JP2005069823A - アビジン修飾ガラス基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】DNA試料を安定かつ強力に吸着固定し、種々の反応、洗浄、振蕩等の繰返し操作に対しても、DNA試料を保持しつづけることができるアビジン修飾ガラス基板を提供する。
【解決手段】ガラス表面にアビジンを好ましくはリンカーを介して結合させる。
【選択図】なし
【解決手段】ガラス表面にアビジンを好ましくはリンカーを介して結合させる。
【選択図】なし
Description
本発明は、DNA検査やDNA損傷の検出に際してDNA試料を安定にかつ強力に吸着固定するための、表面にアビジンが結合しているアビジン修飾ガラス基板に関する。
DNAは生物の遺伝情報を担う重要な生体物質であり、採取細胞や組織切片とともに、研究、臨床、法医学等を含む現場では絶えず検査の対象となる被験物質である。かかる化学物質であるDNA試料を検査するに際して、スライドガラス基板に試料を載せて各種試験法に付すことが通常行われている。それぞれの試験手法に応じて、種々の反応、洗浄、振蕩等の操作が複数回繰り返されることが多く、その場合採取したDNA試料が操作の過程で脱離除去されてしまうことが多い。
例えば、DNAは、紫外線、外界からの化学物質、体内の代謝産物、活性酸素等の様々な外的・内的要因により損傷を受けることがある。このようなDNA損傷、特にヌクレオチドのN−グリコシド結合の加水分解による塩基欠損部位(脱プリン/脱ピリミジン部位、APサイト)の形成などは、細胞によるその修復機能の如何により、細胞死や突然変異、ひいては発ガンの遠因ともなる。かかる塩基欠損部位を高感度に検出するためにも、DNA試料を安定かつ強力に吸着固定するためのガラス基板が望まれている。
従来、ガラスの表面をポリ−L−リジン、アミノシラン又はキトサン若しくはポリアリルアミンで被覆したコーティングスライドガラス(特許文献1)は知られていたが、これらは専ら細胞や組織切片を吸着させるためのものであり、DNAの安定な吸着には適していなかった。また、紫外線照射したポリスチレン、硫酸プロタミン被覆したマイクロプレート、ニトロセルロースメンブランも知られているが、DNAの安定な吸着という観点からは満足のいくものではなかった。
また、ポリ−L−リジン被覆ガラスでは、付着させたDNA試料の一部が洗浄中に剥離したり、特に蛍光色素含有リポソームを用いるアッセイ法においては、基板にリポソームが非特異的に吸着するなどして、正確なアッセイ評価が困難になることがあった。
本発明は、DNA試料を安定かつ強力に吸着固定し、種々の反応、洗浄、振蕩等の繰返し操作に対しても、DNA試料を保持しつづけることができるガラス基板を提供することを目的とする。本発明の他の目的は以下の記載及び図面の内容から明らかとなるであろう。
本発明者らは、ガラス表面にアビジンを結合させると、驚くべきことにDNA試料を安定かつ強力に吸着固定することができることを見出し、本発明をなすに至った。
即ち、本発明は以下の通りである。
1. ガラス表面にアビジンが結合していることを特徴とするアビジン修飾ガラス基板。
2. 前記アビジンはリンカーを介して前記ガラス表面に結合している上記1記載のアビジン修飾ガラス基板。
3. 前記リンカーが二官能性架橋剤残基を含む上記2記載のアビジン修飾ガラス基板。
4. 前記リンカーがチオ基と二官能性架橋剤残基からなる上記3記載のアビジン修飾ガラス基板。
5. 前記二官能性架橋剤が、N−(4−マレイミドブチリルオキシ)スクシンイミド(GMBS)、N−(6−マレイミドカプロイルオキシ)スクシンイミド(EMCS)、N−(8−マレイミドカプリルオキシ)スクシンイミド(HMCS)、N−(11−マレイミドウンデカノイルオキシ)スクシンイミド(KMUS)及びN−((4−(2−マレイミドエトキシ)スクシニル)オキシ)スクシンイミド(MESS)からなる群から選ばれるへテロ官能性架橋剤である上記4記載のアビジン修飾ガラス基板。
6. 前記二官能性架橋剤が、N−(4−マレイミドブチリルオキシ)スルホスクシンイミド ナトリウム塩(スルホ−GMBS)、N−(6−マレイミドカプロイルオキシ)スルホスクシンイミド ナトリウム塩(スルホ−EMCS)、N−(8−マレイミドカプリルオキシ)スルホスクシンイミド ナトリウム塩(スルホ−HMCS)からなる群から選ばれる水溶性二官能性架橋剤である上記4記載のアビジン修飾ガラス基板。
