JP2007279028A - Biological substance structure with pore and manufacturing method therefor, biological substance carrier using the same, refining method for biological substance, container for affinity chromatography, chip for separation, analytical method for the biological substance, separator for analyzing objective substance, and sensor chip - Google Patents

Biological substance structure with pore and manufacturing method therefor, biological substance carrier using the same, refining method for biological substance, container for affinity chromatography, chip for separation, analytical method for the biological substance, separator for analyzing objective substance, and sensor chip Download PDF

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Minako Hanazaki
美奈子 花崎
Takeshi Isojima
健史 五十島
Hiroyuki Tanaka
裕之 田中
Toshifumi Shiratani
俊史 白谷
Hisao Takeuchi
久雄 竹内
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biological substance structure, capable of containing a biological substance of a large amount than that in conventional one, under the condition where reactivity of the biological substance is maintained, and having micropores. <P>SOLUTION: This biological substance structure formed with the pores, having 300nm or more to 100μm or smaller for diameter is constituted of the biological substance and a principal chain comprising a compound to be bonded with the biological substance. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、孔を有する生体物質構造体及びその製造方法、並びに、それを用いた生体物質担持体、対象物質の精製方法、アフィニティークロマトグラフィー用容器、分離用チップ、対象物質の解析方法、対象物質の解析用分離装置、及びセンサーチップに関するものである。   The present invention relates to a biological material structure having pores and a method for producing the same, and a biological material carrier using the same, a purification method for the target substance, a container for affinity chromatography, a separation chip, a method for analyzing the target substance, and a target The present invention relates to a separation device for analyzing substances and a sensor chip.

医療・診断、遺伝子解析、プロテオミクス、マイクロエレクトロニクス、膜分離等の分野においては、生体物質と、当該生体物質と特異的に相互作用する物質(対象物質)との相互作用を用い、診断、検査、分析、精製等を行なうことがある。そこで、前記の診断、検査、分析、精製等を適切に行なうために、生体物質を含む構造体に関し、様々な技術が開発されている。   In the fields of medicine / diagnosis, genetic analysis, proteomics, microelectronics, membrane separation, etc., diagnosis, testing, and inspection using the interaction between biological substances and substances that specifically interact with the biological substances (target substances) Analysis, purification, etc. may be performed. Therefore, in order to appropriately perform the diagnosis, inspection, analysis, purification, and the like, various techniques have been developed for structures containing biological materials.

例えば、生体物質を基材に高濃度で固定化または担持し、生体物質固定化物を形成する技術が提案されている。この場合、生体物質固定化物に、当該生体物質と対象物質との相互作用を効果的に行なうことのできる空間を保持した構造を適用できれば、さらに高感度な生体物質固定化物が実現できると考えられる。   For example, a technique has been proposed in which a biological material is immobilized or supported on a substrate at a high concentration to form a biological material immobilized product. In this case, if a structure holding a space capable of effectively performing interaction between the biological material and the target substance can be applied to the biological material immobilized product, a more sensitive biological material immobilized product can be realized. .

近年、これらを解決する方法として、多孔構造を有する基材に生体物質を固定化しようという試みがなされている。多孔構造を有する基材は、多孔構造を有しない基材に比べて表面積が非常に大きい。このため、当該基材の表面に多くの生体物質を固定化または担持することで、対象物質に対する相互作用の感度を上げることができる。その例として、特許文献1に記載のように、タンパク質を固定化する基材として多孔質材料を用いることが提案されている。   In recent years, as a method for solving these problems, attempts have been made to immobilize biological materials on a substrate having a porous structure. A substrate having a porous structure has a very large surface area compared to a substrate having no porous structure. For this reason, the sensitivity of the interaction with the target substance can be increased by immobilizing or supporting a large number of biological substances on the surface of the base material. As an example, as described in Patent Document 1, it has been proposed to use a porous material as a base material on which a protein is immobilized.

また、特許文献2及び特許文献3には、発泡剤を用いた生体物質の架橋方法が提案されている。この方法は、系内に発泡剤を組み込むことによって、水溶液を用いるだけで生体物質の架橋構造体中に泡状の構造を形成させることができるという利点を有する。
この他に、非特許文献1に記載のように、エレクトロスプレー法を用いた多孔構造を有するタンパク質からなる構造体の作製技術も提案されている。
また、3次元配線構造の製造を目的とした多孔構造体の製造方法として、特許文献4には、相分離を用いた方法が提案されている。この方法では、相分離構造を構成させた後に、これを形成する少なくとも1種の相を除去することによって多孔構造体が形成される。
Patent Document 2 and Patent Document 3 propose a method for crosslinking a biological material using a foaming agent. This method has an advantage that a foam-like structure can be formed in a crosslinked structure of a biological material simply by using an aqueous solution by incorporating a foaming agent into the system.
In addition, as described in Non-Patent Document 1, a technique for producing a structure made of a protein having a porous structure using an electrospray method has been proposed.
As a method for manufacturing a porous structure for the purpose of manufacturing a three-dimensional wiring structure, Patent Document 4 proposes a method using phase separation. In this method, after forming the phase separation structure, the porous structure is formed by removing at least one phase forming the phase separation structure.

特開2004−191341号公報JP 2004-191341 A 国際公開第02/085284 A2号パンフレットInternational Publication No. 02/085284 A2 Pamphlet 特表2004−537136号公報JP-T-2004-537136 特開2001−83347号公報JP 2001-83347 A J. Colloid and Interface Science 269 (2004) 336−340J. et al. Colloid and Interface Science 269 (2004) 336-340

しかし、従来の技術では未だ改良の余地があり、生体物質を含有した微小空間(即ち、生体物質と対象物質との相互作用を効果的に行なうことのできる空間)の作製に関し、更なる技術向上開発が求められていた。例えば、上述した特許文献1等に記載の技術では、製造が多段階的であったり、簡便な方法によって微小構造を作製することができなかったりしていた。   However, there is still room for improvement in the conventional technology, and further technical improvements are made regarding the creation of a micro space containing biological material (that is, a space where the interaction between the biological material and the target material can be effectively performed). Development was required. For example, in the technique described in Patent Document 1 and the like described above, the production is multistage or the microstructure cannot be produced by a simple method.

また、特許文献2に記載の技術では、微小構造の制御が困難であった。
さらに、非特許文献1等に記載のエレクトロスプレー法では、ファイバーの作製において、粘度などの条件に依存することが多く、高電場の印加により生体物質が変性してしまう可能性があった。
また、特許文献3等に記載の技術では、相分離構造を形成させた後に少なくとも1つ以上の相を除去するために、除去する相のみに親和性のある有機溶媒を用いて選択的に該相を溶解させて除去する必要があった。このため、用いる溶媒が限定されてしまい、また、生体物質を用いて同手法を行なった場合には、洗浄する選択溶媒によって生体物質が変性してしまう可能性があった。
Further, with the technique described in Patent Document 2, it is difficult to control the microstructure.
Furthermore, in the electrospray method described in Non-Patent Document 1 or the like, fiber production often depends on conditions such as viscosity, and biological materials may be denatured by application of a high electric field.
Further, in the technique described in Patent Document 3 and the like, in order to remove at least one phase after forming the phase separation structure, the organic solvent having an affinity only for the phase to be removed is selectively used. The phase had to be dissolved and removed. For this reason, the solvent to be used is limited, and when the method is performed using a biological material, the biological material may be denatured by the selective solvent to be washed.

本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、生体物質の反応性を保ったまま、従来よりも多量の生体物質を含有でき、かつ微小な孔を有する生体物質構造体及びその製造方法、並びに、それを有する生体物質担持体を提供し、これにより、高効率で分離が容易な対象物質の精製方法及び対象物質の解析方法、並びに、それに用いるアフィニティークロマトグラフィー用容器、分離用チップ、対象物質の解析用分離装置及びセンサーチップを提供することを目的とする。   The present invention was devised in view of the above problems, and a biological material structure that can contain a larger amount of biological material than the prior art while maintaining the reactivity of the biological material, and a method for producing the same , And a biological material carrier having the same, whereby a highly efficient and easy separation method of the target substance and a method of analyzing the target substance, and an affinity chromatography container and a separation chip used therefor, An object of the present invention is to provide a separation device for analyzing a target substance and a sensor chip.

本発明の発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、生体物質、及び、当該生体物質と結合可能な化合物を含んで形成された生体物質構造体に対し、所定の径を有する孔を形成することにより、生体物質構造体内部への対象物質の拡散効率を上げることができ、該生体物質と対象物質との相互作用をより速やかに行なうことが可能な生体物質構造体を実現できるとの見地を得た。また、この生体物質構造体は、前記生体物質及び前記化合物と、前記生体物質及び前記化合物に結合しない非結合物質とを媒質中に共存させ、その後、必要に応じて当該非結合物質を除去することにより製造できるとの見地を得た。本発明は、上記の見地を基に創案されたものである。   As a result of intensive studies to solve the above-described problems, the inventors of the present invention have a predetermined diameter with respect to a biological material structure formed by including a biological material and a compound capable of binding to the biological material. By forming a hole, the diffusion efficiency of the target substance into the biomaterial structure can be increased, and a biomaterial structure capable of promptly interacting with the target substance is realized. I got the point of being able to do it. Further, in this biological material structure, the biological material and the compound, and the biological material and a non-binding substance that does not bind to the compound coexist in the medium, and then the non-binding material is removed as necessary. I got the point that it can be manufactured. The present invention has been developed based on the above viewpoint.

即ち、本発明の要旨は、生体物質、及び、該生体物質と結合可能な化合物からなる主鎖を有し、該主鎖によって300nm以上100μm以下の径を有する孔を形成されていることを特徴とする、生体物質構造体に存する(請求項1)。   That is, the gist of the present invention is characterized by having a main chain composed of a biological material and a compound capable of binding to the biological material, and a hole having a diameter of 300 nm to 100 μm is formed by the main chain. In a biological material structure (claim 1).

