JP2003014743A - Biological material chip - Google Patents

Biological material chip

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JP2003014743A
JP2003014743A JP2001168970A JP2001168970A JP2003014743A JP 2003014743 A JP2003014743 A JP 2003014743A JP 2001168970 A JP2001168970 A JP 2001168970A JP 2001168970 A JP2001168970 A JP 2001168970A JP 2003014743 A JP2003014743 A JP 2003014743A
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JP
Japan
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protein
group
chip according
nucleic acid
chip
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Pending
Application number
JP2001168970A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroko Inomata
弘子 猪股
Masayoshi Kojima
政芳 小島
Yukio Sudo
幸夫 須藤
Hiroshi Shinoki
浩 篠木
Osamu Seshimoto
修 瀬志本
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of detecting a specific bonded target material using a biological material chip. SOLUTION: In the biological material chip, at least one protein or A which is the residue of a protein-bonded material (excluding nuclei acids) is bonded to a solid-phase carrier having a porous matrix containing pores having diameters between about 2 nm and about 1,000 nm at porosity between about 10% and about 90% and a thickness between about 0.01 μm and about 70 μm by performing covalent coupling through a sulfonyl radical as expressed by the following formula (1): solid-phase carrier-L-SO2 -X-A (wherein, L and X respectively denote a coupling radical and- CR<1> (R<2> )-CR<3> (R<4> )- and R<1> , R<2> , R<3> , and R<4> respectively denote hydrogen atoms, a 1-6C alkyl radical, a 6-20C aryl radical, and a 7-26C aralkyl having a 1-6C alkyl chain, and A denotes the protein or protein-bonded material (excluding nuclei acids)).

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、プロテオーム解析
・プロテオミクスに非常に有用であるタンパク質又はタ
ンパク質結合物質(但し、核酸を除く)を固相表面に固
定化したチップ、および該チップを用いた検出方法、さ
らにはその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a chip in which a protein or protein-binding substance (excluding nucleic acid), which is very useful for proteome analysis / proteomics, is immobilized on a solid phase surface, and detection using the chip. The present invention also relates to a method and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】多彩な生物の遺伝子機能を効率的に解析
するための技術開発が急速に進んでおり、それらのDN
AもしくはDNA断片の塩基配列の解析のために、DN
Aチップとよばれる、多数のDNA断片あるいは合成オ
リゴヌクレオチドなどのヌクレオチド誘導体を固相基板
の表面に固定した検出用具が用いられている。このよう
な固相基板の表面に結合固定されたヌクレオチド誘導体
などの、DNAもしくはその断片あるいは合成オリゴヌ
クレオチドのような検出用分子はプローブ分子とも呼ば
れる。代表的なDNAチップは、スライドガラス等の固
相担体に多数のプローブ分子を整列固定させたマイクロ
アレイである。このDNAチップの製造、そしてその使
用に関するDNAチップ関連技術は、DNA以外の生体
分子の検出にも利用可能であると考えられ、従って、創
薬研究、疾病の診断や予防法の開発等に新しい手段を提
供するものとして期待されている。
2. Description of the Related Art Technological development for efficiently analyzing gene functions of various organisms is rapidly progressing.
For the analysis of the nucleotide sequence of A or DNA fragment, DN
A detection tool called a chip, which has a large number of DNA fragments or nucleotide derivatives such as synthetic oligonucleotides immobilized on the surface of a solid substrate, is used. A detection molecule such as DNA or a fragment thereof or a synthetic oligonucleotide, such as a nucleotide derivative bound and immobilized on the surface of a solid substrate, is also called a probe molecule. A typical DNA chip is a microarray in which a large number of probe molecules are aligned and immobilized on a solid phase carrier such as a slide glass. The DNA chip-related technology relating to the production and use of this DNA chip is considered to be applicable to the detection of biomolecules other than DNA. Therefore, it is new to drug discovery research, the diagnosis of diseases and the development of prevention methods. Expected to provide the means.

【0003】一方、ゲノム解析もほぼ終わり、遺伝子情
報の持つ意味を最終的に理解し、細胞の生命活動をシミ
ュレートするために不可欠な情報を提供する「プロテオ
ーム・プロテオミクス」研究が進められている。プロテ
ロームとは、特定の細胞、器官、臓器の中で翻訳生産さ
れているタンパク質の全セットを意味し、さらには化学
構造、総量、発現時期、翻訳後修飾、集合体形成などの
高次情報解析の研究分野のことを「プロテオミクス」と
呼ぶ。
On the other hand, the genome analysis is almost completed, and "proteome / proteomics" research is underway to provide essential information for finally understanding the meaning of genetic information and simulating the life activity of cells. . Protelome refers to the entire set of proteins translated and produced in specific cells, organs, and organs, as well as higher-level information analysis such as chemical structure, total amount, expression time, post-translational modification, and aggregate formation. This field of research is called "proteomics".

【0004】プロテオーム研究は、タンパク質のプロフ
ァイリング、タンパク質の同定・精密分析、相互作用ネ
ットワーク解析、プロテオームデータベースの構築から
なり、それを生命科学研究への応用していくという分野
である。
[0004] The proteome research consists of protein profiling, protein identification / precision analysis, interaction network analysis, and construction of a proteome database, which is applied to life science research.

【0005】このうち、相互作用ネットワーク解析法と
しては、酵母two?hybrid法やファージディス
プレイ法、アフィニティキャプチャーを利用した方法と
して免疫沈降法やBIA―MS法、カラムスイッチング
―質量分析法などが行われている(プロテオーム解析
法、163―211、羊土社、2000)。以上に挙げ
た相互作用解析方法はいずれも、ハイスループット解析
には至っていない。
Of these, yeast two? Immunoprecipitation method, BIA-MS method, column switching-mass spectrometry method and the like are performed as methods utilizing the hybrid method, phage display method and affinity capture (proteome analysis method, 163-121, Yodosha, 2000). . None of the above-mentioned interaction analysis methods has reached high throughput analysis.

【0006】Schreiberらにより、ハイスルー
プットなタンパク質の相互作用解析のためのタンパク質
マイクロアレイに関する報告がなされた(Scienc
e、289,1760―1763、2000)。これ
は、アルデヒド基をもったスライドガラス上にタンパク
質水溶液を点着し、BSA溶液でブロッキング後、タン
パク溶液と反応させ蛍光スキャナーで検出するものであ
る。この場合はアルデヒド基とアミノ基との反応生成物
であるシッフ塩基の安定性が低い(通常、加水分解が起
こり易い)という問題点を有する。
[0006] Schreiber et al. Reported on a protein microarray for high-throughput protein interaction analysis (Science).
e, 289, 1760-1763, 2000). In this method, an aqueous protein solution is spotted on a slide glass having an aldehyde group, blocked with a BSA solution, reacted with the protein solution, and detected by a fluorescence scanner. In this case, there is a problem that the Schiff base, which is a reaction product of an aldehyde group and an amino group, has low stability (usually, hydrolysis easily occurs).

【0007】このほかタンパク質を固相に固定化される
方法として、特公平7―53108号公報には、タンパ
ク質の末端に疎水性のポリペプチドを導入して、固相に
固定化する方法が記載されている。
In addition, as a method for immobilizing a protein on a solid phase, Japanese Patent Publication No. 7-53108 describes a method of immobilizing a solid phase by introducing a hydrophobic polypeptide at the end of the protein. Has been done.

【0008】特許2922040号には、プロテインA
分子膜による抗体タンパク質を固定化する方法が記載さ
れている。
Japanese Patent No. 922040 discloses protein A
Methods for immobilizing antibody proteins with molecular membranes have been described.

【0009】特公平7―43380号公報(米国特許第
5094962号明細書に対応)には、リガンド―受容
体アッセイに用いる検出用具であって、表面に反応活性
基を有する微孔質ポリマー粒子の表面に受容体分子を結
合させた分析用具が記載されている。
Japanese Patent Publication No. 7-43380 (corresponding to US Pat. No. 5,049,962) discloses a detection tool for use in a ligand-receptor assay, which comprises microporous polymer particles having reactive groups on the surface. Analytical devices having receptor molecules bound to the surface are described.

【0010】国際公開WO00/61282号には、多
孔性の固相担体に関する記載がある。主に無機物質の粒
子を表面に塗布することで、支持体からの厚みを0.0
1〜70μmとし、空隙率が10〜90%となってい
る。この多孔性固相担体を用いると、表面積が大きくな
るため生物ポリマーの固定量を上げられるメリットを有
する。
International publication WO 00/61282 describes a porous solid phase carrier. By mainly applying particles of an inorganic substance to the surface, the thickness from the support is 0.0
It is 1 to 70 μm, and the porosity is 10 to 90%. The use of this porous solid phase carrier has an advantage that the amount of biological polymer immobilized can be increased because the surface area becomes large.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、迅速かつ安
定に結合固定可能な反応性固相担体に少なくとも一つの
タンパク質又はタンパク質結合物質(但し、核酸を除
く)が結合固定されてなるチップ、及びそのチップを用
いた特異的結合標的物質の検出方法を提供することを目
的とする。さらに本発明は、上記チップの製造方法を提
供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a chip in which at least one protein or protein-binding substance (excluding nucleic acid) is bound and immobilized on a reactive solid phase carrier which can be rapidly and stably bound and immobilized. And a method for detecting a specific binding target substance using the chip. A further object of the present invention is to provide a method for manufacturing the above chip.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の側面によ
れば、多孔性領域が約2nm〜約1000nmの細孔
径、約10%〜約90%の空隙率及び約0.01μm〜
約70μmの厚さを持つ多孔性基質を有する固相担体
に、少なくとも一つのタンパク質又はタンパク質結合物
質(但し、核酸を除く)の残基であるAが、下記式
(I)のようにスルホニル基を介した共有結合により結
合していることを特徴とする生物学的素材チップが提供
される。 固相担体―L―SO2―X―A (I) [式(I)において、Lは連結基を表わし、Xは、−C
1(R2)−CR3(R4)−を表わし;R1、R2、R3
及びR4は、互いに独立に、水素原子、炭素原子数1乃
至6のアルキル基、炭素原子数6乃至20のアリール
基、又は炭素原子数1乃至6のアルキル鎖を有する合計
炭素原子数が7乃至26のアラルキル基を表し、Aはタ
ンパク質又はタンパク質結合物質(但し、核酸を除く)
の残基を示す。]
According to a first aspect of the present invention, the porous region has a pore size of from about 2 nm to about 1000 nm, a porosity of from about 10% to about 90% and from about 0.01 μm.
In a solid-phase carrier having a porous substrate having a thickness of about 70 μm, at least one protein or protein-binding substance (excluding nucleic acid) A has a sulfonyl group as represented by the following formula (I). There is provided a biological material chip characterized by being bound by a covalent bond via. In the solid-phase support -L-SO 2 -X-A ( I) [ formula (I), L represents a linking group, X is, -C
Represents R 1 (R 2 ) -CR 3 (R 4 )-; R 1 , R 2 , R 3
And R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a total carbon atom number of 7 having an alkyl chain having 1 to 6 carbon atoms. To 26 aralkyl groups, A is a protein or protein-binding substance (excluding nucleic acid)
Indicates the residue of. ]

【0013】本発明の第2の側面によれば、上記した本
発明のチップと、該チップの表面に担持されたタンパク
質又はタンパク質結合物質(但し、核酸を除く)と特異
的に結合する標的物質を含む検体とを接触させる工程;
及び該タンパク質又はタンパク質結合物質と該標的物質
との間の相互の結合の形成を検出する工程;を含む、標
的物質を検出する方法が提供される。
According to a second aspect of the present invention, the above-mentioned chip of the present invention and a target substance which specifically binds to a protein or a protein-binding substance (excluding nucleic acid) carried on the surface of the chip. Contacting with a sample containing:
And a step of detecting the formation of a mutual bond between the protein or protein-binding substance and the target substance.