7. 前記リンカーがビオチンラベル化剤残基を含む上記2記載のアビジン修飾ガラス基板。
8. 前記リンカーがアミノ基とアミノ基標識用ビオチンラベル化剤残基からなる上記7記載のアビジン修飾ガラス基板。
9. 前記アミノ基標識用ビオチンラベル化剤が、N−スクシンイミジル D−ビオチン、5−(N−スクシンイミジルオキシカルボニル)ペンチル D−ビオチナミド、5−(5−(N−スクシンイミジルオキシカルボニル)ペンチルアミド))ヘキシル D−ビオチナミド、スルホスクシンイミジル D−ビオチン、スルホスクシンイミジル N−(D−ビオチニル)−6−アミノヘキサノアート、及びスルホスクシンイミジル N−(N’−(D−ビオチニル)−6−アミノヘキサノイル)−6’−アミノヘキサノアートからなる群から選ばれるものである上記8記載のアビジン修飾ガラス基板。
10. 前記リンカーがチオ基とチオール基標識用ビオチンラベル化剤残基からなる上記7記載のアビジン修飾ガラス基板。
11. 前記チオール基標識用ビオチンラベル化剤が、N’−(2−(N−マレイミド)エチル)−N−ピペラジニル D−ビオチナミド塩酸塩又は6−(N’−(2−(N−マレイミド)エチル)−N−ピペラジニルアミド)ヘキシル D−ビオチナミド塩酸塩である上記10記載のアビジン修飾ガラス基板。
1. ガラス表面にアビジンが結合していることを特徴とするアビジン修飾ガラス基板。
2. 前記アビジンはリンカーを介して前記ガラス表面に結合している上記1記載のアビジン修飾ガラス基板。
3. 前記リンカーが二官能性架橋剤残基を含む上記2記載のアビジン修飾ガラス基板。
4. 前記リンカーがチオ基と二官能性架橋剤残基からなる上記3記載のアビジン修飾ガラス基板。
5. 前記二官能性架橋剤が、N−(4−マレイミドブチリルオキシ)スクシンイミド(GMBS)、N−(6−マレイミドカプロイルオキシ)スクシンイミド(EMCS)、N−(8−マレイミドカプリルオキシ)スクシンイミド(HMCS)、N−(11−マレイミドウンデカノイルオキシ)スクシンイミド(KMUS)及びN−((4−(2−マレイミドエトキシ)スクシニル)オキシ)スクシンイミド(MESS)からなる群から選ばれるへテロ官能性架橋剤である上記4記載のアビジン修飾ガラス基板。
6. 前記二官能性架橋剤が、N−(4−マレイミドブチリルオキシ)スルホスクシンイミド ナトリウム塩(スルホ−GMBS)、N−(6−マレイミドカプロイルオキシ)スルホスクシンイミド ナトリウム塩(スルホ−EMCS)、N−(8−マレイミドカプリルオキシ)スルホスクシンイミド ナトリウム塩(スルホ−HMCS)からなる群から選ばれる水溶性二官能性架橋剤である上記4記載のアビジン修飾ガラス基板。
7. 前記リンカーがビオチンラベル化剤残基を含む上記2記載のアビジン修飾ガラス基板。
8. 前記リンカーがアミノ基とアミノ基標識用ビオチンラベル化剤残基からなる上記7記載のアビジン修飾ガラス基板。
9. 前記アミノ基標識用ビオチンラベル化剤が、N−スクシンイミジル D−ビオチン、5−(N−スクシンイミジルオキシカルボニル)ペンチル D−ビオチナミド、5−(5−(N−スクシンイミジルオキシカルボニル)ペンチルアミド))ヘキシル D−ビオチナミド、スルホスクシンイミジル D−ビオチン、スルホスクシンイミジル N−(D−ビオチニル)−6−アミノヘキサノアート、及びスルホスクシンイミジル N−(N’−(D−ビオチニル)−6−アミノヘキサノイル)−6’−アミノヘキサノアートからなる群から選ばれるものである上記8記載のアビジン修飾ガラス基板。
10. 前記リンカーがチオ基とチオール基標識用ビオチンラベル化剤残基からなる上記7記載のアビジン修飾ガラス基板。
11. 前記チオール基標識用ビオチンラベル化剤が、N’−(2−(N−マレイミド)エチル)−N−ピペラジニル D−ビオチナミド塩酸塩又は6−(N’−(2−(N−マレイミド)エチル)−N−ピペラジニルアミド)ヘキシル D−ビオチナミド塩酸塩である上記10記載のアビジン修飾ガラス基板。
