JP2002357605A - Fiber alignment body containing selective binding substance immobilized fiber and fiber bundle of the same - Google Patents

Fiber alignment body containing selective binding substance immobilized fiber and fiber bundle of the same

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JP2002357605A
JP2002357605A JP2001275389A JP2001275389A JP2002357605A JP 2002357605 A JP2002357605 A JP 2002357605A JP 2001275389 A JP2001275389 A JP 2001275389A JP 2001275389 A JP2001275389 A JP 2001275389A JP 2002357605 A JP2002357605 A JP 2002357605A
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fiber
selective binding
binding substance
fibers
substance
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Japanese (ja)
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Kunihisa Nagino
邦久 薙野
Saburo Sone
三郎 曽根
Koji Watanabe
幸二 渡辺
Hitoshi Nobumasa
均 信正
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fiber alignment body containing a selective binding substance immobilized fiber and a fiber bundle of the same. SOLUTION: This fiber alignment body contains the selective binding substance immobilized fiber and the fiber bundle of the same. The selective binding substance immobilized fiber can be highly efficiently and reproducibly provided and the fibers are assembled into the fiber alignment body so that the selective binding substance immobilized fiber alignment body with the selective binding substances aligned arbitrarily highly densely and precisely can be highly reproducibly and efficiently provided. The use of optical fibers can facilitate the detection of the efficiently bound specimen through the fibers. The attachment of marks to the respective fibers allows the identification of each fiber bound with the specimen irrelevant to the position in the alignment body.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被検物質と選択的
に結合する物質(本明細書において「選択結合性物
質」)を固定化した繊維および該繊維の束を含む繊維配
列体に関する。
[0001] The present invention relates to a fiber on which a substance that selectively binds to a test substance (herein, a “selective binding substance”) is immobilized, and a fiber array comprising a bundle of the fiber.

【0002】[0002]

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

【0003】近年、多数の遺伝子発現を一度に解析する
手法としてDNAマイクロアレイ法(DNAチップ法)
と呼ばれる新しい分析法、ないし方法論が開発され、注
目を集めている。これらの方法は、いずれも核酸/核酸
間ハイブリダイゼーション反応に基づく核酸検出・定量
法である点で原理的には従来の方法と同じであり、蛋白
質/蛋白質間あるいは糖鎖/糖鎖間や糖鎖/蛋白質間の
ハイブリダイゼーションに基づく蛋白質や糖鎖検出・定
量にも応用が可能ではある。これらの技術は、マイクロ
アレイ又はチップと呼ばれる平面基板片上に、多数のD
NA断片や蛋白質、糖鎖が高密度に整列固定化されたも
のが用いられている点に大きな特徴がある。マイクロア
レイ法の具体的使用法としては、例えば、研究対象細胞
の発現遺伝子等を蛍光色素等で標識したサンプルを平面
基板片上でハイブリダイゼーションさせ、互いに相補的
な核酸(DNAあるいはRNA)同士を結合させ、その
箇所を蛍光色素等でラベル後、高解像度解析装置で高速
に読みとる方法や、電気化学反応にもとづく電流値等の
応答を検出する方法が挙げられる。こうして、サンプル
中のそれぞれの遺伝子量を迅速に推定できる。
In recent years, a DNA microarray method (DNA chip method) has been used as a technique for analyzing the expression of many genes at once.
A new analytical method or methodology, called, has been developed and is attracting attention. These methods are in principle the same as the conventional methods in that they are nucleic acid detection and quantification methods based on a nucleic acid / nucleic acid hybridization reaction. It can also be applied to the detection and quantification of proteins and sugar chains based on chain / protein hybridization. These techniques employ a large number of D-types on a planar substrate piece called a microarray or chip.
A major feature is that those in which NA fragments, proteins, and sugar chains are aligned and fixed at high density are used. As a specific use of the microarray method, for example, a sample in which the expressed gene or the like of a research target cell is labeled with a fluorescent dye or the like is hybridized on a piece of a flat substrate, and nucleic acids (DNA or RNA) complementary to each other are bound to each other. A method of labeling the portion with a fluorescent dye or the like and then reading the portion at high speed with a high-resolution analyzer, or a method of detecting a response such as a current value based on an electrochemical reaction. Thus, the amount of each gene in the sample can be quickly estimated.

【0004】核酸を基板上に固定化するための技術とし
ては、上記ノーザン法同様、ナイロンシート等の上に高
密度に固定化する方法の他、更に密度を高めるため、ガ
ラス等の基板の上にポリ−L−リジン、アミノシラン等
をコーティングして固定化する方法などが開発されてい
る。
[0004] Techniques for immobilizing nucleic acids on a substrate include, as in the Northern method described above, a method of immobilizing nucleic acids on a nylon sheet or the like at a high density, and a technique of immobilizing a nucleic acid on a substrate such as glass to further increase the density. A method of coating and immobilizing poly-L-lysine, aminosilane or the like on the surface has been developed.

【0005】しかし、ガラス等の固体表面を化学的又は
物理的に修飾した基板上に核酸をスポッティング固定化
する方法は、スポット密度及びスポット当たり固定でき
る核酸量が少量であり、再現が困難である点が指摘され
ている。さらに、高価な製造装置と多段の製造プロセス
により、チップ当たりの大きなコストダウンが困難とさ
れる。また、核酸の区別をそのスポットされた基板上の
位置に頼らざるを得ないという、基板上での配置および
区別の点で簡便さに欠ける点がある。
However, the method of spotting and immobilizing nucleic acids on a substrate, such as glass, on which a solid surface is chemically or physically modified, is difficult to reproduce because the spot density and the amount of nucleic acids that can be immobilized per spot are small. The point is pointed out. Further, it is difficult to greatly reduce the cost per chip due to the expensive manufacturing apparatus and the multi-stage manufacturing process. In addition, there is a point that the nucleic acid needs to be relied on the spotted position on the substrate, which is inconvenient in terms of arrangement and distinction on the substrate.

【0006】蛋白質や糖鎖を用いたマイクロアレイにつ
いても、これら核酸を用いたマイクロアレイ同様の問題
点がある。
[0006] Microarrays using proteins and sugar chains have the same problems as microarrays using these nucleic acids.

【0007】平面基板を用いない方法として微小なビー
ズを利用する方法が知られているが、個々の核酸あるい
は、蛋白質、糖鎖などを固定化した多種の微小ビーズを
区別する技術の点で、不完全であり、指定の化合物を指
定の配列基準で再現性よく整列させたものを作製するこ
とは困難である。
As a method not using a flat substrate, a method using minute beads is known. However, in terms of a technique for distinguishing various kinds of minute beads in which individual nucleic acids, proteins, sugar chains and the like are immobilized, It is incomplete, and it is difficult to produce a compound in which the specified compounds are aligned with the specified sequence criteria with good reproducibility.

【0008】一方、核酸を中空繊維の中に固定化する試
みもなされている(特開2000−245461号公
報)。この技術では一本の中空繊維の中にある種の核酸
を固定させることにより、1核酸1繊維と対応関係を作
ることにより個々の核酸の区別を行っている。しかし、
該技術も最終的には中空繊維を束ね、その位置関係で個
々の核酸を認識している点で、基板上に核酸をスポット
する技術の問題点を克服できていない。
On the other hand, attempts have been made to immobilize nucleic acids in hollow fibers (JP-A-2000-245461). In this technology, individual nucleic acids are distinguished by fixing a certain kind of nucleic acid in one hollow fiber to create a correspondence with one nucleic acid and one fiber. But,
This technique also does not overcome the problem of the technique of spotting nucleic acids on a substrate in that, finally, hollow fibers are bundled and individual nucleic acids are recognized based on their positional relationship.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このような状況下、高
分子体を所定の濃度に固定化でき、測定可能な形に高密
度に再現よく配列化可能で、更に、個々の高分子体を位
置配列に頼らず認識できる安価な大量製造に適応しうる
新たな体系的方法論の確立は、今後重要性を増すと考え
られる高分子体解析に強く求められるものであり、本発
明が解決しようとする課題である。
Under these circumstances, the polymer can be immobilized at a predetermined concentration, can be arranged in a measurable form at a high density with good reproducibility, and furthermore, the individual polymer can be used. The establishment of a new systematic methodology that can be applied to inexpensive mass production that can be recognized without relying on the position sequence is strongly required for polymer analysis that is expected to increase in the future, and the present invention is to solve It is a task to do.

【0010】具体的には、本発明が解決しようとする課
題は、ナイロンシートやガラス基板のような二次元担体
上への微量スポッティングや微量分注による高分子体配
列体製造法に比べ、位置関係に頼らず個々の試料が区別
認識可能であり、任意の配列体を組め、また使用方法に
応じて密度を自由に変更、かつ簡便に結合した試料と他
の試料との反応が簡便に検出できる、選択結合性物質を
固定化した配列体製造法の確立である。そこで、本発明
は、選択結合性物質が固定化された繊維および該繊維の
束を含む繊維配列体を提供することを目的とする。
[0010] More specifically, the problem to be solved by the present invention is that a small amount of spotting or two-dimensional dispensing on a two-dimensional carrier such as a nylon sheet or a glass substrate is more difficult than a method for producing a polymer array. Individual samples can be distinguished and recognized without depending on the relationship, any arrangement can be assembled, the density can be freely changed according to the method of use, and the reaction between the easily combined sample and other samples can be easily detected It is an object of the present invention to establish a method for producing an array in which a selective binding substance is immobilized. Then, an object of the present invention is to provide a fiber array comprising a fiber on which a selective binding substance is immobilized and a bundle of the fiber.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の如
き課題を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、選択結合
性物質整列化プロセスと固定化プロセスとを同一の二次
元担体上で行う従来法の発想を改め、高分子体の固定化
プロセスを一次元構造体としての、支持体、磁気、バー
コード、色、形などにより区別する事ができる繊維上
(1本の繊維上)に独立して行うことにより三次元構造
体としての位置によらず個々の試料を結合させた繊維を
区別することができる繊維束を作製し得ることを見いだ
した。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, the selective binding substance alignment process and the immobilization process are performed on the same two-dimensional carrier. The method of immobilizing the polymer is modified as a one-dimensional structure on a fiber that can be distinguished by the support, magnetism, bar code, color, shape, etc. (on a single fiber) It has been found that by independently performing the above method, a fiber bundle capable of distinguishing the fibers to which the individual samples are bonded regardless of the position as the three-dimensional structure can be produced.

