JP2006334562A - Dispersion of magnetic material particle having metal chelate compound on surface - Google Patents

Dispersion of magnetic material particle having metal chelate compound on surface Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal chelate compound to be used as a carrier matrix suitable for metal chelate affinity chromatography or a magnetic material particle, a method for producing the metal chelate compound and an inexpensive metal chelate resin having extremely large bonding capacity. <P>SOLUTION: Sylylpropylethylenediamine triacetic acid is hydrolyzed, which is then bonded to the surface of the magnetic material particle. A nickel atom is chelate-bonded to the resulting magnetic material particle. This vertical link is regarded as one unit of a nickel chelate resin. As one unit on the right-hand side and one unit on the left-hand side are shown in Figure 1, silicon atoms Si of two units are connected laterally to each other through a -O-Si-O- bond to make a structure stronger, so that the silicon atom is hardly exfoliated from the surface of the magnetic material particle. The inexpensive nickel chelate resin has high adsorptivity of histidine. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は金属キレート・アフィニティクロマトグラフィに適したキャリアーマトリック
スまたは磁性体粒子に用いることのできる金属キレート化合物及びその製造方法に関する
ものである。
The present invention relates to a metal chelate compound that can be used for a carrier matrix or magnetic particles suitable for metal chelate / affinity chromatography, and a method for producing the same.

蛋白質の分離精製方法として、蛋白質の末端に複数個のヒスチジンを遺伝子組み換えの
手法を用いて接続し所謂His Tag融合蛋白質とする。
今アガロース等のキャリアーマトリックスまたは磁性体粒子の表面にあるCH2COO基
にキレート結合で結合され固定化されたNi2+、Co2+のような金属イオンがあるとき、
蛋白質の末端に取り付けた前記複数個のヒスチジンのイミダゾール側鎖に位置する電子付
与性基と可逆的に相互作用を行う。
即ちHis Tag融合蛋白質は電子付与性基が部分的に非プロトン化した形で存在するp
H値の緩衝液中でNi2+、Co2+のような金属イオンに結合し、次いで電子付与性基がプ
ロトン化される低いpH値の緩衝液中でNi2+、Co2+のような金属イオンから溶離する。
従来用いられていたイミノ2酢酸はCH2COO基を2個しか持たず、このためCH2COO
基にキレート結合したNi2+、Co2+のような金属イオンにたいし、前記複数個のヒスチ
ジンのイミダゾール側鎖に位置する電子付与性基と可逆的に相互作用する際においてその
結合力が弱く、Ni2+、Co2+のような金属イオンはCH2COO基から離れやすく、しばし
ば洗い出されてしまう欠点があった。(特許文献1)
しかしNi−NTA(ニッケルニトリロ3酢酸)は3個のCH2COO基を有し、Ni2+や
Co2+イオンは6配位を持つので、その内3配位は3個のCH2COO基の二重結合を持た
ない三つの酸素と配位し、1配位は窒素と配位する。そして残りの2配位の各1づつが2
個のヒスチジンのイミダゾール側鎖と配位する。
このためNi2+、Co2+のような金属イオンはCH2COO基から離れにくく洗い出され
にくいと言う長所があった。しかしNi−NTA(ニッケルニトリロ3酢酸)をキャリアー
マトリックスまたは磁性体粒子に結合させるとき、スペーサーを介して結合するために
AB−NTAという化合物が考案され、このAB−NTA樹脂は極めて高価で、例えばメーカ
ーの一つである同仁化学のAB−NTA樹脂の価格は1gで11万円にも上っている。
このように高価なAB−NTAを用いて例えば磁性体粒子(直径150nm)の表面を
AB−NTA樹脂で覆う為には1Kgの磁性体粒子に対しAB−NTA樹脂を損耗分も含めて
300g用いなければならず、その価格は300×11万円=3,300万円にも上る。
事実AB−NTA樹脂をマグネタイトを内包したアガロース球に結合させた、市販の製品
はこのように極めて高価であった。
As a method for separating and purifying a protein, a plurality of histidines are connected to the end of the protein using a genetic recombination technique to obtain a so-called His Tag fusion protein.
When there is a metal ion such as Ni2 + or Co2 + which is bonded and fixed to the CH2COO group on the surface of the carrier matrix such as agarose or magnetic particles by chelate bond,
It interacts reversibly with the electron donating group located in the imidazole side chain of the plurality of histidines attached to the end of the protein.
That is, the His Tag fusion protein has a p-type in which the electron-donating group is partially unprotonated.
It binds to metal ions such as Ni2 + and Co2 + in H-value buffers, and then from metal ions such as Ni2 + and Co2 + in low-pH buffers where electron donating groups are protonated. Elute.
Previously used iminodiacetic acid has only two CH2COO groups, and therefore CH2COO.
When binding reversibly to the electron-donating group located in the imidazole side chain of the plurality of histidines, the binding force is weak for metal ions such as Ni2 + and Co2 + chelated to the group, Metal ions such as Ni 2+ and Co 2+ are easily separated from the CH 2 COO group, and are often washed out. (Patent Document 1)
However, Ni-NTA (nickel nitrilotriacetic acid) has three CH2COO groups, Ni2 +
Since the Co2 + ion has 6-coordination, 3 of them coordinate with 3 oxygens without the double bond of 3 CH2COO groups, and 1 coordinate with nitrogen. And each of the remaining two coordinations is 2
Coordinates with the imidazole side chain of a single histidine.
For this reason, metal ions such as Ni2 + and Co2 + have the advantage that they are difficult to separate from the CH2COO group and difficult to be washed out. However, when binding Ni-NTA (nickel nitrilotriacetic acid) to the carrier matrix or magnetic particles,
A compound called AB-NTA was devised, and this AB-NTA resin is extremely expensive. For example, the price of Dojindo Chemical's AB-NTA resin, one of the manufacturers, is as high as 110,000 yen per gram.
Using such expensive AB-NTA, for example, the surface of magnetic particles (diameter 150 nm)
In order to cover with AB-NTA resin, 300g of AB-NTA resin including wear must be used for 1Kg of magnetic particles, and the price is 300 x 110,000 yen = 33 million yen. .
In fact, a commercial product in which AB-NTA resin was bound to agarose spheres encapsulating magnetite was thus very expensive.

金属キレート・アフィニティクロマトグラフィにおいて、特に磁性体粒子を用いた精製
は重要な意味を持つ。
従来の非磁性アガロース球(3から100μ)を液体クロマトグラフのカラムにぎっし
り詰めて、アフィニティクロマトグラフィ精製を行う場合には先ず蛋白質や各種不純物を
含んだ所謂ライセートをカラムの上方から供給するが、カラムの上方のアガロース球の隙
間にはHis Tag融合蛋白質は特異的に吸着されるが、同時に各種不純物もアガロース球の
隙間に物理的に挟み込まれ非特異的に吸着するのは避けられない。
カラムの下方に行くほど不純物の非特異的な吸着は少なくなるが、次にHis Tag融合蛋
白質を低いpH値の緩衝液を流して洗い出す際に、この不純物も洗い出されてくるのは避
けられない。
その為1回のカラム通過では到底His Tag融合蛋白質精製の純度が上がらず、何回もカ
ラムを通過させる必要があった。
そしてアガロース球の使用寿命は高々4回であり、4回ごとにカラムを分解してアガロ
ース球を捨て、新しいアガロース球に詰め替えていた。
このため到底連続精製は出来ず、バッチ法となっていた。
In metal chelate affinity chromatography, purification using magnetic particles is particularly important.
When affinity chromatography purification is performed by packing conventional non-magnetic agarose spheres (3 to 100 μm) into a liquid chromatographic column, first, so-called lysate containing proteins and various impurities is supplied from above the column. The His Tag fusion protein is specifically adsorbed in the space between the agarose spheres above, but at the same time, it is inevitable that various impurities are physically sandwiched in the space between the agarose spheres and adsorbed nonspecifically.
The lower the column, the less nonspecific adsorption of impurities, but the next time the His Tag fusion protein is washed out with a low pH buffer, it is unavoidable that these impurities will also be washed out. Absent.
For this reason, the purity of the His Tag fusion protein cannot be improved by passing through the column once, and it was necessary to pass through the column many times.
The service life of the agarose spheres was at most four times, and the column was disassembled every four times and the agarose spheres were discarded and refilled with new agarose spheres.
For this reason, continuous purification was impossible, and it was a batch method.

