JP2006028059A - Dna immobilized body, method for producing the same and collection system using the same - Google Patents

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祖依 張
Teigo Sakakibara
悌互 榊原
Yoshinori Kotani
佳範 小谷
Toshiya Yuasa
俊哉 湯浅
Norio Nishi
則雄 西
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a DNA immobilized body that firmly immobilizes a DNA, highly controls elution of a DNA in water and sufficiently exhibits function of selectively and specifically collecting a substance, which a DNA has and to provide a method for simply producing the DNA immobilized body and a DNA collection system that uses the DNA immobilized body, makes a DNA collect a substance contained in air or water, which is selectively and specifically collected by a DNA, by sufficiently exhibiting collection function of DNA and is used for high-precision detection of the specific substance and environmental clean-up by efficiently removing the specific substance. <P>SOLUTION: The DNA immobilized body comprises a phosphate group-containing polymer, a divalent or polyvalent metal and a DNA. Preferably the phosphate group-containing polymer contains a specific phosphate group and one or more kinds of specific (meth)acrylic acid esters or their salts. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、DNA固定体に関し、より詳しくは、DNAが水と接触しても、DNAが水中に溶出するのを抑制し、且つDNAの選択的な認識機能や二重らせんへの特定物質の取込み機能を十分に発揮することができるDNA固定体や、かかるDNA固定体の製造方法や、DNAを用いた捕集システムに関する。   The present invention relates to a DNA immobilized body, and more specifically, suppresses DNA from eluting into water even when the DNA comes into contact with water, and selectively recognizes DNA and uses a specific substance for a double helix. The present invention relates to a DNA fixed body capable of sufficiently exhibiting the uptake function, a method for producing such a DNA fixed body, and a collection system using DNA.

DNA(デオキシリボ核酸)は生体内で遺伝情報を担う役割を果しており、生命現象にとって最も重要な物質の一つである。2本鎖DNAでは、1本鎖のDNAが相補的な他の1本鎖DNAに対して塩基対が多数形成されるために、きわめて精巧な分子認識能を持つ。特に、2本鎖DNAにおいては二重らせん構造が平面的な化学構造をもつ芳香族系化合物を選択的、特異的にインターカレーションする(取り込む)ため、水中や空気中に存在する発ガン性化合物の検出材料や、有害物質を除去する環境浄化材料として有望視されている(例えば、非特許文献1参照)。このようなDNAを検出材料や環境浄化材料に適用するためには、水溶性のDNAを基材に固定化させる必要があり、DNAを基材に固定する技術の開発が進められている。例えば、支持体の表面をモルホリンやモルホリン誘導体や、その塩などを含有する緩衝液中で、DNAを担体と接触させる工程を有する方法(例えば、特許文献1参照)、γ-アミノプロピルトリエトキシシランを修飾したポリマーよりDNAを固定化する方法(例えば、非特許文献2参照)、基板を原子状酸素プラズマで処理する核酸固定化方法(例えば、特許文献2参照)、デオキシリボ核酸のアルカリ金属塩とアルギン酸のアルカリ金属塩を2価の金属含有化合物で凝固させることによりデオキシリボ核酸を固定化する方法(例えば、特許文献3参照)、支持体上の水溶性DNAの水溶液もしくはその液膜、又は支持体上の水溶性DNAの薄層に、波長が250〜270nmの範囲の紫外線を照射することによってDNAを硬化させ、支持体にDNAを固定化させる方法(例えば、特許文献4参照)や、DNAの固定化担体がカルシウム含有物質や、シリカゲルなどの無機質固体であるDNA固体化複合体(例えば、特許文献5参照)などが報告されている。   DNA (deoxyribonucleic acid) plays a role in carrying genetic information in vivo, and is one of the most important substances for life phenomena. Double-stranded DNA has a very sophisticated molecular recognition ability because a large number of base pairs are formed with respect to other single-stranded DNA complementary to single-stranded DNA. In particular, in double-stranded DNA, a double helix structure selectively and specifically intercalates (incorporates) an aromatic compound having a planar chemical structure. It is regarded as promising as a compound detection material and an environmental purification material for removing harmful substances (for example, see Non-Patent Document 1). In order to apply such DNA to a detection material or an environmental purification material, it is necessary to immobilize water-soluble DNA on a base material, and development of a technique for immobilizing DNA on the base material is underway. For example, a method comprising a step of bringing DNA into contact with a carrier in a buffer solution containing morpholine, a morpholine derivative or a salt thereof on the surface of the support (see, for example, Patent Document 1), γ-aminopropyltriethoxysilane A method of immobilizing DNA from a polymer modified with a polymer (for example, see Non-Patent Document 2), a nucleic acid immobilization method for treating a substrate with atomic oxygen plasma (for example, see Patent Document 2), an alkali metal salt of deoxyribonucleic acid and A method for immobilizing deoxyribonucleic acid by coagulating an alkali metal salt of alginic acid with a divalent metal-containing compound (see, for example, Patent Document 3), an aqueous solution of water-soluble DNA on a support or a liquid film thereof, or a support The upper water-soluble DNA thin layer is irradiated with ultraviolet rays having a wavelength in the range of 250 to 270 nm to cure the DNA. A method of immobilizing DNA on the body (for example, see Patent Document 4), a DNA solidified complex in which the DNA immobilization carrier is a calcium-containing substance or an inorganic solid such as silica gel (for example, see Patent Document 5), etc. Has been reported.

これらの方法において、DNAを基体に固定し、またはDNA間の架橋をもたらし、DNAの水への不溶出化を行っている。しかし、これらの方法においては、DNAの機能が完全に引き出されておらず、また、実用に際して水への不溶出化を図ったDNAを基材などにいかに強固に固定するかという問題が残されている。
機能材料、Vol.19、1999年 Chem. Rev.、 Vol. 96、1533-1554、1996年 Anal. Chim. Acta、Vol. 365、19-25、1998年 WO00/34456公報 特開2002−218976号公報 特開平7−41494号公報 特開2001−81098号公報 特開平10−175994号公報
In these methods, DNA is fixed to a substrate, or cross-linking between DNAs is brought about, so that DNA is not eluted into water. However, in these methods, the function of the DNA is not completely drawn out, and there remains a problem of how to firmly fix the DNA that has been made non-eluting into water in practical use to a substrate or the like. ing.
Functional materials, Vol. 19, 1999 Chem. Rev., Vol. 96, 1533-1554, 1996 Anal. Chim. Acta, Vol. 365, 19-25, 1998 WO00 / 34456 JP 2002-218976 A JP 7-41494 A JP 2001-81098 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-175994

本発明の課題は、DNAが水へ溶出するのを抑制し、且つ、DNAの選択的、特異的に物質を捕集する機能を十分に発揮させることができるDNA固定体や、その製造方法を提供することにある。さらに、これを用いることにより、基材などにDNAを強固に固定することができ、空気中や水中に含有されるDNAが選択的、特異的に捕集可能な特定物質をDNAの捕集機能を十分に発揮して捕集することにより、特定物質の高精度の検出や、特定物質を効率よく除去可能な環境浄化などに適用することができるDNAを用いた捕集システムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a DNA fixed body capable of suppressing the elution of DNA into water and sufficiently exhibiting the function of selectively and specifically collecting DNA, and a method for producing the same. It is to provide. Furthermore, by using this, DNA can be firmly fixed on a substrate or the like, and a specific substance capable of selectively and specifically collecting DNA contained in air or water can be collected. To provide a collection system using DNA that can be applied to high-precision detection of specific substances and environmental purification that can efficiently remove specific substances is there.