【0012】更に、該繊維に光透過性基材や電気伝導性
基材を用いることにより、直接該繊維の固定化した選択
結合性物質に反応した物質を検出できる繊維あるいは該
繊維配列体を作製しうることを見いだし、本発明を完成
するに至った。
Further, by using a light-transmitting substrate or an electrically conductive substrate for the fiber, a fiber or a fiber array capable of directly detecting a substance reacted with a selective binding substance immobilized on the fiber is produced. The inventors have found what can be done, and have completed the present invention.

【0013】すなわち、本発明は、選択結合性物質を固
定化した繊維又は該繊維の束を含む繊維配列体を提供す
る。
That is, the present invention provides a fiber array comprising a fiber having a selective binding substance immobilized thereon or a bundle of the fiber.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明において、選択結合性物質
の固定化に用いることができる繊維としては、合成繊
維、半合成繊維、再生繊維、無機繊維のごとき化学繊
維、天然繊維、およびこれらの複合繊維等が挙げられ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the present invention, synthetic fibers, semi-synthetic fibers, regenerated fibers, inorganic fibers such as inorganic fibers, natural fibers, Conjugate fibers and the like.

【0015】合成繊維の代表例としては、ナイロン6、
ナイロン66、芳香族ポリアミド等のポリアミド系の各
種繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸等のポリエ
ステル系の各種繊維、ポリアクリロニトリル等のアクリ
ル系の各種繊維、ポリエチレンやポリプロピレン等のポ
リオレフィン系の各種繊維、ポリビニルアルコール系の
各種繊維、ポリ塩化ビニリデン系の各種繊維、ポリ塩化
ビニル系繊維、ポリウレタン系の各種繊維、フェノール
系繊維、ポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエ
チレン等からなるフッ素系繊維、ポリアルキレンパラオ
キシベンゾエート系の各種繊維などが挙げられる。ま
た、衣料用以外の繊維、例えば、ポリメチルメタクリレ
ートやポリスチレンなどの透明非晶質高分子を主材料と
した光学繊維なども用いることができる。特に、コアが
ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボ
ネートなどの材質からなり、クラッドがそれより低い屈
折率の材質からなるプラスチック光ファイバーが好適で
ある。いわゆる芯鞘型光ファイバーであっても屈折率分
布型光ファイバーであっても構わない。さらに、プラス
チック光ファイバーには被覆が施されていても構わな
い。被覆材としては特に限定はないが、ポリエチレン、
PVC、ウレタン、フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂ある
いは各種ゴムチューブなどが用いられる。
As typical examples of synthetic fibers, nylon 6,
Nylon 66, various polyamide fibers such as aromatic polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polylactic acid, polyglycolic acid and other polyester fibers, polyacrylonitrile and other acrylic fibers, polyethylene and polypropylene Various fibers of polyolefin, various fibers of polyvinyl alcohol, various fibers of polyvinylidene chloride, various fibers of polyvinyl chloride, various fibers of polyurethane, phenolic fiber, fluorine based on polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, etc. Fibers and various kinds of polyalkylene paraoxybenzoate fibers are exemplified. Fibers other than those for clothing, for example, optical fibers mainly composed of a transparent amorphous polymer such as polymethyl methacrylate or polystyrene can also be used. In particular, a plastic optical fiber whose core is made of a material such as polymethyl methacrylate, polystyrene, or polycarbonate, and whose cladding is made of a material having a lower refractive index is preferable. It may be a so-called core-sheath type optical fiber or a refractive index distribution type optical fiber. Further, the plastic optical fiber may be coated. The coating material is not particularly limited, but polyethylene,
Thermoplastic resins such as PVC, urethane, and fluororesin, or various rubber tubes are used.

【0016】半合成繊維の代表例としては、ジアセテー
ト、トリアセテート、キチン、キトサン等を原料とした
セルロース系誘導体系各種繊維、プロミックスと呼称さ
れる蛋白質系の各種繊維などが挙げられる。再生繊維の
代表例としては、ビスコース法や銅−アンモニア法、あ
るいは有機溶剤法により得られるセルロース系の各種再
生繊維(レーヨン、キュプラ、ポリノジック等)などが
挙げられる。
Representative examples of semi-synthetic fibers include various cellulose-based fibers based on diacetate, triacetate, chitin, chitosan, and the like, and various protein-based fibers called promix. Typical examples of the regenerated fiber include various cellulosic regenerated fibers (rayon, cupra, polynosic, etc.) obtained by a viscose method, a copper-ammonia method, or an organic solvent method.

【0017】無機繊維の代表例としては、ガラス繊維、
炭素繊維、Au、Ag、Cu、Alなどの金属繊維など
が挙げられる。特に、光透過性のガラス製光ファイバー
が好適である。プラスチック製光ファイバーの場合同
様、いわゆる芯鞘型光ファイバーであっても屈折率分布
型光ファイバーであっても構わない。また、ガラス製光
ファイバーには被覆が施されていても構わない。さら
に、ガラスとプラスチックの複合系光ファイバーであっ
ても構わない。
Representative examples of inorganic fibers include glass fibers,
Examples thereof include carbon fibers, metal fibers such as Au, Ag, Cu, and Al. In particular, a light-transmitting glass optical fiber is preferable. As in the case of the plastic optical fiber, a so-called core-sheath type optical fiber or a gradient index type optical fiber may be used. Further, the optical fiber made of glass may be coated. Further, a composite optical fiber of glass and plastic may be used.

【0018】天然繊維の代表例としては、綿、亜麻、苧
麻、黄麻などの植物繊維、羊毛、絹などの動物繊維、石
綿などの鉱物繊維などが挙げられる。本発明に用いる繊
維は、特にその形態が規定されるものではない。また、
モノフィラメントであってもよく、マルチフィラメント
であってもよい。さらに、短繊維を紡績した紡績糸でも
よい。尚、マルチフィラメントや紡績糸の繊維を用いる
場合には、選択結合性物質の固定に、単繊維間の空隙等
を利用することも可能である。
Representative examples of natural fibers include vegetable fibers such as cotton, flax, ramie, jute, animal fibers such as wool and silk, and mineral fibers such as asbestos. The form of the fiber used in the present invention is not particularly limited. Also,
It may be a monofilament or a multifilament. Further, a spun yarn obtained by spinning short fibers may be used. When multifilament or spun yarn fibers are used, voids between single fibers can be used for fixing the selective binding substance.

【0019】本発明に用いる繊維は、無処理の状態でそ
のまま用いてもよいが、必要に応じて、反応性官能基を
導入した繊維であってもよく、また、プラズマ処理やγ
線、電子線などの放射線処理を施した繊維であってもよ
い。これら繊維に選択結合性物質を固定化する場合に
は、繊維と選択結合性物質との間における各種化学的又
は物理的な相互作用、すなわち繊維が有している官能基
と、選択結合性物質との間の化学的又は物理的な相互作
用を利用し公知の方法によって達成しうる。
The fiber used in the present invention may be used as it is without any treatment, but may be a fiber into which a reactive functional group is introduced, if necessary.
Fibers that have been subjected to radiation treatment, such as wire or electron beam, may be used. When the selective binding substance is immobilized on these fibers, various chemical or physical interactions between the fiber and the selective binding substance, that is, the functional groups of the fiber and the selective binding substance Can be achieved by a known method utilizing a chemical or physical interaction between

【0020】同一の選択結合性物質を固定化する場合に
は、一度に何本物かの繊維をまとめて処理できる。固定
化位置は繊維全体でも構わないが、検体試料の量を少な
くするためには、繊維端であることが望ましい。異なる
選択結合性物質を固定化した繊維どうしを区別するため
に、支持体に繊維を固定化する事によって異なる試料を
固定化した繊維どうしを区別する事ができる。この支持
体は個々に独立であっても個々に結合していても良い。
あるいは、形状を変えた繊維を用いることもできる。
When the same selective binding substance is immobilized, several real fibers can be treated at once. The immobilization position may be the entire fiber, but is preferably at the fiber end in order to reduce the amount of the sample. In order to distinguish between fibers having different selective binding substances immobilized thereon, the fibers having different samples immobilized thereon can be distinguished by immobilizing the fibers on a support. The supports may be individually independent or individually bonded.
Alternatively, fibers having a changed shape can be used.

【0021】繊維に色を付け、その色の波長により異な
った試料どうしの繊維を区別することもできる。繊維外
に放出される光を検知したり、あるいは繊維中に光を通
し繊維を通った光を光検出器に導くことにより区別する
方法を用いても良い。
The fibers can be colored, and the fibers of different samples can be distinguished by the wavelength of the color. A method of detecting light emitted to the outside of the fiber, or passing light into the fiber and guiding the light passing through the fiber to a photodetector may be used to distinguish the light.

【0022】特殊な文字記号を記録させた繊維を用いて
区別しても良い。例えば、バーコードなどを繊維上、あ
るいは繊維中に記録させ、これを読み込むことで試料の
異なった繊維を区別しても良い。
The distinction may be made by using a fiber on which a special character symbol is recorded. For example, a barcode or the like may be recorded on the fiber or in the fiber, and the fiber may be read to distinguish fibers of different samples.

【0023】金属や炭素、導電性ポリマーなどの導電性
材料や磁性材料を繊維に含有させたり、繊維の表面に金
属などの材料をスパッタ、蒸着法、メッキ、CVDなど
の手段を用いコートして、導電性を持たせることもでき
る。周期律表の3A族から5B族の第2周期から第4周
期に含まれる材料、若しくはこれらの混合物を繊維の表
面に前述の手段を用いてコートすればよい。このように
して、電気的あるいは磁気的に試料の異なる繊維を区別
しても良い。
The fiber may contain a conductive material such as metal, carbon, or conductive polymer or a magnetic material, or the surface of the fiber may be coated with a material such as a metal by means of sputtering, vapor deposition, plating, CVD or the like. It can also be made conductive. The material included in the second to fourth periods of the 3A to 5B groups of the periodic table, or a mixture thereof, may be coated on the surface of the fiber using the above-described means. In this manner, fibers of different samples may be distinguished electrically or magnetically.