本発明の別の要旨は、生体物質、該生体物質と結合可能な化合物、並びに、該生体物質及び該化合物に結合せず、300nm以上100μm以下の径を有する領域を形成し得る非結合物質を、所定の媒質中に共存させる工程を経て得られる生体物質構造体であって、該生体物質と該化合物とからなる主鎖が形成されると共に、該主鎖によって300nm以上100μm以下の径を有する孔を形成されたことを特徴とする、生体物質構造体に存する(請求項2)。   Another gist of the present invention is a biological substance, a compound that can bind to the biological substance, and a non-binding substance that does not bind to the biological substance and the compound and can form a region having a diameter of 300 nm to 100 μm. A biological material structure obtained through a coexistence step in a predetermined medium, wherein a main chain composed of the biological material and the compound is formed, and the main chain has a diameter of 300 nm to 100 μm. The biological material structure is characterized in that pores are formed (Claim 2).

このとき、生体物質構造体は、該生体物質と該化合物とからなる粒子状塊を有することが好ましい(請求項3)。
また、該生体物質構造体の重量に対する生体物質の重量の比率は、0.1以上であることが好ましい(請求項4)。
さらに、生体物質構造体は、乾燥状態において、1μm以上の径を有することが好ましい(請求項5)。
At this time, it is preferable that the biological material structure has a particulate lump composed of the biological material and the compound (claim 3).
In addition, the ratio of the weight of the biological material to the weight of the biological material structure is preferably 0.1 or more (claim 4).
Furthermore, the biological material structure preferably has a diameter of 1 μm or more in a dry state (Claim 5).

また、該化合物の分子量は、1000以上であることが好ましい(請求項6)。
さらに、該化合物の少なくとも1種が、生体物質と結合可能な官能基を2点以上有することが好ましい(請求項7)。
また、該化合物は、無電荷であることが好ましい(請求項8)。
さらに、該化合物は、水に混和しうると共に、少なくとも1種の有機溶媒に混和しうることが好ましい(請求項9)。
Moreover, it is preferable that the molecular weight of this compound is 1000 or more (Claim 6).
Furthermore, it is preferable that at least one of the compounds has two or more functional groups capable of binding to a biological substance (claim 7).
The compound is preferably uncharged (claim 8).
Furthermore, the compound is preferably miscible with water and miscible with at least one organic solvent (claim 9).

また、液体中に混和した状態での該化合物の径は1nm以上であることが好ましい(請求項10)。
さらに、該生体物質は、生体分子であることが好ましく(請求項11)、タンパク質であることがより好ましい(請求項12)。
Moreover, it is preferable that the diameter of this compound in the state mixed in the liquid is 1 nm or more (claim 10).
Furthermore, the biological material is preferably a biomolecule (Claim 11), more preferably a protein (Claim 12).

本発明の更に別の要旨は、生体物質、及び、前記生体物質と結合可能な化合物からなる主鎖を有する生体物質構造体の製造方法であって、前記生体物質、前記化合物、並びに、前記生体物質及び前記化合物に結合せず、300nm以上100μm以下の径を有する領域を形成し得る非結合物質を、所定の媒質中に共存させる混合工程を有することを特徴とする、生体物質構造体の製造方法に存する(請求項13)。   Still another subject matter of the present invention is a method of producing a biological material and a biological material structure having a main chain composed of a compound that can bind to the biological material, the biological material, the compound, and the biological material. Production of a biological material structure characterized by having a mixing step in which a non-binding substance capable of forming a region having a diameter of 300 nm to 100 μm that does not bind to the substance and the compound coexists in a predetermined medium. It resides in a method (claim 13).

このとき、本発明の生体物質構造体の製造方法は、該混合工程の後、前記非結合物質を除去する除去工程を有することが好ましい(請求項14)。
また、前記非結合物質は、水混和性物質であることが好ましく(請求項15)、水溶性高分子化合物であることがより好ましい(請求項16)。
At this time, it is preferable that the manufacturing method of the biological material structure of this invention has a removal process which removes the said non-binding substance after this mixing process.
Further, the non-binding substance is preferably a water-miscible substance (Claim 15), and more preferably a water-soluble polymer compound (Claim 16).

本発明の更に別の要旨は、前記の生体物質構造体が固相担体に固定されてなることを特徴とする、生体物質担持体に存する(請求項17)。
このとき、生体物質構造体の厚みは、50nm以上であることが好ましい(請求項18)。
Still another subject matter of the present invention lies in a biological material carrier characterized in that the biological material structure is fixed to a solid phase carrier (claim 17).
At this time, the thickness of the biological material structure is preferably 50 nm or more (claim 18).

本発明の更に別の要旨は、前記の生体物質構造体と、上記生体物質に特異的に吸着しうる対象物質を含む試料液とを接触させ、上記生体物質構造体と上記試料液とを分離し、上記生体物質構造体に吸着した上記対象物質を遊離させることを特徴とする、対象物質の精製方法に存する(請求項19)。   According to still another aspect of the present invention, the biological material structure is brought into contact with a sample liquid containing a target substance that can be specifically adsorbed on the biological material, and the biological material structure and the sample liquid are separated. Then, the present invention resides in a method for purifying a target substance, wherein the target substance adsorbed on the biological material structure is released (claim 19).

本発明の更に別の要旨は、前記の生体物質構造体を保持した流路に、上記生体物質に特異的に相互作用する対象物質を含む試料液を流通させ、上記流路から流出する溶出液のうち、上記対象物質を含む分画を回収することを特徴とする、対象物質の精製方法に存する(請求項20)。   Still another gist of the present invention is that an eluent that flows out of the flow channel by flowing a sample solution containing a target substance that specifically interacts with the biological material through a flow channel holding the biological material structure. Among them, the present invention resides in a method for purifying a target substance, wherein a fraction containing the target substance is collected (claim 20).

本発明の更に別の要旨は、流体を収納しうる容器本体と、該容器本体内に保持された前記の生体物質構造体とを備えたことを特徴とする、アフィニティークロマトグラフィー用容器に存する(請求項21)。   Still another subject matter of the present invention lies in an affinity chromatography container comprising a container main body capable of containing a fluid and the biological material structure held in the container main body ( Claim 21).

本発明の更に別の要旨は、流路を形成された基板と、該流路に保持された前記の生体物質構造体とを備えたことを特徴とする、分離用チップに存する(請求項22)。   Still another subject matter of the present invention lies in a separation chip comprising a substrate having a flow channel formed thereon and the biological material structure held in the flow channel. ).

本発明の更に別の要旨は、前記の生体物質構造体であって、特定の構造を有する物質を特異的に吸着させうる生体物質を用いた生体物質構造体と、対象物質を含有する試料液とを接触させ、上記生体物質構造体と上記試料液とを分離し、上記生体物質に吸着した上記対象物質の量を測定して、上記対象物質の構造を解析することを特徴とする、対象物質の解析方法に存する(請求項23)。   Still another subject matter of the present invention is the above-described biological material structure, which is a biological material structure using a biological material capable of specifically adsorbing a substance having a specific structure, and a sample liquid containing the target substance The biological substance structure and the sample liquid are separated, the amount of the target substance adsorbed on the biological substance is measured, and the structure of the target substance is analyzed. It exists in the analysis method of a substance (Claim 23).

本発明の更に別の要旨は、前記の生体物質構造体であって、特定の構造を有する物質と特異的に相互作用しうる生体物質を用いた生体物質構造体を保持した流路に、対象物質を含む試料液を流通させ、上記流路から流出する溶出液の分画中の上記対象物質の量を測定して、上記対象物質の構造を解析することを特徴とする、対象物質の解析方法に存する(請求項24)。   Still another subject matter of the present invention is the above-described biological material structure, in a flow path holding the biological material structure using a biological material that can specifically interact with a substance having a specific structure. Analyzing the target substance characterized in that the sample liquid containing the substance is circulated, the amount of the target substance in the fraction of the eluate flowing out from the flow path is measured, and the structure of the target substance is analyzed It resides in a method (claim 24).

本発明の更に別の要旨は、流路を形成された基板、及び、該流路に保持され、特定の構造を有する物質と特異的に相互作用しうる生体物質を用いた前記の生体物質構造体を備える分離用チップと、該分離用チップの該流路に、対象物質を含む試料液を流通させる試料液供給部と、該流路から流出する溶出液の分画中の上記対象物質の量を測定する測定部とを備えることを特徴とする、対象物質の解析用分離装置に存する(請求項25)。   Still another subject matter of the present invention is the above-mentioned biological material structure using a substrate in which a channel is formed and a biological material that is held in the channel and can specifically interact with a substance having a specific structure. A separation chip having a body, a sample liquid supply unit for circulating a sample liquid containing the target substance in the flow path of the separation chip, and the target substance in the fraction of the eluate flowing out of the flow path And a measuring unit for measuring the amount of the target substance.

本発明の更に別の要旨は、流路を形成された基板、及び、上記流路に保持され、特定の構造を有する物質と特異的に相互作用しうる生体物質を用いた前記の生体物質構造体を備える分離用チップを装着するチップ装着部と、該チップ装着部に上記分離用チップを装着した場合に、上記流路に、対象物質を含む試料液を流通させる試料液供給部と、上記流路から流出する溶出液の分画中の上記対象物質の量を測定する測定部とを備えることを特徴とする、対象物質の解析用分離装置に存する(請求項26)。   Still another subject matter of the present invention is the above-described biological material structure using a substrate on which a flow path is formed and a biological material that is held in the flow path and can specifically interact with a substance having a specific structure. A chip mounting part for mounting a separation chip comprising a body, a sample liquid supply part for circulating a sample liquid containing a target substance in the flow path when the separation chip is mounted on the chip mounting part, and And a measurement unit for measuring the amount of the target substance in the fraction of the eluate flowing out from the flow path.

本発明の更に別の要旨は、前記の生体物質構造体を備えたことを特徴とする、センサーチップに存する(請求項27)。   Still another subject matter of the present invention lies in a sensor chip comprising the biological material structure (claim 27).

