JP2002273219A - 捕捉体及びそれを用いた検査装置 - Google Patents
捕捉体及びそれを用いた検査装置Info
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- JP2002273219A JP2002273219A JP2001086308A JP2001086308A JP2002273219A JP 2002273219 A JP2002273219 A JP 2002273219A JP 2001086308 A JP2001086308 A JP 2001086308A JP 2001086308 A JP2001086308 A JP 2001086308A JP 2002273219 A JP2002273219 A JP 2002273219A
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Abstract
分野において好適に使用することができ、生分解性・安
全性に優れ、かつ、捕捉対象に特異的に働き該捕捉対象
のみを選択的に捕捉可能な捕捉体、及び、これを用い、
捕捉対象を好適に検知可能な検査装置の提供。 【解決手段】 刺激により構造が可変である構造可変体
と、長さが810nm以下である棒状体と、該棒状体に
結合し、捕捉対象を特異的に捕捉する捕捉構造体とを有
することを特徴とする捕捉体である。構造性発色を示す
態様、構造可変体の構造が変化することにより発色が変
化する態様、構造可変体が、光で構造が可変である態
様、構造可変体が、幾何異性体である態様、構造可変体
が、アゾベンゼン化合物である態様等が好ましい。ま
た、前記捕捉体、捕捉対象及び試料液を収容する容器
と、該捕捉体が該捕捉対象を捕捉したことを検知する検
知手段とを少なくとも有してなることを特徴とする検査
装置である。
Description
に優れ、かつ、捕捉対象を好適に捕捉し、捕捉対象の存
在を検出可能で各種の分野に利用可能な捕捉体、及び、
これを用い、捕捉対象を好適に検知可能な検査装置に関
する。
き、該対象物のみを選択的に捕捉し、特定の対象物の存
在を検出可能な捕捉体に関する技術が、医療分野、工業
的分野などにおいて、各種研究され利用されている。し
かし、近年、環境問題等が盛んに取り上げられており、
前記特定の対象物に特異的に働き、該対象物のみを選択
的に捕捉し得ると共に、生分解性・安全性に優れ環境に
優しい捕捉体の技術が要求されている。
おける要求に応え、以下の目的を達成することを課題と
する。即ち、本発明は、医療分野、工業的分野などをは
じめ、各種の分野において好適に使用することができ、
生分解性・安全性に優れ、かつ、捕捉対象に特異的に働
き該捕捉対象のみを選択的に捕捉可能な捕捉体、及び、
これを用い、捕捉対象を好適に検知可能な検査装置を提
供することを目的とする。
の手段としては、以下の通りである。即ち、 <1> 刺激により構造が可変である構造可変体と、長
さが810nm以下である棒状体と、該棒状体に結合
し、捕捉対象を特異的に捕捉する捕捉構造体とを有する
ことを特徴とする捕捉体である。 <2> 構造性発色を示す前記<1>に記載の捕捉体で
ある。 <3> 棒状体が両親媒性である前記<1>又は<2>
に記載の捕捉体である。 <4> 棒状体が棒状有機物である前記<1>から<3
>のいずれかに記載の捕捉体である。
リペプチド、DNA及びアミロースのいずれかである前
記<4>に記載の捕捉体である。 <6> 捕捉が、物理吸着及び化学吸着のいずれかによ
る前記<1>から<5>のいずれかに記載の捕捉体であ
る。 <7> 捕捉構造体が、包接化合物である前記<1>か
ら<6>のいずれかに記載の捕捉体である。 <8> 刺激により構造が可変である構造可変体と、棒
状体と、該棒状体に結合し、捕捉対象を特異的に捕捉す
る捕捉構造体(但し、シクロデキストリン及びクラウン
化合物を除く)とを有することを特徴とする捕捉体であ
る。
により発色が変化する前記<1>から<8>のいずれか
に記載の捕捉体である。 <10> 構造可変体が、光で構造が可変である前記<
1>から<9>のいずれかに記載の捕捉体である。 <11> 構造可変体が、幾何異性体である前記<1>
から<10>のいずれかに記載の捕捉体である。 <12> 構造可変体が、熱で構造が可変である前記<
1>から<9>のいずれかに記載の捕捉体である。
び熱硬化性物質のいずれかである前記<1>から<9>
及び<12>のいずれかに記載の捕捉体である。 <14> 構造可変体が、電場で構造が可変である前記
<1>から<9>のいずれかに記載の捕捉体である。 <15> 構造可変体が、液晶性分子である前記<1>
から<9>、<12>及び<14>のいずれかに記載の
捕捉体である。 <16> 構造可変体が、アゾベンゼン化合物である前
記<1>から<11>のいずれかに記載の捕捉体であ
る。
結合した前記<1>から<16>のいずれかに記載の捕
捉体である。 <18> 構造可変体が、棒状体の側鎖に結合した前記
<1>から<17>のいずれかに記載の捕捉体である。 <19> 前記<1>から<18>のいずれかに記載の
捕捉体、捕捉対象及び試料液を収容する容器と、該捕捉
体が該捕捉対象を捕捉したことを検知する検知手段とを
少なくとも有してなることを特徴とする検査装置であ
る。 <20> 検知手段が発色色測定手段であり、捕捉体
が、試料液の液相と、気相及び該試料液の液相とは異な
る液相のいずれかとの界面に配置され、該捕捉体が捕捉