【0024】本発明に用いる繊維の太さは細い方が好ま
しい。本発明の好ましい実施態様においては、繊維1本
の太さは1mm以下であるほうが良い。モノフィラメン
トでは、例えば、市販の釣糸の場合50−900μmの
太さの糸である。さらに、最近の紡糸技術によれば1d
tex(ポリエチレンテレフタレートの場合、直径約8
μmとなる)のモノフィラメントも製造可能であり、更
に細い繊維(極細繊維又は超極細繊維)の製造も可能で
ある(直径1〜10μm)。光ファイバーを用いる場合
も、フィラメントでは3〜1000μmが好ましい。5
0〜1000μm程度がより望ましく、特に取り扱い性
等の点から、50〜500μm程度のプラスチック製光
ファイバー、ガラス製光ファイバー、ガラスと樹脂の複
合光ファイバーが望ましい。また、2〜50μmのごく
細い光ファイバーを束にした、いわゆる、イメージコン
ジットも好ましく用いることができる。この、イメージ
コンジット一つ一つに別の選択結合性物質を固定し、さ
らに、イメージコンジットを集めることにより、測定す
ることが可能である。さらに光で結合状態を検出する場
合、このイメージコンジットを用いることにより、収束
した光が、光ファイバーの内部で発散せず、効率よく検
出光をサンプルに送ることができる。イメージコンジッ
トに含まれる光ファイバーの数は、2〜50000本が
好ましい。50000本より多くなると、イメージコン
ジットの外径が太くなりすぎハンドリングに難点が生じ
る場合がある。
The fibers used in the present invention preferably have a small thickness. In a preferred embodiment of the present invention, the thickness of one fiber is preferably 1 mm or less. In the case of a monofilament, for example, a commercially available fishing line has a thickness of 50 to 900 μm. Furthermore, according to recent spinning technology, 1d
tex (for polyethylene terephthalate, a diameter of about 8
μm), and a finer fiber (ultrafine fiber or ultrafine fiber) can be produced (diameter: 1 to 10 μm). Also when an optical fiber is used, the filament is preferably 3 to 1000 μm. 5
More preferably, the thickness is about 0 to 1000 μm, and particularly, from the viewpoint of handleability and the like, a plastic optical fiber, a glass optical fiber, and a composite optical fiber of glass and resin having a thickness of about 50 to 500 μm are preferable. Also, a so-called image conduit in which very thin optical fibers of 2 to 50 μm are bundled can be preferably used. By immobilizing another selective binding substance on each of the image conduits and collecting the image conduits, the measurement can be performed. Further, when the coupling state is detected by light, by using this image conduit, the converged light does not diverge inside the optical fiber, and the detection light can be efficiently sent to the sample. The number of optical fibers contained in the image conduit is preferably 2 to 50,000. If the number is more than 50,000, the outer diameter of the image conduit becomes too large, which may cause difficulty in handling.

【0025】上記繊維のうち、光ファイバーを用いる場
合には、後で詳しく説明する被検物質に付加される標識
として、蛍光標識のような光を発する又は色素を生成す
る標識を用いることにより、被検物質の結合を、光ファ
イバーの中を通過して他端側に出てきた光によって測定
することができ、この場合には、どの繊維が光っている
のかも検知することができるので好ましく、装置の自動
化にとっても有利である。また、導電性繊維を用いた場
合には、被検物質の結合を電気的な信号として繊維の他
端側で測定することができ、この場合にもどの繊維に被
検物質が結合したかを検知することができるので好まし
く、装置の自動化にとっても有利である。さらには、導
電性繊維を用いると、電界、電流を印加する手段などで
結合を促進することも可能である。特に、核酸のハイブ
リダイゼーションを促進する場合には、核酸の固定され
た繊維を実質的に陽極にすることが好ましい。また、陰
極の配置については、繊維と直接触れないようにしてお
けばよく、特に制限は無い。印加する電界の種類は直流
が特に好ましいが、実質的に繊維が陽極になるような条
件として交流にしても良い。すなわち、交流電界を印加
する場合でも繊維の正電圧と負電圧を印加する時間が、
正電圧の法が大きくなるようにしたり、交流の正電圧と
負電圧の絶対値が、正電圧の法が大きくなるようにした
り、これらの組合せで繊維が実質的に陽極となればよ
い。印加する電圧の大きさは特に制限はないが、0.1
V以上5000V以下が好ましい。印加する電圧が0.
1Vより小さいと電圧を印加する効果が十分に得られな
い場合があり、5000Vより大きいと、取り扱いが困
難になることがある。電圧を印加した際、電流が流れる
かどうかについては、特に制限はない。陰極をハイブリ
ダイゼーション溶液に触れないように配置すれば、電流
は流れないが、陰極がハイブリダイゼーション溶液に触
れるように配置すると溶液を通じて電流が流れる。電流
が流れる場合その大きさは、1〜2000mAが好まし
い。
When an optical fiber is used among the above-mentioned fibers, a label that emits light or generates a dye, such as a fluorescent label, is used as a label to be added to a test substance, which will be described in detail later. The binding of the test substance can be measured by light passing through the optical fiber and coming out to the other end side, and in this case, it is preferable because it is possible to detect which fiber is shining. This is also advantageous for automation. When conductive fibers are used, the binding of the test substance can be measured as an electric signal at the other end of the fiber. This is preferable because it can be detected, and is advantageous for automation of the device. Further, when conductive fibers are used, the bonding can be promoted by means for applying an electric field or current. In particular, when the hybridization of nucleic acids is promoted, it is preferable that the fibers on which the nucleic acids are fixed are substantially used as anodes. The arrangement of the cathode is not particularly limited as long as it does not directly touch the fiber. The type of electric field to be applied is particularly preferably DC, but AC may be used as a condition that the fiber substantially becomes an anode. That is, even when an AC electric field is applied, the time for applying the positive voltage and the negative voltage of the fiber is
The method may be such that the modulus of the positive voltage is increased, or the absolute value of the AC positive voltage and the absolute value of the negative voltage is increased in the modulus of the positive voltage. The magnitude of the applied voltage is not particularly limited.
V or more and 5000 V or less are preferable. When the applied voltage is 0.
If it is less than 1 V, the effect of applying a voltage may not be sufficiently obtained, and if it is more than 5000 V, handling may be difficult. There is no particular limitation on whether a current flows when a voltage is applied. If the cathode is arranged so as not to touch the hybridization solution, no current flows, but if the cathode is arranged so as to touch the hybridization solution, current flows through the solution. When a current flows, the magnitude is preferably 1 to 2000 mA.

【0026】ここで、「選択結合性物質」とは、被検物
質と直接的又は間接的に、選択的に結合し得る物質を意
味し、代表的な例として、核酸、タンパク質、糖類及び
他の抗原性化合物を挙げることができる。核酸は、DN
AでもRNAでもよい。特定の塩基配列を有する一本鎖
核酸は、該塩基配列又はその一部と相補的な塩基配列を
有する一本鎖核酸と選択的にハイブリダイズして結合す
るので、本発明でいう「選択結合性物質」に該当する。
また、タンパク質としては、抗体及びFabフラグメント
やF(ab')2フラグメントのような、抗体の抗原結合性断
片、並びに種々の抗原を挙げることができる。抗体やそ
の抗原結合性断片は、対応する抗原と選択的に結合し、
抗原は対応する抗体と選択的に結合するので、「選択結
合性物質」に該当する。糖類としては、多糖類が好まし
く、種々の抗原を挙げることができる。また、タンパク
質や糖類以外の抗原性を有する物質を固定化することも
できる。「選択結合性物質」として、特に好ましいもの
は、核酸、抗体及び抗原である。本発明に用いる選択結
合性物質は、市販のものでもよく、また、生細胞などか
ら得られたものでもよい。
Here, the term “selective binding substance” means a substance which can selectively or directly bind to a test substance, and typical examples thereof include nucleic acids, proteins, saccharides and other substances. Antigenic compounds. Nucleic acid is DN
A or RNA may be used. Since a single-stranded nucleic acid having a specific base sequence selectively hybridizes and binds to a single-stranded nucleic acid having a base sequence complementary to the base sequence or a part thereof, the term "selective binding" as used in the present invention is used. Substance ".
In addition, examples of the protein include an antibody, an antigen-binding fragment of an antibody such as a Fab fragment and an F (ab ′) 2 fragment, and various antigens. Antibodies and their antigen-binding fragments selectively bind to the corresponding antigen,
Since an antigen selectively binds to a corresponding antibody, it corresponds to a “selective binding substance”. The saccharide is preferably a polysaccharide, and includes various antigens. In addition, substances having antigenicity other than proteins and saccharides can be immobilized. Particularly preferred "selective binding substances" are nucleic acids, antibodies and antigens. The selective binding substance used in the present invention may be a commercially available substance or a substance obtained from living cells or the like.

【0027】生細胞からのDNA又はRNAの調製は、
公知の方法、例えばDNAの抽出については、Blinらの
方法( Blin et al., Nucleic Ac
ids Res. 3: 2303 (1976))等によ
り、また、RNAの抽出については、Favaloro
らの方法( Favaloro etal., Methods Enzymol.65: 718
(1980))等により行うことができる。固定化する核酸
としては、更に、鎖状若しくは環状のプラスミドDNA
や染色体DNA、これらを制限酵素により若しくは化学
的に切断したDNA断片、試験管内で酵素等により合成
されたDNA、又は化学合成したオリゴヌクレオチド等
を用いることもできる。
The preparation of DNA or RNA from living cells involves
Known methods, such as DNA extraction, are described by Blin et al. (Blin et al., Nucleic Ac).
ids Res. 3: 2303 (1976)), and for extraction of RNA, see Fabaloro.
(Favaloro et al., Methods Enzymol. 65: 718)
(1980)). The nucleic acid to be immobilized further includes a linear or circular plasmid DNA.
Or a chromosomal DNA, a DNA fragment obtained by cleaving them with a restriction enzyme or chemically, a DNA synthesized by an enzyme or the like in a test tube, or a chemically synthesized oligonucleotide can also be used.

【0028】1本の繊維には、通常、1種類の選択結合
性物質が固定化されるが、例えば、変異を有する複数種
類の遺伝子を同一の固定化領域に結合させたい場合等に
は、1本の繊維に複数種類の選択結合性物質を固定化す
ることも可能である。
Normally, one kind of selective binding substance is immobilized on one fiber. For example, when it is desired to bind a plurality of kinds of genes having mutations to the same immobilized region, It is also possible to immobilize a plurality of types of selective binding substances on one fiber.