【0014】本発明の第3の側面によれば、下記式(I
I)で表されるビニルスルホニル基もしくはその反応性
前駆体基を表面に持つ多孔性基質を有する固相担体上
に、該ビニルスルホニル基もしくはその反応性前駆体基
と反応して共有結合を形成する反応性基を有する少なく
とも一つのタンパク質又はタンパク質結合物質(但し、
核酸を除く)を接触させることを含む、本発明のチップ
の製造方法が提供される。 −L―SO2―X’ (II) [上記の式において、Lは、―SO2―X’と固相担体
とを結合する連結基を示し;X’は、―CR1=CR
2(R3)または―CH(R1)―CR2(R3)(Y)を
表し;R1、R2及びR3は互いに独立に、水素原子、炭
素原子数1乃至6のアルキル基、炭素原子数6乃至20
のアリール基、又は炭素原子数1乃至6のアルキル鎖を
有する合計炭素原子数7乃至26のアラルキル基を表
し、Yは、求核試薬によって置換される基、あるいは塩
基によって「HY」として脱離する基を表す]
According to a third aspect of the present invention, the following formula (I
I) A vinylsulfonyl group or a reactive precursor group thereof is formed on a solid phase carrier having a porous substrate having a surface on which a vinylsulfonyl group or a reactive precursor group thereof is reacted to form a covalent bond. At least one protein or protein-binding substance having a reactive group (provided that
There is provided a method for producing a chip of the present invention, which comprises contacting (excluding nucleic acid). —L—SO 2 —X ′ (II) [In the above formula, L represents a linking group that binds —SO 2 —X ′ and the solid phase carrier; X ′ represents —CR 1 ═CR
2 (R 3 ) or —CH (R 1 ) —CR 2 (R 3 ) (Y) is represented; R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. , 6 to 20 carbon atoms
Or an aralkyl group having a total of 7 to 26 carbon atoms having an alkyl chain having 1 to 6 carbon atoms, Y is a group substituted by a nucleophile, or eliminated as "HY" by a base. Represents the group to

【0015】本発明の好ましい態様を以下に記載する。
表面に固定されたタンパク質又はタンパク質結合物質
(但し、核酸を除く)が、抗体、抗体フラグメント、リ
ガンド、抗原、ハプテン、又はレセプターである態様;
表面に固定されたタンパク質又はタンパク質結合物質
(但し、核酸を除く)がアビジン類である態様;アビジ
ン類が、アビジン、ストレプトアビジンまたはビオチン
と安定な複合体を形成しうるこれらの改変体である態
様;表面に固定されたタンパク質が、核酸認識タンパク
質である態様;核酸認識タンパク質が2本鎖DNA認識
タンパク質である態様;
The preferred embodiments of the present invention are described below.
A mode in which the protein or protein-binding substance (excluding nucleic acid) immobilized on the surface is an antibody, an antibody fragment, a ligand, an antigen, a hapten, or a receptor;
Aspects in which the protein or protein-binding substance (excluding nucleic acids) fixed to the surface is avidins; aspects in which avidins are avidin, streptavidin, or modified forms thereof capable of forming a stable complex with biotin A mode in which the protein immobilized on the surface is a nucleic acid recognition protein; a mode in which the nucleic acid recognition protein is a double-stranded DNA recognition protein;

【0016】2本鎖DNA認識タンパク質が2本鎖DN
A認識抗体である態様;2本鎖DNA認識タンパク質が
DNA転写因子である態様;2本鎖DNA認識タンパク
質がZnフィンガーモチーフまたはリングフィンガーモ
チーフをもつタンパク質である態様;多孔性基質が有機
ポリマーで構成されている態様;多孔性基質が無機物質
により形成される粒子である態様;多孔性基質が、珪
素、アルミナ又はチタンを含有する態様;固相担体がガ
ラス、プラスチック、電極表面、センサーチップ表面で
ある態様;標的物質が検知可能なシグナルを生成しうる
少なくとも一つの成分で標識されている態様;チップを
アミノ酸、ペプチドもしくはタンパク質の水溶液でブロ
ッキング処理する工程を含む態様;
Double-stranded DNA recognition protein is double-stranded DN
A-recognizing antibody; a double-stranded DNA recognizing protein is a DNA transcription factor; a double-stranded DNA recognizing protein is a protein having a Zn finger motif or a ring finger motif; a porous substrate composed of an organic polymer Aspects in which the porous substrate is particles formed of an inorganic substance; Aspects in which the porous substrate contains silicon, alumina or titanium; Solid phase carriers are glass, plastic, electrode surface, sensor chip surface An embodiment; an embodiment in which the target substance is labeled with at least one component capable of generating a detectable signal; an embodiment including a step of blocking the chip with an aqueous solution of amino acid, peptide or protein;

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明は、多孔性領域が約2nm
〜約1000nmの細孔径、約10%〜約90%の空隙
率及び約0.01μm〜約70μmの厚さを持つ多孔性
基質を有する固相担体に、少なくとも一つのタンパク質
又はタンパク質結合物質(但し、核酸を除く)の残基で
あるAが、下記式(I)のようにスルホニル基を介した
共有結合により結合していることを特徴とする生物学的
素材チップに関するものである。 固相担体―L―SO2―X―A (I) [上記の式において、Lは連結基を表わし、Xは、−C
1(R2)−CR3(R4)−を表わし;R1、R2、R3
及びR4は、互いに独立に、水素原子、炭素原子数1乃
至6のアルキル基、炭素原子数6乃至20のアリール
基、又は炭素原子数1乃至6のアルキル鎖を有する合計
炭素原子数が7乃至26のアラルキル基を表し、Aはタ
ンパク質又はタンパク質結合物質(但し、核酸を除く)
の残基を示す。]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention has a porous region of about 2 nm.
At least one protein or protein-binding substance (provided that the pore size is about 1000 nm, the porosity is about 10% to about 90%, and the porous substrate has a thickness of about 0.01 μm to about 70 μm). A) which is a residue of (excluding nucleic acid) is bound by a covalent bond via a sulfonyl group as shown in the following formula (I). In the solid-phase support -L-SO 2 -X-A ( I) [ the above equation, L represents a linking group, X is, -C
Represents R 1 (R 2 ) -CR 3 (R 4 )-; R 1 , R 2 , R 3
And R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a total carbon atom number of 7 having an alkyl chain having 1 to 6 carbon atoms. To 26 aralkyl groups, A is a protein or protein-binding substance (excluding nucleic acid)
Indicates the residue of. ]

【0018】固定するタンパク質又はタンパク質結合物
質(但し、核酸を除く)の代表的な例としては、限定さ
れるものでないが、抗体もしくは抗体フラグメント、リ
ガンド、抗原、ハプテンなどの抗原決定基をもつもの、
レセプター、リガンド、アビジン類、核酸認識タンパク
質が挙げられる。核酸認識タンパク質の代表的な例とし
ては、2本鎖認識タンパク質が挙げられる。
Representative examples of proteins or protein-binding substances (excluding nucleic acids) to be immobilized include, but are not limited to, those having an antigenic determinant such as antibody or antibody fragment, ligand, antigen and hapten. ,
Examples include receptors, ligands, avidins, and nucleic acid recognition proteins. A typical example of the nucleic acid recognition protein is a double-stranded recognition protein.

【0019】アビジン類としては、アビジン、ストレプ
トアビジンまたはビオチンと安定な複合体を形成しうる
これらの改変体が挙げられる。かような安定な複合体を
形成しうるとは、ビオチン−アビジン複合体の解離定数
(10-15M)に近似する解離定数を有する複合体を形
成することができることを意味する。また改変体とは、
天然由来のアビジンまたはストレプトアビジンの修飾体
もしくは断片、あるいはそれらの組換え体を意味する。
Examples of avidins include avidin, streptavidin, and modified forms thereof that can form a stable complex with biotin. The ability to form such a stable complex means that a complex having a dissociation constant close to that of the biotin-avidin complex (10 −15 M) can be formed. A variant is
It means a modified or fragment of naturally-occurring avidin or streptavidin, or a recombinant thereof.

【0020】核酸認識タンパク質として特に限定される
ものではないが、2本鎖DNA認識物質が挙げられる。
2本鎖DNA認識物質としては、2本鎖DNAを認識
し、特異的に結合する物質を示す。2本鎖DNA認識物
質の具体例としては、DNA転写因子、ミスマッチ修復
タンパク質、2本鎖DNA認識抗体、又はペプチド核酸
などを挙げることができる。さらに、2本鎖DNA認識
物質としては、Znフィンガーモチーフまたはリングフ
ィンガーモチーフを持つものも挙げられる。
The nucleic acid recognizing protein is not particularly limited, and examples thereof include double-stranded DNA recognizing substances.
The double-stranded DNA recognizing substance refers to a substance that recognizes double-stranded DNA and specifically binds to it. Specific examples of the double-stranded DNA recognizing substance include a DNA transcription factor, a mismatch repair protein, a double-stranded DNA recognizing antibody, and a peptide nucleic acid. Furthermore, examples of the double-stranded DNA recognizing substance also include those having a Zn finger motif or a ring finger motif.

【0021】DNA転写因子は、遺伝子上のプロモータ
ー領域に結合して、DNAからmRNAへの転写を制御
する物質である(田村隆明著:転写因子(羊土社 19
95年))。従って、転写因子は特定の配列の2本鎖D
NAに特異的に結合することが知られている。
A DNA transcription factor is a substance that binds to a promoter region on a gene and controls transcription of DNA into mRNA (Tamura Takaaki: Transcription factor (Yodosha 19
1995)). Therefore, the transcription factor is a double-stranded D of a specific sequence.
It is known to specifically bind to NA.

【0022】多数ある転写因子のうち、Zinc Fi
nger ProteinつまりZinc Finge
rやRing Fingerモチーフをもつ転写因子群
は、真核生物における出現率は非常に高く、ゲノム中の
1%はこれをコードしているらしい。Pabo等はZi
nc Figerモチーフの3次構造を解析、DNAと
結合するメカニズムの解明した(Science,25
2, 809(1991))。さらに、Choo等は、
遺伝子組換法により、特定の配列に結合する自然界には
ないZinc Finger Protein群を作製
することに成功している(Nature 372,64
2[1994],PNAS91,11163(199
4))。さらに、Scripps Research
InstituteのグループはPhage Disp
layにより新規なZinc Finger Prot
ein群の作製に成功している(PNAS95,281
2,[1998]:96,2758(1999))。こ
のように、Zinc Finger Proteinに
代表されるDNA転写因子群は、本来2本鎖DNAと結
合する性質をもっており、かつ近年の研究によれば、任
意のDNA配列を認識する組換体の作製も可能となって
きている。このような、タンパク質を固定化することに
より、2本鎖DNAを効率良く支持体上に捕捉すること
が可能である。
Among many transcription factors, Zinc Fi
nger Protein or Zinc Finger
The transcription factor group having r or Ring Finger motif has a very high appearance rate in eukaryotes, and 1% in the genome seems to encode this. Pabo is Zi
The tertiary structure of the nc Figer motif was analyzed to elucidate the mechanism of binding to DNA (Science, 25.
2, 809 (1991)). Furthermore, Choo et al.
We have succeeded in producing a group of non-natural Zinc Finger Proteins that bind to a specific sequence by a gene recombination method (Nature 372, 64).
2 [1994], PNAS91, 11163 (199
4)). In addition, Scripts Research
The Institute group is Phase Disp
New Zinc Finger Prot by lay
Successful production of ein group (PNAS95,281
2, [1998]: 96, 2758 (1999)). Thus, the group of DNA transcription factors represented by Zinc Finger Protein originally has the property of binding to double-stranded DNA, and according to recent studies, it is also possible to produce recombinants that recognize arbitrary DNA sequences. Is becoming. By immobilizing such a protein, it is possible to efficiently capture the double-stranded DNA on the support.

