在与(1)同样制备的50质量%的环氧丙烷改性聚烯丙基胺中加入水而使其变为30质量%,在20℃进行搅拌。反应溶液的pH为10。然后加入65质量%二烯丙基二甲基氯化铵(相对于胺为3当量)。进一步将28.5质量%的APS水溶液96.08g(相对于单体为20摩尔%)分次加入,聚合72小时,以水溶液形式获得环氧丙烷改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物(重均分子量24000)。
(3)环氧丙烷改性聚烯丙基胺与苯乙烯的接枝聚合物
将20质量%的聚烯丙基胺一边用冰水冷却和搅拌一边滴加环氧丙烷(相对于胺为0.1当量)。在20℃反应24小时后,将溶液浓缩,以水溶液形式获得环氧丙烷改性聚烯丙基胺。
在环氧丙烷改性聚烯丙基胺中加入水而使其成为20质量%,然后加入苯乙烯(相对于胺为0.3当量),在20℃进行搅拌。反应溶液的pH为12。然后,滴加28.5质量%的APS水溶液12.01g(相对于单体为20摩尔%),聚合24小时。然后,在70℃加热24小时,获得了环氧丙烷改性聚烯丙基胺与苯乙烯的以下推定结构的接枝聚合物(其中,下述通式中,q为0~3,000的整数,r为0~3,000的整数,s为0~3,000的整数,t为0~10,000的整数,u为0~10,000的整数,w为0~10,000的整数)。平均粒径为120nm。
[化学式23]
(4)环氧丙烷改性聚烯丙基胺与二甲基丙烯酰胺的接枝聚合物的制造(pH7下的制造)
在与(1)同样制备的42质量%的环氧丙烷改性聚烯丙基胺中加入水而使其变为14质量%,在20℃进行搅拌。然后加入35质量%的盐酸,将pH调整为7,将二甲基丙烯酰胺(相对于胺为3当量)与28.5质量%的APS水溶液12.01g(相对于单体为10摩尔%)分别分次加入,聚合24小时,以水溶液形式获得环氧丙烷改性聚烯丙基胺与二甲基丙烯酰胺的接枝聚合物(重均分子量210000)。
(5)环氧辛烷改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物
在20质量%的聚烯丙基胺中加入水而使其成为13质量%,一边用冰水冷却和搅拌一边滴加环氧辛烷(相对于胺为0.1当量)。滴加结束后,在40℃反应24小时,然后将溶液浓缩,以水溶液形式获得环氧辛烷改性聚烯丙基胺。
在如上制备的30质量%的环氧辛烷改性聚烯丙基胺中加入水而使其成为19质量%,在20℃进行搅拌。反应溶液的pH为12。然后将65质量%的二烯丙基二甲基氯化铵(相对于胺为3当量)与28.5质量%的APS水溶液14.42g(相对于单体为10摩尔%)分别分次加入,聚合24小时。然后,将28.5质量%的APS水溶液14.42g(相对于单体为10摩尔%)分次进一步追加,以水溶液形式获得环氧辛烷改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物。
(6)乙二醇二缩水甘油醚改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物
在20质量%的聚烯丙基胺中加入水而使其成为13质量%,一边用冰水冷却和搅拌一边滴加乙二醇二缩水甘油醚(相对于胺为0.05当量)。滴加结束后,在40℃反应24小时,然后将溶液浓缩,以水溶液形式获得乙二醇二缩水甘油醚改性聚烯丙基胺。
在如上制备的30质量%的乙二醇二缩水甘油醚改性聚烯丙基胺中加入水而使其成为19质量%,在20℃进行搅拌。反应溶液的pH为12。然后将65质量%的二烯丙基二甲基氯化铵(相对于胺为3当量)与28.5质量%的APS水溶液14.42g(相对于单体为10摩尔%)分别分次加入,聚合24小时,以黄色凝胶形式获得乙二醇二缩水甘油醚改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物。
(7)环氧苯乙烷改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物
在20质量%的聚烯丙基胺中加入水而使其成为13质量%,一边用冰水冷却和搅拌一边滴加环氧苯乙烷(相对于胺为0.1当量)。滴加结束后,在40℃反应24小时,然后将溶液浓缩,以水溶液形式获得环氧苯乙烷改性聚烯丙基胺。
在如上制备的30质量%的环氧苯乙烷改性聚烯丙基胺中加入水而使其成为19质量%,在20℃进行搅拌。反应溶液的pH为12。然后将65质量%的二烯丙基二甲基氯化铵(相对于胺为3当量)与28.5质量%的APS水溶液14.42g(相对于单体为10摩尔%)分别分次加入,聚合24小时。然后,将28.5质量%的APS水溶液14.42g(相对于单体为10摩尔%)分次进一步追加,以水溶液形式获得环氧苯乙烷改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物。
(8)丁酸缩水甘油酯改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物
在20质量%的聚烯丙基胺中加入水而使其成为13质量%,一边用冰水冷却和搅拌一边滴加丁酸缩水甘油酯(相对于胺为0.1当量)。滴加结束后,在40℃反应24小时,然后将溶液浓缩,以水溶液形式获得丁酸缩水甘油酯改性聚烯丙基胺。
在如上制备的30质量%的丁酸缩水甘油酯改性聚烯丙基胺在加入水而使其成为19质量%,在20℃进行搅拌。反应溶液的pH为12。然后将65质量%的二烯丙基二甲基氯化铵(相对于胺为3当量)与28.5质量%的APS水溶液14.42g(相对于单体为10摩尔%)分别分次加入,聚合24小时。然后,将28.5质量%的APS水溶液14.42g(相对于单体为10摩尔%)分次进一步追加,以水溶液形式获得丁酸缩水甘油酯改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物。
(9)环氧丙烷改性聚烯丙基胺与苯乙烯的接枝聚合物
在与(3)同样制备的环氧丙烷改性聚烯丙基胺中加入水而使其成为20质量%,然后加入苯乙烯(相对于胺为0.3当量),在20℃进行搅拌。反应溶液的pH为12。然后,滴加28.5质量%的SPS水溶液12.53g(相对于单体为20摩尔%),聚合24小时。然后,在70℃加热24小时,获得环氧丙烷改性聚烯丙基胺与苯乙烯的接枝聚合物。平均粒径为135nm。
(10)环氧丙烷改性聚烯丙基胺与苯乙烯的接枝聚合物
在与(3)同样制备的环氧丙烷改性聚烯丙基胺中加入水而使其成为20质量%,然后加入苯乙烯(相对于胺为0.3当量),在80℃进行搅拌。反应溶液的pH为12。然后,滴加28.5质量%的APS水溶液12.01g(相对于单体为20摩尔%),聚合24小时,获得环氧丙烷改性聚烯丙基胺与苯乙烯的接枝聚合物。平均粒径为144nm。
(11)缩水甘油改性聚二烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物
在二烯丙基胺中加入水而使其成为79质量%,一边用冰水冷却和搅拌一边滴加缩水甘油(相对于胺为1当量)。滴加结束后,在45℃反应24小时后,将溶液浓缩,以水溶液形式获得缩水甘油改性二烯丙基胺。
在78质量%的缩水甘油改性二烯丙基胺中加入35质量%的盐酸(相对于胺为1当量)。然后,加入水而使其成为50质量%,加热到60℃,将2,2’-偶氮双(2-甲基丙脒)2盐酸盐(相对于单体为6摩尔%)分次加入,聚合24小时。将获得的溶液通过电透析而纯化,以水溶液形式获得缩水甘油改性聚二烯丙基胺。