本発明のアビジン修飾ガラス基板は、DNA試料を安定かつ強力に吸着固定し、蛍光色素含有リポソームを用いても基板にリポソームを吸着することがないという予期せぬ優れた効果を有する。
アビジンは卵白中に見出される分子量約68000、等電点10〜10.5の糖タンパク質で、4個のサブユニットからなり、1分子当たり4分子のビオチンと特異的に結合することが知られている。
ガラス基板の素材としては特に制限はなく、従来、細胞や組織切片等を吸着させるために用いられているコートスライドグラス用のガラス素材であればいずれも使用することができる。アビジンをガラス表面に結合させるためにリンカーを介する必要性から、ガラス表面に水酸基が存在することが好ましい。
リンカーはガラス基板表面のケイ素(Si)原子とアビジンとを仲介する結合基である。かかる結合は共有結合、イオン結合等、ガラス基板とアビジンとを強固に結合させる結合様式であれば特に制限はない。
ガラス基板表面の処理の容易さの観点から、リンカーは二官能性架橋剤残基を含むか、又はビオチンラベル化剤残基を含むことが好ましい。より好ましくは、リンカーは
1)チオ基(−S−)と二官能性架橋剤残基からなる、
2)アミノ基とビオチンラベル化剤残基からなる、又は
3)チオ基とビオチンラベル化剤残基からなる
ことが好ましい。
1)チオ基(−S−)と二官能性架橋剤残基からなる、
2)アミノ基とビオチンラベル化剤残基からなる、又は
3)チオ基とビオチンラベル化剤残基からなる
ことが好ましい。
二官能性架橋剤は、ガラス基板にアビジンを結合させるリンカーを形成するための試薬である。ガラス基板にチオ基(チオール基)が結合している場合は、二官能性架橋剤は、その分子両端にマレイミド基とN−ヒドロキシスクシンイミド活性エステルとを有することが好ましい。この場合、ガラス基板表面のチオ基とは一方の分子末端のマレイミド基が選択的に反応してリンカーを形成する。このリンカーの他方の分子末端におけるN−ヒドロキシスクシンイミド活性エステルが、タンパク質であるアビジンのN−末端のアミノ基と反応する。
二官能性架橋剤としては、へテロ官能性架橋剤であるか又は水溶性二官能性架橋剤が挙げられる。
リンカーがチオ基と二官能性架橋剤残基からなる場合、へテロ官能性架橋剤としては、例えば、N−(4−マレイミドブチリルオキシ)スクシンイミド(GMBS)、N−(6−マレイミドカプロイルオキシ)スクシンイミド(EMCS)、N−(8−マレイミドカプリルオキシ)スクシンイミド(HMCS)、N−(11−マレイミドウンデカノイルオキシ)スクシンイミド(KMUS)及びN−((4−(2−マレイミドエトキシ)スクシニル)オキシ)スクシンイミド(MESS)が挙げられる。
リンカーがチオ基と二官能性架橋剤残基からなる場合、水溶性二官能性架橋剤としては、例えば、N−(4−マレイミドブチリルオキシ)スルホスクシンイミド ナトリウム塩(スルホ−GMBS)、N−(6−マレイミドカプロイルオキシ)スルホスクシンイミド ナトリウム塩(スルホ−EMCS)、N−(8−マレイミドカプリルオキシ)スルホスクシンイミド ナトリウム塩(スルホ−HMCS)が挙げられる。
リンカーがチオ基と二官能性架橋剤残基からなる場合、ガラス基板表面を、例えば、メルカプトプロピルトリメトキシシラン(MTS)で処理することにより、ポリシロキサン構造中のケイ素に結合していた水酸基をメルカプト基(チオール基)で置き換え、次いでこれに上記二官能性架橋剤を反応させて、結合したオキシカルボニルスクシンイミジル残基の反応性を利用して、アビジンを共有結合させる。その結果、チオ基と二官能性架橋剤残基からなるリンカーを介してアビジンがガラス基板表面に結合したアビジン修飾ガラス基板が作成される。
以上、例示の目的で、リンカーがチオ基と二官能性架橋剤残基からなる場合に限って本発明を説明してきたが、アビジンをガラス表面に結合させることができるのであれば、二官能性架橋剤残基を含むリンカーは上記のものに限られない。
ビオチンラベル化剤はアミノ基やチオ基のようなリンカーの一部を介してガラス基板にビオチン標識を行うための試薬である。ビオチンラベル化剤は、アビジン−ビオチン間の特異的且つ強力な複合体形成反応を利用して、ガラス表面にアビジンを結合させるために用いられる。