本発明者らは、既に、酸化物コロイドとDNAとを含む分散液から分散媒を除去することにより、DNAを酸化物のマトリックスに担持させたDNAハイブリッドを開発している。本発明者は、更なる鋭意研究の結果、リン酸基を有するポリマーと2価以上の金属イオンとによりDNAを固定することにより、DNAが水中に溶出することを高度に抑制することができ、かかるポリマーを用いて塗布液を調製し、これを基材表面になどに塗布することにより、基材上に強固にDNAを固定することができるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。   The present inventors have already developed a DNA hybrid in which DNA is supported on an oxide matrix by removing a dispersion medium from a dispersion containing an oxide colloid and DNA. As a result of further intensive studies, the present inventor can highly suppress the elution of DNA into water by fixing the DNA with a polymer having a phosphate group and a metal ion having a valence of 2 or more, Obtaining the knowledge that DNA can be firmly fixed on a substrate by preparing a coating solution using such a polymer and applying it to the surface of the substrate to complete the present invention It came.

すなわち、本発明は、次に記載する各態様が含まれる。
(1)リン酸基を有するポリマーと、2価以上の金属と、DNAとを含むことを特徴とするDNA担持体。
That is, the present invention includes each aspect described below.
(1) A DNA carrier comprising a polymer having a phosphate group, a metal having a valence of 2 or more, and DNA.

本発明のDNA固定体においては、DNAを強固に固定し、DNAの水への溶出を高度に抑制し、且つ、DNAが有する選択的、特異的に物質を捕集する機能を十分に発揮させることができる。また、本発明のDNA固定体の製造方法は、このようなDNA固定体を簡便に製造することができる。さらに、本発明のDNA固定体を用いた捕集システムは、基材などにDNAを強固に固定することができ、DNAが選択的、特異的に捕集可能な空気中や水中に含有される物質を、DNAの捕集機能を十分に発揮させることによりDNAに捕集させ、かかる特定物質の高精度の検出や、特定物質を効率よく除去して環境浄化などに適用することができる。   In the DNA fixed body of the present invention, DNA is firmly fixed, elution of DNA into water is highly suppressed, and the function of selectively and specifically collecting substances possessed by DNA is sufficiently exerted. be able to. In addition, the method for producing a DNA fixed body of the present invention can easily produce such a DNA fixed body. Furthermore, the collection system using the DNA immobilized body of the present invention can firmly fix DNA on a substrate or the like, and the DNA is contained in air or water that can be selectively and specifically collected. A substance can be collected by DNA by fully exerting the function of collecting DNA, and can be applied to high-accuracy detection of the specific substance, environmental purification by efficiently removing the specific substance.

本発明のDNA固定体は、リン酸基を有するポリマーと、2価以上の金属イオンと、DNAとを含むものであれば、特に制限されるものではない。   The DNA fixed body of the present invention is not particularly limited as long as it contains a polymer having a phosphate group, a metal ion having a valence of 2 or more, and DNA.

本発明のDNA固定体におけるリン酸基を有するポリマーは、水に不溶であり、リン酸基が2価以上の金属を介してDNAと、その特定物質の捕集機能を保持した状態、特に、2本鎖DNAの場合は、その2重らせん構造を保持した状態で、強固に結合し、DNAが水に溶出するのを抑制する機能を有する。かかるリン酸基を有するポリマーにおけるリン酸基としては、2価以上の金属イオンと反応し、リン酸基を有するポリマーの水に対する分散性が減少するものであれば、いずれのものであってもよいが、2価以上の金属イオンと反応しうるリン酸基としては、具体的には、式(1)   The polymer having a phosphate group in the DNA immobilized body of the present invention is insoluble in water, and the phosphate group retains the function of collecting DNA and its specific substance via a metal having a valence of 2 or more, In the case of double-stranded DNA, the double-stranded structure is retained, and it has a function of binding tightly and suppressing the DNA from eluting into water. The phosphate group in the polymer having a phosphate group may be any one as long as it reacts with a divalent or higher metal ion and the dispersibility of the polymer having a phosphate group in water decreases. As the phosphate group capable of reacting with a divalent or higher-valent metal ion, specifically, formula (1)

Figure 2006028059
Figure 2006028059

に表されるリン酸基を例示することができ、これらのリン酸基のいずれか1または2種以上を好ましいものとして挙げることができ、これらのうち(a)に表すものが、特に、好ましい。 The phosphoric acid group represented by (1) can be exemplified, and any one or two or more of these phosphoric acid groups can be mentioned as preferred, and among these, those represented by (a) are particularly preferred. .

かかるリン酸基を有するポリマーとしては、式(2)   Examples of the polymer having a phosphoric acid group include those represented by the formula (2)

Figure 2006028059
Figure 2006028059

で表される(メタ)アクリル酸エステル類またはその塩の1または2種以上を単位として含むものが好ましい。式中、R1は、水素原子、またはメチル基を示し、R2は、水素原子、ハロゲン原子、または置換基を有していてもよいC1〜C3のアルキル基を示し、nは1〜8のいずれかの整数を示す。式(2)におけるR2が示すC1〜C3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基など、直鎖状、分枝状のアルキル基を挙げることができ、これらC1〜C3のアルキル基の置換基としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子などを例示することができる。かかる式(2)で表される(メタ)アクリル酸エステル類としては、具体的に、式(3) Those containing one or more of (meth) acrylic acid esters represented by the formula (1) or a salt thereof as a unit are preferable. In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an optionally substituted C1-C3 alkyl group, and n represents 1-8. Indicates one of the integers. Examples of the C1-C3 alkyl group represented by R 2 in the formula (2) include linear and branched alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group. Examples of the substituent for the C1-C3 alkyl group include halogen atoms such as chlorine atom, bromine atom and iodine atom. Specific examples of the (meth) acrylic acid esters represented by the formula (2) include the formula (3)

Figure 2006028059
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に表される化合物を挙げることができる。このような(メタ)アクリル酸エステル類を単位とするリン酸基を有するポリマーとしては、市販のものを使用することができ、具体的には、ユニケミカル(株)社製のもの(商品名:ホスマー)などを挙げることができる。 The compound represented by can be mentioned. As the polymer having a phosphoric acid group having such a (meth) acrylic acid ester as a unit, a commercially available polymer can be used. Specifically, a polymer manufactured by Unichemical Co., Ltd. (trade name) : Phosmer).

本発明に用いるリン酸基を有するポリマーは、上記リン酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル類の他、他のビニル単量体を単位として含むものであってもよく、かかるビニル単量体として、例えば、アクリル酸、アクリル酸エステル類、メタクリル酸、メタクリル酸エステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、スチレン、核置換スチレン類、アルキルビニルエーテル類、アルキルビニルエステル類、パーフルオロ・アルキルビニルエーテル類、パーフルオロ・アルキルビニルエステル類、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、マレイミドまたはフェニルマレイミド等を挙げることができる。これらのビニル単量体のうち、本発明に用いられるリン酸基を有するポリマーに含まれる単位として、メタクリル酸エステル類、アクリロニトリル、スチレン類、マレイミド、フェニルマレイミドが好ましい。   The polymer having a phosphoric acid group used in the present invention may contain other vinyl monomer as a unit in addition to the above (meth) acrylic acid ester having a phosphoric acid group. For example, acrylic acid, acrylic acid esters, methacrylic acid, methacrylic acid esters, acrylonitrile, methacrylonitrile, styrene, nucleus-substituted styrenes, alkyl vinyl ethers, alkyl vinyl esters, perfluoroalkyl vinyl ethers, perfluoroalkyl ethers, Fluoro-alkyl vinyl esters, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, maleimide, phenylmaleimide and the like can be mentioned. Among these vinyl monomers, methacrylic acid esters, acrylonitrile, styrenes, maleimides, and phenylmaleimides are preferred as units contained in the polymer having a phosphate group used in the present invention.

