JP2007155691A - Substance measuring method, and measuring composition - Google Patents

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涼子 松田
Tomoyasu Yoshida
智保 吉田
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Kazuhiro Matsui
松井  一裕
Kazuo Seta
和夫 瀬田
Shinichi Kitamura
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substance measuring method using a highly sensitive protein array using a fluorescent substance or the like. <P>SOLUTION: A simple and practical measuring system requiring no highly sensitive and complicated amplifying operation step is provided by using the protein array with a biological active substance such as an antibody, an antigen and lectin immobilized on a support having a three-dimensional polymer compound capable of holding stably biological activity with high density, and by using a quantum dot fluorescent substance extremely stable in optical detection in combination therewith. A detection spot and a fluorescent signal obtained by the system are stable and uniform to provide a highly reliable measured result. A plurality of items in a disease marker or disease preventive marker is simultaneously measured by a detecting reagent using the protein array and quantum dot fluorescence. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、生体試料、食品試料、環境試料中などに存在する特定物質の測定法ならびにそれらの方法に使用する試薬組成物に関するものである。  The present invention relates to a method for measuring a specific substance present in a biological sample, a food sample, an environmental sample, etc., and a reagent composition used in those methods.

抗体やレセプター、レクチンなどのタンパク質を用いた測定系が、医学・薬学・生物学・環境工学など多岐にわたる分野で現在用いられており、物質の測定系・評価系として欠かすことのできないものとなっている。これらの測定系は単一対象を測定するものであることが多いが、少量の対象サンプルを用いて、同時に複数の対象を測定できる、効率の良い評価方法が望まれている。これらの要求を満たす評価法として、多種類の測定対象を評価するためのプロテインアレイ、抗体アレイ(シェーナら、ニールセンら 及び ワンら)、などが近年報告されている。  Measurement systems using proteins such as antibodies, receptors, and lectins are currently used in a wide variety of fields such as medicine, pharmacy, biology, and environmental engineering, and are indispensable as measurement and evaluation systems for substances. ing. These measurement systems often measure a single object, but an efficient evaluation method that can simultaneously measure a plurality of objects using a small amount of an object sample is desired. In recent years, protein arrays and antibody arrays (Schena et al., Nielsen et al., Wang et al.), Etc., have been reported as evaluation methods that satisfy these requirements.

「シェーナ編 プロテインアレイ (2004年) ジョーンズ&バートレット パブリッシャー」 (Schena M.et.al.Protein Array(2004)Jones and Bartlett Publishers)。  “Schoena, Protein Array (2004) Jones & Bartlett Publisher” (Schena M. et al. Protein Array (2004) Jones and Bartlett Publishers). 「カムハームパティ編 プロテイン マイクロアレイ テクノロジー(2004) ワイリーVCH ヴェルラグ GmbH & Co. KGaA」(Protein Microarray Technology(2004)Wiley−VCH Verlag GmbH & Co.KGaA)。  “Camharm Patty edited by Protein Microarray Technology (2004) Wiley VCH Verlag Lamb GmbH & Co. KGaA” (Protein Microarray Technology (2004) Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA). ワンら 特表2005−504309  Wan et al. Special Table 2005-504309

プロテインアレイ用途として光学的スライドやポリマー素材からなるメンブレンが使用される場合が多い。 スライドとしては、表面にニトロセルロースがコートされた FASTスライド(S&S バイオサイエンス社製:Schleicher and Schuell Bioscience GmbH)、疎水性ポリマーがコートされた SuperProtein スライド(テレコムインターナショナル社製: TeleChem International INC.)、ブラックポリマーがコートされた Maxisorp スライド(ナルジェヌンク社製:Nalge Nunc INC.)などがある。またガラススライドをベースとして表面にアミノ基、カルボキシル基、チオール基を導入し、タンパク質と化学的に架橋可能としたものも市販されている。  Membranes made of optical slides or polymer materials are often used for protein array applications. As the slide, a FAST slide (S & S Bioscience, Schleicher and Schuell Bioscience GmbH) coated with nitrocellulose on the surface, a SuperProtein slide (TeleChem International Inc., Telecom International Inc.) coated with a hydrophobic polymer, and black. There is a Maxisorp slide coated with a polymer (Nalge Nunc Inc.). In addition, a glass slide based on which amino groups, carboxyl groups, and thiol groups are introduced on the surface so as to be chemically crosslinkable with proteins is also commercially available.

これらの各種スライドに対して、タンパク溶液を各種のアレイヤー・スポッターを用いて、若しくは用手法で、各種形状のスポットを作製してプロテインアレイが作製されている。  For these various slides, protein arrays are prepared by preparing spots of various shapes by using various arrayers / spotters for protein solutions or by using techniques.

これらのプロテインアレイは、例えばアポトーシスに関わる測定対象、セルシグナルに関する測定対象など研究分野の枠ごとにあるいは、特定の疾患、ウイルス感染症に関する測定対象(マーカー)の集団毎に、あるいはそれらを複数含んだ形で構成されており、また構成が想定されている。  These protein arrays include, for example, measurement targets related to apoptosis, measurement targets related to cell signals, etc. for each research field, or a set of measurement targets (markers) related to specific diseases and viral infections, or a plurality of them. It is configured in the form of an ellipse and a configuration is assumed.

商用化されたプロテインアレイは現在大きく分類して、1)網羅的抗体アレイであってディファレンシャル解析に使用される抗体アレイ(クローンテック社(Clontech Laboratories INC.)製:ClontechTM Ab Microarray 500 など)、2)複数の項目が測定できる抗体アレイ(インビトロジェン社(Invitrogen Corp.)製:Cartesian ArrayTM AKit Human cytokine など)があるが研究段階として、ケミカルアレイ(ベッターら)、ペプチドアレイ(チアリら)、P450アレイ(サカイ−カトーら)、レクチンアレイ(ピロベロら)など、種々のものが存在する。Commercially available protein arrays can be broadly classified as follows: 1) An antibody array that is an exhaustive antibody array and is used for differential analysis (Clontech Laboratories Inc .: Clontech Ab Microarray 500, etc.), 2) There are antibody arrays (manufactured by Invitrogen Corp .: Cartesian Array AKit Human cytokine, etc.) that can measure a plurality of items. There are various types such as an array (Sakai-Kato et al.) And a lectin array (Pyrobello et al.).

ベッターら、ジャーナル セル バイオケム サプル 39巻 79頁−84頁(2002)(Vetter D.et.al., J.Cell Biochem.Suppl.(2002)Vol.39,pp79−pp84)Better et al., Journal Cell Biochem Sample 39, 79-84 (2002) (Vetter D. et. Al., J. Cell Biochem. Suppl. (2002) Vol. 39, pp 79-pp 84). チアリら、プロテオミクス 5巻 3600頁−3603頁(Chiari M.et.al.,Proteomics(2005)Vol.5,pp3600−pp3603)Chiari et al., Proteomics 5: 3600-3603 (Chiari M. et. Al., Proteomics (2005) Vol. 5, pp 3600-pp 3603) サカイ−カトーら、アナリテイカル ケミストリー 77巻 7080頁−7083頁(2005年)(Sakai−Kato,K.et.al., Anal.Chem.(2005)Vol.77,pp7080−pp7083)Sakai-Kato et al., Analytical Chemistry 77, 7080-7083 (2005) (Sakai-Kato, K. et. Al., Anal. Chem. (2005) Vol. 77, pp 7080-pp 7083) ピロベロら、ケムバイオケム 6巻 985頁−989頁(2005年)(Pilobello KT.et.al., Chembiochem.(2005)Vol.6,pp985−pp989)Pyrobello et al., Chembiochem 6: 985-989 (2005) (Pilello KT. Et. Al., Chembiochem. (2005) Vol. 6, pp985-pp989)

プロテインアレイに用いられている標識物質としては、フルオレセイン、ローダミン、Cy−5、Cy−3あるいはアレクサ、量子ドット(Quantum Dot)(エンペドクレスら)等の蛍光物質、FLAGなどのタグペプチド、ビオチン・修飾ビオチンあるいはアルカリフォスファターゼ、ペルオキシダーゼなどの酵素がある。  Labeling substances used in protein arrays include fluorescein, rhodamine, Cy-5, Cy-3 or Alexa, fluorescent materials such as Quantum Dot (Empedcres et al.), Tag peptides such as FLAG, biotin modification There are enzymes such as biotin, alkaline phosphatase and peroxidase.

エンペドクレスら 特表2003−522962Empedo Cres et al. Special Table 2003-522926

さらにアルカリフォスターゼを標識酵素として用い、検出するアルカリフォスファターゼの領域の周辺にビオチン化チラミドを固定化して蛍光標識ストレプトアビジンにて増感させて検出する方法が報告されている(ゲホら)。  Furthermore, a method has been reported in which alkaline phosphatase is used as a labeling enzyme and biotinylated tyramide is immobilized around the area of alkaline phosphatase to be detected and sensitized with fluorescently labeled streptavidin (Geho et al.).

ゲホら バイオコンジュゲート ケム 16巻 559頁−566頁(2005年)(Geho D.et.al.Bioconjugate(2005)Vol.16,pp559−pp566)  Geho et al. Bioconjugate Chem 16 559-566 (2005) (Geho D. et. Al. Bioconjugate (2005) Vol. 16, pp559-pp566)

プロテインアレイスライドの主なものは、タンパク質を吸着できる絶対的容量が少なく、また安定剤を使用しないと、抗体などのタンパク質の活性を保持しにくいという難点がある。また表面にアミノ基、カルボキシル基を導入したスライドは、抗体などのタンパク質、リガンドのアミノ基等と2価性架橋基でランダムに結合することが多いが、この結合は抗体・タンパク質・リガンド側のどのアミノ基等を使用するかという点で問題がある。特定部位のアミノ基等は、抗原結合活性などに極めて甚大な影響を直接与える。また直接では結合活性を低減させないとしても、結合部位によっては、立体構造的に、測定対象との結合を低減させる場合があり、制御されていない架橋様式はプロテインアレイの作製に好ましくない。  The main thing of protein array slides is that the absolute volume capable of adsorbing proteins is small, and it is difficult to maintain the activity of proteins such as antibodies unless a stabilizer is used. In addition, slides with amino or carboxyl groups introduced on the surface often bind randomly to the protein or ligand of the antibody or the amino group of the ligand via a bivalent cross-linking group. There is a problem in which amino group or the like is used. An amino group or the like at a specific site directly has an extremely great influence on the antigen binding activity and the like. Even if the binding activity is not directly reduced, depending on the binding site, the binding to the measurement target may be reduced sterically, and an uncontrolled cross-linking mode is not preferable for the production of a protein array.

