JP2002195996A - 核酸とダイヤモンドの結合方法及びダイヤモンド・モノヌクレオシド結合体並びにダイヤモンド・核酸結合体 - Google Patents
核酸とダイヤモンドの結合方法及びダイヤモンド・モノヌクレオシド結合体並びにダイヤモンド・核酸結合体Info
- Publication number
- JP2002195996A JP2002195996A JP2000393331A JP2000393331A JP2002195996A JP 2002195996 A JP2002195996 A JP 2002195996A JP 2000393331 A JP2000393331 A JP 2000393331A JP 2000393331 A JP2000393331 A JP 2000393331A JP 2002195996 A JP2002195996 A JP 2002195996A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- nucleic acid
- mononucleoside
- conjugate
- acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/11—DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
- C12N15/115—Aptamers, i.e. nucleic acids binding a target molecule specifically and with high affinity without hybridising therewith ; Nucleic acids binding to non-nucleic acids, e.g. aptamers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/58—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Hematology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 核酸部分が規則的に高密度に結合され、ベー
ス固体物質との化学的な結合性が強固で、化学的に安定
で、有機溶媒中などで安定的に使用可能で、核酸の変質
を誘起することのないダイヤモンド−核酸結合体を提供
する。 【解決手段】 ダイヤモンドとチミジンとを共有結合さ
せてダイヤモンド・チミジン結合体を合成し、ダイヤモ
ンド・チミジン結合体のチミジン構造体と核酸とを結合
反応させる。ダイヤモンドとチミジンとの結合は、ダイ
ヤモンド粉末を強酸に晒して表面にカルボキシル基を結
合させ、このカルボキシル基にチミジンをエステル結合
する。エステル結合したチミジンに核酸を結合する。核
酸は、３’末端にアデノシンが結合している核酸を用い
る。ＰＣＲ法で増幅すると、通常、３’末端にアデノシ
ンが結合している。アデノシンは、チミジンと相補的で
あるからそれを用いればよい。
ス固体物質との化学的な結合性が強固で、化学的に安定
で、有機溶媒中などで安定的に使用可能で、核酸の変質
を誘起することのないダイヤモンド−核酸結合体を提供
する。 【解決手段】 ダイヤモンドとチミジンとを共有結合さ
せてダイヤモンド・チミジン結合体を合成し、ダイヤモ
ンド・チミジン結合体のチミジン構造体と核酸とを結合
反応させる。ダイヤモンドとチミジンとの結合は、ダイ
ヤモンド粉末を強酸に晒して表面にカルボキシル基を結
合させ、このカルボキシル基にチミジンをエステル結合
する。エステル結合したチミジンに核酸を結合する。核
酸は、３’末端にアデノシンが結合している核酸を用い
る。ＰＣＲ法で増幅すると、通常、３’末端にアデノシ
ンが結合している。アデノシンは、チミジンと相補的で
あるからそれを用いればよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、核酸とダイヤモン
ドの結合方法及びこの方法に使用するダイヤモンド・モ
ノヌクレオシド結合体並びにこのダイヤモンド・モノヌ
クレオシド結合体に核酸を結合したダイヤモンド・核酸
結合体に関する。さらに詳しくは、例えばＤＮＡチップ
として、あるいはＤＮＡ・ＲＮＡセンサ、ＤＮＡ・ＲＮ
Ａ・タンパク質・酵素の分離カラムなどとして、その他
多くの分野で優れた有用性が期待できるダイヤモンドを
固定基材とする核酸固定方法及びこの方法に使用するダ
イヤモンド・モノヌクレオシド結合体並びにこのダイヤ
モンド・モノヌクレオシド結合体に核酸を結合したダイ
ヤモンド・核酸結合体に関する。
ドの結合方法及びこの方法に使用するダイヤモンド・モ
ノヌクレオシド結合体並びにこのダイヤモンド・モノヌ
クレオシド結合体に核酸を結合したダイヤモンド・核酸
結合体に関する。さらに詳しくは、例えばＤＮＡチップ
として、あるいはＤＮＡ・ＲＮＡセンサ、ＤＮＡ・ＲＮ
Ａ・タンパク質・酵素の分離カラムなどとして、その他
多くの分野で優れた有用性が期待できるダイヤモンドを
固定基材とする核酸固定方法及びこの方法に使用するダ
イヤモンド・モノヌクレオシド結合体並びにこのダイヤ
モンド・モノヌクレオシド結合体に核酸を結合したダイ
ヤモンド・核酸結合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＤＮＡを固定する技術には、スライドガ
ラスを固定基材としてＤＮＡを固定する技術があり、Ｄ
ＮＡチップとして良く知られている。ＤＮＡチップは、
例えばＤＮＡセンサとして利用する。例えば、検出目標
となるＤＮＡ配列に対して相補的な関係にある塩基配列
のＤＮＡをガラス表面に結合させると、検出目標となる
ＤＮＡ配列の核酸が存在していた場合、ガラス表面の核
酸と結合し合って選択的に取り出されてくる。これによ
って、検出目標となるＤＮＡ核酸の存否を確認すること
ができ、また、物理化学的な特性試験も可能になり、医
薬品の効果試験などもこのようにして行っている。固定
基材とＤＮＡとを結合する技術は、最近始まったばかり
である。その技術開発は多くの分野から様々に期待さ
れ、より優れた技術の早急な実現が望まれている。
ラスを固定基材としてＤＮＡを固定する技術があり、Ｄ
ＮＡチップとして良く知られている。ＤＮＡチップは、
例えばＤＮＡセンサとして利用する。例えば、検出目標
となるＤＮＡ配列に対して相補的な関係にある塩基配列
のＤＮＡをガラス表面に結合させると、検出目標となる
ＤＮＡ配列の核酸が存在していた場合、ガラス表面の核
酸と結合し合って選択的に取り出されてくる。これによ
って、検出目標となるＤＮＡ核酸の存否を確認すること
ができ、また、物理化学的な特性試験も可能になり、医
薬品の効果試験などもこのようにして行っている。固定
基材とＤＮＡとを結合する技術は、最近始まったばかり
である。その技術開発は多くの分野から様々に期待さ
れ、より優れた技術の早急な実現が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、核酸の塩基配列
検定（同定）の方法には、ポリＬ−リシンで被覆したス
ライドガラスに、あるいはナイロン膜等に、多数の異な
った塩基配列をもつＤＮＡを微小スポット状に付着、配
列させたＤＮＡチップ（ＤＮＡマイクロアレーとも呼ば
れる）が用いられている。前者では、基材とは別な化合
物（中間化合物）を介してＤＮＡを固定しており、ガラ
スとの結合は間接的で、基材と中間層、中間層とＤＮＡ
の結合はいずれもファンデルワールス力、あるいは弱い
静電的な結合によっている。また、ナイロン膜でも、現
在用いられている他の基材との直接的な固定の場合に
も、基材とＤＮＡの結合は、強固な化学結合によるもの
ではなく、ファンデルワールス力あるいは弱い静電力に
よっている。結合力が弱いために、検定のための種々の
操作に対してしばしばＤＮＡが基材から剥離したり、他
のスポットに混入するなどの不便さがあり、検査対象と
なるＤＮＡの正確な特性を把握できない場合があるとい
う不都合もあった。また、基材の生体適合性が低いため
にＤＮＡの変質を誘起する場合もあるという不便さもあ
った。以上のような、幾つかの解決すべき課題に鑑み、
本発明は、核酸との化学的な結合性が強固で化学的安定
性に優れ、有機溶媒、酸またはアルカリ液中で化学的安
定性に優れ、核酸の結合密度が高く、かつ、生体親和
性、生体適合性に優れた核酸チップを実現できる、核酸
とダイヤモンドの結合方法、及び、核酸チップであるダ
イヤモンド・モノヌクレオシド結合体、並びに、ダイヤ
モンド・モノヌクレオシド結合体に核酸を結合したダイ
ヤモンド・核酸結合体を提供することを目的とする。ま
た、ダイヤモンド・モノヌクレオシド結合体を用いた核
酸の存否の検出方法を提供することを目的とする。さら
に、ダイヤモンド・核酸結合体を用いた、核酸の状態変
化を電気信号として検出する核酸センサを提供すること
を目的とする。
検定（同定）の方法には、ポリＬ−リシンで被覆したス
ライドガラスに、あるいはナイロン膜等に、多数の異な
った塩基配列をもつＤＮＡを微小スポット状に付着、配
列させたＤＮＡチップ（ＤＮＡマイクロアレーとも呼ば
れる）が用いられている。前者では、基材とは別な化合
物（中間化合物）を介してＤＮＡを固定しており、ガラ
スとの結合は間接的で、基材と中間層、中間層とＤＮＡ
の結合はいずれもファンデルワールス力、あるいは弱い
静電的な結合によっている。また、ナイロン膜でも、現
在用いられている他の基材との直接的な固定の場合に
も、基材とＤＮＡの結合は、強固な化学結合によるもの
ではなく、ファンデルワールス力あるいは弱い静電力に
よっている。結合力が弱いために、検定のための種々の
操作に対してしばしばＤＮＡが基材から剥離したり、他
のスポットに混入するなどの不便さがあり、検査対象と
なるＤＮＡの正確な特性を把握できない場合があるとい
う不都合もあった。また、基材の生体適合性が低いため
にＤＮＡの変質を誘起する場合もあるという不便さもあ
った。以上のような、幾つかの解決すべき課題に鑑み、
本発明は、核酸との化学的な結合性が強固で化学的安定
性に優れ、有機溶媒、酸またはアルカリ液中で化学的安
定性に優れ、核酸の結合密度が高く、かつ、生体親和
性、生体適合性に優れた核酸チップを実現できる、核酸
とダイヤモンドの結合方法、及び、核酸チップであるダ
イヤモンド・モノヌクレオシド結合体、並びに、ダイヤ
モンド・モノヌクレオシド結合体に核酸を結合したダイ
ヤモンド・核酸結合体を提供することを目的とする。ま
た、ダイヤモンド・モノヌクレオシド結合体を用いた核
酸の存否の検出方法を提供することを目的とする。さら
に、ダイヤモンド・核酸結合体を用いた、核酸の状態変
化を電気信号として検出する核酸センサを提供すること
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の核酸とダイヤモンドの結合方法は、核酸を
ダイヤモンドに結合させることを特徴とする。この構成
によれば、ダイヤモンドが結晶であることから、表面の
炭素原子のダングリングボンドを核酸との結合に使用す
ることができ、核酸との結合点が密に、そして均一にで
きる。また、ダイヤモンドのダングリングボンドとの化
学結合は結合エネルギーが大きいので、ダングリングボ
ンドと核酸との結合をヌクレオシドを介して強固にでき
る。また、ダイヤモンドの炭素原子は化学的に不活性で
あるので、生体適合性が高く、核酸の変質を誘起するこ
とがない。
に、本発明の核酸とダイヤモンドの結合方法は、核酸を
ダイヤモンドに結合させることを特徴とする。この構成
によれば、ダイヤモンドが結晶であることから、表面の
炭素原子のダングリングボンドを核酸との結合に使用す
ることができ、核酸との結合点が密に、そして均一にで
きる。また、ダイヤモンドのダングリングボンドとの化
学結合は結合エネルギーが大きいので、ダングリングボ
ンドと核酸との結合をヌクレオシドを介して強固にでき
る。また、ダイヤモンドの炭素原子は化学的に不活性で
あるので、生体適合性が高く、核酸の変質を誘起するこ
とがない。
【０００５】また、本発明では、ダイヤモンドの表面に
特定のモノヌクレオシドを結合させたダイヤモンド・モ
ノヌクレオシド結合体と、末端に特定の塩基を有する核
酸とを相補結合させることを特徴とする。上記特定のモ
ノヌクレオシドは、チミジン、アデノシン、グアノシ
ン、シトシン、又はウリジンのいずれかである。この構
成により、目的とする核酸の種類に応じたモノヌクレオ
シドをダイヤモンド表面に結合させることによって、目
