JP2002131320A - Ferrite-immobilized organism substance and its making method - Google Patents
Ferrite-immobilized organism substance and its making methodInfo
- Publication number
- JP2002131320A JP2002131320A JP2000318529A JP2000318529A JP2002131320A JP 2002131320 A JP2002131320 A JP 2002131320A JP 2000318529 A JP2000318529 A JP 2000318529A JP 2000318529 A JP2000318529 A JP 2000318529A JP 2002131320 A JP2002131320 A JP 2002131320A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ferrite
- biological material
- fixed
- biological
- substance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁性体であるフェ
ライトを固定して、磁性を付与した生体物質とその製造
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a biological material provided with magnetism by fixing ferrite which is a magnetic material, and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】多くの通常の生体物質は非磁性であっ
て、磁気的に操作することができない。磁性体であるフ
ェライトに生体物質を固定することができれば、生体物
質を磁気的に操作することが可能となる。生体物質を磁
気的に操作可能にしたものとしては、図3に模式的に示
したように、ポリマー微小球34の表面にフェライトめっ
きによって島状のフェライト層32を形成し、そのフェラ
イトの表面に生体物質である抗体31を固定して作られた
ガン診断試薬などの酵素免疫試薬を挙げることができる
(阿部:金属Vol.68 p 290参照)。この酵素免疫試薬
は、フェライトの磁性を利用して磁気分離ができるの
で、試薬として高速に処理できかつ高分解能が得られる
という特徴を有している。また同様の構成を有するもの
として磁気輸送抗ガン剤も知られている。これは磁気的
な操作により抗ガン剤を患部のガン細胞に誘導し、ガン
細胞を死滅させるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION Many common biological materials are non-magnetic and cannot be manipulated magnetically. If a biological substance can be fixed to ferrite, which is a magnetic substance, it becomes possible to magnetically manipulate the biological substance. As a biological material capable of being magnetically operated, as schematically shown in FIG. 3, an island-shaped ferrite layer 32 is formed on the surface of a polymer microsphere 34 by ferrite plating, and the ferrite surface is formed on the surface of the ferrite. Examples include enzyme immunological reagents such as cancer diagnostic reagents prepared by immobilizing antibody 31 which is a biological substance (Abe: Metals, Vol. 68, p. 290). This enzyme immunoreagent has the characteristic that it can be magnetically separated by utilizing the magnetism of ferrite, so that it can be processed at high speed as a reagent and can obtain high resolution. Also, a magnetic transport anticancer agent having a similar structure is known. In this method, an anticancer drug is induced into cancer cells in an affected area by magnetic operation, and the cancer cells are killed.
【0003】上記酵素免疫試薬および磁気輸送抗ガン剤
の製造は、まずポリマーの微小球の表面にフェライトを
固定したものを作っておき、その後に別の工程でフェラ
イトの表面に生体物質を固定するという順序で行われ
る。これはフェライトの生成し固定する温度が高温であ
ったりpHが中性から大きく隔たっているなどのために、
フェライトの生成時に生体物質の活性を失わせることな
く共存させることができないためである。例えばポリマ
ー球にフェライトめっきを行う上記の場合には、反応溶
液の温度が60〜100℃の条件下で行われる。この温度
は、通常の生体物質の活性維持には適さない温度であ
る。また水溶液中からのフェライトを生成する方法とし
ては、フェライトを構成する金属イオンを有する水溶液
にアルカリを加えてフェライトを生成させる共沈法が知
られているが、この場合にはアルカリ添加を行ってpHを
例えば12以上にするなど、大きくする必要があるので、
この場合も通常の生体物質の活性維持には適さない。In the production of the above enzyme immunoreagents and magnetic transport anticancer agents, first, ferrite is immobilized on the surface of polymer microspheres, and then a biological substance is immobilized on the ferrite surface in another step. Are performed in this order. This is because the temperature at which ferrite is generated and fixed is high or the pH is far away from neutral, etc.
This is because the ferrite cannot be coexisted without losing the activity of the biological material when ferrite is generated. For example, in the case of performing ferrite plating on a polymer sphere, the reaction is performed at a temperature of 60 to 100 ° C. This temperature is not suitable for maintaining the activity of ordinary biological materials. As a method for producing ferrite from an aqueous solution, a coprecipitation method in which an alkali is added to an aqueous solution containing metal ions constituting ferrite to generate ferrite is known, but in this case, alkali addition is performed. Since it is necessary to increase the pH, for example, to 12 or more,
Also in this case, it is not suitable for maintaining the activity of a normal biological substance.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、生体物
質の活性を損なわずに生体物質に直接フェライトを生成
し固定して磁性を付与することが望ましいことに着目
し、その実現に向けて研究を行った。個々の生体物質に
直接フェライトを生成し固定することができれば、上記
酵素免疫試薬の場合における例えばポリマー球のような
粒子に生体物質を固定したタイプの従来の磁気的操作可
能な生体物質とは異なった新しいタイプの磁気的に操作
可能な生体物質を得ることができ、幅広い応用が可能に
なると考えられる。SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have focused on the fact that it is desirable to directly generate and fix ferrite on a biological material to impart magnetism without impairing the activity of the biological material. Did research. If ferrite can be directly generated and fixed on individual biological materials, it differs from the conventional magnetically operable biological materials of the type in which the biological materials are fixed to particles such as polymer spheres in the case of the enzyme immunoreagent. It is expected that a new type of magnetically operable biological material can be obtained, which will enable a wide range of applications.