ビオチンラベル化剤を用いる場合、リンカーがアミノ基を含む時は、アミノ基と結合する活性エステル型のアミノ基標識用ビオチンラベル化剤を用いることが好ましい。また、リンカーがチオ基を含む時は、チオール基と結合するマレイミド型のチオール基標識用ビオチンラベル化剤を用いることが好ましい。どのビオチンラベル化剤を用いるかは目的に合わせて適宜選択することができる。
リンカーがアミノ基とアミノ基標識用ビオチンラベル化剤残基からなる場合、アミノ基標識用ビオチンラベル化剤としては、例えば、N−スクシンイミジル D−ビオチン、5−(N−スクシンイミジルオキシカルボニル)ペンチル D−ビオチナミド、5−(5−(N−スクシンイミジルオキシカルボニル)ペンチルアミド))ヘキシル D−ビオチナミド、スルホスクシンイミジル D−ビオチン、スルホスクシンイミジル N−(D−ビオチニル)−6−アミノヘキサノアート、及びスルホスクシンイミジル N−(N’−(D−ビオチニル)−6−アミノヘキサノイル)−6’−アミノヘキサノアートが挙げられる。
リンカーがアミノ基とアミノ基標識用ビオチンラベル化剤残基からなる場合、ガラス基板表面を、例えば、アミノシランで処理することにより、ポリシロキサン構造中のケイ素に結合していた水酸基をアミノ基に置き換え、次いでこれに上記のようなアミノ基標識用ビオチンラベル化剤を反応させて、結合したビオチン残基との特異性を利用して、アビジンを結合させる。その結果、アミノ基とビオチンラベル化剤残基からなるリンカーを介してアビジンがガラス基板表面に結合したアビジン修飾ガラス基板が作成される。
リンカーがチオ基とチオール基標識用ビオチンラベル化剤残基からなる場合、チオール基標識用ビオチンラベル化剤としては、例えば、N’−(2−(N−マレイミド)エチル)−N−ピペラジニル D−ビオチナミド塩酸塩又は6−(N’−(2−(N−マレイミド)エチル)−N−ピペラジニルアミド)ヘキシル D−ビオチナミド塩酸塩が挙げられる。
リンカーがチオ基とチオール基標識用ビオチンラベル化剤残基からなる場合、ガラス基板表面を、例えば、メルカプトプロピルトリメトキシシラン(MTS)で処理することにより、ポリシロキサン構造中のケイ素に結合していた水酸基をメルカプト基(チオール基)に置き換え、次いでこれに上記のようなチオール基標識用ビオチンラベル化剤を反応させて、結合したビオチン残基との特異性を利用して、アビジンを結合させる。その結果、チオ基とビオチンラベル化剤残基からなるリンカーを介してアビジンがガラス基板表面に結合したアビジン修飾ガラス基板が作成される。
以上、例示の目的で、リンカーが二官能性架橋剤残基を含むか、又はビオンラベル化剤残基を含む場合に限って本発明を説明してきたが、アビジンをガラス表面に結合させることができるのであれば、リンカーは上記のものに限られない。
アビジン修飾ガラス基板の作成、DNAの固定化及びDNA損傷(APサイト)の蛍光測定のための実験操作は以下の通りである。
(1)アビジン修飾ガラス基板の作成法
カバーガラス(18x24 mm)を1M NaOH中に1昼夜(少なくとも3時間以上)浸漬する。Milli-Q水で十分洗浄後、70℃で約2時間乾燥する。ただちに、カバーガラスの片面に50(v/v)%3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(MTS)の無水トルエン溶液を100μl載せて、1時間室温で放置する。無水トルエンで洗浄後、2mM N-スクシンイミジル4-マレイミドブチレート(GMBS)のジメチルスルホキシド(DMSO)溶液80μlを載せ、室温で1時間放置する。Milli-Q水で十分洗浄後、5 mM KH2PO4(pH7.4)溶液(リン酸緩衝液と略す)に溶解したアビジン(0.1mg/ml)を200μl載せ、室温で1時間反応させる。その後Milli-Q水で洗浄する。作成後はMilli-Q水に保管し、できるだけ速やかに使用する。
(1)アビジン修飾ガラス基板の作成法