的の核酸を塩基の相補結合により結合させることができ
る。
特定のモノヌクレオシドを結合させたダイヤモンド・モ
ノヌクレオシド結合体と、末端に特定の塩基を有する核
酸とを相補結合させることを特徴とする。上記特定のモ
ノヌクレオシドは、チミジン、アデノシン、グアノシ
ン、シトシン、又はウリジンのいずれかである。この構
成により、目的とする核酸の種類に応じたモノヌクレオ
シドをダイヤモンド表面に結合させることによって、目
的の核酸を塩基の相補結合により結合させることができ
る。
【０００６】また、ダイヤモンド・モノヌクレオシド結
合体は、ダイヤモンド表面の炭素原子にカルボキシル基
を形成し、このカルボキシル基をハロゲン化し、このハ
ロゲン化したカルボキシル基と特定のモノヌクレオシド
を結合させて形成することを特徴とする。カルボキシル
基は、好ましくは、ダイヤモンドの表面を、酸で酸化
し、つぎにアルカリで加水分解して形成する。好ましく
は、酸は、硝酸及び硫酸の混合液であり、アルカリは、
苛性ソーダである。この構成により、ダイヤモンド表面
の炭素原子にカルボキシル基を形成することができる。
合体は、ダイヤモンド表面の炭素原子にカルボキシル基
を形成し、このカルボキシル基をハロゲン化し、このハ
ロゲン化したカルボキシル基と特定のモノヌクレオシド
を結合させて形成することを特徴とする。カルボキシル
基は、好ましくは、ダイヤモンドの表面を、酸で酸化
し、つぎにアルカリで加水分解して形成する。好ましく
は、酸は、硝酸及び硫酸の混合液であり、アルカリは、
苛性ソーダである。この構成により、ダイヤモンド表面
の炭素原子にカルボキシル基を形成することができる。
【０００７】ハロゲン化したカルボキシル基は、カルボ
キシル基の水酸基をハロゲン化して形成することを特徴
とする。ハロゲン化剤は、好ましくは、塩化チオニル、
三塩化リン、又は五塩化リンのいずれか、またはこれら
の組み合わせでなる。この構成により、カルボキシル基
がハロゲン化され、モノヌクレオシドとエステル化結合
することができる。
キシル基の水酸基をハロゲン化して形成することを特徴
とする。ハロゲン化剤は、好ましくは、塩化チオニル、
三塩化リン、又は五塩化リンのいずれか、またはこれら
の組み合わせでなる。この構成により、カルボキシル基
がハロゲン化され、モノヌクレオシドとエステル化結合
することができる。
【０００８】また、ハロゲン化したカルボキシル基と特
定のモノヌクレオシドとの結合は、ハロゲン化したカル
ボキシル基と特定のモノヌクレオシドとの触媒を含んだ
有機溶媒中でのエステル反応で形成することを特徴とす
る。触媒と有機溶媒は、好ましくは、触媒が４−ジメチ
ルアミノピリジンであり、有機溶媒が無水ピリジンであ
る。この構成により、ダイヤモンド表面の炭素原子にモ
ノヌクレオシドが結合した、ダイヤモンド・モノヌクレ
オシド結合体を形成できる。
定のモノヌクレオシドとの結合は、ハロゲン化したカル
ボキシル基と特定のモノヌクレオシドとの触媒を含んだ
有機溶媒中でのエステル反応で形成することを特徴とす
る。触媒と有機溶媒は、好ましくは、触媒が４−ジメチ
ルアミノピリジンであり、有機溶媒が無水ピリジンであ
る。この構成により、ダイヤモンド表面の炭素原子にモ
ノヌクレオシドが結合した、ダイヤモンド・モノヌクレ
オシド結合体を形成できる。
【０００９】また、ダイヤモンド・モノヌクレオシド結
合体と、末端に特定の塩基を有する核酸との相補結合
は、ダイヤモンド・モノヌクレオシド結合体と核酸とを
酵素を含んだ緩衝液中で結合させる酵素ライゲーション
反応であることを特徴とする。上記酵素を含んだ緩衝液
は、核酸の末端がアデノシンであり、ダイヤモンド・モ
ノヌクレオシド結合体のモノヌクレオシドがチミジンで
ある場合に、酵素がＴ４ＤＮＡＬｉｇａｓｅであり、緩
衝液がポリアミンと２価金属塩とポリエチレングリコー
ルとの混合液である。この構成により、ダイヤモンド・
モノヌクレオシド結合体のモノヌクレオシドと核酸の末
端の塩基とが相補結合し、ダイヤモンド固定基材に目的
の核酸を固定できる。
合体と、末端に特定の塩基を有する核酸との相補結合
は、ダイヤモンド・モノヌクレオシド結合体と核酸とを
酵素を含んだ緩衝液中で結合させる酵素ライゲーション
反応であることを特徴とする。上記酵素を含んだ緩衝液
は、核酸の末端がアデノシンであり、ダイヤモンド・モ
ノヌクレオシド結合体のモノヌクレオシドがチミジンで
ある場合に、酵素がＴ４ＤＮＡＬｉｇａｓｅであり、緩
衝液がポリアミンと２価金属塩とポリエチレングリコー
ルとの混合液である。この構成により、ダイヤモンド・
モノヌクレオシド結合体のモノヌクレオシドと核酸の末
端の塩基とが相補結合し、ダイヤモンド固定基材に目的
の核酸を固定できる。
【００１０】本発明は、核酸が相補結合したダイヤモン
ド・モノヌクレオシド結合体に核酸蛍光染色剤を加え、
この生成物に紫外線を照射して蛍光を発生させ、蛍光に
よって核酸を検出することを特徴とする。この構成によ
り、目的の核酸が存在していれば蛍光を発し、存在して
いなければ蛍光を発しないことから、目的の核酸の存否
を検出することができる。
ド・モノヌクレオシド結合体に核酸蛍光染色剤を加え、
この生成物に紫外線を照射して蛍光を発生させ、蛍光に
よって核酸を検出することを特徴とする。この構成によ
り、目的の核酸が存在していれば蛍光を発し、存在して
いなければ蛍光を発しないことから、目的の核酸の存否
を検出することができる。
【００１１】さらに、本発明のダイヤモンド・モノヌク
レオシド結合体は、ダイヤモンドの表面の炭素原子に結
合したモノヌクレオシドを有することを特徴とする。こ
のダイヤモンド・モノヌクレオシド結合体は、ダイヤモ
ンドの表面原子とエステル化結合したモノヌクレオシド
を有する。上記ダイヤモンドは、多結晶又は単結晶の、
粒径１０ｎｍ以上の粒子、バルク又は薄膜のいずれかで
ある。上記ダイヤモンドは、非ドーピングダイヤモンド
又はドーピングダイヤモンドであることを特徴とする。
上記ドーピングダイヤモンドは、絶縁体、導電体、また
は半導体ダイヤモンドである。上記半導体ダイヤモンド
は、ホウ素又はイオウをドープしたｐ型又はｎ型半導体
ダイヤモンドである。このダイヤモンド・モノヌクレオ
シド結合体を用いれば、目的の核酸をダイヤモンド表面
に、強固に固定できる。
レオシド結合体は、ダイヤモンドの表面の炭素原子に結
合したモノヌクレオシドを有することを特徴とする。こ
のダイヤモンド・モノヌクレオシド結合体は、ダイヤモ
ンドの表面原子とエステル化結合したモノヌクレオシド
を有する。上記ダイヤモンドは、多結晶又は単結晶の、
粒径１０ｎｍ以上の粒子、バルク又は薄膜のいずれかで
ある。上記ダイヤモンドは、非ドーピングダイヤモンド
又はドーピングダイヤモンドであることを特徴とする。
上記ドーピングダイヤモンドは、絶縁体、導電体、また
は半導体ダイヤモンドである。上記半導体ダイヤモンド
は、ホウ素又はイオウをドープしたｐ型又はｎ型半導体
ダイヤモンドである。このダイヤモンド・モノヌクレオ
シド結合体を用いれば、目的の核酸をダイヤモンド表面
に、強固に固定できる。
【００１２】また、本発明のダイヤモンド・核酸結合体
は、ダイヤモンドの表面の炭素原子に結合したモノヌク
レオシドを有するダイヤモンド・モノヌクレオシド結合
体のモノヌクレオシドに、核酸が相補結合していること
を特徴とする。このダイヤモンド・核酸結合体を用いれ
ば、核酸が強固かつ密に、また、生体適合性良く固定さ
れているので、酸、アルカリ、有機溶媒、又は他の生体
分子にさらすことが必要なＤＮＡの物理化学的な特性試
験が可能なＤＮＡチップを供給できる。
は、ダイヤモンドの表面の炭素原子に結合したモノヌク
レオシドを有するダイヤモンド・モノヌクレオシド結合
体のモノヌクレオシドに、核酸が相補結合していること
を特徴とする。このダイヤモンド・核酸結合体を用いれ
ば、核酸が強固かつ密に、また、生体適合性良く固定さ
れているので、酸、アルカリ、有機溶媒、又は他の生体
分子にさらすことが必要なＤＮＡの物理化学的な特性試
験が可能なＤＮＡチップを供給できる。
【００１３】また、本発明の核酸センサは、導電体ダイ
ヤモンド、半導体ダイヤモンド、又はｐｎジャンクショ
ンを有するダイヤモンドを有し、核酸の状態変化を電気
信号として検出することを特徴とする。この核酸センサ
を用いれば、核酸の状態変化を、電気信号として即時に
検出できるようになり、核酸の状態変化を、高精度、高
度、かつ、高速に行うことができる。
ヤモンド、半導体ダイヤモンド、又はｐｎジャンクショ
ンを有するダイヤモンドを有し、核酸の状態変化を電気
信号として検出することを特徴とする。この核酸センサ
を用いれば、核酸の状態変化を、電気信号として即時に
検出できるようになり、核酸の状態変化を、高精度、高
度、かつ、高速に行うことができる。
【００１４】本発明は、発明者の下記の知見に基づいて
成された。ダイヤモンドは特異な性質を有する。本発明
は、ダイヤモンドの特異な性質を遺伝子工学分野に効果
的に応用したものである。
成された。ダイヤモンドは特異な性質を有する。本発明
は、ダイヤモンドの特異な性質を遺伝子工学分野に効果
的に応用したものである。
【００１５】ｉ）表面安定性 ダイヤモンドは、炭素原子同士の強固な共有結合体で構
成されている。表面の炭素原子は、水素、酸素、フッ素
等と強固な結合、すなわち安定な化学吸着状態を形成す
ることができる。化学吸着した水素は、室温以上でも２
００℃程度までなら空気にさらされても安定である。ダ
イヤモンドの表面状態は変化しない。ダイヤモンドのこ
うした性質は、他の多くの半導体や金属と対照的であ
る。多くの半導体や金属は、表面が容易に酸化されてそ
こに酸化物相を形成する。このほか、上記の元素を化学
吸着したダイヤモンドの表面は、エタノール等の有機溶
媒に対しても不活性で安定である。
成されている。表面の炭素原子は、水素、酸素、フッ素
等と強固な結合、すなわち安定な化学吸着状態を形成す
ることができる。化学吸着した水素は、室温以上でも２
００℃程度までなら空気にさらされても安定である。ダ
イヤモンドの表面状態は変化しない。ダイヤモンドのこ
うした性質は、他の多くの半導体や金属と対照的であ
る。多くの半導体や金属は、表面が容易に酸化されてそ
こに酸化物相を形成する。このほか、上記の元素を化学
吸着したダイヤモンドの表面は、エタノール等の有機溶
媒に対しても不活性で安定である。
【００１６】ii) 生体適合性 ダイヤモンドの同素体である黒鉛材料（炭素材料）等
は、生体親和性、生体適合性に優れていることが既によ
く知られている。ダイヤモンドの生体適合性は黒鉛ほど
は詳しく知られていないが、適切な表面制御によってダ
イヤモンドにも同様な性質を付加することができる。
は、生体親和性、生体適合性に優れていることが既によ
く知られている。ダイヤモンドの生体適合性は黒鉛ほど
は詳しく知られていないが、適切な表面制御によってダ
イヤモンドにも同様な性質を付加することができる。
【００１７】iii)導電性 ダイヤモンドは、上記の優れた性質を損なわせることな
く導電性を付与することができる。導電性ダイヤモンド
を得るには、ホウ素（ｐ型）、リン（ｎ型）、イオウ
（ｎ型）等の不純物をドーピングしても良い。或いはま
た、表面だけを導電性にするには、表面に水素を吸着さ
せることによって実現できる。炭素のナノチューブを使
用すれば、超極微細な配線が可能になる。
く導電性を付与することができる。導電性ダイヤモンド
を得るには、ホウ素（ｐ型）、リン（ｎ型）、イオウ
（ｎ型）等の不純物をドーピングしても良い。或いはま
た、表面だけを導電性にするには、表面に水素を吸着さ
せることによって実現できる。炭素のナノチューブを使
用すれば、超極微細な配線が可能になる。
【００１８】本発明は、有機化学反応技術と遺伝子工学
技術を利用して、化学結合によってＤＮＡとダイヤモン
ド表面とを結合させる。その結果、核酸がダイヤモンド
と化学結合した強固な結合が得られる。核酸とダイヤモ
ンドとの結合が強固で化学的に安定であり、また、上記
ｉ）で説明したように、ダイヤモンド表面が安定である
ので、化学的、あるいは物理的な加工を加えても、核酸
とダイヤモンドとの結合が切れたり、好ましくない副反
応が生じたりせず、信頼性のあるデータを取得すること
ができる。
技術を利用して、化学結合によってＤＮＡとダイヤモン
ド表面とを結合させる。その結果、核酸がダイヤモンド
と化学結合した強固な結合が得られる。核酸とダイヤモ
ンドとの結合が強固で化学的に安定であり、また、上記
ｉ）で説明したように、ダイヤモンド表面が安定である
ので、化学的、あるいは物理的な加工を加えても、核酸