【0029】また、複数の繊維に固定される選択結合性
物質は、それぞれ異なる種類の選択結合性物質として
も、同一の選択結合性物質としても構わない。また、複
数の繊維のうち、一部の複数の繊維に1種類の選択結合
性物質を固定化し、他の一部の複数の繊維に他の1種類
の選択結合性物質を固定化することができる。選択結合
性物質の種類、順序は繊維配列体中の繊維の位置によっ
て限定されるものでない。同一の選択結合性物質を複数
の繊維に固定化しておき、測定感度をより高くすること
も有効である。
The selective binding substances immobilized on the plurality of fibers may be different types of selective binding substances or the same selective binding substances. Further, among the plurality of fibers, one type of selective binding substance may be immobilized on some of the fibers, and the other type of selective binding substance may be immobilized on another part of the plurality of fibers. it can. The type and order of the selective binding substances are not limited by the positions of the fibers in the fiber array. It is also effective to immobilize the same selective binding substance on a plurality of fibers to increase the measurement sensitivity.

【0030】選択結合性物質の支持体繊維上への固定
は、公知の方法により行うことができる。無修飾の選択
結合性物質を繊維に固定する場合には、選択結合性物質
と繊維とを作用させた後、ベーキングや紫外線照射によ
り固定できる。後述の実施例では、この方法によりDN
Aをポリメチルメタクリレート光ファイバー繊維に固定
している。また、アミノ基で修飾された選択結合性物質
を繊維に固定する場合には、グルタルアルデヒドや1−
エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジ
イミド(EDC)等の架橋剤を用いて繊維の官能基と結合さ
せることができる。選択結合性物質を含む試料を繊維に
作用させる際の温度は、5℃〜95℃が好ましく、15
℃〜65℃が更に好ましい。処理時間は通常5分〜24
時間であり、1時間以上が好ましい。
The selective binding substance can be fixed on the support fiber by a known method. When the unmodified selective binding substance is fixed to the fiber, the fiber can be fixed by baking or ultraviolet irradiation after the selective binding substance and the fiber act. In an embodiment to be described later, DN
A is fixed to a polymethyl methacrylate optical fiber fiber. When immobilizing a selective binding substance modified with an amino group on a fiber, glutaraldehyde or 1-
Crosslinking agents such as ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) can be used to bind to the functional groups of the fibers. The temperature at which the sample containing the selective binding substance is allowed to act on the fiber is preferably 5 ° C to 95 ° C,
C. to 65 C. is more preferred. Processing time is usually 5 minutes to 24
Time, preferably 1 hour or more.

【0031】本発明では、選択結合性物質をそのまま繊
維に固定化してもよく、また、選択結合性物質に化学的
修飾を施した誘導体や、必要に応じて変性させた核酸を
固定化してもよい。核酸の化学的修飾には、アミノ化、
ビオチン化、ディゴキシゲニン化等が知られており[Cur
rent Protocols In Molecular Biology, Ed.; Frederic
k M. Ausubel et al.(1990)、脱アイソトープ実験プロ
トコール(1)DIGハイブリダイゼーション(秀潤
社)]、本発明ではこれらの修飾法を採用することがで
きる。一例として、核酸へのアミノ基導入に関して説明
する。アミノ基を有する脂肪族炭化水素鎖と一本鎖核酸
との結合位置は特に限定されるものではなく、核酸の
5'末端または3'末端のみならず核酸の鎖中(例えば、
リン酸ジエステル結合部位または塩基部位)であっても
よい。この一本鎖核酸誘導体は、特公平3-74239号公
報、米国特許4,667,025号、米国特許4,789,737号等に記
載の方法にしたがって調製することができる。この方法
以外にも、例えば、市販のアミノ基導入用試薬[例え
ば、アミノリンクII(商標名);PEバイオシステムズ
ジャパン社、Amino Modifiers(商標名);クロンテッ
ク社]などを用いて、又はDNAの5'末端のリン酸に
アミノ基を有する脂肪族炭化水素鎖を導入する周知の方
法(Nucleic Acids Res.,11(18),6513-(1983) )にした
がって調製することができる。
In the present invention, the selective binding substance may be immobilized on the fiber as it is, or a derivative obtained by chemically modifying the selective binding substance, or a nucleic acid modified as necessary may be immobilized. Good. Chemical modifications of nucleic acids include amination,
Biotinylation, digoxigenation and the like are known [Cur
rent Protocols In Molecular Biology, Ed .; Frederic
k M. Ausubel et al. (1990), De-isotope experiment protocol (1) DIG hybridization (Shujunsha)], and these modifications can be adopted in the present invention. As an example, introduction of an amino group into a nucleic acid will be described. The bonding position between the aliphatic hydrocarbon chain having an amino group and the single-stranded nucleic acid is not particularly limited.
(Phosphodiester binding site or base site). This single-stranded nucleic acid derivative can be prepared according to the method described in Japanese Patent Publication No. 3-74239, US Pat. No. 4,667,025, US Pat. No. 4,789,737 and the like. In addition to this method, for example, a commercially available reagent for introducing an amino group [for example, Amino Link II (trade name); PE Biosystems Japan, Amino Modifiers (trade name); It can be prepared according to a well-known method (Nucleic Acids Res., 11 (18), 6513- (1983)) for introducing an aliphatic hydrocarbon chain having an amino group into the 5 ′ terminal phosphoric acid.

【0032】上述の方法により得られた選択結合性物質
固定化繊維は、選択結合性物質を固定した後、適当な処
理をすることができる。例えば、熱処理、アルカリ処
理、界面活性剤処理などを行うことにより、固定された
選択結合性物質を変性させることもできる。あるいは、
細胞、菌体などの生体材料から得られた選択結合性物質
を使用する場合は、不要な細胞成分などを除去してもよ
い。そして、処理後の繊維を選択結合性物質の検出材料
として用いることができる。なお、これらの処理は別々
に実施してもよく、同時に実施してもよい。また、選択
結合性物質を含む試料を繊維に固定する前に適宜実施し
てもよい。
After the selective binding substance is immobilized on the fiber with the selective binding substance obtained by the above-described method, an appropriate treatment can be performed. For example, by performing a heat treatment, an alkali treatment, a surfactant treatment, or the like, the fixed selective binding substance can be modified. Or,
When using a selective binding substance obtained from a biological material such as a cell or a bacterial body, unnecessary cell components and the like may be removed. Then, the fibers after the treatment can be used as a material for detecting the selective binding substance. Note that these processes may be performed separately or simultaneously. Further, it may be appropriately performed before fixing the sample containing the selective binding substance to the fiber.

【0033】選択結合性物質を固定化した本発明の繊維
は、固定化された選択結合性物質をプローブとして被検
物質と相互作用させることにより、検体中の特定の被検
物質を検出することができる。2種類の被検試料に対し
て、下記に示す標識化(区別が付くように)を行い、そ
の差異を比較することもできる。
The fiber of the present invention on which the selective binding substance is immobilized can be used to detect a specific analyte in the sample by interacting with the test substance using the immobilized selective binding substance as a probe. Can be. The two types of test samples can be labeled (as distinguished) as described below, and the differences can be compared.

【0034】選択結合性物質と選択的に結合する、被検
試料中の対応選択結合性物質の検出には、結合を特異的
に認識することができる公知の手段を用いることができ
る。例えば、検体中の対応選択結合性物質に、蛍光物
質、発光物質、ラジオアイソトープなどの標識体を結合
し、選択結合反応及び洗浄後、この標識体を検出するこ
とができる。これら標識体の種類や標識体の導入方法に
関しては、何ら制限されることがなく、従来公知の各種
手段を用いることができる。特に、繊維が光透過性を有
し、繊維端で標識された検体を反応させ、もう一端で検
出器で検出する場合には標識体に蛍光物質や発光物質を
用いることが好ましい。免疫測定や核酸のハイブリタイ
ゼーションの測定のために用いられる蛍光物質や発光物
質は、この分野において周知であり、種々のものが市販
されているので、これらの市販の蛍光物質や発光物質を
用いることができる。また、繊維に固定化された選択結
合性物質と、被検試料中の対応選択結合性物質との結合
反応後若しくは結合反応と同時に、対応選択結合性物質
と選択的に結合する、標識化された遊離の測定用物質を
反応させ、洗浄後、対応選択結合性物質と選択結合性物
質を介して繊維に結合された該測定用物質の標識を測定
することによっても可能である。例えば、選択結合性物
質として特定の塩基配列を有する核酸を繊維に固定化
し、対応選択結合性物質が該核酸と相補的な領域を含む
核酸である場合に、対応選択結合性物質である該核酸中
の、上記選択結合性物質と相補的な領域以外の領域と相
補的な核酸を標識して測定用物質として用いることがで
きる。また、選択結合性物質として抗原を繊維に固定化
し、対応選択性結合物質が該抗原と抗原抗体反応する抗
体である場合に、該抗体と抗原抗体反応する第2抗体を
標識したものを測定用物質として用いることができる。
これらの場合にも、選択結合性物質を繊維の一端領域に
固定化し、標識には蛍光物質又は発光物質を用い、反応
の結果を他端側から測定することを好ましく行うことが
できる。
For the detection of the corresponding selective binding substance in the test sample, which selectively binds to the selective binding substance, known means capable of specifically recognizing the binding can be used. For example, a label such as a fluorescent substance, a luminescent substance, or a radioisotope is bound to the corresponding selective binding substance in the sample, and after the selective binding reaction and washing, the label can be detected. There is no particular limitation on the type of the label and the method of introducing the label, and various conventionally known means can be used. In particular, in the case where the fiber has optical transparency, a sample labeled at the fiber end is reacted, and the other end is detected by a detector, it is preferable to use a fluorescent substance or a luminescent substance for the label. Fluorescent substances and luminescent substances used for immunoassays and measurement of nucleic acid hybridization are well known in the art, and various kinds are commercially available, so use these commercially available fluorescent substances and luminescent substances. be able to. Further, after or simultaneously with the binding reaction between the selective binding substance immobilized on the fiber and the corresponding selective binding substance in the test sample, the labeled binding substance is selectively bound to the corresponding selective binding substance. It is also possible by reacting the free measurement substance thus obtained, washing, and then measuring the label of the measurement substance bound to the fiber via the corresponding selective binding substance and the selective binding substance. For example, when a nucleic acid having a specific base sequence is immobilized on a fiber as a selective binding substance, and the corresponding selective binding substance is a nucleic acid containing a region complementary to the nucleic acid, the nucleic acid is a corresponding selective binding substance. Among them, a nucleic acid complementary to a region other than the region complementary to the selective binding substance can be labeled and used as a measurement substance. Further, when an antigen is immobilized on a fiber as a selective binding substance, and when the corresponding selective binding substance is an antibody that reacts with the antigen and the antibody, a labeled second antibody that reacts with the antigen and the antibody is used for measurement. Can be used as a substance.
Also in these cases, it is preferable to immobilize the selective binding substance on one end region of the fiber, use a fluorescent substance or a luminescent substance for the label, and measure the reaction result from the other end side.