【0005】生体物質の活性を損なわずに、生体物質に
フェライトを生成固定するには、生体物質を有する水溶
液中でのフェライトの生成を行い、フェライト生成の水
溶液の温度およびpHを生体物質に適した範囲で行う必要
がある。またフェライトの固定によって生体物質の活性
が失われるものであってはならない。In order to produce and fix ferrite on a biological material without impairing the activity of the biological material, ferrite is formed in an aqueous solution containing the biological material, and the temperature and pH of the aqueous solution for ferrite formation are adjusted to the biological material. It is necessary to do within the range. In addition, the activity of the biological material must not be lost by fixing the ferrite.
【0006】本発明はフェライトが固定され磁性を有す
る生体物質とその製造方法を提供するものであって、上
記したような問題点のそれぞれを解決して、発明を完成
させることができたものである。The present invention provides a biological material having ferrite immobilized thereon and having magnetism, and a method for producing the same. The present invention has been accomplished by solving each of the above problems. is there.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明のフェライト固定
生体物質は、生理活性を有する生体物質の前記生体活性
を阻害しない部位にフェライトめっきによりフェライト
が固定され、生理活性を有するとともに磁性を有するこ
とを特徴とするものである。The ferrite-immobilized biological material of the present invention is characterized in that ferrite is fixed by ferrite plating to a portion of a biological material having no biological activity that does not inhibit the biological activity, and has biological activity and magnetism. It is characterized by the following.
【0008】本発明のフェライト固定生体物質を図1に
模式的に示す。図1の(a)において、生体物質1はフ
ェライト2に固定されている。FIG. 1 schematically shows the ferrite-fixed biological material of the present invention. In FIG. 1A, a biological material 1 is fixed to a ferrite 2.
【0009】本発明において、生理活性を有する生体物
質とは、生体内において活性を示し、生体内または生体
外の他の物質との間に親和性あるいは相互作用を有する
物質であって、例えば脂質やたんぱく質、抗原、抗体、
酵素やホルモンなどの生理活性物質、薬剤や環境ホルモ
ンなどの化学物質に対する受容体など、生体が本来保有
している物質のほかに、薬剤や内分泌撹乱物質など、外
部から生体内に導入され、生体内における他の物質との
間に活性を有するものや、これら生体物質を組合わせて
複合化した複合構造体を含めたものである。In the present invention, a biological substance having a physiological activity is a substance which exhibits activity in a living body and has an affinity or an interaction with another substance in the living body or outside the living body. Proteins, antigens, antibodies,
In addition to substances originally possessed by the living body, such as physiologically active substances such as enzymes and hormones, and receptors for chemical substances such as drugs and environmental hormones, they are introduced into the living body from outside, such as drugs and endocrine disrupting substances. This includes those having an activity with other substances in the body, and composite structures obtained by combining these biological substances to form a composite.
【0010】本発明において、生体物質のフェライトが
固定される部位は、フェライトの固定によって、生体物
質の保有する特異的な生体活性が損なわれない部位であ
る。この部位には水酸基などを存在させ、フェライトめ
っきによりフェライトの固定を可能にしておくことがで
きる。In the present invention, the site where the ferrite of the biological material is fixed is a site where the specific biological activity possessed by the biological material is not impaired by the fixing of the ferrite. A hydroxyl group or the like is present in this portion, and the ferrite can be fixed by ferrite plating.
【0011】本発明のフェライト固定生体物質において
は、フェライトの固定を図1の(b)に示したようにス
ペーサ3を介して行ってもよい。スペーサはその一方の
端が生体物質との結合性を有し、他方の端には水酸基な
ど基を有しフェライトめっきの可能な基を有するものを
用いるようにすることができる。またスペーサを設ける
ことによって、固定されたフェライトと生体物質との間
に空間的な距離を持たせ、生体物質にスペーサを介して
固定されたフェライトが、生体物質の本来保有する特異
的な活性に影響を及ぼさないようにすることもできる。In the ferrite-fixed biological material of the present invention, the fixation of the ferrite may be performed via the spacer 3 as shown in FIG. The spacer may have a structure in which one end has a binding property with a biological substance and the other end has a group such as a hydroxyl group and a group capable of ferrite plating. Also, by providing a spacer, a spatial distance is provided between the immobilized ferrite and the biological material, and the ferrite immobilized via the spacer on the biological material is adapted to the specific activity inherent in the biological material. It can also have no effect.
【0012】本発明において生体物質に固定するフェラ
イトの組成は特に限定されず、生体に対する適合性の良
好なのマグネタイト(Fe3O4)のほか、必要に応じて
マグネタイトの金属元素の一部を少なくとも1種類の他
の金属元素で置換した各種フェライト組成が適用でき
る。In the present invention, the composition of the ferrite immobilized on the biological material is not particularly limited. In addition to magnetite (Fe 3 O 4 ) having good compatibility with the living body, at least a part of the metal element of magnetite may be used, if necessary. Various ferrite compositions substituted with one other metal element can be applied.
【0013】また生体物質に固定されたフェライトのサ
イズについては特に制限されないが、生体物質の活性に
対する影響を少なくするために、生体物質のサイズに比
べて大き過ぎないことが好ましく、また磁気的な操作を
可能とするために、生体物質のサイズに比べて小さすぎ
ないことが好ましい。このため、例えば生体物質の1/10
〜10倍のサイズが好ましく、生体物質の1/5〜5倍のサイ
ズがより好ましい。The size of the ferrite immobilized on the biological material is not particularly limited. However, in order to reduce the influence on the activity of the biological material, the size of the ferrite is preferably not too large as compared with the size of the biological material. It is preferred that it is not too small compared to the size of the biological material to allow manipulation. For this reason, for example, 1/10 of biological material
The size is preferably up to 10 times, more preferably 1/5 to 5 times the size of the biological material.