とダイヤモンドとの結合が切れたり、好ましくない副反
応が生じたりせず、信頼性のあるデータを取得すること
ができる。
【００１９】また、ＤＮＡセンサによるＤＮＡの試験に
おいては、固定基材表面に結合した核酸分子を他の核
酸、アミノ酸又はタンパク質・酵素等の生体分子と接触
させる。上記ii）で説明したように、ダイヤモンドは生
体適合性が優れているので、好ましくない副反応が生じ
たりして核酸が変質せず、信頼性のあるデータを取得す
ることができる。
おいては、固定基材表面に結合した核酸分子を他の核
酸、アミノ酸又はタンパク質・酵素等の生体分子と接触
させる。上記ii）で説明したように、ダイヤモンドは生
体適合性が優れているので、好ましくない副反応が生じ
たりして核酸が変質せず、信頼性のあるデータを取得す
ることができる。
【００２０】また、核酸とダイヤモンドが化学的に安定
な結合状態にあり、また、上記iii)で説明したようにダ
イヤモンドは表面安定性及び生体適合性を犠牲にするこ
となく導電性を付加できるので、核酸で生じた状態変化
をダイヤモンド側で電気信号として検出することができ
る。例えば、ダイヤモンド表面に核酸が結合したとき、
或いは、ダイヤモンド表面に結合した核酸が生体接触し
たとき等の核酸の状態変化に伴って、核酸とダイヤモン
ド表面との間で、電荷移動（電子又はホール）あるいは
双極子相互作用の変化が生じ、ダイヤモンド側で電気信
号として検出可能である。
な結合状態にあり、また、上記iii)で説明したようにダ
イヤモンドは表面安定性及び生体適合性を犠牲にするこ
となく導電性を付加できるので、核酸で生じた状態変化
をダイヤモンド側で電気信号として検出することができ
る。例えば、ダイヤモンド表面に核酸が結合したとき、
或いは、ダイヤモンド表面に結合した核酸が生体接触し
たとき等の核酸の状態変化に伴って、核酸とダイヤモン
ド表面との間で、電荷移動（電子又はホール）あるいは
双極子相互作用の変化が生じ、ダイヤモンド側で電気信
号として検出可能である。
【００２１】したがって、本発明のダイヤモンド固定基
材による核酸検出方法及びダイヤモンド・モノヌクレオ
シド結合体並びにダイヤモンド・核酸結合体を用いれ
ば、目的の核酸を高密度にかつ安定に検出することがで
き、また、化学的な結合が強固で化学的安定性に優れ、
有機溶媒、酸または弱アルカリ液中などでも使用可能な
ダイヤモンド・核酸結合体を提供することができる。ま
た、本発明の核酸センサを用いれば、電気的に核酸の存
否、または、核酸の状態変化を検出できる。
材による核酸検出方法及びダイヤモンド・モノヌクレオ
シド結合体並びにダイヤモンド・核酸結合体を用いれ
ば、目的の核酸を高密度にかつ安定に検出することがで
き、また、化学的な結合が強固で化学的安定性に優れ、
有機溶媒、酸または弱アルカリ液中などでも使用可能な
ダイヤモンド・核酸結合体を提供することができる。ま
た、本発明の核酸センサを用いれば、電気的に核酸の存
否、または、核酸の状態変化を検出できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、実施の一形態を説明する
が、本発明は下記の実施形態に限定されないことは勿論
である。本実施の形態のダイヤモンド・モノヌクレオシ
ド結合体は、ダイヤモンドを固定基材としている。モノ
ヌクレオシドと結合するダイヤモンドは、天然ダイヤモ
ンドでもよく、人工ダイヤモンドでもよい。一般に、天
然ダイヤモンドとしては、Ｉａ、IIａ、IIｂ形がある。
人工ダイヤモンドとしては、Ｉｂ、IIａ、IIｂ形があ
る。本実施の形態では、いずれも好ましく使用できる。
ダイヤモンドは不純物をドーピングすることによって、
電気伝導度、表面構造、表面特性等の物理的あるいは化
学的な性質を変化させることができる。例えば、ホウ
素、リン、イオウなどをドーピングしたダイヤモンド
は、ｐ型及びｎ型導電性を示す。この導電性を利用して
核酸の状態変化の結果生じる電荷移動、例えば、核酸と
ダイヤモンドの結合の結果生じる電荷移動を検出しても
良い。ｐ型層とｎ型層を積層してｐｎジャンクションを
形成し、この接合を利用して、上記電荷移動を検出して
も良い。ドーピングされたダイヤモンドは、高い電気抵
抗を示す場合もあり、また、その他の優れた物理的化学
的性質を示すこともある。特定の表面だけに水素を吸着
させたダイヤモンドは、特定の表面だけが導電性を有す
る。表面の特定のサイトを導電性の高分子で結んだり、
炭素のナノチューブで部分的に結んだダイヤモンドは、
特定のラインだけが導電性である。ダイヤモンド・核酸
結合体の使用用途に応じて、これらのダイヤモンドを適
宜選択することができる。
が、本発明は下記の実施形態に限定されないことは勿論
である。本実施の形態のダイヤモンド・モノヌクレオシ
ド結合体は、ダイヤモンドを固定基材としている。モノ
ヌクレオシドと結合するダイヤモンドは、天然ダイヤモ
ンドでもよく、人工ダイヤモンドでもよい。一般に、天
然ダイヤモンドとしては、Ｉａ、IIａ、IIｂ形がある。
人工ダイヤモンドとしては、Ｉｂ、IIａ、IIｂ形があ
る。本実施の形態では、いずれも好ましく使用できる。
ダイヤモンドは不純物をドーピングすることによって、
電気伝導度、表面構造、表面特性等の物理的あるいは化
学的な性質を変化させることができる。例えば、ホウ
素、リン、イオウなどをドーピングしたダイヤモンド
は、ｐ型及びｎ型導電性を示す。この導電性を利用して
核酸の状態変化の結果生じる電荷移動、例えば、核酸と
ダイヤモンドの結合の結果生じる電荷移動を検出しても
良い。ｐ型層とｎ型層を積層してｐｎジャンクションを
形成し、この接合を利用して、上記電荷移動を検出して
も良い。ドーピングされたダイヤモンドは、高い電気抵
抗を示す場合もあり、また、その他の優れた物理的化学
的性質を示すこともある。特定の表面だけに水素を吸着
させたダイヤモンドは、特定の表面だけが導電性を有す
る。表面の特定のサイトを導電性の高分子で結んだり、
炭素のナノチューブで部分的に結んだダイヤモンドは、
特定のラインだけが導電性である。ダイヤモンド・核酸
結合体の使用用途に応じて、これらのダイヤモンドを適
宜選択することができる。
【００２３】ダイヤモンドの粒径は、基本的には大きな
問題にならない。粒径が極めて小さいものから、表面積
が例えば十数ｍｍ2 程度の比較的大きなものまで幅広く
利用できる。粒径や表面積などは用途に応じて適切に選
択すればよい。形状も問わない。例えば、板状でもよ
い。粒径に言及すれば一般的に、例えば２〜５μｍ、更
に好ましくは１〜２μｍが最も望ましい場合が多い。粒
径が１μｍ未満であれば有機化学反応時にダイヤモンド
の分離作業が行いづらくなり、好ましくない恐れもあ
る。１００μｍを超えると、単位質量当たりの表面積が
狭くなる。反応量の減少につながり、反応の有無をたと
えば蛍光で確認するような場合、確認しづらくなる場合
もある。
問題にならない。粒径が極めて小さいものから、表面積
が例えば十数ｍｍ2 程度の比較的大きなものまで幅広く
利用できる。粒径や表面積などは用途に応じて適切に選
択すればよい。形状も問わない。例えば、板状でもよ
い。粒径に言及すれば一般的に、例えば２〜５μｍ、更
に好ましくは１〜２μｍが最も望ましい場合が多い。粒
径が１μｍ未満であれば有機化学反応時にダイヤモンド
の分離作業が行いづらくなり、好ましくない恐れもあ
る。１００μｍを超えると、単位質量当たりの表面積が
狭くなる。反応量の減少につながり、反応の有無をたと
えば蛍光で確認するような場合、確認しづらくなる場合
もある。
【００２４】また、結晶面の違いも基本的に大きな問題
とならない。表面での結合サイト（核酸の結合点）の配
列の対称性、サイト間の距離などには結晶面によって差
異があり、結合する分子同士の立体的障害を考慮する
と、結合可能な核酸分子の最大密度や、結合分子と結晶
面との成す角度、分子の回転の自由度などが結晶面に依
存する。必要な場合には結晶面の選択を行うことができ
る。また、結晶表面のステップ、キンクなどの特異なサ
イトでの結合は、平坦な結晶表面とは異なった配列構造
をとるので、目的によっては、この配列構造を有効に生
かすことができる。
とならない。表面での結合サイト（核酸の結合点）の配
列の対称性、サイト間の距離などには結晶面によって差
異があり、結合する分子同士の立体的障害を考慮する
と、結合可能な核酸分子の最大密度や、結合分子と結晶
面との成す角度、分子の回転の自由度などが結晶面に依
存する。必要な場合には結晶面の選択を行うことができ
る。また、結晶表面のステップ、キンクなどの特異なサ
イトでの結合は、平坦な結晶表面とは異なった配列構造
をとるので、目的によっては、この配列構造を有効に生
かすことができる。
【００２５】さらに、ダイヤモンドはその多結晶体も固
定基材として有効に利用できる。ＣＶＤ法によれば種々
の形態のダイヤモンド多結晶体、すなわち、粒子状、膜
状（板状）、針状（繊維状）、網目状ダイヤモンドを合
成することができる。ＣＶＤ法では多結晶膜を他の基材
上に析出させる技術は最も広く応用されており、これを
利用し、まず必要とする形状、構造を持った基板を作成
し、その表面をダイヤモンドで被覆することにより、目
的とする形状、構造を有するダイヤモンド基材を作成す
ることができる。また、形状の制御は合成のみでなく酸
素、フッ素、水素などのガスによる熱エッチング、ある
いはこれら元素を含むガスによるプラズマエッチング、
あるいはイオンスパッタエッチングなどによって行うこ
とができる。エッチングは、微細な表面形態、例えばマ
イクロファセット、および、ナノオーダーからミクロン
オーダーの針状ダイヤモンドの集合体などを形成するの
に有効である。多結晶体を構成する粒子の大きさはナノ
メートルであっても、または、数ミクロン以上であって
も基本的に大きな問題とはならない。このように多結晶
体は、用途に応じた多様な形状を有するダイヤモンド固
定基材の構築に利用することができる。
定基材として有効に利用できる。ＣＶＤ法によれば種々
の形態のダイヤモンド多結晶体、すなわち、粒子状、膜
状（板状）、針状（繊維状）、網目状ダイヤモンドを合
成することができる。ＣＶＤ法では多結晶膜を他の基材
上に析出させる技術は最も広く応用されており、これを
利用し、まず必要とする形状、構造を持った基板を作成
し、その表面をダイヤモンドで被覆することにより、目
的とする形状、構造を有するダイヤモンド基材を作成す
ることができる。また、形状の制御は合成のみでなく酸
素、フッ素、水素などのガスによる熱エッチング、ある
いはこれら元素を含むガスによるプラズマエッチング、
あるいはイオンスパッタエッチングなどによって行うこ
とができる。エッチングは、微細な表面形態、例えばマ
イクロファセット、および、ナノオーダーからミクロン
オーダーの針状ダイヤモンドの集合体などを形成するの
に有効である。多結晶体を構成する粒子の大きさはナノ
メートルであっても、または、数ミクロン以上であって
も基本的に大きな問題とはならない。このように多結晶
体は、用途に応じた多様な形状を有するダイヤモンド固
定基材の構築に利用することができる。
【００２６】核酸にはＤＮＡとＲＮＡとがある。本実施
の形態ではどちらも好ましく使用できる。核酸は分子量
の大小も問わない。ダイヤモンド表面には、構造式の異
なるＤＮＡとＲＮＡとが組み合わさって混在していても
よいが、通常は、使用用途に適合した同一構造式の複製
ＤＮＡ又はＲＮＡを均一に結合させて用いる。核酸とし
てＤＮＡを結合させている場合、通常は二本鎖ＤＮＡと
するとよい場合が多い。二本鎖ＤＮＡの場合、相補関係
にある一方の核酸分子だけがダイヤモンド表面に結合
し、他方の核酸分子は、ダイヤモンド表面に結合してい
る方の核酸分子に相補的に結合することでダイヤモンド
と間接的に結合されていてもよい。このようにすれば、
二本鎖ＤＮＡでも一本鎖ＤＮＡにすることは可能であ
る。
の形態ではどちらも好ましく使用できる。核酸は分子量
の大小も問わない。ダイヤモンド表面には、構造式の異
なるＤＮＡとＲＮＡとが組み合わさって混在していても
よいが、通常は、使用用途に適合した同一構造式の複製
ＤＮＡ又はＲＮＡを均一に結合させて用いる。核酸とし
てＤＮＡを結合させている場合、通常は二本鎖ＤＮＡと
するとよい場合が多い。二本鎖ＤＮＡの場合、相補関係
にある一方の核酸分子だけがダイヤモンド表面に結合
し、他方の核酸分子は、ダイヤモンド表面に結合してい
る方の核酸分子に相補的に結合することでダイヤモンド
と間接的に結合されていてもよい。このようにすれば、
二本鎖ＤＮＡでも一本鎖ＤＮＡにすることは可能であ