在如上制备的43质量%的缩水甘油改性聚二烯丙基胺中加入水而使其成为30质量%,在20℃进行搅拌。反应溶液的pH为11。然后将65质量%的二烯丙基二甲基氯化铵(相对于胺为3当量)与28.5质量%的APS水溶液36.04g(相对于单体为10摩尔%)分别分次加入,聚合24小时。然后,将28.5质量%的APS水溶液36.04g(相对于单体为10摩尔%)分次进一步追加,在50℃聚合24小时,以水溶液形式获得缩水甘油改性聚二烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物(重均分子量84000)。
(12)环氧丙烷改性聚乙撑亚胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物
一边搅拌47质量%的聚乙撑亚胺(重均分子量2000),一边滴加环氧丙烷(相对于胺为0.1当量)。在20℃反应24小时,获得环氧丙烷改性聚乙撑亚胺水溶液。
在如上制备的50质量%的环氧丙烷改性聚乙撑亚胺中加入水而使其成为14质量%,在20℃进行搅拌。反应溶液的pH为12。然后将65质量%的二烯丙基二甲基氯化铵(相对于胺为3当量)与28.5质量%的APS水溶液31.23g(相对于单体为10摩尔%)分别分次加入,聚合24小时,以水溶液形式获得环氧丙烷改性聚乙撑亚胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物。
(13)环氧丙烷改性聚乙烯基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物
一边搅拌15质量%的聚乙烯基胺(重均分子量150000)一边滴加环氧丙烷(相对于胺为0.1当量)。在20℃反应24小时后,将溶液浓缩,获得23质量%的环氧丙烷改性聚乙烯基胺水溶液。
在如上制备的23质量%的环氧丙烷改性聚乙烯基胺中加入水而使其成为15质量%,在20℃进行搅拌。反应溶液的pH为12。然后将65质量%的二烯丙基二甲基氯化铵(相对于胺为3当量)与28.5质量%的APS水溶液31.23g(相对于单体为10摩尔%)分别分次加入,聚合24小时,以水溶液形式获得环氧丙烷改性聚乙烯基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物。
(14)环氧丙烷改性聚二烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物
在二烯丙基胺中加入水而使其成为78质量%,一边用冰水冷却和搅拌一边滴加环氧丙烷(相对于胺为0.1当量)。在20℃反应24小时,以水溶液形式获得环氧丙烷改性二烯丙基胺。
在79质量%的环氧丙烷改性二烯丙基胺中加入35质量%的盐酸(相对于胺为1当量),以水溶液形式获得59质量%的环氧丙烷改性二烯丙基胺盐酸盐。在获得的59质量%的环氧丙烷改性二烯丙基胺盐酸盐41.33g中加入水而使其成为7质量%,加热到60℃。然后,将59质量%的环氧丙烷改性二烯丙基胺盐酸盐123.99g与2,2’-偶氮双(2-甲基丙脒)2盐酸盐(相对于单体为5.6摩尔%)分次加入,聚合24小时。将获得的溶液通过电透析而纯化,以水溶液形式获得环氧丙烷改性聚二烯丙基胺。
在如上制备的30质量%的环氧丙烷改性聚二烯丙基胺中加入水而使其成为24质量%,在20℃进行搅拌。反应溶液的pH为12。然后将65质量%的二烯丙基二甲基氯化铵(相对于胺为3当量)与28.5质量%的APS水溶液14.42g(相对于单体为10摩尔%)分别分次加入,聚合24小时。然后,将28.5质量%的APS水溶液14.42g(相对于单体为10摩尔%)分次进一步追加,在60℃聚合24小时,以水溶液形式获得环氧丙烷改性聚二烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物(重均分子量19000)。
(15)环氧丙烷改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物(使用了重均分子量2000、相对于胺添加0.1当量环氧丙烷的环氧丙烷改性聚烯丙基胺)
将15质量%的聚烯丙基胺(重均分子量1600)一边用冰水冷却和搅拌一边滴加环氧丙烷(相对于胺为0.1当量)。在20℃反应24小时后,将溶液浓缩,以水溶液形式获得环氧丙烷改性聚烯丙基胺。
在如上制备的30质量%的环氧丙烷改性聚烯丙基胺中加入水而使其成为18质量%,在20℃进行搅拌。反应溶液的pH为10。然后将65质量%的二烯丙基二甲基氯化铵(相对于胺为3当量)与28.5质量%的APS水溶液14.42g(相对于单体为10摩尔%)分别分次加入,聚合24小时。然后,将28.5质量%的APS水溶液14.42g(相对于单体为10摩尔%)分次进一步追加,在60℃聚合24小时,以水溶液形式获得环氧丙烷改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物(重均分子量16000)。
(16)环氧丙烷改性聚烯丙基胺与2-乙烯基吡啶的接枝聚合物
在与(3)同样制备的环氧丙烷改性聚烯丙基胺中加入水而使其成为20质量%。然后加入2-乙烯基吡啶(相对于胺为0.3当量),在20℃进行搅拌。反应溶液的pH为12。然后,滴加28.5质量%的APS水溶液12.01g(相对于单体为20摩尔%),聚合24小时,获得环氧丙烷改性聚烯丙基胺与2-乙烯基吡啶的接枝聚合物。平均粒径为225nm。
由起始原料等推定,获得的接枝聚合物具有下式的结构(其中,下述通式中,q为0~3,000的整数,r为0~3,000的整数,s为0~3,000的整数,t为0~10,000的整数,u为0~10,000的整数,w为0~10,000的整数)。
[化学式24]
“试样”是指被认为含有成为检测对象的“对象物”的混合物。“试样”来自包括人在内的生物体(例如血液、唾液、体液、体组织等)、环境(例如,土壤、海水、环境水(温泉水、浴槽水、冷却塔水等))、人工物或自然物(例如面包等加工食品;酸奶等发酵食品;或稻米、小麦等栽培植物;微生物;病毒)。
根据需要,也可以是对这些进行了纯化分离处理操作后的混合物。例如,由血液获得的血浆(blood plasma)或血清(blood serum)包括在该范围内。
此外,也可以是加入了金属离子盐的混合物。
进一步“试样”中可以含有表面活性剂,可以在对“对象物”进行检测之前添加表面活性剂。作为表面活性剂,Triton(注册商标)系表面活性剂(聚(氧乙烯)辛基苯基醚等)、Tween(注册商标)系表面活性剂(聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯等)、Brij(注册商标)系表面活性剂(聚氧乙烯烷基醚等)、蔗糖月桂酸酯(同仁化学)、皂素(Sigma-Aldrich)、BPSH(NIKKOL)、NOIGEN TDS-70(第一工业制药)、TritonX-705(Sigma-Aldrich)等包括在该范围内。
“对象物”是指想要通过本发明来检测的物质。虽然并未进行限定,但优选可带有负电荷的物质。包括例如细胞、真菌、细菌、病毒及这些的分解物;以及肽、核酸等。