本発明によれば、生体物質の反応性を保ったまま、従来よりも多量の生体物質を含有でき、かつ微小な孔を有する生体物質構造体及びその簡便な製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、前記生体物質構造体を有する生体物質担持体を提供することができる。前記生体物質構造体自体が多量の生体物質を含み、孔を有するものであるので、従来のように特殊な多孔構造を有する基板等は通常は不要である。さらに、高効率で分離が容易な対象物質の精製方法及び対象物質の解析方法、並びに、それに用いるアフィニティークロマトグラフィー用容器、分離用チップ、及び、対象物質の解析用分離装置を提供することができる。
さらに、本発明のセンサーチップによれば、非特異的吸着の抑制が可能になると共に分析を高感度に行なうことが可能となる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the biological material structure which can contain a larger amount of biological material than before, and has a micropore, and its simple manufacturing method can be provided, maintaining the reactivity of a biological material.
Further, according to the present invention, a biological material carrier having the biological material structure can be provided. Since the biological material structure itself contains a large amount of biological material and has pores, a substrate having a special porous structure as in the prior art is usually unnecessary. Furthermore, it is possible to provide a target substance purification method and target substance analysis method that are highly efficient and easily separated, and an affinity chromatography container, a separation chip, and a target substance analysis separation apparatus used therefor. .
Furthermore, according to the sensor chip of the present invention, non-specific adsorption can be suppressed and analysis can be performed with high sensitivity.

以下、本発明について詳細に説明するが、本発明は以下に示す実施形態や例示物などに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施することができる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments and exemplifications, and can be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist of the present invention. .

[I.生体物質構造体の構成]
本発明の生体物質構造体は、生体物質、及び、この生体物質と結合可能な化合物(以下適宜、「結合用化合物」という。)を含んで形成された構造体である。詳しくは、生体物質及び結合用化合物からなる主鎖を有して構成された構造体である。また、本発明の生体物質構造体には、前記の主鎖によって、所定の径を有する孔(以下適宜、「特定孔」という)が形成されている。
[I. Structure of biological material structure]
The biological material structure of the present invention is a structure formed by including a biological material and a compound capable of binding to the biological material (hereinafter, referred to as “binding compound” as appropriate). Specifically, it is a structure having a main chain composed of a biological substance and a binding compound. In the biological material structure of the present invention, a hole having a predetermined diameter (hereinafter referred to as “specific hole” as appropriate) is formed by the main chain.

[I−1.生体物質]
生体物質は、本発明の生体物質構造体を構成する要素であり、その目的に応じて、本発明の効果を著しく損なわない限り任意の物質を用いることができる。
中でも、本発明の生体物質構造体を対象物質の精製や解析用途に用いる場合には、通常は、生体物質は、所定の物質(以下適宜、生体物質と相互作用する物質を「作用物質」という)と相互作用しうるものを用いるようにする。
[I-1. Biological material]
The biological material is an element constituting the biological material structure of the present invention, and any material can be used depending on the purpose as long as the effects of the present invention are not significantly impaired.
In particular, when the biological material structure of the present invention is used for purification or analysis of a target substance, the biological substance is usually a predetermined substance (hereinafter, a substance that interacts with a biological substance is referred to as an “active substance” as appropriate) ) Should be used.

例えば、本発明の生体物質構造体を対象物質の精製などの用途で用いる場合には、生体物質として作用物質と相互作用できるものを用いるようにし、また、当該作用物質に該当する物質(即ち、生体物質と相互作用しうる物質)を対象物質として用いる。そして、上記の相互作用を利用して、対象物質の分離精製を行なうようにする。   For example, when the biological substance structure of the present invention is used for purposes such as purification of a target substance, a biological substance that can interact with the active substance is used, and a substance corresponding to the active substance (that is, Substances that can interact with biological substances) are used as target substances. Then, the target substance is separated and purified using the above interaction.

また、例えば、本発明の生体物質構造体を対象物質の解析用途に用いる場合にも、生体物質としては上記の作用物質と相互作用できるものを用いる。そして、対象物質と生体物質とが相互作用するかどうかを試し、対象物質と生体物質とが相互作用を生じるようであれば、上記の対象物質は作用物質のうちの1種に該当する。即ち、対象物質が生体物質と相互作用を生じるような特定の構造を有している、と解析することができる。これを利用し、対象物質の構造や、作用物質の構造を解析することが可能である。   In addition, for example, when the biological material structure of the present invention is used for analyzing a target material, a biological material that can interact with the above-mentioned active substance is used. Then, it is tested whether or not the target substance interacts with the biological substance. If the target substance and the biological substance interact with each other, the target substance corresponds to one of the active substances. That is, it can be analyzed that the target substance has a specific structure that causes interaction with the biological substance. Using this, it is possible to analyze the structure of the target substance and the structure of the active substance.

ここで、生体物質と作用物質との「相互作用」とは、特に限定されるものではないが、通常は、共有結合、イオン結合、キレート結合、配位結合、疎水結合、水素結合、ファンデルワールス結合、及び静電力による結合のうち少なくとも1つから生じる物質間に働く力による作用を示す。ただし、本明細書に言う「相互作用」との用語は最も広義に解釈すべきであり、いかなる意味においても限定的に解釈してはならない。また静電力による結合とは、静電結合の他、電気的反発も含有する。また、上記作用の結果生じる結合反応、合成反応、分解反応も相互作用に含有される。   Here, the “interaction” between the biological substance and the active substance is not particularly limited, but usually a covalent bond, an ionic bond, a chelate bond, a coordination bond, a hydrophobic bond, a hydrogen bond, a van der The effect | action by the force which acts between the substances which arise from at least 1 among the bonding of a Waals coupling | bonding and an electrostatic force is shown. However, the term “interaction” in the present specification should be interpreted in the broadest sense, and should not be limitedly interpreted in any way. In addition, electrostatic coupling includes electric repulsion in addition to electrostatic coupling. In addition, a binding reaction, a synthesis reaction, and a decomposition reaction resulting from the above action are also included in the interaction.

さらに、本発明の生体物質構造体を精製や解析用途に用いる場合には、上記の相互作用は精製や解析が可能である限り任意である。その場合の相互作用の具体例としては、抗原と抗体との間の結合及び解離、タンパク質レセプターとリガンドとの間の結合及び解離、接着分子と相手方分子との間の結合及び解離、酵素と基質との間の結合及び解離、アポ酵素と補酵素との間の結合及び解離、核酸とそれに結合する核酸又はタンパク質との間の結合及び解離、情報伝達系におけるタンパク質同士の間の結合及び解離、糖タンパク質とタンパク質との間の結合及び解離、糖鎖とタンパク質との間の結合及び解離、アビジン系タンパク質とビオチンとの結合及び解離、生理活性物質(医薬または医薬候補化合物)とタンパク質等の生体物質との結合及び解離、金属キレート、グルタチオン、マルトース等の糖とアフィニティータグ融合タンパクとの結合及び解離、糖及び糖鎖とウイルスとの結合及び解離、キレート形成基と金属イオンとの結合及び解離などが挙げられる。
なお、精製や解析の方法によっては、対象物質に対して、相互作用の中でも特に吸着が可能であるものを用いるようにする場合もある。
Furthermore, when the biological material structure of the present invention is used for purification or analysis, the above interaction is optional as long as purification and analysis are possible. Specific examples of the interaction include binding and dissociation between antigen and antibody, binding and dissociation between protein receptor and ligand, binding and dissociation between adhesion molecule and counterpart molecule, enzyme and substrate The binding and dissociation between the apoenzyme and the coenzyme, the binding and dissociation between the nucleic acid and the nucleic acid or protein that binds to it, the binding and dissociation between the proteins in the information transmission system, Binding and dissociation between glycoprotein and protein, binding and dissociation between sugar chain and protein, binding and dissociation between avidin protein and biotin, biologically active substance (medicine or drug candidate compound) and living body such as protein Binding and dissociation with substances, binding and dissociation of sugars such as metal chelates, glutathione and maltose with affinity tag fusion proteins, sugars and sugar chains Binding and dissociation of the pulse, and the like association and dissociation of the chelate-forming groups and the metal ions.
Depending on the method of purification or analysis, a target substance that can be adsorbed among the interactions may be used.

生体物質の具体例を挙げれば、酵素、抗体、レクチン、レセプター、プロテインA、プロテインG、プロテインA/G、アビジン、ストレプトアビジン、ニュートラアビジン、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ、アルブミン、糖タンパク質等のタンパク質、ペプチド、アミノ酸、サイトカイン、ホルモン、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、核酸(DNA,RNA,PNA)、糖、オリゴ糖、多糖、シアル酸誘導体、シアル化糖鎖等の糖鎖、脂質、上述以外の生体物質由来の高分子有機物質、低分子化合物、無機物質、若しくはこれらの融合体、または、ウイルス、若しくは細胞を構成する分子などの生体分子などが挙げられる。   Specific examples of biological materials include enzymes, antibodies, lectins, receptors, protein A, protein G, protein A / G, avidin, streptavidin, neutravidin, glutathione-S-transferase, albumin, glycoprotein and the like, Peptides, amino acids, cytokines, hormones, nucleotides, oligonucleotides, nucleic acids (DNA, RNA, PNA), sugars, oligosaccharides, polysaccharides, sialic acid derivatives, sugar chains such as sialylated sugar chains, lipids, derived from biological substances other than those mentioned above And high molecular organic substances, low molecular compounds, inorganic substances, or fusions thereof, or biomolecules such as viruses or molecules constituting cells.

また、このほか、例えば、細胞等の生体分子以外の物質を生体物質として用いることもできる。
さらに、イムノグロブリンやその派生物であるF(ab’)2、Fab’、Fab、レセプターや酵素とその派生物、核酸、天然あるいは人工のペプチド、人工ポリマー、糖質、脂質、無機物質あるいは有機配位子、ウイルス、細胞等も、生体物質の例として挙げられる。
In addition, for example, a substance other than a biomolecule such as a cell can be used as the biological substance.
Furthermore, immunoglobulins and their derivatives F (ab ′) 2 , Fab ′, Fab, receptors and enzymes and their derivatives, nucleic acids, natural or artificial peptides, artificial polymers, carbohydrates, lipids, inorganic substances or organics Ligand, virus, cell and the like are also exemplified as biological materials.