【0023】その他、核酸結合物質としてヘリックス・
ループ・ヘリックスタンパク質やEtsドメインを持つ
ものも挙げられる。
In addition, helices as nucleic acid binding substances
Examples also include those having loop helix proteins and Ets domains.

【0024】また、固定するタンパク質結合物質(但
し、核酸を除く)としては、ハプテン、ビオチン類(ビ
オチン、ビオシチン、デスチオビオチン、オキシビオチ
ンまたはアビジンと安定な複合体を形成しうるこれらの
誘導体が挙げられる。このような安定な複合体を形成し
うるとは、ビオチン−アビジン複合体の解離定数 (1
-15M)に近似する解離定数を有する複合体を形成す
ることができることを意味する。さらには、ペプチド、
糖類、ホルモン、医薬、抗生物質などが挙げられる。
As the protein-binding substance to be immobilized (excluding nucleic acid), hapten, biotin (biotin, biocytin, desthiobiotin, oxybiotin, or a derivative thereof capable of forming a stable complex with avidin) is used. The stable dissociation constant of the biotin-avidin complex (1
It means that it is possible to form a complex with a dissociation constant close to 0 -15 M). Furthermore, peptides,
Examples include sugars, hormones, medicines, and antibiotics.

【0025】多孔性基質を有する固相担体に固定するタ
ンパク質又は又はタンパク質結合物質は、その内在する
アミノ基もしくはメルカプト基によってスルホニル基を
介した共有結合を形成する。さらに、タンパク質にアミ
ノ基、イミノ基、ヒドラジノ基、カルバモイル基、ヒド
ラジノカルボニル基、メルカプト基、もしくはカルボキ
シイミド基などを導入し、スルホニル基を介した共有結
合を形成させてもよい。
The protein or the protein-binding substance to be immobilized on the solid phase carrier having a porous substrate forms a covalent bond via a sulfonyl group by its internal amino group or mercapto group. Furthermore, an amino group, an imino group, a hydrazino group, a carbamoyl group, a hydrazinocarbonyl group, a mercapto group, a carboximide group, or the like may be introduced into a protein to form a covalent bond via a sulfonyl group.

【0026】多孔性基質を有する固相担体にタンパク質
又はタンパク質結合物質(例えば、抗体やアビジン類、
核酸認識タンパク質)が固定されたチップは、水性媒体
の存在下、該固定タンパク質又はタンパク質結合物質と
特異的に反応する標的物質(例えばリガンドやビオチン
類、核酸)と接触させて、その標的物質を固定すること
ができる。固定すべき特異的結合性の標的物質(例えば
リガンドやビオチン類、核酸)はその固定を外部から検
知することが可能なように検知可能な標識(例、蛍光標
識、酵素標識など)が結合していることが望ましい
A protein or a protein-binding substance (for example, an antibody or avidin, a solid phase carrier having a porous substrate,
The chip on which the nucleic acid recognizing protein) is immobilized is brought into contact with a target substance (eg, ligand, biotin, nucleic acid) that specifically reacts with the immobilized protein or protein-binding substance in the presence of an aqueous medium, and the target substance is immobilized. Can be fixed. The specific binding target substance to be immobilized (eg, ligand, biotin, nucleic acid) is bound to a detectable label (eg, fluorescent label, enzyme label, etc.) so that the immobilization can be detected from the outside. Is desirable

【0027】固相担体は、表面が平滑な基板であること
が好ましい。固相担体の材質としては、ガラス、プラス
チック等の非多孔質性の物質が挙げられる。
The solid phase carrier is preferably a substrate having a smooth surface. Examples of the material of the solid phase carrier include non-porous substances such as glass and plastic.

【0028】多孔性領域を形成する典型的方法は、材料
の添加(例えば析出)による方法と材料の除去(例えば
選択的エッチング)による方法である。添加法において
は、多孔性領域を下地の基質の表面に形成して有効表面
積を増加する。多孔性領域は、溶媒と触媒を必要に応じ
て用いて、以下の物質の析出により形成できる。多孔性
領域は、例えば、ゾル−ゲルプロセスに代表的に使用さ
れるコロイド状シリカ、テトラメトキシシラン(TMO
S)などの有機けい素化合物、金属アルコキシド、シリ
セスキオキサンまたはその他のシランまたはこれら材料
の組合せから形成できる。これらの前駆体に関しては、
溶液の組成、濃度、pH、熟成時間及び温度などのパラ
メーターを適宜選択することによって、形成される多孔
性領域の形態学(細孔径、多孔度、厚さ)を調節するこ
とができる。また上記以外の無機材料(例えば、(アル
ミニウムまたはチタニウムをベースにした材料など)で
も、上記と同様に使用することができる。
Typical methods of forming porous regions are by adding material (eg, deposition) and removing material (eg, selective etching). In the addition method, a porous region is formed on the surface of the underlying substrate to increase the effective surface area. The porous region can be formed by depositing the following substances, optionally using a solvent and a catalyst. The porous region may be, for example, colloidal silica, tetramethoxysilane (TMO) typically used in sol-gel processes.
It can be formed from organosilicon compounds such as S), metal alkoxides, silsesquioxanes or other silanes or combinations of these materials. For these precursors,
The morphology (pore size, porosity, thickness) of the formed porous region can be adjusted by appropriately selecting parameters such as the composition, concentration, pH, aging time and temperature of the solution. Inorganic materials other than those mentioned above (for example, materials based on aluminum or titanium) can also be used in the same manner as above.

【0029】あるいはまた、多孔性領域マトリックスは
鋳型化が可能である。鋳型化プロセスにおいては、ポリ
マーなどの材料をマトリックスと共に析出させ、次いで
熱燃損して選択した特性を有す多孔性構造を後に残す。
鋳型化材料は、ポリスチレンラテックスなどのポリマ
ー、溶液に溶かしたポリマー、またはこれら材料の組合
せの任意のものであってよい。熱燃損プロセスは、典型
的には空気中で加熱して実施され、150℃以上から多
孔層のマトリックスを形成する材料の溶融温度(また
は、ガラス転移温度)までの温度で遂行できる。鋳型化
材料を熱燃損した後、このマトリックス材料を焼成でき
る。焼成プロセスの時間と温度を変化させることによ
り、種々の程度の高密度化及び細孔特性を達成すること
ができる。
Alternatively, the porous region matrix can be templated. In the templating process, a material such as a polymer is deposited with a matrix and then burned out, leaving behind a porous structure with selected properties.
The templating material may be any of polymers such as polystyrene latex, polymers in solution, or combinations of these materials. The heat burn-off process is typically carried out by heating in air and can be carried out at temperatures from 150 ° C. or higher to the melting temperature (or glass transition temperature) of the material forming the matrix of the porous layer. The matrix material can be fired after the templated material is burned out. By varying the time and temperature of the firing process, varying degrees of densification and pore characteristics can be achieved.

【0030】多孔性領域は、回転塗工、浸せき塗工、抜
き付け(エーロゾル)、表面に析出した個別スポット、
コーティングを特異的にチャンネル、パッド、スポット
またはパターン化表面に析出するバリヤーの使用(物理
的または化学的)などの多種のプロセスにより、下地の
基質の表面上に形成できる。多孔性領域の厚さは、前駆
体または層形成条件のいずれかまたは双方を変化させて
調節できる。例えば、用いる試剤の濃度により厚さを調
節できる。同様に、多重析出を設ければ、層の厚さを厚
くできる。試剤の連続する層への塗布の間に、次の試剤
の塗布の前に基質をベーキングして溶媒を膜から除去す
るような更なる加工を実施してもよい。また膜の厚さは
回転または析出の速度を調節することにより変化でき、
例えば速度を遅くすればより厚い膜が生じ、速度を速め
ればより薄い膜が生じる。更に、浸せき塗工浴からの引
出し速度を変化すると層の厚が影響され、速度を遅くす
ればより薄い膜を生じ、速度を速めればより厚い膜が生
じる。溶液の条件を制御して膜の厚さに影響を与えるこ
ともできる。例えばTMOS手法を用いる時、この溶液
にゲル化を開始させることができ、これは粘度、従って
析出した層の厚さを増加する。
The porous region is formed by spin coating, dip coating, extraction (aerosol), individual spots deposited on the surface,
It can be formed on the surface of the underlying substrate by a variety of processes, including the use of barriers (physical or chemical) to specifically deposit the coating on channels, pads, spots or patterned surfaces. The thickness of the porous region can be adjusted by varying either or both the precursor and the layer forming conditions. For example, the thickness can be adjusted depending on the concentration of the reagent used. Similarly, the layer thickness can be increased by providing multiple depositions. During application of successive reagents, further processing may be performed such as baking the substrate to remove solvent from the film prior to application of the next agent. The thickness of the film can also be changed by adjusting the speed of rotation or deposition,
For example, slower speeds produce thicker films and faster speeds produce thinner films. In addition, varying the draw speed from the dip coating bath affects the layer thickness, with slower speeds producing thinner films and higher speeds producing thicker films. It is also possible to influence the film thickness by controlling the solution conditions. When using, for example, the TMOS technique, the solution can initiate gelation, which increases the viscosity and thus the thickness of the deposited layer.

【0031】被覆、粒子またはその他の成分を基質表面
上で回転でき、基質を上記試剤を含有する溶液に浸せき
でき、試剤を基質の表面に吹き付けるか、または他の方
法により塗布することができる。グリッド、円形スポッ
ト、エリア、セルまたは好ましい任意の形状に試剤を点
在させるなど基質を処理して、基質の全表面または選定
した位置のみに高多孔度のエリアを作ることができる。
減成手法を利用して基質の多孔度を増大することも可能
である。例えば、多孔性領域を基質の表面(即ち、下地
の基質になる物質の表面の材料)に食刻できる。この表
面は相分離性のホウケイ酸ナトリウムガラスのような食
刻化ガラスとして調整できる。多孔性基質を形成する減
成手法の特定の実施態様においては、更に細孔径は、食
刻の前に実行する徐冷ステップの徐冷時間と温度とによ
り制御できる(より長い徐冷、より高い温度は細孔径を
増す)。また多孔性領域の深さは、基質材料に準拠した
食刻パラメーター(溶液濃度、組成、時間等)によって
も制御できる。
The coatings, particles or other components can be spun on the surface of the substrate, the substrate can be dipped in a solution containing the agent, the agent can be sprayed or otherwise applied to the surface of the substrate. The substrate can be treated to create high porosity areas on the entire surface of the substrate or only at selected locations, such as by spotting reagents in grids, circular spots, areas, cells or any desired shape.
It is also possible to utilize degradation techniques to increase the porosity of the substrate. For example, the porous regions can be etched into the surface of the substrate (ie, the material of the surface of the underlying substrate material). This surface can be prepared as an etched glass, such as a phase-separated sodium borosilicate glass. In certain embodiments of the degradation procedure to form a porous matrix, the pore size can also be controlled by the annealing time and temperature of the annealing step performed before etching (longer annealing, higher Temperature increases pore size). The depth of the porous region can also be controlled by etching parameters (solution concentration, composition, time, etc.) according to the substrate material.