カバーガラス(18x24 mm)を1M NaOH中に1昼夜(少なくとも3時間以上)浸漬する。Milli-Q水で十分洗浄後、70℃で約2時間乾燥する。ただちに、カバーガラスの片面に50(v/v)%3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(MTS)の無水トルエン溶液を100μl載せて、1時間室温で放置する。無水トルエンで洗浄後、2mM N-スクシンイミジル4-マレイミドブチレート(GMBS)のジメチルスルホキシド(DMSO)溶液80μlを載せ、室温で1時間放置する。Milli-Q水で十分洗浄後、5 mM KH2PO4(pH7.4)溶液(リン酸緩衝液と略す)に溶解したアビジン(0.1mg/ml)を200μl載せ、室温で1時間反応させる。その後Milli-Q水で洗浄する。作成後はMilli-Q水に保管し、できるだけ速やかに使用する。
(2)DNAの固定化法
10 mMクエン酸ナトリウム(pH5.0)を含む0.10 M NaCl溶液(AP緩衝液と略す)に溶解した牛胸腺DNA(クロロフォルム/フェノール洗浄したもの)を必要に応じてリン酸緩衝溶液で希釈する。このDNA溶液の100μlをアビジン修飾ガラス基板の中央部に載せ、室温で15分間インキュベートする。5〜500 ngのDNAを定量的に固定することができる(サイバーグリーン蛍光試薬によるDNA量の測定による(励起波長488、蛍光波長530 nm)。
10 mMクエン酸ナトリウム(pH5.0)を含む0.10 M NaCl溶液(AP緩衝液と略す)に溶解した牛胸腺DNA(クロロフォルム/フェノール洗浄したもの)を必要に応じてリン酸緩衝溶液で希釈する。このDNA溶液の100μlをアビジン修飾ガラス基板の中央部に載せ、室温で15分間インキュベートする。5〜500 ngのDNAを定量的に固定することができる(サイバーグリーン蛍光試薬によるDNA量の測定による(励起波長488、蛍光波長530 nm)。
(3)DNA損傷(APサイト)の蛍光測定
DNA(260 ng)を固定化したアビジン基板に1mg/mlのビオチンを含むリン酸緩衝液100μlを室温で15分間反応させて遊離のアビジンサイトをブロックする。次に0.5 mg/mlアルデヒド反応性試薬(ARP)を含むリン酸緩衝液100μlを加え、37℃で30分間インキュベートする。これによりDNAの脱塩基部位(APサイト)にARPが結合する。過剰のARPをMilli-Q水で洗浄、除去後、ストレプトアビジン(50μg/ml)を含むリン酸緩衝液と室温で15分間インキュベートする。DNAに結合したARPのビオチン部位にストレプトアビジンが結合する。リン酸緩衝液で洗浄後、ビオチン化ホスファチジルエタノールアミン/ホスファチジルコリン/コレステロールから調製した1.5mMスルホローダミンBを含むリポソーム5 mlと15分間反応させる。最後に、リン酸緩衝液で3回洗浄後、蛍光イメージアナライザーで測定する(励起波長514 nm、測定波長590 nm)。本法により数百ngのDNAを用いて104ヌクレオチド当り1個のAPサイトを検出することができる。
DNA(260 ng)を固定化したアビジン基板に1mg/mlのビオチンを含むリン酸緩衝液100μlを室温で15分間反応させて遊離のアビジンサイトをブロックする。次に0.5 mg/mlアルデヒド反応性試薬(ARP)を含むリン酸緩衝液100μlを加え、37℃で30分間インキュベートする。これによりDNAの脱塩基部位(APサイト)にARPが結合する。過剰のARPをMilli-Q水で洗浄、除去後、ストレプトアビジン(50μg/ml)を含むリン酸緩衝液と室温で15分間インキュベートする。DNAに結合したARPのビオチン部位にストレプトアビジンが結合する。リン酸緩衝液で洗浄後、ビオチン化ホスファチジルエタノールアミン/ホスファチジルコリン/コレステロールから調製した1.5mMスルホローダミンBを含むリポソーム5 mlと15分間反応させる。最後に、リン酸緩衝液で3回洗浄後、蛍光イメージアナライザーで測定する(励起波長514 nm、測定波長590 nm)。本法により数百ngのDNAを用いて104ヌクレオチド当り1個のAPサイトを検出することができる。
以下に実施例を参照しながら本発明を更に詳細に説明するが、これら実施例は何ら本発明を限定することを意図するものではない。
例1 アビジン修飾基板に対するDNAの吸着と洗浄の影響
上記(1)アビジン修飾ガラス基板の作成法に従って、アビジン修飾基板を作成し、この基板に対するDNAの吸着と洗浄の影響を調べるために、以下の実験を行った。