る。
【００２７】ダイヤモンドと核酸との結合は、ダイヤモ
ンド側からはダイヤモンド表面の炭素原子と、例えばエ
ステル結合しているヌクレオシドを介して核酸と相補結
合している。核酸側は、鎖状体の最端にあるヌクレオシ
ド構造体が、ダイヤモンドの表面の炭素原子と、例えば
エステル結合しているヌクレオシドと相補結合してい
る。例えば核酸が、最端にアデノシン構造体を有してい
る場合は、チミジン構造体がダイヤモンドの表面の炭素
原子と例えばエステル結合している。
ンド側からはダイヤモンド表面の炭素原子と、例えばエ
ステル結合しているヌクレオシドを介して核酸と相補結
合している。核酸側は、鎖状体の最端にあるヌクレオシ
ド構造体が、ダイヤモンドの表面の炭素原子と、例えば
エステル結合しているヌクレオシドと相補結合してい
る。例えば核酸が、最端にアデノシン構造体を有してい
る場合は、チミジン構造体がダイヤモンドの表面の炭素
原子と例えばエステル結合している。
【００２８】核酸がダイヤモンドに結びついたダイヤモ
ンド・核酸結合体は、例えば以下の方法で製造すること
ができる。３工程又は４工程で行うとよい。第１の工程
は、ダイヤモンドの表面にモノヌクレオシドを結合させ
る工程である。第２の工程は、核酸本体を複製する工程
である。第３の工程は、モノヌクレオシドの結合したダ
イヤモンドすなわち、ダイヤモンド・モノヌクレオシド
結合体と、核酸本体とを結合する工程である。ダイヤモ
ンド・モノヌクレオシド結合体と、核酸本体とが結合す
ると、ダイヤモンドに核酸が結合したダイヤモンド・核
酸結合体が得られる。第４の工程は、ダイヤモンド・モ
ノヌクレオシド結合体と、核酸本体との結合を確認する
工程である。なお、必要量の核酸本体が予め十分確保さ
れている場合には、第２の工程は省略することもでき
る。
ンド・核酸結合体は、例えば以下の方法で製造すること
ができる。３工程又は４工程で行うとよい。第１の工程
は、ダイヤモンドの表面にモノヌクレオシドを結合させ
る工程である。第２の工程は、核酸本体を複製する工程
である。第３の工程は、モノヌクレオシドの結合したダ
イヤモンドすなわち、ダイヤモンド・モノヌクレオシド
結合体と、核酸本体とを結合する工程である。ダイヤモ
ンド・モノヌクレオシド結合体と、核酸本体とが結合す
ると、ダイヤモンドに核酸が結合したダイヤモンド・核
酸結合体が得られる。第４の工程は、ダイヤモンド・モ
ノヌクレオシド結合体と、核酸本体との結合を確認する
工程である。なお、必要量の核酸本体が予め十分確保さ
れている場合には、第２の工程は省略することもでき
る。
【００２９】第１の工程は、例えば以下のようにして行
うとよい。ダイヤモンドを濃硝酸と濃硫酸との混酸液で
加熱して表面を酸化させる。混酸の濃度比は、濃硝酸対
濃硫酸の質量比で、１：８〜９がよい。ダイヤモンドと
混酸との混合比率は、ダイヤモンド１００質量部に対
し、混酸５０００〜９０００質量部がよい。反応温度は
１５０〜２００℃とし、反応時間は数（７〜８程度）時
間〜３日間がよい。反応中、反応液は還流させるとよ
い。
うとよい。ダイヤモンドを濃硝酸と濃硫酸との混酸液で
加熱して表面を酸化させる。混酸の濃度比は、濃硝酸対
濃硫酸の質量比で、１：８〜９がよい。ダイヤモンドと
混酸との混合比率は、ダイヤモンド１００質量部に対
し、混酸５０００〜９０００質量部がよい。反応温度は
１５０〜２００℃とし、反応時間は数（７〜８程度）時
間〜３日間がよい。反応中、反応液は還流させるとよ
い。
【００３０】表面を混酸にさらしたダイヤモンドは、次
いでアルカリで加水分解するとよい。加水分解に先だっ
て、好ましくは純水で十分に洗浄する。加水分解に使用
するアルカリは、例えばＮａＯＨ水溶液などが好適であ
る。濃度は０．１〜０．２モル／リットルがよい。使用
量は、ダイヤモンド１００質量部に対し、アルカリ１２
〜２０質量部とし得る。反応温度は８０〜９０℃、反応
時間は数（７〜８程度）時間〜３日間がよい。次いで純
水で洗浄し、乾燥後、強酸にさらす。例えば、濃度０．
１〜０．２モル／リットルの塩酸などがよい。このよう
にすると、ダイヤモンドの表面に多くのカルボキシル基
が形成される。
いでアルカリで加水分解するとよい。加水分解に先だっ
て、好ましくは純水で十分に洗浄する。加水分解に使用
するアルカリは、例えばＮａＯＨ水溶液などが好適であ
る。濃度は０．１〜０．２モル／リットルがよい。使用
量は、ダイヤモンド１００質量部に対し、アルカリ１２
〜２０質量部とし得る。反応温度は８０〜９０℃、反応
時間は数（７〜８程度）時間〜３日間がよい。次いで純
水で洗浄し、乾燥後、強酸にさらす。例えば、濃度０．
１〜０．２モル／リットルの塩酸などがよい。このよう
にすると、ダイヤモンドの表面に多くのカルボキシル基
が形成される。
【００３１】なお、天然ダイヤモンド、市販のダイヤモ
ンドを使用する場合には、硝酸と硫酸との混酸液等に浸
漬し、金属不純物等を除去してから使用するのが好まし
い。また、マイクロ波水素プラズマに晒してダイヤモン
ド表面を平滑化すれば、さらに再現性良くカルボキシル
基を形成できる。この場合、ダイヤモンド表面の炭素原
子は水素化されて、ＣＨ、ＣＨ2 、ＣＨ3 基等が生じ、
さらに再現性良くカルボキシル基を形成できる。
ンドを使用する場合には、硝酸と硫酸との混酸液等に浸
漬し、金属不純物等を除去してから使用するのが好まし
い。また、マイクロ波水素プラズマに晒してダイヤモン
ド表面を平滑化すれば、さらに再現性良くカルボキシル
基を形成できる。この場合、ダイヤモンド表面の炭素原
子は水素化されて、ＣＨ、ＣＨ2 、ＣＨ3 基等が生じ、
さらに再現性良くカルボキシル基を形成できる。
【００３２】カルボキシル基が結合したダイヤモンド・
カルボン酸は、次いでカルボン酸中の水酸基をハロゲン
化する。これによってダイヤモンド・酸ハロゲン化物を
得る。ハロゲン化剤としては、例えば塩化チオニル、三
塩化リン、五塩化リンなどを単独で又は組み合わせて用
い、例えば塩素化するとよい。得られたダイヤモンド・
酸ハロゲン化物とモノヌクレオシドとを、次いで、有機
溶媒中に導入して反応させ、ダイヤモンド・モノヌクレ
オシド結合体を合成する。
カルボン酸は、次いでカルボン酸中の水酸基をハロゲン
化する。これによってダイヤモンド・酸ハロゲン化物を
得る。ハロゲン化剤としては、例えば塩化チオニル、三
塩化リン、五塩化リンなどを単独で又は組み合わせて用
い、例えば塩素化するとよい。得られたダイヤモンド・
酸ハロゲン化物とモノヌクレオシドとを、次いで、有機
溶媒中に導入して反応させ、ダイヤモンド・モノヌクレ
オシド結合体を合成する。
【００３３】反応に供するモノヌクレオシドは、チミジ
ン、アデノシン、グアノシン、シトシン、ウリジンいず
れでもよい。これらの類似構造体でもよい。アデノシン
との反応容易性（相補性結合）を考慮する場合は反応に
供するモノヌクレオシドとしてチミジンを選択するとよ
い。酸ハロゲン化物とモノヌクレオシドとの結合は、例
えばエステル反応がよい。有機溶媒としては、例えば無
水ピリジンなどを好ましく挙げることができる。反応触
媒としては、４−ジメチルアミノピリジンなどがよい。
反応温度は常温、反応時間は（３〜４）時間〜３日間が
好ましい。ダイヤモンド結晶表面の炭素原子がメチル基
を構成した場合の例に基づき反応式を示す。メチル基に
限らず、ＣＨ、ＣＨ2 または他のアルキル基であっても
良い。〔Ｃ〕−ＣＨ3 の〔Ｃ〕はダイヤモンド結晶を示
し、−Ｃはダイヤモンド結晶の表面炭素原子を示す。
ン、アデノシン、グアノシン、シトシン、ウリジンいず
れでもよい。これらの類似構造体でもよい。アデノシン
との反応容易性（相補性結合）を考慮する場合は反応に
供するモノヌクレオシドとしてチミジンを選択するとよ
い。酸ハロゲン化物とモノヌクレオシドとの結合は、例
えばエステル反応がよい。有機溶媒としては、例えば無
水ピリジンなどを好ましく挙げることができる。反応触
媒としては、４−ジメチルアミノピリジンなどがよい。
反応温度は常温、反応時間は（３〜４）時間〜３日間が
好ましい。ダイヤモンド結晶表面の炭素原子がメチル基
を構成した場合の例に基づき反応式を示す。メチル基に
限らず、ＣＨ、ＣＨ2 または他のアルキル基であっても
良い。〔Ｃ〕−ＣＨ3 の〔Ｃ〕はダイヤモンド結晶を示
し、−Ｃはダイヤモンド結晶の表面炭素原子を示す。
【００３４】
【化１】
【００３５】第２の工程は、例えば以下のようにして行
うとよい。好ましくは例えばＰＣＲ法を用いる。ダイヤ
モンドに結合する核酸の、情報を含む遺伝子に対し、当
該範囲を転写するプライマーを関与させて増幅する。増
幅はサーマルサイクラー装置などを使用して自動的に行
なえばよい。プライマーは、５’末端にリン酸基を付け
ておいたものを使用するとよい。このようにすると増幅
された核酸の５’末端にリン酸基が結合する。ＰＣＲ増
幅したＤＮＡの多くは、３’末端にアデノシンが結合し
ており、アデノシンが結合しているとこれに相補的なチ
ミジンとのライゲーション（酵素反応）が円滑に進行す
る。なお、増幅法はＰＣＲ法に限らない。手間、時間、
回収率などを総合的に判断し、最適な方法を選択すれば
よい。
うとよい。好ましくは例えばＰＣＲ法を用いる。ダイヤ
モンドに結合する核酸の、情報を含む遺伝子に対し、当
該範囲を転写するプライマーを関与させて増幅する。増
幅はサーマルサイクラー装置などを使用して自動的に行
なえばよい。プライマーは、５’末端にリン酸基を付け
ておいたものを使用するとよい。このようにすると増幅
された核酸の５’末端にリン酸基が結合する。ＰＣＲ増
幅したＤＮＡの多くは、３’末端にアデノシンが結合し
ており、アデノシンが結合しているとこれに相補的なチ
ミジンとのライゲーション（酵素反応）が円滑に進行す
る。なお、増幅法はＰＣＲ法に限らない。手間、時間、
回収率などを総合的に判断し、最適な方法を選択すれば
よい。
【００３６】第３の工程は、例えば以下のようにして行
うとよい。すなわち、鎖状の核酸本体分子と、ダイヤモ
ンド・モノヌクレオシド結合体とを結合反応させる。ダ
イヤモンドに結合しているモノヌクレオシドと鎖状の核
酸本体分子の最端のヌクレオシド構造体とが相補的でな
い場合がある。その場合には、ダイヤモンドに結合して
いるモノヌクレオシドに相補的な関係にあるヌクレオシ
ドを鎖状の核酸本体分子の最端に更に結合して伸長して
おくとよい。相補的な関係にあるモノヌクレオシドが最
端に現われるまで核酸本体分子を短縮してもよい。
うとよい。すなわち、鎖状の核酸本体分子と、ダイヤモ
ンド・モノヌクレオシド結合体とを結合反応させる。ダ
イヤモンドに結合しているモノヌクレオシドと鎖状の核
酸本体分子の最端のヌクレオシド構造体とが相補的でな
い場合がある。その場合には、ダイヤモンドに結合して
いるモノヌクレオシドに相補的な関係にあるヌクレオシ
ドを鎖状の核酸本体分子の最端に更に結合して伸長して
おくとよい。相補的な関係にあるモノヌクレオシドが最
端に現われるまで核酸本体分子を短縮してもよい。
【００３７】３’末端にアデノシンが結合している核酸
と、チミジンが結合しているダイヤモンド・チミジン結
合体とは、たとえばＴ４ＤＮＡLigaseなどの存在下で結
合させるとよい。結合反応は通常、緩衝液中で行う。緩
衝液としては、ポリアミンと２価金属塩とポリエチレン
グリコールなどとの混合液を用いることが多い。２価金
属塩としては、例えばＭｇ2+塩などを用いる。宝酒造社
（供給メーカー）からキット製品が販売されている。反
応温度は１６℃程度がよい。反応時間は９０〜１２０時
間である。通常はヒートブロック装置を使用して行えば
よい。TaKaRa PCR Thermal Cycler 480 （商品名）など
が知られている。これはＴＡクローニング法を利用する
ライゲーション方法である。チミジンとアデノシンは相
補的であることから、ＤＮＡの末端でベースペアがで
き、反応は容易に進行する。反応式の一例を、ダイヤモ
ンド・チミジン結合体と末端がアデノシンである２本鎖
ＤＮＡとの結合反応の例で示す。ＣＯＴはチミジンエス
テルを示している。チミジン構造部とアデノシン構造部
は相補的に結合する。
と、チミジンが結合しているダイヤモンド・チミジン結
合体とは、たとえばＴ４ＤＮＡLigaseなどの存在下で結
合させるとよい。結合反応は通常、緩衝液中で行う。緩
衝液としては、ポリアミンと２価金属塩とポリエチレン
グリコールなどとの混合液を用いることが多い。２価金
属塩としては、例えばＭｇ2+塩などを用いる。宝酒造社
（供給メーカー）からキット製品が販売されている。反
応温度は１６℃程度がよい。反応時間は９０〜１２０時
間である。通常はヒートブロック装置を使用して行えば