【0035】また、繊維が電気伝導性を有する場合、電
気化学反応にもとづく電流値等の応答を検出する方法を
用いることが好ましい。この場合、電極となる繊維上に
固定化した試料と検体を、試料と検体の反応を促進、抑
制する材料下で反応させ、かつ、この材料の全部または
一部が、結合した試料と検体の中に含有され、反応した
後の電極、すなわち繊維に流れる電流値を測定すること
により、試料と検体の結合の有無、結合の程度を検出で
きるものである。
When the fiber has electrical conductivity, it is preferable to use a method for detecting a response such as a current value based on an electrochemical reaction. In this case, the sample and the sample immobilized on the electrode fiber are allowed to react under a material that promotes and suppresses the reaction between the sample and the sample, and all or a part of the material is combined with the sample and the sample. The presence or absence of the binding between the sample and the analyte and the degree of the binding can be detected by measuring the value of the current flowing through the electrode, that is, the fiber after the reaction and contained therein.

【0036】本発明の繊維又は繊維配列体を用いた測定
方法に供せられる被検物質としては、測定すべき核酸、
例えば、病原菌やウイルス等の遺伝子や、遺伝病の原因
遺伝子等並びにその一部分、抗原性を有する各種生体成
分、病原菌やウイルス等に対する抗体等を挙げることが
できるが、これらに限定されるものではない。また、こ
れらの被検物質を含む検体としては、血液、血清、血
漿、尿、便、髄液、唾液、各種組織液等の体液や、各種
飲食物並びにそれらの希釈物等を挙げることができるが
これらに限定されるものではない。また、被検物質とな
る核酸は、血液や細胞から常法により抽出した核酸を標
識してもよいし、該核酸を鋳型として、PCR等の核酸
増幅法によって増幅したものであってもよい。後者の場
合には、測定感度を大幅に向上させることが可能であ
る。核酸増幅産物を被検物質とする場合には、蛍光物質
等で標識したヌクレオシド三リン酸の存在下で増幅を行
うことにより、増幅核酸を標識することが可能である。
また、被検物質が抗原又は抗体の場合には、被検物質で
ある抗原や抗体を常法により直接標識してもよいし、被
検物質である抗原又は抗体を選択結合性物質と結合させ
た後、繊維を洗浄し、該抗原又は抗体と抗原抗体反応す
る標識した抗体又は抗原を反応させ、繊維に結合した標
識を測定することもできる。
The test substance to be subjected to the measurement method using the fiber or the fiber array of the present invention includes a nucleic acid to be measured,
Examples include, but are not limited to, genes such as pathogenic bacteria and viruses, genes causing genetic diseases and parts thereof, various biological components having antigenicity, antibodies against pathogenic bacteria and viruses, and the like. . Examples of samples containing these test substances include body fluids such as blood, serum, plasma, urine, stool, cerebrospinal fluid, saliva, various tissue fluids, various foods and drinks, and dilutions thereof. It is not limited to these. The nucleic acid to be a test substance may be a nucleic acid extracted from blood or cells by a conventional method, or may be a nucleic acid amplified by a nucleic acid amplification method such as PCR using the nucleic acid as a template. In the latter case, the measurement sensitivity can be greatly improved. When a nucleic acid amplification product is used as a test substance, the amplified nucleic acid can be labeled by performing amplification in the presence of a nucleoside triphosphate labeled with a fluorescent substance or the like.
When the test substance is an antigen or antibody, the test substance antigen or antibody may be directly labeled by an ordinary method, or the test substance antigen or antibody may be bound to the selective binding substance. After that, the fiber is washed, and a labeled antibody or antigen reacting with the antigen or antibody is reacted with the antigen or antibody to measure the label bound to the fiber.

【0037】固定化物質と被検物質を相互作用させる工
程は、従来と全く同様に行うことができる。反応温度及
び時間は、ハイブリダイズさせる核酸の鎖長や、免疫反
応に関与する抗原及び/又は抗体の種類等に応じて適宜
選択されるが、核酸のハイブリダイゼーションの場合、
通常、50℃〜70℃程度で1分間〜数時間、免疫反応
の場合には、通常、室温〜40℃程度で1分間〜数時間
程度である。
The step of allowing the test substance to interact with the immobilized substance can be performed in exactly the same manner as in the prior art. The reaction temperature and time are appropriately selected depending on the chain length of the nucleic acid to be hybridized, the type of antigen and / or antibody involved in the immune reaction, and the like. In the case of nucleic acid hybridization,
Usually, it is 1 minute to several hours at about 50 ° C. to 70 ° C., and in the case of an immune reaction, it is usually about 1 minute to several hours at room temperature to about 40 ° C.

【0038】上記方法により、固定化された選択結合性
物質と選択的に結合する核酸や抗体、抗原等の被検物質
を測定することができる。すなわち、選択結合性物質と
して核酸を固定化した場合には、この核酸又はその一部
と相補的な配列を相補的な配列を有する核酸を測定する
ことができる。また、選択結合性物質として抗体又は抗
原を固定化した場合には、この抗体又は抗原と免疫反応
する抗原又は抗体を測定することができる。なお、本明
細書でいう「測定」には検出と定量の両者が包含され
る。
According to the above-described method, a test substance such as a nucleic acid, an antibody, or an antigen which selectively binds to the immobilized selective binding substance can be measured. That is, when a nucleic acid is immobilized as a selective binding substance, a nucleic acid having a sequence complementary to a sequence complementary to the nucleic acid or a part thereof can be measured. When an antibody or antigen is immobilized as a selective binding substance, an antigen or antibody immunoreacting with the antibody or antigen can be measured. The “measurement” referred to in the present specification includes both detection and quantification.

【0039】本発明を用いることにより、各種生物にお
ける、遺伝子や蛋白質、糖鎖の発現を効率的、迅速かつ
簡便に調べることができる。例えば、正常ヒト肝臓およ
び肝炎ウイルス感染肝臓から抽出した核酸を標識後、発
明の繊維に各種既知のヒト遺伝子を固定化した繊維配列
体おのおのにハイブリダイゼーションを行う。正常肝臓
核酸と肝炎肝臓核酸の配列体への結合の程度を比較する
ことにより、肝炎肝臓での遺伝子発現の変化を調べるこ
とができる。
By using the present invention, the expression of genes, proteins, and sugar chains in various organisms can be efficiently, rapidly and simply examined. For example, after labeling nucleic acids extracted from normal human liver and liver infected with hepatitis virus, hybridization is performed on each of the fiber arrays in which various known human genes are immobilized on the fibers of the present invention. By comparing the degree of binding of the normal liver nucleic acid and the hepatitis liver nucleic acid to the sequence, changes in gene expression in the hepatitis liver can be examined.

【0040】同様に、蛋白質である各種モノクローナル
抗体を結合させた繊維配列体に、標識した正常脳抽出蛋
白質およびアルツハイマー脳抽出蛋白質を結合させ、結
合した蛋白質を正常と比較することによりアルツハイマ
ー脳における蛋白質の異常発現を調べることができる。
Similarly, a labeled normal brain extract protein and an Alzheimer's brain extract protein are bound to a fiber array to which various monoclonal antibodies, which are proteins, are bound, and the bound proteins are compared with normal to obtain a protein in the Alzheimer's brain. Abnormal expression can be examined.

【0041】[0041]

【実施例】本発明を以下の実施例によって更に詳細に説
明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるも
のではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

【0042】実施例1 アクチン遺伝子の核酸液(宝酒造株式会社製)(該核酸
濃度10μg/ml)にポリメチルメタクリレート光フ
ァイバー繊維(直径250μm、長さ100mm)の一
端を浸し、空気中で乾燥後、紫外線処理(ストラタジー
ン社製UVクロスリンカーを使用)を行い、核酸が固定化
された繊維を得た。用いた核酸配列の一部に相補的なオ
リゴヌクレオチドを合成し、ディゴキシゲニン(DIG:
Digoxigenin、ロシュ・ダイアグノスティックス株式会
社)で標識した。
Example 1 One end of a polymethyl methacrylate optical fiber fiber (250 μm in diameter, 100 mm in length) was immersed in a nucleic acid solution of actin gene (Takara Shuzo Co., Ltd.) (the nucleic acid concentration was 10 μg / ml) and dried in air. UV treatment (using a UV crosslinker manufactured by Stratagene) was performed to obtain a nucleic acid-immobilized fiber. An oligonucleotide complementary to a part of the used nucleic acid sequence was synthesized, and digoxigenin (DIG:
Digoxigenin, Roche Diagnostics, Inc.).

【0043】末端アミノ化されたオリゴヌクレオチドを
それぞれ100 mMホウ酸緩衝液(pH8.5)に終濃度2 mMにな
るように溶かした。等量のジゴキシゲニン-3-O-メチル
カルボニル-α-アミノカプロン酸-N-ヒドロキシ-スクシ
ンイミドエステル (26mg/mlジメチルホルムアミド溶液)
を加え、室温にて一晩静置した。グリコーゲン(ロシュ
・ダイアグノスティックス株式会社)をキャリアーとし
てエタノール沈殿を行い、沈殿を風乾後、100μmolの10
mM Tris-HCl (pH7.5),1 mM EDTAに溶かした。こうして
得られたDIG標識オリゴヌクレオチドを試料核酸のモ
デルとして用いた。
Each of the terminally aminated oligonucleotides was dissolved in 100 mM borate buffer (pH 8.5) to a final concentration of 2 mM. Equivalent amount of digoxigenin-3-O-methylcarbonyl-α-aminocaproic acid-N-hydroxy-succinimide ester (26 mg / ml dimethylformamide solution)
Was added and left at room temperature overnight. Ethanol precipitation was performed using glycogen (Roche Diagnostics Co., Ltd.) as a carrier, and the precipitate was air-dried.
It was dissolved in mM Tris-HCl (pH 7.5) and 1 mM EDTA. The DIG-labeled oligonucleotide thus obtained was used as a model of the sample nucleic acid.

【0044】作製した核酸固定化繊維をハイブリダイゼ
ーション用のバッグに入れ、定法により(ロシュ・ダイ
アグノスティックス株式会社、製品マニュアルに準じて
実施)ハイブリダイゼーションを行った。
The prepared nucleic acid-immobilized fiber was put into a hybridization bag, and hybridization was carried out by a standard method (performed according to a product manual of Roche Diagnostics Co., Ltd.).

