JP2002544508A - 未修飾生体高分子のフッ化アシル活性化基質への固定化 - Google Patents

未修飾生体高分子のフッ化アシル活性化基質への固定化

Info

Publication number
JP2002544508A
JP2002544508A JP2000618493A JP2000618493A JP2002544508A JP 2002544508 A JP2002544508 A JP 2002544508A JP 2000618493 A JP2000618493 A JP 2000618493A JP 2000618493 A JP2000618493 A JP 2000618493A JP 2002544508 A JP2002544508 A JP 2002544508A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid support
biopolymer
unmodified
reagent
polynucleotide
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
Application number
JP2000618493A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4608107B2 (ja
JP2002544508A5 (ja
Inventor
ロバート エス マトソン、
レイモンド シー ミルトン、
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beckman Coulter Inc
Original Assignee
Beckman Coulter Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beckman Coulter Inc filed Critical Beckman Coulter Inc
Publication of JP2002544508A publication Critical patent/JP2002544508A/ja
Publication of JP2002544508A5 publication Critical patent/JP2002544508A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4608107B2 publication Critical patent/JP4608107B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54353Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals with ligand attached to the carrier via a chemical coupling agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813Hybridisation assays
    • C12Q1/6834Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S530/00Chemistry: natural resins or derivatives; peptides or proteins; lignins or reaction products thereof
    • Y10S530/81Carrier - bound or immobilized peptides or proteins and the preparation thereof, e.g. biological cell or cell fragment as carrier
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S530/00Chemistry: natural resins or derivatives; peptides or proteins; lignins or reaction products thereof
    • Y10S530/81Carrier - bound or immobilized peptides or proteins and the preparation thereof, e.g. biological cell or cell fragment as carrier
    • Y10S530/811Peptides or proteins is immobilized on, or in, an inorganic carrier
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S530/00Chemistry: natural resins or derivatives; peptides or proteins; lignins or reaction products thereof
    • Y10S530/81Carrier - bound or immobilized peptides or proteins and the preparation thereof, e.g. biological cell or cell fragment as carrier
    • Y10S530/812Peptides or proteins is immobilized on, or in, an organic carrier
    • Y10S530/815Carrier is a synthetic polymer