よい。TaKaRa PCR Thermal Cycler 480 （商品名）など
が知られている。これはＴＡクローニング法を利用する
ライゲーション方法である。チミジンとアデノシンは相
補的であることから、ＤＮＡの末端でベースペアがで
き、反応は容易に進行する。反応式の一例を、ダイヤモ
ンド・チミジン結合体と末端がアデノシンである２本鎖
ＤＮＡとの結合反応の例で示す。ＣＯＴはチミジンエス
テルを示している。チミジン構造部とアデノシン構造部
は相補的に結合する。
【００３８】
【化２】
【００３９】反応時間経過後、核酸が結合していると推
定されるダイヤモンドから未反応のＤＮＡを除去する。
例えば水洗を行う。洗浄回数は５〜７回くり返すとよ
い。
定されるダイヤモンドから未反応のＤＮＡを除去する。
例えば水洗を行う。洗浄回数は５〜７回くり返すとよ
い。
【００４０】第４の工程は、例えば以下のようにして行
う。すなわち、核酸蛍光染色剤を加えて紫外線による蛍
光検出を行う。ＤＮＡ蛍光染色剤としては、例えば薬品
名ＥｔＢｒ（エチジウムブロマイド）などを挙げること
ができる。一般にはGelster 液（商品名≪正式商品名
GelSter NucleicAcid Stain ≫ＢＭＡ社製）を用いれば
便利でよい。
う。すなわち、核酸蛍光染色剤を加えて紫外線による蛍
光検出を行う。ＤＮＡ蛍光染色剤としては、例えば薬品
名ＥｔＢｒ（エチジウムブロマイド）などを挙げること
ができる。一般にはGelster 液（商品名≪正式商品名
GelSter NucleicAcid Stain ≫ＢＭＡ社製）を用いれば
便利でよい。
【００４１】蛍光検出は次のようにして行う。例えば、
ＴＢＥ緩衝液（Tris−Borate−EDTAbuffer）を０．５倍
に希釈する。そのＴＢＥ緩衝希釈液にGelster 液を加
え、Gelster 液をＴＢＥ緩衝希釈液で５０００〜１００
００倍に希釈する。蛍光検出でＴＢＥ緩衝希釈液と比較
するため、比較基準としてほぼ同量の純水をＴＢＥ緩衝
希釈液とは別に用意する。０．５倍に希釈する前の通常
濃度のＴＢＥ緩衝液は、トリスアミノメタンとホウ酸と
ＥＤＴＡとを純水に溶かして予め調製しておくとよい。
通常濃度のＴＢＥ緩衝液は、ＴＢＥ緩衝液全体量を１リ
ットルとすれば、その中に通常、トリスアミノメタンが
１０．８ｇ、ホウ酸が５．５ｇ、０．５モル／リットル
濃度のＥＤＴＡ液を４ミリリットル程度導入する。
ＴＢＥ緩衝液（Tris−Borate−EDTAbuffer）を０．５倍
に希釈する。そのＴＢＥ緩衝希釈液にGelster 液を加
え、Gelster 液をＴＢＥ緩衝希釈液で５０００〜１００
００倍に希釈する。蛍光検出でＴＢＥ緩衝希釈液と比較
するため、比較基準としてほぼ同量の純水をＴＢＥ緩衝
希釈液とは別に用意する。０．５倍に希釈する前の通常
濃度のＴＢＥ緩衝液は、トリスアミノメタンとホウ酸と
ＥＤＴＡとを純水に溶かして予め調製しておくとよい。
通常濃度のＴＢＥ緩衝液は、ＴＢＥ緩衝液全体量を１リ
ットルとすれば、その中に通常、トリスアミノメタンが
１０．８ｇ、ホウ酸が５．５ｇ、０．５モル／リットル
濃度のＥＤＴＡ液を４ミリリットル程度導入する。
【００４２】次いで、Gelster 液を希釈したＴＢＥ緩衝
希釈液に、核酸が結合していると推定されるダイヤモン
ドを導入する。核酸が結合している場合には、通常、約
２０分程度で結果が現れる。その際、核酸が結合してい
ると推定されるダイヤモンドの一部を、比較基準として
用意した純水にも導入する。紫外線を照射し蛍光の有無
を確認する。紫外線の波長は３０２〜３１２ｎｍがよ
い。確認装置としては、トランスイルミネータを使うと
良い。例えばフナコシ社製３ＵＶトランスイルミネー
タ、型式ＮＬＭＳ−２０等がある。同等程度の性能があ
れば機種を問わない。比較基準の純水には蛍光が確認さ
れないで、Gelster 液を希釈したＴＢＥ緩衝希釈液には
蛍光が確認されれば、核酸がダイヤモンドに結合してい
ることが確認できたことになる。なお、鎖状の核酸を結
合していないダイヤモンド・モノヌクレオシド結合体に
ついても上記の方法に準じて蛍光試験を行い、比較して
確認を行うとよい。
希釈液に、核酸が結合していると推定されるダイヤモン
ドを導入する。核酸が結合している場合には、通常、約
２０分程度で結果が現れる。その際、核酸が結合してい
ると推定されるダイヤモンドの一部を、比較基準として
用意した純水にも導入する。紫外線を照射し蛍光の有無
を確認する。紫外線の波長は３０２〜３１２ｎｍがよ
い。確認装置としては、トランスイルミネータを使うと
良い。例えばフナコシ社製３ＵＶトランスイルミネー
タ、型式ＮＬＭＳ−２０等がある。同等程度の性能があ
れば機種を問わない。比較基準の純水には蛍光が確認さ
れないで、Gelster 液を希釈したＴＢＥ緩衝希釈液には
蛍光が確認されれば、核酸がダイヤモンドに結合してい
ることが確認できたことになる。なお、鎖状の核酸を結
合していないダイヤモンド・モノヌクレオシド結合体に
ついても上記の方法に準じて蛍光試験を行い、比較して
確認を行うとよい。
【００４３】このようにして得られる本実施の形態のダ
イヤモンド・核酸結合体は、化学的に安定であって、多
くの有機溶媒、多くの酸性液、多くのアルカリ性液の中
で安定に存在する。例えば、有機溶媒としては、酢酸エ
チル、フェノール、クロロホルム、ピリジン、ベンゼ
ン、四塩化炭素、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＣ）、
ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などを挙げることがで
きる。その他にもエタノールなどの多くのアルコール類
を挙げることができる。これらの有機溶媒は単独で使用
してもよく、物理化学的特性に沿って組み合わせて使用
してもよい。
イヤモンド・核酸結合体は、化学的に安定であって、多
くの有機溶媒、多くの酸性液、多くのアルカリ性液の中
で安定に存在する。例えば、有機溶媒としては、酢酸エ
チル、フェノール、クロロホルム、ピリジン、ベンゼ
ン、四塩化炭素、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＣ）、
ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などを挙げることがで
きる。その他にもエタノールなどの多くのアルコール類
を挙げることができる。これらの有機溶媒は単独で使用
してもよく、物理化学的特性に沿って組み合わせて使用
してもよい。
【００４４】酸性液としては、酢酸、安息香酸溶液、ホ
ウ酸水、炭酸水なども挙げることができる。また、濃度
０．１モル程度のフッ化水素水、濃度０．１モル程度の
塩化水素水なども挙げることができる。これらの酸性液
を単独で使用してもよく、物理化学的特性に沿って組み
合わせて使用してもよい。アルカリ性液としては、炭酸
水素ナトリウム塩水溶液、第一リン酸ナトリウム塩（Ｎ
ａＨ2 ＰＯ3 ）水溶液なども挙げることができる。これ
らは単独で使用してもよく、物理化学的特性に沿って組
み合わせて使用してもよい。
ウ酸水、炭酸水なども挙げることができる。また、濃度
０．１モル程度のフッ化水素水、濃度０．１モル程度の
塩化水素水なども挙げることができる。これらの酸性液
を単独で使用してもよく、物理化学的特性に沿って組み
合わせて使用してもよい。アルカリ性液としては、炭酸
水素ナトリウム塩水溶液、第一リン酸ナトリウム塩（Ｎ
ａＨ2 ＰＯ3 ）水溶液なども挙げることができる。これ
らは単独で使用してもよく、物理化学的特性に沿って組
み合わせて使用してもよい。
【００４５】このようにして得られる本実施の形態のダ
イヤモンド・ヌクレオシド結合体は、以下のような分野
で広く応用できると考えられる。波及効果の大きいと考
えられるものを数例を示す。
イヤモンド・ヌクレオシド結合体は、以下のような分野
で広く応用できると考えられる。波及効果の大きいと考
えられるものを数例を示す。
【００４６】（１）ＤＮＡチップ技術への応用 ＤＮＡチップとして利用できる。現在、ＤＮＡチップと
しては、スライドガラスを用いたＤＮＡチップが存在す
る。スライドガラスを用いたＤＮＡチップに比較して本
実施の形態は、さらに安定的に信頼性の高い、集積度の
高いチップとすることができる。本実施の形態では、Ｄ
ＮＡの構成単位であるヌクレオシドが化学結合で強固に
ダイヤモンド基板に固定され、固定強度が安定してい
る。基板であるダイヤモンド自身も化学的に安定であ
る。その結果、本実施の形態のダイヤモンド・核酸結合
体は、耐久性が高く、長い期間、当初の化学構造を安定
的に維持することができる。分析データの信頼性も高
い。種々の有機溶媒を使用することも可能である。ダイ
ヤモンドの表面の格子点毎に結合サイトがあるから、Ｄ
ＮＡを平面的に高密度で配置することができる。ダイヤ
モンド自身が生体適合性をもつ材料であることから、生
体分子の破壊や変質を誘起する可能性も少ない。
しては、スライドガラスを用いたＤＮＡチップが存在す
る。スライドガラスを用いたＤＮＡチップに比較して本
実施の形態は、さらに安定的に信頼性の高い、集積度の
高いチップとすることができる。本実施の形態では、Ｄ
ＮＡの構成単位であるヌクレオシドが化学結合で強固に
ダイヤモンド基板に固定され、固定強度が安定してい
る。基板であるダイヤモンド自身も化学的に安定であ
る。その結果、本実施の形態のダイヤモンド・核酸結合
体は、耐久性が高く、長い期間、当初の化学構造を安定
的に維持することができる。分析データの信頼性も高
い。種々の有機溶媒を使用することも可能である。ダイ
ヤモンドの表面の格子点毎に結合サイトがあるから、Ｄ
ＮＡを平面的に高密度で配置することができる。ダイヤ
モンド自身が生体適合性をもつ材料であることから、生
体分子の破壊や変質を誘起する可能性も少ない。
【００４７】（２） バイオセンサへの応用 一本鎖ＤＮＡへのハイブリダイゼーションによる遺伝子
識別、あるいはＤＮＡへの薬物作用の識別などの認識セ
ンサとして用いることができる。例えば、ＤＮＡが作用
する反応を電気的信号として取り出し、得られた電気的
信号を素子内の論理回路で適宜に演算処理して同定し、
特定の機能を実現させる。導電性ダイヤモンドを基板に
用いることでこのような知的素子が可能となり、幅広い
応用分野が期待できる。ＤＮＡセンサは、他の分子と接
触して生じた変化を何らかの信号で感度よく取り出す必
要がある。ＤＮＡで何らかの新たな状態変化が起きれ
ば、ＤＮＡとダイヤモンドの間で、電気的エネルギーの
移動、電荷移動、あるいは双極子相互作用の変化が生じ
る。導電性のダイヤモンドを使用すれば、これらの電気
的変化を取り出すことができ、検出データの画像化も可
能となる。
識別、あるいはＤＮＡへの薬物作用の識別などの認識セ
ンサとして用いることができる。例えば、ＤＮＡが作用
する反応を電気的信号として取り出し、得られた電気的
信号を素子内の論理回路で適宜に演算処理して同定し、
特定の機能を実現させる。導電性ダイヤモンドを基板に
用いることでこのような知的素子が可能となり、幅広い
応用分野が期待できる。ＤＮＡセンサは、他の分子と接
触して生じた変化を何らかの信号で感度よく取り出す必
要がある。ＤＮＡで何らかの新たな状態変化が起きれ
ば、ＤＮＡとダイヤモンドの間で、電気的エネルギーの
移動、電荷移動、あるいは双極子相互作用の変化が生じ
る。導電性のダイヤモンドを使用すれば、これらの電気
的変化を取り出すことができ、検出データの画像化も可
能となる。
【００４８】（３）ＤＮＡ・ＲＮＡの分離への応用 特定の塩基配列をもった一本鎖ＤＮＡ・ＲＮＡを固定し
たダイヤモンドを、液体クロマトグラフのカラムとして
使うことによって、固定されたＤＮＡ・ＲＮＡと同じ塩
基配列をもったものと、異なるものを分離することがで
きる。また、このカラムを利用することで、電気泳動に
よる分離も可能である。
たダイヤモンドを、液体クロマトグラフのカラムとして
使うことによって、固定されたＤＮＡ・ＲＮＡと同じ塩
基配列をもったものと、異なるものを分離することがで
きる。また、このカラムを利用することで、電気泳動に
よる分離も可能である。
【００４９】（４）生体分子構造解析への応用 ｉ）各種タンパク質−ＤＮＡ相互作用研究への利用が考
えられる。現在、タンパク質とＤＮＡとの間の相互作用
は、主に、タンパク質−ＤＮＡ複合体を結晶や溶液の形
で生成し、ＮＭＲやその他の機器分析的法によって調べ
ている。溶液中で核酸分子は、通常、遊泳可能なフリー
な状態にあるため、生体内部では起こらない作用を効果