対象を捕捉すると発色を示し、前記発色色測定手段が前
記発色を測定する前記<19>に記載の検査装置であ
る。
置を詳細に説明する。 [捕捉体]本発明の捕捉体は、棒状体と、捕捉構造体
と、構造可変体とを有し、必要に応じてその他の部を有
する。
れば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することが
でき、棒状無機物、棒状有機物のいずれであってもよい
が、棒状有機物であるのが好ましい。
分子、多糖類などが挙げられる。前記生体高分子として
は、例えば、繊維状蛋白、α−ヘリックス・ポリペプチ
ド、核酸(DNA、RNA)などが好適に挙げられる。
該繊維状蛋白としては、例えば、α−ケラチン、ミオシ
ン、エピダーミン、フィブリノゲン、トロポマイシン、
絹フィブロイン等のα−ヘリックス構造を有するものが
挙げられる。前記多糖類としては、例えば、アミロース
などが好適に挙げられる。
持することができ、また、目的に応じて内部に他の物質
をインターカレートさせることができる点で、分子がら
せん構造を有するらせん状有機分子が好ましく、該らせ
ん状有機分子には、上述したものの内、α−ヘリックス
・ポリペプチド、DNA、アミロースなどが該当する。
−ヘリックス・ポリペプチドは、ポリペプチドの二次構
造の一つであり、アミノ酸3.6残基ごとに1回転(1
らせんを形成)し、4番目ごとのアミノ酸のイミド基
(−NH−)とカルボニル基(−CO−)との間に螺旋
軸とほぼ平行な水素結合を作り、7アミノ酸を一単位と
して繰り返すことによりエネルギー的に安定な構造を有
している。
ん方向としては、特に制限はなく、右巻きであってもよ
いし、左巻きであってもよい。なお、天然には安定性の
点から前記らせん方向が右巻きのものしか存在しない。
するアミノ酸としては、α−ヘリックス構造を形成可能
であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択するこ
とができるが、該α−ヘリックス構造を形成し易いもの
が好ましく、このようなアミノ酸としては、例えば、ア
スパラギン酸(Asp)、グルタミン酸(Glu)、ア
ルギニン(Arg)、リジン(Lys)、ヒスチジン
(His)、アスパラギン(Asn)、グルタミン(G
ln)、セリン(Ser)、スレオニン(Thr)、ア
ラニン(Ala)、バリン(Val)、ロイシン(Le
u)、イソロイシン(Ile)、システイン(Cy
s)、メチオニン(Met)、チロシン(Tyr)、フ
ェニルアラニン(Phe)、トリプトファン(Trp)
などが好適に挙げられる。これらは、1種単独で使用さ
れてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
としては、前記アミノ酸を適宜選択することにより、親
水性、疎水性、両親媒性のいずれにも変え得るが、前記
親水性とする場合、前記アミノ酸としては、セリン(S
er)、スレオニン(Thr)、アスパラギン酸(As
p)、グルタミン酸(Glu)、アルギニン(Ar
g)、リジン(Lys)、アスパラギン(Asn)、グ
ルタミン(Gln)などが好適に挙げられ、前記疎水性
とする場合、前記アミノ酸としては、フェニルアラニン
(Phe)、トリプトファン(Trp)、イソロイシン
(Ile)、チロシン(Tyr)、メチオニン(Me
t)、ロイシン(Leu)、バリン(Val)などが挙
げられる。
においては、該α−ヘリックスを形成する前記アミノ酸
における、ペプチド結合を構成しないカルボキシル基
を、エステル化することにより疎水性にすることがで
き、一方、該エステル化されたカルボキシル基を加水分
解することにより親水性にすることができる。
−アミノ酸、これらの側鎖部分が修飾された誘導体など
のいずれであってもよい。
るアミノ酸の結合個数(重合度)としては、特に制限は
なく目的に応じて適宜選択することができるが、10〜
5000であるのが好ましい。前記結合個数(重合度)
が、10未満であると、ポリアミノ酸が安定なα−ヘリ
ックスを形成できなくなることがあり、5000を超え
ると、垂直配向させることが困難となることがある。
例としては、例えば、ポリ(γ−メチル−L−グルタメ
ート)、ポリ(γ−エチル−L−グルタメート)、ポリ
(γ−ベンジル−L−グルタメート)、ポリ(L−グル
タミン酸−γ−ベンジル)、ポリ(n−ヘキシル−L−
グルタメート)等のポリグルタミン酸誘導体、ポリ(β
−ベンジル−L−アスパルテート)等のポリアスパラギ
ン酸誘導体、ポリ(L−ロイシン)、ポリ(L−アラニ
ン)、ポリ(L−メチオニン)、ポリ(L−フェニルア
ラニン)、ポリ(L−リジン)−ポリ(γ−メチル−L
−グルタメート)などのポリペプチド、が好適に挙げら
れる。
は、市販のものであってもよいし、公知文献等に記載の
方法に準じて適宜合成乃至調製したものであってもよ
い。
の一例として、ブロックコポリペプチド〔ポリ(L−リ
ジン)25−ポリ(γ−メチル−L−グルタメート)
60〕PLLZ25−PMLG60の合成をここで示す
と次の通りである。即ち、ブロックコポリペプチド〔ポ
リ(L−リジン)25−ポリ(γ−メチル−L−グルタ
メート)60〕PLLZ25−PMLG60は、下記式
で示したように、n−ヘキシルアミンを開始剤として用
い、Nε−カルボベンゾキシ L−リジン Nα−カル
ボキシ酸無水物(LLZ−NCA)の重合を行い、続け
てγ−メチル L−グルタメート N−カルボキシ酸無
水物(MLG−NCA)の重合を行うことにより合成す
ることができる。