スライド表面のチオール基・アミノ基を制御してタンパク質との架橋に活用する場合もある。固定化対象のタンパク質においては一般的に利用できるチオール基の数は限られており(特に抗体・(Fab)2・(Fab)・(Fab’)2・(Fab’)等)、タンパク質側のアミノ基をマレイミド試薬などで処理した後、スライド表面上のアミノ基と結合させることが可能である。またタンパク質の遊離(還元型)チオール基とスライド表面の還元型チオール基を酸化縮合させて固定化することも可能である。チオール基を利用した場合は、固定化のステップによって本来のタンパク質などの活性を低減する可能性は少ない。しかしながら抗体分子(IgG)から(Fab)2・(Fab)・(Fab’)2・(Fab’)を調製する際の、還元処理の実施、目的標品の回収・精製などの処理過程で抗原結合活性は低下し、また収率が低くなる。これらの煩雑な処理ステップは、特にたくさんの種類の抗体を取り扱ってプロテインアレイを作製する場合、抗体のロット管理・処理ステップの品質管理・全体のアレイ性能の管理等を考慮すると、極めて大きな障害となる。  In some cases, the thiol group and amino group on the slide surface are controlled for cross-linking with proteins. The number of thiol groups that can be generally used in proteins to be immobilized is limited (in particular, antibodies, (Fab) 2, (Fab), (Fab ') 2, (Fab'), etc.) After the amino group is treated with a maleimide reagent or the like, it can be bonded to the amino group on the slide surface. It is also possible to fix the free (reduced) thiol group of the protein and the reduced thiol group on the slide surface by oxidative condensation. When a thiol group is used, there is little possibility of reducing the activity of the original protein or the like by the immobilization step. However, when preparing (Fab) 2, (Fab), (Fab ') 2, (Fab') from antibody molecules (IgG), antigens are processed in the process of reduction, recovery of target samples, and purification. The binding activity decreases and the yield decreases. These complicated processing steps, especially when many types of antibodies are handled and a protein array is produced, are extremely serious obstacles when considering antibody lot management, quality control of processing steps, overall array performance management, etc. Become.

以上に述べた各種スライドに対して、タンパク溶液を各種のアレイヤー・スポッターを用いて、若しくは用手法で、円形・方形状などのスポットを構築することができる(グレイナー バイオ ワン社製 マニュアルマイクロアレイヤー: Greiner bio−one GmbH Manual Micro Arrayer for DNA & Protein Chip あるいはパーキンエルマー社製 ピエゾアレイ バイオチップシステム: PerkinElmer INC.Piezoarray Biochip System)。  For various slides described above, it is possible to construct spots such as circles and squares by using a protein solution with various arrayers / spotters or using a manual microarrayer (manufactured by Greiner BioOne). : Greiner bio-one GmbH Manual MicroArray for DNA & Protein Chip or PerkinElmer Piezo Array Biochip System: PerkinElmer INC. Piezoarray Biochip System).

網羅的抗体アレイであってディファレンシャル解析に使用される抗体アレイは、比較するサンプル中に含まれるタンパク質のトータル量を等しくした上で、それぞれのサンプルに含まれるタンパク質の全てを2種以上の蛍光色素で標識する必要がある(前述クローンテック社の製品マニュアル参照)。異なる蛍光色素で標識する場合、タンパク質の結合性の変化を生じる可能性もある。  The antibody array used for differential analysis is an exhaustive antibody array, and the total amount of proteins contained in the sample to be compared is made equal, and then all of the proteins contained in each sample are mixed with two or more fluorescent dyes. It is necessary to label with (refer to the product manual of the aforementioned Clontech). Labeling with different fluorescent dyes can also result in altered protein binding.

ニトロセルロース等の疎水性担体(スライド・メンブレン)の表面上に複数の抗体をスポット(固定)したアレイが商用化されている。測定法としてはまず、サンプル溶液(測定対象抗原含む)をアレイ上の固定抗体で結合させた後、さらに2次抗体溶液加え複合体を形成させる。さらにこの2次抗体に対するアルカリフォスファターゼやペルオキシダーゼ標識抗体を反応させ、1次抗体−抗原−2次抗体−酵素標識抗2次抗体複合体と、所定の化学合成基質と反応させ、その発光を写真フィルム等に露光し、最終的にシグナルスポットを得る。測定の模式図を[図1]に示す。あるいは酵素反応で可視性の色素として視覚化する方法も可能である。しかしながら酵素反応で生じたプロダクトの拡散性、酵素反応を一律にコントロールすることの難しさ、スポットの形状を均一にすることの困難性などから、これら標識酵素を用いた方法は、ばらつきの大きな測定系となっている。また最終シグナルの範囲が重なりあったりする場合も多く、定量性に疑問が生じる場合もある。この測定形式では、高密度にスポットされたアレイを使用することは限界があり、一般にはマイクロアレイではなくマクロアレイとして使用されている。ケミカルアレイ、ペプチドアレイ、P450アレイ、レクチンアレイなどが、学術上報告されているが、実用性の高いアレイとするにはコスト・再現性・安定性・測定感度など解決すべき問題が多く残されているのが現状である。  Arrays in which a plurality of antibodies are spotted (fixed) on the surface of a hydrophobic carrier (slide membrane) such as nitrocellulose are commercially available. As a measurement method, first, a sample solution (including an antigen to be measured) is bound with an immobilized antibody on an array, and then a secondary antibody solution is added to form a complex. Further, alkaline phosphatase or peroxidase-labeled antibody is reacted with this secondary antibody, and reacted with a primary antibody-antigen-secondary antibody-enzyme-labeled anti-secondary antibody complex and a predetermined chemically synthesized substrate, and the luminescence is emitted from the photographic film. Etc., and finally a signal spot is obtained. A schematic diagram of the measurement is shown in FIG. Alternatively, a method of visualizing as a visible pigment by an enzymatic reaction is also possible. However, due to the diffusibility of products produced by enzyme reactions, the difficulty of uniformly controlling enzyme reactions, the difficulty of making spot shapes uniform, etc., methods using these labeled enzymes are highly variable. It is a system. In addition, there are many cases where the final signal ranges overlap, and there is a case where the quantitativeness is questioned. In this measurement format, there is a limit to using a densely spotted array, and it is generally used as a macroarray rather than a microarray. Chemical arrays, peptide arrays, P450 arrays, lectin arrays, etc. have been reported academically, but there are many problems to be solved such as cost, reproducibility, stability, and measurement sensitivity in order to make a highly practical array. This is the current situation.

標識物質として使用されている、フルオレセイン、ローダミン、Cy−5、Cy−3は励起光による退色現象が急速に生じるため、解析に必要な時間変化なく蛍光シグナルを維持することは困難である。このことは検出可能となった時点から、できるだけ速やかに測定を完了させることが要求されていることを意味する。また繰り返し同じスライド等を用いて再測定をすることが困難であることも意味する。アレクサ等の蛍光物質は光安定性が改善されてはいるものの、長時間の露光では前述の蛍光色素と同様の問題を生じる  Since fluorescein, rhodamine, Cy-5, and Cy-3, which are used as labeling substances, cause fading due to excitation light rapidly, it is difficult to maintain a fluorescence signal without time change necessary for analysis. This means that it is required to complete the measurement as soon as possible from the time when detection becomes possible. It also means that it is difficult to re-measure using the same slide or the like repeatedly. Fluorescent materials such as Alexa have improved light stability, but long exposures cause problems similar to those of the fluorescent dyes described above.

量子ドットによる蛍光物質は光安定性に富み、長時間励起光を照射しても安定である。量子ドット粒子をポリエチレングリコール等でコーテイングし水溶性をあげ、バックグランドを低減させた例もある。しかしながら前述のスライドと水溶性を高めた量子ドットを用いても十分な測定感度が得られないことが多く、必要な感度を得るためには、ペルオキシダーゼなどの標識酵素を用いて、ビオチン化チラミドを標識酵素の周囲に固定化し、シグナル増幅した上でストレプトアビジン標識量子ドットを作用させるという、物理的シグナルの増幅過程が必要となる(前述 ゲホら)。このため酵素反応実施後あらためて、追加の反応ステップを必要とするため、煩雑であり、ばらつきの多い検出方法となる。また抗体反応における非特異的反応だけでなく、ビオチン化チラミドの非特異的反応もあわせて考慮する必要があり、最終的なシグナル・ノイズ比(S/N)が減少する場合もある。  Fluorescent materials based on quantum dots have high light stability and are stable even when irradiated with excitation light for a long time. In some cases, the quantum dot particles are coated with polyethylene glycol or the like to increase water solubility and reduce the background. However, in many cases, sufficient measurement sensitivity cannot be obtained even with the above-mentioned slide and water-soluble quantum dots. In order to obtain the required sensitivity, biotinylated tyramide is used with a labeling enzyme such as peroxidase. An amplification process of a physical signal is required, which is immobilized around a labeling enzyme and amplified with a signal, and then a streptavidin-labeled quantum dot is allowed to act on (see Geho et al.). For this reason, since an additional reaction step is required after the enzyme reaction is performed, the detection method is complicated and has many variations. In addition to the nonspecific reaction in the antibody reaction, it is necessary to consider not only the nonspecific reaction of biotinylated tyramide, but the final signal-to-noise ratio (S / N) may decrease.