【0032】多孔性の物質としては、多孔質セラミッ
ク、多孔質活性炭、織物、不織布、ろ紙、メンブレンフ
ィルム等の様に、物質そのものが多孔質の場合には、固
相担体に噴霧または、接着剤によって貼り付ける事がで
きる。また固相担体上に多孔性物質の前駆体をコ−トし
て、固相表面上で多孔性にする事ができる。ソルゲル反
応がその代表的な例になる。コロイダルシリカを利用す
るのが一般的であり、これに限定するものではない。
Examples of the porous substance include porous ceramics, porous activated carbon, woven fabrics, non-woven fabrics, filter papers, membrane films, etc. When the substance itself is porous, it is sprayed onto a solid phase carrier or an adhesive. Can be pasted with. It is also possible to coat the precursor of the porous substance on the solid phase carrier to make it porous on the solid phase surface. The Solgel reaction is a typical example. Colloidal silica is generally used, but not limited to this.

【0033】また、多孔性基質を構成する有機ポリマー
としては、グルコ−ス、フルクト−ス等の単糖類または
その誘導体、デキストラン、アミロ−ス、デンプン等の
多糖類またはその誘導体、例えばカルボキシメチルスタ
−チ。PVA、ポリアクリル酸、セルロ−ス、カルボキ
シメチルセルロ−ス、ポリアセタ−ル、等の高分子ポリ
マ−が挙げられる。
Examples of the organic polymer which constitutes the porous substrate include monosaccharides such as glucose and fructose or their derivatives, polysaccharides such as dextran, amyloses and starch or their derivatives such as carboxymethyl starch. -Chi. Polymeric polymers such as PVA, polyacrylic acid, cellulose, carboxymethyl cellulose, and polyacetal are mentioned.

【0034】本発明において、チップ上のタンパク質又
はタンパク質結合物質(但し、核酸を除く)Aは下記の
式(I)のようにスルホニル基を介した共有結合によ
り、多孔性基質を有する固相担体に結合されている。 固相担体−L−SO2−X−A (I)
In the present invention, the protein or protein-binding substance (excluding nucleic acid) A on the chip is a solid phase carrier having a porous substrate by a covalent bond via a sulfonyl group as shown in the following formula (I). Is bound to. Solid phase carrier -L-SO 2 -X-A ( I)

【0035】式(I)において、Lは連結基を表わし、
Xは、−CR1(R2)−CR3(R4)−を表わし;
1、R2、R3及びR4は、互いに独立に、水素原子、炭
素原子数1乃至6のアルキル基、炭素原子数6乃至20
のアリール基、又は炭素原子数1乃至6のアルキル鎖を
有する合計炭素原子数が7乃至26のアラルキル基を表
し、Aはタンパク質又はタンパク質結合物質(但し、核
酸を除く)の残基を示す。
In the formula (I), L represents a linking group,
X is, -CR 1 (R 2) -CR 3 (R 4) - a expressed;
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are, independently of each other, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a carbon atom having 6 to 20 carbon atoms.
Or an aralkyl group having a total of 7 to 26 carbon atoms having an alkyl chain having 1 to 6 carbon atoms, and A represents a residue of a protein or a protein-binding substance (excluding nucleic acid).

【0036】式(I)において、Lは、―SO2―X―
Aと固相担体とを結合する二価もしくはそれ以上の連結
基を示す。−L−の具体例としては、Lとしては、脂肪
族、芳香族、ヘテロ環、ヘテロ原子で中断されていても
よい炭化水素鎖から選ばれる任意の連結基、さらにこれ
らの組み合わせから選ばれる連結基を用いることがで
き、また、Lは単結合であってもよい。
In the formula (I), L is --SO 2 --X--
A divalent or higher linking group that binds A to the solid phase carrier is shown. As a specific example of -L-, L is any linking group selected from an aliphatic group, an aromatic group, a heterocycle, and a hydrocarbon chain optionally interrupted with a hetero atom, and a linking group selected from a combination thereof. Groups can be used and L can be a single bond.

【0037】式(I)において、炭素原子数1乃至6の
アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n−プ
ロピル基、n−ブチル基、及びn−ヘキシル基を挙げる
ことができ、メチル基であることが特に好ましい。炭素
原子数6乃至20のアリール基の具体例としては、フェ
ニル基及びナフチル基を挙げることができる。R1、R2
及びR3は共に水素原子であることが好ましい。炭素原
子数1乃至6のアルキル鎖を有する合計炭素原子数7乃
至26のアラルキル基の例としては、上記した炭素原子
数1乃至6のアルキル基の例と炭素原子数6乃至20の
アリール基の例とを組み合わせたものが挙げられる。
In the formula (I), examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group and n-hexyl group, A methyl group is particularly preferable. Specific examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms include a phenyl group and a naphthyl group. R 1 and R 2
Both R and R 3 are preferably hydrogen atoms. Examples of the aralkyl group having 7 to 26 carbon atoms and having an alkyl chain having 1 to 6 carbon atoms include the above-mentioned examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and the aryl group having 6 to 20 carbon atoms. A combination of these and examples is given.

【0038】本発明はさらに、上記した本発明のチップ
と、該チップの表面に担持されたタンパク質又はタンパ
ク質結合物質(但し、核酸を除く)と特異的に結合する
標的物質を含む検体とを接触させる工程;及び該タンパ
ク質又はタンパク質結合物質と該標的物質との間の相互
の結合の形成を検出する工程;を含む、標的物質を検出
する方法に関する。
The present invention further comprises contacting the above-mentioned chip of the present invention with a sample containing a target substance that specifically binds to the protein or protein-binding substance (excluding nucleic acid) carried on the surface of the chip. And a step of detecting the formation of mutual binding between the protein or protein-binding substance and the target substance.

【0039】本発明でいう「検体」の種類は特に制限さ
れず、例えば、末梢静脈血のような血液、白血球、血
清、尿、糞便、精液、唾液、培養細胞、各種臓器細胞の
ような組織細胞、その他核酸を含有する任意の試料を用
いることができる。検体は上記のような組織細胞などの
試料をそのまま使用してもよいが、好ましくは、検体試
料中の細胞を破壊して核酸、リガンドなどを遊離させた
ものを検体として使用する。検体試料中の細胞の破壊
は、常法により行うことができ、例えば、振とう、超音
波等の物理的作用を外部から加えて行うことができる。
また、核酸抽出溶液(例えば、SDS、Triton-X、Twee
n-20等の界面活性剤、又はサポニン、EDTA、プロテ
ア―ゼ等を含む溶液等)を用いて、細胞から核酸を遊離
させることもできる。核酸抽出溶液を用いて核酸を溶出
する場合には、37℃以上の温度でインキュベ―トするこ
とにより反応を促進することができる。
The type of "specimen" referred to in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include blood such as peripheral venous blood, white blood cells, serum, urine, feces, semen, saliva, cultured cells, tissues such as various organ cells. Any sample containing cells and other nucleic acids can be used. A sample such as the tissue cells as described above may be used as it is, but preferably, a sample in which the cells in the sample are destroyed to release nucleic acids, ligands, etc. is used as the sample. Destruction of cells in the specimen sample can be performed by a conventional method, for example, physical action such as shaking or ultrasonic wave can be applied from the outside.
In addition, nucleic acid extraction solutions (eg SDS, Triton-X, Twee
Nucleic acid can also be released from cells using a surfactant such as n-20 or a solution containing saponin, EDTA, protease and the like). When a nucleic acid is extracted using a nucleic acid extraction solution, the reaction can be promoted by incubating at a temperature of 37 ° C or higher.

【0040】さらに本発明は、下記式(II)で表され
るビニルスルホニル基もしくはその反応性前駆体基を表
面に持つ多孔性基質を有する固相担体上に、該ビニルス
ルホニル基もしくはその反応性前駆体基と反応して共有
結合を形成する反応性基を有する少なくとも一つのタン
パク質又はタンパク質結合物質(但し、核酸を除く)を
接触させることを含む、本発明のチップの製造方法に関
する。 −L―SO2―X’ (II) [式(II)において、Lは、―SO2―X’と固相担
体とを結合する連結基を示し;X’は、―CR1=CR2
(R3)または―CH(R1)―CR2(R3)(Y)を表
し;R1、R2及びR3は互いに独立に、水素原子、炭素
原子数1乃至6のアルキル基、炭素原子数6乃至20の
アリール基、又は炭素原子数1乃至6のアルキル鎖を有
する合計炭素原子数7乃至26のアラルキル基を表し、
Yは、求核試薬によって置換される基、あるいは塩基に
よって「HY」として脱離する基を表す]
The present invention further provides a solid phase carrier having a porous substrate having a vinyl sulfonyl group represented by the following formula (II) or a reactive precursor group thereof on the surface, the vinyl sulfonyl group or its reactivity. The present invention relates to a method for producing a chip of the present invention, which comprises contacting at least one protein or protein-binding substance (excluding nucleic acid) having a reactive group which reacts with a precursor group to form a covalent bond. —L—SO 2 —X ′ (II) [In the formula (II), L represents a linking group that bonds —SO 2 —X ′ and the solid phase carrier; X ′ represents —CR 1 ═CR 2
(R 3 ) or —CH (R 1 ) —CR 2 (R 3 ) (Y); R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, Represents an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 26 total carbon atoms having an alkyl chain having 1 to 6 carbon atoms,
Y represents a group that is substituted by a nucleophile or a group that is eliminated as "HY" by a base]

【0041】式(II)において、炭素原子数1乃至6
のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n−
プロピル基、n−ブチル基、及びn−ヘキシル基を挙げ
ることができ、メチル基であることが特に好ましい。炭
素原子数6乃至20のアリール基の具体例としては、フ
ェニル基及びナフチル基を挙げることができる。R1
2及びR3は共に水素原子であることが好ましい。炭素
原子数1乃至6のアルキル鎖を有する合計炭素原子数7
乃至26のアラルキル基の例としては、上記した炭素原
子数1乃至6のアルキル基の例と炭素原子数6乃至20
のアリール基の例とを組み合わせたものが挙げられる。
In the formula (II), the number of carbon atoms is 1 to 6
Examples of the alkyl group of are methyl group, ethyl group, n-
Examples thereof include a propyl group, an n-butyl group, and an n-hexyl group, and a methyl group is particularly preferable. Specific examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms include a phenyl group and a naphthyl group. R 1 ,
Both R 2 and R 3 are preferably hydrogen atoms. 7 total carbon atoms having an alkyl chain of 1 to 6 carbon atoms
Examples of the aralkyl group having 26 to 26 include the above-mentioned examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and 6 to 20 carbon atoms.
In combination with the example of the aryl group of.