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 未修飾生体高分子、特に未修飾ポリヌクレオチドを固形支持体に直接結合する方法が提供される。この方法には、(a)未修飾生体高分子を用意すること、(b)フッ化アシル官能基側鎖を含む表面が少なくとも1つある固形支持体を用意すること、(c)前記未修飾生体高分子と前記固形支持体とが結合できる条件下で、前記生体高分子と前記固形支持体を接触させることが含まれる。前記未修飾生体高分子は、核酸、ポリペプチド、タンパク質、糖質、脂質およびこれらの類似体であってもよい。前記未修飾ポリヌクレオチドは、DNA、RNAまたは合成オリゴヌクレオチドであってもよい。DNAは1本鎖でも2本鎖でもよい。固形支持体と、該固形支持体のフッ化アシル官能基側鎖との反応で前記固形支持体に結合した未修飾生体高分子を含む装置も提供される。本発明の方法と装置はハイブリダイゼーションアッセイとイムノアッセイに利用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、生体高分子が固定化された固形支持体に関し、具体的
には、未修飾生体高分子が固定化された固形支持体と、未修飾生体高分子を固形
支持体に固定化する方法とに関する。
【0002】
【従来の技術】
生体高分子の合成と生体高分子の分析には、生体高分子を固形支持体に結合す
る必要がしばしばある。例えば、有機および無機材料が、ペプチド、オリゴヌク
レオチドおよび低分子有機分子の固相合成に利用される。この合成は、アミノ酸
誘導体または核酸誘導体のような活性化モノマーを、固形支持体に一方の端が結
合した成長中のオリゴマー鎖に1つずつ付加していくことを伴う。合成が完了す
ると、新たに合成された生体高分子は前記固形支持体から切断されて、生化学的
な研究または診断への応用に利用され、あるいは、前記固形支持体から生体高分
子を切断せずに利用される。
【0003】 生体高分子の分析のためには、生体高分子はいくつかの方法で固形支持体に結
合される。ブロッティング技術では、天然の生体高分子はまず膜の上に捕捉され
、その後、熱、放射線または化学的な技術により前記膜上に固定化される。こう
して固定化された生体高分子は、サザンブロット法と逆ハイブリダイゼーション
解析技術のような分析に利用することができる。
【0004】 さらに、合成または天然のオリゴヌクレオチドが、活性化されたオリゴヌクレ
オチドを固形支持体に共有結合で結合することにより固定化されている。核酸を
固形支持体(基質)に共有結合で結合するための現在の方法は、DNA(または
RNA)の修飾を伴う。例えば、オリゴヌクレオチドは通常5’−アミノ末端に
変化した誘導体となり、前記DNAを活性化した表面に共有結合するうえでより
反応しやすくなる。他の結合方法は、末端のリン酸基またはスルフィドラル基と
表面のカルボジイミドその他の活性化合物との反応を用いている(Lundら、
Nucleic Acid Res.16巻、10861−80頁、1988年
およびBischoffら、Analyt.Biochem.164巻、336
−344頁、1987年を参照せよ)。
【0005】 天然のポリヌクレオチド中に存在する反応基は弱く、結合の効率が悪いと一般
に理解されている。さらに、天然オリゴヌクレオチドが反応性が高い表面の原子
団に曝されると、過剰な架橋が起こりうる。この架橋は、結合した核酸が完全に
ハイブリダイゼーションに参加することを阻む。これらの条件は2本鎖DNAの
短い断片やオリゴヌクレオチドの場合には最も著しい。そこで、オリゴヌクレオ
チドは、効率的な結合のために、例えば5’−アミノ末端に変化した誘導体とな
るといった修飾を加えられなければならないことが多い。前記5’−アミノリン
カーにより、アミノ基を含むDNAは、シリル化されたスライドにチップ表面の
アルデヒド基とシッフ基反応により選択的に結合することが可能になる。天然の
未修飾DNAに比べてアミノ基が修飾されたDNAの選択性はcDNAでは約1
0:1で、1本鎖15量体については約10,000:1である。これらの中間
の長さのDNA分子はこれらの中間の選択比を示す。さらに、前記5’末端での
アミノ基を介するDNAとチップとの結合により、ハイブリダイゼーション反応
の間に結合した分子に立体的に接近することが許容される。したがって、後から
修飾することは、例えばオリゴヌクレオチドプローブをアレイ作成のために結合
させるためには必須だと考えられてきた。かかる事後修飾の過程には相当な費用
と時間のかかる追加のステップが必要である。
【0006】 そこで、生体高分子、特に未修飾生体高分子を固形支持体に結合するためのよ
り効率的な方法を開発することが望ましい。ポリヌクレオチドのような未修飾生
体高分子を固形支持体に直接結合する方法を開発することが特に望ましい。
【0007】 発明の概要 本発明は、1本鎖または2本鎖DNAの短い断片と長い断片の両方とも、スペ
ーサーアームなしで、かつ、これらのポリヌクレオチドを修飾せずに、直接フッ
化アシルで活性化された支持体に効率よく結合することができるという発見に基
づいている。本発明はまた、プロテインA、抗体、ストレプトアビジン等のよう
な他の生体高分子もこれらの生体高分子を修飾することなく固形支持体に結合す
ることができるという発見にも基づいている。
【0008】 したがって、本発明の1の局面は、未修飾の生体高分子を固形支持体に結合す
る方法を提供することである。この方法は、(a)未修飾の生体高分子を用意す
ること、(b)フッ化アシル官能基側鎖を含む少なくとも1つの表面がある固形
支持体を用意すること、(c)前記未修飾生体高分子と前記固形支持体との結合
が起こるのに十分な条件下で、前記生体高分子と前記固形支持体を接触させるこ
とを含む。
【0009】 本発明の実施態様によると、前記生体高分子は、核酸、タンパク質、糖質、脂
質およびこれらの類似体でもかまわない。本発明の1の実施態様では、前記生体
高分子はオリゴヌクレオチドであり、該オリゴヌクレオチドは、合成されたオリ
ゴヌクレオチド、増幅されたDNA、cDNA、1本鎖DNA、2本鎖DNA、
PNA、RNAまたはmRNAであってもよい。また、本発明の実施態様による
と、前記固形支持体は、高分子材料、カラス、セラミック、天然繊維、シリコン
、金属およびこれらの複合材料であってもよい。
【0010】 本発明の別の局面は、サンプル中の生体高分子のターゲットを分析する方法を
提供することである。この方法は、(a)フッ化アシル基側鎖を少なくとも1つ
の表面に有する材料で作製された固形支持体を用意すること、(b)前記生体高
分子のターゲットと複合体を形成することができ、第2の生体高分子を含む試薬
を用意すること、(c)未修飾試薬または未修飾生体高分子のいずれかが前記固
形支持体と結合できる条件下で、前記固形支持体を前記未修飾試薬または前記未
修飾生体高分子のターゲットと接触させること、(d)前記試薬と前記生体高分
子のターゲットを含む複合体が形成できる条件下で、前記未修飾試薬と結合した
固形支持体を前記生体高分子のターゲットと接触させるか、あるいは前記未修飾
生体高分子のターゲットと結合した固形支持体を前記試薬と接触させること、(
e)前記サンプル中に含まれる前記生体高分子のターゲットの有無または量の測
定値として、前記複合体の存在を検出し測定することを含む。
【0011】 本発明のさらなる局面は、複数の未修飾生体高分子と固形支持体を含まれる装
置を提供することである。前記固形支持体はフッ化アシル官能基側鎖を含む少な
くとも1つの表面を有し、前記生体高分子は前記フッ化アシル官能基側鎖との反
応によって前記固形支持体を結合している。
【0012】 本発明は、ジェノセンサーアレイ(genosensor arrays)の
ようなポリヌクレオチドアレイと、差次的遺伝子発現マイクロアレイのようなそ
の他のアレイを基本とするシステムの製作に利用するのに好適である。前記ポリ
ヌクレオチドアレイは、生物活性を評価し同定するために使用される。本発明は
、ポリヌクレオチドの配列決定を目的とするポリヌクレオチドアレイの製作にも
利用できる。さらに、本発明はハイブリダイゼーションアッセイおよびイムノア
ッセイに利用できる。
【0013】 本発明は多くの利点を提供する。本発明により、未修飾の生体高分子は固形支
持体に直接結合することが可能になる。よって、本発明は、生体高分子のアレイ
を作るための過程を簡単にし、さらに多目的に利用できるようにする。
【0014】 本発明には、技術的な利点とともに経済的な利点がある。第1に、アミノ修飾
されたDNAのような、修飾された生体高分子をコストをかけて生産することを
回避できる。オリゴヌクレオチドを事後修飾する作業は時間がかかり、コストも
2倍と相当増大する。第2に、事後修飾の過程がもはや不要になるため、アレイ
をつくる仕事が非常に簡単になる。
【0015】 発明の詳細な説明 本発明の1の局面は、未修飾生体高分子を固形支持体に結合する方法を提供す
ることである。この方法は、(a)未修飾生体高分子を用意すること、(b)フ
ッ化アシル官能基側鎖を含む少なくとも1つの表面を有する固形支持体を用意す
ること、(c)前記未修飾生体高分子が前記固形支持体と結合できる条件下で、
前記生体高分子を前記固形支持体と接触させることを含む。
【0016】 ここで用いられる「生体高分子」という用語は、核酸、ポリヌクレオチド、ポ
リペプチド、タンパク質、糖質、脂質およびこれらの類似体を指す。ここで用い
られる「ポリヌクレオチド」という用語は、分離した断片として、またはより大
きな構築体の構成部分となった、デオキシリヌクレオチドまたはリボヌクレオチ
ドのポリマーを指す。ここで用いられる「ポリヌクレオチド」は、DNA、RN
A、PNA(ペプチド核酸)のようなDNAの類似体または合成されたオリゴヌ
クレオチドであってもよい。前記DNAは、1本鎖または2本鎖か、あるいはP
CR技術により増幅されたDNAであってもよい。前記RNAはmRNAであっ
てもよい。前記オリゴヌクレオチドの長さは3bpないし10kbでよい。本発
明の1の実施態様に従うと、ポリヌクレオチドの長さは約50bpないし10k
bの範囲内であり、100bpないし1.5kbであることが好ましい。本発明
の別の実施態様に従うと、合成されたオリゴヌクレオチドの長さは、約3ないし
100個のヌクレオチドの範囲内である。本発明のさらなる実施態様に従うと、
前記オリゴヌクレオチドの長さは約15ないし20個のヌクレオチドの範囲内で
ある。
【0017】 ここで用いられる「ポリペプチド」は、あるアミノ酸のα−カルボキシル基が
別のアミノ酸のα−アミノ基とペプチド結合により結合している、アミノ酸のポ
リマーを指す。タンパク質はジスルフィド結合で結びつけられた1つまたは複数
のポリペプチドを含むこともある。前記タンパク質の例には、抗体、抗原、リガ
ンド、レセプター等が含まれるが、これらに限られない。
【0018】 本発明の生体高分子は該生体高分子を修飾することなく固形支持体に結合でき
ることが、本発明の発見である。例えば、本発明の1の実施態様に従うと、オリ
ゴヌクレオチド、プロテインA、抗体またはストレプトアビジンのような、しか