本発明者らは、以上のプロテインアレイによるアッセイ系の問題点を解決すべく鋭意努力を重ねた結果、従来よりも量的に高密度にタンパク質を固定化でき、同時にタンパク質等の活性を保持し、シグナル形成が均一となる手法として、光学的に極めて高い安定性を有する量子ドットによる蛍光物質を検出系として用い、生理活性タンパク質等の固定化を、親水性構造を内包する3次元構造を持った高分子ゲル上で行う方法が極めて適切であることを見出し、またこれによって従来のプロテインアレイの抱える問題点を解決できることを見出し、本発明を完成した。本発明による測定系の例を[図2]に模式図として示す。  As a result of diligent efforts to solve the problems of the above-described protein array assay system, the present inventors can immobilize proteins in a quantitatively higher density than before, and at the same time retain the activity of proteins and the like. As a method for uniform signal formation, a fluorescent substance based on quantum dots that has extremely high optical stability is used as a detection system, and immobilization of physiologically active proteins has a three-dimensional structure including a hydrophilic structure. The present inventors have found that the method performed on the polymer gel is extremely suitable, and found that the problems of the conventional protein array can be solved, thereby completing the present invention. An example of a measurement system according to the present invention is shown as a schematic diagram in FIG.

すなわち本発明は、
1) 測定対象物質を認識するタンパク質または測定対象物質の全体・一部・類似物から選択される物質を、3次元ゲル化合物内に物理的または化学的に固定化した基板上において、量子ドット蛍光化合物を標識体として、試料中の対象物質を測定することを特徴とするアッセイ方法
に関するものであり、
2) ポリビニルピロリドン・ポリエチレングリコール・ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド・ポリアクリル酸・ポリメタクリル酸・ポリカーボネート・ポリ乳酸・多糖類・アミノ多糖類・複合糖類・核酸・ペプチド・複合高分子の内、1種以上を含有する水溶性ポリマーの粉末あるいは水溶液を用いて製造された3次元ゲル化合物を使用することを特徴とする1)に記載の方法
に関するものであり、
3) ポリビニルピロリドン・ポリエチレングリコール・ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド・ポリアクリル酸・ポリメタクリル酸・ポリカーボネート・ポリ乳酸・多糖類・アミノ多糖類・複合糖類・核酸・ペプチド・複合高分子のうち、1種以上を含有する水溶性ポリマーの水溶液を、放射線・電子ビーム・ガンマ線・ラジカル発生試薬・架橋試薬 の内1種以上に対して曝露することにより、架橋して製造された3次元ゲル化合物を使用することを特徴とする1)に記載の方法
に関するものであり、
4) 測定対象物質が、タンパク質・ペプチド・糖質・脂質・糖脂質・低分子化合物である1)〜3)に記載の方法
に関するものであり、
5) 測定対象物質を認識するタンパク質が、抗体・レセプター・レクチンであることを特徴とする1)−4)の方法
に関するものであり、
6) 固定化した基板が非蛍光性のガラス・プラスチック・金属基板であることもしくは、蛍光検出時に測定を妨害しないガラス・プラスチック・金属基板であることを特徴とする1)−5)の方法
に関するものであり、
7) 測定系において、アビジンもしくはアビジン様物質及びビオチンを使用することを特徴とする1)−6)の方法、
に関するものであり、
8) 測定系において、物理的シグナルの増幅を行うことを特徴とする1)−7)の方法
に関するものであり、
9) 測定系において、チラミド化合物を使用することを特徴とする8)の方法
に関するものであり、
10) 2以上のスポットからなる1以上のアレイ配列を備えた基板を使用することを特徴とする1)−9)の方法
に関するものであり、
11) 2以上のスポットからなる1以上のアレイ配列内に基準スポットを備えた基板を使用することを特徴とする1)−10)の方法
に関するものであり、
12) 2以上のスポットからなる1以上のアレイ配列内に2種類以上の基準スポットを備えた基板を使用することを特徴とする1)−11)の方法
に関するものであり、
13) 使用する量子ドット蛍光化合物の粒子の直径が0.1〜200nmであることを特徴とする1)−12)の方法
に関するものであり、
14) 疾患マーカーおよび疾患予防マーカーを測定対象とするものであることを特徴とする1)−13)の方法
に関するものであり、
15) 1)−14)の方法に使用するための基板
に関するものであり、
16) 1)−15)の方法に使用するための試薬組成物
に関するものである。
That is, the present invention
1) Quantum dot fluorescence on a substrate that is physically or chemically immobilized in a three-dimensional gel compound with a protein that recognizes the substance to be measured or a substance selected from the whole, part, or similar of the substance to be measured The present invention relates to an assay method characterized by measuring a target substance in a sample using a compound as a label,
2) One or more of polyvinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polycarbonate, polylactic acid, polysaccharides, amino polysaccharides, complex sugars, nucleic acids, peptides, complex polymers The method according to 1), characterized in that a three-dimensional gel compound produced using a water-soluble polymer powder or an aqueous solution containing
3) One or more of polyvinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polycarbonate, polylactic acid, polysaccharides, aminopolysaccharides, complex sugars, nucleic acids, peptides, complex polymers Use a three-dimensional gel compound produced by crosslinking an aqueous solution of a water-soluble polymer containing benzene by exposing it to one or more of radiation, electron beam, gamma ray, radical generating reagent, and crosslinking reagent. 1) characterized in that
4) The substances to be measured are proteins, peptides, carbohydrates, lipids, glycolipids, low molecular compounds, and the method according to 1) to 3),
5) The method of 1) -4), wherein the protein that recognizes the substance to be measured is an antibody, a receptor, or a lectin,
6) The method according to 1) -5), wherein the immobilized substrate is a non-fluorescent glass, plastic, or metal substrate, or a glass, plastic, or metal substrate that does not interfere with measurement during fluorescence detection. Is,
7) The method according to 1) -6), wherein avidin or avidin-like substance and biotin are used in the measurement system,
And
8) It relates to the method 1) -7) characterized in that the physical signal is amplified in the measurement system,
9) relates to the method of 8), wherein a tyramide compound is used in the measurement system,
10) The method according to 1) -9), wherein a substrate having one or more array arrangements of two or more spots is used,
11) The method according to 1) -10), wherein a substrate having a reference spot in one or more array arrangements of two or more spots is used.
12) The method according to 1) -11), wherein a substrate having two or more kinds of reference spots is used in one or more array arrangements of two or more spots.
13) It relates to the method of 1) -12), wherein the diameter of the quantum dot fluorescent compound particles used is 0.1 to 200 nm,
14) It relates to the method of 1) -13) characterized in that a disease marker and a disease prevention marker are to be measured.
15) relates to a substrate for use in the method 1) -14),
16) It relates to a reagent composition for use in the method 1) -15).

本発明に使用する固定化の支持基板としてはガラス、ナイロン、ポリカーボネート、ポリスチレン、金属板等を使用することができ、数センチ×数センチ以下の大きさのものが望ましい。基板の厚みは基板の硬度に応じて設定できるが、取扱いの容易な、0.1〜5mm程度のものの使用が好ましい。スライド基板は各種の官能基(アミノ基、カルボキシル基、チオール基等)を有していても良いが、3次元ゲルをそれら基板の上に構築する妨げとなるものを避けるべきである。また3次元ゲルとスライド基板が、反応終了の後、光学的に蛍光を検出できる素材の組み合わせであることが必要である。光学的に透明な基板を使用する場合、蛍光測定は基板の1方向から光を照射し、生じる蛍光を上部で検出すればよいが、金属板のように光学的に不透明な基板を用いる場合は、1方向から光を照射し、生じる蛍光を入射と同じ側で検出する。  Glass, nylon, polycarbonate, polystyrene, metal plate or the like can be used as the immobilizing support substrate used in the present invention, and a substrate having a size of several centimeters × several centimeters or less is desirable. Although the thickness of a board | substrate can be set according to the hardness of a board | substrate, use of the thing about 0.1-5 mm with easy handling is preferable. Although the slide substrate may have various functional groups (amino group, carboxyl group, thiol group, etc.), it should avoid an obstacle to constructing a three-dimensional gel on the substrate. Further, it is necessary that the three-dimensional gel and the slide substrate are a combination of materials capable of optically detecting fluorescence after the reaction is completed. When using an optically transparent substrate, the fluorescence measurement may be performed by irradiating light from one direction of the substrate and detecting the resulting fluorescence at the top, but when using an optically opaque substrate such as a metal plate Light is emitted from one direction, and the resulting fluorescence is detected on the same side as the incidence.

本発明に使用する3次元ゲルの構成物としては、ポリビニルピロリドン・ポリエチレングリコール・ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド・ポリアクリル酸・ポリメタクリル酸・ポリカーボネート・ポリ乳酸・多糖類・アミノ多糖類・複合糖類・核酸・ペプチド・複合高分子の内、1種以上を含有する水溶性ポリマーの粉末あるいは水溶液を用いて製造された3次元ゲル化合物を使用することが可能であり、これらのうち、1種以上を含有する水溶性ポリマーの水溶液を、放射線・電子ビーム・ガンマ線・ラジカル発生試薬・架橋試薬 の内1種以上へ曝露することにより、架橋して製造された3次元ゲル化合物を使用することも可能である。ラジカル発生試薬としては、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソバレロニトリル、光増感剤であるベンゾフェノン、フォトフィリン、レザフィリン、ポルフィリン系色素、ピロール環等を有する金属錯体、過酸化物等が利用できる。架橋剤としては、ビニルエーテル、アルデヒド化合物、EMCSなどのマレイミド化合物等が使用できる。これらの3次元ゲル化合物を担持したスライドを独自の条件にて自作して使用することも出来るが、トラヴィスらあるいはシーら既報に従って作製することができる。また市販品として例えば、グライナー バイオ ワン製 HTAスライドやパーキンエルマー社製 ハイドロゲルスライド などを使用することも可能である。The composition of the three-dimensional gel used in the present invention includes polyvinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polycarbonate, polylactic acid, polysaccharides, amino polysaccharides, complex sugars, and nucleic acids. -It is possible to use a three-dimensional gel compound produced by using a water-soluble polymer powder or aqueous solution containing one or more of peptides and complex polymers, including one or more of these. It is also possible to use a three-dimensional gel compound produced by crosslinking by exposing an aqueous solution of the water-soluble polymer to one or more of radiation, electron beam, gamma ray, radical generating reagent, and crosslinking reagent. . Examples of radical generating reagents include di-t-butyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, azobisisobutyronitrile, azobisisovaleronitrile, benzophenone that is a photosensitizer, photophylline, rezaphyrin, and porphyrin dyes. , Metal complexes having a pyrrole ring, peroxides, and the like can be used. As the crosslinking agent, vinyl ether, aldehyde compounds, maleimide compounds such as EMCS, and the like can be used. Although these slides carrying a three-dimensional gel compound can be made by themselves under unique conditions, they can be prepared according to the previous reports of Travis et al. In addition, as a commercial product, for example, an HTA slide manufactured by Greiner BioOne or a hydrogel slide manufactured by PerkinElmer, Inc. can be used.