【0014】生体物質に固定されたフェライトの表面に
は、必要に応じて樹脂などの被覆がなされていてもよ
い。ここに用いる樹脂としては例えばグリシジルメタク
リレートなどを好ましく用いることができる。The surface of the ferrite fixed to the biological material may be coated with a resin or the like as necessary. As the resin used here, for example, glycidyl methacrylate can be preferably used.
【0015】本発明の生体物質に固定されるフェライト
としては、超常磁性を有するものを好ましく用いること
ができる。生体物質が例えば1〜5nm程度と小さい場合
に、これに固定するフェライトのサイズをこれに合わせ
て小さく選んだ場合には、フェライトは熱擾乱影響を受
け超常磁性を示すようになり、残留磁化や保磁力を持た
なくなる。超常磁性であっても磁界を印加することによ
り磁気的操作が可能であり、また超常磁性であれば残留
磁化や保磁力を持たないので、磁界のないときに磁気的
な凝集の生じるおそれがない。As the ferrite fixed to the biological material of the present invention, a ferrite having superparamagnetism can be preferably used. If the biological material is small, for example, about 1 to 5 nm, and if the size of the ferrite to be fixed thereto is selected to be small in accordance with this, the ferrite becomes superparamagnetic due to the influence of thermal disturbance, and exhibits residual magnetization and It loses coercive force. Even if it is superparamagnetic, it can be magnetically operated by applying a magnetic field, and if it is superparamagnetic, it has no residual magnetization or coercive force, so there is no risk of magnetic aggregation in the absence of a magnetic field .
【0016】ところで本発明のフェライト固定生体物質
の製造は、生体物質にフェライトめっきを行って生体物
質の所定部位にフェライトを生成させ、固定することに
よって行うことができる。The production of the ferrite-immobilized biological material of the present invention can be performed by subjecting the biological material to ferrite plating to generate and fix ferrite at a predetermined portion of the biological material.
【0017】生体物質に対するフェライトの固定は、2
価鉄イオンを含む水溶液中に生体物質を浸漬して、2価
鉄イオンなどの金属イオンを生体物質の所定の部位に吸
着させ、この2価鉄イオンの酸化を行ってスピネルフェ
ライト相を形成させるものである。本発明においては、
フェライトめっきの条件として、pHを7〜9と中性に近い
条件に選ぶことにより、反応液の温度として40℃以下、
室温あるいはそれ以下、さらには5℃程度の温度でもフ
ェライトの固定が可能である。The fixation of ferrite to biological material is performed by
A biological substance is immersed in an aqueous solution containing ferrous ions, and metal ions such as ferrous ions are adsorbed to predetermined portions of the biomaterial, and the ferrous ions are oxidized to form a spinel ferrite phase. Things. In the present invention,
As a ferrite plating condition, the pH of the reaction solution is 40 ° C or less by selecting the pH as a condition close to neutrality of 7 to 9.
Ferrite can be fixed at room temperature or lower, and even at a temperature of about 5 ° C.
【0018】このように本発明における反応液の温度範
囲としては、40℃以下でフェライトめっきのための金属
イオンの移動が可能な温度範囲を用いることができる。
反応液の温度範囲としては40℃以下0℃以上がより好ま
しく、25℃以下0℃以上の範囲がさらに好ましい。ま
た、このときの酸化条件としては攪拌によって空気中の
酸素を取りこむ程度の緩やかな条件でよいので、生体物
質を変質させたりその活性を損なったりすることなく、
生体物質にフェライトを固定することができる。As described above, as the temperature range of the reaction solution in the present invention, a temperature range in which metal ions for ferrite plating can move at 40 ° C. or less can be used.
The temperature range of the reaction solution is more preferably 40 ° C. or less and 0 ° C. or more, and still more preferably 25 ° C. or less and 0 ° C. or more. In addition, since the oxidation conditions at this time may be mild conditions such that oxygen in the air is taken in by stirring, without altering the biological material or impairing its activity,
Ferrite can be immobilized on biological material.
【0019】図2は本発明のフェライト固定生体物質の
製造方法の一実施形態を模式的に示す図である。図2に
おいて、生体物質1に対するフェライトの固定は、容器
4内の2価鉄イオンを含む水溶液5中に生体物質1を浸
漬して、2価鉄イオンなどの金属イオンを生体物質1の
所定の部位に吸着させ、この2価鉄イオンの酸化を行っ
てスピネルフェライト相を形成させている。ここでpHの
制御は温度/pHコントローラ7を用いてアルカリ添加に
よりpHを調整することによって行われている。また酸化
はスターラにより液を攪拌して空気を取り込むことによ
って行っている。FIG. 2 is a view schematically showing one embodiment of the method for producing a ferrite-fixed biological material of the present invention. In FIG. 2, the ferrite is fixed to the biological material 1 by immersing the biological material 1 in an aqueous solution 5 containing ferrous ions in a container 4 so that metal ions, such as ferrous ions, The ferrous ions are oxidized to form a spinel ferrite phase. Here, the pH is controlled by using a temperature / pH controller 7 to adjust the pH by adding an alkali. The oxidation is performed by stirring the liquid with a stirrer and taking in air.
【0020】本発明においては、生体物質の活性を損な
わないよう、フェライトめっきの条件として、pHが7な
いし9で行うことができ、また反応液の温度として室温2
5℃以下で行うことができる。例えば5℃程度の低温で行
うこともできる。また反応液の浸透圧を生体物質に適し
た値に調整して行うこともできる。In the present invention, the ferrite plating can be carried out at a pH of 7 to 9 as a ferrite plating condition so as not to impair the activity of the biological material, and the temperature of the reaction solution is room temperature 2.