【0045】ハイブリダイゼーション終了後、核酸固定
化線維を洗浄後、抗DIG酵素標識抗体溶液を加え抗原
抗体反応を行わせた。反応後、核酸固定化繊維を洗浄し
未結合の抗体を除去した。DIG検出試薬を添加し、平
衡化した。水分を切り、光シグナルの検出を光ファイバ
ーの他端側から行ったところ核酸の固定化に応じてシグ
ナルが検出された。
After completion of the hybridization, the nucleic acid-immobilized fiber was washed, and an anti-DIG enzyme-labeled antibody solution was added to allow an antigen-antibody reaction. After the reaction, the nucleic acid-immobilized fiber was washed to remove unbound antibody. DIG detection reagent was added and equilibrated. When the water was removed and the optical signal was detected from the other end of the optical fiber, the signal was detected in accordance with the immobilization of the nucleic acid.

【0046】実施例2 ファイバーの前処理 直径200μmのガラス製光ファイバー(ホヤショット
(株)製)をガラス製光ファイバー専用カッターで切断
し、両側の端面を鏡面状態にした。次に、純水、エタノ
ール、NaOHの混合溶液で片方の端面をクリーニング
した後、純水で洗浄した。さらに、クリーニングした端
面を純水、ポリ−L−リシンの混合溶液(組成:10%
ポリ−L−リシン)に浸し、光ファイバーの片方の端
面上にアミノ基を導入した。
Example 2 Pretreatment of Fiber A glass optical fiber having a diameter of 200 μm (manufactured by Hoyashot Co., Ltd.) was cut with a glass optical fiber cutter, and both end faces were mirror-finished. Next, one end face was cleaned with a mixed solution of pure water, ethanol and NaOH, and then washed with pure water. Further, the cleaned end face was treated with a mixed solution of pure water and poly-L-lysine (composition: 10%
(Poly-L-lysine) to introduce an amino group on one end face of the optical fiber.

【0047】核酸溶液2種類(宝酒造(株)製 「λC
ontrol Template& Primer S
et−A」;製品番号TX803(約1000bpのλ
DNA断片)、および、宝酒造(株)製 「Human
TFR(1kb) Template & Prim
er Set」;製品番号TX806(約1000bp
のヒトトランスフェリンレセプターDNA断片))を元
に、それぞれの核酸をPCR法により増幅した。PCR
法で用いたプライマーは、それぞれの製品に同梱されて
いるものを用いた。これを精製し、精製した核酸溶液を
えた。光ファイバーのアミノ基を導入した端面側を精製
した核酸溶液に浸し、空気中で乾燥後、UVクロスリン
ク(120mJ)を行い、それぞれ1種類の核酸が端面
に固定された2本の光ファイバーをえた。次に、核酸と
反応していない光ファイバー表面の余計なアミノ基をブ
ロックするため、ホウ酸、純水、pH調整用NaOH、
無水コハク酸、1―メチル−2−ピロリドンを混合した
溶液(無水コハク酸3gを187ml 1―メチル−2
−ピロリドンに溶解し、使用直前に17ml1M Na
−borate(pH8.0) 溶液を加えたもの)に核
酸が固定された面を浸し、振とうした。その後、洗浄し
た。
Two types of nucleic acid solutions (“λC” manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.)
control Template & Primer S
et-A "; product number TX803 (λ of about 1000 bp)
DNA fragment) and “Human manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.
TFR (1 kb) Template & Prim
er Set "; product number TX806 (about 1000 bp
), The respective nucleic acids were amplified by PCR. PCR
As primers used in the method, those included in each product were used. This was purified to obtain a purified nucleic acid solution. The end face of the optical fiber into which the amino group was introduced was immersed in a purified nucleic acid solution, dried in the air, and then subjected to UV crosslink (120 mJ) to obtain two optical fibers each having one type of nucleic acid fixed to the end face. Next, in order to block unnecessary amino groups on the surface of the optical fiber that has not reacted with the nucleic acid, boric acid, pure water, NaOH for pH adjustment,
A mixed solution of succinic anhydride and 1-methyl-2-pyrrolidone (3 g of succinic anhydride in 187 ml of 1-methyl-2
-Dissolve in pyrrolidone and immediately before use 17 ml 1 M Na
The surface on which the nucleic acid was immobilized was immersed in -borate (pH 8.0 solution added) and shaken. Then, it was washed.

【0048】RNAの処理 RNA溶液(宝酒造(株)製 「λpolyA+RNA
−A」;製品番号TX802)を用意した。これは上記
核酸の1つ(TX803)と相補的な塩基配列を有して
いる。これを、逆転写酵素Super scriptII
(GIBCOBRL社製;製品番号18064−07
1)、2.5mM dATP、2.5mM dCTP、
2.5mM dGTP、1.0mM dTTP、Cy5
−dUTP(アマシャム・ファルマシア製;製品番号P
A55022)と混合し、42℃で1時間インキュベー
トして逆転写し、Cy5色素が取り込まれたcDNA溶
液を得た。
Treatment of RNA RNA solution (Takara Shuzo Co., Ltd., “λpolyA + RNA”
-A "; product number TX802) was prepared. It has a base sequence complementary to one of the above nucleic acids (TX803). This is called reverse transcriptase Superscript II.
(Manufactured by GIBCOBRL; product number 18064-07)
1), 2.5 mM dATP, 2.5 mM dCTP,
2.5 mM dGTP, 1.0 mM dTTP, Cy5
-DUTP (Amersham Pharmacia; product number P
A55022), and incubated at 42 ° C. for 1 hour to perform reverse transcription to obtain a cDNA solution in which Cy5 dye was incorporated.

【0049】同様にRNA溶液(宝酒造(株)製 「H
uman TFR RNA(1kb)」;製品番号TX
805)を用意し、Cy5−dUTPをCy3−dUT
P(アマシャム・ファルマシア製;製品番号PA530
22)と変えた以外は、上記と同じ条件で逆転写し、C
y3色素が取り込まれたcDNA溶液を得た。このCy
3色素の取り込まれたcDNAは上記核酸の1つ(TX
806)と相補的な塩基配列を有している。
Similarly, an RNA solution ("H" manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.)
human TFR RNA (1 kb) "; product number TX
805), and Cy5-dUTP is replaced with Cy3-dUT.
P (manufactured by Amersham Pharmacia; product number PA530)
Reverse transcription was carried out under the same conditions as above except that
A cDNA solution incorporating the y3 dye was obtained. This Cy
The cDNA incorporating the three dyes is one of the above nucleic acids (TX
806).

【0050】上記の色素が取り込まれた2種類のcDN
A溶液を混合、精製し、さらにバッファー(3.4 x SSC,
0.1% SDS)に溶解してハイブリタイゼーション用の溶液
を得た。
Two types of cDN incorporating the above dyes
A solution was mixed and purified, and further buffer (3.4 x SSC,
(0.1% SDS) to obtain a solution for hybridization.

【0051】ハイブリタイゼーション 1種類の核酸が端面に固定された2本の光ファイバーと
上記の色素が取り込まれたcDNA溶液(ハイブリタイ
ゼーション用の溶液)をビニール製の袋にいれ、ハイブ
リターゼーション溶液が蒸発しないように密閉した。こ
れを、65℃の条件で16時間放置した。さらに、光フ
ァイバーをビニール製の袋から取り出し、洗浄した。
Hybridization: Two optical fibers having one type of nucleic acid fixed to the end surface and a cDNA solution (a solution for hybridization) incorporating the above-mentioned dye were put in a vinyl bag, and the hybridization solution was added. Was sealed to prevent evaporation. This was left at 65 ° C. for 16 hours. Further, the optical fiber was removed from the plastic bag and washed.

【0052】蛍光検出 まず、Cy5からの蛍光が検出は以下のように行った。
蛍光の励起光としてはレーザー(波長635nm)を用
いた。この集光したビームを光ファイバーのDNA溶液
を浸した端面に照射し、もう片方の端面からでてくる光
を集光レンズで集光した。この後にダイクロイックミラ
ー(オメガオプティカル製;製品番号XF2035)を
光軸と45度の角度になるように配置し、余計な励起光
を取り除いた。ダイクロイックミラーの直後にバンドパ
スフィルター(オメガオプティカル製;製品番号XF3
076)を配置し、余計な励起光をさらに取り除いた。
このバンドパスフィルターの直後にフォトマルチメータ
(浜松ホトニクス製;製品番号H5784−02)を配
置し、Cy5色素からの蛍光を観察した。
First, detection of fluorescence from Cy5 was performed as follows.
A laser (wavelength: 635 nm) was used as the excitation light for fluorescence. The condensed beam was applied to the end face of the optical fiber in which the DNA solution was immersed, and light coming from the other end face was condensed by a condensing lens. Thereafter, a dichroic mirror (manufactured by Omega Optical; product number XF2035) was arranged at an angle of 45 degrees with respect to the optical axis, and unnecessary excitation light was removed. Immediately after the dichroic mirror, a band pass filter (manufactured by Omega Optical; product number XF3)
076) was arranged, and unnecessary excitation light was further removed.
A photomultimeter (manufactured by Hamamatsu Photonics; product number H5784-02) was placed immediately after this bandpass filter, and the fluorescence from the Cy5 dye was observed.

【0053】Cy3からの蛍光は、ダイクロイックミラ
ーとバンドパスフィルターをCy3用のものにし(それ
ぞれオメガオプティカル製;製品番号XF2017、X
F3083)、照射するレーザーの波長を530nmと
した以外は上記と同じ方法で検出した。
For the fluorescence from Cy3, a dichroic mirror and a bandpass filter are used for Cy3 (manufactured by Omega Optical; product numbers XF2017 and XF2017, respectively).
F3083), detection was performed in the same manner as described above except that the wavelength of the laser to be irradiated was 530 nm.

【0054】このような方法で、上記のハイブリタイゼ
ーション後の2種類の光ファイバーからの蛍光をCy
5、Cy3のそれぞれについて測定した。TX803の
核酸溶液に浸して作製した光ファイバーからは、Cy5
の蛍光のみが観察され、Cy3の蛍光は検出されなかっ
た。TX806の核酸溶液に浸して作製した光ファイバ
ーからは、Cy3だけの蛍光が観察され、Cy5からの
蛍光は検出されなかった。
In this way, the fluorescence from the two types of optical fibers after the above-mentioned hybridization is Cy.
5, and each of Cy3 was measured. From an optical fiber produced by immersion in a nucleic acid solution of TX803, Cy5
Was observed, and the fluorescence of Cy3 was not detected. From the optical fiber prepared by immersion in the nucleic acid solution of TX806, fluorescence of only Cy3 was observed, and fluorescence of Cy5 was not detected.