しこれらに限らない、生体高分子は、該生体高分子を何ら修飾することなく固形
支持体に結合することができる。
【0019】 本発明の目的のためには、本発明の固形支持体は該固形支持体の少なくとも1
つの表面にフッ化アシル官能基を形成するために誘導体とすることができるいか
なる材料であってもよい。固形支持体の例には、高分子材料、ガラス、セラミッ
ク、天然繊維、シリコン、金属およびこれらの複合材料が含まれるが、これらに
限られない。
【0020】 本発明の1の実施態様に従うと、本発明の固形支持体は、フッ化アシル官能基
側鎖を有する少なくとも1つの表面がある高分子材料で作製されてもよい。前記
固形支持体の詳しい説明および前記固形支持体の製造方法は、「生体高分子を固
定化するためのポリマー試薬」という名称の出願中の米国特許出願第08/79
7,222号明細書に記載されており、関連する内容は引用によりここにその全
体が取り込まれている。
【0021】 簡潔には、固形支持体の作製に適するポリマー材料は、前記固形支持体の少な
くとも1つの表面にフッ化アシル官能基側鎖を形成することができるように誘導
体とすることができるいかなる材料でもかまわない。例えば、カルボキシル官能
基側鎖を有するポリマー材料またはカルボキシル基を支持するように改変するこ
とができるポリマー材料は、適当な試薬を用いてフッ化アシル官能基を形成する
ように反応させることができる。本発明の1の実施態様では、固形支持体はエチ
レンアクリル酸コポリマー、エチレンメタクリル酸コポリマーまたは誘導ポリプ
ロピレンで製造される。本発明の技術分野の通常の技量を有する者は、カルボキ
シル基を支持するように誘導体とすることができるポリマー材料で、前記カルボ
キシル基が表面のフッ化アシル官能基を提供するように改変することができる材
料には、広範囲の材料が含まれることを認識するはずである。例えば、フッ化ア
シルに変換するのに適したカルボキシル基を提供するために、無水コハク酸のよ
うな環状無水物と反応させられたアミノ化ポリプロピレンは特に有用である。
【0022】
【化1】
【0023】 他の適当なポリマー材料には、カルボキシル基側鎖を露出するために鹸化され
たメチルメタクリレートまたはメチルアクリレートが含まれる。
【0024】 さらに他のポリマー材料で、反応性のあるカルボキシル基を提供するために容
易に分子の一部を変更できるものは、水酸化ポリアクリロニトリルまたは水酸化
ポリメタクリロニトリルである。
【0025】
【化2】
【0026】 本発明に従うと、前記固形支持体の少なくとも1つの表面にフッ化アシル官能
基を形成するための適当な試薬には、カルボキシル反応性のフッ素化試薬が広く
含まれる。最も好ましい試薬は、以下の反応でカルボキシル基側鎖と反応する、
ジエチルアミノ硫黄トリフルオリド((diethylaminosulphu
r)trifluoride(DAST))である。
【0027】
【化3】
【0028】 他の試薬にはフッ化シアヌールが含まれる。
【0029】
【化4】
【0030】 ヘキサフルオロリン酸テトラメチルフルオロホルムアミジニウムも含まれる。
【0031】
【化5】
【0032】 本発明の最も好ましい実施態様では、厚さ約0.5mmのシートに成形された
エチレンアクリル酸コポリマーまたはエチレンメタクリル酸コポリマーの少なく
とも1つの表面を、5%のDAST溶液に数時間曝して修飾する。ジクロロメタ
ンとアセトニトリルの洗浄を用いた反応停止後、このフィルムは、以下に記載の
とおり、生体高分子を固定化または合成するためにいつでも使用できる。有利な
ことには、フッ化アシルで活性化されたポリマー材料は常温で驚異的に安定であ
り、涼しく乾いた環境で保存すると、貯蔵寿命が無限であることが発見された。
【0033】 本発明の固形支持体は、エチレンアクリル酸コポリマーまたはエチレンメタク
リル酸コポリマー製の固形支持体を用意すること、該固形支持体の少なくとも1
つの表面を活性化試薬と反応させることにより、該表面を誘導体にすることを含
む方法により準備されてもよい。適当な活性化試薬はアクリルまたはメタクリル
のカルボキシル基と反応して、例えば活性化アシル官能基のような、反応性のあ
る側鎖の官能基を形成することができる試薬である。
【0034】 本発明の別の実施態様に従うと、本発明の固形支持体は、不活性の固形支持体
にフッ化アシル官能基側鎖を含むポリマー材料でコーティングすることにより調
製してもよい。例えば、ポリグルタミン酸のカルボキシル基は、DASTのよう
な適当なフッ化試薬によりフッ化アシルに変換されうる。この変換されたポリマ
ー材料をマイクロタイタープレート等の固形支持体にコーティングするために使
用してもよい。
【0035】 本発明の固形支持体は生物活性の評価または同定のための生体高分子アレイの
調製に特に有用であるため、前記固形支持体は少なくとも1つの平らな表面を有
する素子の形状とすることが好ましい。前記固形支持体のサイズはいろいろであ
ってもよいが、固定化生体高分子の最終的な用途に依存する。本発明の技術分野
の通常の技量を有する者は、小型化された固形支持体上に固定化された生体高分
子のアレイが多年にわたり開発中であることを承知している。これらの固形支持
体は平方ミリメートルの単位で計測でき、異なる生体高分子が前記小型化された
固形支持体の異なる部位特異的な場所に結合した、多数の異なる固定化生体高分
子をこれらの固形支持体は有することができる。ディップスティック形状の固形
支持体も本発明の範囲に含まれる。本発明の技術分野に知られているとおり、デ
ィップスティックは各辺が数センチメートルの矩形をしているのが典型的である
。反対に、ゲノム全体の配列決定に用いられるポリヌクレオチドアレイのような
大きな生体高分子アレイは、1メートル以上の単位の大きさであってもかまわな
い。
【0036】 特殊な検査機器を含む多数の異なる検査技術に適応するために、適当な固形支
持体はさまざまな形状のいずれの形をとってもよい。例えば、固形支持体の作製
用と同じポリマー材料で生体高分子アレイホルダーを成形することは有利である
。かかるシステムでは、前記ホルダーは固形支持体であり、ロボットアームが反
応ステーションと検出ステーションの間で生体高分子アレイを移動する自動診断
システムによって容易に取り扱われる形状を含めて、いかなる形状であってもよ
い。かかるホルダーが固形支持体のときには、該ホルダーは生体高分子を結合す
るために適した平らなまたは連続的な表面を取り込んでいることが好ましい。
【0037】 本発明の1の実施態様に従うと、本発明の固形支持体は多孔質または非孔質の
材料でできたものであってもよい。本発明の別の実施態様に従うと、本発明の固
形支持体は、糸、シート、フィルム、ゲル、膜、ビーズ、板等の構造の形状をと
ることができる。本発明のさらなる実施態様に従うと、固形支持体は、ウェルか
、槽か、台か、疎水性または親水性のパッチか、打ち抜き接着性貯留部か、ウェ
ルまたはその他の液体の流れの物理的な障壁を形成する積層された打ち抜きガス
ケットかの形状をした隔離された領域を有する平らな素子の形状をしたプラスチ
ックで作製されていてもよい。かかる固形支持体の例には、マイクロプレートま
たはこれに類するものが含まれるが、これらに限られない。
【0038】 本発明の生体高分子は、未修飾の前記生体高分子と本発明の固形支持体との結
合ができる条件下で、前記生体高分子を前記固形支持体と接触させることにより
、該固形支持体と結合される。前記未修飾生体高分子を固形支持体に共有結合で
結合するための条件は、前記生体高分子が前記固形支持体のフッ化アシルと反応
することができる場合に十分である。理論に拘束されることを望むわけではない
が、本発明の条件下では未修飾生体高分子は固形支持体に含まれるフッ化官能基
が生体高分子の求核官能基と置換することにより、前記固形支持体と結合するの
かもしれない。
【0039】 本発明の1の実施態様に従うと、未修飾ポリヌクレオチドにフッ化アシルとの
反応を起こさせるような条件下で、前記固形支持体のフッ化アシルで活性化され
た表面を接触させるステップは、pHが好ましくは中性または塩基性の水性バッ
ファーの存在下で、前記固形支持体の表面を前記未修飾ポリヌクレオチドに曝す
ことにより達成される。中性または塩基性のpH条件下で前記フッ化アシル官能
基を前記未修飾ポリヌクレオチドと接触させることにより、前記オリゴヌクレオ
チドは前記固形支持体の表面に直接結合されることになる。本発明の目的のため
には、塩基性のpH条件とは、8より高いpH条件をいう。塩基性のpH条件に
より前記ポリヌクレオチドの前記固形支持体への結合が可能になるとき、この塩
基性のpH条件は十分である。本発明の1の実施態様に従うと、本発明の塩基性
のpH条件とは、約9ないし12のpHである。用いる方法に応じて前記塩基性
pH条件は異なることを理解すべきである。本発明の技術分野の通常の技量を有
する者は、本発明の開示を考慮して、特定の結合反応の塩基性のpH条件を容易
に確かめることができる。
【0040】 本発明の固形支持体は、当業者に知られた方法により、未修飾生体高分子と接
触することができる。例えば、接触のステップは、ジェットプリント法、固形素
子または開放キャピラリー素子接触プリント法、マイクロフルイディックチャン
ネルプリント法、シルクスクリーン法、および電気化学的または電磁的な力に基
づく印刷素子を用いる技術によって実行されるものでもかまわない。代替策とし
ては、前記接触のステップは前記未修飾生体高分子を前記固形支持体にスポット
をすることにより実行されるものでもかまわない。
【0041】 例えば、1の実施態様では、前記固形支持体は手作業でスポットすることによ
り未修飾オリゴヌクレオチドに曝される。手作業でのスポットの例には、ピペッ
ターまたはビオメックのピンツールでの手作業のスポットが含まれるが、これら
に限られない。この場合には、好ましい水溶性塩基は、pHが9ないし10の範
囲の炭酸水素ナトリウム−炭酸である。他の実施態様では、前記固形支持体はジ
ェットプリント法の技術により未修飾ポリヌクレオチドに曝される。商業的に入
手可能なジェットプリンターを使用する熱インクジェットプリント技術と、米国
特許第4,877,745号明細書に記載の圧電マイクロジェットプリント技術
とが、未修飾ポリヌクレオチドを固形支持体にスポットするのに利用できる。こ
の場合には、水溶性塩基はpHが約10ないし12のLiCl塩溶液である。
【0042】 本発明の固形支持体は、生体高分子が前記固形支持体との接触が起こるかぎり
、いかなる方法によって前記生体高分子に曝されてもかまわないことを理解すべ
きである。ここに明示的に記載されていない他の水性バッファーシステムであっ
ても、ひとたび生体高分子と固形支持体が互いに接触すると両者の結合が起こる
のに十分な条件をかかる水性バッファーが提供するものであるかぎり、本発明に
用いてもかまわないことも理解すべきである。
【0043】 本発明の実施態様に従うと、水様液中に含まれる未修飾生体高分子の濃度は、
分子のタイプ、分子のサイズ、分子の構造および前記分子の溶解度に影響を与え