【0042】式(II)において、Yは、―OH、―O
0、―SH、NH3、NH20(但し、R0は、水素原
子を除く、アルキル基などの基である)などの求核試薬
によって置換される基、あるいは塩基によって「HY」
として脱離する基を表わし、その例としては、ハロゲン
原子、―OSO211、―OCOR12、―OSO3M、あ
るいは四級ピリジニウム基を表わす(R11は、炭素原子
数が1乃至6のアルキル基、炭素原子数が6乃至20の
アリール基、あるいは炭素原子数が1乃至6のアルキル
鎖を有する合計炭素原子数が7乃至26のアラルキル基
を表わし;R12は、炭素原子数が1乃至6のアルキル基
あるいは炭素原子数が1乃至6のハロゲン化アルキル基
を表わし;Mは、水素原子、アルカリ金属原子あるいは
アンモニウム基を表わす)を挙げることができる。
In the formula (II), Y is --OH, --O.
“HY” by a group substituted by a nucleophile such as R 0 , —SH, NH 3 , NH 2 R 0 (wherein R 0 is a group other than a hydrogen atom, such as an alkyl group) or a base.
Is represented by a halogen atom, —OSO 2 R 11 , —OCOR 12 , —OSO 3 M, or a quaternary pyridinium group (R 11 has 1 to 6 carbon atoms). alkyl group, an aryl group or a total aralkyl group having a carbon number of 7 to 26 carbon atoms containing an alkyl chain having 1 to 6, carbon atoms is 6 to 20; R 12 has a carbon number of atoms 1 to 6 represents an alkyl group or a halogenated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; M represents a hydrogen atom, an alkali metal atom or an ammonium group).

【0043】R11のアルキル基、R11のアリール基、お
よびR11のアラルキル基は、置換基を持っていてもよ
い。このような置換基としては、水酸基、炭素原子数が
1乃至6のアルコキシ基、炭素原子数が1乃至6のアル
ケニル基、炭素原子数が2乃至7のカルバモイル基、炭
素原子数が1乃至6のアルキル基、炭素原子数が7乃至
16のアラルキル基、炭素原子数が6乃至20のアリー
ル基、スルファモイル基(もしくはそのNa塩、K塩
等)、スルホ基(もしくはそのNa塩、K塩等)、カル
ボン酸基(もしくはそのNa塩、K塩等)、ハロゲン原
子、炭素原子数が1乃至6のアルケニレン基、炭素原子
数が6乃至20のアリーレン基、スルホニル基、および
これらの組み合わせからなる群より選ばれる原子もしく
は基を挙げることができる。
The alkyl group of R 11, aralkyl group having an aryl group, and R 11 of R 11 may have a substituent. Examples of such a substituent include a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 1 to 6 carbon atoms, a carbamoyl group having 2 to 7 carbon atoms, and 1 to 6 carbon atoms. Alkyl group having 7 to 16 carbon atoms, aryl group having 6 to 20 carbon atoms, sulfamoyl group (or its Na salt, K salt, etc.), sulfo group (or its Na salt, K salt, etc.) ), A carboxylic acid group (or its Na salt, K salt, etc.), a halogen atom, an alkenylene group having 1 to 6 carbon atoms, an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, a sulfonyl group, and a combination thereof. An atom or group selected from the group can be mentioned.

【0044】式(II)において、Lは、―SO2
X’と固相担体とを結合する二価もしくはそれ以上の連
結基を示す。−L−の具体例としては、脂肪族、芳香
族、ヘテロ環、ヘテロ原子で中断されていてもよい炭化
水素鎖から選ばれる任意の連結基、さらにこれらの組み
合わせから選ばれる連結基を用いることができ、また、
Lは単結合であってもよい。上記「―X’」基の好まし
い具体例を以下に示す。
In the formula (II), L is --SO 2-
A divalent or higher-valent linking group that binds X ′ to the solid phase carrier is shown. As a specific example of -L-, use is made of an arbitrary linking group selected from an aliphatic group, an aromatic group, a heterocycle, and a hydrocarbon chain optionally interrupted by a hetero atom, and a linking group selected from a combination thereof. And again,
L may be a single bond. Preferred specific examples of the above-mentioned "-X '" group are shown below.

【0045】[0045]

【化1】 [Chemical 1]

【0046】「−X’」は、上記具体例中、(X1)、
(X2)、(X3)、(X4)、(X7)、(X8)、
(X13)あるいは(X14)であることが好ましく、
(X1)あるいは(X2)であることがさらに好まし
い。特に好ましいのは、(X1)で表わされるビニル基
である。
"-X '" is (X1) in the above specific examples,
(X2), (X3), (X4), (X7), (X8),
(X13) or (X14) is preferable,
More preferably, it is (X1) or (X2). Particularly preferred is a vinyl group represented by (X1).

【0047】本発明で利用するスルホニル基を介した共
有結合は、加水分解に対して高い抵抗性を有しているた
め、容易に安定に保存することができ、アミノ基やメル
カプト基をを予め備えているタンパク質と迅速に反応し
て、安定な共有結合を形成することができる。
The covalent bond via a sulfonyl group used in the present invention has a high resistance to hydrolysis, and therefore can be easily and stably stored, and an amino group or a mercapto group can be stored in advance. It can react rapidly with the provided proteins to form stable covalent bonds.

【0048】タンパク質はアミノ基またはメルカプト基
を有しているため通常は改めて別に反応性基を導入する
必要はない。しかしながら、タンパク質の3次元構造は
その機能に大きく関与しているので、タンパク質の活性
が低下する場合は活性とは関係のない特定の位置に反応
基を導入することが好ましい。
Since the protein has an amino group or a mercapto group, it is usually unnecessary to newly introduce another reactive group. However, since the three-dimensional structure of a protein is largely involved in its function, it is preferable to introduce a reactive group at a specific position unrelated to the activity when the activity of the protein decreases.

【0049】タンパク質又はタンパク質結合物質(但
し、核酸を除く)を点着する場合は水性液を反応性固相
担体の表面に点着することにより実施される。具体的に
は、タンパク質又はタンパク質結合物質を水性媒体に溶
解あるいは分散して水性液としたのち、その水性液を、
96穴もしくは384穴プラスチックプレートに分注
し、分注した水性液をスポッター装置等を用いて固相担
体表面上に滴下して行うことが好ましい。このようにタ
ンパク質又はタンパク質結合物質の点着にはスポッター
装置を用いることもできるが、ピンヘッドの性状によっ
てはタンパク質又はタンパク質結合物質の活性を低下さ
せる可能性もある。その場合は、インクジェット装置な
どを用いることが好ましい場合もありうる。
When the protein or protein-binding substance (excluding nucleic acid) is spotted, it is carried out by spotting an aqueous liquid on the surface of the reactive solid phase carrier. Specifically, after dissolving or dispersing a protein or a protein-binding substance in an aqueous medium to prepare an aqueous liquid, the aqueous liquid is
It is preferable that the solution is dispensed into a 96-well or 384-well plastic plate, and the dispensed aqueous liquid is dropped onto the surface of the solid phase carrier using a spotter device or the like. As described above, a spotter device can be used for spotting the protein or protein-binding substance, but the activity of the protein or protein-binding substance may be reduced depending on the properties of the pin head. In that case, it may be preferable to use an inkjet device or the like.

【0050】点着後のタンパク質又はタンパク質結合物
質の乾燥及び変性を防ぐために、高沸点の物質を添加し
てもよい。高沸点の物質としては、点着後のタンパク質
又はタンパク質結合物質が溶解あるいは分散してなる水
性液に溶解し得るものであって、検出対象の試料とのハ
イブリダイゼーションを妨げることがなく、かつ粘性が
あまり大きくない物質であることが好ましい。このよう
な物質としては、グリセリン、エチレングリコール、ジ
メチルスルホキシドおよび低分子の親水性ポリマーを挙
げることができる。親水性ポリマーとしては、ポリアク
リルアミド、ポリエチレングリコール、そしてポリアク
リル酸ナトリウム等を挙げることができる。このポリマ
ーの分子量は、103乃至106の範囲にあることが好ま
しい。高沸点の物質としては、グリセリンあるいはエチ
レングリコールを用いることがさらに好ましく、グリセ
リンを用いることが特に好ましい。高沸点の物質の濃度
は、点着後のタンパク質の活性によって調節することが
できる。
In order to prevent the protein or the protein-binding substance from drying and denaturing after the spotting, a substance having a high boiling point may be added. The substance with a high boiling point is a substance that can be dissolved in an aqueous liquid in which the spotted protein or protein-binding substance is dissolved or dispersed, does not interfere with hybridization with the sample to be detected, and has a high viscosity. Is preferably not so large. Such substances include glycerin, ethylene glycol, dimethylsulfoxide and low molecular weight hydrophilic polymers. Examples of hydrophilic polymers include polyacrylamide, polyethylene glycol, and sodium polyacrylate. The molecular weight of this polymer is preferably in the range of 10 3 to 10 6 . As the substance having a high boiling point, it is more preferable to use glycerin or ethylene glycol, and it is particularly preferable to use glycerin. The concentration of the high-boiling substance can be adjusted by the activity of the protein after spotting.

【0051】同じ目的のために、タンパク質又はタンパ
ク質結合物質を点着した後の固相担体を、90%以上の
湿度および20乃至40℃の温度範囲の環境に置くこと
も好ましい。
For the same purpose, it is also preferable that the solid-phase carrier after spotting the protein or the protein-binding substance is placed in an environment having a humidity of 90% or more and a temperature range of 20 to 40 ° C.

【0052】タンパク質又はタンパク質結合物質の固定
量(数)は、固相担体表面に対して、1乃至105種類
/cm2の範囲にあることが好ましい。点着によって、
タンパク質又はタンパク質結合物質の水性液は、固相担
体表面にドットの形状で固定される。ドットの形状は、
ほとんど円形である。それぞれのドット間の距離、大き
さ、点着する際の水性液の容量はその用途によって変動
する。
The fixed amount (number) of the protein or protein-binding substance is preferably in the range of 1 to 10 5 types / cm 2 with respect to the surface of the solid phase carrier. By spotting,
An aqueous liquid of a protein or a protein-binding substance is fixed on the surface of a solid support in the form of dots. The dot shape is
It is almost circular. The distance between the dots, the size, and the volume of the aqueous liquid when spotted vary depending on the application.

【0053】図1に、本発明の代表的な態様であるタン
パク質チップの構成を模式的に示す。
FIG. 1 schematically shows the structure of a protein chip which is a typical embodiment of the present invention.

【0054】図1の多孔性の固相担体(P1)の表面に
反応性基(Z)を有するタンパク質Aを点着させると、
Xとタンパク質との反応が起こるが、固相担体(P1)
の表面には該タンパク質が結合していない未反応のXも
存在する。このようなXは、後に行なわれる標識された
リガンド等との反応において非特異的な反応を生じる可
能性があり、非特異的な結合を測定してしまうおそれが
あるため、予め該Xをブロッキング処理しておくことが
好ましい。ブロッキング処理は、固相担体(P2)の表
面に、アミノ基もしくはメルカプト基を有するものを接
触させることによって行うことが好ましい。反応させる
リガンドの非特異的な結合を防ぐためにはタンパク質ブ
ロッキング剤、即ち、BSAやカゼイン、ゼラチンなど
でブロッキング処理することが好ましい。そうすること
で、点着されている部分以外の固相担体(P2)表面に
はBSAなどが存在することとなり、リガンドが結合す
ることができなくなる。また、核酸を反応させる場合に
は上記タンパク質ブロッキング剤のほかに、アミノ基ま
たはメルカプト基を有するアニオン性化合物を接触させ
ることによってブロッキング処理することができる。タ
ンパク質と反応するものが核酸の場合は、核酸は負の電
荷を有するため、固相担体(P2)表面にも負の電荷を
発生させることによって、核酸が未反応のXと反応する
のを防ぐことができる。このようなアニオン性化合物と
しては、Xと反応し、かつ負の電荷(COO-、SO3
-、OSO3-、PO3-、もしくはPO2-)を有するもの
であれば何れのものも用いることができるが、アミノ酸
であることが好ましく、グリシンもしくはシステインで
あることが特に好ましい。また、タウリンも好ましく用
いることができる。
When the protein A having a reactive group (Z) is spotted on the surface of the porous solid support (P1) of FIG.
Reaction between X and protein occurs, but solid phase carrier (P1)
There is also unreacted X on the surface of which the protein is not bound. Such X may cause a non-specific reaction in a reaction with a labeled ligand or the like which is performed later, and may measure non-specific binding. Therefore, X is blocked in advance. It is preferable to process. The blocking treatment is preferably carried out by bringing the surface of the solid phase carrier (P2) into contact with one having an amino group or a mercapto group. In order to prevent nonspecific binding of the reacting ligand, it is preferable to perform a blocking treatment with a protein blocking agent, that is, BSA, casein, gelatin or the like. By doing so, BSA and the like will be present on the surface of the solid phase carrier (P2) other than the spotted portion, and the ligand cannot be bound. When reacting a nucleic acid, the blocking treatment can be carried out by bringing an anionic compound having an amino group or a mercapto group into contact with the protein blocking agent. When the nucleic acid reacts with the protein, the nucleic acid has a negative charge, so that the negative charge is also generated on the surface of the solid phase carrier (P2) to prevent the nucleic acid from reacting with unreacted X. be able to. Such anionic compounds include those that react with X and have a negative charge (COO-, SO3
-, OSO3-, PO3-, or PO2-) can be used, but amino acids are preferable, and glycine or cysteine is particularly preferable. Also, taurine can be preferably used.