トラヴィスら 特表2003−524150  Travis et al. Special Table 2003-524150 シーら 特表2004−518138  Shi et al. Special Table 2004-518138

3次元ゲルは内部で架橋構造をとることがきるが、その構造はゲル内部の細孔のサイズのコントロールに重要である。抗体やレクチン・レセプター・各種抗原等の活性を保持した状態で固定化後、反応時に固定化物以外の各要素が自由に動きうる孔径(20〜1000nm)となっている必要がある。また3次元ゲルの厚みは1μm〜500μmの間で選択することができる。蛋白質等はスライド基板の上に、用手あるいはプロテインアレイヤー等の自動機械にてスポットでき、プロテインアレイを作製することができる(グレイナー バイオ ワン社製 マニュアルマイクロアレイヤー: Greiner bio−one GmbH Manual Micro Arrayer for DNA & Protein Chip あるいはパーキンエルマー社製 ピエゾアレイバイオチップシステム: PerkinElmer INC.Piezoarray Biochip System、カケンジェネティクス社製 DNA/抗体 マイクロアレイヤー など)。用手の場合は数スポット〜数百スポット、アレイヤーの使用により、数スポット〜数千スポットが一度に作製できる。なおアレイの作製は、アレイヤー・スポッターの性能に応じて、コンタクト形式(サンプルを保持したピンが基板と直接接触する形式)あるいはノンコンタクト形式(ピンが基板と接触しない)で実施可能である。数スポット〜千スポットからなるアレイは、目的に応じて基板上に複数設けることができる。  The three-dimensional gel can take a crosslinked structure inside, and the structure is important for controlling the size of pores inside the gel. After immobilization with the activity of the antibody, lectin / receptor / various antigens, etc., it is necessary that the pore size (20 to 1000 nm) allows each element other than the immobilization product to move freely during the reaction. The thickness of the three-dimensional gel can be selected between 1 μm and 500 μm. Proteins and the like can be spotted on a slide substrate by a hand or an automatic machine such as a protein arrayer, and a protein array can be prepared (manufactured by Greiner Bio-One, manual microarrayer: Greiner bio-one GmbH Manual Micro Arrayer). for DNA & Protein Chip or PerkinElmer Piezo Array Biochip System: PerkinElmer INC. Piezoarray Biochip System, Kaken Genetics DNA / antibody microarrayer, etc.). In the case of a hand, several spots to several hundred spots can be produced at a time by using an arrayer. The array can be manufactured in a contact format (a format in which the pins holding the sample are in direct contact with the substrate) or a non-contact format (a pin is not in contact with the substrate) depending on the performance of the arrayer / spotter. A plurality of arrays of several to 1,000 spots can be provided on the substrate according to the purpose.

必要な蛋白質をスポット(または塗布)・固定後、ウシ血清アルブミン・ゼラチン等の動物由来の蛋白質、ポリエチレングリコール等の高分子化合物を含む溶液に浸漬または塗布して、3次元ゲルをコーテイングすることができる(この操作はブロッキング操作とも称される)。また糖・アミノ酸・有機酸等の溶液にも浸漬または塗布することができる。糖としてはグルコース・サッカロース・マルトノースの還元糖及び非還元糖、単糖・多糖類を使用でき、アミノ酸としてはグリシン、グルタミン酸等、有機酸としてはマレイン酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸等を使用することができる。さらにはアジ化ナトリウム、プロクリン等の防腐剤を含む溶液を同様に併用することができる。組成物中の各試薬の濃度は、通常免疫血清学分野で使用されている濃度範囲で、適宜選択して設定できる。
各溶液は滅菌フィルター等でろ過し、無菌化したものを使用することが好ましい。
3D gel can be coated by spotting (or coating) and fixing the required protein, and then dipping or coating in a solution containing animal-derived protein such as bovine serum albumin or gelatin and a polymer compound such as polyethylene glycol. Yes (this operation is also called a blocking operation). It can also be immersed or applied in a solution of sugar, amino acid, organic acid or the like. Glucose, saccharose, maltonose reducing sugars and non-reducing sugars, monosaccharides / polysaccharides can be used as sugars, glycine, glutamic acid etc. as amino acids, maleic acid, succinic acid, citric acid, malic acid etc. as organic acids Can be used. Furthermore, a solution containing a preservative such as sodium azide or procrine can be used in the same manner. The concentration of each reagent in the composition can be appropriately selected and set within a concentration range usually used in the field of immunoserology.
Each solution is preferably filtered and sterilized with a sterilizing filter or the like.

本発明に使用する基板等は真空乾燥機、減圧乾燥機あるいは風乾操作にて乾燥させることができる。作業は、防腐性能等を考慮すると、無菌化されたクリーンベンチやクリーンルーム中で行うことが好ましい。  The substrate or the like used in the present invention can be dried by a vacuum dryer, a vacuum dryer or an air drying operation. In consideration of antiseptic performance and the like, the work is preferably performed in a sterilized clean bench or clean room.

本発明に使用する量子ドット蛍光物質は、セレン化カドミウム、テルル化カドミウム等の半導体粒子をそのまま使用することができるが、非特異的反応の抑制のため、ポリエチレングリコールなどの親水性高分子で粒子表面をコーテイングしておくことが好ましい。量子ドットはその粒子径により、発する蛍光の波長が異なるが、0.1nm〜200nmの範囲のものを目的に応じて使用することができる。なお粒子径1.5nm以下ではいわゆるホールトラッピング現象の割合が高くなり、蛍光ではなく、白色のりん光を呈することが知られている(バウアーら)。粒子径は基板上の高分子ゲルのポアサイズより小さいだけでなく、各種のタンパク質と連結した場合の全体の大きさもポアサイズより小さいことが、ゲル内での諸反応のために必要である。量子ドットは、クウォンタムドット社(QuantumDot Corp.)やエビデントテクノロジー社(Evident Technology)の市販品などを利用できる。  As the quantum dot fluorescent material used in the present invention, semiconductor particles such as cadmium selenide and cadmium telluride can be used as they are, but particles with a hydrophilic polymer such as polyethylene glycol are used to suppress nonspecific reactions. It is preferable to coat the surface. Quantum dots have different emission wavelengths depending on their particle sizes, but those in the range of 0.1 nm to 200 nm can be used depending on the purpose. It is known that when the particle diameter is 1.5 nm or less, the ratio of so-called hole trapping phenomenon is high, and it exhibits white phosphorescence instead of fluorescence (Bauer et al.). It is necessary for various reactions in the gel that the particle size is not only smaller than the pore size of the polymer gel on the substrate but also the overall size when coupled with various proteins is smaller than the pore size. Quantum dots may be commercially available from Quantum Dot Corp. or Evident Technology.

バウアーら ジャーナル アメリカン ケミカル ソサエテイ127巻 15378頁−15379頁(2005)(Bowers,M.J.et.al.J.Am.Chem.Soc.(2005)Vol.127,pp15378−15379)。  Bauer et al. Journal American Chemical Society 127 pages 15378-15379 (2005) (Bowers, MJ et al. J. Am. Chem. Soc. (2005) Vol. 127, pp 15378-15379).

タンパク質と量子ドットの間は、2価性架橋基など種々のリンカー介して連結することができる。またタンパク質とそのタンパク質に対して特異的な結合力を持つタンパク質あるいはリガンドとそのリガンドに対して特異的な結合力を持つタンパク質の関係を利用して連結することも可能である。これらの例として、ビオチン化マウスモノクロナル抗体と量子ドット標識ストレプトアビジンの複合体、ウサギポリクロナル抗体と量子ドット標識プロテインGの複合体、などが挙げられる。  Proteins and quantum dots can be linked via various linkers such as a divalent cross-linking group. Moreover, it is also possible to link using the relationship between a protein and a protein having a specific binding strength to the protein or a ligand and a protein having a specific binding strength to the ligand. Examples of these include a complex of biotinylated mouse monoclonal antibody and quantum dot labeled streptavidin, a complex of rabbit polyclonal antibody and quantum dot labeled protein G, and the like.

量子ドットを検出するための光源としては、蛍光発生に必要な励起が可能であればよいが、レーザー光源、紫外線ランプなどが一般に使用できる。励起光を照射するのに必要な時間は、量子ドットが光照射に対して安定であるため特に制限はなく、数時間連続照射も可能である。また測定完了後改めて再測定することも可能である。  As a light source for detecting the quantum dots, it is sufficient that excitation necessary for fluorescence generation is possible, but a laser light source, an ultraviolet lamp, or the like can be generally used. The time required for irradiating the excitation light is not particularly limited because the quantum dots are stable to light irradiation, and continuous irradiation for several hours is possible. It is also possible to measure again after completion of the measurement.