うる他の因子に応じて、異なるものであってもよい。例えば、結合したポリマー
がポリヌクレオチドのときには、該ポリヌクレオチドは5nMないし40:Mの
範囲であることが好ましい。5nMないし5:Mの範囲であることがより好まし
い。
【0044】 本発明に従うと、生体高分子の固形支持体への結合に続いて、望ましくない反
応を防ぐために未反応のフッ化アシル官能基をブロックすることが好ましい。本
発明の目的のためには、前記固形支持体に残存するフッ化アシル基は、残存する
表面の反応基を不活性化できるいかなる化学物質によってブロックされてもよい
。例えば、未反応のフッ化アシル官能基は、カルボキシアミドを形成する水酸化
アンモニウムまたはエステルを形成するエタノールと反応させてもかまわない。
しかし、本発明の技術分野の通常の技量を有する者は、多くのブロック反応が可
能であることを認識している。
【0045】 前記のとおり、固定化生体高分子を利用する多くの用途では、生体高分子が固
形支持体表面の部位特異的な場所に固定化されることが要求される。グリッドと
、各生体高分子が部位特異的な場所に位置する1xnの碁盤の目状の固定化生体
高分子とを含む、規則正しい生体高分子のアレイを調製するためには、前記活性
化ポリマー材料の予め選択された部位が、所望の未修飾生体高分子溶液に曝され
る。本発明に従うと、これは、ある量の未修飾生体高分子溶液を前記固形支持体
の予め選択された位置に、手作業でアプライ、すなわち適用することにより達成
することができる。代替策として、商業的に入手可能なジェットプリンターを使
用する熱インクジェットプリント技術と、米国特許第4,877,745号明細
書に記載の圧電マイクロジェットプリント技術とが、選択された固形支持体表面
の部位に選択された未修飾生体高分子をスポットするために利用できる。
【0046】 本発明の1の実施態様に従うと、少なくとも1ないし約1536個の異なる未
修飾生体高分子を、本発明の固形支持体の少なくとも1ないし約1536箇所の
別々の隔離された領域に結合することができる。
【0047】 フッ化アシルで活性化された固形支持体に未修飾生体高分子を結合することは
、ジェノセンサーおよび差次的遺伝子発現マイクロアレイのようなアレイに基づ
くシステムの構築に利用するのに好適である。本発明の未修飾生体高分子が結合
した固形支持体は、リガンド結合アッセイ用あるいは逆ハイブリダイゼーション
法(プローブが結合したもの)またはサザンブロット法(ターゲットが結合した
もの)のいずれかのよるハイブリダイゼーションアッセイ用の装置として使用し
てもかまわない。かかる装置はイムノアッセイ法にも使用できる。
【0048】 したがって、本発明の1の局面はサンプル中の生体高分子ターゲットを解析す
るための方法を提供する。この方法は、(a)少なくとも1つの表面にフッ化ア
シル官能基側鎖を有する材料でできた固形支持体を用意すること、(b)前記生
体高分子ターゲットと複合体を形成できる第2の生体高分子を含む試薬を用意す
ること、(c)前記試薬と前記生体高分子ターゲットはともに未修飾であり、前
記試薬または前記生体高分子ターゲットのいずれかが前記固形支持体に結合でき
る条件下で、前記固形支持体を前記試薬または前記生体高分子ターゲットのいず
れかと接触させること、(d)前記未修飾試薬と前記未修飾生体高分子ターゲッ
トとの複合体が形成できる条件下で、前記試薬と結合した固形支持体を前記生体
高分子ターゲットと接触させることあるいは前記生体高分子ターゲットと結合し
た固形支持体を前記試薬と接触させること、(e)サンプル中に含まれる前記生
体高分子ターゲットの有無または量の測定値として前記複合体の有無を検出し測
定することを含む。
【0049】 本発明の目的のためには、前記生体高分子ターゲットか前記試薬かのいずれか
が本発明の固形支持体と結合できる。例えば、サザンブロット法またはノザンブ
ロット法では、生体高分子ターゲットが先に固形支持体と結合する。好ましくは
標識されたプローブが、前記生体高分子ターゲットの存在を検出するために、前
記固形支持体と接触するために用いられる。反対に、リガンド結合アッセイ法ま
たはアフィニティ精製アッセイ法では、プローブが先に固形支持体と結合するこ
とが好ましい。
【0050】 本発明の目的のためには、本発明の試薬は、前記生体高分子ターゲットを認識
し前記生体高分子ターゲットと結合することができる生体高分子を含む。試薬は
、核酸、ポリペプチド、タンパク質、糖質、脂質およびこれらの類似体からなる
グループから選択される生体高分子を含む。例えば、前記生体高分子ターゲット
がポリヌクレオチドのときには、前記試薬はこのターゲットのポリヌクレオチド
と相補的なポリヌクレオチドを含む。前記生体高分子ターゲットがレセプターま
たはリガンドのときには、前記試薬は、前記生体高分子を認識し、前記生体高分
子と結合することができるリガンドまたはレセプターを含む。生体高分子ターゲ
ットが抗原のときには、前記試薬は前記抗原を認識する抗原を含むものであって
もよく、その逆であってもよい。さらに、前記生体高分子ターゲットは結合試薬
で標識されてもよい。この場合には、前記試薬は標識された生体高分子を認識す
る結合試薬を含む。例えば、本発明の生体高分子はビオチンで標識されてもよい
。この場合には、前記試薬は前記生体高分子ターゲットのビオチンと結合可能な
ストレプトアビジンを含む。
【0051】 本発明の目的のためには、条件は、前記試薬が前記生体高分子ターゲットと結
合して複合体を形成することができる場合には十分である。かかる条件は、分子
のタイプと結合のタイプに応じて異なる。本発明の技術分野の通常の技量を有す
る者は、本発明の開示を考慮して、適当な結合条件を容易に決定することができ
る。
【0052】 本発明の実施態様に従うと、前記生体高分子ターゲットと本発明の試薬の両方
とも、レポーター分子で標識することができる。レポーター分子の例には、化学
発光化合物、酵素、蛍光化合物、金属複合体、磁性粒子、ビオチン、ハプテン、
電波発信器および放射発光化合物が含まれるが、これらに限られない。本発明の
技術分野の通常の技量を有する者は、ひとたび生体高分子ターゲットが決定され
ると、使用すべきレポーター分子のタイプを決定することが容易にできる。
【0053】 本発明の別の局面は、ハイブリダイゼーションアッセイ法、イムノアッセイ法
その他のアッセイ法を実行するための素子を提供することでもある。本発明の素
子は、複数の未修飾生体高分子と固形支持体とを含む。前記固形支持体はフッ化
アシル官能基側鎖を含む少なくとも1つの表面を有し、前記生体高分子は、前記
フッ化アシル官能基側鎖との反応により、前記固形支持体と結合する。
【0054】 本発明の目的のためには、前記結合した生体高分子は同じものであっても異な
るものであってもよい。前記生体高分子が異なる場合には、アレイを形成する固
形支持体の別々の隔離された領域に位置することが好ましい。例えば、固形支持
体はマイクロプレートであってもよい。アレイを形成するために、異なる生体高
分子をマイクロプレートの異なるウェルに結合してもよい。本発明の1の実施態
様に従うと、プローブのような、少なくとも1ないし1536個の未修飾生体高
分子が、マイクロプレートの少なくとも1ないし1536個のウェルに結合して
もよい。
【0055】 マイクロプレートのような前記装置の固形支持体は、フッ化アシル官能基で処
理された表面であってもよく、生体高分子を前記フッ化アシル官能基側鎖との反
応によって前記固形支持体に結合してもよい。代替策として、本発明の生体高分
子はフッ化アシル官能基側鎖を含むプラスチックディスクの表面にプリントされ
たものであってもよく、前記ディスクは前記マイクロプレートの底に挿入されて
もよい。
【0056】 以下の実施例は本発明の範囲を例示することを意図するものであって、限定す
るものではない。かかる実施例は使用されるであろうものの典型的なものである
が、本発明の技術分野の通常の技量を有する者に知られた他の手順が代替的に使
用されてもかまわない。実際、本発明の技術分野の通常の技量を有する者は、本
明細書の開示に基づき、過度の実験を伴うことなく、さらなる実施態様を予見し
作成することが容易にできる。
【0057】
【実施例】
実施例1 cDNAの未修飾ポリヌクレオチドがプリントされたアレイへのハイブリダイ ゼーション プライマーのアレイのプリント アクチン、G3PDH、p53およびTNFアルファの遺伝子の増幅に用いる
未修飾オリゴヌクレオチドプライマーを、LiCl:水を体積比60:25でお
およそ飽和した飽和LiCl、pH12のストック溶液に希釈することにより調
製した。得られたプリントインクは、オリゴヌクレオチドの最終濃度が10μM
であった。BioDot Dispenserシステムを使用して、それぞれの
インクを12.5nlジェット噴射することにより、フッ化アシルで活性化され
たエチレンメタクリル酸コポリマー(EMA)製の成形されたピース(バイオチ
ップ)の上にプライマーを付着してアレイを形成した。9x8のアレイは、4個
の遺伝子について3’と5’のプライマーの対のそれぞれを9回繰り返してスポ
ットしたものからなる(9x2x4=72個のスポット)。プリント後、前記ア
レイは終夜真空乾燥し、残存する表面の反応基を2時間エタノール中で不活性化
(ブロック)した。ハイブリダイゼーションに使用する準備として、前記アレイ
を短時間水でリンスした。
【0058】 cDNAプローブアレイのプリント 同様の手法で、2本鎖DNAプローブをフッ化アシルで活性化された基質にプ
リントした。cDNAはビオチン標識を取り込むことなく第1鎖DNAをPCR
で増幅した。cDNAのPCR産物(cDNAアンプリコン)は、プライマーと
、dNTPsと、補助因子と、Taq酵素とを除去するために、ゲル濾過スピン
カラム(Xtreme、Pierce Chemical)を使用して精製した
。前記アンプリコンは脱イオン水で前記カラムから溶出し、1M LiCl、p
H12に希釈して、cDNAの最終濃度5nMでLiCl:水が体積比1:1の
インクができるようにプリント用に調製した。アレイがアクチンcDNA、ベー
タミクログロブリンcDNA、G3PDHcDNA、p53cDNA、トランス
フェリンcDNAおよびTNFアルファcDNAという6個の遺伝子について9
回の繰り返しからなる(9x6=54個のスポット)ことを除いて、プライマー
プリントについて記載したのと同じスポット手順が用いられた。分注された液滴
のサイズは約16nlであった。
【0059】 ハイブリダイゼーション cDNAアレイが結合したバイオチップを、ハイブリダイゼーションの直前に
、15分間200μlの変性剤(0.15M NaCl、0.5M NaOH)
中で変性し、ストリンジェンシーバッファー(2xSSC、0.01% SDS
、pH7.0)でリンスした。プライマーアレイのバイオチップの場合には、変
性のステップは用いられなかった。以下のとおり、第1鎖cDNAのプール(肝
臓)由来のアクチン、G3PDH、p53およびTNFアルファのビオチン標識
されたPCR産物を、プライマーアレイまたはcDNAアレイとのハイブリダイ
ゼーションのために調製した:10μlのPCR溶液を10μlの水で希釈し5