は、上記方法に限られず、遺伝子工学的方法により合成
することもできる。具体的には、前記目的とするポリペ
プチドをコードするDNAを組み込んだ発現ベクターに
より宿主細胞を形質転換し、この形質転換体を培養する
こと等により製造することができる。前記発現ベクター
としては、例えば、プラスミドベクター、ファージベク
ター、プラスミドとファージとのキメラベクター、など
が挙げられる。前記宿主細胞としては、大腸菌、枯草菌
等の原核微生物、酵母菌等の真核微生物、動物細胞など
が挙げられる。
は、α−ケラチン、ミオシン、エピダーミン、フィブリ
ノゲン、トロポマイシン、絹フィブロイン等の天然の繊
維状蛋白からそのα−フェリックス構造部分を切り出す
ことにより調製してもよい。
あってもよいが、安定に棒状を維持することができ、内
部に他の物質をインターカレートできる等の点で2本鎖
DNAであるのが好ましい。前記2本鎖DNAは、一つ
の中心軸の回りに、右巻きらせん状の2本のポリヌクレ
オチド鎖が互いに逆方向に延びた状態で位置して形成さ
れた2重らせん構造を有する。前記ポリヌクレオチド鎖
は、アデニン(A)、チミン(T)、グアニン(G)及
びシトシン(C)の4種類の核酸塩基で形成されてお
り、前記ポリヌクレオチド鎖において前記核酸塩基は、
中心軸に対して垂直な平面内で互いに内側に突出した形
で存在して、いわゆるワトソン−クリック型塩基対を形
成し、アデニンに対してはチミンが、グアニンに対して
はシトシンが、それぞれ特異的に水素結合している。そ
の結果、前記2本鎖DNAにおいては、2本のポリペプ
チド鎖が互いに相補的に結合している。
erase Chain Reaction)法、LC
R(Ligase chain Reaction)
法、3SR(Self−sustained Sequ
ence Replication)法、SDA(St
rand Displacement Amplifi
cation)法等により調製することができるが、こ
れらの中でもPCR法が好適である。
限酵素により酵素的に直接切り出して調製してもよい
し、遺伝子クローニング法により調製してもよいし、化
学合成法により調製してもよい。
ば、正常核酸を増幅したものをプラスミドベクター、フ
ァージベクター、プラスミドとファージとのキメラベク
ター等から選択されるベクターに組み込み、大腸菌、枯
草菌等の原核微生物、酵母等の真核微生物、動物細胞な
どから選択される増殖可能な任意の宿主に導入すること
により前記DNAを大量に調製することができる。前記
化学合成法としては、例えば、トリエステル法、亜リン
酸法などのような、液相法又は不溶性の担体を使った固
相合成法などが挙げられる。前記化学合成法の場合、公
知の自動合成機等を用い、1本鎖のDNAを大量に調製
した後、アニーリングを行うことにより、2本鎖DNA
を調製することができる。
物の貯蔵のためのホモ多糖類であるデンプンを構成する
D−グルコースがα−1,4結合で直鎖状につながった
らせん構造を有する多糖類である。前記アミロースの分
子量としては、数平均分子量で、数千〜15万程度が好
ましい。前記アミロースは、市販のものであってもよい
し、公知の方法に従って適宜調製したものであってもよ
い。なお、前記アミロースは、その一部にアミロペクチ
ンが含まれていても構わない。
生じさせる観点から、810nm以下であるのが好まし
く、350nm〜810nmであるのがより好ましい。
が、前記α−ヘリックス・ポリペプチドの場合には0.
8〜2.0nm程度である。
性であってもよく、また、その一部が疎水性又は親水性
であり、他の部分が該一部と逆の親性を示す両親媒性で
あってもよい。前記棒状体が前記両親媒性であると、油
相−水相界面、気相−液相界面等での配向、油相又は水
相中等での分散、などが容易である点で有利である。
す部分及び親水性を示す部分の数としては特に制限はな
く、目的に応じて適宜選択することができる。また、こ
の場合、疎水性を示す部分と親水性を示す部分とが交互
に位置していてもよいし、いずれかの部分が棒状体の一
端部にのみ位置していてもよい。ここで、前記両親媒性
の棒状体の一例を図1に示す。図1において、棒状体1
0は、その一端側に疎水性部10aを、他端側に親水性
部10bを有する。
前記捕捉対象体を捕捉することができれば特に制限はな
く、目的に応じて適宜選択することができる。
が、物理吸着、化学吸着などが挙げられる。これらは、
例えば、水素結合、分子間力(ファン・デル・ワールス
力)、配位結合、イオン結合、共有結合などにより形成
され得る。
ば、包接化合物(以下「ホスト」と称することがあ
る)、抗体、核酸、ホルモンレセプター、レクチン、生
理活性物質受容体などが好適に挙げられる。これらの中
でも、包接化合物及び抗体が好ましい。
ては、前記包接化合物の場合にはゲスト(包接される成
分)であり、前記抗体の場合には抗原であり、前記核酸
の場合には核酸、チューブリン、キチン等であり、前記
ホルモンレセプターの場合にはホルモンであり、前記レ
クチンの場合には糖等であり、前記生理活性物質受容体
の場合には生理活性物質である。
分子認識能(ホスト−ゲスト結合能)を有する限り特に
制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例
えば、筒状(一次元)の空洞を有するもの、層状(二次
元)の空洞を有するもの、かご状(三次元)の空洞を有
するもの、などが好適に挙げられる。
合物としては、例えば、尿素、チオ尿素、デオキシコー