また、上記の生体物質の例の中でも、タンパク質としては、タンパク質の全長であっても、結合活性部位を含む部分ペプチドであってもよい。また、アミノ酸配列、及びその機能が既知のタンパク質でも、未知のタンパク質でもよい。これらは、合成されたペプチド鎖、生体より精製されたタンパク質、あるいはcDNAライブラリー等から適当な翻訳系を用いて翻訳し、精製したタンパク質等でも標的物質として用いることができる。また、合成されたペプチド鎖は、これに糖鎖が結合した糖タンパク質であってもよい。これらのうち好ましくは、精製されたタンパク質である。   Further, among the examples of the biological material, the protein may be the full length of the protein or a partial peptide including a binding active site. Further, the protein may be a protein whose amino acid sequence and its function are known or unknown. These can also be used as target substances, such as synthesized peptide chains, proteins purified from living bodies, or proteins that have been translated from a cDNA library or the like using an appropriate translation system and purified. Further, the synthesized peptide chain may be a glycoprotein having a sugar chain bound thereto. Of these, a purified protein is preferable.

タンパク質を使用することにより、本発明の生体物質構造体にタンパク質の特性を利用することができる。具体的には、例えば該生体物質にアルブミンを用いた場合、非特異的吸着を抑制することができる。また別の側面では、該生体物質にアビジンを用いれば、ビオチン化した別の生体物質又はその他の化合物を容易に且つ多量に固定化することが可能となる。さらに別の側面では、該生体物質にプロテインAを用いれば、別の生体物質として抗体を用いた場合、抗体を容易に且つ多量に固定化することが可能となる。   By using the protein, the characteristics of the protein can be utilized for the biological material structure of the present invention. Specifically, for example, when albumin is used as the biological material, nonspecific adsorption can be suppressed. In another aspect, when avidin is used as the biological material, another biological material or other compound that has been biotinylated can be immobilized easily and in large quantities. In yet another aspect, when protein A is used as the biological material, when an antibody is used as the other biological material, the antibody can be easily immobilized in a large amount.

さらに、上記の生体物質の例の中でも、核酸としては、特に制限はなく、DNA、RNAの他、アプタマー等の核酸塩基、PNA等のペプチド核酸を用いることもできる。また、塩基配列あるいは機能が、既知の核酸でも、未知の核酸でもよい。中でも好ましくは、タンパク質に結合能力を有する、核酸としての機能及び塩基配列が既知のものか、あるいは、ゲノムライブラリー等から制限酵素等を用いて切断単離してきたものを用いることができる。   Furthermore, among the examples of the biological material, the nucleic acid is not particularly limited, and in addition to DNA and RNA, nucleobases such as aptamers and peptide nucleic acids such as PNA can be used. The nucleic acid may be a known nucleic acid or an unknown nucleic acid. Among them, it is preferable to use a nucleic acid having a binding ability to a protein and having a known function and base sequence as a nucleic acid, or that has been cut and isolated from a genomic library or the like using a restriction enzyme or the like.

また、上記の生体物質の例の中でも、糖鎖としては、その糖配列あるいは機能が、既知の糖鎖でも未知の糖鎖でもよい。好ましくは、既に分離解析され、糖配列あるいは機能が既知の糖鎖が用いられる。
さらに、上記の生体物質の例の中でも、低分子化合物としては、上記の生体物質に要求される条件を満たす(例えば、上記のように相互作用する能力を有する)限り、特に制限はない。機能が未知のものでも、あるいはタンパク質に結合する能力が既に知られているものでも用いることができるが、医薬候補化合物等が好適に用いられる。
Moreover, among the examples of the above-mentioned biological substances, the sugar chain may be a sugar chain having a known sugar chain or an unknown sugar chain. Preferably, a sugar chain that has already been separated and analyzed and whose sugar sequence or function is known is used.
Furthermore, among the examples of the biological material, the low molecular compound is not particularly limited as long as it satisfies the requirements for the biological material (for example, has the ability to interact as described above). Although those with unknown functions or those with already known ability to bind to proteins can be used, drug candidate compounds and the like are preferably used.

なお、本発明の生体物質構造体を、アフィニティー精製や解析などのアフィニティー分離技術を利用した分離精製に用いた場合、上記の生体物質が、分離精製対象である対象物質の標的物質となる。さらに、本発明の生体物質構造体を分析に用いた場合には、これら生体物質は、検体中の対象物質と生体物質との相互作用(結合性等)を測定する際の標的物質となる。
また、生体物質は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
In addition, when the biological material structure of the present invention is used for separation and purification using affinity separation techniques such as affinity purification and analysis, the biological material described above becomes a target substance of a target substance that is a target for separation and purification. Furthermore, when the biological material structure of the present invention is used for analysis, these biological materials become target materials for measuring the interaction (binding property, etc.) between the target substance and the biological material in the specimen.
Moreover, a biological material may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

[I−2.結合用化合物]
結合用化合物は、上記生体物質と結合しうる化合物であれば、任意の化合物を用いることができる。したがって、結合用化合物としては、上記生体物質と結合可能な官能基(以下適宜、「結合官能基」という)を有する化合物を任意に用いることができる。
ここで、結合とは、通常、共有結合、イオン結合、キレート結合、配位結合、疎水結合、水素結合、ファンデルワールス結合、静電力による結合のうち一つ以上の結合から成り立つものを指す。ここで、好ましくは共有結合である。
[I-2. Compound for binding]
As the binding compound, any compound can be used as long as it can bind to the biological substance. Therefore, as the binding compound, a compound having a functional group capable of binding to the biological substance (hereinafter, appropriately referred to as “binding functional group”) can be arbitrarily used.
Here, the bond usually refers to a bond composed of one or more of a covalent bond, an ionic bond, a chelate bond, a coordination bond, a hydrophobic bond, a hydrogen bond, a van der Waals bond, and a bond by electrostatic force. Here, a covalent bond is preferable.

結合官能基としては、上記の生体物質に結合可能な官能基であれば他に制限はなく、任意の官能基を用いることができる。通常は、生体物質の種類や本発明の生体物質構造体の用途などに応じて適当なものを選択することが好ましい。
なお、結合官能基は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いても良い。
The binding functional group is not particularly limited as long as it is a functional group capable of binding to the biological material, and any functional group can be used. Usually, it is preferable to select an appropriate material according to the kind of the biological material and the use of the biological material structure of the present invention.
In addition, a bond functional group may be used individually by 1 type, and may be used 2 or more types by arbitrary combinations and ratios.

結合官能基は、通常、反応性基として共有結合を介して生体物質と結合するものと、非共有結合を介して生体物質と結合するものとに大別される。
共有結合により結合する場合、結合官能基の具体例としては、スクシンイミド基、エポキシ基、アルデヒド基、マレイミド基、p−ニトロフェニル基等が挙げられる。
The binding functional group is generally classified into a group that binds to a biological material as a reactive group via a covalent bond and a group that binds to a biological material via a non-covalent bond.
When binding by a covalent bond, specific examples of the binding functional group include a succinimide group, an epoxy group, an aldehyde group, a maleimide group, and a p-nitrophenyl group.

この場合、結合官能基と共有結合によって結合する生体物質としては、例えば、タンパク質、核酸、糖等が挙げられる。
生体物質がタンパク質である場合、通常は、タンパク質の表層に存在するアミノ基、ヒドロキシル基、チオール基等の基と、結合用化合物の結合官能基とが結合する。また、生体物質が核酸である場合も、通常は、核酸の末端に導入されるアミノ基、ヒドロキシル基、チオール基等の基と、結合用化合物の結合官能基とが結合する。さらに、生体物質が糖である場合も、通常は、糖の側鎖に存在するアミノ基、ヒドロキシル基、チオール基等の基と、結合用化合物の結合官能基とが結合する。
In this case, examples of the biological substance that is covalently bonded to the binding functional group include proteins, nucleic acids, sugars, and the like.
When the biological material is a protein, usually, a group such as an amino group, a hydroxyl group, or a thiol group present on the surface layer of the protein is bonded to a binding functional group of the binding compound. In addition, when the biological material is a nucleic acid, usually, a group such as an amino group, a hydroxyl group, or a thiol group introduced into the end of the nucleic acid is bound to a binding functional group of the binding compound. Further, when the biological substance is a sugar, usually, a group such as an amino group, a hydroxyl group, or a thiol group present in the side chain of the sugar is bonded to the binding functional group of the binding compound.

この際、例えばアミノ基が結合官能基と結合する場合には、結合官能基の具体例としてはスクシンイミド基、エポキシ基、アルデヒド基、p−ニトロフェニル基等が挙げられる。また、例えばヒドロキシル基が結合官能基と結合する場合には、結合官能基の具体例としてはエポキシ基等が挙げられる。さらに、例えばチオール基が結合官能基と結合する場合には、結合官能基の具体例としてはマレイミド基等が挙げられる。   In this case, for example, when an amino group is bonded to a bonding functional group, specific examples of the bonding functional group include a succinimide group, an epoxy group, an aldehyde group, and a p-nitrophenyl group. For example, when a hydroxyl group is bonded to a bonding functional group, specific examples of the bonding functional group include an epoxy group. Furthermore, for example, when a thiol group is bonded to a binding functional group, a specific example of the binding functional group includes a maleimide group.

一方、生体物質と結合用化合物とが非共有結合により結合する場合、例えば、錯体形成、生体物質間相互作用などにより結合をさせることができる。
生体物質と結合用化合物とで錯体を形成させて結合させる場合、結合官能基の具体例としては、ボロン酸基等が挙げられる。
また、例えば生体物質間相互作用の中でもアビジン−ビオチン相互作用により結合させる場合には、結合官能基の具体例としては、ビオチン基等が挙げられる。
On the other hand, when the biological substance and the binding compound are bound by a non-covalent bond, the binding can be performed by, for example, complex formation or interaction between biological substances.
When a biological substance and a binding compound are combined to form a complex, specific examples of the binding functional group include a boronic acid group.
Further, for example, when binding is performed by an avidin-biotin interaction among the interactions between biological substances, a specific example of the binding functional group is a biotin group.

さらに、例えば生体物質としてウイルスを用いる場合、結合官能基の具体例としては糖や多糖が挙げられる。
また、例えば生体物質が疎液領域を有している場合には、疎液相互作用による物理吸着により結合させるようにしても良い。
Furthermore, for example, when a virus is used as the biological material, specific examples of the binding functional group include sugars and polysaccharides.
Further, for example, when the biological material has a lyophobic region, it may be coupled by physical adsorption by the lyophobic interaction.