细胞不仅可以是生物体内存在的细胞,也可以是培养细胞。此外,不仅可以是正常细胞,也可以是癌细胞(例如血液循环肿瘤细胞(CTC))。
真菌是通常被称为蘑菇、霉菌、酵母的生物的总称,毛癣菌(Trichophyton)、念珠菌、以及曲霉菌等包括在该范围内。
细菌是指具有细胞膜的原核生物。葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、绿脓杆菌、霍乱弧菌、痢疾杆菌、炭疽杆菌、结核分支杆菌、肉毒梭菌、破伤风杆菌、以及链球菌等包括在该范围内。
病毒是指能够利用其它生物的细胞进行自我复制的微小结构体,包含蛋白质外壳和其内部所容纳的核酸。诺如病毒、轮状病毒、流感病毒、腺病毒、冠状病毒、麻疹病毒、风疹病毒、肝炎病毒、疱疹病毒、和HIV等包括在该范围内。
细胞、真菌、细菌及病毒的分解物是指构成这些的因子,可以是各细胞器(核、高尔基体、线粒体等);细胞、真菌、细菌的膜成分等含有磷脂的结构(包括外翻囊泡(inside outvesicle));构成细胞、真菌、细菌及病毒的因子的复合体等。此外,可以为正常细胞等中不存在的通过凋亡而产生的微小膜囊(例如,内皮微粒:EndotherialMicroparticle,EMP)、囊泡。
肽是指由各种氨基酸连接而成的分子系统组,包括在生物体内发挥功能的完整蛋白,也包括各种所谓的翻译后修饰(例如糖基化:糖链修饰)。
核酸可以是脱氧核糖核苷酸(DNA)、核糖核苷酸(RNA)以及这些的混合物和结合物。此外,其构成碱基为天然存在的核苷酸,例如鸟嘌呤(G)、腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U),也可以含有此外的天然的及人工的修饰碱基。这里,“修饰碱基”是指上述5种核苷酸接受化学修饰而成的碱基。对其没有特别限定,甲基胞苷、假尿嘧啶、4-硫尿苷、二氢尿苷、辫苷(queuosine)、和次黄嘌呤(肌苷(I))等包括在该范围内。还包括以RNA为模板通过逆转录反应制作的cDNA。
“碱性条件下”是指pH8以上、优选9以上、更优选10以上、进一步优选指pH11以上。优选使用碱性溶液而形成碱性条件。作为碱性溶液,可以列举弱碱、NaOH水溶液等强碱、或pH8以上具有缓冲能力的缓冲液(例如,甘氨酸缓冲液、CHES、CAPS)等。
使阳离子性接枝聚合物与含有目标物的试样“接触”除了将阳离子性接枝聚合物溶液加入试样的方式以外,还包括在该试样中加入阳离子性接枝聚合物的方式。
“结合”是指阳离子性接枝聚合物与对象物通过配位键和/或离子键发生相互作用的状态。
将结合体“分离”是指:在酸性条件下或螯合剂存在下,对于结合体,使阳离子性接枝聚合物与对象物的上述“键”断裂。
酸性条件下是指pH7以下、优选pH6以下、更优选pH5以下。优选使用酸性溶液形成酸性条件。作为酸性溶液,可以列举甘氨酸缓冲液、甲酸溶液、乙酸溶液等。
作为螯合剂,乙二胺四乙酸(EDTA)、乙二醇醚二胺四乙酸(EGTA)等包括在该范围内。对螯合剂的质子解离状态的pH没有限定,优选pH6.0~pH8.0。
“将目标物洗脱”是指上述“分离”反应后使目标物溶解于适当的溶液。在目标物为活细胞时,是指不破坏细胞膜地进行回收。
就二价或三价的金属离子而言,其包括Mg2+、Ba2+、Ca2+、Sr2+、Ni2+、Zn2+、Mn2+、Co2+,Fe2+、Fe3+、Al3+、Cr3+、Cu2+、Cd2+、Sn2+等。
“固定于固相表面”是指使“阳离子性接枝聚合物”不均匀地分布。具体是指将“阳离子性接枝聚合物”固定或包覆在玻璃、尼龙膜、半导体晶片、微珠、乳胶珠、磁珠、胶体粒子等的表面,但并非限于此。就固定方法而言,可以使用公知技术直接将“阳离子性接枝聚合物”固定于玻璃等的表面,或者,也可以介由接头分子间接地固定。此外,还可以使单体在固相表面进行聚合,来合成固定于固相表面的阳离子性接枝聚合物。
此外,还可以是在柱等中填充有“阳离子性接枝聚合物”的状态。
“对结合体进行洗涤”是指如下操作:在维持“阳离子性接枝聚合物”与“目标物”结合的状态下,将与阳离子性接枝聚合物非特异性结合的杂质除去的操作。洗涤时,可以使用与结合反应中使用的溶液相同的溶液,为其它溶液也无妨。可以是生理盐水、醇类。
“使未与目标物结合的阳离子性接枝聚合物聚集”可以列举:通过疏水性相互作用将阳离子性接枝聚合物分离;或利用成为抗衡离子的聚阴离子、阴离子性表面活性剂通过离子性相互作用将阳离子性接枝聚合物聚集、分离的方法等。更详细而言,使用聚集液(非质子性极性溶剂(乙腈等)或阴离子性表面活性剂(辛烷磺酸钠、癸烷磺酸钠等)、聚阴离子(包括羧甲基化聚烯丙基胺:CMPAA)等),通过乙腈的疏水性相互作用以及与聚阴离子、离子性表面活性剂的离子性相互作用使阳离子性接枝聚合物聚集。
上述“阳离子性接枝聚合物”、“反应液”、“洗涤液”、“分散液”及“聚集液”不仅包括液体状(在“阳离子性接枝聚合物”的情况下为乳化状),也包括将该液体干燥掉的情况。
实施例
通过以下的实施例、比较例及参考例对本发明进行更详细的说明,但本发明不受这些例子限定。
<实施例1>
大肠杆菌的分离及回收率的确认
1.方法
使用血细胞分析装置(Sysmex)求出用阳离子性接枝聚合物回收的大肠杆菌的回收率。
试样及试剂如下。
1)试样
大肠杆菌使用Bio-Rad Laboratories,Inc.制的表达GFP的试剂盒来制作。
在健康人血清中添加必要量(1~2×104cell/μL)的所制作的大肠杆菌,使用其作为试样。
2)试剂
I:反应液:1M甘氨酸-NaOH pH11.0、3M氯化镁
II:分散液:500mM甘氨酸-HCl pH5.0
3)阳离子性接枝聚合物
将20质量%的聚烯丙基胺(重均分子量3000)一边用冰水冷却和搅拌一边滴加环氧丙烷(相对于胺为0.1当量)。在20℃反应24小时后,将溶液浓缩,以水溶液形式获得环氧丙烷改性聚烯丙基胺。
在环氧丙烷改性聚烯丙基胺中加入水而使其成为20质量%,然后加入苯乙烯(相对于胺为0.3当量),在20℃进行搅拌。然后,滴加浓度28.5质量%的过硫酸铵(APS)水溶液12.01g(相对于单体为20摩尔%),聚合24小时。然后,在70℃加热24小时,获得环氧丙烷改性聚烯丙基胺与苯乙烯的阳离子性接枝聚合物(平均粒径120nm)(上述(3)环氧丙烷改性聚烯丙基胺与苯乙烯的接枝聚合物)。
4)血细胞分析装置
通过血细胞分析装置在血小板(PLT)中检测大肠杆菌。
测定按照血细胞分析装置的规程来进行。
大肠杆菌的分离及回收率的确认按照下述方式进行。
将试样500μL、20%阳离子性接枝聚合物50μL及反应液100μL混合,反应1分钟。然后,用台式小型离心机离心30秒,获得沉淀聚集块。回收上清,将获得的沉淀聚集块用分散液500μL彻底分散,获得分散溶液。对于上清及分散溶液,用血细胞分析装置求出大肠杆菌的回收率。此外,作为对照,使用与阳离子性接枝聚合物反应前的大肠杆菌。
2.结果
将血细胞分析装置的测定结果示于表1。
[表1]
根据表1的结果,回收率为约70%,获得了良好的回收率。
<实施例2>
分离的大肠杆菌的存活确认
1.方法
用阳离子性接枝聚合物分离血液中的大肠杆菌,通过培养来确认分离的大肠杆菌的存活。
试样及试剂如下。
1)试样
在健康人血清中添加必要量的、与实施例1同样地使用Bio-Rad Laboratories,Inc.制的表达GFP的试剂盒制作的大肠杆菌,使用其作为试样。
2)试剂
I:反应液:1M甘氨酸-NaOH pH11.0、3M氯化镁
II:分散液:500mM甘氨酸-HCl pH5.0
3)阳离子性接枝聚合物
与实施例1同样制备。
大肠杆菌的分离及存活确认按照下述方式进行。
将试样500μL、20%阳离子性接枝聚合物50μL及反应液100μL混合,反应1分钟。然后,用台式小型离心机离心30秒,获得沉淀聚集块。除去上清,将获得的沉淀聚集块用分散液500μL彻底分散,获得分散溶液(图2)。将上清及分散溶液的1/5000的量用LB细菌培养琼脂培养基在37℃培养18小时,确认存活(图3)。
此外,作为比较例,通过与实施例同样的方法获得聚集沉淀块后,分别添加1.5M的NaCl溶液500μL(比较例1)与1.5%TritonX-100500μL(比较例2),将聚集块彻底分散。通过与实施例同样的方法对各上清及分散溶液进行培养,确认存活。
2.结果
将培养结果示于表2。
[表2]
根据表2的结果,可以说通过使用本发明方法,能够以不溶菌、即存活的状态回收细菌。
<实施例3>
使用质谱仪的测定
1.方法
对于用阳离子性接枝聚合物回收的大肠杆菌,使用MALDI TOF(基质辅助激光解吸电离飞行时间型)质谱仪MALDI Bio Typer(注册商标)(Bruker Daltonics K.K.)进行细菌鉴定。
试样及试剂如下。
1)试样
大肠杆菌使用Bio-Rad Laboratories,Inc.制的表达GFP的试剂盒来制作。
将必要量的所制作的大肠杆菌添加到生理盐水中,使用其作为试样。
2)试剂
I:反应液:1M甘氨酸-NaOH pH11.0、3M氯化镁
II:分散液:70%甲酸
III:聚集液:100%乙腈
3)阳离子性接枝聚合物
与实施例1同样制备。
4)质谱仪
基质使用Bruker Daltonics K.K.的matrix HCCA portioned。
测定按照MALDI Bio Typer(注册商标)的规程来进行。细菌鉴定的判定通过BioTyper(注册商标)中规定的评分来评价。
大肠杆菌的分离及质谱仪的测定按照下述方式进行。
将试样500μL、20%阳离子性接枝聚合物50μL及反应液100μL混合,反应1分钟。然后,用台式小型离心机离心30秒,获得沉淀聚集块(图1)。除去上清,将获得的沉淀聚集块用分散·提取液50μL彻底分散,提取菌体中的蛋白质。然后,添加聚集液200μL,用台式小型离心机离心30秒,使阳离子性接枝聚合物沉淀。回收上清,作为质谱仪的测定用试样。
2.结果
将质谱仪的测定结果示于表3。
[表3]
根据表3的结果,鉴定评分为1.7以上,获得了良好的鉴定精度。根据该结果,可以说能够进行大肠杆菌中的蛋白质的提取及使用质谱仪测定。
<实施例4及5>
血清中的核酸的分离及回收率的确认
1.方法
用阳离子性接枝聚合物将血清中添加的核酸分离,对获得的核酸进行琼脂糖电泳,用SYBR Safe(invitrogen)染色,通过LAS4000(GE)进行检测。由斑点的荧光强度求出回收率。
试样及试剂如下。
1)试样
核酸以质粒和基因组为对象。质粒由大肠杆菌提取(实施例4)、基因组由Hela细胞提取(实施例5)。提取的质粒溶液用LB细菌培养琼脂培养基进行培养,未形成菌落,由此确认无大肠杆菌混入。此外,用荧光显微镜确认提取的基因组溶液无细胞混入。
将必要量的所提取的DNA添加到健康人血清中,将其作为试样。此外,使用未添加DNA的健康人血清作为对照。
2)试剂
I:反应液:1M甘氨酸-NaOH pH11.0、3M氯化镁
II:分散液:500mM EDTA-2Na pH8.0
3)阳离子性接枝聚合物
与实施例1同样制备。
4)电泳
使用1.0%琼脂糖凝胶。
电泳用的样品制备使用了6×Loading Dye(TOYOBO)。
核酸的分离及检测方法按照下述方式进行。
将试样500μL、20%阳离子性接枝聚合物50μL及反应液100μL混合,反应1分钟。然后,用台式小型离心机离心30秒,获得沉淀聚集块。在上清及分散溶液中添加nacalaitesque的核酸提取用试剂苯酚·氯仿·异戊醇(25:24:1)500μL,分离为苯酚相及水相。回收300μL的水相中的DNA,与乙醇600μL及乙酸钠水溶液30μL混合,通过乙醇沉淀使DNA沉淀。沉淀物用蒸馏水100μL悬浮,与Loading Dye混合而作为电泳用试样。使用1%琼脂糖凝胶进行电泳,用SYBR Safe染色后,用LAS4000进行荧光检测(图4)。
2.结果
将DNA回收量示于表4。
[表4]
根据表4的结果,质粒DNA的回收率为60%,基因组DNA回收率为40%。
<实施例6>
血清中的细胞的分离、回收率及立体结构·表面结构的确认1.方法
用阳离子性接枝聚合物将血清中添加的细胞分离。用血细胞分析装置(Sysmex)确认了细胞的回收率。进一步,用荧光显微镜(Life technologies)确认了细胞表面的抗原抗体反应。
试样及试剂如下。
1)试样
细胞使用Hela细胞,在健康人血清中添加必要量(1~2×106cell/mL)的细胞,使用其作为试样。
2)试剂
I:反应液:1M甘氨酸-NaOH pH11.0、3M氯化镁
II:分散液:500mM EDTA-2Na pH8.0
3)阳离子性接枝聚合物
与实施例1同样制备。
4)血细胞分析装置
细胞被作为WBC而测定。
测定与实施例1同样地按照血细胞分析装置的规程来进行。
5)抗体
一抗使用了50倍稀释的抗人CD146(MCAM)、单克隆抗体(N1238)(MONOSAM)。
二抗使用了500倍稀释的Anti-Mouse IgG Alexa Fluor594(LifeTechnologies)。
将一抗及二抗在遮光状态下颠倒混合1小时而使其反应,由此制备荧光标记抗体。
细胞的分离方法及检测方法按照下述方式进行。
将试样500μL与20%阳离子性接枝聚合50μL及反应液100μL混合,反应1分钟。然后,用台式小型离心机离心30秒,获得沉淀聚集块。回收上清,将获得的沉淀聚集块用分散液500μL彻底分散(图5)。对回收的上清及获得的分散溶液,用血细胞分析装置测定回收率。使用未与阳离子性接枝聚合物反应的细胞作为对照。
然后,将分散溶液与荧光标记抗体混合,在遮光状态下颠倒混合1小时而使其反应,用荧光显微镜确认抗原抗体反应(图6)。
2.结果
将利用血细胞分析装置测定的WBC测定值示于表5。
[表5]
根据表5的结果,细胞的回收率为98%,获得了良好的回收率。
血细胞分析装置将具有核的物质视为WBC而进行测定,因此可以说通过使用本发明方法,能够以维持立体结构的状态回收细胞。
此外,通过荧光显微镜确认了Hela细胞与MCAM抗体的抗原抗体反应。根据该结果,可以说能够以维持细胞的表面结构的状态进行回收。
<实施例7>
血清中的囊泡的分离、回收率及立体结构·表面结构的确认
1.方法
用阳离子性接枝聚合物将血清中添加的囊泡分离。用血细胞分析装置确认囊泡的回收率。此外,用荧光显微镜(Life technologies)确认分离的囊泡的立体结构及表面结构是否得以维持维持。
试样及试剂如下。
1)试样
用超声破碎仪将Hela细胞破碎而制备囊泡。
为了用荧光显微镜观察囊泡,细胞破碎在DyLight 488Antibody Labeling kit(Thermo)附带的荧光色素(DyLight,Ex/Em:493/518)水溶液中进行,使囊泡内部摄入荧光色素。
将必要量的所制作的囊泡添加到健康人血清中,使用其作为试样。
2)试剂
I:反应液:1M甘氨酸-NaOH pH11.0、3M氯化镁
II:分散液:500mM EDTA-2Na pH8.0
3)阳离子性接枝聚合物
与实施例1同样制备。
4)血细胞分析装置
囊泡被作为WBC而测定。
测定与实施例1同样地按照血细胞分析装置的规程来进行。
5)抗体
一抗使用50倍稀释的抗人CD146(MCAM)、单克隆抗体(N1238)(MONOSAM)。
二抗使用500倍稀释的Anti-Mouse IgG Alexa Fluor594(Life Technologies)。
将一抗及二抗在遮光状态下颠倒混合1小时而使其反应,由此制备荧光标记抗体。
囊泡的分离方法及检测方法按照下述方式进行。
将试样500μL与10%阳离子性接枝聚合物100μL及反应液50μL混合,反应1分钟。然后,用台式小型离心机离心30秒,获得沉淀聚集块。回收上清,将获得的沉淀聚集块用分散液500μL彻底分散,获得分散溶液(图7)。对回收的上清及获得的分散溶液,用血细胞分析装置测定回收率。使用未与阳离子性接枝聚合物反应的囊泡作为对照。
然后,将分散溶液与荧光标记抗体混合,在遮光状态下颠倒混合1小时而使其反应,用荧光显微镜确认抗原抗体反应(图8)。
2.结果
将用血细胞分析装置测定的囊泡测定值示于表6。
[表6]
根据表6的结果,囊泡的回收率为82%,获得了良好的回收率。
此外,通过荧光显微镜确认了:分散溶液中的囊泡为摄取了荧光色素的状态,在该囊泡的边缘包围着荧光标记抗体。根据该结果,可以说能够以维持囊泡的立体结构及表面结构的状态进行回收。
<参考例1>
病毒粒子的分离、回收确认
1.方法
作为包含蛋白质外壳和其内部所容纳的核酸的病毒模型,使用噬菌体。制备一定效价(titer)的噬菌体溶液,通过本发明的方法回收噬菌体,回收后,通过对使大肠杆菌溶菌的噬斑进行计数而计算效价。
1)试样
噬菌体
宿主大肠杆菌
2)试剂
I:反应液:1M甘氨酸-NaOH pH11.0、3M氯化镁
II:分散液:500mM甘氨酸-HCl pH5.0
3)阳离子性接枝聚合物
与实施例1同样制备。
噬菌体的分离方法及检测方法按照下述方式进行。
将噬菌体试样500μL、10%阳离子性接枝聚合物100μL及反应液50μL混合,反应1分钟。然后,用台式小型离心机离心30秒,获得沉淀聚集块。回收上清,将获得的沉淀聚集块用分散液500μL彻底分散,获得分散溶液。将获得的溶液进行梯度稀释,将稀释后的溶液与宿主大肠杆菌培养液混合,加入软琼脂中,在琼脂板上培养一晚,由其噬斑数计算能够回收的噬菌体的效价。
<实施例8>
利用加入了表面活性剂的溶液回收的细菌的存活确认
1.方法
对沉淀在采血管的分离剂上的大肠杆菌,用加入了非离子性表面活性剂的溶液以存活状态回收大肠杆菌。
试样及试剂如下。
1)试样
大肠杆菌使用Bio-Rad Laboratories,Inc.制的表达GFP的试剂盒来制作。
在生理盐水中加入2×108cell/mL的所制作的大肠杆菌,使用其作为试样。
2)试剂
I:1%表面活性剂溶液
作为实验1~6,使用蔗糖月桂酸酯(同仁化学)、皂素(Sigma-Aldrich)、BPSH(NIKKOL)、NOIGEN TDS-70(第一工业制药)、TritonX-705(Sigma-Aldrich)、或CHAPS(同仁化学)作为表面活性剂。
[表7]
II:反应液:1M甘氨酸pH11.0、3M氯化镁
III:分散液:500mM甘氨酸pH5.0
3)阳离子性接枝聚合物
与实施例1同样制备。
菌体的回收与存活确认按照下述方式进行。
将分散在生理盐水中的大肠杆菌的菌液3mL加入采血管中,以3000rpm、离心5分钟后,除去上清。然后,将1%表面活性剂溶液0.5mL添加到采血管中,使沉淀在分离剂表面的菌体分散。
菌体分散液在20℃静置30分钟及3小时后,混合10%阳离子性接枝聚合物100μL及反应液100μL并反应1分钟。然后,用台式小型离心机离心30秒,获得沉淀聚集块。除去上清,将获得的沉淀聚集块用分散液500μL彻底分散,获得分散溶液。将分散溶液的1/100的量用LB细菌培养琼脂培养基在37℃培养18小时,由菌落数来确认活菌数。
作为对照,使用生理盐水来代替表面活性剂溶液(对照1)。
2.结果
将培养后的试样中的菌落数示于表8。
[表8]
使用实验1~5中所用的非离子性表面活性剂、特别是蔗糖月桂酸酯时,能够以存活状态回收细菌。
<实施例9>
使用质谱仪的用加入了表面活性剂的溶液回收的大肠杆菌的测定
1.方法
使用加入了表面活性剂的溶液回收沉淀在采血管的分离剂上的大肠杆菌,与阳离子性聚合物反应后,用70%乙腈洗涤反应物,从而制备血液成分的影响受到抑制、且能够用质谱仪测定的试样。
试样及试剂如下。
1)试样
大肠杆菌使用Bio-Rad Laboratories,Inc.制的表达GFP的试剂盒来制作。
将全血与所制作的大肠杆菌以2×108cell/mL的量添加到细菌培养用的培养瓶(BD公司)中,使用其作为试样。
2)试剂
I:回收液:0.1%表面活性剂
II:反应液1:1M甘氨酸pH11.0
III:反应液2:3M氯化镁
IV:洗涤液:70%乙腈
V:提取液:70%甲酸
VI:分离液:100%乙腈
3)阳离子性接枝聚合物
与实施例1同样制备。
4)电泳
使用E-R155e-PAGEL15%凝胶(ATTO)。
凝胶染色使用2D-银染色试剂II(Cosmo Bio)。
5)质谱
使用Auto FlexII(Bruker)的flexControl2.0按照操作说明书进行测定。
质谱解析使用flexAnalysis。
血液成分除去的确认按照下述方式进行。
采血,将所获得的血液10mL加入培养瓶,从其中将3mL转移到采血管。采血管以3000rpm离心5分钟,将血细胞成分与菌体分离。对吸附于采血管中的分离剂表面的大肠杆菌添加回收液500μL,回收到1.5mL管中。这里,作为回收液中所含的表面活性剂,实验7~12中使用了蔗糖月桂酸酯、NOIGEN XL60、皂素、BPSH、TritonX-705、CHAPS。
此外,作为对照2,使用蒸馏水代替回收液中添加的表面活性剂对回收进行研究。在装有回收溶液的管中分别混合100μL的10%阳离子性接枝聚合物100μL、反应液1及反应液2,反应1分钟。然后,用台式小型离心机离心30秒,获得聚集沉淀块。除去上清,将获得的聚集沉淀块用洗涤液500μL彻底分散,用台式离心机离心30秒,获得聚集沉淀块。上清回收到1.5mL管,作为试样1。在聚集沉淀块彻底分散于提取液50μL后,加入聚集沉淀液150μL,用台式离心机离心30秒。将该上清转移到新的1.5mL管中,作为试样2。
用Auto FlexII对这些测定质谱。
此外,为了确认杂质的影响,实施了利用电泳的确认。测定中使用的试样如下获得:将对照2及由实验7~12分别获得的试样1及2以15000rpm离心30分钟,回收其上清,进一步为了浓缩而将该上清进行一晚的冷冻干燥。将干燥的试样用SDS样品缓冲液50μL溶解,作为电泳用试样。使用E-R155e-PAGEL 15%凝胶进行电泳。
2.结果
将电泳结果示于图9。
试样1中,在分子量10000及30000附近确认到主带。根据该结果可知,通过洗涤液能够除去阳离子性聚合物所吸附的血液成分。此外,试样2相对于对照2,30000以下的条带数多。根据该结果,通过洗涤液除去了血液成分,从而检测到来自菌体的蛋白质条带。
将利用Auto FlexII获得的质谱示于图10。
为了判定所使用的表面活性剂是否不会抑制质谱仪中的离子化,使用数据处理用软件flexAnalysis的Find Mass List功能由获得的质谱对质量峰数进行了计数。将其结果示于表9。计数条件示于表10。
此外,为了确认血液成分的影响的回避效果,求出了来自血液成分的质量峰相对于来自菌体的质量峰的峰强度的比率。就来自菌体的质量峰而言,在以菌落为样品时,从检测到的质量峰选择了6250、9740m/z。就来自血液成分的质量峰而言,选择了作为血红蛋白的质量峰的15130m/z。将其结果示于表11。
[表9]
[表10]
峰检测算法 | Snap |
信号噪声阈值 | 3 |
相对强度阈值 | 0 |
最小强度阈值 | 0 |
最大峰值数(Maximal Number of peaks) | 100 |
峰宽 | 5m/z |
[表11]
根据表9,与对照2相比,实验7、8中计数的质量峰数增加,因此离子化得到促进,而实验9~11中计数的质量峰数减少,因此离子化受到抑制的可能性高。
根据表11,实验7、8中来自菌体与来自血液的质量峰比率为1.0以上,与来自血液的峰相比,以高强度检测到来自菌体的峰。与此相对,实验9~12中来自菌体与来自血液的质量峰比率为1.0以下,与来自菌体的峰相比,以高强度检测到来自血液的峰,血液成分影响的回避效果低。
根据该结果,实验7、8的方法抑制了血液成分的影响且能够使用质谱仪测定。
<实施例10>
病毒粒子的分离、回收确认(参考例1的追加试验)
1.方法
1)试样
使用由NBRC(独立行政法人制品评价技术基盘机构生物技术中心)购买的大肠杆菌噬菌体T7(编号:20007),按照NBRC指定规程及一般的实验步骤、例如“「無無のバイオテクニカルシリーズ·遺伝子工学実験ノート(上)·2.バクテリオファージの項(羊土社)”制备噬菌体。
用冷凝水液(10%蛋白胨、2%酵母提取物、1%MgSO4)200μL将干燥菌体悬浮后,重叠在含有大肠杆菌105cell左右的0.6%琼脂培养基(10%蛋白胨、5%酵母提取物、2.5%NaCl、1%琼脂)上。将该培养基板在37℃培养一晚,刮下尚未形成菌落的部分琼脂(数cm2左右),转移到1.5mL管。加入10mM Tris-HCl(pH7.5)1mL,20℃振荡90分钟后,以3000rpm离心15分钟而回收上清,作为噬菌体样品(冷藏保存)。
2)试剂
I:反应液1:1M甘氨酸-NaOH pH11.0
II:反应液2:3M氯化镁溶液
III:分散液:1M甘氨酸-HCl pH5.0
3)阳离子性接枝聚合物
与实施例1同样制备。
噬菌体的分离及效价确认按照下述方式进行。
将试样500μL与20%阳离子性接枝聚合物100μL、反应液1:100μL及反应液2:100μL混合。然后,用台式小型离心机离心30秒,获得沉淀聚集块。除去上清,将获得的沉淀聚集块用分散液100μL彻底分散,获得分散溶液。将分散溶液与含有大肠杆菌105cell左右的琼脂培养基混合,在37℃培养18小时,确认大肠杆菌溶菌(图11)。
此外,作为阳性对照,使与阳离子性接枝聚合物反应前的噬菌体试样感染大肠杆菌。
2.结果
可知利用接枝聚合物能够分离噬菌体。
<实施例10>
分离的大肠杆菌的存活确认
1.方法
1)试样
将必要量的与实施例1同样地使用Bio-Rad Laboratories,Inc.制的表达GFP的试剂盒制作的大肠杆菌添加到健康人血清中,使用其作为试样。大肠杆菌为108cell左右。
2)试剂
I:反应液1:1M甘氨酸-NaOH pH11.0
II:反应液2:3M氯化镁溶液
III:分散液:1M甘氨酸-HCl pH5.0
3)阳离子性接枝聚合物
使用上述(5)环氧辛烷改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物(PAAEpo-g-DADMAC)及上述(8)丁酸缩水甘油酯改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物(PAAGB-g-DADMAC)。
具体而言,在20质量%的聚烯丙基胺中加入水而使其成为13质量%,一边用冰水冷却和搅拌一边滴加环氧辛烷(相对于胺为0.1当量)。滴加结束后,在40℃反应24小时,然后将溶液浓缩,以水溶液形式获得环氧辛烷改性聚烯丙基胺。在制备的30质量%的环氧辛烷改性聚烯丙基胺中加入水而使其成为19质量%,在20℃进行搅拌。然后将65质量%的二烯丙基二甲基氯化铵(相对于胺为3当量)与28.5质量%的APS水溶液14.42g(相对于单体为10摩尔%)分别分次加入,聚合24小时。然后,将28.5质量%的APS水溶液14.42g(相对于单体为10摩尔%)分次进一步追加,以水溶液形式获得环氧辛烷改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物。
或者,在20质量%的聚烯丙基胺中加入水而使其成为13质量%,一边用冰水冷却和搅拌一边滴加丁酸缩水甘油酯(相对于胺为0.1当量)。滴加结束后,在40℃反应24小时,然后将溶液浓缩,以水溶液形式获得丁酸缩水甘油酯改性聚烯丙基胺。在制备的30质量%的丁酸缩水甘油酯改性聚烯丙基胺中加入水而使其成为19质量%,在20℃进行搅拌。然后将65质量%的二烯丙基二甲基氯化铵(相对于胺为3当量)与28.5质量%的APS水溶液14.42g(相对于单体为10摩尔%)分别分次加入,聚合24小时。然后,将28.5质量%的APS水溶液14.42g(相对于单体为10摩尔%)分次进一步追加,以水溶液形式获得丁酸缩水甘油酯改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物。
按照上述接枝聚合物终浓度为8%、通过公知方法制造的乳胶珠、例如聚苯乙烯乳胶LE(平均粒径:120nm、Nittobo Medical Co.,Ltd.制)的终浓度为5%的方式将两者混合,作为接枝聚合物溶液。
进一步,使用实施例1中所使用的上述环氧丙烷改性聚烯丙基胺与苯乙烯的接枝聚合物(PAA-g-PSt)作为阳性对照。
大肠杆菌的分离及存活确认按照下述方式进行。
将试样500μL与上述接枝聚合物溶液100μL、反应液1:100μL及反应液2:200μL混合。然后,用台式小型离心机离心30秒,获得沉淀聚集块。上清转移到另一离心管,进一步以15000rpm离心5分钟,将获得的沉淀物分散在分散液500μL中。
将通过除去上清而得的沉淀聚集块用分散液500μL彻底分散,获得分散溶液。
将来自上清及来自沉淀聚集块的分散溶液100μL分别加入到LB液体培养基5mL中,在37℃培养18小时,为了确认大肠杆菌存活,通过分光光度计测定培养前后的培养液试样的吸光度,将其变化量作为大肠杆菌量。
此外,将上述来自上清及来自沉淀聚集块的分散溶液50μL涂布在LB细菌培养琼脂培养基上,在37℃培养18小时,通过菌落的形成来确认大肠杆菌的存活(图12)。
此外,作为阴性对照,对含有聚苯乙烯乳胶LE但不含上述接枝聚合物的情况也进行了研究。
2.结果
如以下的表12所示,可知即使是不形成粒子的接枝聚合物也能够将目标物分离浓缩。
[表12]
<实施例11>
分离的大肠杆菌的存活确认
1.方法
1)试样