ル酸、ジニトロジフェニル、ジオキシトリフェニルメタ
ン、トリフェニルメタン、メチルナフタリン、スピロク
ロマン、PHTP(ペルヒドロトリフェニレン)、セル
ロース、アミロース、シクロデキストリン(但し、溶液
中では前記空洞がかご状)などが挙げられる。
は、例えば、n−パラフィン誘導体などが挙げられる。
しては、例えば、分岐状又は環状の炭化水素などが挙げ
られる。
スト)としては、例えば、パラフィン類、脂肪酸、芳香
族化合物などが挙げられる。
ゲスト)としては、例えば、ジフェニル誘導体などが挙
げられる。
象(前記ゲスト)としては、例えば、パラフィン類、n
−アルケン類、スクアレンなどが挙げられる。
ゲスト)としては、例えば、パラフィン類などが挙げら
れる。
スト)としては、例えば、C16までのn−パラフィン
類、分岐状パラフィン類などが挙げられる。
ト)としては、例えば、パラフィン類などが挙げられ
る。
ン)の捕捉対象(前記ゲスト)としては、例えば、クロ
ロホルム、ベンゼン、各種高分子物質などが挙げられ
る。
としては、例えば、H2O、パラフィン類、CCl4、
色素、ヨウ素などが挙げられる。
としては、例えば、脂肪酸、ヨウ素などが挙げられる。
ミラーゼによる分解で生成する環状のデキストリンであ
り、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリ
ン、γ−シクロデキストリンの3種が知られている。本
発明においては、前記シクロデキストリンとして、これ
らの水酸基の一部を他の官能基、例えば、アルキル基、
アリル基、アルコキシ基、アミド基、スルホン酸基など
に変えたシクロデキストリン誘導体も含まれる。
ゲスト)としては、例えば、チモール、オイゲノール、
レゾルシン、エチレングリコールモノフェニルエーテ
ル、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−ベンゾフェノン等
のフェノール誘導体、サリチル酸、パラオキシ安息香酸
メチル、パラオキシ安息香酸エチル等の安息香酸誘導体
及びそのエステル、コレステロール等のステロイド、ア
スコルビン酸、レチノール、トコフェロール等のビタミ
ン、リモネン等の炭化水素類、イソチオシアン酸アリ
ル、ソルビン酸、ヨウ素分子、メチルオレンジ、コンゴ
ーレッド、2−p−トルイジニルナフタレン−6−スル
ホン酸カリウム塩(TNS)などが挙げられる。
は、例えば、粘土鉱物、グラファイト、スメクタイト、
モンモリロナイト、ゼオライトなどが挙げられる。
しては、例えば、親水性物質、極性化合物などが挙げら
れる。
ト)としては、例えば、O、HSO4 −、ハロゲン、ハ
ロゲン化物、アルカリ金属などが挙げられる。
スト)としては、例えば、ブルシン、コデイン、o−フ
ェニレンジアミン、ベンジジン、ピペリジン、アデニ
ン、グイアニン及びこれらのリポシドなどが挙げられ
る。
としては、例えば、H2Oなどが挙げられる。
は、例えば、ヒドロキノン、気体水化物、トリ−o−チ
モチド、オキシフラバン、ジシアノアンミンニッケル、
クリプタンド、カリックスアレン、クラウン化合物など
が挙げられる。
ト)としては、例えば、HCl、SO 2、アセチレン、
希ガス元素などが挙げられる。
としては、例えば、ハロゲン、希ガス元素、低級炭化水
素などが挙げられる。
ゲスト)としては、例えば、シクロヘキサン、ベンゼ
ン、クロロホルムなどが挙げられる。
ト)としては、例えば、有機塩基などが挙げられる。
(前記ゲスト)としては、例えば、ベンゼン、フェノー
ルなどが挙げられる。
ト)としては、例えば、NH4+、各種金属イオンなど
が挙げられる。
ルムアルデヒドとから適当な条件で合成されるフェノー
ル単位をメチレン基で結合した環状オリゴマーであり、
4〜8核体が知られている。これらの内、p−t−ブチ
ルカリックスアレン(n=4)の捕捉対象(前記ゲス
ト)としては、例えば、クロロホルム、ベンゼン、トル
エンなどが挙げられる。p−t−ブチルカリックスアレ
ン(n=5)の捕捉対象(前記ゲスト)としては、例え
ば、イソプロピルアルコール、アセトンなどが挙げられ
る。p−t−ブチルカリックスアレン(n=6)の捕捉
対象(前記ゲスト)としては、例えば、クロロホルム、
メタノールなどが挙げられる。p−t−ブチルカリック
スアレン(n=7)の捕捉対象(前記ゲスト)として
は、例えば、クロロホルムなどが挙げられる。
のドナー原子として酸素を持つクラウンエーテルのみで
はなく、そのアナログとして窒素、硫黄などのドナー原
子を環構造構成原子として持つ大環状化合物を含み、ま
た、クリプタンドを代表する2個以上の環よりなる複環
式クラウン化合物も含まれ、例えば、シクロヘキシル−
12−クラウン−4、ジベンゾ−14−クラウン−4、
t−ブチルベンゾ−15−クラウン−5、ジベンゾ−1
8−クラウン−6、ジシクロヘキシル−18−クラウン
−6、18−クラウン−6、トリベンゾ−18−クラウ
ン−6、テトラベンゾ−24−クラウン−8、ジベンゾ
−26−クラウン−6などが挙げられる。
ト)としては、例えば、Li,Na、K等のアルカリ金
属、Mg、Ca等のアルカリ土類金属などの各種金属イ
オン、NH4+、アルキルアンモニウムイオン、グアニ
ジウムイオン、芳香族ジアゾニウムイオンなどが挙げら
れ、該クラウン化合物はこれらと錯体を形成する。ま
た、該クラウン化合物の捕捉対象(前記ゲスト)として
は、これら以外にも、酸性度が比較的大きいC−H(ア
セトニトリル、マロンニトリル、アジポニトリルな
ど)、N−H(アニリン、アミノ安息香酸、アミド、ス