的に抑制することは現在のところ困難である。ＤＮＡを
ダイヤモンドに固定し、ＤＮＡと例えばタンパク質とを
溶液中で作用させれば、エラーの少ない精度の高いデー
タが得られると考えられる。例えばタンパク質分子上の
どのサイトが作用し易く、またその相互作用がどのよう
なものであるのか詳細な調査が可能になる。
えられる。現在、タンパク質とＤＮＡとの間の相互作用
は、主に、タンパク質−ＤＮＡ複合体を結晶や溶液の形
で生成し、ＮＭＲやその他の機器分析的法によって調べ
ている。溶液中で核酸分子は、通常、遊泳可能なフリー
な状態にあるため、生体内部では起こらない作用を効果
的に抑制することは現在のところ困難である。ＤＮＡを
ダイヤモンドに固定し、ＤＮＡと例えばタンパク質とを
溶液中で作用させれば、エラーの少ない精度の高いデー
タが得られると考えられる。例えばタンパク質分子上の
どのサイトが作用し易く、またその相互作用がどのよう
なものであるのか詳細な調査が可能になる。
【００５０】ii）難結晶性生体タンパク質の構造解析技
術への応用が考えられる。一般的に、ＮＭＲによる解析
の困難な分子量の大きなタンパク質は、結晶化させ、Ｘ
線構造解析によって構造を決定する。そのため、有用性
が認められ、構造解析が急がれていながらタンパク質の
結晶化が困難なため、解析が行なわれていないタンパク
質の数も増えつつある。このようなタンパク質分子の構
造決定には、有機化学的手法（特有の有機反応や振動分
光スペクトルの利用）とＡＦＭのようなアトムプローブ
との組み合わせ技術が利用される。アトムプローブで複
雑な分子を解析するためには、タンパク質分子全体ある
いはその一部がプローブ操作を受けても形状変位しない
ように形を固定する必要がある。
術への応用が考えられる。一般的に、ＮＭＲによる解析
の困難な分子量の大きなタンパク質は、結晶化させ、Ｘ
線構造解析によって構造を決定する。そのため、有用性
が認められ、構造解析が急がれていながらタンパク質の
結晶化が困難なため、解析が行なわれていないタンパク
質の数も増えつつある。このようなタンパク質分子の構
造決定には、有機化学的手法（特有の有機反応や振動分
光スペクトルの利用）とＡＦＭのようなアトムプローブ
との組み合わせ技術が利用される。アトムプローブで複
雑な分子を解析するためには、タンパク質分子全体ある
いはその一部がプローブ操作を受けても形状変位しない
ように形を固定する必要がある。
【００５１】構造が不明なタンパク質分子を直接固定す
ることは通常、極めて困難である。そこで、タンパク質
を直接基板に固定するのではなく、ダイヤモンドに固定
化したＤＮＡとの相互作用を利用して、あるいは結合さ
せてタンパク質を当該ＤＮＡに結合・固定化するという
可能性が考えられる。本発明は、そうした場合の基盤技
術となる。
ることは通常、極めて困難である。そこで、タンパク質
を直接基板に固定するのではなく、ダイヤモンドに固定
化したＤＮＡとの相互作用を利用して、あるいは結合さ
せてタンパク質を当該ＤＮＡに結合・固定化するという
可能性が考えられる。本発明は、そうした場合の基盤技
術となる。
【００５２】アトムプローブによって分子構造を決定す
ることは、原理的には可能であっても、今後相当に時間
のかかる作業となることが予測される。そこでより効率
的で実際的な手法として、アトムプローブの前段階に複
数種のＤＮＡを利用し、タンパク質の立体構造の差異に
よって大まかな分類を行う「ふるい分け」操作を加える
という考えが浮かんでくる。例えば、いくつかの異なっ
た立体構造選択性をもつＤＮＡを固定した基板を用意
し、これによって未知タンパク質の局所的構造の特徴を
利用したふるい分け操作を行う。こうすると、未知分子
を構成する立体構造を迅速に把握することができる。Ｄ
ＮＡを一ケ所または複数箇所で基板に固定する技術とし
て、本発明はその基盤技術となる。
ることは、原理的には可能であっても、今後相当に時間
のかかる作業となることが予測される。そこでより効率
的で実際的な手法として、アトムプローブの前段階に複
数種のＤＮＡを利用し、タンパク質の立体構造の差異に
よって大まかな分類を行う「ふるい分け」操作を加える
という考えが浮かんでくる。例えば、いくつかの異なっ
た立体構造選択性をもつＤＮＡを固定した基板を用意
し、これによって未知タンパク質の局所的構造の特徴を
利用したふるい分け操作を行う。こうすると、未知分子
を構成する立体構造を迅速に把握することができる。Ｄ
ＮＡを一ケ所または複数箇所で基板に固定する技術とし
て、本発明はその基盤技術となる。
【００５３】
【実施例】以下、実施例を説明するが、本発明はこれに
限定されない。 〔実施例１〕 ＜原料ダイヤモンドの調整＞市販のダイヤモンド粉末
（粒径１〜２μm に分級したもの）を、金属など混入の
可能性のある不純物を除去するために硫酸・硝酸混液で
処理した。これを純水で洗浄、乾燥したのち、マイクロ
波プラズマＣＶＤ装置によって、圧力４０Torrの水素プ
ラズマで約８００℃、１時間加熱処理してダイヤモンド
表面の平滑化と水素化を行なった。
限定されない。 〔実施例１〕 ＜原料ダイヤモンドの調整＞市販のダイヤモンド粉末
（粒径１〜２μm に分級したもの）を、金属など混入の
可能性のある不純物を除去するために硫酸・硝酸混液で
処理した。これを純水で洗浄、乾燥したのち、マイクロ
波プラズマＣＶＤ装置によって、圧力４０Torrの水素プ
ラズマで約８００℃、１時間加熱処理してダイヤモンド
表面の平滑化と水素化を行なった。
【００５４】＜チミジンの結合＞濃硝酸１リットルと濃
硫酸９リットルとを混合し、混酸を調製した。得られた
混酸１０リットルに上記で得られたダイヤモンド１ｇを
加え、１５０℃の定温槽で混酸を還流させながら混酸と
ダイヤモンドとを１日間反応させた。反応終了後、混酸
と反応させたダイヤモンドを純水で洗浄した。次いで、
濃度０．１Ｍ／リットルの水酸化ナトリウム水溶液０．
０３リットルを用意し、水で洗浄したダイヤモンド全量
を浸漬し、９０℃の恒温槽で数日間静置した。次いで純
水で十分洗浄後、濃度０．１Ｍ／リットル塩酸中、９０
℃で数日間静置した。これによって、ダイヤモンド表面
に多数のカルボキシル基を結合させた。次いで、このよ
うにカルボキシル基を結合させたダイヤモンドに塩化チ
オニルを反応させ、ダイヤモンド・酸ハロゲン化物を得
た。反応量は、ダイヤモンド１ｇ対塩化チオニルを０．
０４モルとした。反応温度としては常温以上、５０℃以
下を保持した。オイルバスを使用し、マグネティクスタ
ーラで撹拌した。得られたダイヤモンド・酸ハロゲン化
物とチミジンとを、次いで、有機溶媒である無水ピリジ
ン中に導入して反応させた。ダイヤモンド・酸ハロゲン
化物１ｇ、チミジン０．０５ｇ、有機溶媒は０．０３リ
ットルとした。反応触媒としては４−ジメチルアミノピ
リジンを使用した。反応温度は１８〜２５℃の常温と
し、反応時間は３時間〜３日とした。
硫酸９リットルとを混合し、混酸を調製した。得られた
混酸１０リットルに上記で得られたダイヤモンド１ｇを
加え、１５０℃の定温槽で混酸を還流させながら混酸と
ダイヤモンドとを１日間反応させた。反応終了後、混酸
と反応させたダイヤモンドを純水で洗浄した。次いで、
濃度０．１Ｍ／リットルの水酸化ナトリウム水溶液０．
０３リットルを用意し、水で洗浄したダイヤモンド全量
を浸漬し、９０℃の恒温槽で数日間静置した。次いで純
水で十分洗浄後、濃度０．１Ｍ／リットル塩酸中、９０
℃で数日間静置した。これによって、ダイヤモンド表面
に多数のカルボキシル基を結合させた。次いで、このよ
うにカルボキシル基を結合させたダイヤモンドに塩化チ
オニルを反応させ、ダイヤモンド・酸ハロゲン化物を得
た。反応量は、ダイヤモンド１ｇ対塩化チオニルを０．
０４モルとした。反応温度としては常温以上、５０℃以
下を保持した。オイルバスを使用し、マグネティクスタ
ーラで撹拌した。得られたダイヤモンド・酸ハロゲン化
物とチミジンとを、次いで、有機溶媒である無水ピリジ
ン中に導入して反応させた。ダイヤモンド・酸ハロゲン
化物１ｇ、チミジン０．０５ｇ、有機溶媒は０．０３リ
ットルとした。反応触媒としては４−ジメチルアミノピ
リジンを使用した。反応温度は１８〜２５℃の常温と
し、反応時間は３時間〜３日とした。
【００５５】＜ＤＮＡの増幅＞ｐＵＣ系クローニングベ
クターの一つであるｐＵＣ１８ＤＮＡにＭ１３Ｐｒｉｍ
ｅｒＭ４とＭ１３ｐｒｉｍｅｒＲＶとの２つのプライマ
ーを関与させ、ＰＣＲ法増幅器であるサーマルサイクラ
ーを使用し、アンシピリン耐性遺伝子の一部１２３塩基
対を増幅した。その際、プライマーの５’末端にリン酸
基を付けておいたものを使用し、増幅されたＤＮＡの
５’末端にリン酸基をつけた。
クターの一つであるｐＵＣ１８ＤＮＡにＭ１３Ｐｒｉｍ
ｅｒＭ４とＭ１３ｐｒｉｍｅｒＲＶとの２つのプライマ
ーを関与させ、ＰＣＲ法増幅器であるサーマルサイクラ
ーを使用し、アンシピリン耐性遺伝子の一部１２３塩基
対を増幅した。その際、プライマーの５’末端にリン酸
基を付けておいたものを使用し、増幅されたＤＮＡの
５’末端にリン酸基をつけた。
【００５６】＜ライゲーション＞ダイヤモンド・チミジ
ン結合体は、全量１ｇを作製し、この内の０．００１ｇ
を核酸と相補結合させ、残りは、比較試料として保存し
た。ＰＣＲ法増幅器で増幅した核酸と、ダイヤモンド・
チミジン結合体とを、次のようにして相補結合させた。
リガーゼとしてＴ４ＤＮＡLigaseを用い、宝酒造社製キ
ット＜商品名 ＤＮＡLigation kit Ver 2＞を使用して
ＴＢＥ緩衝液中で反応させた。反応装置としてはヒート
ブロックを用い、反応温度は１６℃、反応時間は２時間
とした。反応時間経過後、核酸が結合したと推定される
ダイヤモンドを数回水洗した。
ン結合体は、全量１ｇを作製し、この内の０．００１ｇ
を核酸と相補結合させ、残りは、比較試料として保存し
た。ＰＣＲ法増幅器で増幅した核酸と、ダイヤモンド・
チミジン結合体とを、次のようにして相補結合させた。
リガーゼとしてＴ４ＤＮＡLigaseを用い、宝酒造社製キ
ット＜商品名 ＤＮＡLigation kit Ver 2＞を使用して
ＴＢＥ緩衝液中で反応させた。反応装置としてはヒート
ブロックを用い、反応温度は１６℃、反応時間は２時間
とした。反応時間経過後、核酸が結合したと推定される
ダイヤモンドを数回水洗した。
【００５７】＜合成物の確認＞次いで、ＤＮＡ蛍光染色
剤を使用し、紫外線による蛍光検出試験を行った。ＤＮ
Ａ蛍光染色剤としてGelster を用いた。Gelster を通常
の０．５倍濃度のＴＢＥ緩衝液で１００００倍に希釈
し、更に同量の純水を加えた。次いで、Gelster をＴＢ
Ｅ緩衝液で希釈した希釈液に、核酸が結合していると推
定されるダイヤモンドを加えた。数十分経過後、波長３
０２ｎｍの紫外線を照射し、トランスイルミネータ（フ
ナコシ製 ３ＵＶトランスイルミネータ）でダイヤモン
ド上に蛍光の存在を確認した。比較試料として保存して
いたダイヤモンド・チミジン結合体について、上記に準
じて蛍光検出試験を行ったが、蛍光の存在は確認できな
かった。
剤を使用し、紫外線による蛍光検出試験を行った。ＤＮ
Ａ蛍光染色剤としてGelster を用いた。Gelster を通常
の０．５倍濃度のＴＢＥ緩衝液で１００００倍に希釈
し、更に同量の純水を加えた。次いで、Gelster をＴＢ
Ｅ緩衝液で希釈した希釈液に、核酸が結合していると推
定されるダイヤモンドを加えた。数十分経過後、波長３
０２ｎｍの紫外線を照射し、トランスイルミネータ（フ
ナコシ製 ３ＵＶトランスイルミネータ）でダイヤモン
ド上に蛍光の存在を確認した。比較試料として保存して
いたダイヤモンド・チミジン結合体について、上記に準
じて蛍光検出試験を行ったが、蛍光の存在は確認できな
かった。
【００５８】〔実施例２〕実施例１と同種の市販のダイ
ヤモンド粉末（粒径１〜２μm に分級したもの）を、同
様に不純物を除去するために硫酸・硝酸混液で処理し
た。これを純水で洗浄、乾燥したのち、マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ装置によって、メタンガス（ＣＨ 4 ）０．５
ｖｏｌ％、ジボランガス（Ｂ2 Ｈ6 ）５０vol ppm 、水
素ガス残量（約９５ｖｏｌ％）の混合ガスを原料とし、
試料温度８５０℃で２時間成長を行なった。これによっ
て、もとのダイヤモンドは、平均約０．５μｍの厚さの
ホウ素ドープしたｐ型ダイヤモンドのエピタキシャル層
で被われ、粒径２〜３μｍの半導体ダイヤモンドが得ら
れた。これを出発原料として、実施例１と同様なチミジ