一方磁性体粒子を用いた精製方法は、緩衝液中に分散させた磁性体粒子の表面にHis
Tag融合蛋白質を特異的に吸着させるので、ピペッティング等により磁性体粒子を液中で
攪拌することは容易で、このため前記各種不純物は粒子間に物理的に挟み込まれず容易に
液中に溶離され、マグネットを用いて磁性体粒子を容器の内壁に吸着したとき、残液には
不純物及びHis Tag融合蛋白質以外の蛋白質が溶離し、残液を容易に除去できる。次に低
いpH値の緩衝液を流してHis Tag融合蛋白質を洗い出せば純度の高いHis
Tag融合蛋白
質を捕集できるので、容易にHis Tag融合蛋白質の精製度を上げることが出来る。
しかもその精製速度はカラムに比べて速く、また連続精製に向いているので、早くから
大量精製の有力な手法として、この磁性体粒子法が注目されていた。
On the other hand, the purification method using magnetic particles uses His on the surface of magnetic particles dispersed in a buffer solution.
Since Tag fusion protein is specifically adsorbed, it is easy to stir the magnetic particles in the liquid by pipetting or the like. For this reason, the various impurities are not easily sandwiched between the particles and are easily eluted in the liquid. When the magnetic particles are adsorbed on the inner wall of the container using a magnet, impurities and proteins other than the His Tag fusion protein are eluted in the residual liquid, and the residual liquid can be easily removed. Next, if the His Tag fusion protein is washed out by running a buffer solution with a low pH value, high purity His
Since Tag fusion protein can be collected, the purification degree of His Tag fusion protein can be easily increased.
Moreover, since the purification rate is faster than that of the column and it is suitable for continuous purification, the magnetic particle method has been attracting attention as an effective method for mass purification from an early stage.

しかし前述のように金属キレート樹脂を結合した磁性体粒子の価格があまりにも高価な
ので、良いことは分かっていてもHis Tag融合蛋白質の大量精製には用いることが出来な
かった。
もし金属キレート樹脂を結合した磁性体粒子の価格が安価で、且つAB−NTA樹脂のよ
うにNi2+、Co2+イオンに対し、強い結合力を持つCH2COO基を3個持つ金属キレート
樹脂があれば、上記の問題は即座に解決されHis Tag融合蛋白質の大量精製には用いるこ
とが出来るようになるのは明らかである。本発明は上記の問題を解決する為のものである。
However, as described above, the price of the magnetic particles to which the metal chelate resin is bonded is too expensive, so that it could not be used for mass purification of the His Tag fusion protein even though it was known to be good.
If there is a metal chelate resin with three CH2COO groups that have strong binding force against Ni2 + and Co2 + ions, such as AB-NTA resin, if the price of magnetic particles bound with metal chelate resin is low, It is clear that the above problem is solved immediately and can be used for mass purification of His Tag fusion protein. The present invention is intended to solve the above problems.

キャリアーマトリックスまたは磁性体粒子に用いることのできる金属キレート化合物を
キャリアーマトリックスまたは磁性体粒子に直接接続せず、所謂スペーサーと称する分子
連鎖を介してスペーサーの末端に金属キレート化合物を接続する従来の手法の目的は、
His Tag融合蛋白質のヒスチジンの部分が、フォールディングにより蛋白質の3次元構造
の奥まった部分にあったとしても、そこにあるヒスチジンに金属キレート化合物の金属の
部分が近接できるようにするために、所謂スペーサーを用いている。
このスペーサーは必須である。金属キレート化合物その物は安価であるのに、従来用い
られているスペーサーを接続した金属キレート化合物が極めて高価である理由を考察した
結果、安価なスペーサーをもつ金属キレート化合物があればよいことが判明した。そのた
めの努力を行った結果、安価なスペーサーを持つ金属キレート化合物の開発に成功した。
The metal chelate compound that can be used for the carrier matrix or the magnetic particles is not directly connected to the carrier matrix or the magnetic particles, but the metal chelate compound is connected to the end of the spacer through a molecular chain called a spacer. My goal is,
In order to make the metal part of the metal chelate compound close to the histidine there even if the histidine part of the His Tag fusion protein is located in the back part of the three-dimensional structure of the protein by folding. Is used.
This spacer is essential. Although the metal chelate compound itself is inexpensive, the reason why the metal chelate compound to which the conventionally used spacer is connected is extremely expensive was found, and as a result, it was found that there should be a metal chelate compound having an inexpensive spacer. did. As a result of the efforts, we succeeded in developing a metal chelate compound with an inexpensive spacer.

その結果磁性酸化鉄の表面近傍の金属原子に酸素原子を結合させ、前記酸素原子には珪
素原子の第一の結合手を結合させ、前記珪素原子の第二の結合手には(CH2)nからなる
鎖状炭化水素(n=3から10とする)の一端の炭素原子を結合させ、スペーサーとした。
そして前記鎖状炭化水素の他端の炭素原子にはエチレンジアミン三錯酸の窒素原子のう
ち、CH2COO基1個に結合している窒素原子を結合させ、エチレンジアミン三錯酸の三
個のCH2COO基には2価金属例えばニッケル又はコバルト原子を配位結合させて一単位
の金属キレート化合物としたものにおいて、前記一単位の金属キレート化合物の複数個を
接続する為に、前記珪素原子の少なくとも第三の結合手に(―O―Si−)m−O―(m=整
数)で表される結合を介して隣接する同様な構造式を持つ別の一単位の金属キレート化合
物の珪素原子を結合させたことを特徴とし、且つ(―O―Si−)m−O―結合中のSiの第
三の結合手は酸素を介して磁性体粒子表面の金属原子に結合されていることを特徴とする、
珪素原子を介して複数個結合された金属キレート化合物を製造することに成功し、この複
数個結合された金属キレート化合物を表面に持つマグネタイト磁性体粒子(50nmまた
は400nm)を製作できた。そしてピペッティングにより磁性体粒子を液中で攪拌し、マ
グネットを用いて磁性体粒子を捕集する公知の磁性体粒子法により、His Tag融合蛋白質
を精製した結果、従来よりもHis Tag融合蛋白質の収量が多く、しかも非特異的な夾雑物
の吸着が極めて少ない金属キレート化合物を表面に持つマグネタイト磁性体粒子の開発に
成功した。
しかもその材料原価はマグネタイト磁性体粒子1Kgあたり80万円と極めて安価であ
ることを確認した。
As a result, an oxygen atom is bonded to a metal atom near the surface of the magnetic iron oxide, a first bond of a silicon atom is bonded to the oxygen atom, and (CH2) n is bonded to a second bond of the silicon atom. A carbon atom at one end of a chain hydrocarbon consisting of (n = 3 to 10) was bonded to form a spacer.
Then, the carbon atom at the other end of the chain hydrocarbon is bonded to the nitrogen atom of the ethylenediamine tricomplex acid that is bonded to one CH2COO group, to the three CH2COO groups of the ethylenediamine tricomplex acid. In which a divalent metal such as a nickel or cobalt atom is coordinated to form a unit metal chelate compound, and in order to connect a plurality of the unit metal chelate compounds, at least a third of the silicon atoms is connected. A silicon atom of another unit of a metal chelate compound having a similar structural formula is bonded to the bond through a bond represented by (—O—Si—) m—O— (m = integer). And the third bond of Si in the (—O—Si—) m—O— bond is bonded to the metal atom on the surface of the magnetic particle through oxygen,
We succeeded in producing a metal chelate compound in which a plurality of metal chelate compounds are bonded through silicon atoms, and have produced magnetite magnetic particles (50 nm or 400 nm) having the metal chelate compound in the plurality of bonds on the surface. And, as a result of purifying His Tag fusion protein by the known magnetic particle method that stirs magnetic particles in liquid by pipetting and collects magnetic particles using a magnet, We succeeded in developing magnetite magnetic particles with a metal chelate compound on the surface with high yield and very little adsorption of nonspecific impurities.
Moreover, it was confirmed that the material cost was extremely low at 800,000 yen per 1 kg of magnetite magnetic particles.