【0055】実施例3 実施例2の光ファイバーを束にして、励起光のビームを
スキャンし、それぞれの光ファイバーからの蛍光を検出
した以外は、実施例2と同様な測定を行った。その結
果、実施例2と同様な結果が得られた。
Example 3 The same measurement as in Example 2 was carried out except that the optical fibers of Example 2 were bundled, the excitation light beam was scanned, and the fluorescence from each optical fiber was detected. As a result, the same result as in Example 2 was obtained.

【0056】実施例4 励起光であるレーザーを照射する光ファイバーの端面を
DNA溶液に浸していない端面とする以外は、実施例2
と同様な測定を行った。すなわち、蛍光を検出する際の
光ファイバーの向きを実施例2と逆にした以外は実施例
2と同じである。その結果、実施例2と同様な結果が得
られた。
Example 4 Example 2 was repeated except that the end face of the optical fiber irradiated with the laser as the excitation light was not immersed in the DNA solution.
The same measurement as described above was performed. That is, the second embodiment is the same as the second embodiment except that the direction of the optical fiber when detecting the fluorescence is reversed. As a result, the same result as in Example 2 was obtained.

【0057】実施例5 光ファイバー、核酸の処理は実施例2と同様に行った。
Cy5からの蛍光を測定するために、光学系を以下のよ
うにした。まず、蛍光の励起光としてはレーザー(波長
635nm)を用いた。まず、バンドパスフィルター
(オメガオプティカル製;製品番号X1069)を光軸
と垂直に配置し、励起光以外の余計な光を取り除いた。
さらに、レーザービームの光軸と45度の角度になるよ
うに、ダイクロイックミラー(オメガオプティカル製;
製品番号XF2035)を配置し、この集光したビーム
をDNA溶液に浸した端面と反対の光ファイバー端面に
照射した。さらに、DNA溶液に浸した端面から戻って
きた蛍光を、励起光を照射する側の端面側で集光し、先
に述べた、ダイクロイックミラー(オメガオプティカル
製;製品番号XF2035)を通し、さらにバンドパス
フィルター(オメガオプティカル製;製品番号XF30
76)を通して、余分な励起光をカットした。その光学
系を図1に示す。
Example 5 The treatment of an optical fiber and a nucleic acid was performed in the same manner as in Example 2.
In order to measure the fluorescence from Cy5, the optical system was as follows. First, a laser (wavelength 635 nm) was used as excitation light for fluorescence. First, a bandpass filter (manufactured by Omega Optical; product number X1069) was arranged perpendicular to the optical axis to remove unnecessary light other than the excitation light.
Furthermore, a dichroic mirror (made by Omega Optical; an angle of 45 degrees with the optical axis of the laser beam;
Product No. XF2035) was placed, and this focused beam was irradiated on the end face of the optical fiber opposite to the end face immersed in the DNA solution. Further, the fluorescence returned from the end face immersed in the DNA solution is collected on the end face side on the side to which the excitation light is irradiated, passed through the dichroic mirror (manufactured by Omega Optical; product number XF2035), and further banded. Pass filter (manufactured by Omega Optical; product number XF30)
76), the extra excitation light was cut. The optical system is shown in FIG.

【0058】Cy3からの蛍光は、ダイクロイックミラ
ーとバンドパスフィルターをCy3用のものにし(それ
ぞれオメガオプティカル製;製品番号XF1074、X
F2017、XF3083)、照射するレーザーの波長
を532nmとした以外は上記と同じ方法で検出した。
For the fluorescence from Cy3, a dichroic mirror and a band-pass filter are used for Cy3 (manufactured by Omega Optical; product numbers XF1074 and XF1074, respectively).
F2017, XF3083), and detection was performed in the same manner as described above, except that the wavelength of the laser to be irradiated was 532 nm.

【0059】このような方法で、上記のハイブリダイゼ
ーション後の2種類の光ファイバーからの蛍光をCy
5、Cy3のそれぞれについて測定した。TX803の
核酸溶液に浸して作製した光ファイバーからは、Cy5
の蛍光のみが観察され、Cy3の蛍光は検出されなかっ
た。TX806の核酸溶液に浸して作製した光ファイバ
ーからは、Cy3だけの蛍光が観察され、Cy5からの
蛍光は検出されなかった。
In this way, the fluorescence from the two types of optical fibers after the above-described hybridization is Cy
5, and each of Cy3 was measured. From an optical fiber produced by immersion in a nucleic acid solution of TX803, Cy5
Was observed, and the fluorescence of Cy3 was not detected. From the optical fiber prepared by immersing it in the nucleic acid solution of TX806, fluorescence of only Cy3 was observed, and fluorescence from Cy5 was not detected.

【0060】実施例6 光ファイバーを細い光ファイバーが多数束ねられたイメ
ージコンジット(エドモンド・オプティックス・ジャパ
ン製;製品番号CJ53843)とした。このイメージ
コンジットは、太さ25μmの石英製光ファイバーを3
012本束ねたものである。
Example 6 The optical fiber was an image conduit (manufactured by Edmund Optics Japan; product number CJ53843) in which many thin optical fibers were bundled. This image conduit consists of three 25 μm-thick quartz optical fibers.
012 bundles.

【0061】光ファイバー、核酸の処理は実施例5と同
様に行った。また、検出光学系は実施例5と同様にし
た。そのところ、TX803の核酸溶液に浸して作製し
た光ファイバーからは、Cy5の蛍光のみが観察され、
Cy3の蛍光は検出されなかった。TX806の核酸溶
液に浸して作製した光ファイバーからは、Cy3だけの
蛍光が観察され、Cy5からの蛍光は検出されなかっ
た。また、実施例5でのCy5、Cy3からの蛍光の強
度を1とすると、本実施例の実験では、蛍光の強度が3
となり、よりS/Nが高くなった。この理由は、イメー
ジコンジットを使用すると、収束した光が、光ファイバ
ーの内部で発散せず、効率よく励起光をサンプルに送る
ことができるためであると考えられる。
The treatment of the optical fiber and the nucleic acid was performed in the same manner as in Example 5. The detection optical system was the same as in Example 5. At that time, only the fluorescence of Cy5 was observed from the optical fiber prepared by immersing in the nucleic acid solution of TX803,
No fluorescence of Cy3 was detected. From the optical fiber prepared by immersion in the nucleic acid solution of TX806, fluorescence of only Cy3 was observed, and fluorescence of Cy5 was not detected. Further, assuming that the intensity of the fluorescence from Cy5 and Cy3 in Example 5 is 1, in the experiment of this example, the intensity of the fluorescence is 3
And the S / N became higher. It is considered that the reason for this is that, when the image conduit is used, the converged light does not diverge inside the optical fiber, and the excitation light can be efficiently sent to the sample.

【0062】実施例7 光ファイバーの処理 実施例1で用いた、直径200μmのガラス製光ファイ
バー(ホヤショット製)に、スパッタでPt膜をコート
し導電性がある光ファイバーを得た。さらに、ガラス製
光ファイバー専用カッターで切断し、両側の端面を鏡面
状態にした。さらに、端面を純水、ポリ−L−リシンの
混合溶液(組成:10% ポリ−L−リシン)に浸し、
光ファイバーの片方の端面上にアミノ基を導入した。
Example 7 Treatment of Optical Fiber A 200 μm diameter glass optical fiber (manufactured by Hoyashot) used in Example 1 was coated with a Pt film by sputtering to obtain a conductive optical fiber. Furthermore, it cut | disconnected with the cutter for exclusive use of a glass optical fiber, and the end surface of both sides was made into the mirror surface state. Further, the end face is immersed in a mixed solution of pure water and poly-L-lysine (composition: 10% poly-L-lysine),
An amino group was introduced on one end face of the optical fiber.

【0063】その後の、核酸などの処理は、実施例2と
同様にし、それぞれ1種類の核酸が端面に固定された2
本の光ファイバーと、ハイブリダイゼーション用の溶液
を得た。
The subsequent treatment of the nucleic acid and the like was performed in the same manner as in Example 2, except that one type of nucleic acid was fixed to the end face.
An optical fiber and a solution for hybridization were obtained.