0μlの変性剤を加えた。この溶液を10分間常温でインキュベーションして、
その後、150μlの中和バッファー(0.3M Tris、pH 7.5、2
.4xSSC、0.02% SDS)を添加した。混合した後、この溶液を24
穴ポリプロピレン細胞培養プレートのウェルに入れ、前記バイオチップを浸した
。ハイブリダイゼーションは、cDNAアレイについては60分間25°C、プ
ライマーアレイについては60°C60分間、加湿チャンバー中で振盪しながら
行った。前記バイオチップはその後ハイブリダイゼーション溶液から取り出して
、2xSSC、0.01% SDSを含む別のウェルに(ハイブリダイゼーショ
ンに用いたのと同じ温度での)10分間のストリンジェンシーリンスのために移
した。前記ストリンジェンシーバッファーでの最後のリンスの後、前記バイオチ
ップは過剰の溶液を除くためにブロットし、すなわち吸い取り紙で乾かし、スト
レプトアビジン−アルカリフォスファターゼ結合体中で30分間常温で静置した
。ストリンジェンシーバッファー中での大量のリンスの後、前記バイオチップを
再度ブロットし、ELF試薬(アルカリフォスファターゼ用の蛍光基質、Mol
ecular Probe、Inc.)中に置いてシグナルを現像した。前記シ
グナルは30分間現像した。短時間の水でのリンスの後、このアレイのシグナル
はCCDカメラシステムを用いて読みとられた。
【0060】 結果 図1aに示すとおり、アクチンとG3PDH由来の標識されたターゲットcD
NAはこれらに対応する固相のプライマーと特異的なハイブリダイゼーションを
したが、p53由来のcDNAはG3PDHプライマーと交差的なハイブリダイ
ゼーションを示した。TNFアルファもアクチンおよびp53の3’プライマー
と交差的なハイブリダイゼーションをした。これらの結果は、同じ手順で固定化
したプローブcDNAとハイブリダイゼーションをした標識cDNAターゲット
を用いた結果と同様である(図1b)。
【0061】 cDNAターゲットの未修飾オリゴヌクレオチドプライマーの対の手作業でス ポットされたアレイへのハイブリダイゼーション プライマーアレイの手作業でのスポット アクチン、p53およびTNFアルファの増幅用オリゴヌクレオチドプライマ
ーは、0.5M 炭酸水素ナトリウムバッファー、pH9中で、以下のスポット
用濃度で調製された。 プライマー μM(最終濃度) アクチン 3’ 5.01 アクチン 5’ 5.00 p53 3’ 3.73 p53 5’ 3.83 TNF 3’ 3.80 TNF 5’ 3.70
【0062】 これらのそれぞれについて約1μlの液滴を、フッ化アシルで活性化されたプ
ラスチック支持体(EMA)上に、手動のピペッターを使用してスポットし、図
2に示すパターンと同様のアレイを作った。
【0063】 スポット後、前記アレイは加湿したチャンバーで25°C、1時間インキュベ
ーションを行った。これらは、その後、前記チャンバーから取り出して、25分
間常温で風乾し、次に30°Cで10分間さらに乾燥した。前記プラスチック支
持体をエタノール中に60分間浸して残存する表面の反応基をブロックし、最後
に10分間脱イオン水中に浸した。
【0064】 ハイブリダイゼーション 第1鎖cDNAプール(肝臓)由来のアクチン、p53およびTNFアルファ
のビオチン標識PCR産物を以下のとおりプライマーアレイとのハイブリダイゼ
ーション用に調製した:10μlのPCR溶液を10μlの水で希釈し、30μ
lの変性剤を加えた。この溶液を10分間常温でインキュベーションした後、1
50μlの中和バッファーを加えた。混合した後、この溶液を24穴ポリプロピ
レン細胞培養プレートのウェルに入れて、バイオチップを浸した。ハイブリダイ
ゼーションは60分間60°Cで加湿チャンバー中で振盪しながら進行させた。
前記バイオチップはその後ハイブリダイゼーション溶液から取り出して、2xS
SC、0.01% SDSを含む別のウェルに置いて60°C10分間ストリン
ジェンシーリンスを行った。前記ストリンジェンシーバッファー中での最後のリ
ンスの後、前記バイオチップをブロットして余分な溶液を除き、ストレプトアビ
ジン−アルカリフォスファターゼ結合体中で30分間常温に置いた。ストリンジ
ェンシーバッファー中での大量のリンスの後、前記バイオチップを再度ブロット
して、シグナル現像用のELF試薬中に置いた。シグナルは30分間現像された
。短時間の水でのリンスに続いて、アレイのシグナルはCCDカメラシステムを
使用して読みとられた。
【0065】 結果 図3はハイブリダイゼーションの結果を示す。ビオチン標識cDNAターゲッ
トは、対応する固定化プライマープローブに対して特異的にハイブリダイゼーシ
ョンをした。アクチンおよびp53のターゲットは表面につながれた非相補的な
プライマープローブに対してほとんど交差的なハイブリダイゼーションが見られ
なかった。しかし、TNFのターゲットは、特に3’プライマーに対して顕著な
交差的なハイブリダイゼーションを示した。
【0066】 実施例3 ビオチン標識オリゴヌクレオチドターゲットのアミノ修飾または未修飾のオリ ゴヌクレオチドプローブのプリントされたアレイとのハイブリダイゼーション Fibプローブアレイのプリント 5’アミノ修飾(Fib−a)および未修飾オリゴヌクレオチド(Fib)プ
ローブは、飽和LiCl、pH12への希釈により、飽和LiCl:水が体積比
60:25となるプリント用インクで、最終濃度がFibについては10μMか
ら40μM、Fib−aについては10μMとなるように調製された。BioD
ot Dispenserシステムを使用して、各プローブについて9回の繰り
返しスポットを、それぞれのインクを16nlずつジェット噴射することにより
、フッ化アシルで活性化されたエチレンメタクリル酸コポリマー(EMA)製の
成形されたピース(バイオチップ)の上に付着してアレイを形成した。プリント
後、前記アレイは終夜真空乾燥し、残存する表面の反応基を2時間エタノール中
で不活性化(クエンチ)した。ハイブリダイゼーションに使用する準備として、
前記アレイを短時間水でリンスした。
【0067】 Fibプローブ: 5’−CGGCTGGACACGCTTCTGTAG−3’ Fib−aプローブ: 5’−NH2− CGGCTGGACACGCTTCTGTAG−3’ Fibターゲット: 5’−ビオチン−CTACAGAAGCGTGTCCAGCCG−3’
【0068】 ハイブリダイゼーション Fibターゲット(最終濃度100nM)を20μlの1μMストック溶液と
30μlの変性剤を混合して調製した。前記ターゲットを10分間常温で変性条
件下に置いた後、150μlの中和バッファーを加えた。前記バイオチップを2
4穴ポリプロピレン細胞培養プレートのウェルに入れた前記溶液中に浸し、該プ
レートを60分間60°Cで加湿チャンバー中に置いた。2xSSC、0.01
% SDS、pH7.0のストリンジェンシーバッファー中での10分間のリン
スに続き、ストリンジェンシーバッファー中で調製されたストレプトアビジン−
アルカリフォスファターゼ結合体中で30分間常温でインキュベーションした。
ストリンジェンシーバッファー中での大量のリンスの後、前記バイオチップを2
回ストリンジェンシーバッファーでリンスして未結合の結合体を除き、シグナル
を現像するためにELF試薬中に30分間浸した。短時間の水でのリンスに続い
て、バイオチップのアレイのシグナルはCCDカメラシステムを使用して読みと
られた。
【0069】 結果 図4は、ビオチン化Fibターゲットオリゴヌクレオチドが、アレイのアミノ
修飾および未修飾の両方の相補的なプローブに対してハイブリダイゼーションを
したことを示す。
【0070】 前記アレイの各プローブスポットについての平均シグナル強度の画像解析は、
3個の別々のバイオチップアレイについて行った。図5は、標準偏差から推測さ
れる数値範囲を考慮すると、アミノ修飾プローブと未修飾プローブに対するハイ
ブリダイゼーションがほぼ同レベルであったことを示す。
【0071】 実施例4 フッ化アシルで活性化したポリプロピレンフィルム上のアレイに並べられたc DNAの調製とキャラクタリゼーション ポリプロピレンフィルムの活性化 高周波プラズマ(米国特許第5,554,501号)により表面をアミノ化し
、アミン官能基を無水コハク酸との反応によりカルボキシル基に変換した。フッ
化アシルによる活性化は、共に出願中の米国特許出願第08/797,222号
出願明細書に既に記載のとおり、DAST試薬を使用して達成された。フッ化ア
シルで活性化されたポリプロピレンフィルムは、アルゴン存在下−20°Cで乾
燥状態で必要なときまで保存された。
【0072】 cDNAアレイのプリント 第1鎖cDNA(肝臓腫瘍)のPCR増幅由来の未修飾cDNAは、プライマ
ーと、dNTPsと、補助因子と、Taq酵素とを除去するために、ゲル濾過ス
ピンカラム(Xtreme、Pierce Chemical)を使用して精製
した。この精製cDNAは水でカラムから溶出され、カップリングのために0.
5M 炭酸水素ナトリウムバッファー、pH9で希釈された。384本ピンHD
RTシステムを備えたBiomek2000(登録商標)ロボットシステムが基
質にcDNA溶液をプリントするために使用された。BAPAマーカー、すなわ
ち5−(ビオチンアミド)ペンチルアミン(Pierce Chemical)
も前記フィルムの両端にプリントし、これにより結合したcDNAを挟んだ。ハ
イブリダイゼーションと無関係にストレプトアビジン−酵素結合体と結合するB
APAは、アッセイがうまくいっていること(robustness)について
の内部対照の役割を果たす。プリント後、前記フィルムを35°C15分間乾燥
してから、残存する表面の反応基をブロックするために2時間エタノール中に浸
した。前記フィルムを脱イオン水で短時間リンスして、風乾した。8cmx12
cmのフィルムを12枚に分割し、それぞれの短冊(strip)には各cDN
Aの3x3の繰り返しを2回と、前記BAPAマーカーの3x3の繰り返しを6
回とが含まれた。得られたcDNAアレイフィルムをハイブリダイゼーションま
で−20度または室温で乾燥状態で保存した。
【0073】 ハイブリダイゼーション ハイブリダイゼーションのために、それぞれのフィルムの短冊を、顕微鏡用ガ
ラス製スライド上に分注した150μlの変性剤中で15分間変性した。この変
性のステップに続いて、前記フィルムの短冊を前記スライドから取り出して、残
存する変性剤を除去するためにストリンジェンシーバッファー中でリンスした。
第1鎖cDNAのプール(肝臓腫瘍)由来のアクチン、G3PDHおよびTNF
アルファのビオチン標識されたPCR産物の混合物を、15mlポリプロピレン
試験管中で以下のとおりハイブリダイゼーション用に調製した:それぞれのcD
NAのPCR溶液15μlを混合し180μlの水で希釈した。そして337.
5μlの変性剤を添加した。変性を10分間常温で行い、1687.5μlの中
和バッファーを前記試験管に添加した。150μlのアリコートを顕微鏡用ガラ
ス製スライドに移し、フィルムアレイを、DNAの結合した面を下にして、この