その原因は次の通りである。
AB−NTA(N-(5
Amino-1-carboxypentyl)iminodiacetic acid)自体の合成は極めて高価
な工程を要する。NTA(ニッケルニトリル3酢酸)は1個の窒素原子に3個の―CH2COOH
基が結合した簡単な構造であるため、それにスペーサーとしてのNH2―(CH2)5―を
結合させるには1個のCH2COOH基のうちCH2の部分の1個の水素原子だけを取り去
り、その跡にNH2―(CH2)5―の右端の炭素原子を接続しなければならない。その為
高価となるのは避けられない。高価であればその使用量は少量に止まるので、ますますコ
ストダウンは困難になっていた。
The cause is as follows.
AB-NTA (N- (5
Amino-1-carboxypentyl) iminodiacetic acid) itself requires a very expensive process. NTA (Nickel Nitrile Acetic Acid) has 3 -CH2COOH per nitrogen atom
Since it is a simple structure with a group attached, NH2— (CH2) 5— as a spacer can be bound to it by removing only one hydrogen atom from the CH2 part of one CH2COOH group and The rightmost carbon atom of NH2- (CH2) 5- must be connected. Therefore, it is unavoidable that it becomes expensive. If it is expensive, the amount of use will be small, and cost reduction has become increasingly difficult.

この問題を解決する為に、極めて安価で多用されているエチレンジアミン4酢酸
(EDTA)のNa塩を用いた。そして1個の−CH2COONaを取り去り、その後にスペー
サーとしてトリメトキシ・シリルプロピル基を接続することは比較的安価な工程で出来る
ことを見出した。
事実既存化学物質としてN−(トリメトキシ・シリルプロピル)エチレンジアミン3酢
酸があり、このNa塩の50%水溶液は25gで18、000円と極めて安価に市販され
ている。本発明ではこの市販されているN−(トリメトキシ・シリルプロピル)エチレン
ジアミン3酢酸を用いた。そしてマグネタイト表面にこれを効率よく、また強固に結合さ
せるために、この物質を改変した。
In order to solve this problem, a sodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), which is extremely inexpensive and frequently used, was used. Then, it was found that it is possible to remove one -CH2COONa and then connect a trimethoxysilylpropyl group as a spacer in a relatively inexpensive process.
In fact, there is N- (trimethoxysilylpropyl) ethylenediaminetriacetic acid as an existing chemical substance, and a 50% aqueous solution of this Na salt is commercially available at a very low price of 18,000 yen at 25 g. In the present invention, this commercially available N- (trimethoxysilylpropyl) ethylenediamine triacetic acid was used. This material was modified in order to bind it to the magnetite surface efficiently and firmly.

まずN−(トリメトキシ・シリルプロピル)エチレンジアミン3酢酸のNa塩の50%
水溶液を50μl(50M)用意し、これにテトラ・アルコキシシラン例えばテトラ・メ
トキシシラン、またはテトラ・エトキシシランを少量加える。
これに純水を3ml加え次に35%アンモニア水を少量加え、マグネチックスターラで
攪拌する。このビーカーをビーカー1とする。
次に別のフラスコにマグネタイト粒子を0.1g採り、3mlの純水を入れる。それに
界面活性剤Tween20を12μl入れてマグネチック・スターラーで攪拌する。その後減
衰する交番磁界をかけて磁性体粒子の残留磁化を消磁する。消磁の目的はマグネットを当
てた時、磁性体が残留磁化を持ったままでは、磁性体粒子は互いにクラスターをつくり、
粒子1個1個がほぐれにくいからである。次に超音波をかけてマグネタイトを分散させる。
それにビーカー1の内容物を加え、振とう器でシラン化反応を行わせる。
その後マグネットで磁性体粒子を捕集し液部のみを除き、純水でマグネタイト部を1回
洗浄する。それに減衰する交番磁界をかけて磁性体粒子の残留磁化を消磁する。
First, 50% of sodium salt of N- (trimethoxysilylpropyl) ethylenediamine triacetate
Prepare 50 μl (50 M) of an aqueous solution, and add a small amount of tetraalkoxysilane such as tetramethoxysilane or tetraethoxysilane.
Add 3 ml of pure water, add a small amount of 35% aqueous ammonia, and stir with a magnetic stirrer. This beaker is referred to as a beaker 1.
Next, 0.1 g of magnetite particles is taken into another flask and 3 ml of pure water is added. 12 μl of the surfactant Tween 20 is added to it and stirred with a magnetic stirrer. Thereafter, an alternating magnetic field that attenuates is applied to demagnetize the residual magnetization of the magnetic particles. The purpose of degaussing is that when the magnet is applied, the magnetic particles will form clusters with each other if the magnetic material has residual magnetization.
This is because each particle is difficult to loosen. Next, ultrasonic waves are applied to disperse the magnetite.
The contents of the beaker 1 are added to it and a silanization reaction is performed with a shaker.
Thereafter, the magnetic particles are collected with a magnet, only the liquid part is removed, and the magnetite part is washed once with pure water. An alternating magnetic field that attenuates is applied to demagnetize the residual magnetization of the magnetic particles.

その後10mMの塩化ニッケルと5mMのグリシン(PH=8)水溶液を20mlを加え
る。振とう器で3時間振とうする。
その後マグネットで磁性体粒子を捕集し液部のみを除き純水でマグネタイト部を1回洗
浄する。それに減衰する交番磁界をかけて磁性体粒子の残留磁化を消磁する。これに1m
lの純水を加えボトルに移す。これでNiキレート化合物を表面に有するマグネタイト磁
性体粒子の分散液ができる。前記減衰する交番磁界は同一出願人の「特許文献3」に図示
してあるので、ここでは図示しないが、磁気テープのバルクイレーサーやACモータのス
テーター内部の磁界と類似の磁界である。減衰する交番磁界の他の実施例はマグネットを
回転させて回転磁界を造りこれを遠ざけて減衰する交番磁界とすることも出来る。これば
前記請求項1で述べた内容の詳細である。(特許文献3)
Thereafter, 20 ml of 10 mM nickel chloride and 5 mM glycine (PH = 8) aqueous solution are added. Shake for 3 hours on a shaker.
Thereafter, the magnetic particles are collected with a magnet, and only the liquid portion is removed, and the magnetite portion is washed once with pure water. An alternating magnetic field that decays is applied to demagnetize the residual magnetization of the magnetic particles. 1m to this
Add l pure water and transfer to a bottle. Thus, a dispersion of magnetite magnetic particles having a Ni chelate compound on the surface can be formed. The alternating magnetic field that attenuates is illustrated in “Patent Document 3” of the same applicant, and is not illustrated here, but is a magnetic field similar to the magnetic field inside the bulk eraser of the magnetic tape or the stator of the AC motor. Another embodiment of the damped alternating magnetic field may be an alternating magnetic field that rotates the magnet to create a rotating magnetic field and away from it. This is the details of the contents described in the first aspect. (Patent Document 3)