本発明に使用する抗体は、研究用試薬、臨床診断薬として市販されているものを使用できる他、免疫原を調製してマウス、ラット、ウサギ、ヤギ、ウシ、ヒツジなどに免疫して作製することができる。免疫原としては天然蛋白、人為的に加工したタンパクやペプチドを使用することができる。低分子ペプチドや糖鎖・脂質等の天然低分子、合成化学物質に対する抗体を作製する場合は、それらをハプテンとして血清アルブミンやヘモシアニン等に結合させた蛋白質を免疫原として使用することができる。糖化蛋白などの様に、修飾が天然に生じたものを用いても良い。抗体は、ハーローらの方法に従って作製すればよい。また抗体は完全な形態だけでなく、(Fab)2・(Fab)・(Fab’)2・(Fab’)等のフラグメントの形態をも使用できるし、組換えDNA技術によって調製された抗体、抗体フラグメント(Fab,Fv,scFv等)も使用可能である。  The antibodies used in the present invention can be those commercially available as research reagents and clinical diagnostics, and are prepared by immunizing mice, rats, rabbits, goats, cows, sheep, etc. by preparing an immunogen. be able to. As the immunogen, natural proteins, artificially processed proteins and peptides can be used. When producing antibodies against low molecular weight peptides, natural low molecules such as sugar chains and lipids, and synthetic chemical substances, proteins bound to serum albumin, hemocyanin or the like as haptens can be used as immunogens. A naturally occurring modification such as a glycated protein may be used. The antibody may be prepared according to the method of Harlow et al. Further, the antibody can be used not only in the complete form but also in the form of a fragment such as (Fab) 2 · (Fab) · (Fab ') 2 · (Fab'), or an antibody prepared by recombinant DNA technology, Antibody fragments (Fab, Fv, scFv, etc.) can also be used.

ハーローら 「抗体の使用法:ラボラトリーマニュアル」(1998年)コールドスプリング・ハーバー(Harlow E.et.al.,Using Antibodies:Laboratory Manual(1998)Cold Spring Harbor)。  Harlow et al. "Usage of Antibodies: Laboratory Manual" (1998) Cold Spring Harbor (Halling Antibodies: Laboratory Manual (1998) Cold Spring Harbor).

本発明に使用する抗体以外のタンパク質は、市販品及び血清等の各種生体試料や組換えDNA技術によって調製した生体より採取・精製したものを使用することができる。それらの取扱いは相互作用や結合に必要な活性を保つ工夫をして調製されたものが好ましい。またタンパク質は、目的に応じて、完全なものだけでなく、糖鎖や脂質等が脱落した不完全なものも使用することができる。さらに完全長のタンパク質だけでなく一部の断片、ペプチドを使用することも、場合に応じて可能である。  As the protein other than the antibody used in the present invention, commercially available products and various biological samples such as serum and those collected and purified from living organisms prepared by recombinant DNA technology can be used. Their handling is preferably prepared by devising to maintain the activity necessary for interaction and binding. Further, depending on the purpose, not only a complete protein but also an incomplete protein in which sugar chains, lipids, and the like are dropped can be used. Furthermore, it is possible to use not only full-length proteins but also some fragments and peptides depending on the case.

本発明で、抗体等のタンパク質にビオチンやジゴキシゲニンなどの低分子化学物質、タグペプチド等を導入し、検出時に利用することができる。例えばビオチンを導入したタンパク質は、量子ドット標識アビジンあるいは量子ドット標識ストレプトアビジン等で検出可能である。アビジン、ストレプトアビジンは天然由来、組換えタンパク質いずれも使用できる。タンパク質に低分子化学物質、タグペプチドを導入した場合は、それらに対する量子ドット標識抗体を用いて検出することができる。  In the present invention, a low molecular chemical substance such as biotin or digoxigenin, a tag peptide or the like can be introduced into a protein such as an antibody and used at the time of detection. For example, a protein into which biotin has been introduced can be detected with quantum dot-labeled avidin or quantum dot-labeled streptavidin. Avidin and streptavidin can be either naturally derived or recombinant proteins. When a low molecular chemical substance or a tag peptide is introduced into a protein, it can be detected using a quantum dot-labeled antibody against them.

本発明では、量子ドットシグナルを増幅することなく測定できるが、アルカリフォスファターゼ標識体とチラミド化合物により、ビオチン化チラミドを生成させる増幅系を併用することも可能である。この系は極めて高感度であるため、より短時間の測定が可能である。ビオチン化チラミドの増幅試薬としてダコ社(Dako A/S)の製品などが利用できる。  In the present invention, the quantum dot signal can be measured without amplification, but an amplification system that generates biotinylated tyramide with an alkaline phosphatase label and a tyramide compound can also be used in combination. Since this system is extremely sensitive, a shorter time can be measured. A product of Dako A / S can be used as an amplification reagent for biotinylated tyramide.

本発明で使用するプロテインアレイ上のスポット数は、目的により2〜数千個の範囲で複数設けることができる。このスポット数は疾患対象の同時評価で必要とするマーカーの種類、各測定対象の予測される濃度範囲などで要求される個数を設定することができるが、プロテインアレイのパフォーマンスと製造コストに大きな影響を与えるため、最適なアレイデザインを実施すべきである。  A plurality of spots on the protein array used in the present invention can be provided in a range of 2 to several thousand according to the purpose. The number of spots can be set according to the number of markers required for simultaneous evaluation of disease targets, the expected concentration range of each measurement target, etc., but this has a significant impact on protein array performance and manufacturing costs. Optimal array design should be implemented.

本発明でいう基準スポットとは、陽性スポット、陰性スポットあるいはアレイスポットの位置確認目的のスポットのことをいう。これらのスポットは測定対象数、測定目的に応じて適宜設定し作製することができるが、それらすべての種類の基準スポットが本発明において不可欠ではなく、取捨選択が可能である。1種以上の基準スポットは測定の規格化、管理のために設置が好ましい。  The reference spot in the present invention refers to a spot for confirming the position of a positive spot, a negative spot or an array spot. These spots can be appropriately set and produced according to the number of objects to be measured and the purpose of measurement, but all of these types of reference spots are not essential in the present invention and can be selected. One or more reference spots are preferably installed for measurement standardization and management.

本発明では種々の測定対象物質を評価・測定することができるが、特に疾患マーカー群の測定および疾患予防マーカーの測定は重要である。疾患関連マーカーとは、例えば糖尿病、腎疾患、癌、高血圧、肝臓疾患、心筋梗塞、リウマチ、アレルギー、アトピー、ストレス、痴呆症、感染症などで特異的に量が増減するマーカー(タンパク質その他)をいい、複数のマーカー(マルチマーカー)を評価することでより、疾患の症状・程度あるいは疾患であることの確度を知ることができる。例えば酸化ストレスを受けた場合、酸化還元に関わる酵素・タンパク質である、スーパーオキサイドデイスムターゼ(SOD)、グルタチオントランスフェラーゼ(GST)、グルタチオンペルオキシダーゼ(GPX)、インターロイキン−18(IL−18)、8−ヒドロキシグアノシン(8−OHdG)、ヘキサノイルリジン等の量が変動する。これらのタンパク質は酸化ストレスを受けた場合や糖尿病などの疾患時に変動する。それらのマーカーは疾患者と健常人由来の生体試料中のタンパク質をそれぞれ、例えばSELDI−TOF−MSシステム(サイファージェン・バイオシステムズ社:Ciphergen Biosystems INC.)や2次元電気泳動システム(ヴィタ社:WITA GmbH)等を用いて比較することで、発見することが可能である。これらのマーカーは同時に複数活用される場合もある。各マーカーは量的に確保可能であれば、アミノ酸配列・構造決定などをすることなく、定量を目的とした特異的抗体の作製が原則可能である。  In the present invention, various substances to be measured can be evaluated and measured. In particular, measurement of a disease marker group and measurement of a disease prevention marker are important. Disease-related markers include markers that specifically increase or decrease in amounts such as diabetes, kidney disease, cancer, hypertension, liver disease, myocardial infarction, rheumatism, allergies, atopy, stress, dementia, and infections (proteins, etc.) In other words, by evaluating a plurality of markers (multi-markers), it is possible to know the symptom / degree of the disease or the accuracy of the disease. For example, when subjected to oxidative stress, superoxide dismutase (SOD), glutathione transferase (GST), glutathione peroxidase (GPX), interleukin-18 (IL-18), 8- The amount of hydroxyguanosine (8-OHdG), hexanoyllysine and the like varies. These proteins vary during oxidative stress and during diseases such as diabetes. These markers include proteins in biological samples derived from diseased and healthy individuals, for example, SELDI-TOF-MS system (Ciphergen Biosystems Inc.) and two-dimensional electrophoresis system (Vita: WITA) It is possible to discover by comparing using GmbH) or the like. Several of these markers may be used at the same time. As long as each marker can be quantitatively secured, it is possible in principle to produce a specific antibody for the purpose of quantification without determining the amino acid sequence or structure.

病気になった患者の生体試料中において疾患マーカーの存在量が変動するのに対して、疾患予防マーカーは健常時においても変動が認められるものであり、疾患発症前段階としてのリスクを示すものである。疾患予防マーカーとは、例えば糖尿病予防マーカー、高血圧予防マーカー、酸化ストレス傷害予防マーカーなどのことをいう。疾患予防マーカーの変動を適宜知ることができれば、例えば生活習慣を変更・改善したり、あるいは運動療法などを早期に取り入れることで、疾患発症に進むことを防いだり、遅らせたりすることが可能である。これは治療法ではなく、予防法を健常者に提起するよい指標となりうると考えられている。疾患に対して社会全体が費やしている膨大なコストを考えれば、疾患に陥る人の数を予防マーカーの活用で減らすことは、予防マーカー測定に費やすコストに対して、十分見合ったものとなる。  While disease marker abundance varies in a biological sample of a diseased patient, disease prevention markers can be observed even in normal conditions, indicating a risk as a pre-stage of disease onset. is there. The disease prevention marker refers to, for example, diabetes prevention marker, hypertension prevention marker, oxidative stress injury prevention marker and the like. If changes in disease prevention markers can be known as appropriate, it is possible to prevent or delay the onset of disease by, for example, changing or improving lifestyle habits or incorporating exercise therapy at an early stage. . This is not a cure, but is considered to be a good indicator for provoking prevention to healthy individuals. Considering the enormous costs spent by society as a whole on the disease, reducing the number of people who fall into disease by using preventive markers is adequate for the cost of measuring preventive markers.

本発明で構成する試薬組成物は、プロテインアレイとして構成された、抗体等のタンパク質を固定化した基板を主体として、例えばサンプル希釈溶液、2次抗体溶液、量子ドット標識抗(2次抗体)抗体溶液、洗浄溶液、測定標準溶液などで構成される。各試薬は一般に免疫血清分野やバイオテクノロジー分野にて知られている研究用試薬、臨床診断薬調製の技術を活用することができる。  The reagent composition constituted by the present invention is mainly composed of a substrate on which a protein such as an antibody is immobilized, which is constituted as a protein array, for example, a sample diluted solution, a secondary antibody solution, a quantum dot labeled anti- (secondary antibody) antibody. It consists of solution, cleaning solution, measurement standard solution, etc. Each reagent can use research reagents and clinical diagnostic preparation techniques generally known in the field of immune sera and biotechnology.

本発明で使用するスライド基板等上の蛍光シグナルは、蛍光顕微鏡、蛍光スライドスキャナーなどで適宜測定が可能であり、所望のデータを取得することができる。なお量子ドットはUV光励起・レーザー光励起が可能であるが、励起光の検出には量子ドットの種類に応じて適宜必要な光学フィルターを選択して使用できる。  The fluorescence signal on the slide substrate or the like used in the present invention can be appropriately measured with a fluorescence microscope, a fluorescence slide scanner, or the like, and desired data can be acquired. The quantum dots can be excited with UV light or laser light, but for detection of excitation light, a necessary optical filter can be selected and used as appropriate according to the type of quantum dots.

本発明によれば、複数の測定対象物質量に対応した安定したシグナル変化を同時に捉えることができ、それぞれ感度よく測定することができ、実用的なアッセイ系を供することが可能である。また多種類のシグナルを色調の変化として捉えることも可能となり、多種蛍光マルチプレックスアッセイが可能となる  According to the present invention, stable signal changes corresponding to a plurality of substances to be measured can be captured simultaneously, each can be measured with high sensitivity, and a practical assay system can be provided. It is also possible to capture various types of signals as changes in color tone, enabling a variety of fluorescent multiplex assays.

以下本発明の実施の態様を説明するが、本発明は実施例の記述、方法等によって限定されるものではなく、本発明の開示は、本質的に同一の方法、試薬組成物に対して等しく影響をもたらすものである。  Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited by the description of the examples, the methods, etc., and the disclosure of the present invention is equally applicable to essentially the same methods and reagent compositions. It has an impact.

本発明で実施するステップを、抗体をアレイした場合を例としてつぎに示す。 1)3次元高分子ゲルを表面に担持した基板(スライドグラス)をまず抗体をスポットする前に、純水・バッファーによる膨潤、洗浄、加温等の操作を実施し、固定化に好適な状態とする。 2)この状態の基板を先述のアレイヤー・スポッターを用いて所定のアレイデザインに従って、必要な濃度・組成に調製された、特定抗原に対するマウスモノクロナル抗体(1次抗体)溶液をそれぞれスポットする。 3)スポット後、一定時間保持し、ブロッキング剤、保護剤、安定化剤の溶液とアレイを接触させ、そのままもしくは乾燥させて測定に供する。 4)所定の容積が確保できる様に構成された、中抜きのフレームシールをアレイの周辺に貼り付ける。 5)測定開始前にブロッキング溶液とアレイを接触させる(フレームシール内。以下のステップは全てこのフレームシール内で実施する)。場合によってはこのステップは省略可能である。 6)希釈した生体試料を含む溶液とアレイを所定時間接触させる。 7)生体試料を含む溶液を取り除き、所定容量の洗浄液を加え数10秒〜数分経過後取り除く(洗浄操作)。この操作を所定回数繰り返す。 8)特定抗原に対するラビット抗体(2次抗体)溶液をアレイと所定時間接触させる。 9)洗浄操作を所定回数繰り返す。
10)量子ドット標識された抗(2次抗体)溶液をアレイと接触させる。 11)洗浄操作を所定回数繰り返す。 12)基板(スライド)を蛍光スキャナーもしくは蛍光顕微鏡で読み取り、各スポットで生じた蛍光シグナル(蛍光強度)を測定する。露光時間等、測定条件は全て揃えておくことが好ましい。
The steps carried out in the present invention will be described below with an example in which antibodies are arrayed. 1) A substrate (slide glass) carrying a three-dimensional polymer gel on the surface is subjected to operations such as swelling, washing, and heating with pure water / buffer before spotting antibodies, and is suitable for immobilization. And 2) A mouse monoclonal antibody (primary antibody) solution against a specific antigen, which is prepared to a necessary concentration and composition in accordance with a predetermined array design using the above-described arrayer spotter, is spotted on the substrate in this state. 3) After spotting, hold for a certain period of time, bring the solution of blocking agent, protective agent and stabilizer into contact with the array, and leave or dry and use for measurement. 4) A hollow frame seal configured to secure a predetermined volume is attached to the periphery of the array. 5) Contact the blocking solution with the array before starting the measurement (in the frame seal. All the following steps are performed in this frame seal). In some cases, this step can be omitted. 6) The array containing the diluted biological sample is brought into contact with the array for a predetermined time. 7) Remove the solution containing the biological sample, add a predetermined volume of washing solution, and remove it after several tens of seconds to several minutes (washing operation). This operation is repeated a predetermined number of times. 8) A rabbit antibody (secondary antibody) solution against a specific antigen is brought into contact with the array for a predetermined time. 9) Repeat the cleaning operation a predetermined number of times.
10) A quantum dot labeled anti- (secondary antibody) solution is contacted with the array. 11) Repeat the washing operation a predetermined number of times. 12) The substrate (slide) is read with a fluorescence scanner or a fluorescence microscope, and the fluorescence signal (fluorescence intensity) generated at each spot is measured. It is preferable to prepare all measurement conditions such as exposure time.

以上の一連の操作に対する変更・追加は適宜可能であり、それらは本発明のバリエーションのひとつとして考慮される。例えば2次抗体と、量子ドット標識抗(2次抗体)抗体の組み合わせは、2次抗体に対して量子ドットを直接標識したものに置き換えて使用が可能であるし、2次抗体にビオチンを導入し、量子ドット標識ストレプトアビジンを使用することも可能である。  Changes and additions to the above series of operations can be made as appropriate, and these are considered as one variation of the present invention. For example, a combination of a secondary antibody and a quantum dot-labeled anti- (secondary antibody) antibody can be used by replacing the secondary antibody with a quantum dot directly labeled, and biotin is introduced into the secondary antibody. It is also possible to use quantum dot-labeled streptavidin.

パーキンエルマー社製ハイドロゲルスライドを、メーカーのマニュアルに従い前処理した後、コンタクトスポッテイング法により、[図3]のアレイデザインの様に、抗ヒトSODマウスモノクロナル抗体(ラボフロンテイア社製:LabFronteier:韓国)を各濃度で約8nLずつスポットし、その後終夜で静置した。基準スポットとしてヒトSODとは結合性のない、マウスポリクロ抗体(マウス血清由来IgG:シグマ社製)及び抗ヒトGSTマウスモノクロナル抗体を陰性コントロールとして配置した。また陽性コントロールとしてラビット抗体(ラビット血清由来IgG:シグマ社製)を配置している。1%BSA、0.15M NaClを含む燐酸緩衝液(pH7.2)(以下BSA−PBSと略)100μLを、フレームシール(MJリサーチ社:MJ Research INC.米国)で囲まれた1つのアレイ上に添加し、ブロッキングを室温で1時間行った。溶液をピペットで除去後BSA−PBSをベースとしたヒトSOD(ヒト赤血球由来精製品;シグマ社製)の標準溶液または BSA−PBSで5倍希釈したヒトプール血清(ケミコンインターナショナル社製:Chemicon International:米国)溶液100μLを、フレームシールで囲まれた1つのアレイ上に添加した。スライドを保湿状態としたチャンバーの中で、2時間室温で保持させた後、溶液を取り除き、0.15M NaClを含む燐酸緩衝液(pH7.2)(以下PBSと略)100μLで3回洗浄した。ついで抗ヒトSOD(Cu/Zn)ラビット抗体(ストレスジェン バイオテクノロジー社製:Stressgen Biotechnologies:カナダ)溶液(約0.2ng/mL)100μLを添加し、先と同様にチャンバー内で2時間室温にて静置した。PBS 100μLで3回洗浄した後、量子ドット標識(655)抗ラビットIgG抗体(クウォンタムドット社製:Quantum Dot Corp.:米国)をBSA−PBSで200分の1希釈した溶液を加え、チャンバー内で1時間室温静置した。再度PBS 100μLで3回洗浄した後、蛍光顕微鏡(ニコン社研究用倒立顕微鏡 ECLIPSE TE2000E−U)で観察し、測定画像を転送し、画像解析ソフト Aqua−Lite Ver.1.2.0.0(浜松ホトニクス社製)にて解析した。取得した画像を[図4](ヒトSOD標準溶液の測定)、[図5](ヒトプール血清の測定)に示す。なお画像のバックグランドは黒色であり、シグナルの生じた各スポットはグレイで表示されている。  After pretreatment of PerkinElmer hydrogel slides according to the manufacturer's manual, anti-human SOD mouse monoclonal antibody (Lab Frontier: Lab Frontier: as shown in the array design in FIG. 3) by contact spotting method. Korea) was spotted at about 8 nL at each concentration, and then allowed to stand overnight. As a reference spot, mouse polyclonal antibody (mouse serum-derived IgG: manufactured by Sigma) and anti-human GST mouse monoclonal antibody, which have no binding to human SOD, were placed as negative controls. In addition, a rabbit antibody (Rabbit serum-derived IgG: manufactured by Sigma) is disposed as a positive control. One array of phosphate buffer (pH 7.2) (hereinafter abbreviated as BSA-PBS) containing 1% BSA and 0.15 M NaCl on a single array surrounded by a frame seal (MJ Research Inc .: MJ Research INC. USA) And blocking was carried out at room temperature for 1 hour. After removing the solution with a pipette, a standard solution of human SOD based on BSA-PBS (manufactured from human erythrocytes; Sigma) or human pool serum diluted 5 times with BSA-PBS (Chemicon International: Chemicon International: USA) ) 100 μL of solution was added onto one array surrounded by a frame seal. After the slide was kept in a moisturized chamber for 2 hours at room temperature, the solution was removed and washed three times with 100 μL of a phosphate buffer (pH 7.2) containing 0.15 M NaCl (hereinafter abbreviated as PBS). . Next, 100 μL of an anti-human SOD (Cu / Zn) rabbit antibody (Stressgen Biotechnology: Canada) solution (about 0.2 ng / mL) was added, and in the same manner as above, 2 μl at room temperature. Left to stand. After washing with 100 μL of PBS three times, a solution obtained by diluting a quantum dot-labeled (655) anti-rabbit IgG antibody (manufactured by Quantum Dot: Quantum Dot Corp .: USA) with BSA-PBS at 1: 200 was added in the chamber. It was allowed to stand at room temperature for 1 hour. After washing with 100 μL of PBS again three times, the sample was observed with a fluorescence microscope (Nikon research inverted microscope ECLIPSE TE2000E-U), the measurement image was transferred, and image analysis software Aqua-Lite Ver. The analysis was performed with 1.2.0.0 (manufactured by Hamamatsu Photonics). The acquired images are shown in [FIG. 4] (measurement of human SOD standard solution) and [FIG. 5] (measurement of human pooled serum). The background of the image is black, and each spot where a signal is generated is displayed in gray.