DNA(非損傷、500ng)を含む5mMリン酸緩衝溶液100μlを各基板に載せ、室温で15分間インキュベートした。その後、Milli-Q 水を用い30秒間洗浄した。臭化エチジウム (1μg/ml)と30分反応させ蛍光測定(励起波長:488nm、蛍光波長:610nm)により以下の検討基板に残存しているDNA量を測定した。結果を図1に示す。
検討基板:
アビジン修飾基板(本実施例で作成したもの)
ポリL-リジン修飾基板(松浪ガラス、市販品)
アミノ基板(松浪ガラス、市販品)
未修飾ガラス基板
アビジン修飾基板にDNAは最も強く吸着した。洗浄によるDNAの脱離は無視できる程度に少なかった。
上記(1)アビジン修飾ガラス基板の作成法に従って、アビジン修飾基板を作成し、この基板に対するDNAの吸着と洗浄の影響を調べるために、以下の実験を行った。
DNA(非損傷、500ng)を含む5mMリン酸緩衝溶液100μlを各基板に載せ、室温で15分間インキュベートした。その後、Milli-Q 水を用い30秒間洗浄した。臭化エチジウム (1μg/ml)と30分反応させ蛍光測定(励起波長:488nm、蛍光波長:610nm)により以下の検討基板に残存しているDNA量を測定した。結果を図1に示す。
検討基板:
アビジン修飾基板(本実施例で作成したもの)
ポリL-リジン修飾基板(松浪ガラス、市販品)
アミノ基板(松浪ガラス、市販品)
未修飾ガラス基板
アビジン修飾基板にDNAは最も強く吸着した。洗浄によるDNAの脱離は無視できる程度に少なかった。
例2 アビジン修飾基板に対するDNAの吸着量の検討
異なる量(5〜500ng)のDNA(非損傷及び損傷DNA)を含む5mMリン酸緩衝溶液(pH7.4)の100μlをアビジン修飾基板に載せた後、室温で15分間インキュベートした。その後、5mMリン酸緩衝溶液(pH7.4)で洗浄し、Cyber green (0.5μg/ml)と反応させ、蛍光測定(励起波長:514nm、蛍光波長:610nm)により基板に残存しているDNA量を測定した。結果を図2に示す。
非損傷及び損傷DNAともに、その量が5ngから500ngの範囲でアビジン修飾基板に定量的に保持される。
なお、損傷DNAは以下のように調製したものを使用した。0.10M NaClを含む10mMクエン酸ナトリウム溶液(pH5.0)に溶解した牛胸腺DNAを70℃の湯浴中で一定時間熱処理して損傷を形成させた。氷中で冷却後、280nmの吸光度を測定して濃度を定めた。
異なる量(5〜500ng)のDNA(非損傷及び損傷DNA)を含む5mMリン酸緩衝溶液(pH7.4)の100μlをアビジン修飾基板に載せた後、室温で15分間インキュベートした。その後、5mMリン酸緩衝溶液(pH7.4)で洗浄し、Cyber green (0.5μg/ml)と反応させ、蛍光測定(励起波長:514nm、蛍光波長:610nm)により基板に残存しているDNA量を測定した。結果を図2に示す。
非損傷及び損傷DNAともに、その量が5ngから500ngの範囲でアビジン修飾基板に定量的に保持される。
なお、損傷DNAは以下のように調製したものを使用した。0.10M NaClを含む10mMクエン酸ナトリウム溶液(pH5.0)に溶解した牛胸腺DNAを70℃の湯浴中で一定時間熱処理して損傷を形成させた。氷中で冷却後、280nmの吸光度を測定して濃度を定めた。
例3 アビジン修飾基板に対するビオチン化リポソームの非特異的吸着の抑制
アビジン修飾基板を異なる濃度のビオチン溶液100μlと室温で15分間インキュベートしてアビジンサイトをブロックした後、スルホローダミン(SRB)を含むビオチン化リポソーム5mlと反応させた。5mMリン酸緩衝溶液で3回洗浄した後、蛍光測定(ex:514nm,em:590nm)した。結果を図3に示す。
ビオチン濃度が10μg/ml以上であれば、スルホローダミン(SRB)を含むビオチン化リポソームが下地のアビジンサイトに吸着するのを抑制できる。
アビジン修飾基板を異なる濃度のビオチン溶液100μlと室温で15分間インキュベートしてアビジンサイトをブロックした後、スルホローダミン(SRB)を含むビオチン化リポソーム5mlと反応させた。5mMリン酸緩衝溶液で3回洗浄した後、蛍光測定(ex:514nm,em:590nm)した。結果を図3に示す。