ルファミド誘導体など)、O−H(フェノール、酢酸誘
導体など)ユニットを有する極性有機化合物などが挙げ
られ、該クラウン化合物はこれらと錯体を形成する。
ては、特に制限はなく目的に応じて適宜選定することが
できるが、安定した分子認識能(ホスト−ゲスト結合
能)を発揮し得る観点からは0.1nm〜2.0nmで
あるのが好ましい。
の混合比率(モル比)としては、該包接化合物の種類、
該ゲストの種類などによって異なり一概には規定できな
いが、通常、包接化合物:ゲスト成分=1:0.1〜
1:10であり、包接化合物:ゲスト成分=1:0.3
〜1:3が好ましい。
捉対象物)と特異的に抗原抗体反応を生じるものであれ
ば特に制限されず、多クローン性抗体であっても、単ク
ローン性抗体であってもよく、更にはIgG、IgM、
IgE、IgGのFab'、Fab、F(ab')2など
も使用することができる。
目的に応じて適宜選択することができ、例えば、血漿蛋
白、腫瘍マーカー、アポ蛋白、ウイルス、自己抗体、凝
固・線溶因子、ホルモン、血中薬物、HLA抗原などが
挙げられる。
造体とを結合させた状態の一例を図2に示す。図2にお
いて、捕捉体1は、その棒状体の一端側に疎水性部10
aを、他端側に親水性部10bを有すると共に、捕捉構
造体2を棒状体10の一端に結合させている。捕捉構造
体2は棒状体10の周側面に複数個結合させることもで
きる。
刺激により構造が可変であれば特に制限はなく、目的に
応じて適宜選択することができる。
刺激が挙げられる。前記化学的刺激としては、PH変化
や特定物質の併存等が挙げられる。前記物理的刺激とし
ては、光、電場、熱、磁場、圧力などが挙げられ、光、
電場、熱のいずれかが好ましい。
としては、例えば、光化学反応化合物が挙げられ、該光
化学反応化合物としては、スピロベンゾピラン等の光開
環化合物、光イオン化官能基を有する化合物、立体異性
体などが挙げられる。
構造が変化し発色を変化させ得る点で、幾何異性体が特
に好ましい。これらの光により構造が可変な構造可変体
は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用しても
よい。
しては、例えば、液晶性分子などが挙げられる。前記液
晶性分子としては、例えば、棒状液晶性分子、ディスコ
ティック液晶分子が挙げられる。
合物、アゾキシ化合物、シアノビフェニル化合物、シア
ノフェニルエステル化合物、安息香酸エステル化合物、
シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル化合物、シ
アノフェニルシクロヘキサン化合物、シアノ置換フェニ
ルピリミジン化合物、アルコキシ置換フェニルピリミジ
ン化合物、フェニルジオキサン化合物、トラン化合物及
びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル化合物など
が挙げられる。また、高分子液晶性分子も好適に挙げら
れる。
は、種々の文献(C.Destrade.,eta
l.,Mol.Crysr.Liq.Cryst.,v
ol.71,page111(1981);日本化学会
編、李刊化学総説、No.22、液晶の化学、第5章、
第10章第2節(1994);B.Kohne et
al.,Angew,Chem.Soc.Chem.C
omm.page 1794(1985);J.Zha
ng et al.,J.Am.Chem.Soc.,
Vo1 116,page 2655(1994))、
及び、特開平5−5837号、特開平8−27284
号、特開平8−334621号、特開平9−10465
6号の各公報に記載の化合物などが挙げられる。これら
の電場により構造が可変な構造可変体は、1種単独で使
用してもよく、2種以上を併用してもよい。
ては、例えば、熱膨張、熱収縮などを示すものが挙げら
れ、熱により結晶融解を示す物質や結晶化を示す物質、
熱可塑性物質、熱硬化性物質、前記液晶性分子などが挙
げられる。
塑性樹脂が挙げられ、具体的には、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ塩化
ビニリデン、フッ素樹脂、ポリメタクリル酸メチルな
ど、重縮合系のポリアミド、ポリエステル、ポリカーボ
ネート、ポリフェニレンオキシド、重付加系の熱可塑性
ポリウレタン、開環重合系のポリアセタールなどが挙げ
られる。前記熱硬化性物質としては、例えば、熱硬化性
樹脂が挙げられ、具体的には、尿素樹脂、メラミン樹
脂、フェノール樹脂などが挙げられる。これらの熱によ
り構造が可変な構造可変体は、1種単独で使用してもよ
く、2種以上を併用してもよい。
に変え得るのが、発色変化の制御が必要な各種の用途に
好適に利用できる点で好ましく、このような点で、幾何
異性体、液晶性分子などが好ましく、幾何異性体がより
好ましい。
可変であれば特に制限はないが、シス−トランス異性
体、シン−アンチ異性体などが挙げられ、アゾ基(−N
=N−)を含む構造の化合物、例えば、アゾ化合物、ア
ゾキシ化合物などが特に好適に挙げられる。
ンゼン化合物、アゾメタン化合物、アゾジカルボンアミ
ド化合物、アゾジカルボン酸ジエシル化合物などが挙げ
られる。前記アゾキシ化合物としては、アゾキシ二安息
香酸化合物、アゾキシベンゼン化合物などが挙げられ
る。
の構造変化を下記に示す。アゾベンゼン化合物(トラン
ス異性体)は、通常、300〜400nmに吸収帯を有
し、ベンゼン環におけるアゾ基に対してパラ位の位置間
の長さは、約9.0Å程度の分子である(下記