また、結合用化合物が結合官能基を有する場合、結合用化合物は、1分子中に通常2点以上、好ましくは3点以上の結合官能基を有しているものを少なくとも1種以上含むことが好ましい。これは、本発明の構造を形成しやすくするためである。具体例を挙げると、1分子中に2点以上の結合官能基を有していれば、容易に生体物質と結合用化合物が結合した粒子状塊を形成させ、さらにそれら粒子状塊同士を結合させることにより、その高次構造である生体物質構造体を形成できるようになる。また、特に、1分子中に2点以上の結合官能基を有していれば、濃縮を行なった場合などに生体物質構造体を容易に形成することができるようになる。   In addition, when the binding compound has a binding functional group, the binding compound may contain at least one type having a binding functional group of usually 2 or more, preferably 3 or more in one molecule. preferable. This is to facilitate the formation of the structure of the present invention. For example, if two or more binding functional groups are included in one molecule, a particulate mass in which a biological substance and a binding compound are easily bonded is formed, and these particulate masses are further bonded to each other. By doing so, it becomes possible to form a biological material structure which is the higher order structure. In particular, when two or more binding functional groups are contained in one molecule, a biological material structure can be easily formed when concentration is performed.

ただし、本発明の生体物質構造体が、後述する粒子状塊を形成させやすくなるためには、結合用化合物同士の結合が無く、生体物質と結合用化合物との結合が主であることが好ましい。結合用化合物同士の結合がある場合、結合用化合物同士の凝集が形成されやすく、粒子状塊の粒径が大きくなる傾向があり、粒子状塊の粒径を制御し難くなるためである。また、結合用化合物同士の結合がある場合、効率よく生体物質を結合させられず、さらに、検体を本発明の生体物質構造体と反応させる際に、望ましい反応効率が得られない可能性があるためである。   However, in order for the biological material structure of the present invention to easily form a particulate lump described later, it is preferable that there is no binding between the binding compounds and the binding between the biological material and the binding compound is mainly. . This is because when the binding compounds are bonded to each other, aggregation of the binding compounds is likely to be formed, the particle size of the particulate lump tends to increase, and it is difficult to control the particle size of the particulate lump. In addition, when there is a binding between the binding compounds, the biological material cannot be bound efficiently, and further, when the specimen is reacted with the biological material structure of the present invention, the desired reaction efficiency may not be obtained. Because.

また、結合用化合物同士の結合があるときに、高分子を結合用化合物に用いた場合、結合用化合物の内部架橋が起こってしまい、さらに生体物質を固定化しにくくなる。ここで、結合用化合物同士の結合とは、分子間引力、疎液相互作用、電気的相互作用を除く結合を示す。   Further, when a polymer is used as a binding compound when there is a binding between the binding compounds, internal crosslinking of the binding compound occurs, and it is difficult to immobilize the biological substance. Here, the bond between the binding compounds refers to a bond excluding intermolecular attractive force, lyophobic interaction, and electrical interaction.

このように結合用化合物同士の結合が無い生体物質構造体を形成させるためには、結合用化合物同士が結合しないような結合官能基を選択し、さらに、結合用化合物同士が結合する状況を排除することが望ましい。そのような官能基は具体的には前述したように、スクシンイミド基、エポキシ基、アルデヒド基、マレイミド基、ボロン酸基、ビオチン基などが挙げられる。結合用官能基同士が結合する状況とは、過度の熱を加えることや、強力な紫外線を照射することを示す。   In this way, in order to form a biological material structure in which the binding compounds are not bonded to each other, a binding functional group that does not bond the binding compounds to each other is selected, and the situation where the binding compounds are bonded to each other is eliminated. It is desirable to do. Specific examples of such functional groups include a succinimide group, an epoxy group, an aldehyde group, a maleimide group, a boronic acid group, and a biotin group as described above. The situation where bonding functional groups are bonded to each other means that excessive heat is applied or that strong ultraviolet rays are irradiated.

また、生体物質構造体に含まれる結合用化合物同士の結合を調べる方法としては、生体物質構造体中の生体物質を後述の方法で分解した時に、不溶物が形成されることで判断される。若しくは、生体物質構造体を熱分解性ガスクロマトグラフィーで分析することにより、結合用化合物同士の結合を示唆する化合物を検出することで判断される。具体的には、例えば、紫外線照射により生体物質と光反応性基とを有する結合用化合物を結合させる工程において、結合用化合物内の光反応性基(例えば、アジド基)により、結合用化合物同士が結合した場合、光反応性基が関与した結合、若しくは残存光反応性基の存在により、結合用化合物同士の結合を推測することができる(アフィニティークロマトグラフィー:東京化学同人、著者:笠井献一、松本勲武、別府正敏 P238〜参照)。   Further, the method for examining the binding between the binding compounds contained in the biological material structure is determined by the formation of insoluble matter when the biological material in the biological material structure is decomposed by the method described later. Or it is judged by detecting the compound which suggests the coupling | bonding of the compound for coupling | bonding by analyzing a biological material structure by a pyrolytic gas chromatography. Specifically, for example, in the step of binding a binding compound having a biological substance and a photoreactive group by ultraviolet irradiation, the binding compounds are bonded to each other by a photoreactive group (for example, an azide group) in the binding compound. Can be inferred from the bonds involving photoreactive groups or the presence of residual photoreactive groups (affinity chromatography: Tokyo Chemical Doujin, author: Kasai Kenichi) Matsumoto Istake, Beppu Masatoshi P238 ~).

さらに、生体物質の特性を生かすために、生体物質の活性を維持するためには、生体物質が失活しないよう前述した生体物質の官能基及び結合用化合物の官能基を選択することが好ましい。例えば、タンパク質を固定化するとき、タンパク質の活性部分にチオール基を有している場合には、チオール基以外の基(例えば、アミノ基)を生体物質の結合官能基として選択し、このアミノ基と結合するために、結合用化合物の結合官能基は、スクシンイミド基、エポキシ基が選択される。   Furthermore, in order to make use of the characteristics of the biological material, in order to maintain the activity of the biological material, it is preferable to select the functional group of the biological material and the functional group of the binding compound described above so that the biological material is not deactivated. For example, when immobilizing a protein, if the active part of the protein has a thiol group, a group other than the thiol group (for example, an amino group) is selected as the binding functional group of the biological substance, and this amino group In order to couple | bond with, the succinimide group and an epoxy group are selected as a coupling | bonding functional group of the compound for coupling | bonding.

さらに、結合用化合物としては、通常は、水と混和しうるものを用いることが望ましい。生体物質構造体の製造時に用いる媒質は任意であるが、通常は、溶媒や分散媒等の媒質として水を用いるためである。詳しくは、生体物質構造体の製造時には、通常、水の存在下で結合用化合物を生体物質と混合し、結合用化合物と生体物質とを結合させて粒子状塊を作製する工程を経ることになるが、そのような場合に生体物質と結合用化合物とを均一に混合し、結合反応をスムーズに行なわせるためである。なお、本明細書においては、混和の形態としては、溶解していても良いし分散していても良い。   Furthermore, it is usually desirable to use a compound that is miscible with water as the binding compound. This is because water is used as a medium such as a solvent or a dispersion medium, although a medium used in manufacturing the biological material structure is arbitrary. Specifically, when manufacturing a biological material structure, usually, a binding compound is mixed with the biological material in the presence of water, and the binding compound and the biological material are combined to produce a particulate mass. However, in such a case, the biological material and the binding compound are uniformly mixed to smoothly perform the binding reaction. In the present specification, the form of mixing may be dissolved or dispersed.

また、結合用化合物は、少なくとも1種の有機溶媒に混和しうることが好ましい。これにより、結合用化合物の合成時に用いる溶媒の選択の幅を広げることができ、生体物質構造体の構造を様々に設計することができるようになるためである。例えば、結合用化合物が有機溶媒に混和できれば、結合用化合物の合成時に結合官能基を保護することを目的として、合成を有機溶媒中で行なうことができるようになる。   The binding compound is preferably miscible with at least one organic solvent. Thereby, the range of selection of the solvent used at the time of the synthesis | combination of the compound for coupling | bonding can be expanded, and the structure of a biological material structure can be designed variously. For example, if the binding compound is miscible with the organic solvent, the synthesis can be performed in the organic solvent for the purpose of protecting the binding functional group during the synthesis of the binding compound.

さらに、結合用化合物は、水と有機溶媒との両方に混和できるものを用いることがより好ましい。即ち、水に混和しうると共に、少なくとも1種の有機溶媒に混和しうることがより好ましい。結合用化合物が水と有機溶媒との両方に混和できれば、本発明の生体物質構造体を使用する際に何らかの溶媒を用いる場合に、その用いることができる溶媒の種類を増やすことができるため、用途を広げることができる。   Further, it is more preferable to use a binding compound that is miscible with both water and an organic solvent. That is, it is more preferable that it is miscible with water and miscible with at least one organic solvent. If the binding compound is miscible with both water and an organic solvent, the use of any solvent when using the biological material structure of the present invention can increase the types of solvents that can be used. Can be spread.

また、結合用化合物は無電荷であることが望ましい。結合用化合物が生体物質と同じ電荷(同符号の電荷)を有していると、静電的反発力により、結合用化合物と生体物質との結合が妨げられる可能性がある。一方、結合用化合物が生体物質と反対の電荷(逆符号の電荷)を有していると、生体物質と結合用化合物内の電荷を有する部分とが静電的引力により結合してしまい、結合用化合物が有している結合官能基に生体物質が効果的に結合することを妨げる可能性がある。また、結合用化合物と生体物質との静電的引力による結合は、本発明の生体物質構造体を分離精製に用いる場合、使用時に用いる溶液のpHや塩などの添加物により、容易に結合が壊れてしまうことがありえるものと予想される。   The binding compound is preferably uncharged. If the binding compound has the same charge (charge having the same sign) as that of the biological material, the binding between the binding compound and the biological material may be hindered by electrostatic repulsion. On the other hand, if the binding compound has a charge opposite to that of the biological substance (reverse sign charge), the biological substance and the charged part in the binding compound are bound by electrostatic attraction, resulting in binding. This may prevent the biological substance from effectively binding to the binding functional group of the compound for use. In addition, when the biological material structure of the present invention is used for separation and purification, the binding compound and the biological material can be easily bonded by an additive such as pH or salt of the solution used at the time of use. It is expected to break.