上記リン酸基を有するポリマーは、リン酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル類またはその塩の1または2種以上などのリン酸基を有する単量体をモノマーとし、必要に応じて他のビニル単量体をモノマーとして加え、重合反応により得ることができる。かかる重合反応としては、溶液重合、紫外線や電子線の照射による重合などであってもよいが、溶液重合が好ましい。溶液重合の場合は、溶媒にこれらのモノマーを溶解し、重合開始剤を用いて重合させることができる。使用する溶媒としては、これらの原料が可溶のものであれば、いずれのものであってもよく、水、メタノールなどのアルコール類、アセトンなどのケトン類、エチレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル類等を挙げることができ、これらの2種以上を混合して用いてもよい。使用する重合開始剤としては、2,2−アゾビスイソブチロニトリル、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ジメチル2,2−アゾビスイソブチレートなどのアゾ系開始剤、ラウリルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、tert- ブチルパーオクトエートなどの過酸化物系開始剤等を挙げることができる。溶媒の使用量は、原料成分を1とした場合、重量比で1.0〜20.0程度が好ましく、1.5〜10であることがより好ましい。重合開始剤の使用量は、原料成分を1とした場合、重量比で0.005〜0.05程度が好ましく、0.01前後であることがより好ましい。溶媒、重合開始剤の使用量が上記の範囲であると、生成物の重合体がゲル化することがなく、これらの重合体を種々の溶媒に溶解して後述する塗布液を容易に調整することができ、取扱い上好ましい。また、リン酸基を有するポリマーの調製にリン酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル類を使用する場合、リン酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル類の原料中の重量比率として、5重量%以上であることが好ましく、より好ましくは10重量%以上である。リン酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル類の原料中における重量比が5重量%以上であれば、リン酸基によるDNAとの架橋が可能となり、10重量%以上であれば、2価以上の金属と相俟ってポリマーのDNAとの架橋が多数形成される。重合条件としては、溶液を攪拌しながら、40℃以上、より好ましくは、60℃以上で溶剤の沸点以下の温度などとすることができる。   The polymer having a phosphoric acid group is a monomer having a phosphoric acid group such as one or two or more of (meth) acrylic acid esters having a phosphoric acid group or a salt thereof. A vinyl monomer can be added as a monomer and obtained by a polymerization reaction. Such polymerization reaction may be solution polymerization, polymerization by irradiation with ultraviolet rays or electron beams, etc., but solution polymerization is preferred. In the case of solution polymerization, these monomers can be dissolved in a solvent and polymerized using a polymerization initiator. The solvent to be used may be any solvent as long as these raw materials are soluble, such as water, alcohols such as methanol, ketones such as acetone, ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, etc. Two or more of these may be mixed and used. As polymerization initiators used, 2,2-azobisisobutyronitrile, 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2-azobis (2-methylpropionate), dimethyl Examples thereof include azo initiators such as 2,2-azobisisobutyrate, peroxide initiators such as lauryl peroxide, benzoyl peroxide, and tert-butyl peroctoate. When the raw material component is 1, the amount of the solvent used is preferably about 1.0 to 20.0, more preferably 1.5 to 10 by weight. When the raw material component is 1, the amount of the polymerization initiator used is preferably about 0.005 to 0.05 by weight ratio, more preferably around 0.01. When the amount of the solvent and polymerization initiator used is in the above ranges, the polymer of the product does not gel, and these polymers are dissolved in various solvents to easily adjust the coating solution described later. This is preferable in handling. Further, when (meth) acrylic acid ester having a phosphoric acid group is used for preparation of a polymer having a phosphoric acid group, the weight ratio in the raw material of the (meth) acrylic acid ester having a phosphoric acid group is 5% by weight. % Or more, more preferably 10% by weight or more. If the weight ratio of the (meth) acrylic acid ester having a phosphate group in the raw material is 5% by weight or more, crosslinking with DNA by a phosphate group is possible, and if it is 10% by weight or more, it is divalent or more. A number of crosslinks with the DNA of the polymer are formed in combination with the other metals. The polymerization conditions may be a temperature of 40 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher and lower than the boiling point of the solvent while stirring the solution.

本発明のDNA固定体に用いられるDNAは、DNA固定体において本発明の目的を達成することができるものであれば、その種類、大きさは制限されない。すなわち、1本鎖DNA、2本鎖DNAいずれであってもよく、分子量も限定されるものではなく、DNAの前駆体のオリゴヌクレオチドなどであってもよい。かかるDNAとしては、例えば、動物の精巣または胸腺から得られるDNAを使用することができ、具体的には、サケ、ニシンまたはタラの精巣(白子)から得られるDNAや、哺乳動物または鳥類、例えばウシ、ブタ、ニワトリ等の胸腺から得られるDNAを使用することができる。また、(dA)−(dT)の塩基対を持つDNA配列、具体的には、poly(dA)−poly(dT)型の配列などを持つ合成DNAも使用することができる。これらのうち、2本鎖DNAは、DNAによる特定物質の捕集効果、すなわちインターカレーション機能が高く好ましい。かかるDNAの分子量としては、好ましくは10万以上、より好ましく50万以上を挙げることができる。   The type and size of the DNA used in the DNA fixed body of the present invention are not limited as long as the object of the present invention can be achieved in the DNA fixed body. That is, it may be either single-stranded DNA or double-stranded DNA, the molecular weight is not limited, and may be a DNA precursor oligonucleotide or the like. As such DNA, for example, DNA obtained from animal testis or thymus can be used. Specifically, DNA obtained from salmon, herring or cod testis (white egg), mammals or birds, for example, DNA obtained from the thymus of cows, pigs, chickens and the like can be used. In addition, a DNA sequence having a base pair of (dA)-(dT), specifically, a synthetic DNA having a poly (dA) -poly (dT) type sequence or the like can also be used. Among these, double-stranded DNA is preferable because it has a high effect of collecting a specific substance by DNA, that is, an intercalation function. The molecular weight of such DNA is preferably 100,000 or more, more preferably 500,000 or more.

本発明のDNA固定体におけるDNAの含有量は、0.01〜50重量%であることが好ましく、より好ましく0.1〜20重量%である。DNAの含有量が0.01〜50重量%であると、DNAに由来する特定物質を捕捉する効果を十分に得ることができ、経済効率がよく、DNAの含有量が0.1〜20重量%であると、かかる効果をより顕著に得ることができる。   The DNA content in the DNA fixed body of the present invention is preferably from 0.01 to 50% by weight, more preferably from 0.1 to 20% by weight. When the content of DNA is 0.01 to 50% by weight, the effect of capturing a specific substance derived from DNA can be sufficiently obtained, the economic efficiency is good, and the content of DNA is 0.1 to 20% by weight. If it is%, such an effect can be obtained more remarkably.