(a))。これに紫外線を照射することにより、ベンゼ
ン環におけるアゾ基に対してパラ位の位置間の長さが約
5.5Åの分子であるアゾベンゼン(シス異性体)(下
記(b))に構造が変化し、好適に発色が変化する。
すように前記棒状体の直鎖に結合していてもよく、図3
(b)に示すように側鎖に結合していてもよく、図3
(c)に示すように直鎖及び側鎖の双方に結合していて
もよいが、より発色色の変化に優れる点で、少なくとも
棒状体の直鎖に結合しているのが好ましい。
合している場合、棒状体の全側鎖における構造可変体の
割合としては、特に制限はなく、所望により適宜選択さ
れる。
別性等の観点からは発色を示し得るのが好ましい。前記
発色としては、染料や顔料に代表され、光が当たると電
子が転移して発色を示すような化学構造に基づく色素性
発色、熱帯魚の発色やチョウのリン粉などに見られ、膜
(層)の厚みとその屈折率により色調が制御されるよう
な物理的な構造に基づく構造性発色などが挙げられる。
発色基本原理である多層薄膜干渉理論に基づき、構造発
色体(膜、層)に電場、磁場、温度、光(例えば自然
光、赤外線光、紫外線光)などの外部刺激を与えたとき
に、該構造発色体(膜、層)の厚みとその屈折率に応じ
て特定波長の光が反射する結果、該構造発色体の表面で
生ずる発色であり、前記外部刺激によりカメレオンの表
皮のようにその色調が任意に制御され得る。
料や顔料を使用する必要がなく、染色廃液の低減や染色
工程でのエネルギー(水、電気)の節約が可能であり、
また、染料や顔料による肌かぶれ等の問題もなく人や地
球環境に優しい等の点で、構造性発色が好ましい。
記に示す。図4及び図5に示すように、前記棒状体の膜
に光が照射された際に該膜による干渉光の波長(λ)
は、下記(1)に示す条件で強められ、下記(2)に示
す条件で弱められる。
λは、干渉光の波長(nm)を意味し、αは、前記膜へ
の光の入射角(度)を意味し、tは、膜の厚み(nm)
を意味し、lは、膜の数を意味し、nは、膜の屈折率を
意味し、mは、1以上の整数を意味する。
あるのが好ましく、10nm〜810nmであるのがよ
り好ましい。前記厚みを適宜変更することにより、前記
構造性発色の色(波長)を変化させることができ、この
場合、カラー画像形成などへの応用も可能である。
分子層)により生ずるものであってもよいし、前記棒状
体の2以上が直線状に連なったもの(単分子層が複数積
層)により生ずるものであってもよい。
の製造方法としては、特に制限はないが、前述のように
合成した棒状体に、所定条件で、前記捕捉構造体及び構
造可変体を結合させる方法等が好ましい。前記捕捉構造
体を結合させる位置としては、前記棒状体における側
鎖、一端及び両末端のいずれでもよい。前記本発明の捕
捉体は、生分解性・安全性に優れ、かつ、捕捉対象に特
異的に働き該捕捉対象のみを選択的に捕捉可能であるた
め、医療分野、工業的分野などをはじめ、各種の分野に
おいて好適に使用することができる。
発明の捕捉体、捕捉対象及び試料液を収容する容器と、
該捕捉体が該捕捉対象を捕捉したことを検知する検知手
段とを有してなる。前記容器としては、前記捕捉体、捕
捉対象及び試料液を収容することができれば特に制限は
なく、目的に応じて適宜選択することができるが、耐薬
品性に優れ、透明であるのが好ましく、前記捕捉体の捕
捉効率の観点からは、該捕捉体と前記捕捉対象との接触
面積を大きくすることができる形状であるのがより好ま
しい。
捕捉対象を捕捉したことを検知することができれば特に
制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる
が、例えば、水晶発振子を用いた測定手段、発色色測定
手段などが挙げられる。
は、例えば、周波数測定手段、粘弾性測定手段などが挙
げられる。なお、該水晶発振子を用いた測定手段による
場合には、前記捕捉体は前記水晶発振子の表面に膜状に
固定される。前記周波数測定手段としては、例えば、水
晶発振子と、該水晶発振子が受けた振動を周波数として
発振する発振回路と、該発振回路が発振する周波数を計
測する周波数カウンターとを備え、該水晶発振子が受け
た周波数振動を測定することができる周波数測定手段な
どが好適に挙げられる。前記粘弾性測定手段としては、
例えば、水晶発振子と、該水晶発振子が受けた粘弾性変
動を計測する計測手段とを備え、該水晶発振子が受けた
粘弾性変動を測定することができる粘弾性測定手段など
が好適に挙げられる。
なく、目的に応じて適宜選択することができるが、例え
ば、反射光波長測定手段などが好適に挙げられる。前記
発色色測定手段は、前記捕捉体が前記捕捉対象を捕捉す
ると発色を示す場合(発色色が変化する場合、発色波長
が変化する場合)に好適に使用することができる。
知手段が、発色色測定手段であり、捕捉体が、試料液の
液相と、気相及び該試料液の液相とは異なる液相のいず
れかとの界面に配置され、捕捉体が、捕捉対象を捕捉す
ると発色を示し、前記発色色測定手段が前記発色を測定
する態様等が好ましい。このように界面に配置すること
により、前記捕捉体が薄膜(単分子膜等)を形成するた
め、前記発色がより測定され易くなる。このような態様
としては、例えば、容器内に、正極及び負極を設け、電
解液(試料液)を注入し、液相−気相の両相を形成し、
該両相の界面に本発明の捕捉体(構造可変体が液晶性分
子)の単分子膜を形成する態様が挙げられる。この態様
において、電解液に電場を印加し、前記捕捉体が気相中
の捕捉対象を捕捉すると、捕捉体における抵抗値が変化