さらに、本発明の生体物質構造体を用いて対象物質の分離を行なおうとした時に、対象物質が結合用化合物と同じ電荷を有している場合には、生体物質構造体に含まれる生体物質との特異的な相互作用が妨げられる可能性があり、また、対象物質と結合用化合物とが反対の電荷を有していた場合には、対象物質と結合用化合物とが電気的引力により非特異吸着等の非特異的相互作用を生じることが推測されるためである。   Furthermore, when the target substance is separated using the biological substance structure of the present invention and the target substance has the same charge as the binding compound, the biological substance contained in the biological substance structure In the case where the target substance and the binding compound have opposite charges, the target substance and the binding compound are not attracted by electric attraction. This is because it is estimated that nonspecific interaction such as specific adsorption occurs.

また、本発明の生体物質構造体を用いて、選択的生体物質間相互作用を検出しようとする時にも同様に、アナライトである作用物質が結合用化合物と同じ電荷を有している場合には、リガンドである生体物質との特異的な相互作用が妨げられる可能性があり、また、アナライトと結合用化合物とが反対の電荷を有していた場合、アナライトと結合用化合物とが非特異吸着等の非特異的相互作用を生じることが推測されるためである。   Similarly, when the biological substance structure of the present invention is used to detect an interaction between selective biological substances, the active substance as an analyte has the same charge as the binding compound. May interfere with the specific interaction with the biological substance that is the ligand, and if the analyte and the binding compound have opposite charges, the analyte and the binding compound This is because it is estimated that nonspecific interactions such as nonspecific adsorption occur.

なお、結合用化合物が無電荷であるとは、少なくとも構造式上、非イオン性もしくは両性イオン性(正及び負の両方の電荷を有しており、お互いの電荷が実質打ち消しあっているもの)であれば、当該結合用化合物は無電荷である。ただし、本発明の生体物質構造体の製造過程において、結合官能基の加水分解等により、結合用化合物が電荷をもったとしても、本発明の効果を損なわない限り、このような結合用化合物は好適に用いることができる。   It should be noted that the binding compound is non-charged, at least in terms of structural formula, is nonionic or zwitterionic (has both positive and negative charges, and the mutual charges substantially cancel each other) If so, the binding compound is uncharged. However, in the production process of the biological material structure of the present invention, even if the binding compound has a charge due to hydrolysis of the binding functional group or the like, such a binding compound is used as long as the effect of the present invention is not impaired. It can be used suitably.

結合用化合物の他の例としては、例えば、有機化合物、無機化合物、有機無機ハイブリッド材料などが挙げられる。
また、結合用化合物は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
Other examples of the binding compound include organic compounds, inorganic compounds, organic-inorganic hybrid materials, and the like.
Moreover, the compound for coupling | bonding may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

さらに、結合用化合物として用いられる有機化合物は、低分子化合物でも、高分子化合物でもよいが、好ましくは高分子化合物である。
結合用化合物として使用できる低分子化合物の具体例としては、グルタルアルデヒド、ジエポキシブタン、ジエポキシヘキサン、ジエポキシオクタン、ビスマレイミドヘキサン、ビス(スルホスクシミジル)スベレイト、ジスクシミジルグルタレイト、エチレングリコールビス(スクシミジルスクシネイト)、エチレングリコールビス(スルホスクシミジルスクシネイト)、スクシミジル4−N−マレイミドメチルシクロヘキサン1−カルボキシレイト、スルホスクシミジル4−(p−マレイミドフェニル)ブチレイト、スクシミジル4−(p−マレイミドフェニル)ブチレイト、m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスルホスクシンイミドエステルなどが挙げられる。
Furthermore, the organic compound used as the binding compound may be a low molecular compound or a high molecular compound, but is preferably a high molecular compound.
Specific examples of low molecular weight compounds that can be used as binding compounds include glutaraldehyde, diepoxybutane, diepoxyhexane, diepoxyoctane, bismaleimidohexane, bis (sulfosuccimidyl) suberate, disuccimidyl glutarate, ethylene Glycol bis (succimidyl succinate), ethylene glycol bis (sulfosuccimidyl succinate), succimidyl 4-N-maleimidomethylcyclohexane 1-carboxylate, sulfosuccimidyl 4- (p-maleimidophenyl) butyrate, succimidyl 4- (p-maleimidophenyl) butyrate, m-maleimidobenzoyl-N-hydroxysulfosuccinimide ester and the like can be mentioned.

一方、結合用化合物として高分子化合物を用いる場合、高分子化合物は合成高分子化合物であっても良く、天然高分子化合物であっても良い。
結合用化合物として合成高分子化合物を用いる場合、上記の条件を満たす合成高分子化合物であれば任意のものを用いることができる。ただし、通常は、生体物質と結合することのできるモノマーを有していることが望ましい。また、通常は、合成高分子化合物が水に混和できるようにするために、親水性モノマーを有していることが好ましい。さらに、好ましくは、上記の生体物質と結合することができるモノマーと親水性モノマーとを共重合させた合成高分子化合物を用いることが望ましい。
On the other hand, when a polymer compound is used as the binding compound, the polymer compound may be a synthetic polymer compound or a natural polymer compound.
When a synthetic polymer compound is used as the binding compound, any compound can be used as long as it satisfies the above conditions. However, it is usually desirable to have a monomer that can bind to biological material. In general, it is preferable to have a hydrophilic monomer so that the synthetic polymer compound is miscible with water. Furthermore, it is preferable to use a synthetic polymer compound obtained by copolymerizing a monomer capable of binding to the biological material and a hydrophilic monomer.

即ち、結合用化合物として使用する合成高分子化合物の合成には、少なくともモノマー種として、生体物質と結合して粒子状塊を形成することができるモノマー(これは、生体物質と反応してできるコンジュゲートを形成することができるモノマーの一種(一部)である)と、粒子状塊同士で結合し、鎖状及び/又は網目状に結合した構造(即ち、生体物質構造体の構造)を構築するための結合官能基を有するモノマー(これは、コンジュゲート間で結合し、鎖状及び/又は網目状に結合した構造を構築するための結合官能基を有するモノマーの一種(一部)である)とを有することが好ましく、さらに、親水性又は両親媒性の官能基を有するモノマーを用いることがより好ましい。これに加えて、合成高分子化合物が溶液中で形成するミセル等の構造体及び広がりを制御する目的で、疎水性モノマーを含有させるようにすることも、好ましい。なお、ここで挙げたモノマーは、それぞれ異なるモノマーであってもよいが、一つのモノマーが上記の機能のうちの2以上を兼ね備えていてもよい。   That is, for the synthesis of a synthetic polymer compound to be used as a binding compound, at least a monomer species that can be combined with a biological substance to form a particulate mass (this is a conjugate formed by reacting with a biological substance). A type of monomer that can form a gate) (partial), and particle masses are linked together to form a chain-like and / or network-like structure (ie, a structure of biological material structure) A monomer having a binding functional group (this is a part of a monomer having a binding functional group for building a chain-like and / or network-like structure that is bound between conjugates) It is preferable to use a monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group. In addition to this, it is also preferable to contain a hydrophobic monomer for the purpose of controlling the structure such as micelles formed in the solution and the spread of the synthetic polymer compound. The monomers mentioned here may be different monomers, but one monomer may have two or more of the above functions.

前記の合成高分子化合物を構成するモノマーの具体例を挙げると、ラジカル重合において用いられるモノマーとしては、スチレン、クロルスチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエン等の重合性不飽和芳香族類;(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フタル酸等の重合性不飽和カルボン酸;スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウム等の重合性不飽和スルホン酸;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸−n−ブチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、2−(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸グリシジル、N−(メタ)アクリロイルオキシスクシンイミド、エチレングリコール−ジ−(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸トリブロモフェニル、(メタ)アクリル酸グリコシロキシエチル、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、等の重合性カルボン酸エステル;(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクロレイン、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、3−アクリルアミドフェニルボロン酸、N−アクリロイル−N’−ビオチニル−3,6−ジオキサオクタン−1,9−ジアミン、ブタジエン、イソプレン、酢酸ビニル、ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル等の不飽和カルボン酸アミド類;重合性不飽和ニトリル類;ハロゲン化ビニル類;共役ジエン類;ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のマクロモノマー類、などが挙げられる。   When the specific example of the monomer which comprises the said synthetic polymer compound is given, as a monomer used in radical polymerization, polymerizable unsaturated aromatics, such as styrene, chlorostyrene, (alpha) -methylstyrene, divinylbenzene, vinyltoluene, etc. Polymerizable unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, itaconic acid, maleic acid, and phthalic acid; polymerizable unsaturated sulfonic acids such as styrenesulfonic acid and sodium styrenesulfonate; methyl (meth) acrylate, (meta ) Ethyl acrylate, (meth) acrylic acid-n-butyl, (meth) acrylic acid-2-hydroxyethyl, 2- (meth) acrylic acid hydroxypropyl, (meth) acrylic acid glycidyl, N- (meth) acryloyloxy Succinimide, ethylene glycol-di- (meth) acrylate, ( T) Polymerizable carboxylic acid esters such as tribromophenyl acrylate, glycosyloxyethyl (meth) acrylate, 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine; (meth) acrylonitrile, (meth) acrolein, (meth) acrylamide, N, N -Dimethylacrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N-vinylformamide, 3-acrylamidophenylboronic acid, N-acryloyl-N'-biotinyl-3,6-dioxaoctane-1,9-diamine, butadiene, isoprene , Vinyl acetate, vinyl pyridine, N-vinyl pyrrolidone, N- (meth) acryloylmorpholine, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide, and the like; polymerizable unsaturated nitriles; vinyl halides; Conjugated die And macromonomers such as polyethylene glycol mono (meth) acrylate and polypropylene glycol mono (meth) acrylate.

また、結合用化合物として使用しうる合成高分子化合物のモノマーとしては、例えば、付加重合で用いられるようなモノマーも使用できる。この付加重合に用いられるモノマーの具体例としては、ジフェニルメタンジイソシアナート、ナフタレンジイソシアナート、トリレンジイソシアナート、テトラメチルキシレンジイソシアナート、キシレンジイソシアナート、ジシクロヘキサンジイソシアナート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート等の脂肪族又は芳香族イソシアナート類、ケテン類、エポキシ基含有化合物類、ビニル基含有化合物類などが挙げられる。   Moreover, as a monomer of a synthetic polymer compound that can be used as a binding compound, for example, a monomer used in addition polymerization can also be used. Specific examples of monomers used in this addition polymerization include diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, tolylene diisocyanate, tetramethylxylene diisocyanate, xylene diisocyanate, dicyclohexane diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate. Examples thereof include aliphatic or aromatic isocyanates such as nate, hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate, ketenes, epoxy group-containing compounds and vinyl group-containing compounds.