本発明のDNA固定体に用いる2価以上の金属としては、そのイオンがリン酸基を有するポリマーにおけるリン酸基と、DNAとの双方に結合し、より安定なリン酸塩結合を形成させるものであれば、いずれのものであってもよい。かかる2価以上の金属のイオンとして、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+、Al3+、Fe3+、Y3+、Co3+、In3+、La3+、Ti4+、Zr4+、Sn4+などを挙げることができる。2価以上の金属のDNA固定体中の含有量は、例えば、上記金属イオンが金属酸化物として添加された場合におけるDNA固定体中の金属酸化物の含有量で表示すると、0.05〜50重量%であることが好ましく、より好ましくは、0.1〜30重量%である。金属の含有量が0.05〜50重量%であると、DNAの水への溶出が抑制されると共に、DNAの特異物質の捕集機能が保持され、0.1〜30重量%であれば、より顕著な効果が得られる。 The divalent or higher metal used in the DNA immobilization body of the present invention binds to both the phosphate group in the polymer having a phosphate group and DNA to form a more stable phosphate bond. Any of them may be used. Examples of the metal ions having a valence of 2 or more include Mg 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ , Mn 2+ , Cu 2+ , Zn 2+ , Al 3+ , Fe 3+ , Y 3+ , Examples include Co 3+ , In 3+ , La 3+ , Ti 4+ , Zr 4+ , Sn 4+ . The content of the bivalent or higher metal in the DNA fixed body is, for example, 0.05 to 50 when expressed in terms of the content of the metal oxide in the DNA fixed body when the metal ion is added as a metal oxide. It is preferable that it is weight%, More preferably, it is 0.1-30 weight%. When the metal content is 0.05 to 50% by weight, elution of DNA into water is suppressed, and the function of collecting a specific substance of DNA is maintained. A more remarkable effect can be obtained.

本発明のDNA固定体は、上記リン酸基を有するポリマーや、2価以上の金属のほか、例えば、他のポリマー、無機粉末、界面活性剤など他の成分をDNAの機能を損なわない範囲で含有していてもよい。   The DNA fixed body of the present invention contains other components such as other polymers, inorganic powders, surfactants and the like in addition to the above-mentioned polymer having a phosphate group and a metal having a valence of 2 or more. You may contain.

本発明のDNA固定体の製造方法としては、リン酸基を有するポリマーとDNAとを含む分散・溶解液を調製する第1の工程と、この分散・溶解液に2価以上の金属イオンを含む分散・溶解液を添加し、DNA固定液を調製する第2の工程と、このDNA固定液の分散媒・溶媒を除去する第3の工程を有する方法を挙げることができる。   The method for producing a DNA fixed body of the present invention includes a first step of preparing a dispersion / dissolution solution containing a polymer having a phosphate group and DNA, and the dispersion / solution contains a divalent or higher-valent metal ion. Examples thereof include a second step of adding a dispersion / dissolution solution to prepare a DNA fixing solution and a third step of removing the dispersion medium / solvent of the DNA fixing solution.

ここで、本発明において、分散・溶解液とは、物質が分散状態で含まれる液、溶解状態で含まれる液、または、分散状態および溶解状態で含まれる液をいう。   Here, in the present invention, the dispersion / dissolution liquid refers to a liquid containing a substance in a dispersed state, a liquid contained in a dissolved state, or a liquid contained in a dispersed state and a dissolved state.

リン酸基を有するポリマーとDNAとを含む分散・溶解液を調製する第1の工程において、リン酸基を有するポリマーとDNAとを含む分散・溶解液の調製は、分散媒・溶媒として、水、アルコールなどの有機溶媒、これらの混合溶媒を適宜選択して用い、これらの分散媒・溶媒に、リン酸基を有するポリマーとDNAの各成分を添加する方法によることができる。2価以上の金属イオンとリン酸基を有するポリマーとの間に急激に架橋反応が起こる場合があり、このような場合においては、予めリン酸基を有するポリマーとDNAの分散・溶解液を調製することが好ましい。添加するDNAとしては、水溶性のDNAアルカリ塩または脂質交換されたアルコール可溶なDNAを用いることができる。   In the first step of preparing a dispersion / solution containing a polymer having a phosphate group and DNA, the preparation of the dispersion / solution containing a polymer having a phosphate group and DNA is carried out by using water as a dispersion medium / solvent. In addition, an organic solvent such as alcohol and a mixed solvent thereof can be appropriately selected and used, and a polymer having a phosphate group and each component of DNA can be added to these dispersion medium / solvent. A crosslinking reaction may occur abruptly between a divalent or higher metal ion and a polymer having a phosphate group. In such a case, a dispersion / dissolution solution of a polymer having a phosphate group and DNA is prepared in advance. It is preferable to do. As the DNA to be added, water-soluble DNA alkali salt or lipid-exchanged alcohol-soluble DNA can be used.

更に、水系の分散媒・溶媒を用いる場合、リン酸基を有するポリマーのリン酸基が、一部リン酸アルカリ塩基の形態であることが好ましい。かかるリン酸アルカリ塩基を有するポリマーを含む分散・溶解液の調製は、リン酸基を有するポリマーにアルカリ金属水酸化物の水溶液や、アルカリ金属アルコキシドなどの有機アルカリ金属塩を有機溶媒に溶解した溶液などを添加して、リン酸基を、式(4)   Further, when an aqueous dispersion medium / solvent is used, it is preferable that the phosphate group of the polymer having a phosphate group is partially in the form of an alkali phosphate base. Preparation of a dispersion / solution containing such a polymer having an alkali phosphate base is obtained by dissolving an aqueous solution of an alkali metal hydroxide or an organic alkali metal salt such as an alkali metal alkoxide in an organic solvent in a polymer having a phosphate group. Etc. to add the phosphate group to the formula (4)

Figure 2006028059
Figure 2006028059

(式中、Mはアルカリ金属を示す。)に示すリン酸アルカリ塩とする方法が好ましい。また、DNAとしては、水溶性のDNAアルカリ塩、好ましく動物の性巣由来DNAアルカリ塩が好ましい。これにより、水性分散・溶媒にDNAとリン酸基を有するポリマーが均一に分散・溶解され、優れたDNA固定体が得られる。 (In the formula, M represents an alkali metal) The method of converting to an alkali phosphate is preferable. The DNA is preferably a water-soluble DNA alkali salt, preferably an animal gonad-derived DNA alkali salt. Thereby, DNA and a polymer having a phosphate group are uniformly dispersed and dissolved in an aqueous dispersion / solvent, and an excellent DNA fixed body can be obtained.

本発明のDNA固定体の製造方法の第2の工程において用いられる2価以上の金属イオンを含む分散・溶解液の調製は、溶液中で2価以上の金属イオンを生じる金属の酸化物、金属ハロゲン化物、金属硫酸化物などの無機金属化合物や、金属アルコキシドなどの金属の有機酸塩、金属キレート化合物と、水、アルコールなどの有機溶媒や、これらの混合溶媒などを撹拌、混合し、必要に応じて加熱する方法によることができる。このような方法で調製された2価以上の金属イオンを含む分散・溶解液を第1の工程で得られたリン酸基を有するポリマーとDNAとを含む分散・溶解液に添加し、室温、必要に応じて加熱することにより、リン酸基を有するポリマーのリン酸基の水素やリン酸アルカリ金属塩基のアルカリ金属と、DNAのアルカリ金属塩のアルカリ金属とが、一部2価以上の金属と置換され、リン酸基を有するポリマーとDNA間に2価以上の金属イオンによる架橋が形成される。これによりDNAが金属イオンを介してリン酸基に固定されたポリマーが分散・溶解されたDNA固定液を得ることができる。   Preparation of a dispersion / dissolution solution containing a divalent or higher metal ion used in the second step of the method for producing a DNA fixed body of the present invention is a metal oxide or metal that generates a bivalent or higher metal ion in the solution. Stir and mix inorganic metal compounds such as halides and metal sulfates, organic acid salts of metal such as metal alkoxides and metal chelate compounds, organic solvents such as water and alcohol, and mixed solvents thereof, as necessary. Depending on the method, heating can be performed. The dispersion / dissolution containing divalent or higher metal ions prepared by such a method is added to the dispersion / solution containing the phosphate group-containing polymer and DNA obtained in the first step, A metal having a bivalent or higher valence by heating, if necessary, such as a hydrogen of a phosphate group of a polymer having a phosphate group, an alkali metal of an alkali metal phosphate, and an alkali metal of an alkali metal salt of DNA. And a cross-link by a divalent or higher metal ion is formed between the polymer having a phosphate group and DNA. Thereby, a DNA fixing solution in which a polymer in which DNA is fixed to a phosphate group via metal ions is dispersed and dissolved can be obtained.