【0064】ハイブリダイゼーション 1種類の核酸が端面に固定された2本の光ファイバーと
Cy5、Cy3色素が取り込まれたcDNA溶液(ハイ
ブリダイゼーション用の溶液)をマイクロチューブ
(1.5ml)に入れた。さらに、マイクロチューブの
ふたに穴をあけそこに光ファイバーを通し、DNAが固
定された光ファイバーの端面をマイクロチューブ内のハ
イブリダイゼーション溶液に浸した。さらに、マイクロ
チューブのふたの穴をペーパーボンドでシーリングし溶
液が蒸発しないように密閉した。このときのハイブリダ
イゼーション溶液は50μlとした。また、溶液の組成
は、純水に蛍光体をラベリングしたDNAを溶かしたも
のとした。これを、65℃の条件で10分間放置した。
このとき、マイクロチューブの底面に銅箔を貼り付け、
光ファイバーを陽極に、マイクロチューブ底の銅箔を陰
極にし、100Vの電圧を印加した。さらに、光ファイ
バーをマイクロチューブから取り出し、洗浄した。光を
実施例2と同様に測定したところ、TX803の核酸溶
液に浸して作製した光ファイバーからは、Cy5の蛍光
のみが観察され、Cy3の蛍光は検出されなかった。T
X806の核酸溶液に浸して作製した光ファイバーから
は、Cy3だけの蛍光が観察され、Cy5からの蛍光は
検出されなかった。このときの蛍光の強度は実施例2と
同じであった。一方、光ファイバーの条件を実施例2と
同様にし(すなわち、電圧を印加しない状態)、ハイブ
リダイゼーションの時間を10分にしたところ、蛍光の
強さは、実施例2の1/3であった。このように、光フ
ァイバーを導電性とし、電界を印加すれば、わずか10
分のハイブリダイゼーションの時間でも十分であること
が分かった。
Hybridization Two optical fibers with one type of nucleic acid immobilized on the end face and a cDNA solution (a solution for hybridization) containing Cy5 and Cy3 dyes were placed in a microtube (1.5 ml). Further, a hole was made in the lid of the microtube, an optical fiber was passed therethrough, and the end face of the optical fiber to which DNA was fixed was immersed in the hybridization solution in the microtube. Furthermore, the hole of the lid of the microtube was sealed with a paper bond and sealed so that the solution did not evaporate. The hybridization solution at this time was 50 μl. The solution was prepared by dissolving DNA labeled with a fluorescent substance in pure water. This was left at 65 ° C. for 10 minutes.
At this time, paste the copper foil on the bottom of the micro tube,
A voltage of 100 V was applied using the optical fiber as the anode and the copper foil at the bottom of the microtube as the cathode. Further, the optical fiber was taken out of the microtube and washed. When the light was measured in the same manner as in Example 2, only the fluorescence of Cy5 was observed and the fluorescence of Cy3 was not detected from the optical fiber prepared by immersion in the nucleic acid solution of TX803. T
From the optical fiber prepared by immersion in the nucleic acid solution of X806, fluorescence of only Cy3 was observed, and fluorescence of Cy5 was not detected. The fluorescence intensity at this time was the same as in Example 2. On the other hand, the conditions of the optical fiber were the same as in Example 2 (that is, no voltage was applied), and the hybridization time was 10 minutes. As a result, the intensity of the fluorescence was 1/3 of that of Example 2. Thus, if the optical fiber is made conductive and an electric field is applied, only 10
A minute of hybridization time was found to be sufficient.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明により、選択結合性物質が固定化
された繊維並びに選択結合性物質が固定化された繊維配
列体が提供される。本発明によれば、効率且つ再現性良
く選択結合性物質が固定化された繊維を提供できるとと
もに、これらの繊維を組み合わせ繊維配列体にすること
により、選択結合性物質が任意に高密度且つ正確に配列
された選択結合性物質固定化繊維配列体を再現性よく効
率的に得ることができる。さらに、光ファイバーを用い
ることにより簡便にファイバーを通じて効率良く結合し
た試料を検出することができる。また、個々の繊維に標
識を付す事により、配列体中の位置によらず被検物質が
結合した繊維個々を同定できる。
According to the present invention, there are provided a fiber having a selective binding substance immobilized thereon and a fiber array having a selective binding substance immobilized thereon. Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a fiber on which a selective binding substance is immobilized with good efficiency and reproducibility, and by combining these fibers into a fiber array, the selective binding substance can be arbitrarily dense and accurate. Can be efficiently obtained with good reproducibility. Furthermore, by using an optical fiber, it is possible to easily and efficiently detect a sample that is efficiently bound through the fiber. In addition, by attaching a label to each fiber, it is possible to identify each fiber to which the test substance is bound regardless of the position in the array.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例5で用いた測定装置の光学系部分の模式
FIG. 1 is a schematic diagram of an optical system portion of a measuring device used in Example 5.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バンドパスフィルター 2 ダイクロイックミラー 3 バンドパスフィルター 4 集光レンズ 5 光ファイバー 6 サンプル(DNA) 7 フォトマルチプライヤー 8 レーザー光源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Band pass filter 2 Dichroic mirror 3 Band pass filter 4 Condensing lens 5 Optical fiber 6 Sample (DNA) 7 Photomultiplier 8 Laser light source

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) G01N 21/78 G01N 33/543 521 33/543 521 33/552 33/552 33/566 33/566 37/00 102 37/00 102 C12N 15/00 F (72)発明者 渡辺 幸二 滋賀県大津市園山一丁目1番1号 東レ株 式会社滋賀事業場内 (72)発明者 信正 均 滋賀県大津市園山一丁目1番1号 東レ株 式会社滋賀事業場内 Fターム(参考) 2G043 AA03 BA16 DA02 DA06 EA01 GA01 GB01 HA01 HA05 HA09 JA03 KA02 KA05 KA09 LA02 2G054 AA06 CA21 CA22 FB04 GA04 GB02 4B024 AA11 AA20 CA04 HA12 4B029 AA08 AA23 BB15 BB20 CC03 GB10 4B063 QA01 QA20 QQ08 QQ43 QR42 QR56 QS25 QS34 QX02 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) G01N 21/78 G01N 33/543 521 33/543 521 33/552 33/552 33/566 33/566 37/00 102 37 / 00 102 C12N 15/00 F (72) Inventor Koji Watanabe 1-1-1, Sonoyama, Otsu City, Shiga Prefecture Inside Shiga Plant of Toray Industries, Inc. (72) Inventor Hitoshi Shinmasa 1-1-1 Sonoyama, Otsu City, Shiga Prefecture No. F-term in the Shiga Plant of Toray Industries, Inc. (reference) 2G043 AA03 BA16 DA02 DA06 EA01 GA01 GB01 HA01 HA05 HA09 JA03 KA02 KA05 KA09 LA02 2G054 AA06 CA21 CA22 FB04 GA04 GB02 4B024 AA11 AA20 CA04 HA12 4B030 AB08 AB03 AB01 AB08 AB08 AB08 AB08 AB08 AB08 AB08 AB08 AB08 AB08 AB12 QA20 QQ08 QQ43 QR42 QR56 QS25 QS34 QX02

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 選択結合性物質を固定化した繊維又は該
繊維の束を含む繊維配列体。
1. A fiber array comprising a fiber on which a selective binding substance is immobilized or a bundle of the fiber.
【請求項2】 前記選択結合性物質が、核酸、タンパク
質、糖類又は抗原性化合物である請求項1記載の繊維又
は該繊維の束を含む繊維配列体。
2. The fiber array according to claim 1, wherein the selective binding substance is a nucleic acid, a protein, a saccharide, or an antigenic compound.
【請求項3】 前記選択結合性物質が、核酸、抗体又は
抗原である請求項2記載の繊維又は該繊維の束を含む繊
維配列体。
3. The fiber array according to claim 2, wherein the selective binding substance is a nucleic acid, an antibody or an antigen.
【請求項4】 前記繊維が光透過性を有する請求項1な
いし3のいずれか1項に記載の繊維又は該繊維の束を含
む繊維配列体。
4. A fiber array comprising the fiber according to claim 1, wherein the fiber has a light transmitting property, or a fiber bundle.
【請求項5】 前記繊維が電気伝導性を有する請求項1
ないし3のいずれか1項に記載の繊維および該繊維の束
を含む繊維配列体。
5. The fiber according to claim 1, wherein the fiber has electrical conductivity.
A fiber array comprising the fiber according to any one of claims 1 to 3, and a bundle of the fiber.
【請求項6】 可撓性を有することを特徴とする請求項
1ないし5のいずれか1項に記載の固定化繊維および該
繊維の束を含む繊維配列体。
6. A fiber array comprising the fixed fibers and a bundle of the fibers according to claim 1, wherein the fibers have flexibility.
【請求項7】 前記選択結合性物質が繊維端に固定化さ
れていることを特徴とする請求項1ないし6記載の繊維
および該繊維の束を含む繊維配列体。
7. A fiber array comprising a fiber and a bundle of fibers according to claim 1, wherein the selective binding substance is fixed to a fiber end.
【請求項8】 前記選択結合性物質の種類が、繊維配列
体の全部又は一部において異なるものである請求項1な
いし7記載の繊維配列体。
8. The fiber array according to claim 1, wherein the type of the selective binding substance is different in all or a part of the fiber array.
【請求項9】 前記選択結合性物質を固定化した各繊維
が区別することができるものである請求項8記載の繊維
配列体。
9. The fiber array according to claim 8, wherein each fiber on which the selective binding substance is immobilized can be distinguished.
【請求項10】 固定化された選択結合性物質に反応し
た物質を直接繊維を通じて検出できる請求項1ないし9
のいずれか1項に記載の繊維配列体。
10. The substance which has reacted with the immobilized selective binding substance can be directly detected through a fiber.
The fiber array according to any one of the above.
【請求項11】 前記繊維が光ファイバーであることを
特徴とする請求項1ないし10いずれか1項に記載の繊
維配列体。
11. The fiber array according to claim 1, wherein the fiber is an optical fiber.
【請求項12】 請求項1ないし11のいずれか1項に
記載の繊維配列体に、該繊維配列対の繊維に固定化され
た前記選択結合性物質と選択的に結合する対応選択結合
性物質を含む被検試料を作用させ、洗浄後、該繊維に結
合された前記対応選択結合性物質を測定する、選択結合
反応の結果の測定方法。
12. A corresponding selectively binding substance that selectively binds to the fiber array according to any one of claims 1 to 11 with the selective binding substance immobilized on the fibers of the fiber array pair. A method for measuring the result of a selective binding reaction, comprising reacting a test sample containing, and washing, and then measuring the corresponding selective binding substance bound to the fiber.
【請求項13】 前記繊維が光透過性であり、前記選択
結合性物質が繊維の一端部に固定化されている請求項1
2記載の方法。
13. The fiber according to claim 1, wherein the fiber is light-transmissive, and the selective binding substance is fixed to one end of the fiber.
2. The method according to 2.
【請求項14】 前記対応選択結合性物質が蛍光若しく
は発光物質で標識されており、又は、蛍光若しくは発光
物質で標識された測定用物質と選択的に結合するもので
あり、反応及び洗浄後、前記対応選択結合性物質若しく
は前記測定用物質の標識の用いた蛍光若しくは発光物質
からの蛍光又は発光を前記繊維の他端側から測定するこ
とにより反応結果の測定を行う請求項13記載の方法。
14. The corresponding selective binding substance is labeled with a fluorescent or luminescent substance, or selectively binds to a measurement substance labeled with a fluorescent or luminescent substance, and after the reaction and washing, 14. The method according to claim 13, wherein a reaction result is measured by measuring fluorescence or luminescence from a fluorescent or luminescent substance using the corresponding selective binding substance or the label of the measurement substance from the other end of the fiber.
【請求項15】 請求項5に記載の繊維配列体に、電
圧、あるいは電流を印加し、該繊維配列対の繊維に固定
化された前記選択結合性物質と対応選択結合性物質を含
む被検試料を、選択的に結合させる方法。
15. A test comprising applying a voltage or a current to the fiber array according to claim 5 and including the selective binding substance and the corresponding selective binding substance immobilized on the fibers of the fiber array pair. A method for selectively binding a sample.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006208386A (en) * 2005-01-26 2006-08-10 Agilent Technol Inc Assay test strip with two or more markers, and reading method therefor
JP2010530762A (en) * 2007-06-28 2010-09-16 バイオニア コーポレーション Real-time monitoring equipment for nucleic acid amplification reaction products

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