溶液の上に載せた。ハイブリダイゼーションは加湿チャンバー中で振盪しながら
60分間60°Cで行った。前記フィルムの短冊を前記ハイブリダイゼーション
溶液から取り出し、50mlポリプロピレン製ねじ蓋付き培養試験管に移して、
まず短時間リンスした後、60°Cに予め加熱した40mlの2xSSC、0.
01% SDSバッファーに60°C10分間ストリンジェンシーリンスのため
に浸した。このストリンジェンシーバッファー中での最後のリンスの後、前記フ
ィルムをブロットして余分な溶液を除き、30分間常温でストレプトアビジン−
アルカリフォスファターゼ結合体の溶液を顕微鏡用ガラス製スライド上に置いた
。大量のストリンジェンシーバッファー中でのリンスに続き、前記フィルムを再
度ブロットして、シグナル現像用のELF試薬中に置いた。シグナルは30分間
現像した。短時間水でリンスした後、アレイシグナルはCCDカメラシステムを
使用して読みとられた。
【0074】 結果 対応するcDNAの混合物のハイブリダイゼーションによって決定したところ
、cDNAとBAPAマーカーのアレイをフッ化アシルで活性化されたポリプロ
ピレンフィルム上にプリントすることには成功していた(図6)。図6は、(3
枚の別々のフィルム短冊に7日目にハイブリダイゼーションを行った)フッ化ア
シルで活性化されたポリプロピレンフィルム上のcDNAとBAPAマーカーの
BiomekHDRTによるプリントを示す。フィルムアレイの保存は、常温で
も−20°Cでも、約3箇月の期間ではハイブリダイゼーションに悪影響を与え
なかった(図7)。図7は、ポリプロピレンを用いたcDNAアレイの安定性を
示す。長期にわたるアッセイ条件の相違を説明するために、シグナル強度をBA
PAマーカー強度に対して規格化(normalized)した。全てのcDN
Aプローブについて、どちらの保存条件でもハイブリダイゼーション効率が変わ
らなかった。TNFのシグナルはBAPAマーカーのシグナルよりもいつも弱か
ったが、他のcDNAハイブリダイゼーションシグナルはBAPAマーカーのシ
グナルとほぼ同じ強度のままであった。
【0075】 実施例5 タンパク質の固定化 タンパク質、バッファーおよびその他の試薬 1.ビオチン化アルカリフォスファターゼ:Pierce Immunopur
e(登録商標)(ロット番号#95120774) 2.ウサギ抗ヤギIgG(H+L):Zymed Laboratories、
South San Francisco、カリフォルニア州(ロット番号#2
112098) 3.3. ヤギ抗ビオチンIgG:Sigma Chemical Co
.(ロット番号#116H8842)、アフィニティ精製抗体、PBS中に1m
g/mlで再構成。 4.プロテインA:Zymed Laboratories、South Sa
n Francisco、カリフォルニア州(ロット番号#21212416)
;脱イオン水2ml中に5mgを再構成(2.5mg/ml)。 5.ストレプトアビジン(S.avidinii由来):Zymed Labo
ratories、South San Francisco、カリフォルニア
州(ロット番号#70536128);脱イオン水1ml中に5mgを再構成(
5mg/ml)。 6.カゼイン:Hammersten(ロット番号#BDH44020) 7.カップリングバッファー:1M 炭酸ナトリウム、pH9または10をタン
パク質溶液で0.8Mに希釈 8.ELF(登録商標)試薬(ELF(登録商標)−97内在性フォスファター
ゼ検出キット):Molecular Probes、Eugene、オレゴン
州(ロット番号#6771) 9.高塩濃度バッファー:1.0M Tris、1.5M NaCl、pH7.
5(Digene Neutralizing Buffer);Digene Diagnostics、Beltsville、メリーランド州(ロット番
号#0094MX95) 10.クエンチ/ブロックバッファー:1mg/ml カゼイン、50mM 炭
酸、0.15M NaCl、pH8.5 11.TBS:50 mM Tris、0.15 M NaCl、pH7.5
【0076】 方法 タンパク質のバイオチップへの固定化 タンパク質(プロテインA、ストレプトアビジン、ウサギ抗ヤギIgG)q1
M 炭酸バッファー、pH9または10で0.5−1.0mg/mlの濃度に希
釈した。これらのタンパク質溶液をフッ化アシルで活性化したプラスチック製バ
イオチップの表面に0.5μlの液滴として添加した。チップは加湿したチャン
バー中で25°C1時間インキュベーションをした。チップを前記チャンバーか
ら取り出し、完全に風乾した(約15分)後、クエンチ/ブロック溶液中に置い
た。チップを24穴プレート中で1.0mlの溶液に入れ、最小限30分間激し
くvortexで撹拌することにより、クエンチした。クエンチ後、チップを脱
イオン水で10分間振盪しながらリンスして、風乾した。
【0077】 ELF試薬によるアルカリフォスファターゼの検出 それぞれのチップについて、Molecular Probes社の手順(す
なわち19部の試薬Bを1部の試薬Aに加える)に従って50μlのELF試薬
を調製して、前記チップの表面に適用した。ELF試薬が付着したチップを、湿
度を維持するために水を半分満たした箱の中で30分間インキュベーションをし
た。その後、前記チップを脱イオン水で3回リンスした。前記チップを365n
mの紫外線励起光と520nmのレンズフィルターで写真撮影した。CCDカメ
ラの露出時間は10秒が典型的であった。
【0078】 実験結果 プロテインAのバイオチップへの固定化 シグナル現像と検出: TBS中に1:100希釈したウサギ抗ヤギIgGで1時間、続けて、TBS中
のヤギ抗ビオチンIgGで1時間、その後2xSSC、0.01% SDS中の
ビオチン−アルカリフォスファターゼ結合体で1時間、それぞれインキュベーシ
ョンした。ELFで現像した。固定化されたプロテインAはここに記載のサンド
イッチイムノアッセイ法においてウサギ(Rb)抗体を捕捉する機能があること
が証明された。
【0079】 ストレプトアビジンのバイオチップへの固定化 0.8M 炭酸バッファー、pH9中で1mg/mlに調製された。室温で1
時間インキュベーションをした。異なるブロック試薬(1mg/ml)中でVo
rtexerにより1時間撹拌してクエンチした。
【0080】 シグナル現像と検出 2xSSC,0.01% SDSバッファー中で1:100に希釈したビオチ
ン化アルカリフォスファターゼを1時間インキュベーションした。ELF試薬の
インキュベーションは30分間室温で行った。固定化ストレプトアビジンは、非
特異的結合を減少させることを目的とするさまざまなブロック条件下で、ビオチ
ン化酵素を特異的に捕捉する機能があることが証明された(図9)。
【0081】 抗体のバイオチップへの固定化 ヤギ抗ビオチンIgGはバイオチップに以下のとおり固定化された: 1.PBS、pH7.2中の1.0mg/ml、30分間のインキュベーション
2.PBS、pH7.2中の1.0mg/ml、60分間のインキュベーション
3.0.8M 炭酸バッファー、pH10中の0.5mg/ml、30分間のイ
ンキュベーション 4.0.8M 炭酸バッファー、pH10中の0.5mg/ml、60分間のイ
ンキュベーション
【0082】 シグナル現像と検出: 高塩濃度バッファー中で1:100希釈したビオチン−アルカリフォスファタ
ーゼ結合体と、抗体とのインキュベーションと同じ時間インキュベーションをし
た。ELF試薬による現像は室温で30分間行った。ヤギ抗ビオチンIgGとい
う抗体の固定化はpH7.2でもpH10でも成功したことが、ビオチン標識さ
れたレポーター酵素(アルカリフォスファターゼ)の特異的な捕捉により証明さ
れた。
【0083】 以上は本発明の範囲を例示することを目的とするものであって、限定すること
を目的とするものではない。実際、本発明の技術分野の通常の技量を有する者は
、ここでの開示に基づいて過度の実験を伴うことなく、さらなる実施態様を予見
し作成することができる。
【0084】 本発明の特長とその入手方法は、添付する図面とともに以上の説明を参照する
ことにより、より明確となり、最もうまく理解できる。これらの図面は本発明の
典型的な実施態様のみを描写しており、本発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1aはアクチン、G3PDH、p53およびTNF由来の標識されたターゲ
ットcDNAの、これらに対応する固相プライマーに対するハイブリダイゼーシ
ョンの結果を示す。 図1bは標識されたcDNAターゲットの、同じ手順で固定化されたこれらに
対応するプローブcDNAに対するハイブリダイゼーションの結果を示す。
【図2】 手動ピペッターでのスポットにより作られたアレイパターンを示す。
【図3】 cDNAターゲットの、未修飾オリゴヌクレオチドプライマーの対を手作業で
スポットしたアレイに対するハイブリダイゼーションの結果を示す。
【図4】 ビオチン化Fibターゲットオリゴヌクレオチドの、アレイのアミノ修飾およ
び未修飾の相補的なプローブに対するハイブリダイゼーションの結果を示す。
【図5】 アレイの各プローブのスポットについての平均シグナル強度の画像解析である
【図6】 フッ化アシルで活性化されたポリプロピレンフィルム上のcDNAとBAPA
マーカーのBiomekHDRTによるプリントを示す。
【図7】 ポリプロピレンに基づくcDNAアレイの安定性を示す。
【図8】 プロテインAの固定化を示す。
【図9】 ストレプトアビジンの固定化を示す。
【図10】 ヤギ抗ビオチンIgG抗体の固定化を示す。
───────────────────────────────────────────────────── 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 G01N 37/00 102 G01N 37/00 102 C12N 15/00 ZNAF (72)発明者 マトソン、 ロバート エス アメリカ合衆国 92869 カリフォルニア 州 オレンジ イースト キャンドルベリ ー サークル 8324 (72)発明者 ミルトン、 レイモンド シー アメリカ合衆国 90631 カリフォルニア 州 ラ アブラ トパーズ アヴェニュー 2210 Fターム(参考) 4B024 AA11 CA01 CA04 CA05 CA09 CA11 CA12 HA08 HA11 HA12 HA13 HA15 4B033 NA01 NA02 NA43 NB02 NB04 NB14 NB15 NB34 NB35 NB36 NB63 NB65 NB66 NB67 NC05 ND05 ND06 ND07 ND12 ND20 NE02 4B063 QA08 QA13 QA19 QA20 QQ02 QQ05 QQ42 QQ53 QQ79 QQ96 QR10 QR14 QR20 QR31 QR32 QR36 QR38 QR41 QR42 QR50 QR56 QR58 QR66 QR82 QS22 QS24 QS25 QS32 QS33 QS34 QS35 QS36 QX01