するため捕捉体全体の構造が変化し発色が変化し、前記
発色色測定手段が該発色の変化を測定する態様等が挙げ
られる。また、例えば、容器内に、試料液の液相及び気
相の両相を形成し、該両相の界面に本発明の捕捉体(光
で構造が可変である構造可変体を有する捕捉体)の単分
子膜を形成する態様が挙げられる。この態様において、
前記捕捉体が捕捉対象を捕捉すると、捕捉体における吸
収波長が変化し、捕捉体全体の構造が変化し発色が変化
し、前記発色色測定手段が該発色の変化を測定する態様
等が挙げられる。
ュア−ブロジェット法(LB法)に従って形成すること
ができ、その際、公知のLB膜形成装置(例えば、日本
レーザー&エレクトロニクス・ラボラトリーズ社製のN
L−LB400NK−MWCなどが好適に挙げられる)
を使用することができる。
(疎水性)若しくは両親媒性の前記捕捉体を水面上(水
相上)に浮かした状態で、又は、親水性若しくは両親媒
性の前記捕捉体を油面上(油相上)に浮かした状態で、
即ち図6に示すように、捕捉体1を配向させた状態で押
出部材60を用いて形成することができる(なお、前記
捕捉構造体及び構造可変体は図示を省略した)。この操
作を繰り返すことにより、単分子膜を形成することがで
きる。
する際に、捕捉体を油相又は水相上に浮かべた状態とし
ては、図7に示す通り、前記水相又は油相上で、棒状体
10の親油性部(疎水性部)10a同士が互いに隣接し
て配向し、親水性部10b同士が互いに隣接して配向し
ている(なお、前記捕捉構造体は図示を省略しているの
で、ここでは捕捉体はそのまま棒状体10を表してい
る)。
配向(横に寝た状態)した単分子膜の例であるが、該捕
捉体が単分子膜の厚み方向に配向(立設した状態)した
単分子膜は、例えば、以下のようにして形成することが
できる。即ち、図8に示すように、まず、両親媒性の棒
状体10(α−ヘリックス・ポリペプチド)を水面上
(水相上)に浮かした状態(横に寝た状態)で、該水
(水相)のpHを12程度のアルカリ性にする。する
と、棒状体10(α−ヘリックス・ポリペプチド)にお
ける親水性部10bが、そのα−ヘリックス構造が解け
てランダムな構造をとる。このとき、棒状体10(α−
ヘリックス・ポリペプチド)における親油性部(疎水性
部)10aはα−ヘリックス構造を維持したままであ
る。次に、該水(水相)のpHを5程度の酸性にする。
すると、棒状体10(α−ヘリックス・ポリペプチド)
における親水性部10bが、再びα−ヘリックス構造を
とるようになる。このとき、棒状体10(α−ヘリック
ス・ポリペプチド)に対し、該棒状体10(α−ヘリッ
クス・ポリペプチド)に当接させた押圧部材をその側面
からエアーの圧力で押すと、該棒状体10は該水(水
相)に対し立設した状態のままその親水性部10bが水
相中でその水面と略直交する方向に向かってα−ヘリッ
クス構造をとるようになる。そして、図6を用いて上述
したように、棒状体10(α−ヘリックス・ポリペプチ
ド)を配向させた状態で押出部材60を用いて押し出す
ことにより単分子膜を形成することができる。
に検知可能であり、医療分野、工業的分野などをはじ
め、各種の分野において好適に使用することができる。
るが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではな
い。
デキストリンを開始剤に用い、N−カルボキシL−グル
タミン酸無水物γ−メチルエステル(MG−NCA)の
重合を行なうことにより、分子鎖末端にβ−シクロデキ
ストリン(捕捉構造体)を有するポリ(γ−メチルL−
グルタメート(PMG260−CyD(重合度:26
0))を調製した。また、公知の方法により、得られた
PMG260−CyDにおける、β−シクロデキストリ
ンが結合していない方の分子末端に、アゾメチン(液晶
性分子)を結合させた。
液を収容し電場を印加した。その後、電解液における液
相及び気相の界面に、PMG260−CyD−アゾメチ
ンの単分子膜を形成した。得られた単分子膜には構造性
発色が認められた。次に、液相にPMG260−CyD
の捕捉対象である2−p−トルイジニルナフタレン−6
−スルホン酸(TNS;SIGMA社製)を添加し分散
させた。反射光波長測定手段で測定したところ、構造性
発色の変化が測定された。単分子膜を取り出し、β−シ
クロデキストリン(捕捉構造体)を分析したところ、2
−p−トルイジニルナフタレン−6−スルホン酸が検出
された。尚、前記単分子膜は、L−B膜形成装置(日本
レーザー&エレクトロニクス・ラボラトリーズ社製、N
L−LB400NK−MWC)を使用して形成した。
などをはじめ、各種の分野において好適に使用すること
ができ、生分解性・安全性に優れ、かつ、捕捉対象に特
異的に働き該捕捉対象のみを選択的に捕捉可能な捕捉
体、及び、これを用い、捕捉対象を好適に検知可能な検
査装置を提供することができる。
一例を表す図である。
と、捕捉構造体とを結合させた捕捉体の一例を表す図で
ある。
に構造可変体が結合した一例を表す図である。図3
(b)は、本発明における棒状体の側鎖に構造可変体が
結合した一例を表す図である。図3(c)は、本発明に
おける棒状体の直鎖及び側鎖の双方に構造可変体が結合
した一例を表す図である。
である。
である。
概略説明図である。
配向している状態の一例を示す図である。
立設させる方法の一例を示す図である。
Claims (20)
- 【請求項1】 刺激により構造が可変である構造可変体
と、長さが810nm以下である棒状体と、該棒状体に