【0055】本発明の代表的な態様であるタンパク質チ
ップは、タンパク質相互作用解析、タンパク質発現解
析、創薬研究に利用される。さらに、タンパク質が核酸
結合タンパク質の場合は、その認識核酸配列によっては
変異解析や多型解析に利用することができる。
The protein chip, which is a typical embodiment of the present invention, is used for protein interaction analysis, protein expression analysis and drug discovery research. Furthermore, when the protein is a nucleic acid binding protein, it can be used for mutation analysis or polymorphism analysis depending on the recognition nucleic acid sequence.

【0056】検出原理は標識されたリガンドや核酸との
反応である。標識方法としてはRI法と非RI法(蛍光
法、ビオチン法、化学発光法等)とが知られているが、
とくに限定されるものではない。例えば蛍光法の場合、
蛍光標識に利用される蛍光物質としては、核酸の塩基部
分やタンパク質アミノ酸残基と結合できるものであれば
何れも用いることができるが、シアニン色素(例えば、
市販のCy DyeTMシリーズのCy3、Cy5等)、
ローダミン6G試薬、N―アセトキシ―N2―アセチル
アミノフルオレン(AAF)あるいはAAIF(AAF
のヨウ素誘導体)を使用することができる。
The detection principle is a reaction with a labeled ligand or nucleic acid. RI method and non-RI method (fluorescence method, biotin method, chemiluminescence method, etc.) are known as labeling methods.
It is not particularly limited. For example, in the case of the fluorescence method,
As the fluorescent substance used for the fluorescent label, any substance can be used as long as it can bind to a base portion of a nucleic acid or an amino acid residue of a protein, but a cyanine dye (for example,
Cy3, Cy5, etc. of commercially available Cy DyeTM series),
Rhodamine 6G reagent, N-acetoxy-N2-acetylaminofluorene (AAF) or AAIF (AAF
Iodine derivative) can be used.

【0057】核酸認識タンパク質が固定されたタンパク
チップの場合、検体中の標的核酸は、PCR法などで増
幅することなく直接検出するのが好ましいが、予め増幅
したのちに検出してもよい。標的核酸またはその増幅体
は、予め標識しておくことにより容易に検出可能であ
る。核酸を標識するには、酵素(Reverse Tr
anscriptase, DNA polymera
se RNA Polymerase,Termina
ldeoxytransferaseなど)を用いる方
法がよく用いられるが、化学反応により、直接標識物質
を結合させてもよい。このような標識方法については、
公知の技術として成書に記載されている(野村慎太郎著
脱アイソトープ実験プロトコール1、秀潤社1994
年、脱アイソトープ実験プロトコール2、秀潤社199
8年、村松正明著 DNAマイクロアレイと最新PCR
法標識物質 秀潤社2000年)。標識物質は、検出可
能なシグナルを作ることの可能な物質であることが好ま
しい。標識物質が、酵素や触媒のような、シグナルの増
幅能力のある物質である場合、DNAの検出感度は大き
く向上する。
In the case of a protein chip on which a nucleic acid recognizing protein is immobilized, it is preferable to directly detect the target nucleic acid in the sample without amplification by the PCR method or the like, but it may be detected after the amplification in advance. The target nucleic acid or its amplified product can be easily detected by labeling it in advance. To label nucleic acids, use the enzyme (Reverse Tr
anscriptase, DNA polymer
se RNA Polymerase, Termina
A method using ldeoxytransferase, etc.) is often used, but a labeling substance may be directly bound by a chemical reaction. For such labeling methods,
It is described in a book as a known technique (Shintaro Nomura, Deisotope Experiment Protocol 1, Shujunsha 1994).
Year, Deisotope experiment protocol 2, Shujunsha 199
8 years, Masaaki Muramatsu DNA microarray and latest PCR
Law-marked substance Shujunsha 2000). The labeling substance is preferably a substance capable of producing a detectable signal. When the labeling substance is a substance capable of amplifying a signal, such as an enzyme or a catalyst, the detection sensitivity of DNA is greatly improved.

【0058】しかしながら、前述の標識操作は、一般的
に煩雑であるので、さらに好ましい検出方法としては、
検体中の核酸を予め標識せずに測定する方法を挙げるこ
とができる。これには、例えば2本鎖DNAを認識する
DNA挿入剤、いわゆるDNAインターカレーターを用
いることができる。DNAインターカレーターの使用に
より、検出操作が簡単になるだけではなく、検出感度も
向上する。例えば、1000bpのDNAを検出する場
合、いわゆる標識法は多くとも数個の標識物質しか導入
できないのであるが、インターカレーターを使用する場
合は100個以上の標識物質を導入することが可能であ
る。
However, since the above-mentioned labeling operation is generally complicated, a more preferable detection method is as follows.
A method of measuring the nucleic acid in the sample without labeling it beforehand can be mentioned. For this, for example, a DNA intercalating agent that recognizes double-stranded DNA, a so-called DNA intercalator can be used. The use of the DNA intercalator not only simplifies the detection operation, but also improves the detection sensitivity. For example, when detecting 1000 bp of DNA, the so-called labeling method can introduce only a few labeling substances at most, but when using an intercalator, 100 or more labeling substances can be introduced.

【0059】DNAインターカレーターは、そのもの自
体が検出可能なシグナルを形成できる物質であってもよ
いが、その側鎖にシグナル形成物質を結合していたり、
ビオチン―アビジン、抗原―抗体、ハプテン―抗体のよ
うな特異結合対を介してインターカレーターに結合して
いてもよい。本発明における、検出可能なシグナルは、
例えば、蛍光検出、発光検出、化学発光検出、生物発光
検出、電気化学発光検出、放射能検出、電気化学検出、
比色検出により検出可能なシグナルであることが好まし
いが、これらに限定されるものではない。
The DNA intercalator may be a substance capable of forming a detectable signal by itself, but may have a signal forming substance bound to its side chain,
It may be bound to the intercalator via a specific binding pair such as biotin-avidin, antigen-antibody, hapten-antibody. In the present invention, the detectable signal is
For example, fluorescence detection, luminescence detection, chemiluminescence detection, bioluminescence detection, electrochemiluminescence detection, radioactivity detection, electrochemical detection,
A signal that can be detected by colorimetric detection is preferable, but the signal is not limited thereto.

【0060】リガンドが標的である場合は、内在してい
るアミノ基にシアニン色素(例えば、市販のCy Dy
eTMシリーズのCy3、Cy5等)、ローダミン6G試
薬、N―アセトキシ―N2―アセチルアミノフルオレン
(AAF)あるいはAAIF(AAFのヨウ素誘導体)
のサクシンイミド体を反応させたものを使用することが
できる。本発明を以下の実施例により、さらに具体的に
説明するが、これらの実施例は、本発明の理解を容易に
するためのものであって、本発明をこれらに限定するこ
とを意図するものではない。
When the ligand is a target, a cyanine dye (for example, commercially available Cy Dy
eTM series Cy3, Cy5, etc.), Rhodamine 6G reagent, N-acetoxy-N2-acetylaminofluorene (AAF) or AAIF (iodine derivative of AAF)
The product obtained by reacting the succinimide compound can be used. The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which are intended to facilitate understanding of the present invention and are intended to limit the present invention thereto. is not.

【0061】[0061]

【実施例】[実施例1]抗体固定化スライドによるリガ
ンドの検出 (1)ビニルスルホニル基が導入された多孔性固相担体
(A)の作製 コロイダルシリカ(スノ−テックスPS−S[日産化学
工業]/平均粒径約10nm)の15%の懸濁液15
g、メタノ−ル13g、水5g、TMOS1gを加え、
10分間攪拌して、1時間静止した。溶液を0.22ミ
クロンでろ過した。この溶液にスライドガラスを浸漬さ
せ、室温で2時間乾燥させた。その後70℃で1時間、
100℃で2時間加熱した。このスライドガラスを信越
シリコ−ンKBE903(信越化学工業)の2質量%溶
液200mlに市販のスライドウォッシャーを使い3分
間反応させる。反応終了後、200mlの超純水で1分
間(スライドウォッシャー使用)水洗する。超純水を交
換しながら、さらに前述水洗条件で2回繰り返す。水洗
終了後、45℃の乾燥機で10分間乾燥させた後に、1
10℃にセットしたオーブンに入れ、10分間熱処理す
る。冷却後、3重量%1,2−ビス(ビニルスルホニル
アセトアミド)エタン/pH8.0ほう酸緩衝溶液にス
ライドウォッシャーを使い、120分間反応させる。反
応終了後、超純水で20秒間x3回水洗する。乾燥は2
5℃にセットした乾燥機で30分間行い、多孔性固相担
体(A)が得られた。
[Example 1] Detection of ligand by antibody-immobilized slide (1) Preparation of vinylsulfonyl group-introduced porous solid phase carrier (A) Colloidal silica (SNO-TEX PS-S [Nissan Chemical Industry] ] / 15% suspension with an average particle size of about 10 nm 15
g, methanol 13 g, water 5 g, TMOS 1 g,
Stir for 10 minutes and rest for 1 hour. The solution was filtered at 0.22 micron. A slide glass was immersed in this solution and dried at room temperature for 2 hours. Then at 70 ℃ for 1 hour,
Heated at 100 ° C. for 2 hours. This slide glass is reacted with 200 ml of a 2 mass% solution of Shin-Etsu Silicone KBE 903 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) for 3 minutes using a commercially available slide washer. After completion of the reaction, the plate is washed with 200 ml of ultrapure water for 1 minute (using a slide washer). While exchanging the ultrapure water, the above-mentioned washing condition is repeated twice. After washing with water, and after drying for 10 minutes in a dryer at 45 ℃, 1
Put in an oven set at 10 ° C. and heat-treat for 10 minutes. After cooling, the mixture is reacted with 3 wt% 1,2-bis (vinylsulfonylacetamide) ethane / pH 8.0 borate buffer solution for 120 minutes using a slide washer. After completion of the reaction, the product is washed with ultrapure water for 20 seconds x 3 times. Dry 2
It was carried out for 30 minutes with a dryer set at 5 ° C. to obtain a porous solid phase carrier (A).