ビオチン濃度が10μg/ml以上であれば、スルホローダミン(SRB)を含むビオチン化リポソームが下地のアビジンサイトに吸着するのを抑制できる。
例4 ストレプトアビジン濃度の影響
ビオチン化リポソームはストレプトアビジンを介してARP(DNAに結合している)に結合した。必要なストレプトアビジン濃度について検討した。上記(3)DNA損傷(APサイト)の蛍光測定の実験操作において50分損傷DNA量を260ngとし、ストレプトアビジン濃度を変えて蛍光測定(励起波長:514nm、蛍光波長:590nm)した。結果を図4に示す。
ストレプトアビジン濃度が 0.1μg/ml以上で一定の蛍光強度を示した。
ビオチン化リポソームはストレプトアビジンを介してARP(DNAに結合している)に結合した。必要なストレプトアビジン濃度について検討した。上記(3)DNA損傷(APサイト)の蛍光測定の実験操作において50分損傷DNA量を260ngとし、ストレプトアビジン濃度を変えて蛍光測定(励起波長:514nm、蛍光波長:590nm)した。結果を図4に示す。
ストレプトアビジン濃度が 0.1μg/ml以上で一定の蛍光強度を示した。
例5 DNA損傷(APサイト)を検出するのに必要なARP濃度の検討
50分間酸/熱処理により損傷をかけたDNA(260ng)を含む5mMリン酸緩衝溶液(pH7.4) の100μlをアビジン修飾基板に載せた後、室温で15分間インキュベートした。その後、100μlのビオチン溶液(1mg/l)でアビジンサイトをブロックした。異なる濃度のARP溶液100μlと37℃で30分間インキュベートした後、MilliーQ水で1回洗浄し、過剰のARPを除去した。その後100μlのストレプトアビジンを反応させ、さらにビオチン化リポソーム5mlとインキュベートして蛍光測定を行った。ARP濃度以外は上記(3)DNA損傷(APサイト)の蛍光測定の実験操作と同じとした。結果を図5に示す。
ARP濃度が0.1mg/ml以上で一定の蛍光強度を示した。これは、ARP濃度の増加とともにDNAのAPサイトに結合するARP量が増加し、1mg/ml濃度以上では飽和に達したことを示す。
50分間酸/熱処理により損傷をかけたDNA(260ng)を含む5mMリン酸緩衝溶液(pH7.4) の100μlをアビジン修飾基板に載せた後、室温で15分間インキュベートした。その後、100μlのビオチン溶液(1mg/l)でアビジンサイトをブロックした。異なる濃度のARP溶液100μlと37℃で30分間インキュベートした後、MilliーQ水で1回洗浄し、過剰のARPを除去した。その後100μlのストレプトアビジンを反応させ、さらにビオチン化リポソーム5mlとインキュベートして蛍光測定を行った。ARP濃度以外は上記(3)DNA損傷(APサイト)の蛍光測定の実験操作と同じとした。結果を図5に示す。
ARP濃度が0.1mg/ml以上で一定の蛍光強度を示した。これは、ARP濃度の増加とともにDNAのAPサイトに結合するARP量が増加し、1mg/ml濃度以上では飽和に達したことを示す。
例6 DNA損傷(APサイト)量と蛍光強度の関係
上記(3)DNA損傷(APサイト)の蛍光測定の損傷測定手順により損傷時間(APサイト量)と蛍光強度の関係を検討した。結果を図6に示す。
牛胸腺DNA量として260ngを用いて損傷時間が10分から50分の間で蛍光強度は直線的に増加した。損傷時間10分で104ヌクレオチド当り1個のAPサイトが生成することが知られている。DNA260ng中104ヌクレオチド当り1〜5個のAPサイトを検出できる。なおアビジンプレートの作成に要する時間は約3時間、APサイトを測定するのに要する時間は約2時間である。
上記(3)DNA損傷(APサイト)の蛍光測定の損傷測定手順により損傷時間(APサイト量)と蛍光強度の関係を検討した。結果を図6に示す。
牛胸腺DNA量として260ngを用いて損傷時間が10分から50分の間で蛍光強度は直線的に増加した。損傷時間10分で104ヌクレオチド当り1個のAPサイトが生成することが知られている。DNA260ng中104ヌクレオチド当り1〜5個のAPサイトを検出できる。なおアビジンプレートの作成に要する時間は約3時間、APサイトを測定するのに要する時間は約2時間である。