この分散液中のマグネタイトの表面に結合されているNiキレート化合物の構造を図1
に示す。
一単位の金属キレート化合物の複数個を接続する為に、金属キレート化合物中の珪素原
子のマグネタイトの表面の酸素原子と結合していない前記第三の結合手に(―O―Si−)
m−O―(m=整数)で表される結合を介して隣接する同様な構造式を持つ別の一単位の
金属キレート化合物の珪素原子を結合させた。金属キレート化合物は珪素原子を介して複
数個結合された金属キレート化合物になっており、また(―O―Si−)m−O―結合の中の
Siの第三の結合手は酸素を介して磁性体粒子表面の金属原子に結合されていることを特
徴とする、金属キレート化合物になっている。
それに加え前記テトラ・アルコキシシラン即ちテトラ・メトキシシランあるいはテトラ・
エトキシシラン等が加水分解して(―O―Si−)m−O―(m=整数)結合が出来、前記一
単位の金属キレート化合物が珪素原子を介して複数個結合し、マグネタイト表面に強固に
金属キレート化合物を結合させる為のいわゆる「横方向」の架橋として(―O―Si―)m
−O―結合が寄与し、隣接する複数個の金属キレート化合物中の珪素同士がその基底部で
横方向に(―O―Si−)m−O―結合を介して結合されており、且つ(―O―Si−)m−O
―結合中のSiの第三の結合手は酸素を介して磁性体粒子表面の金属原子に結合されてい
ることを特徴とする、金属キレート化合物を作成した。
ここではテトラ・メトキシシランを用いているので(―O―Si−)m−O―結合中のSi
の第四の結合手には水酸基がついている。
またアルキル・トリ・アルコキシシランを用いることも可能である。この場合は図1の
水酸基(OH基)がアルキル基で置き換わる。
図1は前記請求項4で述べた内容である。
ここで「横方向」の定義は下記の通りである。磁性体粒子表面を下方に見て金属キレー
ト化合物のスペーサーの伸びる方向を「縦方向」と定義した時、隣接する複数個の金属キ
レート化合物中の珪素同士がその基底部で(―O―Si−)m−O―結合を介して結合されて
いる方向を「横方向」と定義する。
磁性体粒子表面B1は、B1の側が磁性体粒子の内部を示す。Siは磁性体粒子表面の珪
素原子を示す。この珪素原子に酸素Oを介してSiで示す珪素原子が結合されSiには上方
に伸びているプロピルエチレンジアミン3酢酸にNiで示すニッケル原子がキレート結合
している。Siを含めた呼称はシリルプロピルエチレンジアミン3酢酸である。この縦の繋
がりをニッケルキレート樹脂の一単位とする。
左方の一単位と右方の一単位が示されているが、各単位の珪素原子Siは(―O―Si−O―)
結合を介して互いに横方向に接続されている。ここでは二単位を示したが複数単位でも同
様である。そして(―O―Si−O―)のSiの第三の結合手は酸素を介して磁性体粒子表面
の珪素原子に結合されている。

しかしアルキル・トリ・アルコキシシラン例えばメチル・トリメトキシシランあるいは
テトラ・アルコキシシランを用いない実施例である図3では図1と事情が異なる。
図3において
プロピルエチレンジアミン3酢酸にNiで示すニッケル原子がキレート結合している部分
は三叉で示してあるが、エチレンジアミン3酢酸はNTAより空間的に広がりを持つので
図1のような(―O―Si−O―)結合を介して互いに横方向に接続しない場合、2個のエチ
レンジアミン3酢酸はあまりにも近接しやすく互いの距離が適当でない。
しかしこれに比べ図1は距離も適当でプロピルエチレンジアミン3酢酸の所要量も少な
くて済み安価で、且つ磁性体粒子表面の珪素原子への結合も確保されている。
The structure of the Ni chelate compound bonded to the surface of magnetite in this dispersion is shown in FIG.
Shown in
In order to connect a plurality of metal chelate compounds of one unit, the third bond not bonded to the oxygen atom on the surface of the magnetite of the silicon atom in the metal chelate compound (-O-Si-)
A silicon atom of another unit of a metal chelate compound having a similar structural formula adjacent thereto was bonded through a bond represented by m-O- (m = integer). The metal chelate compound is a metal chelate compound in which a plurality of metal chelate compounds are bonded via a silicon atom, and in the (—O—Si—) m—O— bond.
The third bond of Si is a metal chelate compound characterized in that it is bonded to the metal atom on the surface of the magnetic particles through oxygen.
In addition, the tetra-alkoxysilane, ie, tetra-methoxysilane or tetra-
Ethoxysilane etc. can be hydrolyzed to form (—O—Si—) m—O— (m = integer) bond, and a plurality of the above-mentioned metal chelate compounds are bonded via silicon atoms and firmly attached to the magnetite surface. (—O—Si—) m as a so-called “lateral” bridge for bonding metal chelate compounds to
-O-bonds contribute, silicon in a plurality of adjacent metal chelate compounds are bonded laterally via (-O-Si-) m-O- bonds at the base, and ( -O-Si-) m-O
-A metal chelate compound characterized in that the third bond of Si in the bond is bonded to the metal atom on the surface of the magnetic particles through oxygen.
Since tetra-methoxysilane is used here, Si in the (-O-Si-) m-O- bond is used.
The fourth bond has a hydroxyl group.
It is also possible to use alkyl tri-alkoxysilane. In this case, the hydroxyl group (OH group) in FIG. 1 is replaced with an alkyl group.
FIG. 1 shows the contents described in the fourth aspect.
Here, the definition of “lateral direction” is as follows. When the direction in which the metal chelate compound spacer extends when the magnetic particle surface is viewed downward is defined as the “longitudinal direction”, silicon in a plurality of adjacent metal chelate compounds is at the base (—O—Si— ) The direction connected through the mO-bond is defined as "lateral direction".
In the magnetic particle surface B1, the B1 side shows the inside of the magnetic particles. Si represents a silicon atom on the surface of the magnetic particles. A silicon atom represented by Si is bonded to this silicon atom through oxygen O, and nickel atom represented by Ni is chelate-bonded to Si with propylethylenediamine triacetic acid extending upward. The name including Si is silylpropylethylenediamine triacetic acid. This vertical connection is defined as one unit of nickel chelate resin.
One unit on the left and one unit on the right are shown, but the silicon atom Si of each unit is (-O-Si-O-)
They are connected laterally to each other through a coupling. Although two units are shown here, the same applies to a plurality of units. The third bond of Si in (—O—Si—O—) is bonded to the silicon atom on the surface of the magnetic particles through oxygen.

However, FIG. 3 which is an embodiment using no alkyl trialkoxysilane, such as methyl trimethoxysilane or tetraalkoxysilane, is different from FIG.
In FIG. 3, the portion where nickel atom shown by Ni is chelate-bonded to propylethylenediamine triacetic acid is shown in a trident, but ethylenediamine triacetic acid is more spatially spread than NTA, so (−O— If they are not connected laterally to each other via Si—O—) bonds, the two ethylenediaminetriacetic acids are too close to each other and the distance between them is not appropriate.
However, in FIG. 1, the distance is appropriate, the required amount of propylethylenediamine triacetic acid is small, the cost is low, and the bonding to the silicon atoms on the surface of the magnetic particles is ensured.