本発明のDNA固定体の製造方法におけるDNA固定液の分散媒・溶解媒を除去第3の工程において、工程2で調製されたDNA固定液の分散媒・溶解媒の除去は、噴霧、乾燥、加熱などによることができ、分散媒・溶解媒を除去して粉末状や、バルク状や、膜状のDNA固定体を得ることができる。また、架橋によりDNAを含むゲルが分散媒中に析出される場合は、DNAを含むゲルをろ過、自然沈降や遠心分離等の方法で取り出し、このDNAゲル体を乾燥させ、DNA固定体を得る方法を用いることができる。   In the third step, the dispersion medium / dissolving medium of the DNA fixing solution prepared in Step 2 is removed by spraying, drying, It can be performed by heating or the like, and the dispersion medium / dissolution medium can be removed to obtain a DNA-fixed body in the form of powder, bulk or membrane. When gel containing DNA is precipitated in the dispersion medium by crosslinking, the gel containing DNA is removed by a method such as filtration, natural sedimentation or centrifugation, and the DNA gel body is dried to obtain a DNA fixed body. The method can be used.

また、本発明の他のDNA固定体の製造方法としては、リン酸基を有するポリマーとDNAとを含む分散・溶解液を用いて塗布液を調製する工程と、該塗布液を用いて基材上に膜を成形する工程と、該膜に2価以上の金属イオンを含む分散・溶解液を接触させる工程とを有する方法であってもよい。この方法における、リン酸基を有するポリマーとDNAとを含む分散・溶解液を用いて塗布液を調製する工程において、塗布液は上述と同様の方法により調製されたリン酸基を有するポリマーとDNAとを含む分散・溶解液を用いて調製することができ、例えば、リン酸アルカリ金属塩基を有するポリマーとDNAアルカリ塩を含む分散・溶解液の濃度を調整したり、界面活性剤などを添加して塗布液を調製することができる。得られた塗布液を用いて基材上に膜を成形する工程においては、基材としては、板、管状体、繊維、織布、または不織布などのいずれのものも使用することができ、このような基材表面に上記塗布液を塗布、浸漬し、仮乾燥し膜を成形することができる。塗布、浸漬の方法としては、ブレードコーティング、スプレーコーティングなどの塗布方法や、浸漬などの方法によってもよい。成形された基材上の膜に2価以上の金属イオンを含む分散・溶解液を接触させる工程においては、上述と同様の方法により調製した2価以上の金属イオンを含む分散・溶解液に基材上の膜を浸漬したり、2価以上の金属イオンを含む分散・溶解液を基材上の膜に塗布などの方法により接触させ、2価以上の金属イオンを基材上の膜に浸透させる方法を挙げることができる。これにより、2価以上の金属イオンによるリン酸基を有するポリマーとDNA間の架橋が形成されDNAの固定と共に、基材と一体化したDNA固定体を形成することができる。この場合、基材が有機基材の場合は、密着性を強化するために、基材表面にリン酸基を付与して、表面を予め活性化しておくことが好ましい。基材表面にリン酸基を付与する方法として、上記式(2)で表されるリン酸基を有する(メタ)アクリル酸エステル類や、これをビニル重合したオリゴマーなどを塗布する方法や、さらに、これらを塗布した後、紫外線や電子線等を照射する方法を挙げることができる。基材が無機基材の場合は、リン酸基を有するポリマーに(メタ)アクリル系のシランカップリング剤の成分を導入し、基材との親和性を向上させることができる。   Further, as another method for producing a DNA immobilized body of the present invention, a step of preparing a coating solution using a dispersion / dissolution solution containing a polymer having a phosphate group and DNA, and a substrate using the coating solution are provided. It may be a method having a step of forming a film on top and a step of bringing a dispersion / dissolution containing bivalent or higher metal ions into contact with the film. In this method, in the step of preparing a coating solution using a dispersion / dissolution solution containing a polymer having a phosphate group and DNA, the coating solution is a polymer having a phosphate group and DNA prepared by the same method as described above. For example, the concentration of a dispersion / solution containing a polymer having an alkali metal phosphate and a DNA alkali salt can be adjusted, or a surfactant or the like can be added. Thus, a coating solution can be prepared. In the step of forming a film on a substrate using the obtained coating solution, any of a plate, a tubular body, a fiber, a woven fabric, or a nonwoven fabric can be used as the substrate. The above-mentioned coating solution can be applied and immersed on the surface of such a substrate and temporarily dried to form a film. As a method of application and immersion, an application method such as blade coating or spray coating, or a method such as immersion may be used. In the step of bringing the dispersion / dissolution containing divalent or higher metal ions into contact with the film on the molded substrate, the dispersion / solution containing divalent or higher metal ions prepared by the same method as described above is used. Immerse the film on the material, or contact the film on the base material with a dispersion / dissolution solution containing divalent or higher metal ions by a method such as coating. Can be mentioned. As a result, a cross-link between a DNA having a phosphate group with a metal ion having a valence of 2 or more and DNA is formed, and a DNA immobilization body integrated with a substrate can be formed together with DNA immobilization. In this case, when the substrate is an organic substrate, it is preferable to activate the surface in advance by imparting a phosphate group to the substrate surface in order to enhance adhesion. As a method for imparting a phosphate group to the substrate surface, a method of applying (meth) acrylic acid ester having a phosphate group represented by the above formula (2), an oligomer obtained by vinyl polymerization of this, or the like, And a method of irradiating ultraviolet rays, electron beams or the like after applying these. In the case where the substrate is an inorganic substrate, a component of a (meth) acrylic silane coupling agent can be introduced into the polymer having a phosphate group to improve the affinity with the substrate.

本発明のDNA固定体の形態としては、粉末や、バルクや、板、管状体、繊維、織布及び不織布などの基材表面へ塗布、浸漬して成形した塗布膜などの他、これらをモジュール化したもの、例えば、粉末などを充填したカラムなどを挙げることができる。   Examples of the form of the DNA fixed body of the present invention include a coating film formed by coating and dipping on the surface of a substrate such as powder, bulk, plate, tubular body, fiber, woven fabric and non-woven fabric. For example, a column filled with powder or the like can be used.

本発明のDNAを用いた捕集システムは、本発明のDNA固定体に、DNAが捕集可能な物質を含む水および/またはガスを接触させる手段を有するものであれば、特に限定されるものではなく、かかる手段としては、本発明のDNA固定体としての、粉末や、バルクや、板、管状体、繊維、織布及び不織布などの基体表面へ塗布して形成した膜をモジュール化したものを挙げることができ、具体的には、図1に示すように、繊維状などのDNA固定体1を、フィルター2間に充填したカラム3や、塗布膜などを形成する基体の材質、形状などを適宜選択した濾過材や、吸着材などを挙げることができる。   The collection system using the DNA of the present invention is particularly limited as long as it has means for bringing the DNA fixed body of the present invention into contact with water and / or gas containing a substance capable of collecting DNA. Rather, as such means, as a DNA fixed body of the present invention, a module formed by coating a film formed by applying to the surface of a substrate such as powder, bulk, plate, tubular body, fiber, woven fabric and non-woven fabric Specifically, as shown in FIG. 1, the material and shape of the substrate 3 forming the column 3 in which the DNA fixed body 1 such as a fiber is packed between the filters 2 and the coating film are formed. Can be mentioned as appropriate.