結合し、捕捉対象を特異的に捕捉する捕捉構造体とを有
することを特徴とする捕捉体。 - 【請求項2】 構造性発色を示す請求項1に記載の捕捉
体。 - 【請求項3】 棒状体が両親媒性である請求項1又は2
に記載の捕捉体。 - 【請求項4】 棒状体が棒状有機物である請求項1から
3のいずれかに記載の捕捉体。 - 【請求項5】 棒状有機物がα−ヘリックス・ポリペプ
チド、DNA及びアミロースのいずれかである請求項4
に記載の捕捉体。 - 【請求項6】 捕捉が、物理吸着及び化学吸着のいずれ
かによる請求項1から5のいずれかに記載の捕捉体。 - 【請求項7】 捕捉構造体が、包接化合物である請求項
1から6のいずれかに記載の捕捉体。 - 【請求項8】 刺激により構造が可変である構造可変体
と、棒状体と、該棒状体に結合し、捕捉対象を特異的に
捕捉する捕捉構造体(但し、シクロデキストリン及びク
ラウン化合物を除く)とを有することを特徴とする捕捉
体。 - 【請求項9】 構造可変体の構造が変化することにより
発色が変化する請求項1から8のいずれかに記載の捕捉
体。 - 【請求項10】 構造可変体が、光で構造が可変である
請求項1から9のいずれかに記載の捕捉体。 - 【請求項11】 構造可変体が、幾何異性体である請求
項1から10のいずれかに記載の捕捉体。 - 【請求項12】 構造可変体が、熱で構造が可変である
請求項1から9のいずれかに記載の捕捉体。 - 【請求項13】 構造可変体が、熱可塑性物質及び熱硬
化性物質のいずれかである請求項1から9及び12のい
ずれかに記載の捕捉体。 - 【請求項14】 構造可変体が、電場で構造が可変であ
る請求項1から9のいずれかに記載の捕捉体。 - 【請求項15】 構造可変体が、液晶性分子である請求
項1から9、12及び14のいずれかに記載の捕捉体。 - 【請求項16】 構造可変体が、アゾベンゼン化合物で
ある請求項1から11のいずれかに記載の捕捉体。 - 【請求項17】 構造可変体が、棒状体の直鎖に結合し
た請求項1から16のいずれかに記載の捕捉体。 - 【請求項18】 構造可変体が、棒状体の側鎖に結合し
た請求項1から17のいずれかに記載の捕捉体。 - 【請求項19】 請求項1から18のいずれかに記載の
捕捉体、捕捉対象及び試料液を収容する容器と、該捕捉
体が該捕捉対象を捕捉したことを検知する検知手段とを
少なくとも有してなることを特徴とする検査装置。 - 【請求項20】 検知手段が発色色測定手段であり、捕
捉体が、試料液の液相と、気相及び該試料液の液相とは
異なる液相のいずれかとの界面に配置され、該捕捉体が
捕捉対象を捕捉すると発色を示し、前記発色色測定手段
が前記発色を測定する請求項19に記載の検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001086308A JP2002273219A (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 捕捉体及びそれを用いた検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001086308A JP2002273219A (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 捕捉体及びそれを用いた検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002273219A true JP2002273219A (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=18941708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001086308A Pending JP2002273219A (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 捕捉体及びそれを用いた検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002273219A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004026491A1 (ja) * | 2002-09-09 | 2004-04-01 | Japan Science And Technology Agency | 有機超薄膜とその累積体並びにその製造方法 |
JP2007507688A (ja) * | 2003-07-25 | 2007-03-29 | プラティパス テクノロジーズ エルエルシー | 液晶ベースの分析物検出 |
-
2001
- 2001-03-23 JP JP2001086308A patent/JP2002273219A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004026491A1 (ja) * | 2002-09-09 | 2004-04-01 | Japan Science And Technology Agency | 有機超薄膜とその累積体並びにその製造方法 |
JP2007507688A (ja) * | 2003-07-25 | 2007-03-29 | プラティパス テクノロジーズ エルエルシー | 液晶ベースの分析物検出 |
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