テトラ・アルコキシシランは加水分解するので、前記N−(トリメトキシ・シリルプロ
ピル)エチレンジアミン3酢酸のトリメトキシの加水分解と共に相働いて、N−(トリメ
トキシ・シリルプロピル)エチレンジアミン3酢酸のトリメトキシ・シリルプロピル部分
が加水分解して、マグネタイト表面の金属原子又はマグネタイト表面に形成したSiO2の
珪素原子と結合し、その後シリルプロピルの隣接する珪素原子同士が(―O―Si−)m−O
―結合し、横方向の架橋となって強固なNiキレート群を形成する。マグネタイトの表面
は鉄原子が直接出ていても、SiO2の膜で覆われていても良い。
Since tetraalkoxysilane is hydrolyzed, the trimethoxy silylpropyl portion of N- (trimethoxy silylpropyl) ethylenediamine triacetate works together with the trimethoxy hydrolysis of N- (trimethoxy silylpropyl) ethylenediamine triacetate. Hydrolyzed and bonded to metal atoms on the surface of magnetite or silicon atoms of SiO2 formed on the surface of magnetite, and then adjacent silicon atoms of silylpropyl are (-O-Si-) m-O.
-Bond and form cross-links in the transverse direction to form strong Ni chelates. The surface of magnetite may be directly exposed with iron atoms or covered with a SiO2 film.

また横方向の架橋で強化され、三個のCH2COO基を持つNiキレート樹脂は、His
Tag
融合蛋白質の大量精製に特に向いている。His Tag融合蛋白質の大量精製を磁性体粒子法
で行うときは、磁性体粒子はある程度激しく攪拌されるので磁性体粒子表面のNiキレー
ト樹脂が磁性体粒子表面から剥離しないように強固に磁性体粒子表面に固着されている必
要があり、この点からも(―O―Si−)m−O―結合による横方向の架橋を基底部で行い、
強く磁性体粒子表面に結合されたNiキレート樹脂を有する安価で性能の良い磁性体粒子
はこの目的に適っている。
また高価なAB−NTA樹脂を用いないで三個のCH2COO基を持つNiキレート樹脂を
提供できるので、ポストゲノムの重要な課題である蛋白質の低コスト且つ迅速な捕集精製
に道を開いたことになる。
Also, Ni chelate resin with three CH2COO groups, reinforced with lateral cross-linking, is His
Tag
It is particularly suitable for mass purification of fusion proteins. When mass purification of His Tag fusion protein is performed by the magnetic particle method, the magnetic particles are vigorously stirred to a certain extent, so the magnetic particles are firmly protected so that the Ni chelate resin on the surface of the magnetic particles does not peel off from the surface of the magnetic particles. It is necessary to adhere to the surface, and from this point as well, lateral cross-linking by (—O—Si—) m—O— bond is performed at the base,
Inexpensive and high performance magnetic particles having a Ni chelate resin strongly bonded to the surface of the magnetic particles are suitable for this purpose.
In addition, Ni chelate resin with three CH2COO groups can be provided without using expensive AB-NTA resin, thus opening the way to low-cost and rapid collection and purification of proteins, which is an important issue for post-genome. become.

磁性酸化鉄の表面近傍の金属原子に酸素原子を結合させ、前記酸素原子には珪素原子の
第一の結合手を結合させ、前記珪素原子の第二の結合手には(CH2)nからなる鎖状炭化
水素(n=3から10とする)の一端の炭素原子を結合させ、鎖状炭化水素の他端の炭素
原子にはエチレンジアミン三錯酸の窒素原子のうち、CH2COO基1個に結合している窒
素原子を結合させ、エチレンジアミン三錯酸の三個のCH2COO基には2価金属例えばニ
ッケル又はコバルト原子を配位結合させて一単位の金属キレート化合物としたものにおい
て、前記一単位のNiキレート化合物の複数個を接続する為に、前記珪素原子の少なくと
も第三の結合手に(―O―Si−)m−O―(m=整数)で表される結合を介して隣接する同
様な構造式を持つ別の一単位のNiキレート化合物の珪素原子を結合させたことを特徴と
し、且つ(―O―Si−)m−O―結合の中のSiの第三の結合手は酸素を介して磁性体粒子
表面の金属原子に結合されていることを特徴とする、珪素原子を介して複数個結合された
金属キレート化合物を製造することが最良の形態である。
ここで(―O―Si−)m−O―結合のmの値は0以上の整数である。もちろん図3のよう
にm=0の場合でも使用目的によっては充分使用に耐える。
An oxygen atom is bonded to a metal atom near the surface of the magnetic iron oxide, a first bond of a silicon atom is bonded to the oxygen atom, and a second bond of the silicon atom is composed of (CH2) n. A carbon atom at one end of a chain hydrocarbon (n = 3 to 10) is bonded, and a carbon atom at the other end of the chain hydrocarbon is bonded to one CH2COO group of nitrogen atoms of ethylenediamine tricomplex. In which a divalent metal such as a nickel or cobalt atom is coordinated to the three CH2COO groups of ethylenediamine tricomplex acid to form one unit of a metal chelate compound. In order to connect a plurality of Ni chelate compounds, at least a third bond of the silicon atom is adjacent to each other through a bond represented by (—O—Si—) m—O— (m = integer). Of another unit of Ni chelate with the structural formula The third bond of Si in the (—O—Si—) m—O— bond is bonded to the metal atom on the surface of the magnetic particle through oxygen. The best mode is to produce a metal chelate compound in which a plurality of silicon atoms are bonded through silicon atoms.
Here, the value of m of the (—O—Si—) m—O— bond is an integer of 0 or more. Of course, even when m = 0 as shown in FIG.