It can be performed at 5 ° C or less. For example, it can be performed at a low temperature of about 5 ° C. The reaction can also be performed by adjusting the osmotic pressure of the reaction solution to a value suitable for the biological substance.
【0021】本発明における生体物質に対するフェライ
トの固定は、フェライトめっきを用いているので、まず
生体物質における鉄イオンの吸着サイト、例えば水酸基
を有する位置にまず2価の鉄イオンが吸着結合され、次
いでこの2価鉄イオン(の一部)が酸化されながらスピ
ネル構造のフェライとを形成してゆくので、フェライト
の生成固定される位置が特定でき、しかもその固定は強
固である。In the present invention, ferrite is fixed to a biological substance by using ferrite plating. Therefore, first, divalent iron ions are first adsorbed and bound to an adsorption site of an iron ion in the biological substance, for example, a position having a hydroxyl group. Since (part of) this ferrous ion is oxidized to form ferrite having a spinel structure, the position where ferrite is generated and fixed can be specified, and the fixing is strong.
【0022】本発明のフェライト固定生体物質は、生体
としての活性を有するとともに、外部から磁気的に操作
することができるので、多くの用途が可能である。The ferrite-immobilized biological material of the present invention has activity as a living body and can be magnetically operated from the outside, so that it can be used in many applications.
【0023】そうした多くの用途の中で、生体特異的親
和性物質を選択的に捕捉するキャリヤあるいはバイオプ
ローブとしての用途は重要なものの一つである。このよ
うな生体特異的親和性物質キャリヤの具体例としては、
生体内の薬剤や内分泌撹乱物質などの化学物質に対して
特異的に結合する生体内の受容体(レセプター)の同定
や分離抽出に用いられる生体特異的親和性物質キャリヤ
がある。これは、化学物質にフェライトを固定すること
によって構成できる。Among these many uses, the use as a carrier or a bioprobe for selectively capturing a biospecific affinity substance is one of the important ones. Specific examples of such a biospecific affinity substance carrier include:
There is a biospecific affinity substance carrier used for identification and separation / extraction of a receptor (receptor) in a living body that specifically binds to a chemical substance such as a drug or an endocrine disrupting substance in the living body. This can be achieved by fixing the ferrite to the chemical.
【0024】生体に与えられた化学物質は、生体中の特
定の受容体と結合し、構造およびその機能が変換された
上で生体に作用を及ぼす。このため、その特定の受容体
を探索し、同定して化学物質とその受容体との関係を明
らかにすることが必要となる。なお、このような関係が
明らかになり、外部刺激からの細胞内のシグナル伝達経
路を解明できれば、例えば特定のシグナル伝達経路を標
的とすることにより、薬効が大きく副作用の少ない新薬
の開発や新規薬剤設計に役立てることができる。A chemical substance given to a living body binds to a specific receptor in the living body and acts on the living body after its structure and its function are changed. Therefore, it is necessary to search for and identify that particular receptor and clarify the relationship between the chemical and that receptor. In addition, if such a relationship becomes clear and the signal transduction pathway in cells from external stimuli can be elucidated, for example, by targeting a specific signal transduction pathway, the development of new drugs with large efficacy and few side effects and the development of new drugs It can be useful for design.
【0025】本発明のフェライト固定生体物質の一実施
形態である、化学物質にフェライトを固定したキャリヤ
を用いれば、このキャリヤを細胞液混合物と混合して混
合物中に存在するこの化学物質の受容体をキャリヤに結
合させた後、磁気分離を用いてキャリヤとともにこの化
学物質の受容体を簡便に分離し抽出することができる。When a ferrite-immobilized carrier, which is one embodiment of the ferrite-immobilized biological material of the present invention, is used, the carrier is mixed with a cell fluid mixture to form a receptor for the chemical present in the mixture. After binding to the carrier, the receptor for this chemical can be conveniently separated and extracted with the carrier using magnetic separation.
【0026】細胞内にある受容体の中から特定の薬剤の
受容体などの生体分子を分離抽出するには、従来はアフ
ィニティクロマトグラフィが用いられてきたが、多くの
手間や時間を要することから、最近では生体分子の新し
い分離抽出方法として、特開平10-195099号公報に記載
の分離抽出方法が開発され、用いられるようになった。Affinity chromatography has conventionally been used to separate and extract biomolecules such as a receptor for a specific drug from receptors in cells, but it requires a lot of labor and time. Recently, a separation and extraction method described in JP-A-10-195099 has been developed and used as a new separation and extraction method for biomolecules.
【0027】これは、スチレン−グリシジルメタクリレ
ート重合体のラテックス粒子にスペーサを介して特異的
親和性を有する生理活性物質をリガンドとして結合した
ミクロスフィアをキャリヤとして用いたもので、効率的
に分離抽出を行うことができ、大幅な迅速化、簡便化が
実現している。This uses microspheres in which a physiologically active substance having specific affinity is bound as a ligand to latex particles of a styrene-glycidyl methacrylate polymer via a spacer as a carrier, so that efficient separation and extraction can be achieved. It is possible to do so, and significant speedup and simplification are realized.
【0028】ところがミクロスフィアを混合物中から分
離するには、遠心沈降などの沈降法が用いられ、沈降法
には同時に沈降する夾雑物の混入に注意が必要である。
これに対し本発明のフェライト固定生体物質を生体特異
的親和性生体物質のキャリヤとして用いれば、磁気分離
によりキャリヤを混合物中から分離することができるの
で、遠心分離よりもさらに簡便かつ迅速に分離抽出が可
能であり、しかも磁気分離により夾雑物の混入を回避す
ることができる。However, in order to separate the microspheres from the mixture, a sedimentation method such as centrifugal sedimentation is used. In the sedimentation method, it is necessary to pay attention to contaminants that are sedimented at the same time.