ン結合、ＤＮＡの増幅、ライゲーションの処理過程を経
て、最終的に蛍光検出試験によってＤＮＡが結合してい
ることが確認された。
ヤモンド粉末（粒径１〜２μm に分級したもの）を、同
様に不純物を除去するために硫酸・硝酸混液で処理し
た。これを純水で洗浄、乾燥したのち、マイクロ波プラ
ズマＣＶＤ装置によって、メタンガス（ＣＨ 4 ）０．５
ｖｏｌ％、ジボランガス（Ｂ2 Ｈ6 ）５０vol ppm 、水
素ガス残量（約９５ｖｏｌ％）の混合ガスを原料とし、
試料温度８５０℃で２時間成長を行なった。これによっ
て、もとのダイヤモンドは、平均約０．５μｍの厚さの
ホウ素ドープしたｐ型ダイヤモンドのエピタキシャル層
で被われ、粒径２〜３μｍの半導体ダイヤモンドが得ら
れた。これを出発原料として、実施例１と同様なチミジ
ン結合、ＤＮＡの増幅、ライゲーションの処理過程を経
て、最終的に蛍光検出試験によってＤＮＡが結合してい
ることが確認された。
【００５９】〔実施例３〕実施例１で得られたダイヤモ
ンド・核酸結合体を、０．００２リットルのフッ化水素
水に浸漬し、当該液を２００ｒｐｍで２時間撹拌した。
フッ化水素水の濃度は０．１モル／リットルに調整して
おいた。撹拌後、ダイヤモンド・核酸結合体を拡散反射
型フーリエ変換赤外分光器（通称ＤＲＩＦＴ）でスペク
トル検査を行った。核酸に化学的、物理的変化は見られ
なかった。
ンド・核酸結合体を、０．００２リットルのフッ化水素
水に浸漬し、当該液を２００ｒｐｍで２時間撹拌した。
フッ化水素水の濃度は０．１モル／リットルに調整して
おいた。撹拌後、ダイヤモンド・核酸結合体を拡散反射
型フーリエ変換赤外分光器（通称ＤＲＩＦＴ）でスペク
トル検査を行った。核酸に化学的、物理的変化は見られ
なかった。
【００６０】〔実施例４〕フッ化水素水に代え、５重量
％の炭酸水素ナトリウム水溶液を使用した外は実施例２
と同様に実施例１で得られたダイヤモンド・核酸結合体
を処理した。核酸に化学的、物理的変化は見られなかっ
た。
％の炭酸水素ナトリウム水溶液を使用した外は実施例２
と同様に実施例１で得られたダイヤモンド・核酸結合体
を処理した。核酸に化学的、物理的変化は見られなかっ
た。
【００６１】〔実施例５〕フッ化水素水に代え、ピリジ
ン液を使用した外は実施例２と同様に実施例１で得られ
たダイヤモンド・核酸結合体を処理した。核酸に化学
的、物理的変化は見られなかった。
ン液を使用した外は実施例２と同様に実施例１で得られ
たダイヤモンド・核酸結合体を処理した。核酸に化学
的、物理的変化は見られなかった。
【００６２】〔実施例６〕実施例１で得られたダイヤモ
ンド・核酸結合体を、０．０２リットルのナトリウムメ
チラート液に浸漬し、当該液を２００ｒｐｍで２時間撹
拌した。ＤＲＩＦＴで調べたところ、ダイヤモンドから
核酸が完全に消失していることが分かった。質量を測定
したところ、ナトリウムメチラート液に浸漬する前と後
との差からダイヤモンド表面１ｃｍ2 当たり１０ｎｇの
ＤＮＡが結合していたことが分かった。
ンド・核酸結合体を、０．０２リットルのナトリウムメ
チラート液に浸漬し、当該液を２００ｒｐｍで２時間撹
拌した。ＤＲＩＦＴで調べたところ、ダイヤモンドから
核酸が完全に消失していることが分かった。質量を測定
したところ、ナトリウムメチラート液に浸漬する前と後
との差からダイヤモンド表面１ｃｍ2 当たり１０ｎｇの
ＤＮＡが結合していたことが分かった。
【００６３】〔比較例１〕表面積１ｃｍ2 のポリＬ−リ
シンを被覆したスリガラスに、実施例１で用いたＤＮＡ
と同一化学構造のＤＮＡを付着させてスライドガラス・
核酸結合体を調製し、実施例２，実施例３，実施例４と
同様の実験を行った。それぞれＤＲＩＦＴでスペクトル
検査を行った。何れの場合にもＤＮＡスライドガラスに
よる結合信号が見られず、スライドガラス上からはＤＮ
Ａがすべて欠落していることを確認した。
シンを被覆したスリガラスに、実施例１で用いたＤＮＡ
と同一化学構造のＤＮＡを付着させてスライドガラス・
核酸結合体を調製し、実施例２，実施例３，実施例４と
同様の実験を行った。それぞれＤＲＩＦＴでスペクトル
検査を行った。何れの場合にもＤＮＡスライドガラスに
よる結合信号が見られず、スライドガラス上からはＤＮ
Ａがすべて欠落していることを確認した。
【００６４】〔比較例２〕実施例１のダイヤモンド・核
酸結合体と核酸部分で化学構造が同一のスライドガラス
・ＤＮＡ結合体化合物を調製し、０．０２リットルのフ
ッ化水素水（濃度０．１モル／リットル）に浸漬し、当
該液を２００ｒｐｍで２時間撹拌した。ＤＲＩＦＴで調
べたところ、スライドガラスから核酸が完全に消失して
いることが分かった。質量を測定し、浸漬前の質量と比
較したところ、スライドガラス・核酸結合体には、表面
積１ｃｍ2 当たりで０．１ｎｇのＤＮＡが結合していた
ことが分かった。比較例２のスライドガラス・核酸結合
体は、実施例１で得られたダイヤモンド・核酸結合体に
比較し、その１００分の１の割合でＤＮＡが結合してい
たことが分かった。
酸結合体と核酸部分で化学構造が同一のスライドガラス
・ＤＮＡ結合体化合物を調製し、０．０２リットルのフ
ッ化水素水（濃度０．１モル／リットル）に浸漬し、当
該液を２００ｒｐｍで２時間撹拌した。ＤＲＩＦＴで調
べたところ、スライドガラスから核酸が完全に消失して
いることが分かった。質量を測定し、浸漬前の質量と比
較したところ、スライドガラス・核酸結合体には、表面
積１ｃｍ2 当たりで０．１ｎｇのＤＮＡが結合していた
ことが分かった。比較例２のスライドガラス・核酸結合
体は、実施例１で得られたダイヤモンド・核酸結合体に
比較し、その１００分の１の割合でＤＮＡが結合してい
たことが分かった。
【００６５】
【発明の効果】上記説明から理解されるように、本発明
の核酸とダイヤモンドの結合方法を用いれば、核酸との
化学的な結合性が強固で化学的安定性に優れ、有機溶
媒、酸またはアルカリ液中で化学的安定性に優れ、核酸
の結合密度が高く、かつ、生体親和性、生体適合性に優
れた核酸チップを実現できる。また、本発明のダイヤモ
ンド・モノヌクレオシド結合体を用いれば、核酸との化
学的な結合性が強固で化学的安定性に優れ、有機溶媒、
酸またはアルカリ液中で化学的安定性に優れ、核酸の結
合密度が高く、かつ、生体親和性、生体適合性に優れた
核酸チップとして使用できる。また、本発明のダイヤモ
ンド・核酸結合体を用いれば、核酸との化学的な結合性
が強固で化学的安定性に優れ、有機溶媒、酸またはアル
カリ液中で化学的安定性に優れ、核酸の結合密度が高
く、かつ、生体親和性、生体適合性に優れたＤＮＡ試験
体として使用できる。そして、本発明のダイヤモンド・
モノヌクレオシド結合体を用いた核酸の存否の検出方法
を用いれば、核酸の存否を検出できる。さらに、本発明
のダイヤモンド・核酸結合体を用いた、核酸の状態変化
を電気信号として検出する核酸センサを用いれば、核酸
の状態変化を電気信号として検出できる。
の核酸とダイヤモンドの結合方法を用いれば、核酸との
化学的な結合性が強固で化学的安定性に優れ、有機溶
媒、酸またはアルカリ液中で化学的安定性に優れ、核酸
の結合密度が高く、かつ、生体親和性、生体適合性に優
れた核酸チップを実現できる。また、本発明のダイヤモ
ンド・モノヌクレオシド結合体を用いれば、核酸との化
学的な結合性が強固で化学的安定性に優れ、有機溶媒、
酸またはアルカリ液中で化学的安定性に優れ、核酸の結
合密度が高く、かつ、生体親和性、生体適合性に優れた
核酸チップとして使用できる。また、本発明のダイヤモ
ンド・核酸結合体を用いれば、核酸との化学的な結合性
が強固で化学的安定性に優れ、有機溶媒、酸またはアル
カリ液中で化学的安定性に優れ、核酸の結合密度が高
く、かつ、生体親和性、生体適合性に優れたＤＮＡ試験
体として使用できる。そして、本発明のダイヤモンド・
モノヌクレオシド結合体を用いた核酸の存否の検出方法
を用いれば、核酸の存否を検出できる。さらに、本発明
のダイヤモンド・核酸結合体を用いた、核酸の状態変化
を電気信号として検出する核酸センサを用いれば、核酸
の状態変化を電気信号として検出できる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１２Ｑ 1/68 Ｃ１２Ｑ 1/68 Ｚ Ｇ０１Ｎ 31/22 １２１Ｐ Ｇ０１Ｎ 31/22 １２１ 33/566 33/566 37/00 １０２ 37/00 １０２ Ｃ１２Ｎ 15/00 Ａ Ｆ (72)発明者 牛澤 浩一 茨城県つくば市千現１−20−13 レオパレ ス菊203 (72)発明者 佐藤 洋一郎 茨城県つくば市並木１−１ 科学技術庁無 機材質研究所内 Ｆターム(参考） 2G042 AA01 BD03 BD12 BD18 BD19 BD20 DA03 DA07 DA08 DA09 DA10 EA01 EA20 FA04 FA07 FA11 FA20 FB02 HA07 4B024 AA11 AA19 CA01 CA11 HA03 HA08 HA12 HA13 4B029 AA07 AA23 BB20 CC03 FA15 4B063 QA01 QQ42 QQ52 QR32 QR56 QR66 QR82 QR83 QR84 QS03 QS25 QS34 QS36 QS39 QX02 QX04 4C057 BB02 BB05 DD01 MM04
Claims (21)
- 【請求項１】 核酸とダイヤモンドとを結合させること
を特徴とする、核酸とダイヤモンドの結合方法。 - 【請求項２】 前記ダイヤモンドの表面に特定のモノヌ
クレオシドを結合させたダイヤモンド・モノヌクレオシ
ド結合体と、末端に特定の塩基を有する核酸とを相補結
合させることを特徴とする、請求項１に記載の核酸とダ
イヤモンドの結合方法。 - 【請求項３】 前記特定のモノヌクレオシドは、チミジ
ン、アデノシン、グアノシン、シトシン、又はウリジン
のいずれかであることを特徴とする、請求項２に記載の
核酸とダイヤモンドの結合方法。 - 【請求項４】 前記ダイヤモンド・モノヌクレオシド結
合体は、前記ダイヤモンド表面の炭素原子にカルボキシ
ル基を形成し、このカルボキシル基をハロゲン化し、こ
のハロゲン化したカルボキシル基と前記特定のモノヌク
レオシドを結合させて形成することを特徴とする、請求
項２に記載の核酸とダイヤモンドの結合方法。 - 【請求項５】 前記カルボキシル基は、前記ダイヤモン
ドの表面を、酸で酸化し、つぎにアルカリで加水分解し
て形成することを特徴とする、請求項４に記載の核酸と
ダイヤモンドの結合方法。 - 【請求項６】 前記酸は、硝酸及び硫酸の混合液であ
り、前記アルカリは、苛性ソーダであることを特徴とす
る、請求項５に記載の核酸とダイヤモンドの結合方法。 - 【請求項７】 前記ハロゲン化したカルボキシル基は、
前記カルボキシル基の水酸基をハロゲン化して形成する
ことを特徴とする、請求項４に記載の核酸とダイヤモン
ドの結合方法。 - 【請求項８】 前記ハロゲン化剤は、塩化チオニル、三
塩化リン、又は五塩化リンのいずれか、またはこれらの
組み合わせであることを特徴とする、請求項７に記載の
核酸とダイヤモンドの結合方法。 - 【請求項９】 前記ハロゲン化したカルボキシル基と特
定のモノヌクレオシドとの結合は、前記ハロゲン化した
カルボキシル基と前記特定のモノヌクレオシドとの触媒
を含んだ有機溶媒中でのエステル反応で形成することを
特徴とする、請求項４に記載の核酸とダイヤモンドの結
合方法。 - 【請求項１０】 前記触媒と有機溶媒は、触媒が４−ジ
メチルアミノピリジンであり、有機溶媒が無水ピリジン
であることを特徴とする、請求項９に記載の核酸とダイ
ヤモンドの結合方法。 - 【請求項１１】 前記ダイヤモンド・モノヌクレオシド
結合体と末端に特定の塩基を有する核酸との相補結合
は、上記ダイヤモンド・モノヌクレオシド結合体と上記
核酸とを酵素を含んだ緩衝液中で結合させるライゲーシ
ョン酵素反応で形成することを特徴とする、請求項２に
記載の核酸とダイヤモンドの結合方法。 - 【請求項１２】 前記酵素を含んだ緩衝液は、前記核酸
の末端がアデノシンであり、前記ダイヤモンド・モノヌ
クレオシド結合体のモノヌクレオシドがチミジンである
場合に、酵素がＴ４ＤＮＡＬｉｇａｓｅであり、緩衝液
がポリアミンと２価金属塩とポリエチレングリコールと
の混合液であることを特徴とする、請求項１１に記載の
核酸とダイヤモンドの結合方法。 - 【請求項１３】 核酸とダイヤモンド・モノヌクレオシ
ド結合体とが相補結合したダイヤモンド・核酸結合体に
核酸蛍光染色剤を加え、この生成物に紫外線を照射して
蛍光を発生させ、核酸を検出することを特徴とする、核