将必要量的与实施例1同样地使用Bio-Rad Laboratories,Inc.制的表达GFP的试剂盒制作的大肠杆菌添加到健康人血清中,使用其作为试样。大肠杆菌为108cell左右。
2)试剂
I:反应液1:1M甘氨酸-NaOH pH11.0
II:反应液2:3M氯化镁溶液
III:分散液:1M甘氨酸-HCl pH5.0
3)阳离子性接枝聚合物
使用上述(5)环氧辛烷改性聚烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物(PAAEpo-g-DADMAC)。
大肠杆菌的分离及存活确认按照下述方式进行。
将试样500μL与上述接枝聚合物溶液100μL、反应液1:100μL及反应液2:200μL混合。将试样与上述接枝聚合物混合后,添加通过公知方法制造的乳胶珠、例如聚苯乙烯乳胶LE(平均粒径:120nm、Nittobo Medical Co.,Ltd.制)20μL,充分混合后,用台式小型离心机离心30秒,获得沉淀聚集块。上清转移到另一离心管,进一步以15000rpm离心5分钟,将获得的沉淀物分散在分散液500μL中。
将通过除去上清而得的沉淀聚集块用分散液500μL彻底分散,获得分散溶液。
将上述来自上清及来自沉淀聚集块的分散溶液50μL涂布在LB细菌培养琼脂培养基上,在37℃培养18小时,通过菌落的形成来确认大肠杆菌的存活。
2.结果
即使接枝聚合物初始时与乳胶珠混合,也和与菌体反应后添加乳胶珠时同样地捕获菌体(图13)。
<实施例12>
分离的大肠杆菌的存活确认
1.方法
1)试样
将必要量的与实施例1同样地使用Bio-Rad Laboratories,Inc.制的表达GFP的试剂盒制作的大肠杆菌添加到健康人血清中,使用其作为试样。大肠杆菌为108cell左右。
2)试剂
I:反应液1:1M甘氨酸-NaOH pH11.0
II:反应液2:3M氯化镁溶液
III:分散液:1M甘氨酸-HCl pH5.0
3)阳离子性接枝聚合物
使用上述(11)缩水甘油改性聚二烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物。
具体而言,在二烯丙基胺中加入水而使其成为79质量%,一边用冰水冷却和搅拌一边滴加缩水甘油(相对于胺为1当量)。滴加结束后,在45℃反应24小时后,将溶液浓缩,以水溶液形式获得缩水甘油改性二烯丙基胺。
在78质量%的缩水甘油改性二烯丙基胺中加入35质量%的盐酸(相对于胺为1当量)。然后,加入水使其成为50质量%,加热到60℃,将2,2’-偶氮双(2-甲基丙脒)2盐酸盐(相对于单体为6摩尔%)分次加入,聚合24小时。将获得的溶液通过电透析而纯化,以水溶液形式获得缩水甘油改性聚二烯丙基胺。在制备的43质量%的缩水甘油改性聚二烯丙基胺中加入水而使其成为30质量%,在20℃进行搅拌。然后将65质量%的二烯丙基二甲基氯化铵(相对于胺为3当量)与28.5质量%的APS水溶液36.04g(相对于单体为10摩尔%)分别分次加入,聚合24小时。然后,将28.5质量%的APS水溶液36.04g(相对于单体为10摩尔%)分次进一步追加,在50℃聚合24小时,以水溶液形式获得缩水甘油改性聚二烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物。
按照使上述接枝聚合物的终浓度为8%、使通过公知方法制造的乳胶珠、例如聚苯乙烯乳胶LE(平均粒径:120nm、Nittobo Medical Co.,Ltd.制)的终浓度为5%的方式将两者混合,作为接枝聚合物溶液。
进一步,使用实施例1中所使用的上述(3)环氧丙烷改性聚烯丙基胺与苯乙烯的接枝聚合物(PAA-g-PSt)作为阳性对照。
大肠杆菌的分离及存活确认按照下述方式进行。
将试样500μL与上述接枝聚合物溶液100μL、反应液1:100μL及反应液2:200μL混合。然后,用台式小型离心机离心30秒,获得沉淀聚集块。将上清转移到另一离心管中,进一步以15000rpm离心5分钟,将获得的沉淀物分散在分散液500μL中。
将通过除去上清而得的沉淀聚集块用分散液500μL彻底分散,获得分散溶液。
将来自上清及来自沉淀聚集块的分散溶液100μL分别加入LB液体培养基5mL,在37℃培养18小时,为了确认大肠杆菌存活,通过分光光度计对培养前后的培养液试样的吸光度进行测定,将其变化量作为大肠杆菌量。
此外,将上述来自上清及来自沉淀聚集块的分散溶液50μL涂布在LB细菌培养琼脂培养基上,在37℃培养18小时,通过菌落的形成来确认大肠杆菌的存活(图14)。
此外,作为对照,对含有聚苯乙烯乳胶LE但不含上述接枝聚合物的情况也进行了研究。
2.结果
[表13]
<实施例13>
使用质谱仪的测定
1.方法
1)试样
将必要量的与实施例1同样地使用Bio-Rad Laboratories,Inc.制的表达GFP的试剂盒制作的大肠杆菌添加到健康人血清中,使用其作为试样。大肠杆菌为108cell左右。
2)试剂
I:反应液1:1M甘氨酸-NaOH pH11.0
II:反应液2:3M氯化镁溶液
III:分散液:70%甲酸
IV:聚集液:100%乙腈
3)阳离子性接枝聚合物
使用实施例12中所使用的上述(11)缩水甘油改性聚二烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物。
按照使上述接枝聚合物的终浓度为8%、使通过公知方法制造的乳胶珠、例如聚苯乙烯乳胶LE(平均粒径:120nm、Nittobo Medical Co.,Ltd.制)的终浓度为5%的方式将两者混合,作为接枝聚合物溶液。
进一步,使用实施例1中所使用的上述(3)环氧丙烷改性聚烯丙基胺与苯乙烯的接枝聚合物(PAA-g-PSt)作为阳性对照。
大肠杆菌的分离及利用质谱仪的测定按照下述方式进行。
将试样500μL与上述接枝聚合物溶液50μL、反应液1:100μL及反应液2:200μL混合。然后,用台式小型离心机离心30秒,获得沉淀聚集块。
除去上清,将获得的沉淀聚集块用分散液30μL彻底分散。然后混合聚集液100μL后,用台式小型离心机离心60秒离心。将获得的上清作为质谱仪的测定试样。质谱仪的操作与实施例3同样地进行。
此外,作为对照,对含有聚苯乙烯乳胶LE但不含上述接枝聚合物的情况也进行了研究。
2.结果
[表14]
聚合物种类 | 评分 |
DAAGly-g-DADMAC+胶乳 | 2.13 |
仅胶乳(阴性对照) | <0 |
PAA-g-PSt (阳性对照) | 2.10 |
此外,通过利用质谱仪的测定获知,在使用缩水甘油改性聚二烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物和乳胶珠的混合液时,即使不添加反应液2(镁离子)也能够捕捉/回收大肠杆菌。
[表15]
反应液 | 评分 |
不使用反应液2 (无镁离子) | 1.86 |
使用反应液 2 (有镁离子) | 2.13 |
<实施例14>
分离的大肠杆菌的存活确认
1.方法
1)试样
将必要量的与实施例1同样地使用 Bio-Rad Laboratories, Inc.制的表达GFP的试剂盒制作的大肠杆菌添加到健康人血清中,使用其作为试样。大肠杆菌为108cell左右
2)试剂
I:反应液1:1M 甘氨酸-NaOH pH11.0
II:反应液2:3M 氯化镁溶液
III:分散液:1M 甘氨酸-HCl pH5.0