本発明はポストゲノムの蛋白質の高精製度・低コスト・高速・連続大量捕集精製に道を開
くものである。His Tag融合蛋白質を磁性体粒子から溶出することにより、His
Tag融合
蛋白質を大量捕集精製できる。His Tagの部分は酵素を用いて除去でき、His
Tagのない
蛋白質とすることができる。
また創薬スクリーニングシステムを構築できる。His Tag融合蛋白質を固定したままの
磁性体粒子を例えば生体の腹水の中に分散させたとき、His Tag融合蛋白質を抗原とする
抗体やHis Tag融合蛋白質に特に親和性のある蛋白質、DNAなどが、His
Tag融合蛋白
質に特異的に吸着してくるので、マグネットを用いて磁性体粒子を回収し、それら抗体、
蛋白質、DNA等を溶出することにより精製が出来る。
従来でも磁性体粒子を用いた抗体精製等は試験的に行われていたが、磁性体粒子があま
りにも高価であったため、大量精製には到底用いうるものではなかった。
しかし本発明により安価な磁性体粒子が提供できるので、従来出来なかったHis
Tag融
合蛋白質を抗原とする抗体やHis Tag融合蛋白質に特に親和性のある蛋白質、DNAの大
量捕集・精製が可能である。
また磁性酸化鉄はその表面をシリカ被覆した又はシリカ被覆しないマグネタイト、ニッ
ケル亜鉛フェライト、マンガン亜鉛フェライトのいずれかであることを特徴とする金属キ
レート樹脂であっても良く、いずれの場合でも磁性体粒子表面の金属原子にN−(トリメ
トキシ・シリルプロピル)エチレンジアミン3酢酸が加水分解して―O―Si−で繋がるこ
とが出来るのは明白である。
また本発明で言うエチレンジアミン三錯酸とは、N−CH2−CH2―Nの左端のNには2
個のCH2COO基が結合し、右端のNには1個のCH2COO基が結合したエチレンジアミ
ン三錯酸である。
The present invention opens the way to high-purity, low-cost, high-speed, continuous mass collection and purification of post-genomic proteins. By eluting His Tag fusion protein from magnetic particles, His
A large amount of Tag fusion protein can be collected and purified. The His Tag part can be removed using an enzyme.
It can be a protein without a tag.
In addition, a drug discovery screening system can be constructed. When magnetic particles with the His Tag fusion protein fixed are dispersed, for example, in the ascites of a living body, antibodies that have an affinity for the His Tag fusion protein, proteins with particular affinity for the His Tag fusion protein, DNA, etc. , His
Because it specifically adsorbs to the Tag fusion protein, the magnetic particles are collected using a magnet, and the antibodies,
Purification can be achieved by eluting protein, DNA and the like.
Conventionally, antibody purification using magnetic particles has been performed on a trial basis, but the magnetic particles are too expensive to be used for mass purification.
However, according to the present invention, it is possible to provide inexpensive magnetic particles.
It is possible to collect and purify a large amount of antibodies and DNA having affinity especially for antibodies using Tag fusion proteins as antigens, His Tag fusion proteins, and DNA.
The magnetic iron oxide may be a metal chelate resin characterized in that the surface thereof is magnetite, nickel zinc ferrite, or manganese zinc ferrite with or without silica coating. It is clear that N- (trimethoxy silylpropyl) ethylenediamine triacetic acid can be hydrolyzed to connect with —O—Si— to the metal atoms on the surface.
The ethylenediamine tricomplex acid referred to in the present invention means that N at the left end of N-CH2-CH2-N is 2
It is ethylenediamine tricomplex acid in which one CH2COO group is bonded, and one CH2COO group is bonded to N at the right end.

まずN−(トリメトキシ・シリルプロピル)エチレンジアミン3酢酸のNa塩の50%
水溶液を50μl(50M)用意し、これにテトラ・エトキシシランを少量加える。
これに純水を3ml加え次に35%アンモニア水を少量加え、マグネチックスターラで
攪拌する。このビーカーをビーカー1とする。
次に別のフラスコにマグネタイト粒子を0.1g採り、3mlの純水を入れる。それに
界面活性剤Tween20を12μl入れてマグネチック・スターラーで攪拌する。その後減
衰する交番磁界をかけて磁性体粒子の残留磁化を消磁する。消磁の目的はマグネットを当
てた時、磁性体が残留磁化を持ったままでは、磁性体粒子は互いにクラスターをつくり、
粒子1個1個がほぐれにくいからである。次に超音波をかけてマグネタイトを分散させる。
それにビーカー1の内容物を加え振とう器でシラン化反応を行わせる。
その後マグネットで磁性体粒子を捕集し液部のみを除き、純水でマグネタイト部を1回
洗浄する。それに減衰する交番磁界をかけて磁性体粒子の残留磁化を消磁する。
First, 50% of sodium salt of N- (trimethoxysilylpropyl) ethylenediamine triacetate
Prepare 50 μl (50 M) of an aqueous solution, and add a small amount of tetraethoxysilane.
To this, 3 ml of pure water is added, then a small amount of 35% ammonia water is added, and the mixture is stirred with a magnetic stirrer. This beaker is referred to as a beaker 1.
Next, 0.1 g of magnetite particles is taken into another flask and 3 ml of pure water is added. 12 μl of the surfactant Tween 20 is added to it and stirred with a magnetic stirrer. Thereafter, an alternating magnetic field that attenuates is applied to demagnetize the residual magnetization of the magnetic particles. The purpose of degaussing is that when the magnet is applied, the magnetic particles will form clusters with each other if the magnetic material has residual magnetization.
This is because each particle is difficult to loosen. Next, ultrasonic waves are applied to disperse the magnetite.
The contents of the beaker 1 are added to it and a silanization reaction is carried out with a shaker.
Thereafter, the magnetic particles are collected with a magnet, only the liquid part is removed, and the magnetite part is washed once with pure water. An alternating magnetic field that decays is applied to demagnetize the residual magnetization of the magnetic particles.

その後10mMの塩化ニッケルと5mMのグリシン(PH=8)水溶液を20mlを加え
る。振とう器で3時間振とうする。
その後マグネットで磁性体粒子を捕集し液部のみを除き純水でマグネタイト部を1回洗浄
する。それに減衰する交番磁界をかけて磁性体粒子の残留磁化を消磁する。これに1ml
の純水を加えボトルに移す。これでNiキレート化合物を表面に有するマグネタイト磁性
体粒子の分散液ができる。
Thereafter, 20 ml of 10 mM nickel chloride and 5 mM glycine (PH = 8) aqueous solution are added. Shake for 3 hours on a shaker.
Thereafter, the magnetic particles are collected with a magnet, and only the liquid portion is removed, and the magnetite portion is washed once with pure water. An alternating magnetic field that decays is applied to demagnetize the residual magnetization of the magnetic particles. 1ml of this
Add pure water and transfer to a bottle. Thus, a dispersion of magnetite magnetic particles having a Ni chelate compound on the surface can be formed.

一例として大腸菌を用いてβガラクトシダーゼを発現させるときに、遺伝子組み換えの
方法を用いてC末端に6個のヒスチジンを付けたHis Tag融合蛋白質を発現させる。
次に大腸菌を超音波で破砕しその上清を採り、これを元ライセートとする。
1mlのエッペンチューブにこのライセート200μlを採り、磁性体粒子の分散液2
00μLを加えピペッティングで攪拌し、溶液を混合した後、室温で2分間インキュベー
トする。
チューブの側壁に30秒間マグネットを当て、磁性体粒子がマグネットに捕捉されてい
る状態で溶液部をピペットで除去する。そしてマグネットを遠ざける。
次に20mMのイミダゾールを含むWash Buffer1を加えピペッティングで攪拌し、チ
ューブの側壁に30秒間マグネットを当て、磁性体粒子がマグネットに捕捉されている状
態で溶液部をピペットで除去する。そしてマグネットを遠ざける。
次に20mMのイミダゾールを含むWash Buffer2を加えピペッティングで攪拌し、
チューブの側壁に30秒間マグネットを当て、磁性体粒子がマグネットに捕捉されている
状態で溶液部をピペットで除去する。そしてマグネットを遠ざける。
さらに40mMのイミダゾールを含むWash Buffer3を加えピペッティングで攪拌し、
チューブの側壁に30秒間マグネットを当て、磁性体粒子がマグネットに捕捉されている
状態で溶液部をピペットで除去する。そしてマグネットを遠ざける。
最後に300mMのイミダゾールを含むElution Bufferを加えピペッティングで攪拌し、
チューブの側壁に30秒間マグネットを当て、磁性体粒子がマグネットに捕捉されている
状態で溶液部をピペットで吸引し別のチューブに取分けると、このチューブにHis
Tag融
合蛋白質が捕集されている(図2のE1)。Elutionはもう一回行った(図2のE2)。
As an example, when β-galactosidase is expressed using Escherichia coli, a His Tag fusion protein with 6 histidines attached to the C-terminus is expressed using a genetic recombination method.
Next, Escherichia coli is sonicated and the supernatant is taken, and this is used as the original lysate.
Take 200 μl of this lysate in a 1 ml Eppendorf tube, and add magnetic particle dispersion 2
Add 00 μL, stir by pipetting, mix the solution, and incubate at room temperature for 2 minutes.
A magnet is applied to the side wall of the tube for 30 seconds, and the solution portion is removed with a pipette while the magnetic particles are captured by the magnet. Then move the magnet away.
Next, Wash Buffer 1 containing 20 mM imidazole is added and stirred by pipetting. A magnet is applied to the side wall of the tube for 30 seconds, and the solution portion is removed with a pipette while the magnetic particles are captured by the magnet. Then move the magnet away.
Next, add Wash Buffer 2 containing 20 mM imidazole and stir by pipetting.
A magnet is applied to the side wall of the tube for 30 seconds, and the solution portion is removed with a pipette while the magnetic particles are captured by the magnet. Then move the magnet away.
Add Wash Buffer 3 containing 40 mM imidazole and stir by pipetting.
A magnet is applied to the side wall of the tube for 30 seconds, and the solution portion is removed with a pipette while the magnetic particles are captured by the magnet. Then move the magnet away.
Finally, add Elution Buffer containing 300 mM imidazole and stir by pipetting.
When a magnet is applied to the side wall of the tube for 30 seconds and the magnetic particles are trapped by the magnet, the solution part is sucked with a pipette and separated into another tube.
Tag fusion protein is collected (E1 in FIG. 2). Elution was performed once more (E2 in FIG. 2).

捕集されたHis Tag融合蛋白質をSDS PAGE(ポリアクリルアミド・ゲル電気泳
動)にかける。
The collected His Tag fusion protein is subjected to SDS PAGE (polyacrylamide gel electrophoresis).

その結果を図2に示す。
図中左に示してあるバンドは外国他社の高価なNiアガロース・マグネタイト磁性体粒
子を用いて精製したもので、バンドの濃さは薄く収量は少ないことを示している。
図中右に示してあるバンドは、本発明の磁性体粒子を用いて精製したもので。
バンドの濃さは濃く収量が多いことを示している。E1は第一回目のElution画分、E2
とは第二回目のElution画分を示す。図中右に示してあるバンドはE2でもまだHis
Tag
融合蛋白質がElutionできており、この点からもHis Tag融合蛋白質の捕集能力が大きい
ことを示している。
また通常His Tag融合蛋白質のバンドの濃さが濃くなるに従って非特異的な吸着のバン
ドも濃くなるのが通例であるが、 図中右に示してあるバンドはHis Tag融合蛋白質のバ
ンドが濃いにもかかわらず、非特異的な吸着のバンドは見えない。
The result is shown in FIG.
The band shown on the left in the figure is purified using expensive Ni agarose magnetite magnetic particles from other companies, indicating that the band is thin and the yield is low.
The band shown on the right side of the figure is purified using the magnetic particles of the present invention.
The darkness of the band indicates that the yield is high and the yield is high. E1 is the first Elution fraction, E2
Indicates the second Elution fraction. The band shown on the right in the figure is still His even in E2.
Tag
The fusion protein is Elution, and this also indicates that the ability to collect the His Tag fusion protein is large.
Usually, as the band of His Tag fusion protein becomes darker, the non-specific adsorption band also becomes thicker. However, the band shown on the right in the figure has a higher band of His Tag fusion protein. Nevertheless, nonspecific adsorption bands are not visible.

本実験は本発明のNiキレート樹脂でHis Tag融合蛋白質を捕集・精製する際、蛋白質
の末端に存在する6個のヒスチジンタグをきわめて選択的に吸着できることを示している。
また特許文献2で言及されている非特許文献1に示すN,N,N−エチレンジアミン三
酢酸の欠点であるHis Tag融合蛋白質の捕集能力の少なさという難点が、本発明のNiキ
レート樹脂を有する磁性体粒子では解決されていることを示している。
Porah, Nature258,598-599,(1975) 特開平8−99944 Haner.M, Anal.Biochem,138,229-234(1984) 特願2003−367637 「生体構成物質の分離」
This experiment shows that, when the His Tag fusion protein is collected and purified with the Ni chelate resin of the present invention, the 6 histidine tags present at the end of the protein can be adsorbed very selectively.
Moreover, the difficulty of the collection ability of the His Tag fusion protein which is a defect of N, N, N-ethylenediaminetriacetic acid shown in Non-Patent Document 1 mentioned in Patent Document 2 is that the Ni chelate resin of the present invention is not suitable. It is shown that the problem is solved with the magnetic particles.
Porah, Nature258,598-599, (1975) JP-A-8-99944 Haner.M, Anal.Biochem, 138, 229-234 (1984) Japanese Patent Application No. 2003-367637 “Separation of biological constituents”

磁性体粒子表面B1は、B1の側が磁性体粒子の内部を示す。Siは磁性体粒子表面の珪素原子を示す。この珪素原子に酸素Oを介してSiで示す珪素原子が結合されSiには上方に伸びているプロピルエチレンジアミン3酢酸にNiで示すニッケル原子がキレート結合している。Siを含めた呼称はシリルプロピルエチレンジアミン3酢酸である。この縦の繋がりをニッケルキレート樹脂の一単位とする。左方の一単位と右方の一単位が示されているが、各単位の珪素原子Siは(―O―Si−O―)結合を介して互いに横方向に接続されている。ここでは二単位を示したが複数単位でも同様である。そして(―O―Si−O―)のSiの第三の結合手は酸素を介して磁性体粒子表面の珪素原子に結合されている。In the magnetic particle surface B1, the B1 side shows the inside of the magnetic particles. Si represents a silicon atom on the surface of the magnetic particles. A silicon atom represented by Si is bonded to this silicon atom through oxygen O, and nickel atom represented by Ni is chelate-bonded to Si with propylethylenediamine triacetic acid extending upward. The name including Si is silylpropylethylenediamine triacetic acid. This vertical connection is defined as one unit of nickel chelate resin. Although one unit on the left and one unit on the right are shown, the silicon atoms Si of each unit are connected to each other laterally via a (—O—Si—O—) bond. Although two units are shown here, the same applies to a plurality of units. The third bond of Si in (—O—Si—O—) is bonded to the silicon atom on the surface of the magnetic particles through oxygen. 図中左に示してあるバンドは外国他社の高価な磁性体粒子を用いて精製したものでバンドの濃さは薄く収量は少ない。図中右に示してあるバンドは、本発明の磁性体粒子を用いて精製したもので、バンドの濃さは濃く収量が多い。E1は第一回目のElution、E2とは第二回目のElutionを示す。図中右に示してあるバンドはE2でもまだHis Tag融合蛋白質がElutionできており、この点からもHis Tag融合蛋白質の捕集能力が大きいことを示している。The band shown on the left in the figure is purified using expensive magnetic particles from a foreign company, and the band is thin and the yield is low. The band shown on the right side of the figure is purified using the magnetic particles of the present invention, and the band is dark and has a high yield. E1 represents the first Elution, and E2 represents the second Elution. The band shown on the right in the figure shows that the His Tag fusion protein is still Elution even in E2, and this also shows that the collection ability of the His Tag fusion protein is large. 磁性体粒子表面B1は、B1の側が磁性体粒子の内部を示す。Siは磁性体粒子表面の珪素原子を示す。この珪素原子に酸素Oを介してSiで示す珪素原子が結合されSiには上方に伸びているプロピルエチレンジアミン3酢酸にNiで示すニッケル原子がキレート結合している。Siを含めた呼称はシリルプロピルエチレンジアミン3酢酸である。この縦の繋がりをニッケルキレート樹脂の一単位とする。プロピルエチレンジアミン3酢酸にNiで示すニッケル原子がキレート結合している部分は三叉で示してあるが、エチレンジアミン3酢酸はNTAより空間的に広がりを持つので図1のような(―O―Si−O―)結合を介して互いに横方向に接続しない場合、2個のエチレンジアミン3酢酸はあまりにも近接しやすく互いの距離が適当でない。In the magnetic particle surface B1, the B1 side shows the inside of the magnetic particles. Si represents a silicon atom on the surface of the magnetic particles. A silicon atom represented by Si is bonded to this silicon atom through oxygen O, and nickel atom represented by Ni is chelate-bonded to Si with propylethylenediamine triacetic acid extending upward. The name including Si is silylpropylethylenediamine triacetic acid. This vertical connection is defined as one unit of nickel chelate resin. The portion where nickel atom shown by Ni is chelate-bonded to propylethylenediamine triacetic acid is shown in a trident, but ethylenediamine triacetic acid is more spatially spread than NTA, so (-O-Si-O as shown in Fig. 1). -) If they are not connected laterally to each other via a bond, the two ethylenediaminetriacetic acids are too close to each other and the distance between them is not appropriate.

符号の説明Explanation of symbols

B1;磁性体粒子の表面を示し、B1の側が磁性体粒子内部を示す。
Ni;ニッケル原子。
Si;珪素原子。
O;酸素原子。
OH;水酸基。
Siの上方に伸びているジグザグ線と三叉線;プロピルエチレンジアミン3酢酸を示す。
B1; indicates the surface of the magnetic particles, and the B1 side indicates the inside of the magnetic particles.
Ni: Nickel atom.
Si: Silicon atom.
O: an oxygen atom.
OH: hydroxyl group.
Zigzag line and trident line extending above Si; propylethylenediamine triacetic acid is shown.

Claims (4)

磁性酸化鉄の表面近傍の金属原子に酸素原子を結合させ、前記酸素原子には
珪素原子の第一の結合手を結合させ、前記珪素原子の第二の結合手には(CH2)nからな
る鎖状炭化水素(n=3から10とする)の一端の炭素原子を結合させ、鎖状炭化水素の
他端の炭素原子にはエチレンジアミン三錯酸の窒素原子のうち、CH2COO基1個に結合
している窒素原子を結合させ、エチレンジアミン三錯酸の三個のCH2COO基には2価金
属例えばニッケル又はコバルト原子を配位結合させて一単位の金属キレート化合物とした
ものにおいて、前記一単位の金属キレート化合物の複数個を接続する為に、前記珪素原子
の少なくとも第三の結合手に(―O―Si−)m−O―(m=整数)で表される結合を介して
隣接する同様な構造式を持つ別の一単位の金属キレート化合物の珪素原子を結合させたこ
とを特徴とする、前記一単位の金属キレート化合物が複数個結合された金属キレート化合
物を製造する際に、前記磁性酸化鉄を超音波を用いて液中に分散させ、次にマグネットを
用いて磁性酸化鉄を捕集した後、液体部分を除去し、次に減衰する交番磁界を用いて磁性
酸化鉄の残留磁化を消磁し、更に超音波を用いて別の液中に分散させたことを特徴とする
前記一単位の金属キレート化合物が磁性体粒子の表面に複数個結合された金属キレート化
合物の分散液。
An oxygen atom is bonded to a metal atom near the surface of the magnetic iron oxide, a first bond of a silicon atom is bonded to the oxygen atom, and a second bond of the silicon atom is composed of (CH2) n. A carbon atom at one end of a chain hydrocarbon (n = 3 to 10) is bonded, and a carbon atom at the other end of the chain hydrocarbon is bonded to one CH2COO group of nitrogen atoms of ethylenediamine tricomplex. In which a divalent metal such as a nickel or cobalt atom is coordinated to the three CH2COO groups of ethylenediamine tricomplex acid to form one unit of a metal chelate compound. In order to connect a plurality of metal chelate compounds, at least a third bond of the silicon atom is adjacent to each other via a bond represented by (—O—Si—) m—O— (m = integer). Another unit chelate compound with a complex structure When manufacturing a metal chelate compound in which a plurality of the unit metal chelate compounds are bonded, the magnetic iron oxide is dispersed in a liquid using ultrasonic waves. Then, after collecting the magnetic iron oxide using a magnet, the liquid part is removed, and then the residual magnetization of the magnetic iron oxide is demagnetized using an alternating magnetic field that attenuates, and another ultrasonic wave is used to demagnetize the remaining iron oxide. A dispersion of a metal chelate compound in which a plurality of the unit metal chelate compounds are bonded to the surface of magnetic particles, wherein the metal chelate compound is dispersed in a liquid.
磁性酸化鉄の表面近傍の金属原子に酸素原子を結合させ、前記酸素原子には
珪素原子の第一の結合手を結合させ、前記珪素原子の第二の結合手には(CH2)nからな
る鎖状炭化水素(n=3から10とする)の一端の炭素原子を結合させ、鎖状炭化水素の
他端の炭素原子にはエチレンジアミン三錯酸の窒素原子のうち、CH2COO基1個に結合
している窒素原子を結合させ、エチレンジアミン三錯酸の三個のCH2COO基には2価金
属例えばニッケル又はコバルト原子を配位結合させて一単位の金属キレート化合物とした
ものにおいて、前記一単位の金属キレート化合物の複数個を接続する為に、前記珪素原子
の少なくとも第三の結合手に(―O―Si−)m−O―(m=整数)で表される結合を介して
隣接する同様な構造式を持つ別の一単位の金属キレート化合物の珪素原子を結合させたこ
とを特徴とする、前記一単位の金属キレート化合物が複数個結合された金属キレート化合
物の分散液。
An oxygen atom is bonded to a metal atom near the surface of the magnetic iron oxide, a first bond of a silicon atom is bonded to the oxygen atom, and a second bond of the silicon atom is composed of (CH2) n. A carbon atom at one end of a chain hydrocarbon (n = 3 to 10) is bonded, and a carbon atom at the other end of the chain hydrocarbon is bonded to one CH2COO group of nitrogen atoms of ethylenediamine tricomplex. In which a divalent metal such as a nickel or cobalt atom is coordinated to the three CH2COO groups of ethylenediamine tricomplex acid to form one unit of a metal chelate compound. In order to connect a plurality of metal chelate compounds, at least a third bond of the silicon atom is adjacent to each other via a bond represented by (—O—Si—) m—O— (m = integer). Another unit chelate compound with a complex structure A dispersion of a metal chelate compound in which a plurality of the single unit metal chelate compounds are bound, wherein silicon atoms of the product are bound.
請求項1および請求項2において(―O―Si−)m−O―結合中のSiの第三
の結合手は酸素を介して磁性体粒子表面の金属原子に結合されていることを特徴とする、
珪素原子を介して複数個結合された金属キレート化合物が磁性体粒子の表面に複数個結合
された金属キレート化合物の分散液。
The third bond of Si in the (—O—Si—) m—O— bond is bonded to a metal atom on the surface of the magnetic particle through oxygen. To
A dispersion of a metal chelate compound in which a plurality of metal chelate compounds bonded through silicon atoms are bonded to the surface of magnetic particles.
請求項1および請求項2において(―O―Si−)m−O―結合中のSiの第四
の結合手には水酸基(OH基)が接続されていることを特徴とする、珪素原子を介して複
数個結合された金属キレート化合物が磁性体粒子の表面に複数個結合された金属キレート
化合物の分散液。
The silicon atom according to claim 1 or 2, wherein a hydroxyl group (OH group) is connected to the fourth bond of Si in the (-O-Si-) mO- bond. A dispersion of a metal chelate compound in which a plurality of metal chelate compounds bonded to each other are bonded to the surface of magnetic particles.
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