On the other hand, if the ferrite-immobilized biological material of the present invention is used as a carrier for a biospecific affinity biological material, the carrier can be separated from the mixture by magnetic separation. And the contamination can be avoided by magnetic separation.
【0029】本発明のフェライト固定生体物質を用いた
生体特異的親和性物質キャリヤは、磁気的に操作が可能
であることを利用して、生体特異的親和性物質のライブ
ラリの構築や特定の目的に添った生体特異的親和性物質
のスクリーニングに用いることもできる。The biospecific affinity substance carrier using the ferrite-immobilized biological substance of the present invention can be magnetically manipulated to construct a library of biospecific affinity substances or for specific purposes. Can be used for screening for a biospecific affinity substance according to the above.
【0030】また本発明のフェライト固定生体物質の用
途として、先に述べた酵素免疫試薬として用いることが
できるほか、患部への薬剤の投与を挙げることができ
る。薬剤にフェライトを固定することにより、患部の患
部への投与に際して磁気的に操作をすることができ、そ
れによって薬剤を患部に集中させれば、薬剤を効率的に
用いることができ、しかも治療後は余分なフェライト固
定物質や使用済みとなったそれらの物質を磁石などを用
いて磁気的に操作して回収することができるので、薬剤
の副作用を低減することができる。The ferrite-fixed biological substance of the present invention can be used as an enzyme immunoreagent as described above, or can be used for administration of a drug to an affected part. By fixing the ferrite to the drug, it is possible to operate it magnetically when administering the affected area to the affected area, so that if the drug is concentrated on the affected area, the drug can be used efficiently, and after treatment Since excessive ferrite-fixed substances and used substances can be recovered by magnetically operating them using a magnet or the like, side effects of the drug can be reduced.
【0031】これらの用途において、薬剤物質やたんぱ
く質などの物質にスペーサを介してフェライトに固定し
てもよいし、また薬剤物質にフェライトを直接に固定し
てもよい。上記した本発明のフェライト固定生体物質の
用途は、その具体例挙げたに過ぎない。従って本発明の
フェライト固定生体物質の用途はこれらに限定されるも
のではない。In these applications, the substance such as a drug substance or a protein may be fixed to ferrite via a spacer, or the ferrite may be directly fixed to the drug substance. The above-mentioned uses of the ferrite-fixed biological material of the present invention are merely specific examples. Therefore, the use of the ferrite-fixed biological material of the present invention is not limited to these.
【0032】[0032]
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を実施例
に基づいて具体的に述べる。なお以下の実施例は本発明
の実施形態の例示をしたものであって、本発明はここに
記載の実施例に限定されるものではない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be specifically described based on examples. The following examples illustrate the embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the examples described here.
【0033】(実施例1)(アルブミンに対するフェラ
イトの固定) 生体物質としてアルブミンの一種であるBSA(ウシ血清
アルブミン、bovine serum albumin)を選び、このBSA
にフェライトめっきによるフェライトの固定を行った。(Example 1) (Immobilization of ferrite on albumin) BSA (bovine serum albumin), which is a kind of albumin, was selected as a biological substance.
The ferrite was fixed by ferrite plating.
【0034】ここでフェライトめっきは次の条件で行っ
た。BSAを有する液に反応液として塩化第一鉄(FeC
l2)および塩化第二鉄(FeCl3)の水溶液を注入し、
水溶液の温度を25℃の一定温度に保ち、水溶液の攪拌を
行って空気中の酸素を取り込むことにより酸化を行っ
た。この際、pHコントローラを用い、アンモニア水添加
を行って、水溶液のpHを7に保った。こうして10分間の
めっき処理によりフェライトの固定されたBSAを得た。Here, ferrite plating was performed under the following conditions. Ferrous chloride (FeC)
l 2 ) and an aqueous solution of ferric chloride (FeCl 3 )
The temperature of the aqueous solution was kept at a constant temperature of 25 ° C., and the aqueous solution was stirred to oxidize by taking in oxygen in the air. At this time, the pH of the aqueous solution was kept at 7 by adding ammonia water using a pH controller. In this way, BSA on which ferrite was fixed was obtained by plating for 10 minutes.
【0035】フェライトの固定されたBSAの一部を取り
出し、電子顕微鏡観察した結果、アルブミンにフェライ
トの固定がされていることが確認された。またこのフェ
ライトの固定されたBSAのX線回折を行った結果、フェラ
イト(スピネル構造のマグネタイト)の生成が確認され
た。さらにこのフェライトの固定されたBSAについて磁
気測定を行った結果、保磁力および残留磁化がほぼゼロ
であり、超常磁性的な挙動を示すことが確認された。A part of the BSA on which the ferrite was fixed was taken out and observed with an electron microscope. As a result, it was confirmed that the ferrite was fixed on albumin. Further, as a result of X-ray diffraction of BSA to which the ferrite was fixed, formation of ferrite (magnetite having a spinel structure) was confirmed. In addition, as a result of performing a magnetic measurement on the BSA to which the ferrite was fixed, it was confirmed that the coercive force and the remanent magnetization were almost zero, and that the BSA exhibited superparamagnetic behavior.