酸検出方法。 - 【請求項１４】 ダイヤモンドの表面の炭素原子に結合
したモノヌクレオシドを有することを特徴とする、ダイ
ヤモンド・モノヌクレオシド結合体。 - 【請求項１５】 前記ダイヤモンド・モノヌクレオシド
結合体は、ダイヤモンドの表面の炭素原子とエステル化
結合したモノヌクレオシドを有することを特徴とする、
請求項１４に記載のダイヤモンド・モノヌクレオシド結
合体。 - 【請求項１６】 前記ダイヤモンドは、多結晶又は単結
晶の、粒径１０ｎｍ以上の粒子、バルク、又は薄膜のい
ずれかであることを特徴とする、請求項１４に記載のダ
イヤモンド・モノヌクレオシド結合体。 - 【請求項１７】 前記ダイヤモンドは、非ドーピングダ
イヤモンド又はドーピングダイヤモンドであることを特
徴とする、請求項１６に記載のダイヤモンド・モノヌク
レオシド結合体。 - 【請求項１８】 前記ドーピングダイヤモンドは、絶縁
体、導電体、または半導体ダイヤモンドであることを特
徴とする、請求項１７に記載のダイヤモンド・モノヌク
レオシド結合体。 - 【請求項１９】 前記半導体ダイヤモンドは、ホウ素、
リン、又はイオウをドープしたｐ型又はｎ型半導体ダイ
ヤモンドであることを特徴とする、請求項１８に記載の
ダイヤモンド・モノヌクレオシド結合体。 - 【請求項２０】 ダイヤモンドの表面の炭素原子に結合
したモノヌクレオシドを有するダイヤモンド・モノヌク
レオシド結合体のモノヌクレオシドに、核酸が相補結合
していることを特徴とする、ダイヤモンド・核酸結合
体。 - 【請求項２１】 導電体ダイヤモンド、半導体ダイヤモ
ンド、又はｐｎジャンクションを有するダイヤモンドを
有し、核酸の状態変化を電気信号として検出することを
特徴とする、核酸センサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000393331A JP4019167B2 (ja) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | 核酸とダイヤモンドの結合方法 |
| PCT/JP2001/011101 WO2002052266A1 (en) | 2000-12-25 | 2001-12-18 | Method of binding nucleic acid to diamond, diamond-mononucleoside conjugate and diamond-nucleic acid conjugate |
| TW90132000A TWI318297B (ja) | 2000-12-25 | 2001-12-24 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000393331A JP4019167B2 (ja) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | 核酸とダイヤモンドの結合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002195996A true JP2002195996A (ja) | 2002-07-10 |
| JP4019167B2 JP4019167B2 (ja) | 2007-12-12 |
Family
ID=18859150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000393331A Expired - Lifetime JP4019167B2 (ja) | 2000-12-25 | 2000-12-25 | 核酸とダイヤモンドの結合方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4019167B2 (ja) |
| TW (1) | TWI318297B (ja) |
| WO (1) | WO2002052266A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006320271A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Tokyo Institute Of Technology | 低分子化合物とタンパク質の結合評価方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010040747A (ko) * | 1998-02-09 | 2001-05-15 | 다나베 히로까즈 | 디엔에이를 고정화해서 증폭하기 위한 기질, 그 기질에디엔에이를 고정화한 디엔에이고정화칩 및 디엔에이를증폭하는 방법 |
| KR20060094541A (ko) * | 1998-02-10 | 2006-08-29 | 도요 고한 가부시키가이샤 | Ｄｎａ를 고정화하기 위한 기질 |
| CA2347064A1 (en) * | 1998-10-15 | 2000-04-20 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Supports for immobilizing dna or the like |
-
2000
- 2000-12-25 JP JP2000393331A patent/JP4019167B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-12-18 WO PCT/JP2001/011101 patent/WO2002052266A1/ja not_active Ceased
- 2001-12-24 TW TW90132000A patent/TWI318297B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006320271A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Tokyo Institute Of Technology | 低分子化合物とタンパク質の結合評価方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4019167B2 (ja) | 2007-12-12 |
| TWI318297B (ja) | 2009-12-11 |
| WO2002052266A1 (en) | 2002-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Huang et al. | Fast microwave heating-based one-step synthesis of DNA and RNA modified gold nanoparticles | |
| Tang et al. | Nanopore-based strategy for selective detection of single carcinoembryonic antigen (CEA) molecules | |
| US8569468B2 (en) | Nanoplasmonic molecular ruler for nuclease activity and DNA footprinting | |
| TWI519774B (zh) | 表面增強拉曼散射用金屬粒子及分子感測、以及其製造方法 | |
| Ki et al. | Sensitive plasmonic detection of miR-10b in biological samples using enzyme-assisted target recycling and developed LSPR probe | |
| JP2002542794A (ja) | 標識担持標的を検出するための単層および電極ならびにその使用方法 | |
| JP2008067711A (ja) | オリゴヌクレオチドが付着したナノ粒子および該粒子の利用法 | |
| JP2003514227A (ja) | 被検体検出のための結合促進法 | |
| CN114410786A (zh) | 用于检测肿瘤微小核酸标志物的表面增强拉曼散射检测试剂盒及其制备方法与应用 | |
| CN104359946A (zh) | 一种基于纳米对电极的单分子核酸测序器件 | |
| Zhai et al. | A label-free genetic biosensor for diabetes based on AuNPs decorated ITO with electrochemiluminescent signaling | |
| CN119020471A (zh) | 一种生物传感器及其制备方法与应用 | |
| TW200538554A (en) | Isolating, positioning, and sequencing single molecules | |
| Jaapar et al. | Micro-interdigitated electrodes genosensor based on Au-deposited nanoparticles for early detection of cervical cancer | |
| Dawood et al. | Nanostructured Si-nanowire microarrays for enhanced-performance bio-analytics | |
| Fan et al. | Ultrasensitive detection of nucleic acid with a CRISPR/Cas12a empowered electrochemical sensor based on antimonene | |
| JP2007003439A (ja) | バイオセンサの製造方法 | |
| JP2009085840A (ja) | 単一プローブ分子素子及び単一プローブ分子素子の製造方法 | |
| KR20080114396A (ko) | 금 나노입자를 이용하여 바이오물질을 기판에 고정화시키는방법 | |
| JP4019167B2 (ja) | 核酸とダイヤモンドの結合方法 | |
| Gao et al. | Electrochemical detection of DNA hybridization based on the probe labeled with carbon‐nanotubes loaded with silver nanoparticles | |
| JP2003083968A (ja) | Ｄｎａチップおよびアッセイ方法 | |
| JP5097495B2 (ja) | 生体分子検出素子及び生体分子検出素子の製造方法 | |
| TW201815777A (zh) | 導電聚合物及其用途 | |
| Park et al. | DNA hybridization in reverse micelles and its application to mutation detection |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20031031 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20040129 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041006 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070515 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070717 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070904 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070905 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101005 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4019167 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101005 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |