JP2007046975A - Labelled probe bonded matter, its manufacturing method and its utilizing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a labeling method of matter effective, when a large number of kinds of labels are applied, as required, even to minute matter, such as a fine granular substrate or the like used for immobilizing a probe molecule used in bioassay, and labeled matter. <P>SOLUTION: A large number of kinds of labels can be applied even to the minute matter, as necessary, by using a labeling material prepared according to the compositional condition of atoms contained, at least corresponding to the numerical value data of the (n) figure of the binary system using the number (n) of kinds of a plurality of kinds of pre-selected atoms and the presence or the level of the contents of the individual selected atoms, as a part of the material which constitutes the minute matter. Furthermore, bioassay becomes possible by the matter labeled by the labeling method. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数種のプローブをそれぞれ個別に結合した複数の物体について、該物体個々の種類、すなわち、これらのプローブのそれぞれの種類を判別するために、識別用の標識を付されたプローブ結合物体及びその製造方法に関する。本発明は、更に該物体の有するプローブの判別方法、該物体に結合したプローブの検出、特定、定量方法、ならびに、該プローブに結合した標的物質の検出、特定、定量方法に関する。   The present invention relates to a plurality of objects obtained by individually combining a plurality of types of probes, and a probe coupling provided with a label for identification in order to determine the type of each object, that is, the type of each of these probes. The present invention relates to an object and a manufacturing method thereof. The present invention further relates to a method for discriminating a probe of the object, a method for detecting, identifying and quantifying a probe bound to the object, and a method for detecting, identifying and quantifying a target substance bound to the probe.

複数種の物体を取り扱う際には、多くの場合、該物体個々の種類を正確に判別することが必要とされる。特に、取り扱われる複数種の物体自体が、見掛けの上では、容易に区別できない場合には、物体個々の種類に対応する、識別用の標識を付して、該物体個々の種類の判別に利用している。   When handling multiple types of objects, it is often necessary to accurately determine the type of each object. In particular, when multiple types of objects to be handled themselves cannot be easily distinguished from each other, identification signs corresponding to the types of the objects are attached and used for discrimination of the types of the objects. is doing.

識別用の標識には、種々の手法があるが、本質的には、区別すべき種類の数以上の判別可能な符号化された識別子(コード)を個々の種類に割り振るものである。標識を付される対象の物体サイズが大きな場合、利用される判別可能な符号化された識別子(コード)として、多くの場合、文字列型の識別子が利用されている。例えば、バー・コードは、文字列型の識別子に対応させ、所定の規則に従って、バーの線幅、間隔の情報へと変換したものに相当する。なお、文字列型の識別子には、本来、一連のシリアル番号で表記可能な識別子の割り振りをより簡便にするため、例えば、電話番号における、国コード(国番号)、エリア・コード(市外局番)、エリア内の個別番号(エリア内局番+個別回線番号)のような、階層的な標識部複数を組み合わせ、一体化して、一つの文字列型の識別子とする形態を採用するものが多い。   There are various methods for identifying the identification, but in essence, a distinguishable encoded identifier (code) that is more than the number of types to be distinguished is assigned to each type. When the object size to be marked is large, a character string type identifier is often used as a discriminable encoded identifier (code) to be used. For example, the bar code corresponds to a character string type identifier and converted into bar line width and interval information according to a predetermined rule. In order to make it easier to assign identifiers that can be represented by a series of serial numbers to character string type identifiers, for example, country codes (country codes), area codes (area codes) ), And a combination of a plurality of hierarchical marker parts such as individual numbers in the area (intra-area station number + individual line number) are combined and integrated into a single character string type identifier in many cases.

一方、標識を付される対象の物体サイズが小さな場合、上述するような、視覚的に判別可能な文字列型の識別子を付すことは技術的に困難となる。例えば、ICタグでは、文字列型の識別子として、ICチップ上に電子的に記載される情報を、外部の検出器との間でデジタル化された電磁波を介して識別する方法を採用している。なお、このICタグ自体のサイズは、100μmのオーダーであり、十数μm以下、場合によっては、数μm以下の物体サイズに対して、文字列型の識別子を付すことは技術的により困難な課題となる。   On the other hand, when the object size to be marked is small, it is technically difficult to attach a visually distinguishable character string type identifier as described above. For example, an IC tag employs a method of identifying information electronically described on an IC chip as a character string type identifier through an electromagnetic wave digitized with an external detector. . Note that the size of the IC tag itself is on the order of 100 μm, and it is technically more difficult to attach a character string type identifier to an object size of 10 or less μm or less, in some cases, several μm or less. It becomes.

例えば、物体サイズが十数μm以下、場合によっては、数μm以下となるものの一例としては、生体関連物質の検出に利用される、ミクロな粒子の表面にプローブ分子を固定化したものがある。   For example, an example in which the object size is a few tens of μm or less, and in some cases, a few μm or less, is one in which probe molecules are immobilized on the surface of microscopic particles used for detection of biologically relevant substances.

例えば、各種微生物の分類に際して、類縁種の微生物に特異的な抗体分子の、対象微生物表面の坑原に対する交叉反応性を評価することで、分類学上の近縁関係を調査する手法が古くから利用されている。その際、プローブとして利用する抗体分子を金微粒子表面に固定化し、微生物の周囲への金微粒子の集積を観察し、交叉反応の有無を判断している。また、各種抗体分子が識別するエピトープ配列の特定法として、大腸菌によってデスプレイされているランダムペプチド・ライブラリーから、例えば、ミクロなフェライト粒子の表面に固定化された抗体分子と抗原・抗体反応するペプチドを表現する大腸菌株を、パニング法を応用して分離する手法も、広く知られている。この方法では、磁気的にミクロなフェライト粒子を回収する際、抗体分子と反応可能なアミノ酸配列を有するペプチドを表現する大腸菌株のみが、フェライト粒子に連結された形態で分離される。   For example, for the classification of various microorganisms, a method for investigating the close relationship between taxonomics by evaluating the cross-reactivity of antibody molecules specific for related microorganisms to the wells on the surface of the target microorganism has long been used. It's being used. At that time, antibody molecules used as probes are immobilized on the surface of the gold fine particles, and the accumulation of the gold fine particles around the microorganism is observed to determine the presence or absence of a cross-reaction. In addition, as a method for identifying the epitope sequences identified by various antibody molecules, for example, a peptide that reacts with an antigen molecule and an antibody molecule immobilized on the surface of micro ferrite particles from a random peptide library displayed by E. coli A technique for separating E. coli strains expressing the protein by applying a panning method is also widely known. In this method, when recovering magnetically micro ferrite particles, only E. coli strains expressing peptides having amino acid sequences that can react with antibody molecules are separated in a form linked to ferrite particles.

これら生体関連物質の検出に利用される、プローブ分子を固定化するミクロな粒子が有する主要な利点は、固形物であるミクロな粒子を液相から分離する手段を利用することで、プローブ分子によって結合された検出対象物質と、液相中に存在しているそれ以外の夾雑物との分離は容易に行えることにある。すなわち、液相中に存在している検出対象物質をプローブ分子と結合させた後、検出対象物質とプローブ分子の結合体と、未反応のプローブ分子とは、一旦、該プローブ分子を固定化するミクロな粒子を利用することで液相から分離・回収される。その後、回収された検出対象物質とプローブ分子の結合体と未反応のプローブ分子の混合物中に、実際に、検出対象物質とプローブ分子の結合体が存在するか、さらには、その存在量の定量が進められる。   The main advantage of microparticles that immobilize probe molecules that are used to detect these biomaterials is that they can be used by probe molecules by using a means to separate solid microparticles from the liquid phase. Separation of the bound substance to be detected and other contaminants present in the liquid phase is easy. That is, after a substance to be detected existing in a liquid phase is bound to a probe molecule, a conjugate of the substance to be detected and the probe molecule and an unreacted probe molecule once fix the probe molecule. It is separated and recovered from the liquid phase by using microscopic particles. After that, whether or not the conjugate of the detection target substance and the probe molecule actually exists in the collected mixture of the detection target substance and the probe molecule and the unreacted probe molecule is further quantified. Is advanced.

プローブ分子を固相表面に固定化することで、液相との分離が簡便となるという利点は、マクロなサイズを有する固相基板表面にプローブ分子を固定化することでも達成される。例えば、検体試料中に存在する特定のIgG抗体の有無を検出する際、検出対象のIg抗体に対するエピトープ配列を有する抗原ペプチドを固相基板表面に所定の密度で固定化し、かかる固相基板表面に検体試料を接触させ、この抗原ペプチドとの反応を介して、検出対象のIgG抗体を固相基板表面に固着させる。その後、固相基板表面に検体試料を除去した後、固相基板表面に固着されているIgG抗体分子に対して、そのFc領域(定常領域)へ、検出用標識を付した坑IgG抗体を定量的に反応させる。未反応の「標識を付した坑IgG抗体」を、固相基板表面から洗浄除去した後、固相基板表面に固着されているIgG抗体分子と定量的に反応している、標識を付した坑IgG抗体を、その検出用標識を利用して検出し、また、定量する。   The advantage that the separation from the liquid phase is simplified by immobilizing the probe molecule on the solid phase surface can also be achieved by immobilizing the probe molecule on the surface of the solid phase substrate having a macro size. For example, when detecting the presence or absence of a specific IgG antibody present in a specimen sample, an antigen peptide having an epitope sequence for the Ig antibody to be detected is immobilized on the surface of the solid phase substrate at a predetermined density, The specimen sample is brought into contact, and the IgG antibody to be detected is fixed to the surface of the solid phase substrate through the reaction with the antigenic peptide. Then, after removing the specimen sample from the surface of the solid phase substrate, the IgG antibody molecule fixed on the surface of the solid phase substrate is quantified with the anti-IgG antibody with the detection label attached to its Fc region (constant region). To react. Unreacted “labeled anti-IgG antibody” is washed and removed from the surface of the solid-phase substrate, and then reacted with the IgG antibody molecules fixed on the surface of the solid-phase substrate quantitatively. IgG antibodies are detected and quantified using the detection label.

マクロなサイズの固相基板表面にプローブ分子を固定化する手法では、固相基板自体が大きいため、同一基板面上を複数の領域に区分した上で、各領域に別種のプローブ分子を固定化することもできる。具体的には、複数の領域に区分する際、個々の区分をアレイ状、あるいは、マトリックス状に配置した上、各区分を特定するアドレスを付し(番地付けし)、個々の区分に別種のプローブ分子を固定化した、プローブ・アレイの形態とすることができる。例えば、核酸プローブとのハイブリダイゼーション反応によって、核酸プローブの塩基配列と相補的な塩基配列部分を含む標的核酸分子の固定化に利用される、DNA核酸プローブを複数種固定するDNAプローブ・アレイ;抗原・抗体反応によって、抗原ペプチドに対して特異性を有する標的抗体分子の固定化に利用される、既知のアミノ酸配列を有する抗原ペプチドを複数種固定するペプチド抗原・アレイ;逆に、抗原・抗体反応によって、特異的抗体を用いた標的抗原分子の固定化に利用される、既知の特異的抗体分子を複数種固定する抗体アレイ;受容体タンパク質上への基質分子の結合によって、該受容体タンパク質に対する標的基質分子の固定化に利用される、既知の受容体分子を複数種固定する受容体タンパク質アレイなどの形態がある。 In the method of immobilizing probe molecules on the surface of a macroscopic solid-phase substrate, the solid-phase substrate itself is large, so after dividing the same substrate surface into multiple regions, different types of probe molecules are immobilized in each region. You can also Specifically, when dividing into a plurality of areas, each section is arranged in an array or matrix, and an address for identifying each section is assigned (addressed), and each section has a different type. A probe array in which probe molecules are immobilized can be used. For example, the hybridization reaction with a nucleic acid probe, is utilized for immobilization of the target nucleic acid molecule comprising a nucleotide sequence complementary portion and the base sequence of nucleic acid probes, DNA probe array to more secure the DNA nucleic acid probe; antigen・ Peptide antigens and arrays that immobilize multiple types of antigen peptides with known amino acid sequences, which are used to immobilize target antibody molecules that have specificity for antigen peptides by antibody reactions; conversely, antigen-antibody reactions An antibody array for immobilizing a plurality of known specific antibody molecules, which is used for immobilization of a target antigen molecule using a specific antibody; binding of a substrate molecule on the receptor protein to the receptor protein Used for immobilization of target substrate molecules, such as receptor protein arrays that immobilize multiple types of known receptor molecules There is a state.

プローブ・アレイは、検体試料中に含まれる標的分子複数種を、対応するプローブ分子複数種を利用して、同時に固定化する際に利用される。利用している固相基板自体、マクロなサイズを有するので、液相からの分離、その後の洗浄操作は極めて簡単である。また、プローブ・アレイ上の各プローブ分子と結合体として、基板上に固定される標的物質を検出する際、予め各プローブ分子の固定位置(アドレス)は決められており、アドレスに従って、各標的物質の検出を進める。   The probe array is used when simultaneously immobilizing multiple types of target molecules contained in a specimen sample by using the corresponding multiple types of probe molecules. Since the solid phase substrate itself used has a macro size, separation from the liquid phase and subsequent cleaning operation are extremely simple. In addition, when detecting a target substance immobilized on a substrate as a conjugate with each probe molecule on the probe array, the fixing position (address) of each probe molecule is determined in advance, and each target substance is determined according to the address. Advance detection.

マクロなサイズの固相基板表面にプローブ分子を固定化する、プローブ・アレイは、液相からの分離や標的物質の検出を行う際、取り扱いが容易であるという利点があり、様々な分野で利用が進んでいる。但し、マクロなサイズの固相基板表面において、特定領域に固定されているプローブ分子と検体試料中に含まれる標的分子との反応を行わせることに起因して、相対的に反応収率が低い(見掛けの反応速度が遅い)という本質的な欠点を有している。具体的には、プローブ分子は、固相基板表面上の限られた領域に固定化されているが、検体試料中に含まれる標的分子は、液相全体に均一に分布しているため、このプローブ分子と反応可能な標的分子は、限られた領域内で、且つ固相基板表面に近接する範囲に存在するものに限定される。この限られた領域内に存在する標的分子が、固定化されているプローブ分子と結合体を形成すると、この領域内において、液相中に存在する、「自由な標的分子」の濃度は急速に低減する結果、相対的に反応速度の低下が低下する。結果的には、固定化されているプローブ分子の総数当たり、プローブ分子と結合体を形成する標的分子の総数(反応収率)は、限定されたものとなる。この相対的に反応収率が低い(見掛けの反応速度が遅い)という欠点は、固相基板表面上に占める、各プローブ分子の固定領域の占有面積比率が小さくなるとともに、より顕著なものとなる。換言すると、プローブ・アレイを構成するプローブ分子の種類数が増すとともに、この欠点はより顕著なものとなる。   Probe arrays, which immobilize probe molecules on the surface of a macroscopic solid phase substrate, have the advantage of being easy to handle when separating from the liquid phase and detecting target substances, and can be used in various fields. Is progressing. However, the reaction yield is relatively low due to the reaction between the probe molecule fixed in the specific region and the target molecule contained in the sample sample on the surface of the solid substrate of macro size. (The apparent reaction rate is slow). Specifically, the probe molecules are immobilized in a limited area on the surface of the solid phase substrate, but the target molecules contained in the specimen sample are uniformly distributed throughout the liquid phase. The target molecules that can react with the probe molecules are limited to those existing in a limited region and in a range close to the surface of the solid phase substrate. When a target molecule present in this limited area forms a conjugate with an immobilized probe molecule, the concentration of “free target molecule” present in the liquid phase in this area rapidly increases. As a result of the reduction, a decrease in the reaction rate is relatively reduced. As a result, the total number of target molecules (reaction yield) that forms a conjugate with the probe molecules is limited per total number of immobilized probe molecules. The disadvantage that the reaction yield is relatively low (the apparent reaction rate is slow) becomes more conspicuous as the occupied area ratio of the fixed region of each probe molecule on the surface of the solid phase substrate becomes smaller. . In other words, this defect becomes more prominent as the number of types of probe molecules constituting the probe array increases.

理想的には、反応液を速やかに攪拌して、液相中の濃度分布の均一化を図ることで、この欠点は解消されるが、現実的には、マクロなサイズの固相基板表面を利用する際には、反応液を緩やかに攪拌する、あるいは、ほぼ静置する状況で反応がなされる場合が少なくない。相対的に反応収率が低い(見掛けの反応速度が遅い)場合であっても、固定化されているプローブ分子の総数当たり、プローブ分子と結合体を形成する標的分子の総数(反応収率)は、検体溶液中における、当初の標的分子の濃度を反映したものとなる。但し、各プローブ分子の固定領域の占有面積比率が小さくなるとともに、プローブ分子と結合体を形成する標的分子の総数(反応収率)と、検体溶液中における、当初の標的分子の濃度との間における関係は、高い直線性を示さなくなる。すなわち、マクロなサイズの固相基板表面上に、多種のプローブ分子を高密度のマトリクス状に固定する、高密度プローブ・アレイを利用する場合、各プローブ分子との結合体として固定される標的分子の定量によって、検体溶液中における標的分子濃度の定量を図る際、その定量確度の低下要因の一つとなる。   Ideally, this defect can be eliminated by stirring the reaction solution quickly and making the concentration distribution in the liquid phase uniform, but in reality, the surface of a solid substrate with a macro size is used. When used, the reaction is often carried out in a situation where the reaction solution is gently stirred or left to stand. Even if the reaction yield is relatively low (the apparent reaction rate is slow), the total number of target molecules that form a conjugate with the probe molecule (reaction yield) per total number of immobilized probe molecules Reflects the initial concentration of the target molecule in the sample solution. However, the ratio of the area occupied by each probe molecule's immobilization region decreases, and the total number of target molecules (reaction yield) that form a conjugate with the probe molecule and the initial concentration of the target molecule in the sample solution. The relationship in does not show high linearity. That is, when using a high-density probe array that fixes various types of probe molecules in a high-density matrix on the surface of a macroscopic solid-phase substrate, target molecules that are immobilized as conjugates with each probe molecule This quantification is one of the factors that lower the quantification accuracy when quantifying the target molecule concentration in the sample solution.

その他、プローブ・アレイを構成する際、各プローブ分子の固定化領域の周囲に、区画分割用の格子状の枠領域を設けることがある。あるいは、前記格子状の枠領域を設けない場合でも、プローブ分子の固定化領域の周囲にプローブ分子の非固定化領域が存在する場合がある。この格子状の枠領域、もしくは、プローブ分子の非固定化領域には、固相基板表面が露呈しているため、種々の標的分子が非選択的に吸着を起こすことも少なくない。この非選択的に吸着した標的分子は、検出の際、バックグランドの信号レベルを引き上げ、プローブ分子の固定領域において検出される信号レベルと、バックグランドの信号レベルとの差違を、プローブ分子と結合体を形成する標的分子に起因する信号と判定する際、システマティックな誤差要因となる。加えて、相対的に反応収率が低い(見掛けの反応速度が遅い)ため、検体溶液中における標的分子濃度が低い範囲に対して、その定量確度の低下要因の一つとなる。   In addition, when configuring the probe array, a lattice-like frame region for partitioning may be provided around the immobilization region of each probe molecule. Alternatively, there may be a case where a probe molecule non-immobilization region exists around the probe molecule immobilization region even when the lattice-shaped frame region is not provided. Since the surface of the solid phase substrate is exposed in this lattice-like frame region or the non-immobilized region of the probe molecule, various target molecules often cause non-selective adsorption. This non-selectively adsorbed target molecule raises the background signal level during detection, and binds the difference between the signal level detected in the fixed region of the probe molecule and the background signal level to the probe molecule. When determining the signal due to the target molecule forming the body, it becomes a systematic error factor. In addition, since the reaction yield is relatively low (the apparent reaction rate is slow), it is one of the factors that lower the quantitative accuracy of the target molecule concentration range in the sample solution.

プローブ・アレイを作製する際、予め別途調製したプローブ分子を、所定の固定化領域に塗布、固定化するスポッティング法が広く利用されている。このスポッティング法は、予め別途調製したプローブ分子を含む液中に、ミクロな粒子を投入し、その表面にプローブ分子を固定する場合と同様に、単位表面積当たりに固定化されるプローブ分子の密度は高い再現性を有するものとなる。一方、固相反応によって、合成可能なDNAプローブ(オリゴヌクレオチド)分子をアレイ状に固定化する際には、フォトリソグラフィー法を利用して、マクロなサイズの固相基板表面上に、各DNAプローブ(オリゴヌクレオチド)の塩基配列に従って、逐次的に合成されるオリゴヌクレオチドを、固定化プローブ分子として利用する方法もある。この直接、固相基板表面上で合成されるオリゴヌクレオチドに関しては、合成後、その塩基配列の確認を行うことは困難であり、部分的に塩基が欠損したオリゴヌクレオチドが混入する場合がある。あるいは、原理的に1ヌクレオチドずつ短い全ての(オリゴ)ヌクレオチドが、ある割合で全て共存する。このような目的の塩基配列と異なるDNA分子が混入すると、プローブ・ハイブリダイゼーション反応における反応収率を相対的に低下させる要因となる。場合によっては、目的の塩基配列と異なるDNA分子が、偶々、他のアドレス上に固定化するDNAプローブ分子と塩基配列が共通するものとなると、本来の標的核酸分子と相違する、別種の核酸分子がかかるアドレス上にも、結合されることになる。従って、上述する所望としないオリゴヌクレオチドの混入は、定量確度の低下要因の一つとなる。   When producing a probe array, a spotting method in which probe molecules prepared separately in advance are applied to a predetermined immobilization region and immobilized is widely used. In this spotting method, the density of probe molecules immobilized per unit surface area is the same as in the case where microparticles are introduced into a liquid containing probe molecules separately prepared in advance and the probe molecules are immobilized on the surface. It will have high reproducibility. On the other hand, when immobilizing synthesizable DNA probe (oligonucleotide) molecules in an array by a solid phase reaction, each DNA probe is placed on the surface of a macro size solid phase substrate using a photolithographic method. There is also a method in which oligonucleotides synthesized sequentially according to the base sequence of (oligonucleotide) are used as immobilized probe molecules. Regarding the oligonucleotide synthesized directly on the surface of the solid phase substrate, it is difficult to confirm the base sequence after the synthesis, and an oligonucleotide partially lacking the base may be mixed. Alternatively, in principle, all (oligo) nucleotides that are short by one nucleotide are all present together in a certain ratio. When such a DNA molecule different from the target base sequence is mixed, it causes a relative decrease in the reaction yield in the probe hybridization reaction. In some cases, if a DNA molecule that is different from the target base sequence happens to have a common base sequence with a DNA probe molecule that is immobilized on another address, another type of nucleic acid molecule that differs from the original target nucleic acid molecule Will also be combined on such addresses. Therefore, the undesired contamination of the oligonucleotide described above becomes one of the causes of the decrease in the quantitative accuracy.

一方、プローブ分子をミクロな粒子の表面に固定化した、プローブ分子固定微粒子は、予め別途調製したプローブ分子を含む液中に、ミクロな粒子を投入し、その表面にプローブ分子を固定する方法で調製されるため、ミクロな粒子の表面へ、種々の標的分子が非選択的に吸着を起こす現象は、実質的に抑制されている。また、固定化されるプローブ分子は、別途調製した後、十分に精製を施したものが利用される。また、後述するように、ミクロな粒子表面での固相逐次合成は、上述のフォトリソグラフィー法の欠点を回避できるので、こちらの手法も好適に用いることが可能である。   On the other hand, probe molecule-immobilized fine particles, in which probe molecules are immobilized on the surface of microparticles, are prepared by injecting microparticles into a liquid containing probe molecules separately prepared in advance and immobilizing the probe molecules on the surface. Since it is prepared, the phenomenon of non-selective adsorption of various target molecules on the surface of microscopic particles is substantially suppressed. The probe molecule to be immobilized is prepared separately and then sufficiently purified. As will be described later, solid-phase sequential synthesis on the surface of microscopic particles can avoid the drawbacks of the above-described photolithography method, so that this method can also be used suitably.

プローブ分子固定微粒子は、通常、液相中に均一に分散した状態を維持でき、液相全体に均一に分布している標的分子と、ミクロ的には、固相/液相間での反応はあるが、マクロ的には、液相全体において均一な反応を行うことが可能である。従って、マクロなサイズの固相基板表面上に、多種のプローブ分子を高密度のマトリクス状に固定する、高密度プローブ・アレイを利用する場合に顕著である、相対的に反応収率が低い(見掛けの反応速度が遅い)という欠点は、このプローブ分子固定微粒子を利用する場合には、実質的に解消されたものとなる。従って、プローブ分子固定微粒子を利用すると、プローブ分子との結合体として固定される標的分子の定量によって、検体溶液中における標的分子濃度の定量を図る際、プローブ・アレイにおいて列挙した定量確度の低下要因の大半は回避可能である。   The probe molecule-fixed microparticles can usually maintain a uniformly dispersed state in the liquid phase, and the reaction between the target molecules uniformly distributed throughout the liquid phase and the solid phase / liquid phase is not However, macroscopically, it is possible to carry out a uniform reaction throughout the liquid phase. Therefore, the reaction yield is relatively low, which is remarkable when using a high-density probe array in which various probe molecules are immobilized on a macro-sized solid phase substrate surface in a high-density matrix. The disadvantage that the apparent reaction rate is slow) is substantially eliminated when this probe molecule fixed fine particle is used. Therefore, when probe molecule-immobilized microparticles are used, when the target molecule concentration in a sample solution is quantified by quantifying the target molecule immobilized as a conjugate with the probe molecule, the factors that decrease the quantitative accuracy listed in the probe array Most of them can be avoided.

また、プローブ分子固定微粒子は、通常、液相中に均一に分散した状態で反応を終えた後、液相中から簡便に分離することが可能という利点は保持している。例えば、濾過や遠心分離法を適用する固液分離法が利用でき、また、粒子自体が、磁性材料を主成分とする場合、磁力を利用して、液相中から分離することが可能である。   Further, the probe molecule-fixed fine particles usually retain the advantage that they can be easily separated from the liquid phase after the reaction is finished in a state of being uniformly dispersed in the liquid phase. For example, a solid-liquid separation method using filtration or centrifugal separation can be used, and when particles themselves are mainly composed of a magnetic material, they can be separated from the liquid phase using magnetic force. .

勿論、プローブ分子固定微粒子は、各ミクロな粒子の表面に一つの種類のプローブ分子を固定化するため、多数種のプローブ分子を利用する場合には、対応するプローブ分子固定微粒子を多数種予め準備する必要がある。これらプローブ分子固定微粒子多数種は、個々のプローブ分子固定微粒子を構成するプローブ分子は異なっているが、外見上は、容易に区別することはできない。換言するならば、プローブ分子固定微粒子多数種について、用いているミクロな粒子相互を区別可能なものとし、個々のプローブ分子固定微粒子を特定することが必要となる。すなわち、用いているミクロな粒子に、相互識別用の標識を付すことが必要となる。   Of course, the probe molecule-immobilized microparticles immobilize one type of probe molecule on the surface of each microparticle. Therefore, when multiple types of probe molecules are used, a large number of corresponding probe molecule-immobilized microparticles are prepared in advance. There is a need to. These probe molecule-fixed fine particles are different from each other in the probe molecules constituting the individual probe molecule-fixed fine particles, but cannot be easily distinguished from each other in appearance. In other words, it is necessary to identify the individual probe molecule-immobilized fine particles by making it possible to distinguish the micro-particles used for many types of probe molecule-immobilized fine particles. That is, it is necessary to attach a label for mutual identification to the micro particles used.

プローブ分子固定微粒子を構成する、ミクロな粒子に相互識別用の標識を付す手法に関して、幾つかの提案がなされている。例えば、特許文献1(特開昭61−225656号公報)には、用いるミクロな粒子の粒径の差違によって識別する手法;特許文献2(特開昭62−81566号公報)には、ミクロな粒子の粒径の差違と蛍光標識(合計n種)とを組み合わせて、区別を図る手法;特許文献3(特開昭62−195556号公報)には、ミクロな粒子に着色を施すことによって、区別を図る手法;特許文献4(特開平1−95800号公報)には、ミクロな粒子を異なる金属元素で形成して、区別を図る手法;特許文献5(特開平2−299698号公報)では、染色によって、区別を図る手法;特許文献6(特開平7−83927号公報)には、ミクロな粒子を無機蛍光体とし、その蛍光波長によって、区別を図る手法;また、特許文献7(米国特許第6602671号明細書)には、ミクロな粒子に半導体ナノ結晶を利用して、区別を図る手法;特許文献8(米国特許第6440667号明細書)には、磁気、色、形状が相違するミクロな粒子を利用して、区別を図る手法;特許文献9(米国特許第6500622号明細書)には、ミクロな粒子に半導体ナノ蛍光粒子を利用して、区別を図る手法が開示されている。これらは、粒子に個別に番地(標識)を与えるための技術に関するものである。   Several proposals have been made regarding techniques for attaching microscopic particles constituting the probe molecule-fixed fine particles to each other for mutual identification. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 61-225656) discloses a technique for identifying by the difference in particle size of micro particles used; Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 62-81566) includes a microscopic technique. A technique for distinguishing by combining a difference in particle diameter of particles and a fluorescent label (total n types); Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 62-195556) includes coloring a micro particle, A method for distinguishing; Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 1-95800) discloses a technique for forming micro particles with different metal elements and distinguishes them; Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 2-299698) Patent Document 6 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-83927) discloses a technique for distinguishing according to the fluorescence wavelength of a micro particle as an inorganic phosphor, and Patent Document 7 (US). Patent No. 6 No. 02671) is a technique for distinguishing by using semiconductor nanocrystals as micro particles; Patent Document 8 (U.S. Pat. No. 6,440,667) discloses a microscopic material having different magnetism, color, and shape. Method for making distinction using particles; Patent Document 9 (US Pat. No. 6,600,562) discloses a method for making a distinction by using semiconductor nanofluorescent particles for microscopic particles. These relate to a technique for giving individual addresses (labels) to particles.

これらの従来技術では、区別可能なミクロな粒子の種類、すなわち、標識の種類は、高々、十数種程度であり、標識の種類を更に増す際、拡張性に乏しい手法である。特に、ミクロな粒子の粒子径、形状、ならびに、主要な構成材料は、共通性を維持した上で、標識の種類を更に増す際、拡張性に乏しい手法である。
特開昭61−225656号公報 特開昭62−81566号公報 特開昭62−195556号公報 特開平1−95800号公報 特開平2−299698号公報 特開平7−83927号公報 米国特許第6602671号明細書 米国特許第6440667号明細書 米国特許第6500622号明細書
In these conventional techniques, the number of types of microscopic particles that can be distinguished, that is, the number of types of labels is at most about a dozen, and when the number of types of labels is further increased, this is a technique with poor expandability. In particular, the particle size, shape, and main constituent materials of the micro particles are a technique with poor expandability when the number of types of labels is further increased while maintaining commonality.
Japanese Patent Laid-Open No. 61-225656 Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-81566 Japanese Patent Laid-Open No. 62-195556 JP-A-1-95800 JP-A-2-299698 Japanese Patent Laid-Open No. 7-83927 US Pat. No. 6,602,671 US Pat. No. 6,440,667 US Pat. No. 6,600,562

以上に説明するように、液相中に含まれる種々の生体関連物質、例えば、核酸分子、タンパク質、糖鎖分子などについて、その有無の判定、含有濃度を測定する際、検査対象物質(標的物質)に対して特異的に結合する物質(通常、プローブ分子と称される)を作用させて、一旦、結合体として、液相から分離する手法が広く利用されている。具体的には、固相表面にプローブ分子を固定化した上で、液相中に存在する標的物質と結合体を形成し、この固相と液相とを分離する手法が広く利用されている。液相から分離した後、プローブ分子と結合体を構成している標的物質の有無、ならびに、その量を適合する検出手段を用いて行う。   As described above, when determining the presence / absence and measuring the concentration of various biological substances contained in the liquid phase, such as nucleic acid molecules, proteins, sugar chain molecules, etc., target substances for inspection (target substances) A method of separating from a liquid phase once as a conjugate by causing a substance (usually referred to as a probe molecule) that specifically binds to) to act is widely used. Specifically, a technique is widely used in which a probe molecule is immobilized on the surface of a solid phase, a target substance existing in the liquid phase and a conjugate are formed, and the solid phase and the liquid phase are separated. . After separation from the liquid phase, the detection is performed using detection means that matches the presence / absence and the amount of the target substance constituting the conjugate with the probe molecule.

その際、表面積の大きな固相基板上に、複数種のプローブ分子を規則的に固定化する、プローブ・アレイと比較し、各プローブ分子を微細な粒子表面に個別に固定化したプローブ分子固定微粒子は、液相における標的物質との反応性、またその定量性に関しては、有意に優れている。但し、プローブ・アレイでは、各プローブ分子種類の特定は、その固定化位置(アドレス)に基づき、簡単に行うことができるが、プローブ分子固定微粒子では、固定化に利用する微粒子に予め標識を付し、この標識を識別して、プローブ分子種類の特定を行うことが必要となる。   In this case, probe molecule-immobilized fine particles in which each probe molecule is individually immobilized on a fine particle surface compared to a probe array in which multiple types of probe molecules are regularly immobilized on a solid surface substrate with a large surface area Is significantly superior in terms of the reactivity with the target substance in the liquid phase and the quantitativeness thereof. However, in the probe array, identification of each probe molecule type can be easily performed based on the immobilization position (address). However, in the probe molecule-immobilized microparticle, the microparticles used for immobilization are labeled in advance. Then, it is necessary to identify the label and specify the type of probe molecule.

微粒子に標識を施す手段は、上述したように、従来からいくつか提案されているが、対応可能な種類は限られており、利用するプローブ分子種類が多い場合には、それら全てに個別の標識を付す目的を充足可能なものではなかった。特には、プローブ分子の固定化に利用する微粒子のように、サイズ、形状、ならびに、主要な構成材料は、共通性を維持した上で、標識の種類を必要に応じて増すことが可能な、拡張性に富んだ標識方法の開発が待望されている。   As described above, several means for labeling microparticles have been proposed, but the types that can be used are limited, and when there are many types of probe molecules to be used, all of them are individually labeled. It was not possible to satisfy the purpose. In particular, as in the case of microparticles used for immobilizing probe molecules, the size, shape, and main constituent materials can be increased as needed, while maintaining commonality. The development of a labeling method with high expandability is awaited.

本発明は前記の課題を解決するものであり、本発明の目的は、標識を付す対象の物体が、微小サイズであり、形状、ならびに、主要構成材料は共通とした上で、利用可能な標識種類を必要に応じて増すことを可能とする、拡張性に富んだ標識方法、該標識方法によって標識されたプローブ結合物体、該プローブ結合物体、及び該プローブ結合物体に結合したプローブの判別方法、該プローブの検出、特定、定量方法、ならびに、該プローブに結合した標的物質の検出、特定、定量方法を提供することにある。   The present invention solves the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to provide a sign that can be used while the object to be marked is a small size, and the shape and main constituent materials are common. A labeling method with a high expandability, a probe binding object labeled by the labeling method, a probe binding object, and a method for discriminating a probe bound to the probe binding object, enabling the number of types to be increased as necessary. An object of the present invention is to provide a method for detecting, identifying and quantifying the probe, and a method for detecting, identifying and quantifying a target substance bound to the probe.

本発明者は、上記の課題を解決すべく、鋭意研究を進めた結果、先ず、以下のことに想到した。例えば、プローブ分子を固定化する際に利用される、ミクロな粒子のサイズは、液相中に均一に分散させるため、粒子径は数μm以下、場合によっては、サブミクロンの領域に選択される。その際、ミクロな粒子の表面に固定化されるプローブ分子の量の均一化を図る上では、用いる微粒子の粒子径を一定化し、個々の微粒子が有する表面積の一定化を行う必要がある。勿論、微粒子の外形形状も、例えば、球状に統一することも必要である。さらに、この微粒子表面に、別途調製したプローブ分子を固定化する場合、微粒子表面の材質が全く異なると、それに合わせて、異なる固定化手段を利用する必要がある。具体的には、金属微粒子であっても、それを構成する金属元素が全くことなると、異なる固定化手段を利用する必要がある。逆に、表面に対して、プローブ分子を固定化する手段が異なると、単位面積当たりに固定化されるプローブ分子の密度を同様にすることは困難となる。   As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventor first came up with the following. For example, the size of microscopic particles used for immobilizing probe molecules is selected to be in the submicron region in some cases, in order to disperse the particles uniformly in the liquid phase. . At that time, in order to make the amount of probe molecules immobilized on the surface of the microparticles uniform, it is necessary to make the particle diameter of the fine particles used constant and to make the surface area of each fine particle constant. Of course, it is necessary to unify the outer shape of the fine particles into, for example, a spherical shape. Furthermore, when immobilizing separately prepared probe molecules on the surface of the fine particles, if the material of the surface of the fine particles is completely different, it is necessary to use different immobilization means. Specifically, even if it is a metal fine particle, if the metal element which comprises it is completely different, it is necessary to utilize a different fixing means. On the contrary, if the means for immobilizing the probe molecules on the surface is different, it is difficult to make the density of the probe molecules immobilized per unit area the same.

従って、ミクロな粒子の粒子径、形状、ならびに、主要な構成材料は、共通性を維持し
た上で、標識の種類を必要に応じて増すことが可能な、拡張性に富んだ標識方法が望まし
い。この粒子径、形状、ならびに、主要な構成材料は、共通性を維持するという要件をも
満足し、且つ、付されている標識の識別に曖昧さが無く、必要に応じて、付与可能な標識
の種類を任意に増減可能な、高い拡張性を有する標識方法の開発を進めた。その結果、例
えば、ミクロな粒子を作製する際に利用する材料として、主要な構成成分に加えて、少量
配合可能な成分として、任意に添加可能な副次的構成成分を有することが可能な材料を選
択し、この任意に添加可能な副次的構成成分の組成を利用して、情報を付加することが可
能であることを見出した。具体的には、かかる任意に添加可能な副次的構成成分の組成と
して、予め複数種の原子を選択し、この種類数(n)の原子に関して、それぞれ含有の有
無を選択すると、各原子について、二水準の状態となり、予め選択される複数種の原子の
種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量の有無とを利用して、二進法n桁の数
値情報に相当する、含有原子の組成条件を設定できることに想到した。更に、この手法を
一般化すると、予め複数種の原子を選択し、この種類数(n)の原子に関して、それぞれ
含有量の水準を複数、例えば、M個の水準を設定すると、各原子について、M個の水準の
状態となり、予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の
含有量の水準とを利用して、M進法n桁の数値情報に相当する、含有原子の組成条件を設
定することも可能であることに想到した。これらの着想に加えて、本発明者は、予め選択
される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量の有無、あるい
は、含有量の水準の差違は、例えば、粒子径は数μm以下の微粒子であっても、各種の分
析手段を適用すると、予め選択される複数種の原子に関して、その含有量の水準を特定可
能であり、かかる副次的成分の組成として付されている標識情報の判別が十分可能である
点をも確認して、本発明を完成するに至った。
Therefore, it is desirable to use a labeling method that is highly extensible so that the particle size, shape, and main constituent materials of the microparticles can be increased as needed, while maintaining commonality. . This particle size, shape, and main constituent materials also satisfy the requirement of maintaining commonality, and there is no ambiguity in identifying the labels attached, and labels that can be applied as needed Development of a highly scalable labeling method that can arbitrarily increase or decrease the type of the above. As a result, for example, in addition to the main constituent components, materials that can be added as small amounts can be added as a material used when producing microscopic particles. It was found that it is possible to add information by utilizing the composition of this optionally added secondary component. Specifically, as the composition of such optionally added secondary constituents, a plurality of types of atoms are selected in advance, and regarding the number of types (n) of atoms, the presence or absence of each is selected. In a two-level state, the number of types of atoms selected in advance (n) and the presence / absence of the content of each of the selected atoms correspond to binary n-digit numerical information. The inventors have conceived that the composition conditions of contained atoms can be set. Furthermore, when this method is generalized, a plurality of types of atoms are selected in advance, and regarding the number of types (n) of atoms, when a plurality of content levels, for example, M levels are set, for each atom, It becomes a state of M levels, and by using the number of types (n) of a plurality of types of atoms selected in advance and the level of the content of each of the selected atoms, numerical information of M-digit n-digits is obtained. The inventors have conceived that it is possible to set the composition conditions of the corresponding atoms. In addition to these ideas, the present inventor has determined that the number of types (n) of a plurality of types of atoms selected in advance and the presence or absence of the content of each of the selected atoms, or the difference in the level of content, For example, even if the particle size is a few μm or less, by applying various analysis means, the content level can be specified for a plurality of types of atoms selected in advance. It was also confirmed that the labeling information attached as the composition was sufficiently distinguishable, and the present invention was completed.

加えて、本発明においては、該標識は、予め選択される複数種の原子から選択された少なくとも2種類の原子を含んでおり、その標識の読み取り手段として、原子の種類、ならびにその存在量の測定に適する手段である、質量分析法、X線光電子分光法、またはオージェ電子分光法のうちの少なくともいずれかの方法を利用している。   In addition, in the present invention, the label includes at least two types of atoms selected from a plurality of types of atoms selected in advance. At least one of mass spectrometry, X-ray photoelectron spectroscopy, and Auger electron spectroscopy, which is a means suitable for measurement, is used.

すなわち、本発明にかかるプローブ結合物体は、
プローブを結合した物体であって、
該物体の表面に前記プローブが結合されており、
該物体には標識が付されており、
該標識は、
予め選択される複数種の原子から選択された少なくとも2種類の原子を含み、
前記標識は質量分析法、X線光電子分光法、またはオージェ電子分光法のうちの少なくともいずれかの方法により識別される
ことを特徴とするプローブ結合物体である。
That is, the probe coupling object according to the present invention is:
An object combined with a probe,
The probe is coupled to the surface of the object;
The object is labeled,
The sign is
Including at least two types of atoms selected from a plurality of types of preselected atoms;
The label is a probe-binding object characterized by being identified by at least one of mass spectrometry, X-ray photoelectron spectroscopy, and Auger electron spectroscopy.

その際、予め選択される複数種の原子は、プローブを構成する原子ではなく、該プローブが結合される物体、またはその表面を構成する際に利用される種々の原子から選択することが好ましい。すなわち、物体、またはその表面を構成する際に利用可能な種々の原子の群から、プローブを構成する原子の群を除いた、残りの原子群から、質量分析法、X線光電子分光法、またはオージェ電子分光法のいずれかで検出可能なものが、この予め選択される複数種の原子として、好適に利用可能である。なお、該標識は、「選択された少なくとも2種類の原子」の何れかが検出されない、すなわち、その含有量が零であるという「検出結果」によって、識別されるものであってもよい。換言するならば、本発明においては、「選択された少なくとも2種類の原子を含む」とは、「その原子の含有量に着目することで、標識の識別を行うことが可能な状態である」ということを意味している。   In this case, it is preferable that the plurality of types of atoms selected in advance are not selected from atoms constituting the probe, but selected from various atoms used when constituting the surface to which the probe is bound or the surface thereof. That is, mass spectrometry, X-ray photoelectron spectroscopy, or, from the remaining atomic groups excluding the group of atoms that make up the probe from the various groups of atoms that can be used in constructing the object or its surface, What can be detected by any of Auger electron spectroscopy can be suitably used as the plurality of types of preselected atoms. The label may be identified by a “detection result” that any one of the “selected at least two types of atoms” is not detected, that is, the content is zero. In other words, in the present invention, “including at least two selected atoms” means “a state in which the label can be identified by paying attention to the content of the atoms”. It means that.

本発明のプローブ結合物体の一態様は、
プローブを結合した物体であって、
該物体の表面に前記プローブが結合されており、
該物体には標識が付されており、
該標識は、標識対象の物体複数、すなわち該物体に結合されているプローブ複数に対して、該物体個々、すなわち該プローブ個々の判別を可能とする離散的な識別情報を付すものであり、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量の有無とを利用して、二進法n桁の数値情報に相当する、含有原子の組成条件を構成した上で、
前記含有原子の組成条件を満足する組成を有する標識子を用いて、
前記二進法n桁の数値情報として表記される、前記離散的な識別情報が付されている
ことを特徴とするプローブ結合物体である。
One aspect of the probe coupling object of the present invention is:
An object combined with a probe,
The probe is coupled to the surface of the object;
The object is labeled,
The label attaches discrete identification information that makes it possible to discriminate each of the objects, that is, each of the probes, with respect to a plurality of objects to be labeled, that is, a plurality of probes coupled to the object.
Using the number of types (n) of a plurality of types of atoms selected in advance and the presence / absence of the content of each of the selected atoms, the composition conditions of contained atoms corresponding to numerical information of binary n digits are configured. And then
Using a indicator having a composition that satisfies the composition conditions of the contained atoms,
The probe coupled object is characterized by being attached with the discrete identification information expressed as the binary n-digit numerical information.

本発明のプローブ結合物体の他の態様は、
プローブを結合した物体であって、
該物体の表面に前記プローブが結合されており、
該物体には標識が付されており、
該標識は、標識対象の物体複数、すなわち該物体に結合されているプローブ複数に対して、該物体個々、すなわち該プローブ個々の判別を可能とする離散的な識別情報を付すものであり、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量水準とを利用して、少なくとも二進法n桁の数値情報に相当する、含有原子の組成条件を構成した上で、
前記含有原子の組成条件を満足する組成を有する標識子を用いて、
前記少なくとも二進法n桁の数値情報として表記される、前記離散的な識別情報が付されている
ことを特徴とするプローブ結合物体。
Other aspects of the probe coupling object of the present invention include:
An object combined with a probe,
The probe is coupled to the surface of the object;
The object is labeled,
The label attaches discrete identification information that makes it possible to discriminate each of the objects, that is, each of the probes, with respect to a plurality of objects to be labeled, that is, a plurality of probes coupled to the object.
Using the number of types (n) of a plurality of types of atoms selected in advance and the content level of each of the selected atoms, the composition conditions of the contained atoms corresponding to at least binary n-digit numerical information are configured And then
Using a indicator having a composition that satisfies the composition conditions of the contained atoms,
The probe coupled object, wherein the discrete identification information expressed as numerical information of at least binary n digits is attached.

本発明のプローブ結合物体の作成方法の一態様は、
上記各態様のいずれかにかかるプローブ結合物体を作製する方法であって、
前記標識が付された物体表面へのプローブの結合は、
該プローブの結合がなされる物体表面に、当該プローブの塩基配列に従って、対応するモノマーを逐次的に供給し、核酸鎖を固相合成法により合成することにより行う
ことを特徴とするプローブ結合物体の作製方法である。
One aspect of the method for producing a probe-coupled object of the present invention is as follows.
A method for producing a probe binding object according to any of the above aspects,
Binding of the probe to the labeled object surface is
According to the probe binding object, characterized by sequentially supplying corresponding monomers to the surface of the object to which the probe is bound according to the base sequence of the probe, and synthesizing a nucleic acid chain by a solid phase synthesis method. This is a manufacturing method.

本発明のプローブ結合物体の作成方法の他の態様は、
上記各態様のいずれかにかかるプローブ結合物体を作製する方法であって、
前記標識が付された物体表面への該プローブの結合は、
当該プローブの塩基配列に従って、予め合成し、精製を行った核酸鎖を、前記物体表面に付与することにより行う
ことを特徴とするプローブ結合物体の作製方法である。
Another aspect of the method for producing the probe-coupled object of the present invention is as follows.
A method for producing a probe binding object according to any of the above aspects,
Binding of the probe to the labeled object surface is
A method for producing a probe-binding object, characterized in that a nucleic acid chain synthesized in advance and purified according to the base sequence of the probe is applied to the surface of the object.

本発明のプローブ結合物体の有するプローブの種類を判別する方法は、
上記各態様のいずれかにかかる標識を付されているプローブ結合物体の種類、すなわち、該物体に結合されているプローブの種類を判別する方法であって、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量の有無、または含有量の水準とを利用して、少なくとも二進法n桁の数値情報に相当する、含有原子の組成条件を構成した上で、
前記含有原子の組成条件を満足する組成を有する標識子を用いて当該物体個々に付されている標識を、
前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段を用いて、該標識子の有する組成中における、前記予め選択される複数種の原子に関して、該原子個々の含有量の有無、または含有量の水準を識別し、
該標識子の組成において満足される、前記含有原子の組成条件を判別し、対応する少なくとも二進法n桁の数値情報を抽出して、
前記少なくとも二進法n桁の数値情報として表記される、前記離散的な識別情報に基づき、個々のプローブ結合物体の種類を識別する
ことを特徴とするプローブ結合物体の判別方法である。
The method of determining the type of probe that the probe binding object of the present invention has is,
A method of discriminating the type of probe-bound object that is labeled according to any of the above aspects, that is, the type of probe that is bound to the object,
Corresponding to at least binary n-digit numerical information by using the number of types of atoms selected in advance (n) and the presence or absence of the content of each selected atom, or the content level, After configuring the composition conditions of the contained atoms,
A label attached to each object using a labeler having a composition that satisfies the composition conditions of the contained atoms,
For each of the plurality of types of preselected atoms, the plurality of types of preselected atoms in the composition of the labeler using means capable of detecting the presence or absence of the content or the level of the content. The presence or absence of the individual content of the atom, or the content level,
Discriminating the composition conditions of the contained atoms that are satisfied in the composition of the indicator, and extracting the corresponding at least binary n-digit numerical information;
It is a method for discriminating probe coupled objects, wherein the type of each probe coupled object is identified based on the discrete identification information expressed as numerical information of at least binary n digits.

本発明のプローブ結合物体の有するプローブの定量方法は、
上記各態様のいずれかにかかるプローブ結合物体に結合されているプローブの特定、検出または定量方法であって、
該物体の種類、すなわち、該物体に結合されているプローブの種類を、
前記標識子を用いて付されている、該物体の標識を、前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段を用いて、該標識子の有する組成中における、前記予め選択される複数種の原子に関して、該原子個々の含有量の有無、または含有量の水準を識別し、
該標識子の組成において満足される、前記含有原子の組成条件を判別し、対応する少なくとも二進法n桁の数値情報を抽出して、
前記少なくとも二進法n桁の数値情報として表記される、前記離散的な識別情報に基づき識別することにより判別し、
前記種類の判別がなされた、該物体に結合されているプローブを、該プローブには含まれ、該物体には含まれない原子、分子、あるいは物質を、該プローブ由来の指標として用いて、検出または定量する
ことを特徴とする物体に結合したプローブの特定、検出または定量方法である。
The method for quantifying the probe of the probe binding object of the present invention is as follows.
A method for identifying, detecting or quantifying a probe bound to a probe binding object according to any of the above aspects,
The type of object, i.e. the type of probe coupled to the object,
The label of the object, which is attached using the indicator, is used to detect the presence or absence of the content or the level of the content of each of the plurality of preselected atoms. With respect to the plurality of preselected atoms in the composition of the indicator, the presence / absence of the content of each of the atoms, or the content level is identified,
Discriminating the composition conditions of the contained atoms that are satisfied in the composition of the indicator, and extracting the corresponding at least binary n-digit numerical information;
Discriminating by identifying based on the discrete identification information expressed as numerical information of at least binary n digits,
Detection is performed by using, as an indicator derived from the probe, an atom, a molecule, or a substance that is included in the probe and not included in the object. Alternatively, a method for identifying, detecting, or quantifying a probe bound to an object characterized by quantification.

本発明の標的核酸の検出、特定、または定量方法は、プローブ結合物体を利用した標的核酸の検出、特定、または定量方法であって、
少なくとも以下の工程(1)及び(2):
(1)上記各態様のいずれかのプローブ結合物体と、標的物質とを反応させてハイブリッド体を得る工程と、
(2)予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量の有無、または含有量の水準とを利用して、少なくとも二進法n桁の数値情報に相当する、含有原子の組成条件を構成した上で、
前記含有原子の組成条件を満足する組成を有する標識子を用いて前記ハイブリッド体が形成されている結合物体に付されている標識を、前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段を用いて、該標識子の有する組成中における、前記予め選択される複数種の原子に関して、該原子個々の含有量の有無、または含有量の水準を識別し、
該標識子の組成において満足される、前記含有原子の組成条件を判別し、対応する少なくとも二進法n桁の数値情報を抽出して、
必要に応じて先に記載して方法によって前記ハイブリッド体が形成されている結合物体に結合したプローブを検出、特定、定量し、
同時に、または次いで、前記ハイブリッド体を形成している標的物質を、該標的物質に含まれ、かつ、該プローブ結合物体、及び該プローブに含まれない原子、分子、あるいは物質を指標に検出、特定、定量する工程;
を有することを特徴とする標的物質の検出、特定、定量方法である。
The target nucleic acid detection, identification, or quantification method of the present invention is a target nucleic acid detection, identification, or quantification method using a probe-binding object,
At least the following steps (1) and (2):
(1) A step of obtaining a hybrid by reacting the probe-binding object according to any one of the above aspects and a target substance;
(2) Using at least binary n-digit numerical information by using the number of types (n) of a plurality of types of atoms selected in advance and the presence / absence or level of content of each of the selected atoms. After configuring the composition conditions of the corresponding atoms,
The label attached to the binding object on which the hybrid is formed using a labeling composition that satisfies the composition conditions of the contained atoms, the content of each of the plurality of types of preselected atoms. Using the means capable of detecting the presence or absence, or the level of the content, the presence or absence of the content of the individual atoms or the content of the plurality of types of the preselected atoms in the composition of the labeler Identify the level,
Discriminating the composition conditions of the contained atoms that are satisfied in the composition of the indicator, and extracting the corresponding at least binary n-digit numerical information;
If necessary, detect, identify and quantify the probe bound to the binding object on which the hybrid is formed by the method described above,
At the same time or subsequently, the target substance forming the hybrid is detected and specified by using as an index the atoms, molecules or substances contained in the target substance and not included in the probe binding object and the probe. Quantifying;
A method for detecting, identifying and quantifying a target substance characterized by comprising:

本発明にかかる物体の標識方法を利用することで、例えば、生体関連物質の検出に用いるプローブ分子の固定化に利用される微細な粒子状の基体等、微小な物体に対しても、それを構成する材料の一部として、予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量の有無、あるいは、含有量の水準とを利用して、少なくとも二進法n桁の数値情報に相当する、含有原子の組成条件に従って調製される標識用材料を用いることで、必要に応じて多数種の標識を付すが可能となる。   By using the object labeling method according to the present invention, for example, even a minute object such as a fine particulate substrate used for immobilizing a probe molecule used for detection of a biological substance can be used. As a part of the constituent material, at least a binary system using the number of types (n) of a plurality of atoms selected in advance and the presence or absence of the content of each of the selected atoms or the content level By using a labeling material prepared in accordance with the composition conditions of the contained atoms, which corresponds to n-digit numerical information, it is possible to attach many types of labels as necessary.

先に概要を説明したように、本発明において利用されている物体の標識方法では、例えば、ミクロな粒子を作製する際に利用する材料として、主要な構成成分に加えて、少量配合可能な成分として、任意に添加可能な副次的構成成分を有することが可能な材料を選択し、この任意に添加可能な副次的構成成分の組成を利用して、標識情報を付加するものである。具体的には、かかる任意に添加可能な副次的構成成分の組成として、予め複数種の原子を選択し、この種類数(n)の原子に関して、それぞれ含有の有無を選択すると、各原子について、二水準の状態となる。そして、予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量の有無とを利用して、二進法n桁の数値情報に相当する、含有原子の組成条件を設定でき、この設定される含有原子の組成によって、標識情報を付与する方法である。更に、この手法を一般化すると、予め複数種の原子を選択し、この種類数(n)の原子に関して、それぞれ含有量の水準を複数、例えば、M個の水準を設定すると、各原子について、M個の水準の状態となる。これを利用して、予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量の水準とを利用して、M進法n桁の数値情報に相当する、含有原子の組成条件を設定することで、標識の種類を必要に応じて増すことが可能な、拡張性を有する方法としている。   As described above, in the object labeling method used in the present invention, for example, as a material used when producing microparticles, in addition to the main constituent components, a component that can be mixed in a small amount As described above, a material capable of having a secondary constituent component that can be arbitrarily added is selected, and labeling information is added using the composition of the secondary constituent component that can be optionally added. Specifically, as the composition of such optionally added secondary constituents, a plurality of types of atoms are selected in advance, and regarding the number of types (n) of atoms, the presence or absence of each is selected. It will be in a two-level state. Then, the composition conditions of the contained atoms corresponding to the binary n-digit numerical information using the number of kinds (n) of the plurality of kinds of atoms selected in advance and the presence / absence of the content of each of the selected atoms This is a method of giving labeling information depending on the composition of the set contained atoms. Furthermore, when this method is generalized, a plurality of types of atoms are selected in advance, and regarding the number of types (n) of atoms, when a plurality of content levels, for example, M levels are set, for each atom, There are M levels. By utilizing this, the number of types of the plurality of types of atoms selected in advance (n) and the content level of each of the selected atoms are used to correspond to numerical information of M-ary n digits. By setting the composition conditions of the contained atoms, it is possible to increase the number of types of labels as necessary, and this is a scalable method.

すなわち、本発明において利用されている物体の標識方法では、まず、物体を作製する際に、任意に添加可能な副次的構成成分として、予め複数種の原子を選択し、この種類数(n)の原子に関して、選択されている原子個々の含有量(Ci;i=1,・・,n)を用いて、これらn種の原子の各含有量(Ci)を要素とするベクトル型の情報{C1,・・,Ci,・・,Cn}を設定する。このベクトル型の情報{C1,・・,Ci,・・,Cn}は、対応するn次元空間(C1,・・,Ci,・・,Cn)上において、それぞれ離散的に存在する点に相当している。一方、物体は、主要な構成成分と、前記任意に添加可能な副次的構成成分とで構成されており、該主要な構成成分の含有量をC0と表現すると、その全体組成は、ベクトル型の情報{C0,C1,・・,Ci,・・,Cn}として表記できる。換言すると、全体組成:{C0,C1,・・,Ci,・・,Cn}を達成するための含有原子の組成条件:g(C1,・・,Ci,・・,Cn)は、任意に添加可能な副次的構成成分の組成{C1,・・,Ci,・・,Cn}によって決定されている。物体の組成として、総数NTOTAL通りを選択すると、その全体組成:{C0,C1,・・,Ci,・・,Cn}を達成するための含有原子の組成条件:g(C1,・・,Ci,・・,Cn)は、総数NTOTAL通りとなる。 That is, in the object labeling method used in the present invention, first, when preparing an object, a plurality of types of atoms are selected in advance as secondary constituents that can be arbitrarily added, and the number of types (n ), The vector type having the contents (C i ) of these n kinds of atoms as elements, using the individual contents (C i ; i = 1,..., N) of the selected atoms. information {C 1, ··, C i , ··, C n} to set the. The information in this Vector {C 1, ··, C i , ··, C n} , the corresponding n-dimensional space (C 1, ··, C i , ··, C n) on respective discrete It corresponds to the point that exists. On the other hand, the object is composed of main constituents and the optionally added secondary constituents. When the content of the main constituents is expressed as C 0 , the overall composition is a vector. the type of information can be represented {C 0, C 1, ·· , C i, ··, C n} as. In other words, the overall composition: {C 0, C 1, ··, C i, ··, C n} composition conditions containing atoms to achieve: g (C 1, ··, C i, ··, C n), the composition of arbitrarily adding a minor component {C 1, ··, C i , ··, C n} is determined by. As the composition of the object, selecting the total number N TOTAL Road, the overall composition: {C 0, C 1, ··, C i, ··, C n} containing atoms for achieving the composition condition: g (C 1 ,..., C i ,..., C n ) are N TOTAL in total.

この総数NTOTAL通りの全体組成を示すベクトル型の情報:{C0,C1,・・,Ci,・・,Cn}は、対応する(n+1)次元空間(C0,C1,・・,Ci,・・,Cn)上において、点(C0,0,・・,0,・・,0)の近傍に存在する、総数NTOTALの離散的な点の集合に相当する。含有原子の組成条件:g(C1,・・,Ci,・・,Cn)は、全体組成を示すベクトル型の情報:{C0,C1,・・,Ci,・・,Cn}と、任意に添加可能な副次的構成成分の含有量を示すベクトル型の情報{C1,・・,Ci,・・,Cn}とを、それぞれ対応付ける函数(演算子)に相当する。すなわち、g(C1,・・,Ci,・・,Cn)⇒{C0,C1,・・,Ci,・・,Cn}と表現できる対応付けを行うことができる。本発明では、任意に添加可能な副次的構成成分の含有量{C1,・・,Ci,・・,Cn}について、総数NTOTAL通りの組成条件を予め設定する際、適当な検出手段を選択することで、各組成相互の弁別が可能となるように、利用する検出手段の検出精度を考慮した上で、任意に添加可能な副次的構成成分の含有量{C1,・・,Ci,・・,Cn}を「離散的に」選択している。 Vector type information indicating the total composition of the total number N TOTAL : {C 0 , C 1 ,..., C i ,..., C n } is the corresponding (n + 1) -dimensional space (C 0 , C 1 , ···, C i , ···, C n ), corresponding to a set of N TOTAL discrete points in the vicinity of the point (C 0 , 0, ···, 0, ···, 0) To do. Composition conditions containing atoms: g (C 1, ··, C i, ··, C n) is a vector type indicating the overall composition information: {C 0, C 1, ··, C i, ··, and C n}, information {C 1 vector type indicating the content of arbitrarily adding a minor component, ··, C i, ··, and C n}, associates each function (operator) It corresponds to. That, g (C 1, ··, C i, ··, C n) ⇒ can be carried out {C 0, C 1, ·· , C i, ··, C n} association that can be expressed as. In the present invention, the content of arbitrarily adding a minor component {C 1, ··, C i , ··, C n} For, when preset composition conditions of the total number N TOTAL street, suitable By selecting the detection means, the detection accuracy of the detection means to be used is taken into consideration so that the respective compositions can be distinguished from each other, and the content of secondary constituents that can be arbitrarily added {C 1 , .., C i ,..., C n } are selected “discretely”.

各組成相互の弁別が可能な、総数NTOTAL通りの全体組成を示す物品に対して、各物品の種類の違い(組成の違い)を示す符号(種番号)として、総数NTOTAL通りの離散的な数値情報:f(N)の集合{f(N)}を別途選定する。そして、「離散的に」選択されている、任意に添加可能な副次的構成成分の含有量{C1,・・,Ci,・・,Cn}によって決定される、総数NTOTAL通りの含有原子の組成条件:g(C1,・・,Ci,・・,Cn)の集合{g(C1,・・,Ci,・・,Cn)}の各要素g(C1,・・,Ci,・・,Cn)に対して、総数NTOTAL通りの離散的な数値情報:f(N)の集合{f(N)}中の一つの要素f(N)を、g(C1,・・,Ci,・・,Cn)⇔f(N)で示されるような、「1対1の対応付け」を行っている。すなわち、各物品の種類の違い(組成の違い)を示す符号(種番号)に相当する、前記数値情報f(N)として表記される、前記「離散的な識別情報」を、「離散的に」設定されている組成:{C1,・・,Ci,・・,Cn}を利用する標識として付している。 Capable discrimination of each composition mutual respect article showing the entire composition of the total number N TOTAL street, as a code indicating the type of differences in each article (difference in composition) (seed number), discrete of the total number N TOTAL Street Numerical information: A set {f (N)} of f (N) is separately selected. Then, the selected "discretely", the content of arbitrarily adding a minor component {C 1, ··, C i , ··, C n} is determined by the total number N TOTAL Street containing atoms composition condition: g (C 1, ··, C i, ··, C n) the set {g (C 1, ··, C i, ··, C n)} of each element g of ( C 1 ,..., C i ,..., C n ), one element f (N) in a set {f (N)} of a total number N TOTAL discrete numerical information: f (N) ) Is “one-to-one correspondence” as indicated by g (C 1 ,..., C i ,..., C n ) ⇔f (N). That is, the “discrete identification information” expressed as the numerical information f (N) corresponding to a code (species number) indicating a difference in type (composition difference) of each article is referred to as “discretely”. "have been set composition: {C 1, ··, C it, ··, C n} is given as labels utilized.

本発明にかかる標識されたプローブ結合物体は、この物体の標識方法を利用する際、各組成相互の弁別が可能な、全体組成を示す物品の種類の総数NTOTALが、NTOTAL≧2n−1を満たすように、「標識」を構成する組成:{C1,・・,Ci,・・,Cn}を「離散的に」設定する手法を新たに見出し、それを応用したものである。 When the labeled probe-binding object according to the present invention uses this object labeling method, the total number N TOTAL of the types of articles showing the overall composition that can be distinguished from each other is N TOTAL ≧ 2 n −. so as to satisfy a composition constituting a "label": {C 1, ··, C i, ··, C n} "discretely" newly discovered method of setting, an application of it is there.

その際、本発明においては、該標識は、予め選択される複数種の原子から選択された少なくとも2種類の原子を含んでおり、その標識の読み取り手段として、原子の種類、ならびにその存在量の測定に適する手段である、質量分析法、X線光電子分光法、またはオージェ電子分光法のうちの少なくともいずれかの方法を利用する。従って、本発明のプローブ結合物体は、
プローブを結合した物体であって、
該物体の表面に前記プローブが結合されており、
該物体には標識が付されており、
該標識は、
予め選択される複数種の原子から選択された少なくとも2種類の原子を含み、
前記標識は質量分析法、X線光電子分光法、またはオージェ電子分光法のうちの少なくともいずれかの方法により識別される
ことを特徴とするプローブ結合物体である。
In this case, in the present invention, the label includes at least two types of atoms selected from a plurality of types of atoms selected in advance. At least one of mass spectrometry, X-ray photoelectron spectroscopy, and Auger electron spectroscopy, which is a means suitable for measurement, is used. Therefore, the probe coupling object of the present invention is
An object combined with a probe,
The probe is coupled to the surface of the object;
The object is labeled,
The sign is
Including at least two types of atoms selected from a plurality of types of preselected atoms;
The label is a probe-binding object characterized by being identified by at least one of mass spectrometry, X-ray photoelectron spectroscopy, and Auger electron spectroscopy.

上述する本発明にかかる標識されたプローブ結合物体は、例えば、
プローブを結合した物体であって、
該物体の表面に前記プローブが結合されており、
該物体には標識が付されており、
該標識は、標識対象の物体複数、すなわち該物体に結合されているプローブ複数に対して、該物体個々、すなわち該プローブ個々の判別を可能とする離散的な識別情報を付すものであり、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量(Ci;i=1,・・,n)を利用して、総数NTOTAL通りの含有原子の組成条件:g(C1,・・,Ci,・・,Cn)の集合{g(C1,・・,Ci,・・,Cn)}を構成することが可能な組成条件の設定手順に従って、前記総数NTOTAL通りの含有原子の組成条件:g(C1,・・,Ci,・・,Cn)の集合{g(C1,・・,Ci,・・,Cn)}に対する部分集合に相当する、要素数NLABEL(但し、NLABELは、1≦NLABEL≦NTOTALを満たす整数)の含有原子の組成条件:gj(C1,・・,Ci,・・,Cn)の集合{gj(C1,・・,Ci,・・,Cn):j=1,・・・,NLABEL}を構成し、
要素数NLABEL(但し、NLABELは、1≦NLABEL≦NTOTALを満たす整数)の数値情報:fj(N)の集合{fj(N):j=1,・・・,NLABEL}を構成し、
前記要素数NLABELの数値情報:fj(N)の集合{fj(N):j=1,・・・,NLABEL}の各要素fj(N)に対して、1対1に対応する、要素数NLABELの含有原子の組成条件:gj(C1,・・,Ci,・・,Cn)の集合{gj(C1,・・,Ci,・・,Cn):j=1,・・・,NLABEL}の各要素gj(C1,・・,Ci,・・,Cn)を選択した上で、
前記含有原子の組成条件:gj(C1,・・,Ci,・・,Cn)を満足する組成:{C1,・・,Ci,・・,Cn}を有する標識子を用いて、
該gj(C1,・・,Ci,・・,Cn)と、1対1の対応付け(gj(C1,・・,Ci,・・,Cn)⇔fj(N))がなされている、前記数値情報fj(N)として表記される、前記離散的な識別情報が付されており、
前記含有原子の組成条件:g(C1,・・,Ci,・・,Cn)の集合{g(C1,・・,Ci,・・,Cn)}の要素数の総和:NTOTALは、NTOTAL≧2n−1に選択されており、
前記数値情報:fj(N)の集合{fj(N):j=1,・・・,NLABEL}の要素数NLABELならびに前記含有原子の組成条件:gj(C1,・・,Ci,・・,Cn)の集合{gj(C1,・・,Ci,・・,Cn):j=1,・・・,NLABEL}の要素数NLABELは、NTOTAL≧NLABEL≧n・(n−1)+1に選択されている
ことを特徴とするプローブ結合物体の形態とすることもできる。さらには、
プローブを結合した物体であって、
該物体の表面に前記プローブが結合されており、
該物体には標識が付されており、
該標識は、標識対象の物体複数、すなわち該物体に結合されているプローブ複数に対して、該物体個々、すなわち該プローブ個々の判別を可能とする離散的な識別情報を付すものであり、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量(Ci;i=1,・・,n)を利用して、総数NTOTAL通りの数値情報:f(N)の集合{f(N)}の各要素f(N)に対して、1対1に対応する、総数NTOTAL通りの含有原子の組成条件:g(C1,・・,Ci,・・,Cn)の集合{g(C1,・・,Ci,・・,Cn)}を構成した上で、
前記含有原子の組成条件:g(C1,・・,Ci,・・,Cn)を満足する組成:{C1,・・,Ci,・・,Cn}を有する標識子を用いて、
該g(C1,・・,Ci,・・,Cn)と、1対1の対応付け(g(C1,・・,Ci,・・,Cn)⇔f(N))がなされている、前記数値情報f(N)として表記される、前記離散的な識別情報が付されており、
前記数値情報:f(N)の集合{f(N)}の要素数の総和:NTOTALは、NTOTAL≧2n−1に選択されている
ことを特徴とするプローブ結合物体とすることも可能である。
The labeled probe binding object according to the present invention described above is, for example,
An object combined with a probe,
The probe is coupled to the surface of the object;
The object is labeled,
The label attaches discrete identification information that makes it possible to discriminate each of the objects, that is, each of the probes, with respect to a plurality of objects to be labeled, that is, a plurality of probes coupled to the object.
Using the number of types of atoms selected in advance (n) and the content of each selected atom (C i ; i = 1,..., N), the total number of atoms included in N TOTAL composition condition: g (C 1, ··, C i, ··, C n) the set of {g (C 1, ··, C i, ··, C n)} which can constitute the composition according to the setting procedure of conditions, the total number n tOTAL street containing atomic composition condition: g (C 1, ··, C i, ··, C n) the set of {g (C 1, ··, C i, · , C n )} corresponding to a subset of elements N LABEL (where N LABEL is an integer satisfying 1 ≦ N LABEL ≦ N TOTAL ) containing atoms: g j (C 1 ,. , C i ,..., C n ) {g j (C 1 ,..., C i ,..., C n ): j = 1 ,.
Number of elements N LABEL (where, N LABEL is an integer satisfying 1 ≦ N LABEL ≦ N TOTAL) numerical information: the set of f j (N) {f j (N): j = 1, ···, N LABEL },
Numerical information of the number of elements N LABEL: f j set of (N) {f j (N ): j = 1, ···, N LABEL} for each element f j of (N), one-to-one Corresponding compositional composition of atoms with N LABEL elements: g j (C 1 ,..., C i ,..., C n ) set {g j (C 1 ,..., C i ,. C n ): j = 1,..., N LABEL } elements g j (C 1 ,..., C i ,..., C n )
Said containing atomic composition condition: g j (C 1, ·· , C i, ··, C n) satisfying the composition: {C 1, ··, C i, ··, C n} -indicator having a Using,
This g j (C 1 ,..., C i ,..., C n ) and a one-to-one correspondence (g j (C 1 ,..., C i ,..., C n ) ⇔f j ( N)), the discrete identification information represented as the numerical information f j (N) is attached,
Said containing atomic composition condition: g (C 1, ··, C i, ··, C n) the set of {g (C 1, ··, C i, ··, C n)} the number of elements in the summation : N TOTAL is selected as N TOTAL ≧ 2 n −1
The numerical information: the set of f j (N) {f j (N): j = 1, ···, N LABEL} element number N LABEL as well as compositions condition of the containing atoms: g j (C 1, ·· , C i, · ·, set {g j (C 1, ·· , C i, ··, C n): j = 1, ···, n LABEL} of C n) number of elements n LABEL of, N TOTAL ≧ N LABEL ≧ n · (n−1) +1 is selected, and the probe coupled object may be formed. Moreover,
An object combined with a probe,
The probe is coupled to the surface of the object;
The object is labeled,
The label attaches discrete identification information that makes it possible to discriminate each of the objects, that is, each of the probes, with respect to a plurality of objects to be labeled, that is, a plurality of probes coupled to the object.
By using the number of types of atoms selected in advance (n) and the content of each selected atom (C i ; i = 1,..., N), numerical information of the total number N TOTAL : f set of (N) with respect to {f (N)} each element f in (N), a one-to-one correspondence, the total number N tOTAL street containing atomic composition condition: g (C 1, · ·, C i, · ·, set of C n) {g (C 1 , ··, C i, ··, C n)} on which constitute,
Said containing atomic composition condition: g (C 1, ··, C i, ··, C n) composition satisfies: {C 1, ··, C i, ··, C n} a-indicator having a make use of,
The g (C 1 ,..., C i ,..., C n ) and the one-to-one correspondence (g (C 1 ,..., C i ,..., C n ) ⇔f (N)) The discrete identification information expressed as the numerical information f (N) is attached,
The numerical information: the sum of the number of elements of the set {f (N)} of f (N): N TOTAL may be a probe coupled object characterized in that N TOTAL ≧ 2 n −1 is selected. Is possible.

その際、数値情報:f(N)として、組成:{C1,・・,Ci,・・,Cn}に関して、原子個々の含有量(Ci;i=1,・・,n)を、二つの水準、特に、「含有量の有無」という二つの水準の値に変換することで生成される「二進法n桁の数値情報」に相当するものを利用する形態が、本発明の第一の形態である。また、数値情報:f(N)として、原子個々の含有量(Ci;i=1,・・,n)を、二つの水準以上、例えば、M個の水準に区分した値に変換することで生成される「M進法n桁の数値情報」を利用する等、第一の形態の手法をより一般化し、拡張性を付与した形態が、本発明の第二の形態である。 At this time, numeric information: as f (N), the composition: {C 1, ··, C i, ··, C n} with respect to, atomic individual content (C i; i = 1, ··, n) Is converted into two levels, in particular, a value corresponding to “binary n-digit numerical information” generated by converting the value into two levels of “presence / absence of content”. One form. Further, as numerical information: f (N), the content of each atom (C i ; i = 1,..., N) is converted into a value divided into two or more levels, for example, M levels. The second form of the present invention is a form in which the technique of the first form is generalized and expandability is given, such as using the “M-ary n-digit numerical information” generated in step (1).

本発明の第一の形態にかかる標識されたプローブ結合物体は
プローブを結合した物体であって、
該物体の表面に前記プローブが結合されており、
該物体には標識が付されており、
該標識は、標識対象の物体複数、すなわち該物体に結合されているプローブ複数に対して、該物体個々、すなわち該プローブ個々の判別を可能とする離散的な識別情報を付すものであり、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量の有無とを利用して、二進法n桁の数値情報に相当する、含有原子の組成条件を構成した上で、
前記含有原子の組成条件を満足する組成を有する標識子を用いて、
前記二進法n桁の数値情報として表記される、前記離散的な識別情報が付されている
ことを特徴とするプローブ結合物体である。
The labeled probe binding object according to the first aspect of the present invention is an object to which a probe is bound,
The probe is coupled to the surface of the object;
The object is labeled,
The label attaches discrete identification information that makes it possible to discriminate each of the objects, that is, each of the probes, with respect to a plurality of objects to be labeled, that is, a plurality of probes coupled to the object.
Using the number of types (n) of a plurality of types of atoms selected in advance and the presence / absence of the content of each of the selected atoms, the composition conditions of contained atoms corresponding to numerical information of binary n digits are configured. And then
Using a indicator having a composition that satisfies the composition conditions of the contained atoms,
The probe coupled object is characterized by being attached with the discrete identification information expressed as the binary n-digit numerical information.

また、前記第一の形態に対して、更なる拡張性を持たせている、本発明の第二の形態にかかる標識されたプローブ結合物体は、
プローブを結合した物体であって、
該物体の表面に前記プローブが結合されており、
該物体には標識が付されており、
該標識は、標識対象の物体複数、すなわち該物体に結合されているプローブ複数に対して、該物体個々、すなわち該プローブ個々の判別を可能とする離散的な識別情報を付すものであり、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量水準とを利用して、少なくとも二進法n桁の数値情報に相当する、含有原子の組成条件を構成した上で、
前記含有原子の組成条件を満足する組成を有する標識子を用いて、
前記少なくとも二進法n桁の数値情報として表記される、前記離散的な識別情報が付されている
ことを特徴とするプローブ結合物体である。
Further, the labeled probe binding object according to the second embodiment of the present invention, which has further expandability with respect to the first embodiment,
An object combined with a probe,
The probe is coupled to the surface of the object;
The object is labeled,
The label attaches discrete identification information that makes it possible to discriminate each of the objects, that is, each of the probes, with respect to a plurality of objects to be labeled, that is, a plurality of probes coupled to the object.
Using the number of types (n) of a plurality of types of atoms selected in advance and the content level of each of the selected atoms, the composition conditions of the contained atoms corresponding to at least binary n-digit numerical information are configured And then
Using a indicator having a composition that satisfies the composition conditions of the contained atoms,
The probe coupled object characterized by being attached with the discrete identification information expressed as numerical information of at least binary n digits.

更に、それらの好ましい形態として、以下に示す各形態を挙げることができる。   Furthermore, as preferable forms thereof, the following forms can be exemplified.

例えば、上述する本発明の第一の形態、ならびに、第二の形態にかかる物体では、
前記標識において、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)を5以上とし、
該原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量とで表示される、数値情報の種類N;N≧ΣnCm=2n−1(1≦m≦n、m、nは正の整数)を、31以上とすることが可能である。
For example, in the first aspect of the present invention described above and the object according to the second aspect,
In the sign,
The number of types (n) of plural types of atoms selected in advance is 5 or more,
Numerical information type N displayed by the number (n) of atoms and the content of each selected atom; N ≧ ΣnCm = 2 n −1 (1 ≦ m ≦ n, m, n are (Positive integer) can be 31 or more.

また、前記標識において、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)を8以上とし、
該原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量とで表示される、数値情報の種類N;N≧ΣnCm=2n−1(1≦m≦n、m、nは正の整数)を、255以上とすることも可能である。
In the above sign,
The number of types (n) of plural types of atoms selected in advance is 8 or more,
Numerical information type N displayed by the number (n) of atoms and the content of each selected atom; N ≧ ΣnCm = 2 n −1 (1 ≦ m ≦ n, m, n are It is also possible to set a positive integer) to 255 or more.

さらに、高い拡張性を示す態様として、
前記標識において、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)を12以上とし、
該原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量とで表示される、数値情報の種類N;N≧ΣnCm=2n−1(1≦m≦n、m、nは正の整数)を、4095以上とすることも可能である。あるいは、前記標識において、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)を16以上とし、
該原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量とで表示される、数値情報の種類N;N≧ΣnCm=2n−1(1≦m≦n、m、nは正の整数)を、65535以上とすることも可能である。
Furthermore, as an aspect showing high expandability,
In the sign,
The number of types (n) of plural types of atoms selected in advance is 12 or more,
Numerical information type N displayed by the number (n) of atoms and the content of each selected atom; N ≧ ΣnCm = 2 n −1 (1 ≦ m ≦ n, m, n are The positive integer) can be 4095 or more. Alternatively, in the label,
The number of types (n) of plural types of atoms selected in advance is 16 or more,
Numerical information type N displayed by the number (n) of atoms and the content of each selected atom; N ≧ ΣnCm = 2 n −1 (1 ≦ m ≦ n, m, n are The positive integer) can be 65535 or more.

以上に示す、本発明の第一の形態、ならびに、第二の形態にかかる標識化されたプローブ結合物体では、物体の形状自体は、標識情報に利用されておらず、任意に選択することが可能である。従って、前記物体の形状は、不定形微粒子、定形微粒子、繊維、またはシートから選択することが可能である。   In the labeled probe binding object according to the first embodiment and the second embodiment of the present invention described above, the shape of the object itself is not used for the label information and can be arbitrarily selected. Is possible. Therefore, the shape of the object can be selected from irregular fine particles, regular fine particles, fibers, or sheets.

一方、本発明にかかる標識化されたプローブ結合物体では、標識に、予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量の有無、あるいはその水準とを利用しており、例えば、複数種の原子を構成成分とする磁性体材料に対しても適用できる。従って、前記物体は、磁性体である態様を選択することが可能である。   On the other hand, in the labeled probe binding object according to the present invention, the label includes the number of types of atoms selected in advance (n), the presence / absence of the content of each of the selected atoms, or the level thereof. For example, it can be applied to a magnetic material having a plurality of types of atoms as constituent components. Therefore, it is possible to select an aspect in which the object is a magnetic body.

また、物体の形状の他、物体の大きさも、標識情報に利用されておらず、従って、本発明にかかる標識された物体において、物体の大きさも、その用途に応じて、任意に選択することが可能である。例えば、前記物体の大きさとして、物体が微粒子形状である場合には、その粒径相当サイズを1nm〜10μmの範囲に、物体が繊維または片々の形状である場合には、その縦、横、高さのうち、少なくとも二つのサイズを1nm〜10μmの範囲に選択することも可能である。   In addition to the shape of the object, the size of the object is not used for the sign information. Therefore, in the labeled object according to the present invention, the size of the object can be arbitrarily selected according to the application. Is possible. For example, as the size of the object, when the object is in the form of fine particles, the size corresponding to the particle size is in the range of 1 nm to 10 μm, and when the object is in the shape of a fiber or one piece, the vertical and horizontal It is also possible to select at least two of the heights in the range of 1 nm to 10 μm.

本発明にかかるプローブ結合物体に結合したプローブに関しては、いわゆるプローブとしての機能、すなわち、互いに相手を認識して結合することが可能な一対の物質の一方としての機能を有する物質である。さらに、かかる機能を有し、かつ本発明にかかわる物体に結合可能な物質であればどのような物質でもかまわない。そのような物質の例としては、核酸、DNA、RNA、cDNA、cRNA、オリゴデオキシリボヌクレオチド、ポリデオキシリボヌクレオチド、オリゴリボヌクレオチド、ポリリボヌクレオチド、ペプチド核酸(PNA)、オリゴペプチド核酸、ペプチド、オリゴペプチド、ポリペプチド、タンパク質、抗原、抗体、酵素、リガンド、リガンドレセプター、糖、糖鎖を挙げることができる。   The probe bound to the probe binding object according to the present invention is a substance having a function as a so-called probe, that is, a function as one of a pair of substances capable of recognizing and binding to each other. Furthermore, any substance may be used as long as it has such a function and can be bound to the object according to the present invention. Examples of such substances include nucleic acids, DNA, RNA, cDNA, cRNA, oligodeoxyribonucleotides, polydeoxyribonucleotides, oligoribonucleotides, polyribonucleotides, peptide nucleic acids (PNA), oligopeptide nucleic acids, peptides, oligopeptides, Examples thereof include polypeptides, proteins, antigens, antibodies, enzymes, ligands, ligand receptors, sugars, and sugar chains.

本発明にかかる、物体に対するプローブの結合方法は、プローブがプローブとして機能を発揮できる状態で物体に結合した状態を形成できればどのような方法でもかまわず、例えば、共有結合、イオン結合、物理吸着を用いることができる。   The method for binding the probe to the object according to the present invention may be any method as long as it can form a state in which the probe can function as a probe and can be bonded to the object. For example, covalent bonding, ionic bonding, and physical adsorption can be performed. Can be used.

プローブが複数のモノマーから構成される、オリゴマー、あるいは、ポリマーの場合、本発明の基本構成はプローブが物体に結合している態様であるので、物体上に、いわゆる固相逐次合成によってプローブを合成結合する方法を採用することができる。固相逐次合成法は、すでに核酸合成、ペプチド核酸合成、ペプチド合成等において、一般的に用いられている方法であって、本発明においても、それらの方法をそのまま採用することができる。いわゆる核酸チップの作製においては、例えば、米国特許第5744305号明細書にはフォトリソグラフィーと光による脱保護反応を用いて、固相基板上に核酸プローブを合成結合する方法が記載されている。しかしながら、この方法は、光脱保護反応の反応効率、あるいは、全ての反応が基板上での不均一反応であることから、反応収率、反応速度の面、また、基板上に所望としない短鎖核酸が多数形成されるという課題を残している。   In the case of an oligomer or polymer in which the probe is composed of a plurality of monomers, the basic configuration of the present invention is an embodiment in which the probe is bound to the object, so the probe is synthesized on the object by so-called solid-phase sequential synthesis. A combination method can be adopted. The solid phase sequential synthesis method is a method that is already commonly used in nucleic acid synthesis, peptide nucleic acid synthesis, peptide synthesis, and the like, and these methods can be employed as they are in the present invention. In the production of a so-called nucleic acid chip, for example, US Pat. No. 5,744,305 describes a method of synthesizing and binding a nucleic acid probe on a solid phase substrate using photolithography and deprotection reaction by light. However, since this method is a reaction efficiency of the photodeprotection reaction or all the reactions are heterogeneous reactions on the substrate, the reaction yield, the reaction rate, and an undesired short on the substrate. The problem that many strand nucleic acids are formed remains.

一方、本発明において、プローブを結合する物体を、粒子、微粒子等、適宜選択すれば、上記核酸合成、ペプチド核酸合成、ペプチド合成等に用いられる固相自動合成機に適用可能であるとの利便性がある。更に、固相合成、すなわち、不均一系ではあるが、粒子を用いるので、重長な固相基板をもちいるに比較すると、高反応収率、高反応速度を得ることができる。また、合成スキームも、例えば、核酸逐次反応の脱保護も酸を用いる等、一般的なスキームを用いることができるので、基板上で光脱保護を用いる方法に較べて、不必要な短鎖核酸の存在量も少ないことになる等の利点がある。   On the other hand, in the present invention, if the object to which the probe is bound is appropriately selected from particles, fine particles, etc., it is convenient that it can be applied to the solid phase automatic synthesizer used in the above-mentioned nucleic acid synthesis, peptide nucleic acid synthesis, peptide synthesis, etc. There is sex. Furthermore, although it is a solid phase synthesis, that is, a heterogeneous system, particles are used, a high reaction yield and a high reaction rate can be obtained as compared with using a heavy solid substrate. In addition, since a general scheme such as the deprotection of a nucleic acid sequential reaction using an acid can also be used as a synthesis scheme, unnecessary short-chain nucleic acid compared to a method using photodeprotection on a substrate. There is an advantage that the abundance of is also small.

上記固相合成を用いる際には、例えば、プローブが核酸であれば、プローブを結合すべき物体表面に水酸基を導入した後、自動合成を行なうことが可能であるし、また、プローブがペプチド核酸、ペプチドの場合には、物体表面にアミノ基を導入した後、自動合成を行なうことができる。なお、物体表面へのアミノ基の導入はアミノ基を有するシランカップリング剤を用いてもよい。   When using the above solid-phase synthesis, for example, if the probe is a nucleic acid, it is possible to perform automatic synthesis after introducing a hydroxyl group onto the surface of the object to which the probe is to be bound. In the case of a peptide, an automatic synthesis can be performed after introducing an amino group on the surface of an object. In addition, you may use the silane coupling agent which has an amino group for the introduction | transduction of the amino group to the object surface.

他にも、本発明にかかる物体に対するプローブの結合方法としては、あらかじめ合成、精製したプローブを付与する方法も採用可能である。あらかじめ合成、精製したプローブの物体への付与の方法は、従来から用いられている方法を適用することが可能である。例えば、物体を各種官能基(アミノ基、チオール基、水酸基、エポキシ機、スクシンイミドエステル基、マレイミド基、ハライド基等)を有するシランカップリング剤で処理して、所望の官能基を物体表面に導入した後、これら官能基と反応することができる官能基を有するプローブと反応結合する方法を挙げることができる。官能基が整合しない場合には、異なるふたつの官能基を有するリンカー物質、例えば、N−(6−マレイミドカプロイロキシ)スクシンイミド(株式会社同仁化学研究所)を介在させて結合付与しても良い。プローブ側の官能基としては、上述のように物体に導入された官能基と反応する官能基、あるいは、上記リンカー物質を介在して反応する官能基を挙げることができる。例えば、プローブが核酸であれば、アミノ基、チオール基、スクシンイミド基を例として挙げることができる。一方、プローブがペプチド、タンパク質、酵素、抗体の場合には、プローブに合成的にシステイン残基を用いてチオール基を導入するか、既存のシステイン残基のチオール基を用いるかして、基板表面に、例えば、アミノシランかプリング剤、及び上記N−(6−マレイミドカプロイロキシ)スクシンイミドを用いて物体表面にマレイミド基を形成して、上記プローブのチオール基と結合させてもよい。   In addition, as a method for binding a probe to an object according to the present invention, a method of providing a probe synthesized and purified in advance can be employed. Conventionally used methods can be applied to the method of applying the probe synthesized and purified in advance to the object. For example, the object is treated with a silane coupling agent having various functional groups (amino group, thiol group, hydroxyl group, epoxy machine, succinimide ester group, maleimide group, halide group, etc.), and the desired functional group is introduced to the object surface. Then, a method of reacting with a probe having a functional group capable of reacting with these functional groups can be mentioned. In the case where the functional groups do not match, the bond may be imparted through a linker substance having two different functional groups, for example, N- (6-maleimidocaproyloxy) succinimide (Dojindo Laboratories). . Examples of the functional group on the probe side include a functional group that reacts with the functional group introduced into the object as described above, or a functional group that reacts via the linker substance. For example, if the probe is a nucleic acid, amino groups, thiol groups, and succinimide groups can be mentioned as examples. On the other hand, if the probe is a peptide, protein, enzyme, or antibody, either a thiol group is introduced synthetically into the probe using a cysteine residue or a thiol group of an existing cysteine residue is used, and the substrate surface is In addition, for example, a maleimide group may be formed on the surface of an object using an aminosilane or a pulling agent and the N- (6-maleimidocaproyloxy) succinimide and bonded to the thiol group of the probe.

イオン性結合の例としては、アミノ基とチオール基のイオン結合を挙げることができる。イオン性結合を利用する場合には、結合反応時のpHをコントロールして、反応する官能基の電離を制御する必要があることはいうまでもない。   Examples of the ionic bond include an ionic bond between an amino group and a thiol group. When using an ionic bond, it goes without saying that it is necessary to control the ionization of the functional group to react by controlling the pH during the binding reaction.

本発明は、さらに、上述する構成を有する、本発明にかかるプローブ結合物体の発明に加えて、標識を付されているプローブ結合物体について、その付されている標識を識別して、物体相互の判別、然して該物体に結合したプローブ相互の判別を行う方法の発明をも提供するものである。   The present invention further includes, in addition to the invention of the probe-binding object according to the present invention having the above-described configuration, for the probe-binding object to which a label is attached, by identifying the attached label, The present invention also provides an invention of a method for discriminating, and thus discriminating between probes bound to the object.

すなわち、本発明にかかる物体、及びプローブの判別方法は、
上述した標識を付されているプローブ結合物体の種類、すなわち、該物体に結合されているプローブの種類を判別する方法であって、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量の有無、または含有量の水準とを利用して、少なくとも二進法n桁の数値情報に相当する、含有原子の組成条件を構成した上で、
前記含有原子の組成条件を満足する組成を有する標識子を用いて当該物体個々に付されている標識を、
前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段を用いて、該標識子の有する組成中における、前記予め選択される複数種の原子に関して、該原子個々の含有量の有無、または含有量の水準を識別し、
該標識子の組成において満足される、前記含有原子の組成条件を判別し、対応する少なくとも二進法n桁の数値情報を抽出して、
前記少なくとも二進法n桁の数値情報として表記される、前記離散的な識別情報に基づき、個々のプローブ結合物体の種類を識別する
ことを特徴とするプローブ結合物体の判別方法である。
That is, the object and probe discrimination method according to the present invention are:
A method of discriminating the type of probe-bound object to which the above-mentioned label is attached, that is, the type of probe bound to the object,
Corresponding to at least binary n-digit numerical information by using the number of types of atoms selected in advance (n) and the presence or absence of the content of each selected atom, or the content level, After configuring the composition conditions of the contained atoms,
A label attached to each object using a labeler having a composition that satisfies the composition conditions of the contained atoms,
For each of the plurality of types of preselected atoms, the plurality of types of preselected atoms in the composition of the labeler using means capable of detecting the presence or absence of the content or the level of the content. The presence or absence of the individual content of the atom, or the content level,
Discriminating the composition conditions of the contained atoms that are satisfied in the composition of the indicator, and extracting the corresponding at least binary n-digit numerical information;
It is a method for discriminating probe coupled objects, wherein the type of each probe coupled object is identified based on the discrete identification information expressed as numerical information of at least binary n digits.

さらに本発明は、標識を付されているプローブ結合物体について、該プローブを検出、特定、または定量する方法を提供する。   Furthermore, the present invention provides a method for detecting, identifying, or quantifying a probe-bound object that has been labeled.

すなわち本発明にかかるプローブの検出、特定、または定量方法は、
該物体の種類、すなわち、該物体に結合されているプローブの種類を、
前記標識子を用いて付されている、該物体の標識を、前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段を用いて、該標識子の有する組成中における、前記予め選択される複数種の原子に関して、該原子個々の含有量の有無、または含有量の水準を識別し、
該標識子の組成において満足される、前記含有原子の組成条件を判別し、対応する少なくとも二進法n桁の数値情報を抽出して、
前記少なくとも二進法n桁の数値情報として表記される、前記離散的な識別情報に基づき識別することにより判別し、
前記種類の判別がなされた、該物体に結合されているプローブを、該プローブには含まれ、該物体には含まれない原子、分子、あるいは物質を、該プローブ由来の指標として用いて、検出または定量する
ことを特徴とする物体に結合したプローブの特定、検出または定量方法である。
That is, the probe detection, identification, or quantification method according to the present invention includes:
The type of object, i.e. the type of probe coupled to the object,
The label of the object, which is attached using the indicator, is used to detect the presence or absence of the content or the level of the content of each of the plurality of preselected atoms. With respect to the plurality of preselected atoms in the composition of the indicator, the presence / absence of the content of each of the atoms, or the content level is identified,
Discriminating the composition conditions of the contained atoms that are satisfied in the composition of the indicator, and extracting the corresponding at least binary n-digit numerical information;
Discriminating by identifying based on the discrete identification information expressed as numerical information of at least binary n digits,
Detection is performed by using, as an indicator derived from the probe, an atom, a molecule, or a substance that is included in the probe and not included in the object. Alternatively, a method for identifying, detecting, or quantifying a probe bound to an object characterized by quantification.

プローブ結合物体の有するプローブには含まれ、該物体には含まれない原子、分子、あるいは物質は、プローブの種類に応じて適宜選択できる。例えば、プローブが核酸であれば、炭素原子、リン原子、窒素原子、核酸塩基、糖、リン酸から選択することができる。また、プローブがペプチド核酸であれば、例えば、炭素原子、窒素原子、核酸塩基から選択することができる。さらに、プローブがペプチド、タンパク質、酵素、抗体であれば、例えば、炭素原子、窒素原子、イオウ原子から選択することができる。   An atom, molecule, or substance that is included in the probe of the probe binding object but not included in the object can be selected as appropriate according to the type of the probe. For example, if the probe is a nucleic acid, it can be selected from carbon atoms, phosphorus atoms, nitrogen atoms, nucleobases, sugars, and phosphoric acids. Moreover, if a probe is a peptide nucleic acid, it can select from a carbon atom, a nitrogen atom, and a nucleobase, for example. Furthermore, if the probe is a peptide, protein, enzyme, or antibody, it can be selected from, for example, a carbon atom, a nitrogen atom, and a sulfur atom.

加えて本発明は、標識を付されているプローブ結合物体のプローブと特異的に結合する、いわゆる標的物質の検出、特定、または定量方法をも提供する。   In addition, the present invention also provides a so-called target substance detection, identification, or quantification method that specifically binds to a probe of a probe-bound object that has been labeled.

すなわち、本発明にかかる標的物質の検出、特定、または定量方法は、
少なくとも以下の工程(1)及び(2):
(1)請求項1〜11のいずれかに記載のプローブ結合物体と、標的物質とを反応させてハイブリッド体を得る工程と、
(2)予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量の有無、または含有量の水準とを利用して、少なくとも二進法n桁の数値情報に相当する、含有原子の組成条件を構成した上で、
前記含有原子の組成条件を満足する組成を有する標識子を用いて前記ハイブリッド体が形成されている結合物体に付されている標識を、前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段を用いて、該標識子の有する組成中における、前記予め選択される複数種の原子に関して、該原子個々の含有量の有無、または含有量の水準を識別し、
該標識子の組成において満足される、前記含有原子の組成条件を判別し、対応する少なくとも二進法n桁の数値情報を抽出して、
必要に応じて先に記載した方法によって前記ハイブリッド体が形成されている結合物体に結合したプローブを検出、特定、定量し、
同時に、または次いで、前記ハイブリッド体を形成している標的物質を、該標的物質に含まれ、かつ、該プローブ結合物体、及び該プローブに含まれない原子、分子、あるいは物質を指標に検出、特定、定量する工程;
を有することを特徴とする標的物質の検出、特定、定量方法である。
That is, the target substance detection, identification, or quantification method according to the present invention includes:
At least the following steps (1) and (2):
(1) a step of reacting the probe-binding object according to any one of claims 1 to 11 with a target substance to obtain a hybrid,
(2) Using at least binary n-digit numerical information by using the number of types (n) of a plurality of types of atoms selected in advance and the presence / absence or level of content of each of the selected atoms. After configuring the composition conditions of the corresponding atoms,
The label attached to the binding object on which the hybrid is formed using a labeling composition that satisfies the composition conditions of the contained atoms, the content of each of the plurality of types of preselected atoms. Using the means capable of detecting the presence or absence, or the level of the content, the presence or absence of the content of the individual atoms or the content of the plurality of types of the preselected atoms in the composition of the labeler Identify the level,
Discriminating the composition conditions of the contained atoms that are satisfied in the composition of the indicator, and extracting the corresponding at least binary n-digit numerical information;
If necessary, the probe bound to the binding object on which the hybrid is formed is detected, identified, and quantified by the method described above,
At the same time or subsequently, the target substance forming the hybrid is detected and specified by using as an index the atoms, molecules or substances contained in the target substance and not included in the probe binding object and the probe. Quantifying;
A method for detecting, identifying and quantifying a target substance characterized by comprising:

上記各方法において、物体が、平面上に位置する場合、標識子の有する組成中における、前記予め選択される複数種の原子に関して、該原子個々の含有量の有無、または含有量の水準を識別する際、ならびに、前記標識物質を検出する際、少なくとも、平面上における該物体の位置を特定するため、該物体が位置する平面上を、二次元イメージングする工程を更に設けることが好ましい。   In each of the above methods, when the object is positioned on a plane, the presence or absence of the content of each of the atoms or the level of the content is identified with respect to the plurality of types of preselected atoms in the composition of the indicator. In addition, when detecting the labeling substance, it is preferable to further provide a step of performing two-dimensional imaging on the plane on which the object is located in order to specify at least the position of the object on the plane.

例えば、前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段として、質量分析法を用いることができ、特に、好適に利用可能な質量分析法は、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF−SIMS)である。また、前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段として、X線光電子分光法(XPS)またはオージェ電子分光法(AES)を用いることも可能である。   For example, mass spectrometry can be used as a means for detecting the presence or absence of the content of each of the plurality of types of preselected atoms, or the content level, and particularly suitable mass spectrometry. The method is time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS). Further, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) or Auger electron spectroscopy (AES) is used as a means capable of detecting the presence or absence or the level of the content of each of the plurality of preselected atoms. It is also possible.

前記、標的物質に含まれ、かつ、プローブ結合物体、及びプローブに含まれない原子としては、ハロゲン原子、金属原子を好適に用いることが可能である。場合によっては、上記ハロゲン原子、金属原子を、いわゆる標識として標的物質に付してもかまわない。金属原子を標識として導入する際、有機金属錯体、もしくは、有機金属錯体を含んだ物質を用いると導入が容易となる場合がある。   As the atoms included in the target substance and not included in the probe binding object and the probe, a halogen atom or a metal atom can be preferably used. In some cases, the halogen atom or metal atom may be attached to the target substance as a so-called label. When a metal atom is introduced as a label, introduction may be facilitated by using an organometallic complex or a substance containing an organometallic complex.

上記、有機金属錯体の例として、下記化合物(シグマアルドリッチ)を用いれば、標的物質のアミノ基を利用して、標的物質にルテニウムを導入することが可能である。
Bis(2,2'-bipyridine)-4'-methyl-4-carboxybipyridine-ruthenium N-succinimidyl ester-bis(hexafluorophosphate
標的物質が核酸の場合には、該核酸を鋳型核酸を元にプライマー伸長反応で酵素的に合成する際に、前期ハロゲン原子、または金属原子が該プライマー、もしくはプライマー伸長反応に用いられる、dATP、dGTP、dCTP、dTTP(またはdUTP)、ATP、GTP、CTP、UTPに結合している様態は、本発明の好適な様態といえる。また、プローブがペプチド核酸であり、標的物質が核酸である場合には、標的物質に特的な原子等として、リン原子、リン酸を挙げることができる。なお、これまで述べてきた、プローブ結合に用いる物質類、プローブそれ自体、あるいは、標的物質は、本発明にかかる物体の標識子と、本発明に用いる検出手段によって、それぞれ区別して検出されうるものである。
As an example of the organometallic complex, if the following compound (Sigma Aldrich) is used, ruthenium can be introduced into the target substance using the amino group of the target substance.
Bis (2,2'-bipyridine) -4'-methyl-4-carboxybipyridine-ruthenium N-succinimidyl ester-bis (hexafluorophosphate
When the target substance is a nucleic acid, when the nucleic acid is enzymatically synthesized based on a template nucleic acid by a primer extension reaction, a halogen atom or a metal atom is used for the primer or primer extension reaction, dATP, A mode of binding to dGTP, dCTP, dTTP (or dUTP), ATP, GTP, CTP, UTP is a preferable mode of the present invention. In addition, when the probe is a peptide nucleic acid and the target substance is a nucleic acid, examples of the atom specific to the target substance include a phosphorus atom and phosphoric acid. It should be noted that the substances used for probe binding, the probe itself, or the target substance, which have been described so far, can be detected separately by the labeling of the object according to the present invention and the detection means used in the present invention. It is.

次いで、本発明おける標識子の検出方法について更に詳しく述べる。   Next, the method for detecting a marker in the present invention will be described in more detail.

これまで述べてきた、予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段として、質量分析法を用いる態様とすることが可能である。その際、質量分析法は、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF−SIMS)であるとより好ましい。あるいは、前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段として、X線光電子分光法(XPS)またはオージェ電子分光法(AES)を用いる態様とすることも可能である。また、前記プローブ結合物体に結合したプローブの検出、特定、定量にも、同様の方法を用いることができる。   As described above, it is possible to adopt a mode in which mass spectrometry is used as a means for detecting the presence or absence of the content of each of a plurality of types of atoms selected in advance or the level of the content. At that time, the mass spectrometry is more preferably time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS). Alternatively, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) or Auger electron spectroscopy (AES) is used as means for detecting the presence / absence or level of the content of each of the plurality of preselected atoms. It is also possible to adopt an aspect. The same method can be used for detection, identification, and quantification of the probe bound to the probe binding object.

なお、TOF−SIMS、XPS、またはAESを利用する場合、これらの分析手法は二次元的な拡がりを有する測定対象の分析にも適用可能であり、例えば、物体が、平面上に位置する場合、前記標識子の有する組成中における、前記予め選択される複数種の原子に関して、該原子個々の含有量の有無、または含有量の水準を識別する際、また、プローブ、もしくは、プローブに結合した標的物質の検出、特定、定量においても、該物体が位置する平面上を、二次元イメージングする工程を更に設ける態様とすることが可能である。これは複数の物体が平面状に配置されている場合にもいえる。   In addition, when using TOF-SIMS, XPS, or AES, these analysis methods are applicable also to the analysis of the measuring object which has a two-dimensional extension, for example, when an object is located on a plane, When identifying the presence / absence of each individual atom or the level of the content of the plurality of types of preselected atoms in the composition of the label, the probe or the target bound to the probe Also in the detection, identification, and quantification of a substance, it is possible to provide a mode in which a step of two-dimensional imaging is further provided on the plane on which the object is located. This is also true when a plurality of objects are arranged in a plane.

検出装置についてTOF−SIMSを例にして、本発明に必要な検出装置の性能について説明すると、本発明に用いる標識子は原子によって構成されており、その質量は高々100であり、質量分解能も、基本的には1ms(マスユニット)あれば十分である。プローブ、及び標的物質の検出、特定、定量についても質量上限は高々数100であり、分解能も1msあれば十分である。TOF−SIMSでは、高質量物質の測定、高分解能測定は、より長いフライトチューブと、高速一次イオン速度、二次イオン引出しのための高電圧等を必要とし、その分、装置は大型で高価で、ランニングコストも高いものとなる。   The performance of the detection apparatus necessary for the present invention will be described by taking TOF-SIMS as an example of the detection apparatus. The label used in the present invention is composed of atoms, and its mass is at most 100, and the mass resolution is also as follows. Basically, 1 ms (mass unit) is sufficient. For detection, identification, and quantification of the probe and the target substance, the upper limit of mass is several hundreds at most, and a resolution of 1 ms is sufficient. In TOF-SIMS, measurement of high-mass materials and high-resolution measurement require a longer flight tube, high-speed primary ion velocity, high voltage for secondary ion extraction, etc., and the equipment is large and expensive. The running cost will be high.

それに較べると、本発明に必要な装置は小型で安価なものとなり得る。   In comparison, the apparatus required for the present invention can be small and inexpensive.

また、本発明にかかる物体の標識方法では、対象とする物体に付す標識子は、予め複数種の原子を選択し、この種類数(n)の原子に関して、それぞれ含有の有無、あるいは、含有量の水準で示される、組成中に内在する情報を利用している。具体的には、予め選択される複数種(n種)の原子として、例えば、互いに異なるn種の元素から、それぞれ一種の原子を選択した上、各原子に関して、含有の有無(二水準)を変えると、少なくとも、予め選択される複数種(n種)の原子の一つは含まれる組成の種類総数NTOTALは、NTOTAL=ΣnCm=2n−1(1≦m≦n、m、nは正の整数)となる。あるいは、各原子に関して、その含有量を、例えば、「微少量、少量」の二段階(二水準)で変えると、少なくとも、予め選択される複数種(n種)の原子は含まれ、その含有量の違いを有する組成の種類総数NTOTALは、NTOTAL=2nとなる。 Further, in the object labeling method according to the present invention, a plurality of types of atoms are selected in advance as the label attached to the target object, and the presence / absence or content of each of the number of types (n) of atoms is selected. It uses the information inherent in the composition, indicated at the level of Specifically, as a plurality of types (n types) of atoms selected in advance, for example, one type of atom is selected from n types of elements different from each other, and the presence or absence (two levels) of each atom is determined. In other words, the total number N TOTAL of the compositions in which at least one of the plurality of types (n types) of atoms selected is included is N TOTAL = ΣnCm = 2 n −1 (1 ≦ m ≦ n, m, n Is a positive integer). Alternatively, when the content of each atom is changed in, for example, two steps (two levels) of “small amount, small amount”, at least a plurality of preselected atoms (n types) are included, and the content The total number of composition types N TOTAL having a difference in amount is N TOTAL = 2 n .

一方、予め選択される複数種(n種)の原子に関して、その含有量を、例えば、「含有無し、微少量、少量」の三段階(三水準)で変えると、少なくとも、予め選択される複数
種(n種)の原子の一つは含まれる組成の種類総数NTOTALは、NTOTAL=3n−1となる。
更には、予め選択される複数種(n種)の原子のうち、特定の原子1種に関しては、その含有量を、例えば、「含有無し、微少量、少量」の三段階(三水準)で変え、残る(n−1)種の原子に関しては、含有の有無(二水準)を変えると、少なくとも、予め選択される複数種(n種)の原子の一つは含まれる組成の種類総数NTOTALは、NTOTAL=3×(2n−1)−1となる。前記の態様は、形式的には、予め選択される複数種(n種)の原子の全てに関して、例えば、「含有無し、微少量、少量」の三段階(三水準)の指標を設定した上、特定の原子1種に関しては、その含有量を、三段階(三水準)の指標に対応させて、変えるが、残る(n−1)種の原子に関しては、三段階(三水準)の指標中、「含有無し、少量」の二種の指標のみを選択することに対応している。つまり、設定可能な組成の種類総数NTOTAL=3n−1のうち、その部分集合の{3×(2n−1)−1}種類を選別して、利用する態様に相当する。このように、予め選択される複数種(n種)の原子に関して、その含有量を三段階(三水準)以上の区分に分け、選択肢の多様化を図ることで、例えば、含有量をM段階(M水準)に区分する際には、{Mn−1}種類に達するまで、組成の種類総数NTOTALの範囲を拡張することも可能である。
On the other hand, if the content of a plurality of types (n types) of atoms selected in advance is changed in, for example, three levels (three levels) of “no inclusion, very small amount, small amount”, at least a plurality of types selected in advance. The total number N TOTAL of the compositions included in one of the seed (n species) atoms is N TOTAL = 3 n −1.
Furthermore, among a plurality of types (n types) of atoms selected in advance, the content of one specific atom is set in, for example, three levels (three levels) of “no inclusion, very small amount, small amount”. For the remaining (n-1) types of atoms, if the presence or absence (two levels) is changed, at least one of the plurality of types (n types) of atoms selected in advance is included in the total number N of composition types included. TOTAL is N TOTAL = 3 × (2 n −1) −1. In the above aspect, for example, for all the plural types (n types) of atoms selected in advance, for example, three levels (three levels) of “no inclusion, very small amount, small amount” are set. The content of one particular atom is changed in accordance with the three-level (three levels) index, but the three-level (three levels) index for the remaining (n-1) types of atoms. Among them, it corresponds to selecting only two kinds of indicators “not contained, small amount”. That is, this corresponds to an aspect of selecting and using {3 × (2 n −1) −1} types of the subset out of the total number of composition types N TOTAL = 3 n −1 that can be set. In this way, by dividing the content of multiple types (n types) of atoms selected in advance into three or more levels (three levels) and diversifying the options, for example, the content can be divided into M levels. When classifying into (M level), the range of the total number of composition types N TOTAL can be expanded until reaching {M n −1} types.

以上に説明するように、対象とする物体に付す標識子として、予め複数種の原子を選択し、この種類数(n)の原子に関して、それぞれ含有の有無、あるいは、含有量の水準で示される、組成中に内在する情報を利用することで、少なくとも、予め選択される複数種(n種)の原子に関する、含有量を変化させるのみで、前記のNTOTAL=2n−1に達する種類の標識を付与することを可能としている。例えば、前記のNTOTAL=2n−1に達する種類の標識は、予め選択される複数種(n種)の原子を各桁に対応させた際、少なくとも二進法n桁の数値に対応したものとなっている。 As described above, a plurality of types of atoms are selected in advance as the indicator attached to the target object, and the number of types (n) of atoms is indicated by the presence or absence or the level of content. By using the information inherent in the composition, at least a plurality of types (n types) of atoms selected in advance, the content of N TOTAL = 2 n −1 can be reached only by changing the content. It is possible to give a sign. For example, the label of the kind reaching N TOTAL = 2 n −1 corresponds to a numerical value of at least binary n digits when a plurality of types (n types) of atoms selected in advance are associated with each digit. It has become.

また、対象とする物体に付す標識子は、組成中に内在する情報を利用するので、予め選択する原子の種類数(n)は、目的とする標識種類の総種類数に応じて、適宜選択することが望ましい。例えば、予め選択する原子の種類数(n)を5以上とすると、含有の有無、あるいは、含有量の水準を指標として、少なくとも、組成の種類総数NTOTALは、NTOTAL={25−1}以上、つまり、目的とする標識種類の総種類数として、31種類以上に適用が可能となる。例えば、各種細菌の同定に際して、個々の細菌に特有な遺伝子情報、例えば、rRNAの塩基配列が利用可能である。このrRNAの塩基配列に対応する、ゲノム遺伝子上のコード領域の選別には、多種の塩基配列を有するDNAプローブを使用するDNAハイブリダイゼーション・アッセイを実施する必要がある。より具体的には、DNAハイブリダイゼーション・アッセイを用いた感染症起炎菌の同定では、利用されるDNAプローブの種類は、31種類を大きく上回ることも少なくない。その場合、各DNAプローブを固定化する微粒子状の基材に、本発明にかかる標識方法を適用して、予め選択する原子の種類数(n)を8以上とすることによって、255以上の種類の標識を付すことが可能である。また、ヒトのゲノム遺伝子中に見出されている1塩基多形(SNP)は、255種類を大きく超えた種類が報告されており、個々の1塩基多形の検出に利用されるDNAプローブについて、その固定化に利用する微粒子状の基材に付す標識によって、区別を行うことが望ましい。例えば、予め選択する原子の種類数(n)を12以上とすると、4095以上の種類の標識を付すことが可能であり、ヒトのゲノム遺伝子中に見出されている1塩基多形(SNP)の相当部分に対応する標識が提供可能である。更には、予め選択する原子の種類数(n)を16以上とすると、65535以上の種類の標識を付すことが可能であり、例えば、ヒトのゲノム中に存在する全遺伝子に対応する、膨大な数のDNAプローブそれぞれに、独自の標識が提供可能である。このように、本発明にかかる標識方法では、目的とする標識種類の総種類数に対応させて、標識情報の表現に利用される、予め選択する原子の種類数(n)を適正に増減させることができ、各種アッセイに利用される、様々なブローブ分子に対して、その固定化に利用される微粒子状の基材に対して付与される標識子によって、相互の弁別を行うなど、極めて広範なアプリケーションへ対応可能な拡張性を有している。 In addition, since the label attached to the target object uses information inherent in the composition, the number of types of atoms (n) to be selected in advance is appropriately selected according to the total number of target types of labels. It is desirable to do. For example, if the number (n) of atoms selected in advance is 5 or more, the total number of composition types N TOTAL is at least N TOTAL = {2 5 −1 with the presence or absence or the level of content as an index. }, That is, it is possible to apply to 31 or more types as the total number of target marker types. For example, in identifying various bacteria, gene information unique to each bacterium, for example, a base sequence of rRNA can be used. In order to select the coding region on the genomic gene corresponding to the base sequence of rRNA, it is necessary to perform a DNA hybridization assay using DNA probes having various base sequences. More specifically, in the identification of infectious disease-causing bacteria using a DNA hybridization assay, the types of DNA probes used often exceed 31 types. In that case, by applying the labeling method according to the present invention to a fine-particle base material on which each DNA probe is immobilized, the number of types (n) of the atoms selected in advance is 8 or more, so that there are more than 255 types. Can be attached. In addition, single nucleotide polymorphisms (SNPs) found in human genome genes have been reported to greatly exceed 255 types. Regarding DNA probes used for detection of individual single nucleotide polymorphisms It is desirable to make a distinction according to the label attached to the particulate base material used for the immobilization. For example, if the number of types of atoms (n) selected in advance is 12 or more, it is possible to attach 4095 or more types of labels, and single nucleotide polymorphisms (SNPs) found in human genome genes Signs corresponding to a substantial portion of can be provided. Furthermore, if the number of types of atoms (n) to be selected in advance is 16 or more, it is possible to attach 65535 or more types of labels, for example, a huge amount corresponding to all genes existing in the human genome. Each number of DNA probes can be provided with a unique label. As described above, in the labeling method according to the present invention, the number of types (n) of atoms to be selected in advance, which is used for expressing the label information, is appropriately increased or decreased in accordance with the total number of target label types. It can be used for various assays, and various probe molecules can be distinguished from each other by a label attached to a particulate substrate used for immobilization. Extensibility to support various applications.

例えば、特開平1−95800号公報に開示する手法では、各DNAプローブを固定化するマイクロビーズに関して、個別の金属元素一種を利用して、標識された粒子とすることで、蛍光X線を用いて該金属元素一種を分析し、各DNAプローブの種類を特定する手法が開示されている。この標識方法は、標識子として、Cr、Fe、Zn、Ba、Ti等の一種類の金属元素を、一文字の標識情報として利用する形態である。従って、本発明にかかる標識方法のように、予め選択される複数種(n種)の原子を利用して、その含有量水準を指標として、例えば、二進法n桁の数値情報に対応する標識情報の表記を行う技術とは、その技術的思想が異なったものである。また、特開平7−83927号公報に開示する手法では、複数種の無機蛍光物質を利用して、プローブ分子を固定化する超微粒子体を作製し、かかる無機蛍光物質個々に特徴的な蛍光を観測して、各プローブ分子の種類を特定する手法が開示されている。この標識方法では、標識子として、複数種の無機蛍光物質個々に特徴的な蛍光を、一文字の標識情報として利用する形態である。従って、本発明にかかる標識方法のように、予め選択される複数種(n種)の原子を利用して、その含有量水準を指標として、例えば、二進法n桁の数値情報に対応する標識情報の表記を行う技術とは、その技術的思想が異なったものである。   For example, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-95800, the microbeads that immobilize each DNA probe are used as fluorescent particles by using individual metal elements to form labeled particles. Thus, a technique for analyzing one kind of metal element and specifying the kind of each DNA probe is disclosed. This labeling method is a form in which one kind of metal element such as Cr, Fe, Zn, Ba, Ti or the like is used as one-character labeling information as a labeling device. Accordingly, as in the labeling method according to the present invention, for example, label information corresponding to binary n-digit numerical information using a plurality of types (n types) of atoms selected in advance and using the content level as an index. Is different from the technique of notation in the technical idea. Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-83927, ultrafine particles for immobilizing probe molecules are prepared using a plurality of types of inorganic fluorescent materials, and the characteristic fluorescence of each inorganic fluorescent material is produced. A technique for observing and identifying the type of each probe molecule is disclosed. In this labeling method, the characteristic fluorescence of each of a plurality of types of inorganic fluorescent materials is used as labeling information for one character. Accordingly, as in the labeling method according to the present invention, for example, label information corresponding to binary n-digit numerical information using a plurality of types (n types) of atoms selected in advance and using the content level as an index. Is different from the technique of notation in the technical idea.

より詳細に、技術的思想の特徴を説明するならば、本発明にかかる標識方法においては、見掛け上は、予め5種類の原子を選択して、標識化に利用している形態であっても、その本質は、予め選択される複数種(n種)の原子として、例えば、16種類を選択した上、各原子をそれぞれ対応する桁に割付を行い、例えば、二進法16桁の数値情報に対応させた上、その内、5種類の原子のみを任意に選択して、その含有の有無を指標とする部分集合として、{25−1}種類を利用するものである。すなわち、予め十分に広い適用範囲へと拡張可能な形態であるが、その応用範囲に応じて、その一部の部分集合を利用しているものである。 In more detail, if the features of the technical idea are described, in the labeling method according to the present invention, it is apparent that even if the five types of atoms are selected in advance and used for labeling. The essence is that, for example, 16 types are selected as a plurality of types (n types) of atoms selected in advance, and each atom is assigned to a corresponding digit, for example, corresponding to numerical information of binary 16 digits. In addition, among them, only five types of atoms are arbitrarily selected, and {2 5 -1} types are used as a subset with the presence or absence of the selection as an index. That is, it is a form that can be expanded to a sufficiently wide application range in advance, but uses a partial subset thereof depending on the application range.

一方、本発明にかかる物体の標識方法では、標識子として、特定の原子に関する含有量の情報を利用可能な限り、物体自体の形状、サイズは任意に選択できる。例えば、各種プローブ分子の固定化に利用される微粒子を対象とする場合、針状、棒状、凹凸がある等の不定形微粒子、また、球状、方形等の定形微粒子とすることが好適である。その他、各種プローブ分子の固定化に利用される基材として、繊維状、シート状の物体とする際にも、本発明にかかる物体の標識方法を好適に適用できる。加えて、各種プローブ分子の固定化に利用される微粒子の材質を、磁性体とすることも可能であり、かかる磁性体微粒子の形態を選択すると、各種プローブ分子を固定化した状態で、液相中から磁力を利用した分離操作を適用可能となる。   On the other hand, in the object labeling method according to the present invention, the shape and size of the object itself can be arbitrarily selected as long as the information on the content regarding a specific atom can be used as a label. For example, when targeting fine particles used for immobilizing various probe molecules, it is preferable to use irregular fine particles such as needles, rods, and irregularities, and regular fine particles such as spheres and squares. In addition, the labeling method for an object according to the present invention can also be suitably applied to a fibrous or sheet-like object as a substrate used for immobilizing various probe molecules. In addition, the material of the fine particles used for immobilization of various probe molecules can be a magnetic material. When the form of such magnetic fine particles is selected, the liquid phase is in a state where the various probe molecules are immobilized. Separation operation using magnetic force can be applied from the inside.

なお、各種プローブ分子の固定化に利用される基材は、液相中に均一に分散可能なサイズとすることが望ましい。すなわち、液相中での分散性に利する、微細なサイズが通常選択され、例えば、微粒子においては、その粒径に相当するサイズを、1nm〜10μmの範囲に選択することが望ましい。また、基材が繊維状、または、片々の形態である場合、その縦、横、高さの少なくとも二方向のサイズを、1nm〜10μmの範囲に選択することが望ましい。その他、検出に際して、サイトメトリー法を応用する計数を利用する上では、前記サイズ下限を100nm以上に選択することが好ましい。   The base material used for immobilizing various probe molecules is desirably a size that can be uniformly dispersed in the liquid phase. That is, a fine size that is advantageous for dispersibility in the liquid phase is usually selected. For example, in the case of fine particles, it is desirable to select a size corresponding to the particle size in the range of 1 nm to 10 μm. In addition, when the base material is in the form of a fiber or each piece, it is desirable to select the size in at least two directions of the vertical, horizontal, and height in the range of 1 nm to 10 μm. In addition, it is preferable that the size lower limit is selected to be 100 nm or more in detecting the application of the cytometry method.

例えば、本発明にかかる物体の標識方法を、各種プローブ分子の固定化に利用可能な微粒子へ適用する際、この微粒子自体を構成する材質について、その組成を種々に変化させ、予め選択される複数種(n種)の原子について、その含有の有無、あるいは、含有量の水準が異なるものとし、標識を施す形態を採用することができる。所望の組成比に調整した原材料を混合、焼成、粉砕する乾式法、所望の組成比に調整した溶液から、複数種の原子を含む共沈物を得る共沈法、原材料を溶解、噴霧熱分解、解砕する噴霧分解法が利用可能である。例えば、特開昭64−51322号公報に開示される、酸化物超電導材微粒子の製造方法を利用して、予め選択される複数種(n種)の金属原子について、酸化物の形態で含有される酸化物微粒子として、形成することが可能である。また、特開2002−128523号公報に開示される、共沈法を利用するフェライト粒子の製造方法を利用して、予め選択される複数種(n種)の金属原子について、かかる複数の金属元素を含んだフェライト粒子として、形成することが可能である。   For example, when the method for labeling an object according to the present invention is applied to fine particles that can be used for immobilizing various probe molecules, the composition of the materials constituting the fine particles themselves is changed variously, and a plurality of preselected materials are selected. With regard to the species (n types) of atoms, the presence or absence of the species or the level of the content may be different, and a form of labeling may be employed. Dry method of mixing, firing and grinding raw materials adjusted to the desired composition ratio, coprecipitation method of obtaining coprecipitates containing multiple types of atoms from solutions adjusted to the desired composition ratio, dissolving raw materials, spray pyrolysis A spray cracking method for breaking up is available. For example, a plurality of types (n types) of metal atoms selected in advance using an oxide superconducting material fine particle manufacturing method disclosed in JP-A-64-51222 are contained in the form of an oxide. It can be formed as oxide fine particles. Further, using a method for producing ferrite particles using a coprecipitation method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-128523, a plurality of metal elements selected in advance for a plurality of types (n types) of metal atoms. It is possible to form as ferrite particles containing.

更には、種々の材料で形成される核微粒子に対して、被覆層を付加した被覆微粒子を構成し、前記被覆層の材質について、その組成を種々に変化させ、予め選択される複数種(n種)の原子について、その含有の有無、あるいは、含有量の水準が異なるものとし、標識を施す形態を採用することができる。例えば、核微粒子として、ガラス、プラスティック、シリコン、金属等の粒子を用いて、下記する手段によって、所望の組成を有する被覆層形成することができる。例えば、乾式法として、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等のPVD(物理的気相堆積)法、あるいは、CVD(化学的気相堆積)法、特開平07−053271号公報に開示される気中分散法を適用した被覆層形成が利用できる。さらには、被覆層に代えて、所望の元素をイオン注入法を用いて、核微粒子の表面から導入し、その表面部の組成を変更して、表面層を形成することもできる。   Furthermore, coating fine particles obtained by adding a coating layer to the core fine particles formed of various materials are configured, and the composition of the material of the coating layer is changed variously to select a plurality of types (n With regard to the atoms of the species, the presence or absence of the atoms or the level of the contents may be different, and a form of labeling may be employed. For example, a coating layer having a desired composition can be formed by using the following means by using particles such as glass, plastic, silicon, and metal as the core fine particles. For example, as a dry process, a PVD (Physical Vapor Deposition) method such as vacuum evaporation, ion plating, sputtering, or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-053271. Coating layer formation using a medium dispersion method can be used. Furthermore, instead of the coating layer, a desired element can be introduced from the surface of the core fine particle using an ion implantation method, and the surface layer composition can be changed to form the surface layer.

なお、本発明にかかる物体の標識方法において、標識子を構成する組成成分中に含有させる、予め選択される複数種(n種)の原子は、その種類の特定が高い確度で行え、また、その含有量を再現性良く測定可能である限り、特に制限はない。但し、対象とする物体自体に要求される性能、例えば、磁性体特性を保持する観点では、利用可能な元素に一定の制限がある。加えて、製造方法によっては、原理的に利用できない元素も存在する。従って、対象とする物体自体に要求される性能と、製造方法を考慮した上で、適宜、利用する複数種(n種)の原子を選択するとこが好ましい。その際、例えば、典型金属元素、遷移金属元素のうちから、前記条件を満足するものを選択することが好ましい。   In addition, in the method for labeling an object according to the present invention, a plurality of types (n types) of atoms selected in advance included in the composition component constituting the labeling device can be identified with high accuracy, and There is no particular limitation as long as the content can be measured with good reproducibility. However, there are certain restrictions on the elements that can be used from the viewpoint of maintaining the performance required for the target object itself, for example, the magnetic properties. In addition, some elements cannot be used in principle depending on the manufacturing method. Therefore, it is preferable to select a plurality of types (n types) of atoms to be used as appropriate in consideration of the performance required for the target object itself and the manufacturing method. At that time, for example, it is preferable to select a typical metal element or a transition metal element that satisfies the above conditions.

一例として、利用する複数種原子の組み合わせの例として、例えば、8種の場合には、Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Ti、12種の場合には、Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Ti、Ga、Ge、Ag、Pd、また、16種の場合には、Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Ti、Ga、Ge、Ag、Pd、V、Cr、Ru、Rhの組み合わせを挙げることができる。   As an example, as an example of a combination of plural kinds of atoms to be used, for example, in the case of 8 kinds, Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, Ti, in the case of 12 kinds, Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, Ti, Ga, Ge, Ag, Pd, and in the case of 16 types, Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, Ti, Ga, Ge, Ag , Pd, V, Cr, Ru, and Rh.

本発明にかかる標識を付された物体を分析、検出する方法としては、本発明による物体の標識方法、すなわち、標識子として利用される、予め選択される複数種の原子について、その含有の有無、あるいは、その含有量の水準を識別可能な手段であれば、いかなる分
析方法も利用可能である。例えば、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF−SIMS)等の質量分析法、X線光電子分光法(XPS)、オージェ電子分光法(AES)を好適に用いることができる。さらに、二次元イメージング可能なこれらの方法を用いれば、複数の異なる粒子が二次元状に存在する場合の検出法として、利用することも可能である。
As a method for analyzing and detecting the labeled object according to the present invention, the object labeling method according to the present invention, that is, presence or absence of a plurality of types of preselected atoms used as a labeling device. Alternatively, any analysis method can be used as long as it can identify the content level. For example, mass spectrometry such as time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), or Auger electron spectroscopy (AES) can be suitably used. Furthermore, if these methods capable of two-dimensional imaging are used, it can be used as a detection method when a plurality of different particles exist two-dimensionally.

以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、これら実施例は、本発明にかかる最良の実施形態の一例ではあるが、本発明はかかる実施例に示す形態に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, although these Examples are examples of the best embodiment concerning this invention, this invention is not limited to the form shown in this Example.

(実施例1)
特開2002−128523号公報に記載されるフェライト微粒子の製造方法に基づき、2価の鉄イオンを必須成分として含有し、その他、目的とするフェライトを構成する種々の金属元素イオンを添加した溶液を利用し、酸化剤を利用して、2価の鉄イオンを3価の鉄イオンへ酸化して、フェライト微粒子を調製する。調製されるフェライト微粒子は、主要成分の鉄イオン以外に、前記原料溶液中に添加する金属元素イオンの種類、添加濃度を選択することで、主成分金属元素の鉄に加えて、種々の金属元素を所望の含有比率で含むフェライト材質となる。
Example 1
Based on the method for producing fine ferrite particles described in JP-A-2002-128523, a solution containing divalent iron ions as an essential component and other various metal element ions constituting the target ferrite is added. Utilizing and oxidizing the divalent iron ions to trivalent iron ions using an oxidizing agent, ferrite fine particles are prepared. In addition to the main component iron ions, the ferrite fine particles to be prepared can be selected from various metal elements in addition to the main component metal element iron by selecting the type and concentration of metal element ions added to the raw material solution. In a desired content ratio.

本実施例では、フェライトを構成する主成分金属元素の鉄に加えて、微量成分金属元素として、少なくとも、Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Tiの8種の金属元素から選択される1種以上の金属元素を添加するフェライト微粒子、ならびに、これら8種の金属元素はいずれも添加されていないフェライト微粒子を調製する。すなわち、少なくとも、Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Tiの8種の金属元素から選択される1種以上の金属元素を添加するフェライト微粒子は、前記8種の金属元素中、含有される金属元素の種類によって、(28−1)種=255種に分類される。更に、これら8種の金属元素はいずれも添加されていないフェライト微粒子を加えて、調製されるフェライト微粒子は、その組成中における、該金属元素8種個々の含有の有無に基づき、合計256種に分類される。 In this embodiment, in addition to iron as a main component metal element constituting ferrite, at least eight kinds of metal elements of Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, and Ti are selected as a trace component metal element. Ferrite fine particles to which one or more metal elements are added and ferrite fine particles to which none of these eight metal elements are added are prepared. That is, at least the ferrite fine particles to which one or more metal elements selected from eight metal elements of Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, and Ti are added are among the eight metal elements. Depending on the type of metal element contained, it is classified as (2 8 −1) type = 255 type. Furthermore, ferrite fine particles to which none of these eight kinds of metal elements are added are added, and the total number of ferrite fine particles is 256 based on the presence or absence of each of the eight kinds of metal elements in the composition. being classified.

なお、本実施例においては、フェライト微粒子の作製時に利用する、複数の金属元素イオンを含む溶液中では、微量成分として添加される各金属元素イオンの濃度は同一とした。また、最終的に作製されるフェライト微粒子の粒子径は、おおよそ500 nmであった。   In the present example, the concentration of each metal element ion added as a trace component was the same in the solution containing a plurality of metal element ions used when producing the ferrite fine particles. Further, the particle diameter of the finally produced ferrite fine particles was approximately 500 nm.

調製されたフェライト微粒子は、各反応液から分離し、超純水で洗浄する。なお、反応液からの回収分離、洗浄後の回収等、フェライト微粒子の回収・分離操作では、磁石を用いてフェライト粒子を集める手法を利用している。合計256種の、洗浄済フェライト微粒子は、それぞれ超純水に懸濁し、分散濃度約5.5mg/mL(約500粒子/μL)の懸濁液とする。   The prepared ferrite fine particles are separated from each reaction solution and washed with ultrapure water. In the recovery / separation operation of the ferrite fine particles such as recovery / separation from the reaction solution and recovery after washing, a technique of collecting ferrite particles using a magnet is used. A total of 256 types of washed ferrite fine particles are suspended in ultrapure water, respectively, to give suspensions having a dispersion concentration of about 5.5 mg / mL (about 500 particles / μL).

得られるフェライト微粒子懸濁液、合計256種から、それぞれ約1μlを採取し、混合した後、一旦含まれるフェライト微粒子集め、100μLの純水に再懸濁し、この再懸濁液1μLをコピー紙上にスポッティングして乾燥する。次いで、前記コピー用紙を適宜切り取り、各スポッティング部分について、存在しているフェライト微粒子中に含有される金属元素組成を測定する。この例では、TOF−SIMS装置(ION−TOF社製:TOF−SIMS IV)、XPS装置(日本電子社製:JPS−9200)、AES装置(日本電子社製:JAMP−9500F)を利用し、三種の測定手法によって、それぞれ、各スポッティング部分を含む領域を二次元イメージングしながら、Fe、Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Tiの9種の金属元素に由来するスペクトルの測定を行う。   About 1 μl of each of the obtained ferrite fine particle suspensions, total 256 species, is collected and mixed, and then the ferrite fine particles contained therein are collected once and resuspended in 100 μl of pure water. 1 μl of this resuspension is placed on a copy paper. Spot and dry. Next, the copy paper is appropriately cut out, and the metal element composition contained in the existing ferrite fine particles is measured for each spotting portion. In this example, a TOF-SIMS device (manufactured by ION-TOF: TOF-SIMS IV), an XPS device (manufactured by JEOL: JPS-9200), an AES device (manufactured by JEOL: JAMP-9500F) are used. Measurement of spectra derived from nine types of metal elements such as Fe, Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, and Ti, while two-dimensional imaging of each spotting region is performed using three types of measurement methods. I do.

二次元イメージングの結果、三種の測定手法のいずれにおいて、各スポッティング部位から、主成分金属元素に由来するスペクトルに基づき、各フェライト微粒子存在領域(スポット領域)のイメージが得られる。同時に、それぞれのフェライト微粒子中に含有される、微量成分金属元素に由来するスペクトルに関しても、他の成分金属元素に起因する干渉を受けず、少なくとも微量成分金属元素:Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Tiの個々に特徴的なスペクトルが測定可能であることが確認された。すなわち、フェライト微粒子中に含まれる主成分金属元素Feに対して、配合可能な微量成分金属元素として、Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Tiの8種の金属元素を選択し、該8種金属元素の含有の有無によって、二進法8桁の数値情報に相当する標識を付すことで、合計256種(28種)のフェライト微粒子を判別可能であることが確認された。 As a result of the two-dimensional imaging, an image of each ferrite fine particle existing region (spot region) is obtained from each spotting site based on the spectrum derived from the main component metal element in any of the three types of measurement methods. At the same time, the spectrum derived from the trace component metal element contained in each ferrite fine particle is not subject to interference caused by other component metal elements, and at least the trace component metal elements: Co, Ni, Mn, Zn, It was confirmed that individual characteristic spectra of Cu, Mg, Al, and Ti can be measured. That is, eight metal elements of Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, and Ti are selected as traceable metal elements that can be added to the main component metal element Fe contained in the ferrite fine particles. , the presence or absence of the content of the eight metallic element, by subjecting a label corresponding to binary 8-digit numerical information, it was confirmed to be possible determine the ferrite particles of the total of 256 species (28 species).

次いで、上記256種のフェライト微粒子のうち、「Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Ti」で標識された微粒子及び「Co、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Ti」で標識された微粒子の二種について、以下の工程によりオリゴヌクレオチドプローブを結合した。
(1)適当量の微粒子を0.5mlのマイクロチューブに取り、エタノール100μlを加えて震盪攪拌後、上述の磁石を利用したセパレーターを用いてエタノールを除き、微粒子を回収した。
(2)アミノ基を結合したシランカップリング剤、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン KBM603(信越化学工業)の1wt%水溶液を室温下で2時間攪拌し、上記シラン化合物の分子内のメトキシ基を加水分解した。次いでこの溶液100μlに上記(1)で得た微粒子を室温で1時間浸漬した後、純水で洗浄し、回収後、乾燥させた。次に120℃に加熱したオーブン中で1時間ベークして最終的に微粒子表面にアミノ基を導入した。
(3)N−(6−マレイミドカプロイロキシ)スクシンイミド(EMCS)2.7mgを、ジメチルスルホキシド(DMSO)/エタノールの1:1混合溶液に濃度が0.3mg/mlとなる様に溶解した。シランカップリング処理を行った微粒子をこのEMCS溶液の100μlに室温で2時間浸漬して、シランカップリング処理によって基板表面に担持されているアミノ基とEMCS溶液のスクシンイミド基を反応させた。この段階で微粒子表面にはEMCS由来のマレイミド基が存在することになる。EMCS溶液から引き上げた基板はDMSO及びエタノールの混合溶媒及びエタノールで順次洗浄した後、減圧下乾燥させた。
(4)DNA合成業者(株式会社ベックス)に依頼して配列番号:1の塩基配列を有する一本鎖核酸と、配列番号:2の塩基配列を有する一本鎖核酸の2種の核酸を合成した。なお、それぞれの一本鎖DNAの5’末端には合成時にチオールモディファイア(グレンリサーチ社)を用いる事によってチオール(SH)基を導入した。なお、脱保護、DNAの回収は定法により行い、また、精製にはHPLCを用いた。合成から精製までの一連の工程はすべて合成業者に依頼して行った。
配列番号:1
5' HS-(CH2)6-O-PO2-O-ACTGGCCGTCGTTTTACA 3'
配列番号:2
5' HS-(CH2)6-O-PO2-O-CGTACGATCGATGTAGCTAGCATGC 3'
(5)上記一本鎖DNAを8μMの濃度で50mMリン酸緩衝液(pH7.0)にそれぞれ溶解し、この溶液各100μlに(3)で得られた微粒子を室温下1時間浸漬して、微粒子上のマレイミド基と核酸のチオール基を反応させ、プローブとしての核酸を微粒子上の結合した。その後、上記リン酸緩衝液で適宜洗浄して、そのまま、次に使用するまで、緩衝液中で4℃で保存した。
Next, among the 256 types of ferrite fine particles, fine particles labeled with “Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, Ti” and labeled with “Co, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, Ti”. For two types of fine particles, oligonucleotide probes were bound by the following steps.
(1) An appropriate amount of fine particles was placed in a 0.5 ml microtube, 100 μl of ethanol was added and shaken and stirred, and then ethanol was removed using a separator using the magnet described above, and the fine particles were collected.
(2) A 1 wt% aqueous solution of an amino group-bonded silane coupling agent, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane KBM603 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is stirred at room temperature for 2 hours, and the silane The methoxy group in the molecule of the compound was hydrolyzed. Subsequently, the fine particles obtained in (1) above were immersed in 100 μl of this solution at room temperature for 1 hour, washed with pure water, collected, and dried. Next, it was baked in an oven heated to 120 ° C. for 1 hour to finally introduce amino groups onto the surface of the fine particles.
(3) 2.7 mg of N- (6-maleimidocaproyloxy) succinimide (EMCS) was dissolved in a 1: 1 mixed solution of dimethyl sulfoxide (DMSO) / ethanol to a concentration of 0.3 mg / ml. The fine particles subjected to the silane coupling treatment were immersed in 100 μl of the EMCS solution at room temperature for 2 hours to react the amino group supported on the substrate surface by the silane coupling treatment with the succinimide group of the EMCS solution. At this stage, an EMCS-derived maleimide group is present on the surface of the fine particles. The substrate pulled up from the EMCS solution was sequentially washed with a mixed solvent of DMSO and ethanol and ethanol, and then dried under reduced pressure.
(4) Requesting a DNA synthesizer (Vex Co., Ltd.) to synthesize two types of nucleic acid, a single-stranded nucleic acid having the base sequence of SEQ ID NO: 1 and a single-stranded nucleic acid having the base sequence of SEQ ID NO: 2. did. A thiol (SH) group was introduced into the 5 ′ end of each single-stranded DNA by using a thiol modifier (Glen Research) at the time of synthesis. Deprotection and DNA recovery were performed by conventional methods, and purification was performed using HPLC. All the series of steps from synthesis to purification were performed by a synthesizer.
SEQ ID NO: 1
5 'HS- (CH2) 6 -O-PO 2 -O-ACTGGCCGTCGTTTTACA 3'
SEQ ID NO: 2
5 'HS- (CH 2 ) 6 -O-PO 2 -O-CGTACGATCGATGTAGCTAGCATGC 3'
(5) The single-stranded DNA is dissolved in 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) at a concentration of 8 μM, and the microparticles obtained in (3) are immersed in 100 μl of each solution for 1 hour at room temperature. The maleimide group on the microparticles and the thiol group of the nucleic acid were reacted to bind the nucleic acid as a probe on the microparticle. Thereafter, it was appropriately washed with the above-mentioned phosphate buffer and stored as it was at 4 ° C. in the buffer until it was used next time.

この核酸結合微粒子を純水で適宜洗浄、回収、減圧乾燥した後、上述の方法に基づきTOF−SIMS装置によって観察した。その結果、二種にフェライト微粒子について、それぞれ標識子としての原子に加えて、核酸のリン酸部位のフラグメントイオンであるPO-、PO2 -、PO3 -の各イオン、及び塩基のフラグメントイオンが強く観察された。観察された上記イオンのなかでは、PO2 -、PO3 -が特に強く観察された。また、核酸を微粒子に結合する際の核酸濃度を変えて反応させて、同様にTOF−SIMSでPO2 -、PO3 -イオンについて観察したところ、核酸濃度の一定の範囲で、核酸濃度に直線的に比例したイオン強度が観察された。 The nucleic acid-binding fine particles were appropriately washed with pure water, recovered and dried under reduced pressure, and then observed with a TOF-SIMS apparatus based on the above-described method. As a result, for the two types of ferrite fine particles, in addition to the atom as the label, each of the ion ions of PO , PO 2 , PO 3 and the fragment ions of the phosphoric acid moiety of the nucleic acid Strongly observed. Among the observed ions, PO 2 and PO 3 were particularly strongly observed. In addition, when the nucleic acid concentration at the time of binding the nucleic acid to the microparticles was changed and reacted, and the PO 2 and PO 3 ions were similarly observed with TOF-SIMS, the nucleic acid concentration was linear within a certain range of the nucleic acid concentration. Proportional ionic strength was observed.

以上より、本発明の、原子による標識子を付与されたプローブ結合微粒子と、該微粒子と結合したプローブの判別、及び該プローブの微粒子上での検出、特定と、相対的ではあるが、定量が可能であることが示された。   From the above, according to the present invention, the probe-bound microparticles provided with atomic labels and the probes bound to the microparticles, and the detection and identification of the probes on the microparticles are relative, but quantitative. It was shown to be possible.

次に、モデル標的核酸として、下記配列番号:3及び配列番号:4として、上記配列番号:1及び配列番号:2の核酸の塩基配列のそれぞれに相補的な塩基配列を有する一本鎖核酸を合成した。   Next, as a model target nucleic acid, a single-stranded nucleic acid having a base sequence complementary to each of the base sequences of the above-mentioned nucleic acids of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 as SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4 Synthesized.

なおA(Br)は臭素原子を結合したアデニル酸を表し、この部分は下図に構造を示した8−ブロモ−3’−デオキシアデノシンフォスフォロアミダイト(グレンリサーチ社)を用いて、自動合成機での合成時に導入した。脱保護、DNAの回収は定法により行い、また、精製にはHPLCを用いた。合成から精製までの一連の工程は同様にすべて合成業者に依頼して行った。
配列番号:3
5' TGTA(Br)A(Br)A(Br)A(Br)CGA(Br)CGGCCA(Br)GT 3'
配列番号:4
5' GCA(Br)TGCTA(Br)GCTA(Br)CA(Br)TCGA(Br)TCGTA(Br)CG 3'
A (Br) represents adenylic acid having a bromine atom bonded thereto, and this part is an automatic synthesizer using 8-bromo-3′-deoxyadenosine phosphoramidite (Glen Research) whose structure is shown in the figure below. It was introduced at the time of synthesis. Deprotection and DNA recovery were performed by conventional methods, and purification was performed using HPLC. A series of steps from synthesis to purification was similarly performed by a synthesizer.
SEQ ID NO: 3
5 'TGTA (Br) A (Br) A (Br) A (Br) CGA (Br) CGGCCA (Br) GT 3'
SEQ ID NO: 4
5 'GCA (Br) TGCTA (Br) GCTA (Br) CA (Br) TCGA (Br) TCGTA (Br) CG 3'

Figure 2007046975
Figure 2007046975

これらの核酸を、1MのNaClを含む50mMリン酸緩衝液(pH7.0)に、ぞれぞれ50nMの濃度で溶解し、その100μlに、前記配列番号:1、及び配列番号:2のプローブ核酸を結合した粒子適量を混合して分散し、40℃で16時間静置して、微粒子上のプローブ核酸と標的核酸とのハイブリダイゼーションを図った。その後、室温下、上記緩衝液、次いで純水で洗浄後、微粒子を回収し、減圧下、乾燥した。   These nucleic acids were dissolved in 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) containing 1 M NaCl at a concentration of 50 nM, and 100 μl thereof was dissolved in the probes of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2. An appropriate amount of particles to which nucleic acid was bound was mixed and dispersed, and allowed to stand at 40 ° C. for 16 hours, and hybridization between the probe nucleic acid on the microparticles and the target nucleic acid was attempted. Thereafter, after washing with the above buffer solution and then with pure water at room temperature, the fine particles were collected and dried under reduced pressure.

次に、ハイブリダイゼーションを行なった微粒子を、上述の方法に基づきTOF−SIMS装置によって観察した。その結果、当該する相補鎖とハイブリダイゼーションを行なったフェライト微粒子から、該微粒子に付与した標識子としての原子、核酸プローブと標的核酸に由来する前記フラグメントイオン、及び標的核酸由来のBr-イオンが観察された。なお、Br-イオンは、天然に存在する同位体イオンとして、79Br-81Br-イオン双方が、ほぼ同じイオン強度で観察された。また、非相補的な核酸とハイブリダイゼーションを行なったフェライト粒子からは、標識子としての原子と、核酸プローブ由来のフラグメントイオンは観察されたが、Br-イオンは観察されなかった。また、ハイブリダイゼーション時の標的核酸濃度を変えて反応させて、TOF−SIMS装置で観察したところ、標的核酸濃度の一定の範囲で、標的核酸濃度に直線的に比例したBr-イオン強度が観察された。 Next, the microparticles subjected to hybridization were observed with a TOF-SIMS apparatus based on the above-described method. As a result, the atom as a label attached to the fine particle, the fragment ion derived from the nucleic acid probe and the target nucleic acid, and the Br ion derived from the target nucleic acid are observed from the ferrite fine particle hybridized with the complementary strand. It was done. Incidentally, Br - ions as isotopic ions present in nature, 79 Br -, 81 Br - ions both was observed at approximately the same ionic strength. In addition, from ferrite particles hybridized with non-complementary nucleic acids, atoms as a label and fragment ions derived from nucleic acid probes were observed, but Br ions were not observed. Moreover, when the target nucleic acid concentration at the time of hybridization was changed and reacted, and observed with the TOF-SIMS apparatus, Br ion intensity linearly proportional to the target nucleic acid concentration was observed within a certain range of the target nucleic acid concentration. It was.

これらにより、本発明の原子による標識子を付与されたプローブ結合微粒子に結合した核酸プローブと特異的に結合(ハイブリダイゼーション)する標的核酸の、該標的核酸には含有し、該微粒子、もしくは、該微粒子に結合したプローブには含有しない原子を用いての検出、特定、相対的ではあるが定量が可能であることが示された。   Thus, the target nucleic acid of the target nucleic acid that specifically binds (hybridizes) to the nucleic acid probe bound to the probe-bound microparticle provided with the label of the atom of the present invention is contained in the target nucleic acid, It was shown that detection, identification, and relative quantification were possible using atoms not contained in the probe bound to the microparticles.

なお、本実施例で言及した256種のフェライト微粒子には、任意のプローブを結合して、該プローブと特異的に結合する標的物質の検出に用いることができる。   In addition, arbitrary probes can be couple | bonded with 256 types of ferrite fine particles referred to in the present Example, and it can use for the detection of the target substance couple | bonded specifically with this probe.

(実施例2)
本実施例2においては、フェライトを構成する主成分金属元素の鉄に加えて、微量成分金属元素として、Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Tiの8種の金属元素に、さらに、Ga、Ge、Ag、Pdの4種の金属元素を加えた、合計12種の金属元素から選択される1種以上の金属元素を添加するフェライト微粒子、ならびに、これら12種の金属元素はいずれも添加されていないフェライト微粒子を調製する。すなわち、少なくとも、Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Ti、Ga、Ge、Ag、Pdの12種の金属元素から選択される1種以上の金属元素を添加するフェライト微粒子は、前記12種の金属元素中、含有される金属元素の種類によって、(212−1)種=4095種に分類される。更に、これら12種の金属元素はいずれも添加されていないフェライト微粒子を加えて、調製されるフェライト微粒子は、その組成中における、該金属元素12種個々の含有の有無に基づき、合計4096種に分類される。
(Example 2)
In Example 2, in addition to iron as a main component metal element constituting ferrite, as trace component metal elements, eight kinds of metal elements such as Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, and Ti are used. Further, ferrite fine particles to which one or more metal elements selected from a total of 12 kinds of metal elements, including four kinds of metal elements of Ga, Ge, Ag, and Pd, are added, and these 12 kinds of metal elements are: Ferrite fine particles to which none of them are added are prepared. That is, ferrite fine particles to which at least one metal element selected from 12 metal elements of Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, Ti, Ga, Ge, Ag, and Pd is added. Among the 12 types of metal elements, (2 12 −1) types = 4095 types are classified according to the types of metal elements contained. Further, ferrite fine particles to which none of these 12 kinds of metal elements are added are added, and the ferrite fine particles to be prepared have a total of 4096 kinds based on the presence or absence of each of the 12 kinds of metal elements in the composition. being classified.

なお、本実施例においても、フェライト微粒子の作製時に利用する、複数の金属元素イオンを含む溶液中では、微量成分として添加される各金属元素イオンの濃度は同一とした。但し、主成分金属元素のFe含有量に対する、前記12種の金属元素個々の含有量は、実施例1における比率の8/12に低下させている。また、最終的に作製されるフェライト微粒子の粒子径は、おおよそ500nmであった。   Also in this example, the concentration of each metal element ion added as a trace component was the same in the solution containing a plurality of metal element ions used when producing the ferrite fine particles. However, the content of each of the 12 metal elements with respect to the Fe content of the main component metal element is reduced to 8/12 of the ratio in Example 1. Further, the particle diameter of the finally produced ferrite fine particles was approximately 500 nm.

調製されたフェライト微粒子は、各反応液から分離し、超純水で洗浄する。なお、反応液からの回収分離、洗浄後の回収等、フェライト微粒子の回収・分離操作では、磁石を用いてフェライト粒子を集める手法を利用している。合計4096種の、洗浄済フェライト微粒子は、それぞれ超純水に懸濁し、分散濃度約5.5mg/mL(約500粒子/μL)の懸濁液とする。   The prepared ferrite fine particles are separated from each reaction solution and washed with ultrapure water. In the recovery / separation operation of the ferrite fine particles such as recovery / separation from the reaction solution and recovery after washing, a technique of collecting ferrite particles using a magnet is used. A total of 4096 kinds of washed ferrite fine particles are suspended in ultrapure water, respectively, to give suspensions having a dispersion concentration of about 5.5 mg / mL (about 500 particles / μL).

得られるフェライト微粒子懸濁液、合計4096種から、それぞれ約1μlを採取し、混合した後、一旦含まれるフェライト微粒子集め、100μLの純水に再懸濁し、この再懸濁液1μLをコピー紙上にスポッティングして乾燥する。次いで、実施例1と同様の測定手順・条件において、前記コピー用紙を適宜切り取り、各スポッティング部分について、存在しているフェライト微粒子中に含有される金属元素組成を測定する。   About 1 μl of each of the resulting ferrite fine particle suspensions, totaling 4096 types, was collected and mixed, and then the ferrite fine particles contained therein were collected once and resuspended in 100 μl of pure water. Spot and dry. Next, in the same measurement procedure and conditions as in Example 1, the copy paper is appropriately cut out and the metal element composition contained in the existing ferrite fine particles is measured for each spotting portion.

本実施例2のフェライト微粒子に関しても、二次元イメージングの結果、三種の測定手法のいずれにおいて、各スポッティング部位から、主成分金属元素に由来するスペクトルに基づき、各フェライト微粒子存在領域(スポット領域)のイメージが得られる。同時に、それぞれのフェライト微粒子中に含有される、微量成分金属元素に由来するスペクトルに関しても、他の成分金属元素に起因する干渉を受けず、少なくとも微量成分金属元素:
Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Ti、Ga、Ge、Ag、Pdの個々に特徴的なスペクトルが測定可能であることが確認された。すなわち、フェライト微粒子中に含まれる主成分金属元素Feに対して、配合可能な微量成分金属元素として、Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Ti、Ga、Ge、Ag、Pdの12種の金属元素を選択し、該12種金属元素の含有の有無によって、二進法8桁の数値情報に相当する標識を付すことで、合計4096種(212種)のフェライト微粒子を判別可能であることが確認された。
As for the ferrite fine particles of Example 2, as a result of two-dimensional imaging, in any of the three types of measurement methods, each of the ferrite fine particle existing regions (spot regions) is based on the spectrum derived from the main component metal element from each spotting site. An image is obtained. At the same time, the spectrum derived from the trace component metal elements contained in each ferrite fine particle is not affected by interference from other component metal elements, and at least the trace component metal elements:
It was confirmed that characteristic spectra of each of Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, Ti, Ga, Ge, Ag, and Pd can be measured. That is, for the main component metal element Fe contained in the ferrite fine particles, the trace component metal elements that can be blended are Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, Ti, Ga, Ge, Ag, and Pd. select the 12 metal elements, the presence or absence of the content of the 12 bimetallic element, by subjecting a label corresponding to binary 8-digit numerical information, it can determine the ferrite particles of the total 4096 species (2 12 kinds) It was confirmed that there was.

以上の結果から、フェライトを構成する主成分金属元素の鉄に加えて、微量成分金属元素として、選択可能な金属元素の種類数を更に増した際、この多数種の金属元素の何れについても、各種の検出手段を適用して、金属元素個々に特徴的なスペクトルを測定し、その含有量の評価が可能である限り、フェライト微粒子に付すことが可能な標識の種類を増すことが可能であることが検証される。   From the above results, in addition to the main component metal element iron constituting the ferrite, as a trace component metal element, when further increasing the number of types of metal elements that can be selected, for any of these multiple types of metal elements, Various types of detection means can be applied to measure the characteristic spectrum of each metal element, and as long as its content can be evaluated, it is possible to increase the types of labels that can be attached to ferrite fine particles. It is verified that

次いで、上記4096種のフェライト微粒子のうち、「Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Ti、Ga、Ge、Ag」で標識された微粒子、及び「Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Ti、Ga、Ge、Ag、Pd」で標識された微粒子の二種について、実施例1と同様な方法によりプローブとしてのオリゴペプチド核酸を結合した。ただし、結合に用いるプローブの微粒子上のマレイミド基と結合に関与するチオール基は、上記オリゴペプチド核酸のアミノ末端(核酸プローブでいう5’末端)に核酸塩基を有しないシステイン残基を結合することによって導入した。塩基配列は配列番号:1、及び配列番号:2と同一である。なお、オリゴペプチド核酸の合成も株式会社ベックスに依頼して行なった。   Next, among the 4096 types of ferrite fine particles, fine particles labeled with “Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, Ti, Ga, Ge, Ag”, and “Ni, Mn, Zn, Cu, For two types of microparticles labeled with “Mg, Al, Ti, Ga, Ge, Ag, Pd”, oligopeptide nucleic acids as probes were bound in the same manner as in Example 1. However, the maleimide group on the fine particle of the probe used for binding and the thiol group involved in binding bind a cysteine residue having no nucleobase to the amino terminus of the oligopeptide nucleic acid (the 5 ′ end in the nucleic acid probe). Introduced by. The base sequence is identical to SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2. The oligopeptide nucleic acid was also synthesized by Bex Corporation.

上記オリゴペプチド核酸プローブを結合した微粒子をTOF−SIMS装置で観察したところ、微粒子の標識子としての原子に加えて、オリゴペプチド核酸プローブ由来の核酸塩基のフラグメントが観察された。オリゴペプチド核酸プローブの他のフラグメントイオンは観察されないか、あるいは、アミノシランカップリング剤、もしくは、EMCS由来のフラグメントイオンと区別できなかった。   When the microparticles bound with the oligopeptide nucleic acid probe were observed with a TOF-SIMS apparatus, nucleobase fragments derived from the oligopeptide nucleic acid probe were observed in addition to the atoms as the label of the microparticle. Other fragment ions of the oligopeptide nucleic acid probe were not observed or could not be distinguished from aminosilane coupling agents or fragment ions derived from EMCS.

次に、上記オリゴペプチド核酸プローブを結合した二種のフェライト粒子に対し、実施例1と同様な方法でハイブリダイゼーションを行なった。ただし、用意した相補鎖は、塩基配列は配列番号3、及び4と同一であるが、臭素原子は一切結合していない。   Next, hybridization was performed in the same manner as in Example 1 on the two types of ferrite particles to which the oligopeptide nucleic acid probe was bound. However, the prepared complementary strand has the same base sequence as SEQ ID NOs: 3 and 4, but has no bromine atom bonded thereto.

ハイブリダイゼーション後のフェライト微粒子をTOF−SIMS装置で観察したところ、当該の相補鎖とハイブリダイゼーションを行なったフェライト微粒子からのみ、微粒子の標識子としての原子に加えて、標的核酸由来で、微粒子自体、及びオリゴペプチド核酸には含有しない、PO-、PO2 -、PO3 -の各イオンが観察された。 When the ferrite fine particles after hybridization were observed with a TOF-SIMS apparatus, only from the ferrite fine particles hybridized with the complementary strand, in addition to the atoms as the fine particle labels, the target nucleic acid derived fine particles themselves, In addition, PO , PO 2 and PO 3 ions which were not contained in the oligopeptide nucleic acid were observed.

また、実施例1と同様に、ハイブリダイゼーション時の標的核酸濃度を変えて反応させて、TOF−SIMS装置で観察したところ、標的核酸濃度の一定の範囲で、標的核酸濃度に直線的に比例したPO2 -、PO3 -強度が観察された。 Further, as in Example 1, the reaction was carried out by changing the target nucleic acid concentration at the time of hybridization, and observed with a TOF-SIMS device, and was linearly proportional to the target nucleic acid concentration within a certain range of the target nucleic acid concentration. PO 2 and PO 3 intensities were observed.

これらの結果より、オリゴペプチド核酸プローブ、未標識標的核酸の場合においても、実施例1と同様に本発明の有用性が示された。   From these results, in the case of the oligopeptide nucleic acid probe and the unlabeled target nucleic acid, the usefulness of the present invention was shown as in Example 1.

なお、本実施例で言及した4096種のフェライト微粒子には、任意のプローブを結合して、該プローブと特異的に結合する標的物質の検出に用いることができる。   An arbitrary probe can be bound to the 4096 types of ferrite fine particles referred to in the present embodiment and used for detection of a target substance that specifically binds to the probe.

(実施例3)
本実施例3においても、フェライトを構成する主成分金属元素の鉄に加えて、微量成分金属元素として、Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Tiの8種の金属元素から選択される1種以上の金属元素を添加するフェライト微粒子、ならびに、これら8種の金属元素はいずれも添加されていないフェライト微粒子を調製する。なお、本実施例3においては、フェライト微粒子の作製時に利用する、複数の金属元素イオンを含む溶液中では、微量成分として添加される各金属元素イオンの濃度に関して、NiとZnの二種については、実施例1と同一の濃度と、その1/10濃度の二つの水準を用いた。
(Example 3)
Also in Example 3, in addition to iron as a main component metal element constituting ferrite, a trace component metal element is selected from eight metal elements of Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, and Ti. Ferrite fine particles to which one or more metal elements are added and ferrite fine particles to which none of these eight metal elements are added are prepared. In Example 3, in the solution containing a plurality of metal element ions used when producing the ferrite fine particles, regarding the concentration of each metal element ion added as a trace component, two types of Ni and Zn are used. Two levels of the same concentration as in Example 1 and 1/10 of the concentration were used.

すなわち、少なくとも、Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Tiの8種の金属元素から選択される1種以上の金属元素を添加するフェライト微粒子は、Co、Mn、Cu、Mg、Al、Tiの6種の金属元素中、含有される金属元素の種類(場合の数26)、ならびに、NiとZnの二種に関する含有量の水準(各三水準:0、1/10、1)の差違(場合の数32)によって、(26×32−1)種=575種に分類される。更に、これら8種の金属元素はいずれも添加されていないフェライト微粒子を加えて、調製されるフェライト微粒子は、その組成中における、該金属元素8種個々の含有量の水準に基づき、合計576種(26×32種)に分類される。なお、本実施例においても、最終的に作製されるフェライト微粒子の粒子径は、おおよそ500nmであった。 That is, at least ferrite fine particles to which one or more metal elements selected from eight metal elements of Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, and Ti are added are Co, Mn, Cu, Mg, Among the six kinds of metal elements of Al and Ti, the kind of metal element contained (number of cases 2 6 ), and the content level concerning two kinds of Ni and Zn (each three levels: 0, 1/10, According to the difference of 1) (number of cases 3 2 ), (2 6 × 3 2 −1) types = 575 types are classified. Further, ferrite fine particles to which none of these eight kinds of metal elements are added are added, and the total number of 576 kinds of ferrite fine particles is based on the content level of each of the eight kinds of metal elements in the composition. It is classified as (2 6 × 3 2 types). Also in this example, the particle diameter of the finally produced ferrite fine particles was approximately 500 nm.

得られるフェライト微粒子懸濁液、合計575種から、それぞれ約1μlを採取し、コピー紙上にスポッティングして乾燥する。次いで、実施例1と同様の測定手順・条件において、前記コピー用紙を適宜切り取り、各スポッティング部分について、存在しているフェライト微粒子中に含有される金属元素組成を測定する。   About 1 μl is collected from each of the obtained ferrite fine particle suspensions (total 575 types), spotted on a copy paper and dried. Next, in the same measurement procedure and conditions as in Example 1, the copy paper is appropriately cut out and the metal element composition contained in the existing ferrite fine particles is measured for each spotting portion.

本実施例3のフェライト微粒子に関しても、二次元イメージングの結果、三種の測定手法のいずれにおいて、各スポッティング部位から、主成分金属元素に由来するスペクトルに基づき、各フェライト微粒子存在領域(スポット領域)のイメージが得られる。同時に、それぞれのフェライト微粒子中に含有される、微量成分金属元素に由来するスペクトルに関しても、他の成分金属元素に起因する干渉を受けず、少なくとも微量成分金属元素:Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Ti、Ga、Ge、Ag、Pdの個々に特徴的なスペクトルが測定可能であること、加えて、NiとZnの二種に関する含有量水準の相違も明確に判別可能であることが確認された。すなわち、フェライト微粒子中に含まれる主成分金属元素Feに対して、配合可能な微量成分金属元素として、Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Tiの8種の金属元素を選択し、該8種金属元素の含有量水準の差違によって、二進法8桁の数値情報を超え、例えば、二進法6桁と三進法2桁からなる数値情報に相当する標識を付すことで、合計576種(26×32種)のフェライト微粒子を判別可能であることが確認された。 As for the ferrite fine particles of Example 3, as a result of two-dimensional imaging, in any of the three kinds of measurement methods, each of the ferrite fine particle existing regions (spot regions) is based on the spectrum derived from the main component metal element from each spotting site. An image is obtained. At the same time, the spectrum derived from the trace component metal element contained in each ferrite fine particle is not subject to interference caused by other component metal elements, and at least the trace component metal elements: Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, Ti, Ga, Ge, Ag, Pd can be measured individually characteristic spectrum, in addition, the difference in content level of Ni and Zn can be clearly distinguished It was confirmed that there was. That is, eight metal elements of Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, and Ti are selected as traceable metal elements that can be added to the main component metal element Fe contained in the ferrite fine particles. , Due to the difference in the content level of the eight metal elements, it exceeds the binary 8-digit numerical information, for example, by attaching labels corresponding to the numerical information consisting of 6-digit binary and 2-digit binary, a total of 576 types it was confirmed to be possible determine the ferrite particles of (2 6 × 3 2 kinds).

以上の結果から、フェライトを構成する主成分金属元素の鉄に加えて、微量成分金属元素として、選択可能な金属元素の種類数(n)に対して、このn種の金属元素の何れについても、各種の検出手段を適用して、金属元素個々に特徴的なスペクトルを測定し、その含有の有無のみでなく、含有量の複数水準(水準数M)の評価が可能である限り、例えば、M進法n桁の数値情報に相当する標識をフェライト微粒子に付すことが可能であることが検証される。次いで、上記576種のフェライト粒子のうち、「Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Ti」の8原子のNi原子について、非含有、実施例1と同一の濃度と、その1/10濃度の二つの水準、計三種の微粒子について、以下の方法により核酸プローブを結合した。
(1)実施例1と全く同様の方法により、アミノシランカップリング剤、及びEMCSによる処理を行い、微粒子表面にマレイミド基を導入した。
(2)0.5mg/mlの1−チオグリセロール(シグマ・アルドリッチ)水溶液を作製し、この100μlに上記三種のフェライト微粒子の適量を浸漬して、微粒子表面に水酸基を導入した。
(3)上記水酸基を導入した三種のフェライト微粒子に対して、核酸自動合成機により、前記配列番号:1及び配列番号:2に加えて、下記配列番号:5の核酸を、それぞれプローブ核酸として逐次合成した。
配列番号:5
5' HS-(CH2)6-O-PO2-O-TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT 3'
なお、合成は株式会社BEXに依頼して行なった。合成のプロトコールは全て定法により行なった。
From the above results, in addition to iron as a main component metal element constituting ferrite, as a trace component metal element, any of the n types of metal elements can be selected with respect to the number of selectable metal elements (n). As long as it is possible to apply various detection means to measure a characteristic spectrum of each metal element and evaluate not only the presence / absence of the metal element but also multiple levels of content (number of levels M), for example, It is verified that it is possible to attach a label corresponding to numerical information of M-digit n-digit numbers to the ferrite fine particles. Next, among the 576 types of ferrite particles, the eight Ni atoms of “Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, Ti” are not contained, and the same concentration as in Example 1 and the 1 Nucleic acid probes were bound by the following method for two levels of / 10 concentration, a total of three types of microparticles.
(1) In the same manner as in Example 1, treatment with an aminosilane coupling agent and EMCS was performed to introduce maleimide groups on the surface of the fine particles.
(2) A 0.5 mg / ml 1-thioglycerol (Sigma-Aldrich) aqueous solution was prepared, and an appropriate amount of the three types of ferrite fine particles was immersed in 100 μl to introduce hydroxyl groups on the surface of the fine particles.
(3) Using the nucleic acid automatic synthesizer, in addition to the above-mentioned SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2, the following nucleic acids of SEQ ID NO: 5 are sequentially used as probe nucleic acids for the three types of ferrite fine particles introduced with hydroxyl groups. Synthesized.
SEQ ID NO: 5
5 'HS- (CH 2 ) 6 -O-PO 2 -O-TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT 3'
The synthesis was performed by requesting BEX Co., Ltd. All the synthesis protocols were carried out by standard methods.

この三種の核酸を結合した微粒子をTOF−SIMS装置によって観察した。その結果、三種にフェライト微粒子について、それぞれ標識子としての原子をNi原子の三水準を含めて検出可能であったのに加えて、核酸のリン酸部位のフラグメントイオンであるPO-、PO2 -、PO3 -の各イオン、及び塩基のフラグメントイオンが強く観察された。配列番号5のプローブを結合した微粒子からは塩基由来のフラグメントイオンとして、チミン由来のフラグメントイオンのみが観察された。上記イオンのなかでは、PO2 -、PO3 -が特に強く観察された。 The fine particles to which these three kinds of nucleic acids were bound were observed with a TOF-SIMS apparatus. As a result, for three types of ferrite fine particles, the atoms as the labeling elements including the three levels of Ni atoms could be detected, respectively, and in addition, PO and PO 2 which are fragment ions at the phosphate site of the nucleic acid. , PO 3 ions, and fragment ions of the base were strongly observed. From the microparticles to which the probe of SEQ ID NO: 5 was bound, only thymine-derived fragment ions were observed as base-derived fragment ions. Among the ions, PO 2 and PO 3 were particularly strongly observed.

以上より、本発明の、三水準にわたって存在する原子を含む原子による標識子を付与されたプローブ結合微粒子と、該微粒子と固相逐次合成によって結合したプローブの判別、及び該プローブの微粒子上での検出、及び特定が可能であることが示された。   From the above, according to the present invention, probe-bound microparticles provided with a labeling atom containing atoms existing over three levels, discrimination of the probe bound to the microparticles by solid-phase sequential synthesis, and the probe on the microparticles It was shown that detection and identification are possible.

次に、上記核酸プローブを結合した三種のフェライト粒子に対し、実施例1と同様な方法でハイブリダイゼーションを行なった。用意した相補鎖は、配列番号:3、及び配列番号:4に加えて、配列番号:5に対して相補的な、下記配列番号:6である。
配列番号:6
5' A(Br)A(Br)A(Br)A(Br)A(Br)AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA 3'
なお、配列番号:6の5’末端側の5塩基については配列番号:3、及び配列番号:4と同様に臭素原子が結合されている。
Next, hybridization was performed in the same manner as in Example 1 on the three types of ferrite particles to which the nucleic acid probe was bound. The prepared complementary strand is the following SEQ ID NO: 6 which is complementary to SEQ ID NO: 5 in addition to SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4.
SEQ ID NO: 6
5 'A (Br) A (Br) A (Br) A (Br) A (Br) AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA 3'
As for 5 bases on the 5 ′ end side of SEQ ID NO: 6, a bromine atom is bonded as in SEQ ID NO: 3 and SEQ ID NO: 4.

次に、ハイブリダイゼーションを行なった微粒子を、上述の方法に基づきTOF−SIMS装置によって観察した。その結果、当該する相補鎖とハイブリダイゼーションを行なったフェライト微粒子から、該微粒子に付与した標識子としての原子原をNi原子の三水準を含めて検出可能であった。その上、核酸プローブと標的核酸に由来する前記フラグメントイオン、及び標的核酸由来の79Br-81Br-イオンが観察された。また、非相補的な核酸とハイブリダイゼーションを行なったフェライト粒子からは、標識子としての原子と、核酸プローブ由来のフラグメントイオンは観察されたが、79Br-81Br-イオンは観察されなかった。 Next, the microparticles subjected to hybridization were observed with a TOF-SIMS apparatus based on the above-described method. As a result, it was possible to detect the atomic atom as a label attached to the fine particles including the three levels of Ni atoms from the ferrite fine particles hybridized with the complementary strand. In addition, the fragment ions derived from the nucleic acid probe and the target nucleic acid, and 79 Br and 81 Br ions derived from the target nucleic acid were observed. Further, from the ferrite particles hybridized with the non-complementary nucleic acid, atoms as a label and fragment ions derived from the nucleic acid probe were observed, but 79 Br and 81 Br ions were not observed. .

また、ハイブリダイゼーション時の標的核酸濃度を変えて反応させて、TOF−SIMS装置で観察したところ、標的核酸濃度の一定の範囲で、標的核酸濃度に直線的に比例した79Br-81Br-イオン強度が観察された。 Further, when the reaction was carried out by changing the target nucleic acid concentration at the time of hybridization and observed with a TOF-SIMS apparatus, 79 Br , 81 Br that were linearly proportional to the target nucleic acid concentration within a certain range of the target nucleic acid concentration. Ionic strength was observed.

これらにより、本発明の原子による標識子を付与されたプローブ結合微粒子に、固相逐次合成により結合した核酸プローブと特異的に結合(ハイブリダイゼーション)する標的核酸の、該標的核酸には含有し、該微粒子、もしくは、該微粒子に結合したプローブには含有しない原子を用いての検出、特定、相対的ではあるが定量が可能であることが示された。   Thus, the target nucleic acid contains a target nucleic acid that specifically binds (hybridizes) to the nucleic acid probe bound by solid phase sequential synthesis to the probe-bound microparticles to which the label of the present invention is attached. It was shown that detection, identification and relative quantification were possible using atoms not contained in the microparticles or probes bound to the microparticles.

なお、本実施例で言及した575種のフェライト微粒子には、任意のプローブを結合して、該プローブと特異的に結合する標的物質の検出に用いることができる。   An arbitrary probe can be bound to the 575 types of ferrite fine particles referred to in this example, and used for detection of a target substance that specifically binds to the probe.

(実施例4)
Nature Biotechnology Vol. 18, 438, 2000にはヒト口腔扁平上皮癌のふたつのセルライン、HSC4とHSC5のゲノムDNAのエキソン7の変異を検出するためのオリゴヌクレオチドチップの作製と、このチップを用いての、上記エキソンから誘導された蛍光標識核酸の検出に関して記載されている。本実施例では上記方法に準じて、オリゴヌクレオチドプローブを結合したフェライト微粒子を作製し、標識を蛍光から臭素に替えて標的核酸を合成し、さらに、この標的核酸を用いてハイブリダイゼーションを行った。
Example 4
Nature Biotechnology Vol. No. 18, 438, 2000, two cell lines of human oral squamous cell carcinoma, production of oligonucleotide chip for detecting mutation of exon 7 of genomic DNA of HSC4 and HSC5, and the above exon using this chip For the detection of fluorescently labeled nucleic acids derived from. In this example, in accordance with the above method, ferrite fine particles to which oligonucleotide probes were bound were prepared, the target nucleic acid was synthesized by changing the label from fluorescence to bromine, and further hybridization was performed using this target nucleic acid.

以下に具体的な手順について述べる。
配列番号:7
5' HS-(CH2)6-O-PO2-O-GATGGGCCTCCGGTTCAT 3'
配列番号:8
5' HS-(CH2)6-O-PO2-O-GATGGGCCACCGGTTCAT 3'
配列番号:9
5' HS-(CH2)6-O-PO2-O-GATCGGCCACCGGATCAT 3'
上記HSC4のエキソン7の塩基配列の一部(コドンNo.248を含む部分)に相補的な塩基配列を有し、5’末端に基板への結合のためのチオール基を担持した、配列番号:7の一本鎖核酸をプローブ核酸として、実施例1と同様に合成した。その他に、配列番号:7が完全に相補的であるのに対して、標的塩基配列に対して一塩基、及び三塩基ミスマッチ部位(下線を付したヌクレオチド)を有する一本鎖核酸も合成した(それぞれ配列番号:8、配列番号:9)。
The specific procedure is described below.
SEQ ID NO: 7
5 'HS- (CH 2 ) 6 -O-PO 2 -O-GATGGGCCTCCGGTTCAT 3'
SEQ ID NO: 8
5 'HS- (CH 2 ) 6 -O-PO 2 -O-GATGGGCC A CCGGTTCAT 3'
SEQ ID NO: 9
5 'HS- (CH 2 ) 6 -O-PO 2 -O-GAT C GGCC A CCGG A TCAT 3'
A base sequence complementary to a part of the base sequence of exon 7 of HSC4 (part including codon No. 248) and having a thiol group for binding to the substrate at the 5 ′ end, SEQ ID NO: Seven single-stranded nucleic acids were synthesized in the same manner as in Example 1 using the probe nucleic acid. In addition, while SEQ ID NO: 7 is completely complementary, a single-stranded nucleic acid having single base and three base mismatch sites (underlined nucleotides) with respect to the target base sequence was also synthesized ( SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 9), respectively.

実施例1のCo、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Tiの原子群で標識を施された256種のフェライト微粒子から「Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al、Ti」、「Co、Ni、Mn、Zn、Cu、Mg、Al」、及び「Co、Ni、Mn、Cu、Mg、Al、Ti」で標識された微粒子を選択し、実施例1と同様の方法で、前記、配列番号:7、配列番号:8、及び配列番号:9の一本鎖核酸を、それぞれ結合した。作製されたプローブ結合フェライト微粒子の粒子としての判別と、結合したプローブの確認は、実施例1の手法により行なった。
配列番号:10
E7S : 5' - ACTGGCCTCATCTTGGGCCT- 3' (exon 7, sense)
配列番号:11
E7A : 5' - TGTGCAGGGTGGCAAGTGGC- 3' (exon 7, anti-sense)
From 256 kinds of ferrite fine particles labeled with the atomic group of Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, Ti of Example 1, “Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al, Ti”, Fine particles labeled with “Co, Ni, Mn, Zn, Cu, Mg, Al” and “Co, Ni, Mn, Cu, Mg, Al, Ti” are selected in the same manner as in Example 1, The single-stranded nucleic acids of SEQ ID NO: 7, SEQ ID NO: 8, and SEQ ID NO: 9 were bound to each other. Discrimination of the produced probe-bound ferrite fine particles as particles and confirmation of the bound probe were performed by the method of Example 1.
SEQ ID NO: 10
E7S: 5 '-ACTGGCCTCATCTTGGGCCT- 3' (exon 7, sense)
SEQ ID NO: 11
E7A: 5 '-TGTGCAGGGTGGCAAGTGGC-3' (exon 7, anti-sense)

Figure 2007046975
Figure 2007046975

5−ブロモ−2’−デオキシウリジン三リン酸(Br‐dUTP)
次に、上記、配列番号:10、11のPCRプライマー(株式会社ベックスに合成依頼)を用いて、HSC4のゲノムからエキソン7の部分をPCR反応で増幅した。すなわち、20ngのゲノムDNAと各0.4μMのセンス、アンチセンスプライマーを含む50μlのPCRミクスチャーを94℃(30sec)、60℃(45sec)のサイクルを40回繰り返してPCR増幅を行った。得られる鎖長は171ヌクレオチドと設計されている。
5-Bromo-2′-deoxyuridine triphosphate (Br-dUTP)
Next, the exon 7 portion was amplified from the genome of HSC4 by PCR reaction using the PCR primers of SEQ ID NOS: 10 and 11 (requested for synthesis from Bex Corporation). That is, PCR amplification was performed by repeating a cycle of 94 ° C. (30 sec) and 60 ° C. (45 sec) 40 times with 50 μl of a PCR mixture containing 20 ng of genomic DNA and 0.4 μM of each sense and antisense primer. The resulting chain length is designed to be 171 nucleotides.

次に、上記増幅産物の一部を鋳型として、0.2μMのセンスプライマー(配列番号:10)と、上図に構造を示した臭素標識ヌクレオチドの一種である、5−ブロモ−2’−デオキシウリジン三リン酸(シグマ・アルドリッチ)を、通常の2’−デオキシウリジン三リン酸10μMに1/10の濃度で加えてssPCR(一本鎖PCR)を行った。PCRサイクルは96℃(30sec)、50℃(30sec)、60℃(4min)、25サイクルである。なお、他の三種のデオキシヌクレオチド三リン酸はいずれも10μMの濃度で用いた。また、得られた臭素標識一本鎖DNAはゲルろ過によって精製した。   Next, using a part of the amplification product as a template, 0.2 μM sense primer (SEQ ID NO: 10) and 5-bromo-2′-deoxy, which is a kind of bromine-labeled nucleotide whose structure is shown in the above figure. Ursine triphosphate (Sigma Aldrich) was added to normal 2′-deoxyuridine triphosphate 10 μM at a concentration of 1/10, and ssPCR (single-stranded PCR) was performed. PCR cycles are 96 ° C. (30 sec), 50 ° C. (30 sec), 60 ° C. (4 min), and 25 cycles. The other three deoxynucleotide triphosphates were used at a concentration of 10 μM. The obtained bromine-labeled single-stranded DNA was purified by gel filtration.

上述の三種の核酸プローブ結合フェライト微粒子チップと、上記ssPCR産物とで、実施例1同様な方法によりハイブリダイゼーションを行なった。ただし、ssPCR産物の濃度を10nMとし、緩衝液には20%ホルムアミドを含む6×SSPE(0.9M NaCl、60mM NaH2PO4、6mM EDTA)を用いて、80℃で10min加熱し、ついで、45℃で15時間ハイブリダイゼーションを行ない、その後、2×SSPEを用いて55℃で洗いの操作を加えた。つぎに、純水(室温)で適宜洗浄し、フェライト粒子を回収して、減圧乾燥した。 Hybridization was performed by the same method as in Example 1 using the above-described three nucleic acid probe-bound ferrite fine particle chips and the above ssPCR product. However, the concentration of the ssPCR product was 10 nM, and the buffer was heated at 80 ° C. for 10 min using 6 × SSPE (0.9 M NaCl, 60 mM NaH 2 PO 4 , 6 mM EDTA) containing 20% formamide, Hybridization was performed at 45 ° C. for 15 hours, and then a washing operation was performed at 55 ° C. using 2 × SSPE. Next, it was appropriately washed with pure water (room temperature), and the ferrite particles were collected and dried under reduced pressure.

TOF−SIMS装置で、得られたフェライト微粒子を観測したところ、標的核酸の標的塩基配列部分に完全相補的な核酸プローブを結合した微粒子からは79Br-81Br-イオンが強いイオン強度で観察され、次に、一塩基ミスマッチを有する核酸プローブを結合した微粒子から、上記フルマッチに対して1/10程度の79Br-81Br-イオン強度が観察され、三塩基ミスマッチを有する核酸プローブを結合した微粒子からは79Br-81Br-イオンは観察されなかた。 When the obtained ferrite fine particles were observed with a TOF-SIMS apparatus, 79 Br and 81 Br ions were observed with strong ionic strength from fine particles in which a nucleic acid probe completely complementary to the target base sequence portion of the target nucleic acid was bound. Next, from the fine particles to which a nucleic acid probe having a single base mismatch is bound, 79 Br and 81 Br ionic strengths of about 1/10 of the full match are observed, and a nucleic acid probe having a three base mismatch is bound. 79 Br and 81 Br ions were not observed from the fine particles.

これらより、本発明のプローブ結合微粒子により、実際の細胞ゲノム由来の遺伝子が、PCR時の取り込み標識による標的核酸の標識方法との併用により、一塩基ミスマッチを識別して検出可能であることが示された。   Based on these results, it is shown that the probe-coupled microparticles of the present invention can detect and detect single-base mismatches by using the target cell nucleic acid labeling method with the incorporation label during PCR, in combination with the actual cell genome-derived gene. It was done.

なお、本実施例で言及した256種のフェライト微粒子には、任意のプローブを結合して、該プローブと特異的に結合する標的物質の検出に用いることができる。   In addition, arbitrary probes can be couple | bonded with 256 types of ferrite fine particles referred to in the present Example, and it can use for the detection of the target substance couple | bonded specifically with this probe.

(実施例5)
配列番号:12
E7S : 5' - A(Br)CTGGCCTCA(Br)TCTTGGGCCT- 3' (exon 7, sense)
実施例4の取り込み標識に変えて、ssPCR時のプライマーとして、実施例1の臭素標識モデル標的核酸と同様の方法によって臭素標識した上記配列番号:12(塩基配列は配列番号:10と同一)の一本鎖核酸を用いて標的核酸を標識した。
(Example 5)
SEQ ID NO: 12
E7S: 5 '- A (Br ) CTGGCCTCA (Br) TCTTGGGCCT- 3' (exon 7, sense)
Instead of the incorporation label of Example 4, as a primer for ssPCR, bromine-labeled by the same method as the bromine-labeled model target nucleic acid of Example 1, the above SEQ ID NO: 12 (base sequence is the same as SEQ ID NO: 10) The target nucleic acid was labeled with single stranded nucleic acid.

他は実施例4と同じ手法でハイブリダイゼーション、TOF−SIMS観察をおき行なった。その結果、全体的に実施例4に較べてイオン強度は弱いものの、傾向としては実施例4と同様の結果が得られた。   Other than that, hybridization and TOF-SIMS observation were performed in the same manner as in Example 4. As a result, although the ionic strength was generally weaker than that of Example 4, the same result as that of Example 4 was obtained as a tendency.

これらより、本発明のプローブ結合微粒子により、実際の細胞ゲノム由来の遺伝子が、PCR時のプライマー標識による標的核酸の標識方法との併用により、一塩基ミスマッチを識別して検出可能であることが示された。   These results indicate that the probe-coupled microparticles of the present invention can detect and detect single-base mismatches by using the target cell nucleic acid labeling method with primer labeling in the actual cell genome. It was done.

本発明にかかる物体の標識方法を利用することで、例えば、バイオアッセイに用いるプローブ分子の固定化に利用される微細な粒子状の基体等、微小な物体に対しても、必要に応じて多数種の標識を付すが可能となる。換言するならば、本発明にかかる物体の標識方法を応用して、予め標識を付されている微細な粒子状の基体を利用し、該標識付きの微粒子表面に所定のプローブ分子を固定化することで、微粒子固定型の多数種のプローブ分子に対して、プローブ分子個々の種類判別に利用可能な標識を簡便に施すことが可能となる。また、上記標識方法によって標識された、例えば、微粒子を用いることにより、上記バイオアッセイが可能となる。   By using the object labeling method according to the present invention, for example, a large number of minute objects such as a fine particulate substrate used for immobilization of probe molecules used in bioassays can be used as necessary. It is possible to attach a seed mark. In other words, by applying the object labeling method according to the present invention, a predetermined particle is immobilized on the surface of the labeled fine particle by using a fine particulate substrate that has been previously labeled. Thus, a label that can be used for discriminating the types of individual probe molecules can be easily applied to a large number of types of probe molecules fixed to a fine particle. The bioassay can be performed by using, for example, microparticles labeled by the labeling method.

Claims (36)

プローブを結合した物体であって、
該物体の表面に前記プローブが結合されており、
該物体には標識が付されており、
該標識は、
予め選択される複数種の原子から選択された少なくとも2種類の原子を含み、
前記標識は質量分析法、X線光電子分光法、またはオージェ電子分光法のうちの少なくともいずれかの方法により識別される
ことを特徴とするプローブ結合物体。
An object combined with a probe,
The probe is coupled to the surface of the object;
The object is labeled,
The sign is
Including at least two types of atoms selected from a plurality of types of preselected atoms;
The probe binding object, wherein the label is identified by at least one of mass spectrometry, X-ray photoelectron spectroscopy, and Auger electron spectroscopy.
プローブを結合した物体であって、
該物体の表面に前記プローブが結合されており、
該物体には標識が付されており、
該標識は、標識対象の物体複数、すなわち該物体に結合されているプローブ複数に対して、該物体個々、すなわち該プローブ個々の判別を可能とする離散的な識別情報を付すものであり、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量の有無とを利用して、二進法n桁の数値情報に相当する、含有原子の組成条件を構成した上で、
前記含有原子の組成条件を満足する組成を有する標識子を用いて、
前記二進法n桁の数値情報として表記される、前記離散的な識別情報が付されている
ことを特徴とするプローブ結合物体。
An object combined with a probe,
The probe is coupled to the surface of the object;
The object is labeled,
The label attaches discrete identification information that makes it possible to discriminate each of the objects, that is, each of the probes, with respect to a plurality of objects to be labeled, that is, a plurality of probes coupled to the object.
Using the number of types (n) of a plurality of types of atoms selected in advance and the presence / absence of the content of each of the selected atoms, the composition conditions of contained atoms corresponding to numerical information of binary n digits are configured. And then
Using a indicator having a composition that satisfies the composition conditions of the contained atoms,
The probe coupled object, characterized by being attached with the discrete identification information expressed as the binary n-digit numerical information.
プローブを結合した物体であって、
該物体の表面に前記プローブが結合されており、
該物体には標識が付されており、
該標識は、標識対象の物体複数、すなわち該物体に結合されているプローブ複数に対して、該物体個々、すなわち該プローブ個々の判別を可能とする離散的な識別情報を付すものであり、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量水準とを利用して、少なくとも二進法n桁の数値情報に相当する、含有原子の組成条件を構成した上で、
前記含有原子の組成条件を満足する組成を有する標識子を用いて、
前記少なくとも二進法n桁の数値情報として表記される、前記離散的な識別情報が付されている
ことを特徴とするプローブ結合物体。
An object combined with a probe,
The probe is coupled to the surface of the object;
The object is labeled,
The label attaches discrete identification information that makes it possible to discriminate each of the objects, that is, each of the probes, with respect to a plurality of objects to be labeled, that is, a plurality of probes coupled to the object.
Using the number of types (n) of a plurality of types of atoms selected in advance and the content level of each of the selected atoms, the composition conditions of the contained atoms corresponding to at least binary n-digit numerical information are configured And then
Using a indicator having a composition that satisfies the composition conditions of the contained atoms,
The probe coupled object, wherein the discrete identification information expressed as numerical information of at least binary n digits is attached.
前記標識において、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)を5以上とし、
該原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量とで表示される、数値情報の種類N;N≧ΣnCm=2n−1(1≦m≦n、m、nは正の整数)を、31以上とする
ことを特徴とする請求項2または3に記載のプローブ結合物体。
In the sign,
The number of types (n) of plural types of atoms selected in advance is 5 or more,
Numerical information type N displayed by the number (n) of atoms and the content of each selected atom; N ≧ ΣnCm = 2 n −1 (1 ≦ m ≦ n, m, n are The probe coupling object according to claim 2 or 3, wherein a positive integer) is 31 or more.
前記標識において、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)を8以上とし、
該原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量とで表示される、数値情報の種類N;N≧ΣnCm=2n−1(1≦m≦n、m、nは正の整数)を、255以上とする
ことを特徴とする請求項4に記載のプローブ結合物体。
In the sign,
The number of types (n) of plural types of atoms selected in advance is 8 or more,
Numerical information type N displayed by the number (n) of atoms and the content of each selected atom; N ≧ ΣnCm = 2 n −1 (1 ≦ m ≦ n, m, n are The probe coupling object according to claim 4, wherein a positive integer) is 255 or more.
前記標識において、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)を12以上とし、
該原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量とで表示される、数値情報の種類N;N≧ΣnCm=2n−1(1≦m≦n、m、nは正の整数)を、4095以上とする
ことを特徴とする請求項5に記載のプローブ結合物体。
In the sign,
The number of types (n) of plural types of atoms selected in advance is 12 or more,
Numerical information type N displayed by the number (n) of atoms and the content of each selected atom; N ≧ ΣnCm = 2 n −1 (1 ≦ m ≦ n, m, n are The probe coupling object according to claim 5, wherein a positive integer) is 4095 or more.
前記標識において、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)を16以上とし、
該原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量とで表示される、数値情報の種類N;N≧ΣnCm=2n−1(1≦m≦n、m、nは正の整数)を、65535以上とする
ことを特徴とする請求項6に記載のプローブ結合物体。
In the sign,
The number of types (n) of plural types of atoms selected in advance is 16 or more,
Numerical information type N displayed by the number (n) of atoms and the content of each selected atom; N ≧ ΣnCm = 2 n −1 (1 ≦ m ≦ n, m, n are The probe coupling object according to claim 6, wherein a positive integer) is 65535 or more.
前記標識対象の物体の形状は、不定形微粒子、定形微粒子、繊維、またはシートから選択されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のプローブ結合物体。   The probe coupled object according to any one of claims 1 to 7, wherein the shape of the object to be labeled is selected from amorphous fine particles, regular fine particles, fibers, or sheets. 前記物体は、磁性体であることを特徴とする請求項8に記載のプローブ結合物体。   The probe coupled object according to claim 8, wherein the object is a magnetic body. 前記物体の大きさとして、
物体が微粒子形状である場合には、その粒径相当サイズを1nm〜10μmの範囲に、
物体が繊維または片々の形状である場合には、その縦、横、高さのうち、少なくとも二つのサイズを1nm〜10μmの範囲に選択する
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のプローブ結合物体。
As the size of the object,
When the object is in the form of fine particles, the particle size equivalent size is in the range of 1 nm to 10 μm.
The object according to any one of claims 1 to 9, wherein when the object is in the shape of a fiber or a piece, at least two sizes are selected in the range of 1 nm to 10 µm among the length, width, and height. The probe coupling object according to claim 1.
プローブが核酸、DNA、RNA、cDNA、cRNA、オリゴデオキシリボヌクレオチド、ポリデオキシリボヌクレオチド、オリゴリボヌクレオチド、ポリリボヌクレオチド、ペプチド核酸(PNA)、オリゴペプチド核酸、ペプチド、オリゴペプチド、ポリペプチド、タンパク質、抗原、抗体、酵素、リガンド、リガンドレセプター、糖、糖鎖、その他、互いに相手を認識して結合することが可能な一対の物質の一方であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のプローブ結合物体。   Probe is nucleic acid, DNA, RNA, cDNA, cRNA, oligodeoxyribonucleotide, polydeoxyribonucleotide, oligoribonucleotide, polyribonucleotide, peptide nucleic acid (PNA), oligopeptide nucleic acid, peptide, oligopeptide, polypeptide, protein, antigen, The antibody, enzyme, ligand, ligand receptor, saccharide, sugar chain, or any other member capable of recognizing and binding to each other. Probe coupling object. 請求項1〜11のいずれか一項に記載のプローブ結合物体を作製する方法であって、
前記標識が付された物体表面へのプローブの結合は、
該プローブの結合がなされる物体表面に、当該プローブの塩基配列に従って、対応するモノマーを逐次的に供給し、核酸鎖を固相合成法により合成することにより行う
ことを特徴とするプローブ結合物体の作製方法。
A method for producing a probe-coupled object according to any one of claims 1 to 11,
Binding of the probe to the labeled object surface is
According to the probe binding object, characterized by sequentially supplying corresponding monomers to the surface of the object to which the probe is bound according to the base sequence of the probe, and synthesizing a nucleic acid chain by a solid phase synthesis method. Manufacturing method.
請求項1〜11のいずれか一項に記載のプローブ結合物体を作製する方法であって、
前記標識が付された物体表面への該プローブの結合は、
当該プローブの塩基配列に従って、予め合成し、精製を行った核酸鎖を、前記物体表面に付与することにより行う
ことを特徴とするプローブ結合物体の作製方法。
A method for producing a probe-coupled object according to any one of claims 1 to 11,
Binding of the probe to the labeled object surface is
A method for producing a probe-binding object, comprising applying a nucleic acid chain synthesized and purified in advance according to the base sequence of the probe to the surface of the object.
請求項2〜11のいずれか一項に記載の標識を付されているプローブ結合物体の種類、すなわち、該物体に結合されているプローブの種類を判別する方法であって、
予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量の有無、または含有量の水準とを利用して、少なくとも二進法n桁の数値情報に相当する、含有原子の組成条件を構成した上で、
前記含有原子の組成条件を満足する組成を有する標識子を用いて当該物体個々に付されている標識を、
前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段を用いて、該標識子の有する組成中における、前記予め選択される複数種の原子に関して、該原子個々の含有量の有無、または含有量の水準を識別し、
該標識子の組成において満足される、前記含有原子の組成条件を判別し、対応する少なくとも二進法n桁の数値情報を抽出して、
前記少なくとも二進法n桁の数値情報として表記される、前記離散的な識別情報に基づき、個々のプローブ結合物体の種類を識別する
ことを特徴とするプローブ結合物体の判別方法。
A method for discriminating the type of probe-bound object attached with the label according to any one of claims 2 to 11, that is, the type of probe bound to the object,
Corresponding to at least binary n-digit numerical information by using the number of types of atoms selected in advance (n) and the presence or absence of the content of each selected atom, or the content level, After configuring the composition conditions of the contained atoms,
A label attached to each object using a labeler having a composition that satisfies the composition conditions of the contained atoms,
For each of the plurality of types of preselected atoms, the plurality of types of preselected atoms in the composition of the labeler using means capable of detecting the presence or absence of the content or the level of the content. The presence or absence of the individual content of the atom, or the content level,
Discriminating the composition conditions of the contained atoms that are satisfied in the composition of the indicator, and extracting the corresponding at least binary n-digit numerical information;
A method for discriminating probe coupled objects, wherein the type of each probe coupled object is identified based on the discrete identification information expressed as numerical information of at least binary n digits.
前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段として、質量分析法を用いる
ことを特徴とする請求項14に記載のプローブ結合物体の判別方法。
The probe-bound object according to claim 14, wherein mass spectrometry is used as means for detecting the presence or absence of the content of each of the plurality of types of preselected atoms or the content level. How to determine.
質量分析法は、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF−SIMS)である
ことを特徴とする請求項15に記載のプローブ結合物体の判別方法。
16. The method for discriminating a probe-bound object according to claim 15, wherein the mass spectrometry is time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS).
前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段として、X線光電子分光法(XPS)またはオージェ電子分光法(AES)を用いる
ことを特徴とする請求項14に記載のプローブ結合物体の判別方法。
Using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) or Auger electron spectroscopy (AES) as a means capable of detecting the presence or absence or the level of the content of each of the plurality of preselected atoms. The method for discriminating a probe coupled object according to claim 14, wherein:
物体が、平面上に位置する場合、
前記標識子の有する組成中における、前記予め選択される複数種の原子に関して、該原子個々の含有量の有無、または含有量の水準を識別する際、
平面上における該物体の位置を特定するため、
該物体が位置する平面上を、二次元イメージングする工程を更に設ける
ことを特徴とする請求項14〜17のいずれか一項に記載のプローブ結合物体の判別方法。
If the object is on a plane,
When identifying the presence or absence of the content of each of the atoms, or the level of content for the plurality of preselected atoms in the composition of the indicator,
To locate the object on the plane,
The method for discriminating a probe coupled object according to any one of claims 14 to 17, further comprising a step of performing two-dimensional imaging on a plane on which the object is located.
複数の物体が、同じ平面上の異なる領域に位置している
ことを特徴とする請求項18に記載のプローブ結合物体の判別方法。
The method according to claim 18, wherein the plurality of objects are located in different regions on the same plane.
請求項1〜11のいずれか一項に記載のプローブ結合物体に結合されているプローブの特定、検出または定量方法であって、
該物体の種類、すなわち、該物体に結合されているプローブの種類を、
前記標識子を用いて付されている、該物体の標識を、前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段を用いて、該標識子の有する組成中における、前記予め選択される複数種の原子に関して、該原子個々の含有量の有無、または含有量の水準を識別し、
該標識子の組成において満足される、前記含有原子の組成条件を判別し、対応する少なくとも二進法n桁の数値情報を抽出して、
前記少なくとも二進法n桁の数値情報として表記される、前記離散的な識別情報に基づき識別することにより判別し、
前記種類の判別がなされた、該物体に結合されているプローブを、該プローブには含まれ、該物体には含まれない原子、分子、あるいは物質を、該プローブ由来の指標として用いて、検出または定量する
ことを特徴とする物体に結合したプローブの特定、検出または定量方法。
A method for identifying, detecting or quantifying a probe bound to the probe binding object according to any one of claims 1 to 11, comprising:
The type of object, i.e. the type of probe coupled to the object,
The label of the object, which is attached using the indicator, is used to detect the presence or absence of the content or the level of the content of each of the plurality of preselected atoms. With respect to the plurality of preselected atoms in the composition of the indicator, the presence / absence of the content of each of the atoms, or the content level is identified,
Discriminating the composition conditions of the contained atoms that are satisfied in the composition of the indicator, and extracting the corresponding at least binary n-digit numerical information;
Discriminating by identifying based on the discrete identification information expressed as numerical information of at least binary n digits,
Detection is performed by using, as an indicator derived from the probe, an atom, a molecule, or a substance that is included in the probe and not included in the object. Alternatively, a method for identifying, detecting or quantifying a probe bound to an object, characterized in that quantification is performed.
前記プローブを検出または定量する際、指標として用いる、該プローブには含まれ、前記物体には含まれない原子が、リン原子である
ことを特徴とする請求項20に記載の物体に結合したプローブの特定、検出または定量方法。
21. The probe bound to an object according to claim 20, wherein an atom that is used as an index when detecting or quantifying the probe and that is included in the probe and not included in the object is a phosphorus atom. Identification, detection or quantification method.
前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段、ならびに、前記プローブに由来する指標の検出手段として、質量分析法を用いる
ことを特徴とする請求項21に記載の物体に結合したプローブの特定、検出または定量方法。
A mass spectrometric method is used as a means capable of detecting the presence or absence of the content of each of the plurality of types of preselected atoms, or a content level, and a means for detecting an index derived from the probe. The method for specifying, detecting or quantifying a probe bound to an object according to claim 21.
質量分析法は、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF−SIMS)である
ことを特徴とする請求項22に記載の物体に結合したプローブの特定、検出または定量方法。
The method for identifying, detecting or quantifying a probe bound to an object according to claim 22, wherein the mass spectrometry is time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS).
前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段、ならびに、前記プローブに由来する指標の検出手段として、X線光電子分光法(XPS)またはオージェ電子分光法(AES)を用いる
ことを特徴とする請求項20に記載の物体に結合したプローブの特定、検出または定量方法。
X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is used as a means capable of detecting the presence or absence or the level of the content of each of the plurality of preselected atoms, and a means for detecting an index derived from the probe. Alternatively, Auger electron spectroscopy (AES) is used. The method for identifying, detecting, or quantifying a probe bound to an object according to claim 20.
物体が、平面上に位置する場合、
前記標識子の有する組成中における、前記予め選択される複数種の原子に関して、該原子個々の含有量の有無、または含有量の水準を識別する際、ならびに、該物体の表面に結合するプローブに由来する指標を検出する際、
少なくとも、平面上における該物体の位置を特定するため、
該物体が位置する平面上を、二次元イメージングする工程を更に設ける
ことを特徴とする請求項20〜24のいずれか一項に記載の物体に結合したプローブの特定、検出または定量方法。
If the object is on a plane,
In the composition of the labeler, regarding the plurality of preselected atoms, when identifying the presence / absence or level of the content of each of the atoms, and as a probe that binds to the surface of the object When detecting the derived index,
At least to locate the object on the plane,
The method for identifying, detecting or quantifying a probe bound to an object according to any one of claims 20 to 24, further comprising a step of performing two-dimensional imaging on a plane on which the object is located.
複数の物体が、同じ平面上の異なる領域に位置している
ことを特徴とする請求項25に記載の物体に結合したプローブの特定、検出または定量方法。
26. The method for identifying, detecting or quantifying a probe bound to an object according to claim 25, wherein the plurality of objects are located in different regions on the same plane.
プローブ結合物体を利用した標的核酸の検出、特定、または定量方法であって、
少なくとも以下の工程(1)及び(2):
(1)請求項1〜11のいずれかに記載のプローブ結合物体と、標的物質とを反応させてハイブリッド体を得る工程と、
(2)予め選択される複数種の原子の種類数(n)と、前記選択された原子個々の含有量の有無、または含有量の水準とを利用して、少なくとも二進法n桁の数値情報に相当する、含有原子の組成条件を構成した上で、
前記含有原子の組成条件を満足する組成を有する標識子を用いて前記ハイブリッド体が形成されている結合物体に付されている標識を、前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段を用いて、該標識子の有する組成中における、前記予め選択される複数種の原子に関して、該原子個々の含有量の有無、または含有量の水準を識別し、
該標識子の組成において満足される、前記含有原子の組成条件を判別し、対応する少なくとも二進法n桁の数値情報を抽出して、
必要に応じて請求項20〜26に記載の方法によって前記ハイブリッド体が形成されている結合物体に結合したプローブを検出、特定、定量し、
同時に、または次いで、前記ハイブリッド体を形成している標的物質を、該標的物質に含まれ、かつ、該プローブ結合物体、及び該プローブに含まれない原子、分子、あるいは物質を指標に検出、特定、定量する工程;
を有することを特徴とする標的物質の検出、特定、定量方法。
A method for detecting, identifying, or quantifying a target nucleic acid using a probe-binding object,
At least the following steps (1) and (2):
(1) a step of reacting the probe-binding object according to any one of claims 1 to 11 with a target substance to obtain a hybrid,
(2) Using at least binary n-digit numerical information by using the number of types (n) of a plurality of types of atoms selected in advance and the presence / absence or level of content of each of the selected atoms. After configuring the composition conditions of the corresponding atoms,
The label attached to the binding object on which the hybrid is formed using a labeling composition that satisfies the composition conditions of the contained atoms, the content of each of the plurality of types of preselected atoms. Using the means capable of detecting the presence or absence, or the level of the content, the presence or absence of the content of the individual atoms or the content of the plurality of types of the preselected atoms in the composition of the labeler Identify the level,
Discriminating the composition conditions of the contained atoms that are satisfied in the composition of the indicator, and extracting the corresponding at least binary n-digit numerical information;
If necessary, the method of claims 20 to 26 detects, identifies and quantifies the probe bound to the binding object on which the hybrid is formed,
At the same time or subsequently, the target substance forming the hybrid is detected and specified by using as an index the atoms, molecules or substances contained in the target substance and not included in the probe binding object and the probe. Quantifying;
A method for detecting, identifying and quantifying a target substance characterized by comprising:
前記、標的物質に含まれ、かつ、プローブ結合物体、及びプローブに含まれない原子が、ハロゲン原子、金属原子であることを特徴とする請求項27に記載の方法。   28. The method according to claim 27, wherein the atoms included in the target substance and not included in the probe binding object and the probe are a halogen atom and a metal atom. 標的物質が核酸であり、該核酸が鋳型核酸を元にプライマー伸長反応で得られ、前期ハロゲン原子、または金属原子が該プライマー、もしくはプライマー伸長反応に用いられる、dATP、dGTP、dCTP、dTTP(またはdUTP)、ddATP、ddGTP、ddCTP、ddTTP(またはddUTP)ATP、GTP、CTP、UTPに結合していることを特徴とする請求項27に記載の方法。   DATP, dGTP, dCTP, dTTP (or a target substance is a nucleic acid, the nucleic acid is obtained by a primer extension reaction based on a template nucleic acid, and a halogen atom or a metal atom is used for the primer or primer extension reaction. 28. The method of claim 27, wherein the method is bound to (dUTP), ddATP, ddGTP, ddCTP, ddTTP (or ddUTP) ATP, GTP, CTP, UTP. プローブがペプチド核酸、またはオリゴペプチド核酸であり、標的物質が、糖リン酸バックボーンを有する核酸であり、前記、標的物質に含まれ、かつ、プローブ結合物体、及びプローブに含まれない原子が、リン原子であることを特徴とする請求項27に記載の方法。   The probe is a peptide nucleic acid or an oligopeptide nucleic acid, the target substance is a nucleic acid having a sugar phosphate backbone, and the atoms that are contained in the target substance and that are not contained in the probe-binding object and probe are phosphorus 28. The method of claim 27, wherein the method is an atom. 前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水
準を検出可能な手段、プローブの検出手段、及び標的物質の検出手段として、質量分析法を用いることを特徴とする請求項27〜30のいずれかに記載の方法。
For each of the plurality of types of preselected atoms, mass spectrometry is used as means for detecting the presence / absence or level of content, probe detection means, and target substance detection means. The method according to any one of claims 27 to 30.
質量分析法は、飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF−SIMS)であることを特徴とする請求項31に記載の方法。   The method according to claim 31, wherein the mass spectrometry is time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS). 前記予め選択される複数種の原子個々について、その含有量の有無、または含有量の水準を検出可能な手段として、X線光電子分光法(XPS)またはオージェ電子分光法(AES)を用いることを特徴とする請求項27〜30に記載の方法。   Using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) or Auger electron spectroscopy (AES) as a means capable of detecting the presence or absence or the level of the content of each of the plurality of preselected atoms. 31. A method according to claim 27-30. 物体が、平面上に位置する場合、
前記標識子の有する組成中における、前記予め選択される複数種の原子に関して、該原子個々の含有量の有無、または含有量の水準を識別する際、ならびに、前記標識物質を検出する際、
少なくとも、平面上における該物体の位置を特定するため、
該物体が位置する平面上を、二次元イメージングする工程を更に設ける
ことを特徴とする請求項27〜33のいずれか一項に記載の方法。
If the object is on a plane,
When identifying the presence or absence of the content of each of the atoms or the level of content of the plurality of preselected atoms in the composition of the label, and detecting the labeling substance,
At least to locate the object on the plane,
The method according to any one of claims 27 to 33, further comprising a step of performing two-dimensional imaging on a plane on which the object is located.
複数の物体が、同じ平面上の異なる領域に位置していることを特徴とする請求項34に記載の方法。   The method of claim 34, wherein the plurality of objects are located in different regions on the same plane. 複数の異なるプローブが、それぞれ結合した複数の物体に対して、該プローブに特異的に結合する物質を結合させる処理をした後、前記プローブにより、前記特異的に結合する標的物質が結合した物体のみに対して、該物体、然して該物体に結合したプローブを判別したうえで、必要に応じて、該プローブを検出、特定、定量し、さらに、該プローブに結合した標的物質を検出、特定、定量することを特徴とする請求項27〜35のいずれかに記載の方法。   After a treatment that binds a substance that specifically binds to a plurality of objects to which a plurality of different probes are respectively bound, only the object to which the target substance that specifically binds is bound by the probe. On the other hand, after discriminating the object and the probe bound to the object, the probe is detected, identified and quantified as necessary, and further, the target substance bound to the probe is detected, identified and quantified. 36. The method according to any one of claims 27 to 35, wherein:
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