[図3][図4]及び[図3][図5]より、陰性コントロールである、測定抗原とは結合性の無いマウス抗体を固定化したスポット部分では、シグナルが全く認められず、反応性のある1次抗体のスポット部分では明瞭なシグナルを確認できた。  [FIG. 3] From [FIG. 4] and [FIG. 3] [FIG. 5], no signal was observed in the spot portion where a mouse antibody having no binding to the measurement antigen, which is a negative control, was immobilized. A clear signal could be confirmed in the spot portion of the primary antibody.

実施例1で使用した抗ヒトSODマウスモノクロナル抗体を固定化したスライドと同一のスライドを用い、フレームシールで囲まれた1つのアレイを、実施例1と同様にブロッキンングした。ブロッキング後、量子ドット標識(655)抗マウスIgG抗体(クウォンタムドット社製)を、BSA−PBSにて200分の1に希釈した溶液100μLを加え、チャンバー内で1時間室温静置した。さらにPBS100μLで3回洗浄し、実施例1と同様に蛍光顕微鏡で観察し、画像解析を行った。この時の画像を[図6]に示す。なお画像のバックグランドは黒色であり、シグナルの生じた各スポットはグレイで表示されている。  Using the same slide as the slide immobilized with the anti-human SOD mouse monoclonal antibody used in Example 1, one array surrounded by a frame seal was blocked in the same manner as in Example 1. After blocking, 100 μL of a solution obtained by diluting a quantum dot-labeled (655) anti-mouse IgG antibody (manufactured by Quantum Dot) to 1/200 in BSA-PBS was added, and left in a chamber for 1 hour at room temperature. Furthermore, it wash | cleaned 3 times by 100 microliters of PBS, and it observed with the fluorescence microscope similarly to Example 1, and performed image analysis. The image at this time is shown in FIG. The background of the image is black, and each spot where a signal is generated is displayed in gray.

[図6]より、1次抗体が全て、濃度に応じてスライド上にスポットされていることが判明し、実施例1で陰性コントロールとしてマウス抗体を固定化した部分も全て検出できていることから、実施例1の結果と併せて、プロテインアレイ上でヒトSODのサンドイッチアッセイが成立していることが判断できた。  [FIG. 6] From the fact that it was found that all the primary antibodies were spotted on the slide according to the concentration, and all the portions where the mouse antibody was immobilized as a negative control in Example 1 could be detected. Together with the results of Example 1, it was determined that a human SOD sandwich assay was established on the protein array.

実施例1の1次抗体である抗ヒトSODマウスモノクロナル抗体に換えて、抗ヒトIL−18マウスモノクロナル抗体(医学生物学研究所(MBL)社製)を用いてプロテインアレイを同様に作製した。基準スポットとして実施例1のマウス抗体を陰性コントロールとして配置した。アレイデザインを[図7]に示す。ついで実施例1同様にブロッキングを行った後、BSA−PBSをベースとしたヒトIL−18(組換えヒトIL−18;MBL社製)の標準溶液100μLを、フレームシールで囲まれた1つのアレイ上に添加した。スライドを保湿状態としたチャンバーの中で保持し、2時間室温で反応させた後、PBS100μLで3回洗浄した。ついで抗ヒトIL−18ラットモノクロナル抗体(MBL社製)溶液(約0.3ng/mL)100μLを添加し、チャンバー内で2時間室温静置した。PBS 100μLで3回洗浄した後、量子ドット(655)標識抗ラットIgG抗体(クウォンタムドット社製)をBSA−PBSで200分の1に希釈した溶液を加え、チャンバー内で1時間室温静置した。PBS 100μLで3回洗浄した後、実施例1と同様に蛍光顕微鏡で観察し、測定画像を転送し、画像解析ソフトにて解析した。取得した画像を[図8]に示す。なお画像のバックグランドは黒色であり、シグナルの生じた各スポットはグレイで表示されている。  In place of the anti-human SOD mouse monoclonal antibody which is the primary antibody of Example 1, a protein array was similarly prepared using an anti-human IL-18 mouse monoclonal antibody (manufactured by Medical and Biological Research Institute (MBL)). did. The mouse antibody of Example 1 was placed as a negative control as a reference spot. The array design is shown in FIG. Next, after blocking in the same manner as in Example 1, 100 μL of a standard solution of human IL-18 (recombinant human IL-18; manufactured by MBL) based on BSA-PBS was enclosed in a frame seal. Added on top. The slide was kept in a moisturized chamber, reacted at room temperature for 2 hours, and then washed 3 times with 100 μL of PBS. Subsequently, 100 μL of an anti-human IL-18 rat monoclonal antibody (MBL) solution (about 0.3 ng / mL) was added, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 2 hours in a chamber. After washing with 100 μL of PBS three times, a solution obtained by diluting a quantum dot (655) -labeled anti-rat IgG antibody (manufactured by Quantum Dot) to 1/200 with BSA-PBS was added, and left at room temperature for 1 hour in a chamber. . After washing with 100 μL of PBS three times, the sample was observed with a fluorescence microscope in the same manner as in Example 1, and the measurement image was transferred and analyzed with image analysis software. The acquired image is shown in FIG. The background of the image is black, and each spot where a signal is generated is displayed in gray.

[図7][図8]より、陰性コントロールである、結合性の無いマウス抗体を固定化したスポット部分はシグナルが全く認められず、反応性のある1次抗体のスポットで明瞭なシグナルを確認できた。  [FIG. 7] From [FIG. 8], no signal was observed in the spot portion where the mouse antibody having no binding property, which is a negative control, was immobilized, and a clear signal was confirmed in the spot of the reactive primary antibody. did it.

実施例3で使用した抗ヒトIL−18マウスモノクロナル抗体を固定化したスライドと同一のスライドを用い、フレームシールで囲まれた1つのアレイを、実施例1と同様にブロッキンングした。ブロッキング後、量子ドット標識(655)抗マウスIgG抗体(クウォンタムドット社製)を、BSA−PBSにて200分の1に希釈した溶液100μLを加え、チャンバー内で1時間室温静置した。さらにPBS100μLで3回洗浄し、実施例1と同様に蛍光顕微鏡で観察し、画像解析を行った。この時の画像を[図9]に示す。なお画像のバックグランドは黒色であり、シグナルの生じた各スポットはグレイで表示されている。  Using the same slide as the slide immobilized with the anti-human IL-18 mouse monoclonal antibody used in Example 3, one array surrounded by a frame seal was blocked in the same manner as in Example 1. After blocking, 100 μL of a solution obtained by diluting a quantum dot-labeled (655) anti-mouse IgG antibody (manufactured by Quantum Dot) to 1/200 in BSA-PBS was added, and left in a chamber for 1 hour at room temperature. Furthermore, it wash | cleaned 3 times by 100 microliters of PBS, and it observed with the fluorescence microscope similarly to Example 1, and performed image analysis. The image at this time is shown in FIG. The background of the image is black, and each spot where a signal is generated is displayed in gray.

[図9]より、1次抗体が全て、濃度に応じてスライド上にスポットされていることが判明し、実施例3で陰性コントロールとしてマウス抗体を固定化した部分も全て検出できていることから、実施例3の結果と併せて、プロテインアレイ上でヒトIL−18のサンドイッチアッセイが成立していることが判断できた。  [FIG. 9] From the fact that it was found that all the primary antibodies were spotted on the slide according to the concentration, and as a negative control in Example 3, it was possible to detect all the parts where the mouse antibody was immobilized. Together with the results of Example 3, it was determined that a human IL-18 sandwich assay was established on the protein array.

実施例1のアッセイのうち、ヒトSOD標準溶液の濃度を10〜2000ng/mLの範囲で変えてそれぞれ1アレイずつ用いてアッセイを実施した。得られたそれぞれの濃度における蛍光強度(n=9)とSOD濃度との関係を[図10]に示す。なお1次抗体をスポットした時の濃度は400ng/mL、200ng/mLである。  Among the assays of Example 1, the concentration of the human SOD standard solution was changed in the range of 10 to 2000 ng / mL, and the assay was performed using one array each. The relationship between the obtained fluorescence intensity (n = 9) and the SOD concentration at each concentration is shown in FIG. The concentration when the primary antibody is spotted is 400 ng / mL and 200 ng / mL.