本発明のアビジン修飾ガラス基板はDNA等の核酸分析のためのDNA結合基板として広く利用することができる。
Claims (11)
- ガラス表面にアビジンが結合していることを特徴とするアビジン修飾ガラス基板。
- 前記アビジンはリンカーを介して前記ガラス表面に結合している請求項1記載のアビジン修飾ガラス基板。
- 前記リンカーが二官能性架橋剤残基を含む請求項2記載のアビジン修飾ガラス基板。
- 前記リンカーがチオ基と二官能性架橋剤残基からなる請求項3記載のアビジン修飾ガラス基板。
- 前記二官能性架橋剤が、N−(4−マレイミドブチリルオキシ)スクシンイミド(GMBS)、N−(6−マレイミドカプロイルオキシ)スクシンイミド(EMCS)、N−(8−マレイミドカプリルオキシ)スクシンイミド(HMCS)、N−(11−マレイミドウンデカノイルオキシ)スクシンイミド(KMUS)及びN−((4−(2−マレイミドエトキシ)スクシニル)オキシ)スクシンイミド(MESS)からなる群から選ばれるへテロ官能性架橋剤である請求項4記載のアビジン修飾ガラス基板。
- 前記二官能性架橋剤が、N−(4−マレイミドブチリルオキシ)スルホスクシンイミド ナトリウム塩(スルホ−GMBS)、N−(6−マレイミドカプロイルオキシ)スルホスクシンイミド ナトリウム塩(スルホ−EMCS)、N−(8−マレイミドカプリルオキシ)スルホスクシンイミド ナトリウム塩(スルホ−HMCS)からなる群から選ばれる水溶性二官能性架橋剤である請求項4記載のアビジン修飾ガラス基板。
- 前記リンカーがビオチンラベル化剤残基を含む請求項2記載のアビジン修飾ガラス基板。
- 前記リンカーがアミノ基とアミノ基標識用ビオチンラベル化剤残基からなる請求項7記載のアビジン修飾ガラス基板。
- 前記アミノ基標識用ビオチンラベル化剤が、N−スクシンイミジル D−ビオチン、5−(N−スクシンイミジルオキシカルボニル)ペンチル D−ビオチナミド、5−(5−(N−スクシンイミジルオキシカルボニル)ペンチルアミド))ヘキシル D−ビオチナミド、スルホスクシンイミジル D−ビオチン、スルホスクシンイミジル N−(D−ビオチニル)−6−アミノヘキサノアート、及びスルホスクシンイミジル N−(N’−(D−ビオチニル)−6−アミノヘキサノイル)−6’−アミノヘキサノアートからなる群から選ばれるものである請求項8記載のアビジン修飾ガラス基板。
- 前記リンカーがチオ基とチオール基標識用ビオチンラベル化剤残基からなる請求項7記載のアビジン修飾ガラス基板。
- 前記チオール基標識用ビオチンラベル化剤が、N’−(2−(N−マレイミド)エチル)−N−ピペラジニル D−ビオチナミド塩酸塩又は6−(N’−(2−(N−マレイミド)エチル)−N−ピペラジニルアミド)ヘキシル D−ビオチナミド塩酸塩である請求項10記載のアビジン修飾ガラス基板。
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JP2003298928A JP2005069823A (ja) | 2003-08-22 | 2003-08-22 | アビジン修飾ガラス基板 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008249534A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Sanyo Chem Ind Ltd | 免疫測定用担体 |
JP2015230293A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | 古河電気工業株式会社 | 生体分子検出用試験キット、及びこれを用いた生体分子の検出方法、並びにこれらに用いられる生体分子検出用試験片及び生体分子検出用標識試薬 |
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2003
- 2003-08-22 JP JP2003298928A patent/JP2005069823A/ja active Pending
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