【0036】(実施例2)(水酸基を導入したE3330ア
ルブミンに対するフェライトの固定) 生体物質として、3-[5-(2,3-ジメトキシ-6-メチル-1,4-
ベンゾキノニル)]-2-プロペン酸(リウマチや炎症反応
などに関与する転写因子NFkBを選択的に阻害する薬剤33
30(藤沢薬品)、以下、E3330と略称する)に水酸基を
導入したOH-E3330を合成し、この水酸基にフェライトめ
っきを行ってフェライト固定OH-E3330を得た。このフェ
ライト固定OH-E3330について、NFkBの転写活性化能の抑
制をテストし、E3330と同様に免疫抑制を有することを
確かめた。(Example 2) (Immobilization of ferrite on E3330 albumin into which hydroxyl group was introduced) As a biological substance, 3- [5- (2,3-dimethoxy-6-methyl-1,4-
Benzoquinonyl)]-2-propenoic acid (a drug that selectively inhibits the transcription factor NFkB involved in rheumatism and inflammatory reactions 33
OH-E3330 obtained by introducing a hydroxyl group into 30 (Fujisawa Pharmaceutical, hereinafter abbreviated as E3330) was synthesized, and the hydroxyl group was subjected to ferrite plating to obtain a ferrite-fixed OH-E3330. This ferrite-immobilized OH-E3330 was tested for suppression of the transcriptional activation ability of NFkB, and was confirmed to have immunosuppression like E3330.
【0037】E3330に対するフェライトめっきは実施例
1と同様の条件で行った。OH-E3330を有する液に反応液
として塩化第一鉄(FeCl2)および塩化第二鉄(FeC
l3)の水溶液を注入し、水溶液の温度を25℃の一定温
度に保ち、水溶液の攪拌を行って空気中の酸素を取り込
むことにより酸化を行った。この際、pHコントローラを
用いるとともにアンモニア水の添加を行って、水溶液の
pHを7に保った。こうしためっき処理によりフェライト
の固定されたE3330を得た。Ferrite plating for E3330 was performed under the same conditions as in Example 1. Ferrous chloride (FeCl 2 ) and ferric chloride (FeC) are used as a reaction solution in a solution containing OH-E3330.
injecting an aqueous solution of l 3), maintaining the temperature of the aqueous solution at a constant temperature of 25 ° C., was oxidized by incorporating oxygen in air followed by stirring of the aqueous solution. At this time, using a pH controller and adding ammonia water,
The pH was kept at 7. E3330 to which ferrite was fixed was obtained by such plating.
【0038】次にフェライトの固定されたE3330の一部
を取り出し、電子顕微鏡観察した結果、フェライトの固
定がされていることがわかった。またこのフェライトの
固定されたE3330のX線回折を行った結果、フェライト
(スピネル構造のマグネタイト)の生成が確認された。
さらにこのフェライトの固定されたE3330の磁気測定の
結果、保磁力、残留磁化がともにほぼゼロであり、超常
磁性的な挙動を示すことが確認された。Next, a part of the E3330 to which the ferrite was fixed was taken out and observed with an electron microscope. As a result, it was found that the ferrite was fixed. Further, as a result of performing X-ray diffraction of E3330 to which the ferrite was fixed, formation of ferrite (magnetite having a spinel structure) was confirmed.
Further, as a result of magnetic measurement of the E3330 to which the ferrite was fixed, it was confirmed that both the coercive force and the remanent magnetization were almost zero, and that the ferrite exhibited superparamagnetic behavior.
【0039】(実施例3)(フェライトの固定されたE3
330を用いた受容体の分離抽出) 次に実施例2で作製したフェライトの固定されたE3330
を用いて受容体の分離抽出を行った。なお、以下の手順
の詳細は特開平10-195099号公報に記載された方法に従
った。Example 3 (E3 with Ferrite Fixed)
Separation and Extraction of Receptor Using 330) Next, E3330 in which ferrite prepared in Example 2 was fixed.
Was used to separate and extract the receptor. The details of the following procedure followed the method described in JP-A-10-195099.
【0040】浮遊培養したJunker細胞の培養液を遠心分
離して細胞を集め、洗浄して夾雑物を除いた。この細胞
を膨張させ、細胞膜を破砕して細胞質画分と核画分とに
分離した。次に核画分の核をほぐし、核内成分を抽出
し、透析を行って核画抽出液を得た。The culture solution of the Junker cells in suspension culture was centrifuged to collect the cells, and washed to remove impurities. The cells were expanded, the cell membrane was disrupted, and separated into a cytoplasmic fraction and a nuclear fraction. Next, the nucleus of the nuclear fraction was loosened, the nuclear components were extracted, and dialysis was performed to obtain a nuclear fraction extract.
【0041】この核抽出液に上記のフェライトを固定し
たE3330を混合し、放置して、このE3330に特異的に結合
する物質の結合をさせた後、ネオジウム磁石を用いて磁
気分離を行って、フェライトを固定したE3330の分離を
行った。分離したフェライト固定E3330は洗浄と磁気分
離を2回繰り返し、このE33330に結合した生体物質であ
るE3330の受容体を分離抽出し、KClを含んだバッファ溶
液で解離させ溶出させて受容体を抽出した。この受容体
について電気泳動法による測定を行い、分子量約38kDa
のたんぱく質バンドを確認した。The ferrite-immobilized E3330 was mixed with the nuclear extract, allowed to stand, and allowed to bind to a substance that specifically binds to the E3330, and then subjected to magnetic separation using a neodymium magnet. E3330 to which ferrite was fixed was separated. The separated ferrite-immobilized E3330 was washed and magnetically separated twice to separate and extract the receptor of E3330, a biological substance bound to this E33330, and dissociated and eluted with a buffer solution containing KCl to extract the receptor. . This receptor was measured by electrophoresis and found to have a molecular weight of approximately 38 kDa.