[図10]より、2水準の1次抗体濃度何れにおいても、SOD濃度と蛍光強度は相関した。バラツキを考慮しても、少なくとも10ng/mLの濃度のヒトSODを検出できることが判明した。  [FIG. 10] From FIG. 10, the SOD concentration and the fluorescence intensity correlated with each other at two levels of the primary antibody concentration. It was found that human SOD at a concentration of at least 10 ng / mL can be detected even when variations are taken into account.

実施例3のアッセイのうち、ヒトIL−18標準溶液の濃度を10〜1000ng/mLの範囲で変えてそれぞれ1アレイずつ用いて実施した。得られたそれぞれの濃度における蛍光強度(n=9)IL−18濃度との関係を[図11]に示す。なお1次抗体をスポットした時の濃度は400ng/mL、200ng/mLである。  In the assay of Example 3, the concentration of the human IL-18 standard solution was changed in the range of 10 to 1000 ng / mL, and each array was used. The relationship between the obtained fluorescence intensity (n = 9) and IL-18 concentration at each concentration is shown in FIG. The concentration when the primary antibody is spotted is 400 ng / mL and 200 ng / mL.

[図11]より、2水準の1次抗体濃度何れにおいても、IL−18濃度と蛍光強度は相関した。バラツキを考慮しても、少なくとも10ng/mLの濃度のヒトIL−18を検出できることが判明した。  [FIG. 11] From FIG. 11, the IL-18 concentration and the fluorescence intensity correlated with each other at two levels of the primary antibody concentration. It was found that human IL-18 at a concentration of at least 10 ng / mL can be detected even when variations are taken into account.

本発明は、生体液、食品、環境試料中などに存在するさまざまな物質を単独であるいは複数同時に評価・定量するために、研究者、一般消費者が利用することができる。本発明は医学・薬学・理学・工学分野など広範囲において応用が可能である。  The present invention can be used by researchers and general consumers to evaluate and quantify various substances present in biological fluids, foods, environmental samples and the like alone or in combination. The present invention can be applied in a wide range of fields such as medicine, pharmacy, science, and engineering.

従来のプロテインアレイにおける測定系の模式図。  The schematic diagram of the measurement system in the conventional protein array. 本発明によるプロテインアレイにおける測定系の模式図(例)。  The schematic diagram (example) of the measuring system in the protein array by this invention. 本発明で作製したヒトSOD測定のためのプロテインアレイの1次抗体のアレイデザイン。  The array design of the primary antibody of the protein array for human SOD measurement produced by this invention. 本発明によって標準溶液中のヒトSODの存在を視覚化した画像。(バックグランドは黒色であり、シグナルはグレイで表示)。  Image visualizing the presence of human SOD in a standard solution according to the present invention. (Background is black, signal is displayed in gray). 本発明によってヒトプール血清中のヒトSODの存在を視覚化した画像。(バックグランドは黒色であり、シグナルはグレイで表示)。  Image visualizing the presence of human SOD in human pooled serum according to the present invention. (Background is black, signal is displayed in gray). プロテインアレイに固定化された抗SODマウスモノクロナル抗体(1次抗体)の存在を視覚化した画像。(バックグランドは黒色であり、シグナルはグレイで表示)。  An image visualizing the presence of an anti-SOD mouse monoclonal antibody (primary antibody) immobilized on a protein array. (Background is black, signal is displayed in gray). 本発明で作製したヒトIL−18測定のためのプロテインアレイの1次抗体のアレイデザイン。  The array design of the primary antibody of the protein array for human IL-18 measurement produced by this invention. 本発明によって標準溶液中のヒトIL−18を視覚化した画像。(バックグランドは黒色であり、シグナルはグレイで表示)。  Image visualized human IL-18 in standard solution according to the present invention. (Background is black, signal is displayed in gray). プロテインアレイに固定化された抗IL−18マウスモノクロナル抗体(1次抗体)の存在を視覚化した画像。(バックグランドは黒色であり、シグナルはグレイで表示)。  The image which visualized presence of the anti- IL-18 mouse monoclonal antibody (primary antibody) fix | immobilized by the protein array. (Background is black, signal is displayed in gray). 本発明による測定系で評価した場合の、SOD濃度と各濃度での蛍光シグナルとの関係図  Relationship diagram between SOD concentration and fluorescence signal at each concentration when evaluated by the measurement system according to the present invention 本発明による測定系で評価した場合の、IL−18濃度と各濃度での蛍光シグナルとの関係図  Relationship diagram between IL-18 concentration and fluorescence signal at each concentration when evaluated by the measurement system according to the present invention

Claims (16)

測定対象物質を認識するタンパク質または測定対象物質の全体・一部・類似物から選択される物質を、3次元ゲル化合物内に物理的または化学的に固定化した基板上において、量子ドット蛍光化合物を標識体として、試料中の対象物質を測定することを特徴とするアッセイ方法。  A quantum dot fluorescent compound is placed on a substrate on which a protein recognizing the measurement target substance or a substance selected from all, part, or similar of the measurement target substance is physically or chemically immobilized in a three-dimensional gel compound. An assay method comprising measuring a target substance in a sample as a label. ポリビニルピロリドン・ポリエチレングリコール・ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド・ポリアクリル酸・ポリメタクリル酸・ポリカーボネート・ポリ乳酸・多糖類・アミノ多糖類・複合糖類・ペプチド・複合高分子のうち、1種以上を含有する水溶性ポリマーの粉末あるいは水溶液を用いて製造された3次元ゲル化合物を使用することを特徴とする請求項1に記載の方法。  Polyvinyl pyrrolidone / polyethylene glycol / polyvinyl alcohol, polyethylene oxide / polyacrylic acid / polymethacrylic acid / polycarbonate / polylactic acid / polysaccharides / aminopolysaccharides / complex sugars / peptides / complex polymers containing one or more water The method according to claim 1, wherein a three-dimensional gel compound produced using a powder or aqueous solution of a functional polymer is used. ポリビニルピロリドン・ポリエチレングリコール・ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド・ポリアクリル酸・ポリメタクリル酸・ポリカーボネート・ポリ乳酸・多糖類・アミノ多糖類・複合糖類・ペプチド・複合高分子のうち、1種以上を含有する水溶性ポリマーの水溶液を、放射線・電子ビーム・ガンマ線・ラジカル発生試薬・架橋試薬 の内1種以上に対して曝露することにより、架橋して製造された3次元ゲル化合物を使用することを特徴とする請求項1に記載の方法。  Polyvinyl pyrrolidone / polyethylene glycol / polyvinyl alcohol, polyethylene oxide / polyacrylic acid / polymethacrylic acid / polycarbonate / polylactic acid / polysaccharides / aminopolysaccharides / complex sugars / peptides / complex polymers containing one or more water It is characterized by using a three-dimensional gel compound produced by crosslinking an aqueous solution of a conductive polymer by exposing it to one or more of radiation, electron beam, gamma ray, radical generating reagent, and crosslinking reagent. The method of claim 1. 測定対象物質が、タンパク質・ペプチド・糖質・脂質・糖脂質・低分子化合物である請求項1〜3に記載の方法。  The method according to claims 1 to 3, wherein the substance to be measured is a protein, peptide, carbohydrate, lipid, glycolipid, or low molecular weight compound. 測定対象物質を認識するタンパク質が、抗体・レセプター・レクチンであることを特徴とする請求項1−4の方法。  The method according to claim 1-4, wherein the protein recognizing the substance to be measured is an antibody, a receptor, or a lectin. 固定化した基板が非蛍光性のガラス・プラスチック・金属基板であることもしくは、蛍光検出時に測定を妨害しないガラス・プラスチック・金属基板であることを特徴とする請求項1−5の方法。  6. The method according to claim 1, wherein the fixed substrate is a non-fluorescent glass / plastic / metal substrate or a glass / plastic / metal substrate which does not interfere with the measurement when fluorescence is detected. 測定系において、アビジンもしくはアビジン様物質及びビオチンを使用することを特徴とする請求項1−6の方法。  The method according to claim 1, wherein avidin or avidin-like substance and biotin are used in the measurement system. 測定系において、物理的シグナルの増幅を行うことを特徴とする請求項1−7の方法。  The method according to claim 1, wherein a physical signal is amplified in the measurement system. 測定系において、チラミド化合物を使用することを特徴とする請求項8の方法。  The method according to claim 8, wherein a tyramide compound is used in the measurement system. 2以上のスポットからなる1以上のアレイ配列を備えた基板を使用することを特徴とする請求項1−9の方法。  10. The method of claim 1-9, wherein a substrate with one or more array arrangements of two or more spots is used. 2以上のスポットからなる1以上のアレイ配列内に基準スポットを備えた基板を使用することを特徴とする請求項1−10の方法。  11. The method of claim 1-10, wherein a substrate with a reference spot in one or more array arrangements of two or more spots is used. 2以上のスポットからなる1以上のアレイ配列内に2種類以上の基準スポットを備えた基板を使用することを特徴とする請求項1−11の方法。  12. The method of claim 1-11, wherein a substrate having two or more reference spots in one or more array arrangements of two or more spots is used. 使用する量子ドット蛍光化合物の粒子の直径が0.1〜200nmであることを特徴とする請求項1−12の方法。  The method according to claim 1, wherein the diameter of the quantum dot fluorescent compound particles used is 0.1 to 200 nm. 疾患マーカーおよび疾患予防マーカーを測定対象とするものであることを特徴とする1)−13)の方法。  The method according to 1) -13), wherein a disease marker and a disease prevention marker are to be measured. 請求項1−14の方法に使用するための基板。  A substrate for use in the method of claims 1-14. 請求項1−15の方法に使用するための試薬組成物。  A reagent composition for use in the method of claim 1-15.
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