3)阳离子性接枝聚合物
使用实施例12中所使用的上述(11)缩水甘油改性聚二烯丙基胺与二烯丙基二甲基氯化铵的接枝聚合物。
大肠杆菌的分离及存活确认按照下述方式进行。
将试样500μL与上述接枝聚合物溶液100μL、反应液1:100μL及反应液2:200μL混合。将试样与上述接枝聚合物混合,添加通过公知方法制造的乳胶珠、例如聚苯乙烯乳胶LE(平均粒径:120nm、Nittobo Medical Co.,Ltd.制)20μL充分混合后,用台式小型离心机离心30秒,获得沉淀聚集块。上清转移到另一离心管中,进一步以15000rpm离心5分钟,将获得的沉淀物分散在分散液500μL中。
将通过除去上清而得的沉淀聚集块用分散液500μL彻底分散,获得分散溶液。
将上述来自上清及来自沉淀聚集块的分散溶液50μL涂布在LB细菌培养琼脂培养基上,在37℃培养18小时,通过菌落的形成来确认大肠杆菌的存活。
2.结果
即使接枝聚合物初始与乳胶珠混合,也和与菌体反应后添加乳胶珠时同样地捕获菌体(图15)。
产业上的可利用性
本发明方法及用于该方法的试剂盒与使用现有的离子交换聚合物的方法相比,能够高效地将对象物分离纯化,即使试样中的对象物的存在量极少,也能够检测。
Claims (13)
1.使用阳离子性接枝聚合物对目标物分离浓缩的方法,其中,所述方法并不是疾病的诊断或治疗方法,
所述方法包含:
(1)使阳离子性接枝聚合物与含有目标物的试样在碱性条件下接触,使目标物与阳离子性接枝聚合物结合的步骤;
(2)将阳离子性接枝聚合物与目标生物分子的结合体分离的步骤;及
(3)将目标物从所述结合体洗脱的步骤,其中,所述阳离子性接枝聚合物为多胺接枝聚合物,其是使多胺衍生物与烯属不饱和单体(c)聚合而得的,所述多胺衍生物是使具有至少1个氨基的高分子化合物(a)与具有至少1个环氧基的化合物(b)反应而得的;以及
所述具有至少1个环氧基的化合物(b)为下述通式(7)所示的化合物,
并选自由下述(1)~(4)、(6)~(8)以及(10)~(14)组成的组:
(1)式中R1、R2、R3及R4为氢原子的环氧乙烷;(2)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或链中含有羟基的碳数1~8的直链或支链的饱和烃基的环氧化合物,其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子;(3)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或者甲基或己基的环氧化合物,其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子;(4)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或链中含有醚键的碳数1~8的直链或支链的饱和烃基的环氧化合物,其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子;(6)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或直链或支链的不饱和烃基的环氧化合物,其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子;(7)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或含有脂环式烃基或具有不饱和键的环式烃基的烃基的环氧化合物,其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子;(8)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或含有杂环的烃基的环氧化合物,其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子;(10)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或链中含有烷氧基甲硅烷基的碳数3~12的直链或支链的饱和烃基的环氧化合物,其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子;(11)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或链中含有氟的烃基的环氧化合物,其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子;(12)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或链中含有羧基的烃基的环氧化合物,其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子;(13)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或链中含有酯键或酰胺键的碳数1~12的直链或支链的饱和烃基的环氧化合物,其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子;以及(14)式中R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或链中具有磺酸酯基的烃基的环氧化合物,其中,R1、R2、R3及R4不全部为氢原子。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤(1)中还包括添加二价或三价的金属离子。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,步骤(2)中还包括对结合体进行洗涤的工序。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述阳离子性接枝聚合物固定于固相表面。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤(3)中包括使未与目标物结合的阳离子性接枝聚合物聚集的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或含有芳香环的烃基,但R1、R2、R3及R4不全部为氢原子。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,R1、R2、R3及R4分别独立地为氢原子或含有环氧环的烃基,但R1、R2、R3及R4不全部为氢原子。
8.试剂盒,其为用于权利要求1~7中任一项所述的方法的试剂盒,含有阳离子性接枝聚合物。
9.根据权利要求8所述的试剂盒,其中,还含有二价或三价的金属离子盐。
10.根据权利要求8所述的试剂盒,其中,还含有包含碱性溶液以及二价或三价的金属离子盐的反应液。
11.根据权利要求8~10中任一项所述的试剂盒,其中,还含有洗涤液。
12.根据权利要求8所述的试剂盒,其中,还含有包含酸性溶液或螯合剂的分散液。
13.根据权利要求8所述的试剂盒,其中,还含有聚集液。
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