また、上記化合物群には、活性化水素を有する官能基を備えたモノマーを反応させることも可能である。その具体例としては水酸基又はアミノ基を有する化合物などが挙げられ、具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、メチレングリコシド、ショ糖、ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼンのようなポリオール類;エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、N,N’−ジイソプロピルメチレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、1,3,5−トリアミノベンゼン等のポリアミン類;オキシム類などが挙げられる。   In addition, the above compound group can be reacted with a monomer having a functional group having activated hydrogen. Specific examples thereof include a compound having a hydroxyl group or an amino group, specifically, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, glycerin, trimethylolpropane, Polyols such as pentaerythritol, sorbitol, methylene glycoside, sucrose, bis (hydroxyethyl) benzene; ethylenediamine, hexamethylenediamine, N, N′-diisopropylmethylenediamine, N, N′-di-sec-butyl-p -Polyamines such as phenylenediamine and 1,3,5-triaminobenzene; oximes and the like.

さらに、結合用化合物として使用しうる合成高分子化合物には、上述したモノマーの他、架橋剤となりうる官能性化合物を共存させても良い。官能性化合物としては、例えば、N−メチロールアクリルアミド、N−エタノールアクリルアミド、N−プロパノールアクリルアミド、N−メチロールマレイミド、N−エチロールマレイミド、N−メチロールマレインアミド酸、N−メチロールマレインアミド酸エステル、ビニル芳香族酸のN−アルキロールアミド(例えばN−メチロール−p−ビニルベンズアミド等)、N−(イソブトキシメチル)アクリルアミド等が挙げられる。   Furthermore, in the synthetic polymer compound that can be used as the binding compound, a functional compound that can serve as a crosslinking agent may coexist in addition to the monomer described above. Examples of the functional compound include N-methylol acrylamide, N-ethanol acrylamide, N-propanol acrylamide, N-methylol maleimide, N-ethylol maleimide, N-methylol maleamic acid, N-methylol maleamic acid ester, vinyl Examples thereof include N-alkylolamides of aromatic acids (for example, N-methylol-p-vinylbenzamide), N- (isobutoxymethyl) acrylamide and the like.

さらに、上述したモノマーのうち、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジビニルシクロヘキサン、1,3−ジプロペニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコール、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等の多官能性モノマー類は、架橋剤としても使用することができる。
架橋剤となりうる多官能性化合物をモノマーとして使用することにより、結合用化合物の媒質中での広がりや硬さを制御することができる。
Further, among the monomers described above, divinylbenzene, divinylnaphthalene, divinylcyclohexane, 1,3-dipropenylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3 -Polyfunctional monomers such as butylene glycol, trimethylolethane tri (meth) acrylate and pentaerythritol tetra (meth) acrylate can also be used as a crosslinking agent.
By using a polyfunctional compound that can be a crosslinking agent as a monomer, the spread and hardness of the binding compound in the medium can be controlled.

また、前述の生体物質と結合しうる結合官能基を有するモノマーとしては、スクシンイミド基、エポキシ基、アルデヒド基、マレイミド基、p−ニトロフェニル基等を有するモノマーの例として、N−(メタ)アクリロイルオキシスクシンイミド、(メタ)アクリル酸グリシジル、アクロレイン、マレイミドアクリレート、p−ニトロフェニルオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート、p−ニトロフェニルメタクリレート等が挙げられる。   Examples of the monomer having a binding functional group capable of binding to the above-described biological substance include N- (meth) acryloyl as an example of a monomer having a succinimide group, an epoxy group, an aldehyde group, a maleimide group, a p-nitrophenyl group, or the like. Examples thereof include oxysuccinimide, glycidyl (meth) acrylate, acrolein, maleimide acrylate, p-nitrophenyloxycarbonyl polyethylene glycol methacrylate, and p-nitrophenyl methacrylate.

また、結合官能基としてボロン酸基を有するモノマーの例としては、3−アクリルアミドフェニルボロン酸等が挙げられる。
さらに、結合官能基としてビオチン基を有するモノマーの例としては、N−アクリロイル−N’−ビオチニル−3,6−ジオキサオクタン−1,9−ジアミン等が挙げられる。
また、結合官能基として糖や多糖を有するモノマーの例としては、(メタ)アクリル酸グリコシロキシエチル等が挙げられる。
Examples of the monomer having a boronic acid group as a binding functional group include 3-acrylamidophenylboronic acid.
Furthermore, examples of the monomer having a biotin group as a binding functional group include N-acryloyl-N′-biotinyl-3,6-dioxaoctane-1,9-diamine.
Examples of the monomer having a sugar or a polysaccharide as a binding functional group include glycosyloxyethyl (meth) acrylate.

さらに、親水性モノマーの具体例としては、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、マレイン酸、スチレンスルホン酸、p−スチレンスルホン酸ナトリウム塩、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、(メタ)アクリロニトリル、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルアセトアミド、N−ビニル−N−メチルアセトアミド、ポリエチレングリコールモノ−(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸グリシジル、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン等が挙げられる。   Furthermore, specific examples of the hydrophilic monomer include (meth) acrylic acid, itaconic acid, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, maleic acid, styrene sulfonic acid, p-styrene. Sodium sulfonate, (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-isopropylacrylamide, N-vinylformamide, (meth) acrylonitrile, N- (meth) acryloylmorpholine, N-vinylpyrrolidone, N- Examples thereof include vinylacetamide, N-vinyl-N-methylacetamide, polyethylene glycol mono- (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine and the like.

また、結合用化合物は、前述のとおり無電荷のものが好ましい。したがって、結合用化合物として用いる合成高分子化合物を無電荷にする場合、この無電荷の合成高分子化合物に使用するモノマーは無電荷であれば特に限定されないが、具体例を挙げると、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、(メタ)アクリロニトリル、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルアセトアミド、N−ビニル−N−メチルアセトアミド、ポリエチレングリコールモノ−(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸グリシジル、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン等が挙げられる。   Further, the binding compound is preferably an uncharged one as described above. Therefore, when the synthetic polymer compound used as the binding compound is uncharged, the monomer used in the uncharged synthetic polymer compound is not particularly limited as long as it is uncharged. 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-isopropylacrylamide, N-vinylformamide, (meth) acrylonitrile, N- ( And (meth) acryloylmorpholine, N-vinylpyrrolidone, N-vinylacetamide, N-vinyl-N-methylacetamide, polyethylene glycol mono- (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, and the like. .

ところで、モノマーをラジカル重合させて合成高分子化合物を合成する場合、通常はラジカル重合開始剤を混合することにより重合を開始させる。その際に用いるラジカル重合開始剤は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを用いることができる。使用できるラジカル系重合開始剤の例としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−(2−メチルプロパンニトリル)、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルペンタンニトリル)、2,2’−アゾビス−(2−メチルブタンニトリル)、1,1’−アゾビス−(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(2−アミジノプロパン)ヒドロクロリド等のアゾビスタイプの開始剤、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロペルオキシド、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過硫酸塩(例えば過硫酸アンモニウム)、過酸エステル(例えばt−ブチルペルオクテート、α−クミルペルオキシピバレート及びt−ブチルペルオクテート)等の過酸化物タイプの開始剤などが挙げられる。   By the way, when a synthetic polymer compound is synthesized by radical polymerization of a monomer, the polymerization is usually started by mixing a radical polymerization initiator. Any radical polymerization initiator can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Examples of the radical polymerization initiator that can be used include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis- (2-methylpropanenitrile), 2,2′-azobis- (2,4 -Dimethylpentanenitrile), 2,2'-azobis- (2-methylbutanenitrile), 1,1'-azobis- (cyclohexanecarbonitrile), 2,2'-azobis- (2,4-dimethyl-4- Methoxyvaleronitrile), 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis- (2-amidinopropane) hydrochloride and other azobis type initiators, benzoyl peroxide, cumene hydro Peroxide, hydrogen peroxide, acetyl peroxide, lauroyl peroxide, persulfate (eg ammonium persulfate), perester (eg t-butyl) Ruokuteto and α- cumyl peroxypivalate and t- butyl per octoate) peroxide type initiators and the like.

さらにレドックス系開始剤を混合することにより重合を開始させてもよい。レドックス系開始剤も、本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを用いることができ、その例としては、アスコルビン酸/硫酸鉄(II)/ペルオキシ二硫酸ナトリウム、第三ブチルヒドロペルオキシド/二亜硫酸ナトリウム、第三ブチルヒドロペルオキシド/Naヒドロキシメタンスルフィン酸が挙げられる。なお、個々の成分、例えば還元成分は、混合物、例えばヒドロキシメタンスルフィン酸のナトリウム塩と二亜硫酸ナトリウムとの混合物であってもよい。   Furthermore, polymerization may be initiated by mixing a redox initiator. Any redox initiator can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Examples thereof include ascorbic acid / iron (II) sulfate / sodium peroxydisulfate, tert-butyl hydroperoxide / dioxide. Examples include sodium sulfite, tert-butyl hydroperoxide / Na hydroxymethanesulfinic acid. In addition, each component, for example, a reducing component, may be a mixture, for example, a mixture of sodium salt of hydroxymethanesulfinic acid and sodium disulfite.

また、結合用化合物として合成高分子化合物を用いる場合、この合成高分子化合物は、開環重合等で合成される高分子を使用してもよい。その具体例としては、ポリエチレングリコール等が挙げられる。
さらに、上述した合成高分子化合物は、加水分解等により合成される高分子を使用しても良い。その具体例としては、ポリ酢酸ビニルを加水分解等することにより合成されるポリビニルアルコールなどが挙げられる。
また、上述した合成高分子化合物は、化学修飾により、前述の生体物質と結合する官能基を修飾することにより合成してもよい。
When a synthetic polymer compound is used as the binding compound, the synthetic polymer compound may be a polymer synthesized by ring-opening polymerization or the like. Specific examples thereof include polyethylene glycol.
Furthermore, the synthetic polymer compound described above may use a polymer synthesized by hydrolysis or the like. Specific examples thereof include polyvinyl alcohol synthesized by hydrolyzing polyvinyl acetate and the like.
Further, the above-described synthetic polymer compound may be synthesized by modifying a functional group that binds to the aforementioned biological substance by chemical modification.