The protein band was confirmed.
【0042】これによって、フェライトを固定したE333
0を用いて核内レドックスたんぱく質Ref-1が抽出できた
ことがわかった。なお、Ref-1は核内でNFkBを還元し
て、そのDNA結合能を亢進し、活性化するものである。E
3330は生体内でこのRef-1に選択的に結合することによ
り、その還元活性を阻害する。Thus, the ferrite-fixed E333
It was found that the nuclear redox protein Ref-1 could be extracted using 0. Ref-1 reduces NFkB in the nucleus to enhance and activate its DNA binding ability. E
3330 inhibits its reducing activity by selectively binding to Ref-1 in vivo.
【0043】(実施例4)(DNAに対するフェライトの
固定) 発生や長期記憶などのな生命現象に関与し、同じ塩基配
列を認識する複数個の転写因子群から構成されるCREP/A
TF(cAMP responsible element binding protein / act
ivating transcription factor)の結合配列を複数個を
タンデムに持ち、末端に1本鎖を設けたDNAを調製し
た。このDNAの末端に、水酸基を有するスペーサを接続
し、このスペーサの水酸基の部分に上記実施例1および
2で述べたフェライトめっきを行ってフェライトを固定
して、フェライトの固定されたDNAを得た。このフェラ
イトの固定されたDNAの磁気測定の結果、保磁力および
残留磁化がほぼゼロであり、超常磁性的な挙動を示すこ
とが確認された。(Example 4) (Immobilization of ferrite on DNA) CREP / A which is involved in life phenomena such as generation and long-term memory and is composed of a plurality of transcription factor groups recognizing the same base sequence
TF (cAMP responsible element binding protein / act
A DNA having a plurality of ivating transcription factor binding sequences in tandem and having a single strand at the end was prepared. A spacer having a hydroxyl group was connected to the end of the DNA, and the hydroxyl group of the spacer was subjected to the ferrite plating described in Examples 1 and 2 to fix the ferrite, thereby obtaining a DNA with the ferrite fixed. . As a result of magnetic measurement of the DNA in which the ferrite was immobilized, it was confirmed that the coercive force and the remanent magnetization were almost zero, and that the ferrite exhibited superparamagnetic behavior.
【0044】(実施例5)(フェライトを固定したDNA
を用いた生体物質の分離抽出) 実施例4で作ったフェライトの固定されたDNAとHeLa細
胞核抽出液を混合し、生理的条件下で結合反応を行っ
た。この後磁気分離による分離と緩衝液を用いた洗浄を
繰り返すことにより、容易にフェライトが固定され生体
物質を結合したDNAを分離精製することができた。続い
て緩衝液の塩濃度を高めることにより、フェライト固定
DNAに結合した生体物質を解離することができた。こう
して得られた生体物質について同定を行い、CREB/ATPで
あることを確認した。Example 5 (DNA Immobilized with Ferrite)
Separation and Extraction of Biological Substances Using DNA) The ferrite-immobilized DNA prepared in Example 4 and HeLa cell nucleus extract were mixed, and a binding reaction was performed under physiological conditions. Thereafter, by repeating the separation by magnetic separation and the washing using a buffer solution, the DNA in which the ferrite was immobilized and the biological material was bound could be easily separated and purified. Subsequently, the ferrite is fixed by increasing the salt concentration of the buffer solution.
Biological substances bound to DNA could be dissociated. The biological material obtained in this way was identified and confirmed to be CREB / ATP.
【0045】この結果、CREP/ATFの結合配列を複数個を
タンデムに持ちフェライトの固定されたDNAを用いるこ
とにより、CREB/ATPの分離抽出ができることがわかっ
た。As a result, it was found that CREB / ATP can be separated and extracted by using a plurality of CREP / ATF binding sequences in tandem and using ferrite-immobilized DNA.
【0046】[0046]
【発明の効果】フェライトめっきを用いることにより、
生体物質の活性を保ったまま、生体物質にフェライトを
形成し固定することが可能になった。こうしてフェライ
トを固定した生体物質は、生体特異的親和性物質を選択
的に捕捉し、磁気分離することのできるキャリヤとして
用いることにより、生体物質の分離精製操作を大幅に簡
易化することができる。また生体特異的親和性物質のラ
イブラリの構築やスクリーニングに用いてその簡易化を
行うこともできる。According to the present invention, by using ferrite plating,
Ferrite can be formed and fixed on a biological material while maintaining the activity of the biological material. The biomaterial having the ferrite immobilized thereon can be used as a carrier capable of selectively capturing a biospecific affinity substance and magnetically separating it, thereby greatly simplifying the operation of separating and purifying the biomaterial. It can also be used for construction and screening of a library of biospecific affinity substances to simplify it.
【0047】また本発明のフェライト固定生体物質は患
部への薬剤の投与に用いることができる。薬剤にフェラ
イトが固定されていることにより、薬剤を磁気的に患部
に誘導することができ、薬剤を患部に集中させ、他への
薬剤の拡散を防ぐことにより、薬剤の副作用を防止する
ことができる。Further, the ferrite-fixed biological material of the present invention can be used for administration of a drug to an affected area. Since the ferrite is fixed to the drug, the drug can be magnetically guided to the affected area, the drug can be concentrated on the affected area, and the diffusion of the drug to other areas can be prevented, thereby preventing the side effects of the drug. it can.
【図1】 本発明のフェライト固定生体物質の一実施形
態を模式的に示す図である。FIG. 1 is a view schematically showing one embodiment of a ferrite-fixed biological material of the present invention.