【0062】多孔性固相担体(A)表面の偏向測定によ
り約1.3の膜の屈折率が得られた。多孔性膜の屈折率
は、固体相と細孔空間の容積平均であるので、空隙率の
推定値が得られる。以上のことから、上記の膜は空隙率
約30〜40%と推定された。また、膜の厚さは約65
00オングストロームと求められた。細孔径は、三角の
層内の三つの同じサイズの粒子を仮定することにより、
推測される。この配置においては細孔径は粒子の直径の
約0.15倍であるので、上記の10nm粒子の場合は
最小の細孔は2nmのオーダーと推測される。以上の測
定は、国際公開WO00/61282号公報に記載され
ている方法と同様に行った。
A film refractive index of about 1.3 was obtained by measuring the deflection of the surface of the porous solid phase carrier (A). Since the refractive index of the porous film is the volume average of the solid phase and the pore space, an estimated value of the porosity can be obtained. From the above, the porosity of the above film was estimated to be about 30 to 40%. The film thickness is about 65.
It was requested to be 00 angstrom. Pore size is calculated by assuming three equal size particles in a triangular layer:
Guessed. In this arrangement, the pore diameter is about 0.15 times the diameter of the particles, so in the case of the above 10 nm particles, the smallest pore is estimated to be on the order of 2 nm. The above measurement was performed in the same manner as the method described in International Publication WO00 / 61282.

【0063】(2)抗体の固定 Goat Anti−Human IgG(Jacks
on ImmunoResearch)をPBSにて希
釈し(100,20、4,0.8,0.16ng/μ
L、1μL)、上記(1)にて作製した固相担体(A)
に点着した。直ちに点着後の固相担体を25℃、飽和食
塩水チャンバーにて3時間放置した後、1%BSA/
0.05%Tween20―PBS(PBS−T)に1
時間浸積することでブロッキング処理し、抗体スライド
(B)を得た。
(2) Immobilization of antibody Goat Anti-Human IgG (Jacks
on ImmunoResearch) is diluted with PBS (100, 20, 4, 0.8, 0.16 ng / μ)
L, 1 μL), the solid phase carrier (A) prepared in (1) above
Spotted on. Immediately after the solid-phase carrier after spotting was left in a saturated saline solution chamber at 25 ° C. for 3 hours, 1% BSA /
1 in 0.05% Tween20-PBS (PBS-T)
Blocking was carried out by immersing for a period of time to obtain an antibody slide (B).

【0064】(3)リガンドとの反応及び検出 上記(2)で作製した抗体スライド(B)にHybri
Well(GraceBio―Labs)を密着させ
た。Human IgG―Cy5(Jackson I
mmunoResearch)を1%BSA/PBS―
Tにて2μg/mlに希釈し、100μLをHybri
Well内に添加後、モイスチャーチャンバー内にて2
5℃で1時間インキュベートした。次いでこのものを、
PBS―Tで3回洗浄し、PBSでリンス後700rp
mで5分間遠心処理することで乾燥させた。スライドガ
ラス表面の蛍光強度を蛍光スキャニング装置で測定した
ところ、100ng/μLにて抗体をスポットした位置
では26.3となりバックグランンド蛍光強度より大き
く増加した。従って、本発明の多孔性固相担体上にスル
ホニル基を介して抗体を結合させた抗体固定固相担体を
用いることによって、その抗体固定固相担体に固定され
ている抗体と反応性を有するリガンドを効率的に検出で
きることが分かる
(3) Reaction with Ligand and Detection The antibody slide (B) prepared in (2) above was hybridized.
Well (GraceBio-Labs) was adhered. Human IgG-Cy5 (Jackson I
mmunoResearch) with 1% BSA / PBS-
Dilute to 2 μg / ml with T and add 100 μL to Hybri
After adding to the well, 2 in the moisture chamber
Incubated at 5 ° C for 1 hour. Then this one,
Wash 3 times with PBS-T, rinse with PBS, 700 rp
It was dried by centrifuging at m for 5 minutes. When the fluorescence intensity on the surface of the slide glass was measured with a fluorescence scanning device, it was 26.3 at the position where the antibody was spotted at 100 ng / μL, which was much higher than the background fluorescence intensity. Therefore, by using an antibody-immobilized solid-phase carrier in which an antibody is bound to the porous solid-phase carrier of the present invention via a sulfonyl group, a ligand having reactivity with the antibody immobilized on the antibody-immobilized solid-phase carrier is used. Can be detected efficiently

【0065】[実施例2]抗体固定化スライドによるリ
ガンドの検出 (1)抗体の固定 Rabbit Anti Streptavidin
(Polysience)をPBSにて希釈し(100
ng/μL)、10μLずつ384プレートに分注し
た。カーテシアン製アレイヤー(PixSys550
0)を用いて上記実施例1(1)にて作製した固相担体
(A)に点着した。直ちに点着後の固相担体を25℃、
飽和食塩水チャンバーにて1時間放置した後、1/4×
ブロックエース(大日本製薬)/0.05%Tween
20―PBS(PBS―T)に1時間浸積することでブ
ロッキング処理し、抗体スライド(C)を得た。
[Example 2] Detection of ligand by antibody-immobilized slide (1) Immobilization of antibody Rabbit Anti Streptavidin
Dilute (Polyscience) with PBS (100
ng / μL), 10 μL each was dispensed to a 384 plate. Cartesian Arlayer (PixSys550
0) was applied to the solid phase carrier (A) prepared in Example 1 (1) above. Immediately after applying the solid phase carrier at 25 ° C,
1/4 × after standing in saturated saline solution chamber for 1 hour
Block Ace (Dainippon Pharmaceutical) /0.05% Tween
Blocking was performed by immersing in 20-PBS (PBS-T) for 1 hour to obtain an antibody slide (C).

【0066】(2)リガンドの標識 1mgのStreptavidin(和光純薬)を40
0μlの0.1M NaHCO3(pH8.0)にて溶
解した。それをCy3−monofunctional
(Amersham Pharmacia Biote
ch)のチューブに移し、室温にて30分間インキュベ
ートした。そこに、100μlの1MTris・HCl
(pH8.0)を添加し、さらに室温にて30分間イン
キュベートすることで反応を停止させた。この反応液を
NAP−5カラム(Amersham Pharmac
ia Biotech)にて精製し、Cy3標識Str
eptavidinを得た。
(2) Labeling of ligand 1 mg of Streptavidin (Wako Pure Chemical Industries)
It was dissolved in 0 μl of 0.1 M NaHCO 3 (pH 8.0). Cy3-monofunctional
(Amersham Pharmacia Biote
ch) tube and incubated at room temperature for 30 minutes. There, 100 μl of 1M Tris · HCl
The reaction was stopped by adding (pH 8.0) and further incubating at room temperature for 30 minutes. This reaction solution was applied to a NAP-5 column (Amersham Pharmac).
IA Biotech), and Cy3 labeled Str
eptavidin was obtained.

【0067】(3)リガンドとの反応および検出 上記(1)で作製した抗体スライド(C)にSecur
eSeal Hybridization Chambe
r(SA500,Grace Bio―Labs)を密
着させた。上記(2)で標識したCy3−Strept
avidinを1/4×ブロックエース/PBS―Tに
て2μg/mlに希釈し、500μLをSA500内に
添加後、モイスチャーチャンバー内にて25℃で1時間
インキュベートした。次いでこのものを、PBS―Tで
3回洗浄し、PBSでリンス後700rpmで5分間遠
心処理することで乾燥させた。スライドガラス表面の蛍
光強度を蛍光スキャニング装置で測定したところ、2
1,300となり、バックグランンド蛍光強度より大き
く増加した。従って、本発明の多孔性固相担体上にスル
ホニル基を介して抗体を結合させた抗体固定固相担体を
用いることによって、マイクロアレイの系でもその抗体
固定固相担体に固定されている抗体と反応性を有するリ
ガンドを効率的に検出できることが分かる。
(3) Reaction with Ligand and Detection Secur on the antibody slide (C) prepared in (1) above.
eSeal Hybridization Chamber
r (SA500, Grace Bio-Labs) was brought into close contact. Cy3-Strept labeled in (2) above
Avidin was diluted to 1 μg / ml with 1/4 × Block Ace / PBS-T, and 500 μL was added to SA500, followed by incubation in a moisture chamber at 25 ° C. for 1 hour. Then, this was washed with PBS-T three times, rinsed with PBS, and then centrifuged at 700 rpm for 5 minutes to be dried. When the fluorescence intensity on the surface of the slide glass was measured with a fluorescence scanning device, it was 2
The intensity was 1,300, which was larger than the background fluorescence intensity. Therefore, by using an antibody-immobilized solid-phase carrier in which an antibody is bound to the porous solid-phase carrier of the present invention via a sulfonyl group, it is possible to react with an antibody immobilized on the antibody-immobilized solid-phase carrier in a microarray system. It can be seen that a ligand having a property can be efficiently detected.

【0068】[0068]

【発明の効果】本発明により、迅速かつ安定に結合固定
可能な反応性固相担体に少なくとも一つの特異的結合パ
ートナーの一員が結合固定されてなる生物学的素材チッ
プを提供することが可能になった。
Industrial Applicability According to the present invention, it is possible to provide a biological material chip in which at least one member of a specific binding partner is bound and immobilized on a reactive solid phase carrier which can be rapidly and stably bound and immobilized. became.

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

【図1】図1は、本発明の代表的態様であるタンパク質
チップの構成の模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of the structure of a protein chip that is a typical embodiment of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── 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 33/566 G01N 33/566 (72)発明者 須藤 幸夫 埼玉県朝霞市泉水3−11−46 富士写真フ イルム株式会社内 (72)発明者 篠木 浩 埼玉県朝霞市泉水3−11−46 富士写真フ イルム株式会社内 (72)発明者 瀬志本 修 埼玉県朝霞市泉水3−11−46 富士写真フ イルム株式会社内 Fターム(参考) 4B029 AA07 AA23 BB15 BB17 CC10 FA01 4H045 AA40 BA62 BA63 DA50 DA76 DA86 EA50 FA81 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G01N 33/566 G01N 33/566 (72) Inventor Yukio Sudo 3-11-46 Izumi, Asaka-shi, Saitama Fuji Photo Film Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Shinoki 3-11-46 Fuji, Asaka-shi, Saitama Prefecture Photo Fuji Photo 3-11-46 Izumi Osamu, Inventor, Asaka-shi, Saitama Fuji Photo F-term within the film Co., Ltd. (reference) 4B029 AA07 AA23 BB15 BB17 CC10 FA01 4H045 AA40 BA62 BA63 DA50 DA76 DA86 EA50 FA81