Claims (71)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)未修飾生体高分子を用意するステップ、(b)フッ化ア
    シル官能基側鎖を含む表面が少なくとも1つある固形支持体を用意するステップ
    、(c)前記未修飾生体高分子と前記固形支持体とが結合できるのに十分な条件
    下で、前記生体高分子を前記固形支持体と接触させるステップを含む、未修飾生
    体高分子を固形支持体と結合する方法。
  2. 【請求項2】前記生体高分子は、核酸、ポリペプチド、タンパク質、糖質、
    脂質およびこれらの類似体からなるグループから選択される、請求項1に記載の
    方法。
  3. 【請求項3】前記生体高分子は、ポリヌクレオチド、プロテインA、抗体ま
    たはストレプトアビジンからなるグループから選択される、請求項2に記載の方
    法。
  4. 【請求項4】前記生体高分子は、ポリヌクレオチドである。請求項3に記載
    の方法。
  5. 【請求項5】前記ポリヌクレオチドは、合成オリゴヌクレオチド、増幅され
    たDNA、cDNA、1本鎖DNA、2本鎖DNA、PNA、RNAまたはmR
    NAからなるグループから選択される、請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】前記ポリヌクレオチドの長さは約3bpないし10kbの範囲
    内にある、請求項4に記載の方法。
  7. 【請求項7】前記ポリヌクレオチドの長さは約100bpないし1.5kb
    の範囲内にある、請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】前記オリゴヌクレオチドの長さは約3ないし100個のオリゴ
    ヌクレオチドの範囲内にある、請求項5に記載の方法。
  9. 【請求項9】前記オリゴヌクレオチドの長さは約15ないし20個のオリゴ
    ヌクレオチドの範囲内にある、請求項8に記載の方法。
  10. 【請求項10】前記固形支持体は、ポリマー材料、ガラス、セラミック、天
    然繊維、シリコン、金属およびこれらの複合材料からなるグループから選択され
    る、請求項1に記載の方法。
  11. 【請求項11】前記固形支持体は、エチレンアシル酸、エチレンメタルリル
    酸、カルボキシ化PVDF、カルボキシ化ポリプロピレンまたはカルボキシ化ポ
    リエチレンおよびこれらのコポリマーからなるグループから選択されるポリマー
    材料である、請求項1に記載の方法。
  12. 【請求項12】前記(b)のステップには、さらに不活性の固形支持体を、
    フッ化アシル官能基側鎖を含むポリマー材料か、あるいはフッ化アシル官能基側
    鎖を支持することができるポリマー材料でコーティングすることを含む、請求項
    1に記載の方法。
  13. 【請求項13】前記固形支持体の材料は多孔質または非孔質である、請求項
    1に記載の方法。
  14. 【請求項14】前記固形支持体の形状は、糸、シート、フィルム、ゲル、膜
    、ビーズ、板およびこれらに類する構造である、請求項14に記載の方法。
  15. 【請求項15】前記固形支持体は、ウェルか、槽か、台か、疎水性または親
    水性のパッチか、打ち抜き接着性貯留部か、その他の液体の流れの物理的な障壁
    かの形状をした隔離された領域を有する平らな素子の形状をしたプラスチックで
    作製される、請求項1に記載の方法。
  16. 【請求項16】前記固形支持体はマイクロプレートである、請求項15に記
    載の方法。
  17. 【請求項17】前記プラスチックはフッ化アシル官能基で処理された表面を
    有するポリプロピレンである、請求項15に記載の方法。
  18. 【請求項18】前記接触のステップは、ジェットプリント法、固形素子また
    は開放キャピラリー素子接触プリント法、マイクロフルイディックチャンネルプ
    リント法、シルクスクリーン法および電気化学的または電磁的な力に基づく印刷
    素子を用いる技術からなるグループから選択される技術により実行される、請求
    項1に記載の方法。
  19. 【請求項19】前記接触のステップは前記未修飾生体高分子を前記固形支持
    体にスポットすることにより実行される、請求項18に記載の方法。
  20. 【請求項20】前記条件は塩基性pH条件である、請求項1に記載の方法。
  21. 【請求項21】前記塩基性pH条件はプリント溶液をpH約8ないし13に
    維持される、請求項20に記載の方法。
  22. 【請求項22】前記プリント溶液は塩を含む、請求項21に記載の方法。
  23. 【請求項23】前記塩はLiClである、請求項22に記載の方法。
  24. 【請求項24】前記プリント溶液は炭酸水素ナトリウム−炭酸バッファーを
    含む、請求項21に記載の方法。
  25. 【請求項25】前記塩基性条件はpH9ないし12である、請求項20に記
    載の方法。
  26. 【請求項26】前記生体高分子はポリヌクレオチドで、該ポリヌクレオチド
    はpH9ないし10の条件下で前記固形支持体にスポットされる、請求項1に記
    載の方法。
  27. 【請求項27】前記生体高分子はポリヌクレオチドで、該ポリヌクレオチド
    をpH10ないし12の条件下でジェットプリントする、請求項1に記載の方法
  28. 【請求項28】サンプル中の生体高分子ターゲットを分析する方法であって
    、(a)フッ化アシル基側鎖を少なくとも1つの表面に有する材料で作製された
    固形支持体を用意するステップと、(b)前記生体高分子ターゲットと複合体を
    形成でき、第2の生体高分子を含む試薬を用意するステップと、(c)前記試薬
    および前記生体高分子ターゲットはともに未修飾で、前記試薬または前記生体高
    分子ターゲットのいずれかを前記固形支持体と結合できる条件下で、前記未修飾
    試薬または前記未修飾生体高分子ターゲットのいずれかと前記固形支持体を接触
    させるステップと、(d)前記未修飾試薬と前記生体高分子ターゲットとが複合
    体を形成できる条件下で、前記未修飾試薬と結合した前記固形支持体を前記生体
    高分子ターゲットと接触させるステップまたは前記未修飾生体高分子と結合した
    固形支持体を前記試薬と接触させるステップと、(e)前記サンプル中に含まれ
    る前記生体高分子ターゲットの存在の測定値として、前記複合体の存在を検出し
    測定するステップとを含む、サンプル中の生体高分子ターゲットを分析する方法
  29. 【請求項29】前記(c)のステップにおいて前記試薬は前記固形支持体の
    表面に結合し、前記(d)のステップにおいて、前記試薬と前記生体高分子ター
    ゲットを含まれる複合体を形成できる条件下で、前記未修飾試薬と結合した前記
    固形支持体は前記生体高分子ターゲットと接触する、請求項28に記載の方法。
  30. 【請求項30】前記(c)のステップにおいて前記生体高分子ターゲットは
    前記固形支持体の表面に結合し、前記(d)のステップにおいて、前記未修飾生
    体高分子ターゲットと結合した前記固形支持体は、前記試薬と前記生体高分子タ
    ーゲットを含む複合体を形成できる条件下で、前記試薬と接触する、請求項28
    に記載の方法。
  31. 【請求項31】前記生体高分子ターゲットは、核酸、ポリペプチド、タンパ
    ク質、糖質、脂質およびこれらの類似体からなるグループから選択される、請求
    項28に記載の方法。
  32. 【請求項32】前記生体高分子ターゲットは、ポリヌクレオチド、プロテイ
    ンA、抗体またはストレプトアビジンからなるグループから選択される、請求項
    28に記載の方法。
  33. 【請求項33】前記試薬は、核酸、ポリペプチド、タンパク質、糖質、脂質
    およびこれらの類似体からなるグループから選択される生体高分子を含む、請求
    項28に記載の方法。
  34. 【請求項34】前記試薬は、ポリヌクレオチド、プロテインA、抗体または
    ストレプトアビジンからなるグループから選択される生体高分子を含む、請求項
    28に記載の方法。
  35. 【請求項35】前記生体高分子ターゲットはポリヌクレオチドで、前記試薬
    は該ポリヌクレオチドに相補的なポリヌクレオチドプローブを含む、請求項28
    に記載の方法。
  36. 【請求項36】前記複合体は前記ポリヌクレオチドと前記ポリヌクレオチド
    プローブを含み、前記複合体は前記ポリヌクレオチドプローブと前記ポリヌクレ
    オチドとのハイブリダイゼーションにより形成される、請求項35に記載の方法
  37. 【請求項37】前記生体高分子はタンパク質で、前記試薬は該蛋白質を認識
    する抗体を含む、請求項28に記載の方法。
  38. 【請求項38】前記複合体は前記タンパク質と該タンパク質に対する抗体を
    含み、前記複合体は前記抗体の前記タンパク質への結合により形成される、請求
    項37に記載の方法。
  39. 【請求項39】前記生体高分子はリガンドで、前記試薬は該リガンドと結合
    できるレセプターを含む、請求項28に記載の方法。
  40. 【請求項40】前記生体高分子はレセプターで、前記試薬は該レセプターと
    結合できるリガンドを含む、請求項28に記載の方法。
  41. 【請求項41】前記複合体は前記リガンドと前記タンパク質を含み、前記複
    合体は前記リガンドと前記レセプターとの結合により形成される、請求項39ま
    たは40に記載の方法。
  42. 【請求項42】前記(c)のステップにおいて、前記試薬または前記生体高
    分子ターゲットは前記固形支持体の表面に共有結合により結合する、請求項28
    に記載の方法。
  43. 【請求項43】前記複合体はさらに色素、化学発光化合物、酵素、蛍光化合
    物、金属複合体、磁性粒子、ビオチン、ハプテン、電波発信器および放射発光化
    合物からなるグループから選択されるレポーター分子を含む、請求項28に記載
    の方法。
  44. 【請求項44】前記固形支持体は、ポリマー材料、ガラス、セラミック、天
    然繊維、シリコン、金属およびこれらの複合材料からなるグループから選択され
    る、請求項28に記載の方法。
  45. 【請求項45】前記固形支持体は、エチレンアシル酸、エチレンメタルリル
    酸、カルボキシ化PVDF、カルボキシ化ポリプロピレンまたはカルボキシ化ポ
    リエチレンおよびこれらのコポリマーからなるグループから選択されるポリマー
    材料である、請求項28に記載の方法。
  46. 【請求項46】前記(a)のステップには、さらに不活性の固形支持体を、
    フッ化アシル官能基側鎖を含むポリマー材料か、あるいはフッ化アシル官能基側
    鎖を支持することができるポリマー材料かでコーティングすることを含む、請求
    項28に記載の方法。
  47. 【請求項47】前記固形支持体の形状は、糸、シート、フィルム、ゲル、膜
    、ビーズ、板およびこれらに類する構造である、請求項28に記載の方法。
  48. 【請求項48】前記固形支持体は、ウェルか、槽か、台か、疎水性または親
    水性のパッチか、打ち抜き接着性貯留部か、その他の液体の流れの物理的な障壁
    かの形状をした隔離された領域を有する平らな素子の形状をしたプラスチックで
    作製される、請求項28に記載の方法。
  49. 【請求項49】前記固形支持体はマイクロプレートである、請求項48に記
    載の方法。
  50. 【請求項50】前記プラスチックはフッ化アシル官能基で表面処理されたポ
    リプロピレンである、請求項48に記載の方法。
  51. 【請求項51】前記試薬または前記生体高分子ターゲットは、フッ化アシル
    官能基側鎖を含むプラスチックディスクの表面にプリントされ、該ディスクは前
    記マイクロプレートのウェルの底に挿入され、前記未修飾試薬または未修飾生体
    高分子ターゲットと結合した固形支持体を形成する、請求項28に記載の方法。
  52. 【請求項52】同じまたは異なる未修飾試薬か、前記生体高分子ターゲット
    かを前記平らな素子の異なる隔離された領域に結合してアレイを形成する、請求
    項48に記載の方法。
  53. 【請求項53】少なくとも1ないし約1536個の未修飾試薬または生体高
    分子を平らな素子の少なくとも1ないし約1536箇所別々の隔離された領域に
    結合する、請求項48に記載の方法。
  54. 【請求項54】前記平らな素子はマイクロプレートで、前記隔離された領域
    は該マイクロプレートのウェルである、請求項53に記載の方法。
  55. 【請求項55】複数の未修飾生体高分子と固形支持体を含む素子であって、
    該固形支持体はフッ化アシル官能基側鎖を含む少なくとも1つの表面を有し、該
    フッ化アシル官能基側鎖との反応により前記生体高分子は前記固形支持体と結合
    する素子。
  56. 【請求項56】前記生体高分子は、核酸、ポリペプチド、タンパク質、糖質
    、脂質およびこれらの類似体からなるグループから選択される、請求項55に記
    載の素子。
  57. 【請求項57】前記生体高分子は、ポリヌクレオチド、プロテインA、抗体
    またはストレプトアビジンからなるグループから選択される、請求項55に記載
    の素子。
  58. 【請求項58】前記生体高分子はポリヌクレオチドである、請求項55に記
    載の素子。
  59. 【請求項59】前記オリゴヌクレオチドは、合成オリゴヌクレオチド、増幅
    されたDNA、cDNA、1本鎖DNA、2本鎖DNA、PNA、RNAまたは
    mRNAからなるグループから選択される、請求項58に記載の素子。
  60. 【請求項60】前記生体高分子は同じものでも異なるものでもよい、請求項
    55に記載の素子。
  61. 【請求項61】前記固形支持体は、ポリマー材料、ガラス、セラミック、天
    然繊維、シリコン、金属およびこれらの複合材料である、請求項55に記載の素
    子。
  62. 【請求項62】前記固形支持体は、エチレンアシル酸、エチレンメタルリル
    酸、カルボキシ化PVDF、カルボキシ化ポリプロピレンまたはカルボキシ化ポ
    リエチレンおよびこれらのコポリマーからなるグループから選択されるポリマー
    材料である、請求項55に記載の素子。
  63. 【請求項63】前記固形支持体の形状は、糸、シート、フィルム、ゲル、膜
    、ビーズ、板およびこれらに類する構造である、請求項55に記載の素子。
  64. 【請求項64】前記固形支持体は、ウェルか、槽か、台か、疎水性または親
    水性のパッチか、打ち抜き接着性貯留部か、その他の液体の流れの物理的な障壁
    かの形状をした隔離された領域を有する平らな素子の形状をしたプラスチックで
    作製される、請求項55に記載の素子。
  65. 【請求項65】前記固形支持体はマイクロプレートである、請求項64に記
    載の素子。
  66. 【請求項66】前記プラスチックはフッ化アシル官能基で表面処理されてい
    る、請求項64に記載の素子。
  67. 【請求項67】前記プラスチックは、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ
    スルホン、ポリエチレンおよびこれらのコポリマーからなるグループから選択さ
    れる、請求項66に記載の素子。
  68. 【請求項68】前記生体高分子は異なる隔離された領域に結合してアレイを
    形成し、該生体高分子は同じものでも異なるものでもよい、請求項64に記載の
    素子。
  69. 【請求項69】前記素子は、(a)複数の未修飾生体高分子を用意すること
    、(b)フッ化アシル官能基側鎖を含む少なくとも1つの表面を揺する固形支持
    体を用意すること、(c)前記複数の未修飾生体高分子のそれぞれが前記固形支
    持体と該固形支持体の別々の場所で結合することができる条件下で、前記複数の
    生体高分子と前記固形支持体を接触することを含む方法により調製される、請求
    項55に記載の素子。
  70. 【請求項70】前記固形支持体は複数の隔離された場所を有し、前記生体高
    分子は前記固形支持体とそれぞれの隔離された場所で結合する、請求項69に記
    載の素子。
  71. 【請求項71】前記生体高分子は同じものまたは異なるものである、請求項
    71に記載の素子。
JP2000618493A 1999-05-12 2000-05-10 未修飾生体高分子のフッ化アシル活性化基質への固定化 Expired - Lifetime JP4608107B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/312,095 US6268141B1 (en) 1999-05-12 1999-05-12 Immobilization of unmodified biopolymers to acyl fluoride activated substrates
US09/312,095 1999-05-12
PCT/US2000/012729 WO2000070088A2 (en) 1999-05-12 2000-05-10 Immobilization of unmodified biopolymers to acyl fluoride activated substrates