【図2】 本発明のフェライト固定生体物質の製造方法
を模式的に示す図である。FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a method for producing a ferrite-fixed biological material of the present invention.
【図3】 球状粒子にフェライトを固定し、そのフェラ
イト表面に生体物質を固定した従来の試薬を模式的に示
す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a conventional reagent in which ferrite is fixed to spherical particles, and a biological substance is fixed to the surface of the ferrite.
1……生体物質、 2……フェライト、 3……ス
ペーサ、4……容器、 5……反応液、 6……ス
ターラ、7……温度/pHコントローラ。1 ... biological material, 2 ... ferrite, 3 ... spacer, 4 ... container, 5 ... reaction liquid, 6 ... stirrer, 7 ... temperature / pH controller.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 一寛 東京都目黒区大岡山2−12−1 東京工業 大学内 Fターム(参考) 4B029 AA07 AA21 AA23 BB15 BB16 BB17 BB20 CC03 FA15 4B033 NA22 NA42 NA43 NA45 NB02 NB12 NB22 NC04 NC12 4B063 QR82 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kazuhiro Nishimura 2-12-1 Ookayama, Meguro-ku, Tokyo F-term within Tokyo Institute of Technology 4B029 AA07 AA21 AA23 BB15 BB16 BB17 BB20 CC03 FA15 4B033 NA22 NA42 NA43 NA45 NB02 NB12 NB22 NC04 NC12 4B063 QR82
Claims (4)
性を阻害しない部位にフェライトめっきによりフェライ
トが固定され、生理活性を有するとともに磁性を有する
ことを特徴とするフェライト固定生体物質。1. A ferrite-fixed biological material, wherein a ferrite is fixed to a portion of a biological material having physiological activity that does not inhibit the biological activity by ferrite plating, and has bioactivity and is magnetic.
してなされていることを特徴とするフェライト固定生体
物質。2. A ferrite-fixed biological material, wherein the ferrite is fixed via a spacer.
とを特徴とするフェライト固定生体物質。3. The ferrite-immobilized biological material, wherein the ferrite has superparamagnetism.
フェライトめっきを行って前記生体物質の所定部位にフ
ェライトを固定する工程を有することを特徴とするフェ
ライト固定生体物質の製造方法。4. A method for producing a ferrite-fixed biological material, comprising a step of performing ferrite plating on the biological material at a temperature of 40 ° C. or less and a pH of 7 to 9 to fix ferrite to a predetermined portion of the biological material. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000318529A JP2002131320A (en) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | Ferrite-immobilized organism substance and its making method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000318529A JP2002131320A (en) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | Ferrite-immobilized organism substance and its making method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002131320A true JP2002131320A (en) | 2002-05-09 |
Family
ID=18797138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000318529A Withdrawn JP2002131320A (en) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | Ferrite-immobilized organism substance and its making method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002131320A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2003066644A1 (en) * | 2002-02-04 | 2005-05-26 | 財団法人理工学振興会 | Ferrite-binding organic substance and method for producing the same |
-
2000
- 2000-10-18 JP JP2000318529A patent/JP2002131320A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2003066644A1 (en) * | 2002-02-04 | 2005-05-26 | 財団法人理工学振興会 | Ferrite-binding organic substance and method for producing the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Eivazzadeh-Keihan et al. | Functionalized magnetic nanoparticles for the separation and purification of proteins and peptides | |
Saiyed et al. | Application of magnetic techniques in the field of drug discovery and biomedicine | |
EP0244444B1 (en) | Magnetic-polymer particles | |
He et al. | Magnetic separation techniques in sample preparation for biological analysis: a review | |
Beveridge et al. | The use of magnetic nanoparticles in analytical chemistry | |
JP5344511B2 (en) | Method for preparing coated magnetic particles | |
EP2128616B1 (en) | Support having protein immobilized thereon and method of producing the same | |
Safarik et al. | Magnetic techniques for the detection and determination of xenobiotics and cells in water | |
JP6479799B2 (en) | Bonding molecules to particles | |
Mathuriya | Magnetotactic bacteria: nanodrivers of the future | |
Urusov et al. | Application of magnetic nanoparticles in immunoassay | |
KR20040083095A (en) | Organic substance having ferrite bonded thereto and process for producing the same | |
Liu et al. | Selective removal of hemoglobin from blood using hierarchical copper shells anchored to magnetic nanoparticles | |
Su et al. | Label-free detection of biomarker alpha fetoprotein in serum by ssDNA aptamer functionalized magnetic nanoparticles | |
JP2010000409A (en) | Surface-roughened high-density functional particle, method for producing the same and method for treating target substance by using the same | |
JP2002090366A (en) | Biologically specific affinity carrier with immobilized ferrite and its manufacturing method | |
JP2002131320A (en) | Ferrite-immobilized organism substance and its making method | |
Šafarík et al. | Overview of magnetic separations used in biochemical and biotechnological applications | |
JP2006305485A (en) | Method for producing magnetic carrier | |
JP2009109214A (en) | Functional particle having particle size distribution allowing measurement of single particle, and separation method of target material using it | |
JP4136715B2 (en) | Protein-immobilized magnetic carrier, method for producing the same, and use thereof | |
WO2014090311A1 (en) | Iron oxide nanoparticles with a graphene coating | |
JP2006225744A (en) | Functional particle and method for producing the same | |
Abrahamsson et al. | A preliminary study on DNA detection based on relative magnetic permeability measurements and histone H1 conjugated superparamagnetic nanoparticles as magnetic tracers | |
US20060166377A1 (en) | Particle for magnetically induced membrane transport |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080108 |