このような捕集システムとしては、たばこのフィルターや、飲料、牛乳の濾過材、ヒトを含む哺乳動物の消化管内などの吸着・清浄材、空気や、各種の排水や廃水、河川、湖沼などの水から有害物質を除去するための環境浄化システムなどを挙げることができる。環境浄化システムとしては、例えば、DNA固定体の粉末などを充填したカラム中に有害物質を含む空気や、水を通してこれを浄化処理するシステムを例示することができる。   Such collection systems include cigarette filters, drinks, milk filter materials, adsorption / cleaning materials in the digestive tract of mammals including humans, air, various wastewater and wastewater, rivers, lakes, etc. An environmental purification system for removing harmful substances from water. Examples of the environmental purification system include a system in which a column filled with DNA fixed body powder or the like is purified through air containing harmful substances or water.

ここで、有害物質とは、インターカレーションや吸着などによって、化合物がDNAと相互作用し、DNA構造やDNAの遺伝情報を脅かすものをいう。相互作用しうる物質に関し、未解明の部分があるが、DNAにインターカレーションされる芳香族官能基を持つ有害物質、DNAに選択的に吸着される重金属イオンを挙げることができる。その具体例としては、ポリクロロジベンゾ−パラ−ジオキシン、ポリクロロジベンゾフラン及びポリクロロビスフェニル(PCB)などのダイオキシン類、ベンツ[a]ピレン、ジクロロジフェニルトリクロロエタン(DDT)、ジエチルスチルベストロール(DES)、臭化エチジウム、アクリジンオレンジ及びこれらの誘導体などを挙げることができる。   Here, the harmful substance means a compound that interacts with DNA by intercalation or adsorption, and threatens the DNA structure or DNA genetic information. Although there are unclear parts regarding substances that can interact, harmful substances having an aromatic functional group that is intercalated with DNA and heavy metal ions that are selectively adsorbed on DNA can be mentioned. Specific examples thereof include dioxins such as polychlorodibenzo-para-dioxin, polychlorodibenzofuran and polychlorobisphenyl (PCB), benz [a] pyrene, dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT), diethylstilbestrol (DES). , Ethidium bromide, acridine orange, and derivatives thereof.

また、本発明の捕集システムは、本発明のDNA固定体におけるDNAが捕集可能な物質の検査システムにも適用することができ、例えば、本発明のDNA固定体モジュールを血管や消化管内において、特定物質の検出に適用することもできる。
[実施例]
The collection system of the present invention can also be applied to a test system for substances capable of collecting DNA in the DNA fixed body of the present invention. For example, the DNA fixed body module of the present invention can be used in blood vessels and digestive tracts. It can also be applied to detection of specific substances.
[Example]

[合成例1]
エタノール1000重量部に下記の化合物100重量部を溶かした。溶液に微量の窒素ガスを流しながら、オイルバス60℃で5分間加熱した後、エタノール10重量部にAIBN(アゾビスイソブチロニトリル)0.1重量部を溶かした液を添加し、60℃で6時間反応させた。得られたオリゴマーのエタノール溶液を水への溶媒置換を行った。このオリゴマー液にイオン交換水2000重量部を加え、60℃でエバポレーターを用いて脱アルコールを行い、最終的に約オリゴマー水溶液(固形分:22%)450重量部を得た。pHをモニターしながら、このオリゴマー溶液を攪拌しながら、8MKOH水溶液とイオン交換水を加えた。得たオリゴマー溶液(1)のpHが6.5で、固形分約5重量%であった。
[Synthesis Example 1]
100 parts by weight of the following compound was dissolved in 1000 parts by weight of ethanol. The solution was heated for 5 minutes at 60 ° C. in an oil bath while flowing a small amount of nitrogen gas, and then a solution prepared by dissolving 0.1 part by weight of AIBN (azobisisobutyronitrile) in 10 parts by weight of ethanol was added. For 6 hours. The obtained oligomer ethanol solution was subjected to solvent substitution with water. To this oligomer liquid, 2000 parts by weight of ion-exchanged water was added, and alcohol removal was performed at 60 ° C. using an evaporator to finally obtain 450 parts by weight of an approximately oligomer aqueous solution (solid content: 22%). While monitoring the pH and stirring the oligomer solution, 8M KOH aqueous solution and ion-exchanged water were added. The obtained oligomer solution (1) had a pH of 6.5 and a solid content of about 5% by weight.

Figure 2006028059
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[合成例2]
エタノール1000重量部に下記の化合物100重量部と3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(248.4→179.4)20重量部を溶かした。溶液に微量の窒素ガスを流しながら、オイルバス60℃で5間加熱した後、エタノール10重量部にAIBN0.1重量部を溶かした液を添加した。60℃で6時間反応させた。得られたオリゴマーのエタノール溶液を水への溶媒置換を行った。このオリゴマー液にイオン交換水2000重量部を加え、60℃でエバポレーターを用いて脱アルコールを行い、最終的にオリゴマー水溶液(固形分:23%)約480重量部を得た。このオリゴマー溶液を攪拌しながら、8MKOH水溶液とイオン交換水を加えた。得たオリゴマー溶液(2)のpHが6.3で、固形分約4.5重量%であった。
[Synthesis Example 2]
100 parts by weight of the following compound and 20 parts by weight of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (248.4 → 179.4) were dissolved in 1000 parts by weight of ethanol. The solution was heated at 60 ° C. for 5 minutes while flowing a small amount of nitrogen gas, and then a solution prepared by dissolving 0.1 part by weight of AIBN in 10 parts by weight of ethanol was added. The reaction was performed at 60 ° C. for 6 hours. The obtained oligomer ethanol solution was subjected to solvent substitution with water. To this oligomer liquid, 2000 parts by weight of ion-exchanged water was added, and alcohol removal was performed at 60 ° C. using an evaporator to finally obtain about 480 parts by weight of an aqueous oligomer solution (solid content: 23%). While stirring this oligomer solution, 8M KOH aqueous solution and ion-exchanged water were added. The obtained oligomer solution (2) had a pH of 6.3 and a solid content of about 4.5% by weight.

Figure 2006028059
Figure 2006028059

[合成例3]
エタノール1000重量部に下記の化合物100重量部を溶かした。溶液に微量の窒素ガスを流しながら、オイルバス60℃で5分間加熱した後、エタノール10重量部にAIBN0.1重量部を溶かした液を添加した。60℃で6時間反応させた。得られたオリゴマー溶液をエタノールで希釈し、固形分0.5重量%の表面処理液を得た。
[Synthesis Example 3]
100 parts by weight of the following compound was dissolved in 1000 parts by weight of ethanol. The solution was heated at 60 ° C. for 5 minutes while flowing a small amount of nitrogen gas, and then a solution prepared by dissolving 0.1 part by weight of AIBN in 10 parts by weight of ethanol was added. The reaction was performed at 60 ° C. for 6 hours. The obtained oligomer solution was diluted with ethanol to obtain a surface treatment solution having a solid content of 0.5% by weight.