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2002544508A true JP2002544508A (ja) 2002-12-24
JP2002544508A5 JP2002544508A5 (ja) 2007-06-21
JP4608107B2 JP4608107B2 (ja) 2011-01-05

Family

ID=23209859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000618493A Expired - Lifetime JP4608107B2 (ja) 1999-05-12 2000-05-10 未修飾生体高分子のフッ化アシル活性化基質への固定化

Country Status (7)

Country Link
US (2) US6268141B1 (ja)
EP (1) EP1208226B1 (ja)
JP (1) JP4608107B2 (ja)
AT (1) ATE401419T1 (ja)
DE (1) DE60039519D1 (ja)
ES (1) ES2310167T3 (ja)
WO (1) WO2000070088A2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016521129A (ja) * 2013-03-07 2016-07-21 アプライド ディーエヌエー サイエンシズ インコーポレイテッド Dnaタガントを固定するためのアルカリ活性化

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7027932B2 (en) * 2001-03-21 2006-04-11 Olympus Optical Co., Ltd. Biochemical examination method
WO2002081683A2 (en) * 2001-04-05 2002-10-17 Nextgen Sciences Ltd. Protein analysis by means of immobilized arrays of antigens or antibodies
US20030092062A1 (en) * 2001-10-24 2003-05-15 Reddy M. Parameswara Immobilizing biological molecules
US6989175B2 (en) * 2002-03-08 2006-01-24 Beckman Coulter, Inc. Acyl fluoride activation of carboxysilyl-coated glass substrates
US20050158848A1 (en) * 2002-04-12 2005-07-21 Ulrich Sieben Method for immobolizing molecules on surfaces
US20030198967A1 (en) * 2002-04-23 2003-10-23 Matson Robert S. Multi-functional microarrays and methods
US6984485B2 (en) * 2002-04-23 2006-01-10 Beckman Coulter, Inc. Polymer-coated substrates for immobilization of biomolecules and cells
US6841379B2 (en) * 2002-05-15 2005-01-11 Beckman Coulter, Inc. Conductive microplate
US20040049351A1 (en) * 2002-08-28 2004-03-11 Matson Robert S. Immunosorbent assay in microarray format
US20040229226A1 (en) * 2003-05-16 2004-11-18 Reddy M. Parameswara Reducing microarray variation with internal reference spots
EP1682261B1 (en) 2003-11-12 2012-08-15 BIO-RAD Haifa Ltd. Method for carrying out multiple binding reactions in an array format
US20070207483A1 (en) * 2006-03-02 2007-09-06 Bio-Rad Laboratories, Inc. BUFFERS FOR DETECTION OF mRNA SEPARATED IN A MICROFLUIDIC DEVICE
US10741034B2 (en) 2006-05-19 2020-08-11 Apdn (B.V.I.) Inc. Security system and method of marking an inventory item and/or person in the vicinity
EP2057465A4 (en) 2006-08-09 2010-04-21 Homestead Clinical Corp SPECIFIC ORGAN PROTEINS AND METHODS OF USE
JP5730280B2 (ja) 2009-03-16 2015-06-03 パング バイオファーマ リミテッド 非カノニカル生物学的活性を有するヒスチジル−tRNAシンテターゼスプライスバリアントを含む組成物および方法
JP5848236B2 (ja) 2009-03-31 2016-01-27 エータイアー ファーマ, インコーポレイテッド 非標準的な生物活性を有するアスパルチルtRNA合成酵素を含む組成物および方法
CA2797093C (en) 2010-04-26 2019-10-29 Atyr Pharma, Inc. Innovative discovery of therapeutic, diagnostic, and antibody compositions related to protein fragments of cysteinyl-trna synthetase
CN103096911B (zh) 2010-04-27 2018-05-29 Atyr 医药公司 与异亮氨酰-tRNA合成酶的蛋白片段相关的治疗、诊断和抗体组合物的创新发现
JP6008837B2 (ja) 2010-04-28 2016-10-19 エータイアー ファーマ, インコーポレイテッド アラニルtRNA合成酵素のタンパク質フラグメントに関連した治療用、診断用および抗体組成物の革新的発見
US9068177B2 (en) 2010-04-29 2015-06-30 Atyr Pharma, Inc Innovative discovery of therapeutic, diagnostic, and antibody compositions related to protein fragments of glutaminyl-tRNA synthetases
AU2011248490B2 (en) 2010-04-29 2016-11-10 Pangu Biopharma Limited Innovative discovery of therapeutic, diagnostic, and antibody compositions related to protein fragments of Asparaginyl tRNA synthetases
CA2797393C (en) 2010-04-29 2020-03-10 Atyr Pharma, Inc. Innovative discovery of therapeutic, diagnostic, and antibody compositions related to protein fragments of valyl trna synthetases
CA2797277C (en) 2010-05-03 2021-02-23 Atyr Pharma, Inc. Innovative discovery of therapeutic, diagnostic, and antibody compositions related to protein fragments of arginyl-trna synthetases
CA2797978C (en) 2010-05-03 2019-12-03 Atyr Pharma, Inc. Innovative discovery of therapeutic, diagnostic, and antibody compositions related to protein fragments of methionyl-trna synthetases
CN103096912A (zh) 2010-05-03 2013-05-08 Atyr医药公司 与苯丙氨酰-α-tRNA合成酶的蛋白片段相关的治疗、诊断和抗体组合物的创新发现
AU2011248101B2 (en) 2010-05-04 2016-10-20 Atyr Pharma, Inc. Innovative discovery of therapeutic, diagnostic, and antibody compositions related to protein fragments of p38 multi-tRNA synthetase complex
CN103200953B (zh) 2010-05-14 2017-02-15 Atyr 医药公司 与苯丙氨酰‑β‑tRNA合成酶的蛋白片段相关的治疗、诊断和抗体组合物的创新发现
WO2011153277A2 (en) 2010-06-01 2011-12-08 Atyr Pharma, Inc. Innovative discovery of therapeutic, diagnostic, and antibody compositions related to protein fragments of lysyl-trna synthetases
EP2593125B1 (en) 2010-07-12 2017-11-01 aTyr Pharma, Inc. Innovative discovery of therapeutic, diagnostic, and antibody compositions related to protein fragments of glycyl-trna synthetases
EP2608801B1 (en) 2010-08-25 2019-08-21 aTyr Pharma, Inc. INNOVATIVE DISCOVERY OF THERAPEUTIC, DIAGNOSTIC, AND ANTIBODY COMPOSITIONS RELATED TO PROTEIN FRAGMENTS OF TYROSYL-tRNA SYNTHETASES
MX356107B (es) 2012-02-16 2018-05-15 Atyr Pharma Inc Histidil-arnt sintetasas para tratar enfermedades autoinmunes e inflamatorias.
US9266370B2 (en) 2012-10-10 2016-02-23 Apdn (B.V.I) Inc. DNA marking of previously undistinguished items for traceability
US9297032B2 (en) 2012-10-10 2016-03-29 Apdn (B.V.I.) Inc. Use of perturbants to facilitate incorporation and recovery of taggants from polymerized coatings
CA2892822C (en) 2012-11-27 2023-08-08 Pontificia Universidad Catolica De Chile Compositions and methods for diagnosing thyroid tumors
US9963740B2 (en) 2013-03-07 2018-05-08 APDN (B.V.I.), Inc. Method and device for marking articles
CA2926436A1 (en) 2013-10-07 2015-04-16 Judith Murrah Multimode image and spectral reader
CN106103121B (zh) 2014-03-18 2019-12-06 亚普蒂恩(B.V.I.)公司 用于安全应用的加密光学标记物
US10745825B2 (en) 2014-03-18 2020-08-18 Apdn (B.V.I.) Inc. Encrypted optical markers for security applications
US10760182B2 (en) 2014-12-16 2020-09-01 Apdn (B.V.I.) Inc. Method and device for marking fibrous materials
CN109070130B (zh) 2016-04-11 2022-03-22 亚普蒂恩(B V I)公司 用于标记纤维素产品的方法
US10995371B2 (en) 2016-10-13 2021-05-04 Apdn (B.V.I.) Inc. Composition and method of DNA marking elastomeric material
WO2018156352A1 (en) 2017-02-21 2018-08-30 Apdn (B.V.I) Inc. Nucleic acid coated submicron particles for authentication
WO2020076976A1 (en) 2018-10-10 2020-04-16 Readcoor, Inc. Three-dimensional spatial molecular indexing
GB2580384B (en) * 2019-01-08 2021-01-27 Quantumdx Group Ltd Oligonucleotide deposition onto polypropylene substrates
GB2580385B (en) * 2019-01-08 2022-10-12 Quantumdx Group Ltd Oligonucleotide deposition onto polypropylene substrates

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0420300A (ja) * 1990-05-11 1992-01-23 Microprobe Corp 核酸ハイブリツド形成アツセイ用固体支持体
JPH0889296A (ja) * 1994-09-30 1996-04-09 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 核酸検出方法
WO1997032212A1 (en) * 1996-03-01 1997-09-04 Beckman Instruments, Inc. System for simultaneously conducting multiple ligand binding assays
WO1997046597A1 (en) * 1996-06-05 1997-12-11 Beckman Instruments Inc Polymeric reagents for immobilizing biopolymers
WO1998053103A1 (en) * 1997-05-21 1998-11-26 Clontech Laboratories, Inc. Nucleic acid arrays

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4144374A (en) * 1974-12-12 1979-03-13 Massachusetts Institute Of Technology Perfluorinated functionalized materials
US5011861A (en) * 1988-06-28 1991-04-30 Millipore Corporation Membranes for solid phase protein sequencing
US5288514A (en) * 1992-09-14 1994-02-22 The Regents Of The University Of California Solid phase and combinatorial synthesis of benzodiazepine compounds on a solid support
US5554501A (en) * 1992-10-29 1996-09-10 Beckman Instruments, Inc. Biopolymer synthesis using surface activated biaxially oriented polypropylene
US5602207A (en) * 1993-01-11 1997-02-11 The Perkin-Elmer Corporation Support and method for immobilizing polypeptides
US5470307A (en) * 1994-03-16 1995-11-28 Lindall; Arnold W. Catheter system for controllably releasing a therapeutic agent at a remote tissue site
US6852487B1 (en) * 1996-02-09 2005-02-08 Cornell Research Foundation, Inc. Detection of nucleic acid sequence differences using the ligase detection reaction with addressable arrays
US6037124A (en) * 1996-09-27 2000-03-14 Beckman Coulter, Inc. Carboxylated polyvinylidene fluoride solid supports for the immobilization of biomolecules and methods of use thereof
US5985567A (en) * 1997-08-15 1999-11-16 Beckman Coulter, Inc. Hybridization detection by pretreating bound single-stranded probes
US6750344B1 (en) * 1997-09-05 2004-06-15 Isis Pharmaceuticals, Inc. Amine compounds and combinatorial libraries comprising same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0420300A (ja) * 1990-05-11 1992-01-23 Microprobe Corp 核酸ハイブリツド形成アツセイ用固体支持体
JPH0889296A (ja) * 1994-09-30 1996-04-09 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 核酸検出方法
WO1997032212A1 (en) * 1996-03-01 1997-09-04 Beckman Instruments, Inc. System for simultaneously conducting multiple ligand binding assays
WO1997046597A1 (en) * 1996-06-05 1997-12-11 Beckman Instruments Inc Polymeric reagents for immobilizing biopolymers
WO1998053103A1 (en) * 1997-05-21 1998-11-26 Clontech Laboratories, Inc. Nucleic acid arrays

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016521129A (ja) * 2013-03-07 2016-07-21 アプライド ディーエヌエー サイエンシズ インコーポレイテッド Dnaタガントを固定するためのアルカリ活性化

Also Published As

Publication number Publication date
ATE401419T1 (de) 2008-08-15
JP4608107B2 (ja) 2011-01-05
WO2000070088A3 (en) 2002-03-28
WO2000070088A2 (en) 2000-11-23
ES2310167T3 (es) 2009-01-01
DE60039519D1 (de) 2008-08-28
EP1208226A2 (en) 2002-05-29
EP1208226B1 (en) 2008-07-16
US6268141B1 (en) 2001-07-31
US20010039018A1 (en) 2001-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4608107B2 (ja) 未修飾生体高分子のフッ化アシル活性化基質への固定化
US20050123986A1 (en) Immobilization of biopolymers to aminated substrates by direct adsorption
US6929944B2 (en) Analysis using a distributed sample
US7981665B2 (en) Supports for assaying analytes and methods of making and using thereof
US20050287590A1 (en) Multi-functional microarrays and methods
US10191045B2 (en) Sol composition for sol-gel biochip to immobilize probe on substrate without surface treatment and method and screening thereof
Tonkinson et al. Nitrocellulose: a tried and true polymer finds utility as a post-genomic substrate
US6037124A (en) Carboxylated polyvinylidene fluoride solid supports for the immobilization of biomolecules and methods of use thereof
JP2002544508A5 (ja)
JP2004526420A6 (ja) 直接的な吸着によるアミノ化基質への生体高分子の不動化
KR20010020283A (ko) 분석 실행 장치, 그 장치의 제조 방법 및 그 장치의 제조에 멤브레인을 사용하는 방법
JP2005526259A (ja) 導電性マイクロプレート
US20110086771A1 (en) Biochip
US20040121339A1 (en) Special film-coated substrate for bio-microarray fabrication and use thereof
JP2004506922A (ja) バイオチップマイクロアレイを構築するための固体支持体の表面活性化を得る方法
CN115124888B (zh) 一种喷墨打印光子晶体微阵列、生物检测芯片及其制备方法和应用
US6500921B1 (en) Schiff base reductant co-dispense process
US20090171052A1 (en) Polyelectrolyte Monolayers and Multilayers for Optical Signal Transducers
US8153367B2 (en) Amplified array analysis system
US20070037174A1 (en) Chemiluminescent generated fluorescent labeling
US7368082B1 (en) Formulation of spotting solution to achieve uniform spot size and morphology and for nondestructive quality control of assay articles

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070426

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070426

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20090501

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20090501

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091006

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20091228

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100712

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100820

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: 20100913

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101008

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4608107

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131015

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term