Claims (30)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多孔性領域が約2nm〜約1000nm
の細孔径、約10%〜約90%の空隙率及び約0.01
μm〜約70μmの厚さを持つ多孔性基質を有する固相
担体に、少なくとも一つのタンパク質又はタンパク質結
合物質(但し、核酸を除く)の残基であるAが、下記式
(I)のようにスルホニル基を介した共有結合により結
合していることを特徴とする生物学的素材チップ; 固相担体―L―SO2―X―A (I) [式(I)において、Lは連結基を表わし、Xは、−C
1(R2)−CR3(R4)−を表わし;R1、R2、R3
及びR4は、互いに独立に、水素原子、炭素原子数1乃
至6のアルキル基、炭素原子数6乃至20のアリール
基、又は炭素原子数1乃至6のアルキル鎖を有する合計
炭素原子数が7乃至26のアラルキル基を表し、Aはタ
ンパク質又はタンパク質結合物質(但し、核酸を除く)
の残基を示す。]
1. The porous region is about 2 nm to about 1000 nm.
Pore size of about 10% to about 90% porosity and about 0.01
In a solid-phase carrier having a porous substrate having a thickness of μm to about 70 μm, at least one residue of protein or protein-binding substance (excluding nucleic acid) A is represented by the following formula (I): biological material chip, characterized in that it covalently bonded via a sulfonyl group; in the solid phase support -L-SO 2 -X-a ( I) [ formula (I), L a linking group Where X is -C
Represents R 1 (R 2 ) -CR 3 (R 4 )-; R 1 , R 2 , R 3
And R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a total carbon atom number of 7 having an alkyl chain having 1 to 6 carbon atoms. To 26 aralkyl groups, A is a protein or protein-binding substance (excluding nucleic acid)
Indicates the residue of. ]
【請求項2】 表面に固定されたタンパク質又はタンパ
ク質結合物質(但し、核酸を除く)が、抗体、抗体フラ
グメント、リガンド、抗原、ハプテン、又はレセプター
である、請求項1に記載のチップ。
2. The chip according to claim 1, wherein the protein or protein-binding substance (excluding nucleic acid) immobilized on the surface is an antibody, an antibody fragment, a ligand, an antigen, a hapten, or a receptor.
【請求項3】 表面に固定されたタンパク質又はタンパ
ク質結合物質(但し、核酸を除く)がアビジン類であ
る、請求項1に記載のチップ。
3. The chip according to claim 1, wherein the protein or protein-binding substance (excluding nucleic acid) immobilized on the surface is an avidin.
【請求項4】 アビジン類が、アビジン、ストレプトア
ビジンまたはビオチンと安定な複合体を形成しうるこれ
らの改変体である、請求項3に記載のチップ。
4. The chip according to claim 3, wherein the avidins are avidin, streptavidin, or a modified form thereof capable of forming a stable complex with biotin.
【請求項5】 表面に固定されたタンパク質が、核酸認
識タンパク質であることを特徴とする、請求項1に記載
のチップ
5. The chip according to claim 1, wherein the protein immobilized on the surface is a nucleic acid recognition protein.
【請求項6】 核酸認識タンパク質が2本鎖DNA認識
タンパク質である請求項5に記載のチップ。
6. The chip according to claim 5, wherein the nucleic acid recognition protein is a double-stranded DNA recognition protein.
【請求項7】 2本鎖DNA認識タンパク質が2本鎖D
NA認識抗体である、請求項6に記載のチップ。
7. The double-stranded DNA recognition protein is double-stranded D
The chip according to claim 6, which is an NA-recognizing antibody.
【請求項8】 2本鎖DNA認識タンパク質がDNA転
写因子である、請求項6に記載のチップ。
8. The chip according to claim 6, wherein the double-stranded DNA recognition protein is a DNA transcription factor.
【請求項9】 2本鎖DNA認識タンパク質がZnフィ
ンガーモチーフまたはリングフィンガーモチーフをもつ
タンパク質である、請求項6に記載のチップ。
9. The chip according to claim 6, wherein the double-stranded DNA recognition protein is a protein having a Zn finger motif or a ring finger motif.
【請求項10】 多孔性基質が有機ポリマーで構成され
ていることを特徴とする、請求項1に記載のチップ。
10. The chip according to claim 1, wherein the porous substrate is composed of an organic polymer.
【請求項11】 多孔性基質が無機物質により形成され
る粒子であることを特徴とする、請求項1から10の何
れかに記載のチップ。
11. The chip according to claim 1, wherein the porous substrate is particles formed of an inorganic substance.
【請求項12】 多孔性基質が、珪素、アルミナ又はチ
タンを含有する、請求項1から11の何れかに記載のチ
ップ。
12. The chip according to claim 1, wherein the porous substrate contains silicon, alumina or titanium.
【請求項13】 固相担体がガラス、プラスチック、電
極表面、センサーチップ表面である、請求項1から12
の何れかに記載のチップ。
13. The solid phase carrier is glass, plastic, an electrode surface, or a sensor chip surface, according to claim 1.
The chip according to any one of 1.
【請求項14】 請求項1〜13の何れかに記載のチッ
プと、該チップの表面に担持されたタンパク質又はタン
パク質結合物質(但し、核酸を除く)と特異的に結合す
る標的物質を含む検体とを接触させる工程;及び該タン
パク質又はタンパク質結合物質と該標的物質との間の相
互の結合の形成を検出する工程;を含む、標的物質を検
出する方法。
14. A sample comprising the chip according to any one of claims 1 to 13 and a target substance that specifically binds to a protein or a protein-binding substance (excluding nucleic acid) carried on the surface of the chip. And a step of detecting the formation of a mutual bond between the protein or protein-binding substance and the target substance.
【請求項15】 標的物質が検知可能なシグナルを生成
しうる少なくとも一つの成分で標識されていることを特
徴とする、請求項14に記載の標的物質の検出方法。
15. The method for detecting a target substance according to claim 14, wherein the target substance is labeled with at least one component capable of generating a detectable signal.
【請求項16】 チップをアミノ酸、ペプチドもしくは
タンパク質の水溶液でブロッキング処理する工程を含
む、請求項14又は15に記載の標的物質の検出方法。
16. The method for detecting a target substance according to claim 14 or 15, which comprises a step of blocking the chip with an aqueous solution of amino acids, peptides or proteins.
【請求項17】 下記式(II)で表されるビニルスル
ホニル基もしくはその反応性前駆体基を表面に持つ多孔
性基質を有する固相担体上に、該ビニルスルホニル基も
しくはその反応性前駆体基と反応して共有結合を形成す
る反応性基を有する少なくとも一つのタンパク質又はタ
ンパク質結合物質(但し、核酸を除く)を接触させるこ
とを含む、請求項1に記載のチップの製造方法。 −L―SO2―X’ (II) [上記の式において、Lは、―SO2―X’と固相担体
とを結合する連結基を示し;X’は、―CR1=CR
2(R3)または―CH(R1)―CR2(R3)(Y)を
表し;R1、R2及びR3は互いに独立に、水素原子、炭
素原子数1乃至6のアルキル基、炭素原子数6乃至20
のアリール基、又は炭素原子数1乃至6のアルキル鎖を
有する合計炭素原子数7乃至26のアラルキル基を表
し、Yは、求核試薬によって置換される基、あるいは塩
基によって「HY」として脱離する基を表す]
17. A vinylsulfonyl group represented by the following formula (II) or a reactive precursor group thereof is provided on a solid phase carrier having a porous substrate having on its surface a vinylsulfonyl group or a reactive precursor group thereof. The method for producing a chip according to claim 1, which comprises contacting at least one protein or a protein-binding substance (excluding nucleic acid) having a reactive group that reacts with to form a covalent bond. —L—SO 2 —X ′ (II) [In the above formula, L represents a linking group that binds —SO 2 —X ′ and the solid phase carrier; X ′ represents —CR 1 ═CR
2 (R 3 ) or —CH (R 1 ) —CR 2 (R 3 ) (Y) is represented; R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. , 6 to 20 carbon atoms
Or an aralkyl group having a total of 7 to 26 carbon atoms having an alkyl chain having 1 to 6 carbon atoms, Y is a group substituted by a nucleophile, or eliminated as "HY" by a base. Represents the group to
【請求項18】 表面に固定されたタンパク質又はタン
パク質結合物質(但し、核酸を除く)が、抗体、抗体フ
ラグメント、リガンド、抗原、ハプテン、又はレセプタ
ーである、請求項17に記載のチップの製造方法。
18. The method for producing a chip according to claim 17, wherein the protein or protein-binding substance (excluding nucleic acid) immobilized on the surface is an antibody, an antibody fragment, a ligand, an antigen, a hapten, or a receptor. .
【請求項19】 表面に固定されたタンパク質がアビジ
ン類である、請求項17に記載のチップの製造方法。
19. The method for producing a chip according to claim 17, wherein the protein immobilized on the surface is an avidin.
【請求項20】 アビジン類が、アビジン、ストレプト
アビジンまたはビオチンと安定な複合体を形成しうるこ
れらの改変体である、請求項19に記載のチップの製造
方法。
20. The method for producing a chip according to claim 19, wherein the avidins are avidin, streptavidin, or modified forms thereof that can form a stable complex with biotin.
【請求項21】 表面に固定されたタンパク質が核酸認
識タンパク質であることを特徴とする、請求項17に記
載のチップの製造方法。
21. The method for producing a chip according to claim 17, wherein the protein immobilized on the surface is a nucleic acid recognition protein.
【請求項22】 核酸認識タンパク質が2本鎖DNA認
識タンパク質である請求項21に記載のチップの製造方
法。
22. The method for producing a chip according to claim 21, wherein the nucleic acid recognition protein is a double-stranded DNA recognition protein.
【請求項23】 2本鎖DNA認識タンパク質が2本鎖
DNA認識抗体である、請求項22に記載のチップの製
造方法。
23. The method for producing a chip according to claim 22, wherein the double-stranded DNA recognizing protein is a double-stranded DNA recognizing antibody.
【請求項24】 2本鎖DNA認識タンパク質がDNA
転写因子である、請求項22に記載のチップの製造方
法。
24. The double-stranded DNA recognition protein is DNA
The chip manufacturing method according to claim 22, which is a transcription factor.
【請求項25】 2本鎖DNA認識タンパク質がZnフ
ィンガーモチーフまたはリングフィンガーモチーフをも
つタンパク質である、請求項22に記載のチップの製造
方法。
25. The method for producing a chip according to claim 22, wherein the double-stranded DNA recognition protein is a protein having a Zn finger motif or a ring finger motif.
【請求項26】 多孔性基質が有機ポリマーで構成され
ていることを特徴とする、請求項17から25の何れか
に記載のチップの製造方法。
26. The method for producing a chip according to claim 17, wherein the porous substrate is composed of an organic polymer.
【請求項27】 多孔性基質が無機物質により形成され
る粒子であることを特徴とする、請求項17から25の
何れかに記載のチップの製造方法。
27. The chip manufacturing method according to claim 17, wherein the porous substrate is particles formed of an inorganic substance.
【請求項28】 多孔性基質が、珪素、アルミナ又はチ
タンを含有する、請求項17から25の何れかに記載の
チップの製造方法。
28. The method for producing a chip according to claim 17, wherein the porous substrate contains silicon, alumina or titanium.
【請求項29】 固相担体がガラス、プラスチック、電
極表面、センサーチップ表面である、請求項17から2
8の何れかに記載のチップの製造方法。
29. The solid phase carrier is glass, plastic, an electrode surface, or a sensor chip surface, according to claim 17 to 2.
9. The method for manufacturing a chip according to any one of 8.
【請求項30】 少なくとも1つのタンパク質又はタン
パク質結合物質(但し、核酸を除く)を接触させること
によって多孔性基質を有する固相担体上に固定した後、
固相担体表面にあるフリーのビニルスルホニル基もしく
はその反応性前駆体基をアミノ酸、ペプチドもしくはタ
ンパク質水溶液でブロッキング処理することを特徴とす
る、請求項17〜29の何れかに記載のチップの製造方
法。
30. After immobilization on a solid phase carrier having a porous substrate by contacting at least one protein or protein-binding substance (excluding nucleic acid),
30. The method for producing a chip according to claim 17, wherein the free vinylsulfonyl group or its reactive precursor group on the surface of the solid support is subjected to a blocking treatment with an amino acid, peptide or protein aqueous solution. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009515138A (en) * 2005-07-07 2009-04-09 ザ ユニヴァーシティー オブ ニューカッスル Immobilization of biological molecules
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