Figure 2006028059
Figure 2006028059

[合成例4]
サケの白子から得られた二本鎖DNA(DNAナトリウム塩、分子量,6×106)5重量部をイオン交換水1000重量部に1日間かけて溶かし、固形分0.5重量%のDNAのナトリウム塩水溶液を得た。[合成例5]
サケの白子から得られた二本鎖DNA(DNAナトリウム塩、分子量,6×106)20重量部をイオン交換水1000重量部に1日間かけて溶かし、固形分2重量%のDNAのナトリウム塩水溶液を得た。
[Synthesis Example 4]
5 parts by weight of double stranded DNA (DNA sodium salt, molecular weight, 6 × 10 6 ) obtained from salmon roe was dissolved in 1000 parts by weight of ion-exchanged water over a period of 1 day. A sodium salt aqueous solution was obtained. [Synthesis Example 5]
Dissolve 20 parts by weight of double-stranded DNA (DNA sodium salt, molecular weight, 6 × 10 6 ) obtained from salmon roe in 1000 parts by weight of ion-exchanged water over a period of 1 day. An aqueous solution was obtained.

合成例4で得たDNAナトリウム塩水溶液100重量部に、合成例1で得たオリゴマー溶液(1)50重量部を添加し、攪拌した。得られた透明液に5重量%AlCl3水溶液5重量部を添加した。混合溶液から、白い析出物が観察された。室温で4時間静置した後、析出物を遠心分離機で取りだし、イオン交換水でリンスした後、60℃に設定した乾燥器で1時間乾燥し、DNA固定体1(DNA:16.15重量%、ポリマー:80.07重量%、Al23:3.09重量%)約3.0重量部を得た。 50 parts by weight of the oligomer solution (1) obtained in Synthesis Example 1 was added to 100 parts by weight of the DNA sodium salt aqueous solution obtained in Synthesis Example 4 and stirred. 5 parts by weight of 5% by weight AlCl 3 aqueous solution was added to the obtained transparent liquid. A white precipitate was observed from the mixed solution. After standing at room temperature for 4 hours, the precipitate was taken out with a centrifuge, rinsed with ion-exchanged water, dried for 1 hour in a drier set at 60 ° C., and DNA fixed body 1 (DNA: 16.15 wt. %, Polymer: 80.07% by weight, Al 2 O 3 : 3.09% by weight), about 3.0 parts by weight were obtained.

DNA固定体1中のDNAの固定化度を評価した。50重量部のイオン交換水に0.015重量部のDNA固定体1を加え、室温で1日間製置した。その上澄中のDNA濃度を分光光度計で評価した。260nmにおける吸光度が0.05であった。理論的な仕込みDNAに対し、DNAの溶出量が約5%であった。   The degree of DNA immobilization in DNA immobilization body 1 was evaluated. 0.015 parts by weight of DNA immobilized body 1 was added to 50 parts by weight of ion-exchanged water, and the mixture was prepared at room temperature for 1 day. The DNA concentration in the supernatant was evaluated with a spectrophotometer. Absorbance at 260 nm was 0.05. The amount of DNA eluted was about 5% of the theoretical charged DNA.

DNA固定体1中のDNA2重らせん構造について評価した。10重量部の50ppmの臭化エチジウム水溶液に0.5重量部のDNA複合体1を浸漬したところ、DNA固定体1がピンクになり、溶液の色が薄くなった。366nmの紫外線ランプで紫外線を当てると、DNA固定体1が強いオレンジの蛍光色を示した。DNAのインターカレション特性が保持されていることがわかった。   The DNA double helix structure in DNA fixed body 1 was evaluated. When 0.5 part by weight of DNA complex 1 was immersed in 10 parts by weight of 50 ppm ethidium bromide aqueous solution, DNA fixed body 1 became pink and the color of the solution lightened. When the ultraviolet light was irradiated with a 366 nm ultraviolet lamp, the DNA fixed body 1 showed a strong orange fluorescent color. It was found that the intercalation characteristics of DNA were retained.

合成例4で得たDNAナトリウム塩水溶液100重量部に、合成例1で得たオリゴマー溶液(1)50重量部を添加し、攪拌した。得られた透明液に3重量%CaCl2水溶液5重量部を添加した。混合溶液から、白い析出物が観察された。室温で4時間静置した後、析出物を遠心分離機で取りだし、イオン交換水でリンスした後、60℃に設定した乾燥器で1時間乾燥し、DNA固定体2(DNA:17.7重量%、ポリマー:79.6重量%、CaO:2.7重量%)約2.9重量部を得た。 50 parts by weight of the oligomer solution (1) obtained in Synthesis Example 1 was added to 100 parts by weight of the DNA sodium salt aqueous solution obtained in Synthesis Example 4 and stirred. 5 parts by weight of a 3% by weight aqueous CaCl 2 solution was added to the obtained transparent liquid. A white precipitate was observed from the mixed solution. After standing at room temperature for 4 hours, the precipitate was taken out with a centrifuge, rinsed with ion-exchanged water, dried for 1 hour in a drier set at 60 ° C., and DNA immobilized body 2 (DNA: 17.7 wt. %, Polymer: 79.6% by weight, CaO: 2.7% by weight) to obtain about 2.9 parts by weight.

DNA固定体2中のDNAの固定化度を評価した。50重量部のイオン交換水に0.014重量部のDNA固定体2を加えた他は、実施例1と同様にして行った。260nmにおける吸光度が0.045であった。理論的な仕込みDNAに対し、DNAの溶出量が約4.5%であった。   The degree of DNA immobilization in the DNA immobilization body 2 was evaluated. The same procedure as in Example 1 was conducted, except that 0.014 part by weight of DNA immobilized body 2 was added to 50 parts by weight of ion-exchanged water. Absorbance at 260 nm was 0.045. The amount of DNA eluted was about 4.5% of the theoretical charged DNA.

DNA固定体2中のDNA2重らせん構造について、実施例1と同様にして評価した。DNA固定体2が強いオレンジの蛍光色を示し、DNAのインターカレション特性が保持されていることがわかった。   The DNA double helix structure in the DNA fixed body 2 was evaluated in the same manner as in Example 1. It was found that the DNA fixed body 2 showed a strong orange fluorescent color, and the DNA intercalation characteristics were maintained.

合成例4で得たDNAナトリウム塩水溶液100重量部に、合成例2で得たオリゴマー溶液(2)80重量部を添加し、攪拌した。得られた透明液に5重量%AlCl3水溶液10重量部を添加した。混合溶液から、白い析出物が観察された。室温で4時間静置した後、析出物を遠心分離機で取りだし、イオン交換水でリンスした後、60℃に設定した乾燥器で1時間乾燥し、DNA固定体3(DNA:10.7重量%、ポリマー:85.3重量%、Al23:4.1重量%)約3.0重量部を得た。 To 100 parts by weight of the aqueous DNA sodium salt solution obtained in Synthesis Example 4, 80 parts by weight of the oligomer solution (2) obtained in Synthesis Example 2 was added and stirred. 10 parts by weight of a 5% by weight AlCl 3 aqueous solution was added to the obtained transparent liquid. A white precipitate was observed from the mixed solution. After standing at room temperature for 4 hours, the precipitate was taken out with a centrifuge, rinsed with ion exchange water, dried in a drier set at 60 ° C. for 1 hour, and DNA fixed body 3 (DNA: 10.7 wt. %, Polymer: 85.3% by weight, Al 2 O 3 : 4.1% by weight), about 3.0 parts by weight were obtained.

DNA固定体3中のDNAの固定化度を評価した。50重量部のイオン交換水に0.023重量部のDNA固定体3を加えた他は、実施例1と同様にして行った。260nmにおける吸光度が0.035であった。理論的な仕込みDNAに対し、DNAの溶出量が約3.5%であった。   The degree of DNA immobilization in the DNA immobilization body 3 was evaluated. The same procedure as in Example 1 was carried out except that 0.023 part by weight of DNA immobilized body 3 was added to 50 parts by weight of ion-exchanged water. Absorbance at 260 nm was 0.035. The amount of DNA eluted was about 3.5% of the theoretical charged DNA.

DNA固定体3中のDNA2重らせん構造について、実施例1と同様にして評価した。DNA固定体3が強いオレンジの蛍光色を示し、DNAのインターカレション特性が保持されていることがわかった。   The DNA double helix structure in the DNA fixed body 3 was evaluated in the same manner as in Example 1. It was found that the DNA fixed body 3 showed a strong orange fluorescent color and retained the DNA intercalation characteristics.

合成例5で得たDNAナトリウム塩水溶液100重量部に、合成例2で得たオリゴマー溶液(2)100重量部を添加し、攪拌した。得られた透明コート液に厚さが2mmの不織布を10分間浸漬した後、60℃に設定した乾燥器で5時間乾燥した。得られた不織布を5wt%AlCl3水溶液に5分間浸漬した後、60℃で5時間乾燥してから、空気中で空冷した。得られた不織布をイオン交換水で十分リンスし、60℃で4時間乾燥し、DNA固定体4をコートした不織布を得た。 To 100 parts by weight of the aqueous DNA sodium salt solution obtained in Synthesis Example 5, 100 parts by weight of the oligomer solution (2) obtained in Synthesis Example 2 was added and stirred. A nonwoven fabric having a thickness of 2 mm was dipped in the obtained transparent coating solution for 10 minutes and then dried for 5 hours in a drier set at 60 ° C. The obtained non-woven fabric was immersed in a 5 wt% AlCl 3 aqueous solution for 5 minutes, dried at 60 ° C. for 5 hours, and then air-cooled in air. The obtained non-woven fabric was sufficiently rinsed with ion-exchanged water and dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain a non-woven fabric coated with the DNA immobilized body 4.

DNA固定体4中のDNA2重らせん構造について評価した。DNA固定体4をコートした不織布の中心部に50ppmの臭化エチジウム水溶液を1分間流した。その後、イオン交換水で十分洗浄し、50℃で20分間乾燥した。366nmの紫外線ランプで紫外線を当てると、臭化エチジウム水溶液が通ったDNA固定体4が強いオレンジの蛍光色を示した。DNAのインターカレション特性が保持されていることがわかった。   The DNA double helix structure in the DNA fixed body 4 was evaluated. A 50 ppm ethidium bromide aqueous solution was allowed to flow in the center of the nonwoven fabric coated with the DNA immobilizing body 4 for 1 minute. Thereafter, it was sufficiently washed with ion-exchanged water and dried at 50 ° C. for 20 minutes. When the ultraviolet light was applied with a 366 nm ultraviolet lamp, the DNA fixed body 4 through which the aqueous ethidium bromide solution passed showed a strong orange fluorescent color. It was found that the intercalation characteristics of DNA were retained.

厚さ2mmの不織布を合成例3で得た表面処理液に浸漬し、空気中で乾燥し、不織布の活性化を行った。その後、表面の活性化を行った不織布を透明コート液に30秒間浸漬した他は、実施例4と同様にしてDNA固定体5をコートした不織布を得た。   A non-woven fabric having a thickness of 2 mm was immersed in the surface treatment liquid obtained in Synthesis Example 3 and dried in the air to activate the non-woven fabric. Then, the nonwoven fabric which coat | covered the DNA fixing body 5 was obtained like Example 4 except having immersed the nonwoven fabric which performed surface activation in the transparent coating liquid for 30 second.

DNA固定体5中のDNA2重らせん構造について、実施例4と同様にして評価した。DNA固定体5が強いオレンジの蛍光色を示し、DNAのインターカレション特性が保持されていることがわかった。   The DNA double helix structure in the DNA fixed body 5 was evaluated in the same manner as in Example 4. It was found that the DNA fixed body 5 showed a strong orange fluorescent color, and the DNA intercalation characteristics were maintained.

本発明の捕集システムを示す概略図である。It is the schematic which shows the collection system of this invention.

Claims (9)

リン酸基を有するポリマーと、2価以上の金属と、DNAとを含むことを特徴とするDNA固定体。   A DNA fixed body comprising a polymer having a phosphate group, a metal having a valence of 2 or more, and DNA. 前記リン酸基を有するポリマーが、式(1)
Figure 2006028059
に表されるいずれか1または2種以上のリン酸基を有することを特徴とする請求項1記載のDNA固定体。
The polymer having a phosphate group has the formula (1)
Figure 2006028059
The DNA fixed body according to claim 1, which has any one or two or more phosphate groups represented by the formula (1).
前記リン酸基を有するポリマーが、式(2)
Figure 2006028059
(式中、R1は、水素原子、またはメチル基を示し、R2は、水素原子、ハロゲン原子、または置換基を有していてもよいC1〜C3のアルキル基を示し、nは1〜8のいずれかの整数を示す。)で表される(メタ)アクリル酸エステル類またはその塩の1または2種以上を単位として含むことを特徴とする請求項1または2記載のDNA固定体。
The polymer having a phosphate group is represented by the formula (2)
Figure 2006028059
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an optionally substituted C1-C3 alkyl group, and n represents 1 to 1) The DNA fixed body according to claim 1 or 2, wherein one or more of (meth) acrylic acid esters represented by the formula (1) or a salt thereof are included as a unit.
リン酸基を有するポリマーとDNAとを含む分散・溶解液を調製する第1の工程と、この分散・溶解液に2価以上の金属イオンを含む分散・溶解液を添加し、DNA固定液を調製する第2の工程と、このDNA固定液の分散媒・溶解媒を除去する第3の工程を有することを特徴とするDNA固定体の製造方法。   A first step of preparing a dispersion / dissolution containing a polymer having a phosphate group and DNA, and adding a dispersion / dissolution containing a divalent or higher metal ion to the dispersion / dissolution, A method for producing a DNA fixed body, comprising a second step of preparing and a third step of removing a dispersion medium / dissolution medium of the DNA fixing solution. 前記リン酸基を有するポリマーがリン酸アルカリ塩基を有するポリマーであり、DNAがDNAアルカリ塩であることを特徴とする請求項4記載のDNA固定体の製造方法。   The method for producing a DNA fixed body according to claim 4, wherein the polymer having a phosphate group is a polymer having an alkali phosphate base, and the DNA is a DNA alkali salt. リン酸基を有するポリマーとDNAとの分散・溶解液を用いて塗布液を調製する工程と、該塗布液を用いて基材上に膜を成形する工程と、該膜に2価以上の金属イオンを含む分散・溶解液を接触させる工程とを有することを特徴とするDNA固定体の製造方法。   A step of preparing a coating solution using a dispersion / dissolution solution of a polymer having a phosphate group and DNA, a step of forming a film on a substrate using the coating solution, and a metal having a valence of 2 or more And a step of bringing a dispersion / dissolution solution containing ions into contact with each other. 塗布液を調製する工程におけるリン酸基を有するポリマーがリン酸アルカリ塩基を有するポリマーであり、DNAがDNAアルカリ塩であることを特徴とする請求項6記載のDNA固定体の製造方法。   7. The method for producing a DNA fixed body according to claim 6, wherein the polymer having a phosphate group in the step of preparing the coating solution is a polymer having an alkali phosphate base, and the DNA is a DNA alkali salt. 請求項1〜3のいずれかに記載のDNA固定体に、DNAが捕集可能な物質を含む水および/またはガスを接触させる手段を有することを特徴とするDNAを用いた捕集システム。   A DNA collection body according to any one of claims 1 to 3, further comprising means for bringing water and / or gas containing a substance capable of collecting DNA into contact. 環境浄化システムに用いることを特徴とする請求項8記載のDNAを用いた捕集システム。   9. The collection system using DNA according to claim 8, which is used for an environmental purification system.
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