さらに、この他、結合用化合物として、市販の合成高分子化合物を用いることができる。その具体例を挙げると、日本油脂社製のSUNBRIGHTシリーズ DE−030AS、DE−030CS、DE−030GS、PTE−100GS、PTE−200GS、HGEO−100GS、HGEO−200GSなどが挙げられる。   In addition, a commercially available synthetic polymer compound can be used as the binding compound. Specific examples include SUNBRIGHT series DE-030AS, DE-030CS, DE-030GS, PTE-100GS, PTE-200GS, HGEO-100GS, and HGEO-200GS manufactured by NOF Corporation.

一方、結合用化合物として天然高分子化合物を用いる場合、その具体例としては、デキストラン、カルボキシメチル−デキストラン、でんぷん、セルロース等の多糖類、アルブミン、コラーゲン、ゼラチンなどのタンパク質、DNA、RNAなどの核酸等が挙げられる。これらの天然化合物は、そのまま使用しても良いし、また、化学修飾してから使用しても良い。   On the other hand, when a natural polymer compound is used as the binding compound, specific examples thereof include polysaccharides such as dextran, carboxymethyl-dextran, starch and cellulose, proteins such as albumin, collagen and gelatin, nucleic acids such as DNA and RNA. Etc. These natural compounds may be used as they are, or may be used after being chemically modified.

なお、合成高分子化合物及び天然高分子化合物などの高分子化合物を結合用化合物として用いる場合、その高分子化合物の形態は任意である。例えば、水溶液中で溶解していても良いし、ミセルやエマルションのような会合体や高分子ラテックスのような微粒子状のものでもかまわない。   When a polymer compound such as a synthetic polymer compound or a natural polymer compound is used as the binding compound, the form of the polymer compound is arbitrary. For example, it may be dissolved in an aqueous solution, or may be an aggregate such as a micelle or emulsion, or a fine particle such as a polymer latex.

また、結合用化合物として用いられる無機化合物としては、例えば、金コロイド等の金属粒子、シリカ等の無機微粒子などが挙げられる。さらに、これらの無機化合物を化学修飾することによって、生体物質と結合する官能基を有する結合用化合物としても良い。   Examples of the inorganic compound used as the binding compound include metal particles such as gold colloid and inorganic fine particles such as silica. Furthermore, it is good also as a compound for coupling | bonding which has a functional group couple | bonded with a biological substance by chemically modifying these inorganic compounds.

さらに、結合用化合物として用いられる有機無機ハイブリッドとしては、例えば、コロイダルシリカに高分子を被覆したもの、金属コロイドを高分子で被覆したもの(例えば、金、銀、白金等の粒子を保護コロイドで被覆したもの)、クレイ等の多孔質基体に高分子を吸着させたものなどが挙げられる。なお、これらの有機無機ハイブリッドは公知の方法で合成することが可能である(ポリマー系ナノコンポジット,工業調査会,中條 澄 著などを参照)。
さらに、これらの有機無機ハイブリッドに結合官能基を修飾することによって、結合用化合物として用いることもできる。
Furthermore, examples of the organic-inorganic hybrid used as the binding compound include a colloidal silica coated with a polymer, a metal colloid coated with a polymer (for example, particles of gold, silver, platinum, etc. with a protective colloid). And a polymer obtained by adsorbing a polymer to a porous substrate such as clay. These organic-inorganic hybrids can be synthesized by a known method (see, for example, polymer nanocomposites, industrial research committee, Susumu Nakajo).
Furthermore, these organic-inorganic hybrids can be used as a binding compound by modifying the binding functional group.

また、結合用化合物の分子量や構造等は特に制限は無く任意である。したがって、結合用化合物として例えば低分子量の化合物を用いても良いが、その場合、固定化しようとする一つの生体物質内で架橋してしまい、効率的に主鎖を形成できなくなって、本発明の生体物質構造体を形成できなくなる可能性がある。また、生体物質内で架橋すると、該生体物質の活性が保持されない可能性もある。これを防止する観点からは、結合用化合物の分子量としては、通常1000以上、好ましくは10000以上、また、通常100万以下、好ましくは50万以下が望ましい。なお、結合用化合物として合成又は天然の高分子化合物を用いる場合、重量平均分子量が上記範囲に収まることが好ましい。この範囲を下回ると効果的に粒子状塊が集合した生体物質構造が形成できなくなる可能性があるためである。
なお、これら分子量の測定には種種の方法が使えるが、例えば、GPC(ゲルパーミネーションクロマトグラフィー)、SEC(サイズ排除クロマトグラフィー)、静的光散乱測定、粘度測定など一般的な測定により、調べることができる。
The molecular weight and structure of the binding compound are not particularly limited and are arbitrary. Therefore, for example, a low molecular weight compound may be used as the binding compound, but in that case, it is crosslinked within one biological substance to be immobilized, and the main chain cannot be formed efficiently, and the present invention. It may become impossible to form a biological material structure. In addition, when crosslinked in a biological material, the activity of the biological material may not be retained. From the viewpoint of preventing this, the molecular weight of the binding compound is usually 1000 or more, preferably 10,000 or more, and usually 1 million or less, preferably 500,000 or less. When a synthetic or natural polymer compound is used as the binding compound, the weight average molecular weight is preferably within the above range. This is because if it falls below this range, there is a possibility that a biological material structure in which the particulate lumps gather effectively cannot be formed.
Various methods can be used to measure these molecular weights. For example, GPC (gel permeation chromatography), SEC (size exclusion chromatography), static light scattering measurement, viscosity measurement, etc. be able to.

また、結合用化合物の大きさに制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。ただし、効果的に生体物質と結合用化合物とを結合させるためには、溶媒や分散媒などの液体(ここでは、媒質)中に混和した状態において、結合用化合物の径は、通常1nm以上、好ましくは2nm以上、より好ましくは、3nm以上であることが望ましい。なお、この条件を満たすには、本発明の生体物質構造体の製造前に結合用化合物を用意する場合に上記の粒径範囲に収まる結合用化合物を用意し、それを使用して本発明の生体物質構造体を製造するようにすることが望ましい。また、上限に特に制限は無いが、通常5μm以下である。   Moreover, there is no restriction | limiting in the magnitude | size of the compound for coupling | bonding, and it is arbitrary unless the effect of this invention is impaired remarkably. However, in order to effectively bind the biological substance and the binding compound, the diameter of the binding compound is usually 1 nm or more when mixed in a liquid such as a solvent or a dispersion medium (here, a medium). Preferably it is 2 nm or more, more preferably 3 nm or more. In order to satisfy this condition, when preparing a binding compound before the production of the biological material structure of the present invention, a binding compound that falls within the above particle size range is prepared and used. It is desirable to produce a biological material structure. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in an upper limit, Usually, it is 5 micrometers or less.

これらの結合用化合物の大きさの測定には、種種の方法が使用できるが、液体に分散している金属コロイド、無機粒子、ポリマー微粒子などを結合用化合物として用いた場合は、静的光散乱測定法、動的光散乱測定法、光回折法などの一般的な手法により、調べることができる。また、これら金コロイド、無機粒子、ポリマー微粒子などが分散した分散液から反応媒等の液体を取り除いたものをSEM(走査型電子顕微鏡)やTEM(透過型電子顕微鏡)などの電子顕微鏡で観察した場合も、液体中での結合用化合物の径として取り扱っても良い。   Various methods can be used to measure the size of these binding compounds, but static light scattering is possible when metal colloids, inorganic particles, fine polymer particles, etc. dispersed in a liquid are used as the binding compounds. It can be examined by a general method such as a measurement method, a dynamic light scattering measurement method, or a light diffraction method. Further, a liquid obtained by removing a liquid such as a reaction medium from a dispersion liquid in which these gold colloids, inorganic particles, polymer fine particles and the like are dispersed was observed with an electron microscope such as SEM (scanning electron microscope) or TEM (transmission electron microscope). In some cases, it may be handled as the diameter of the binding compound in the liquid.

一方、溶液に溶解している高分子またはミセルなどの会合体を結合用化合物に用いた場合は、静的光散乱測定法、動的光散乱測定法、光回折法などの一般的な手法により、調べることができる。一般に、溶液に溶解している高分子やミセルなどは、測定手段及び解析方法で粒子径に相違が見られるが、いずれかの手段や方法で得られた測定値により、その粒子径を評価することができる。
なお、光学的手法により液中の結合用化合物の径を測定する場合には、結合用化合物の平均粒子径が上記の範囲内に収まるようにすることが、効果的に生体物質と結合用化合物とを結合させるためには望ましい。
On the other hand, when an aggregate such as a polymer or micelle dissolved in a solution is used as the binding compound, it can be obtained by a general method such as static light scattering measurement method, dynamic light scattering measurement method, or light diffraction method. Can be examined. In general, polymer particles or micelles dissolved in a solution have a difference in particle diameter depending on the measurement means and analysis method, but the particle diameter is evaluated based on the measured value obtained by any means or method. be able to.
When measuring the diameter of the binding compound in the liquid by an optical method, it is effective to ensure that the average particle size of the binding compound is within the above range. It is desirable to combine

さらに、結合用化合物が有する結合官能基の量は、特に限定されず、また結合用化合物の種類によって一概には規定できないが、例えば結合用化合物として高分子を用いた場合、結合用化合物に対して、モル%で、通常0.1%以上、好ましくは0.5%以上、より好ましくは1%以上、更に好ましくは5%以上、また、通常90%以下、好ましくは80%以下、より好ましくは70%以下である。この範囲を下回ると結合用化合物が生体物質と効率よく結合できない可能性があり、上回ると溶媒や分散媒などに混和できなくなる可能性があるためである。   Furthermore, the amount of the binding functional group possessed by the binding compound is not particularly limited, and cannot be generally defined by the type of binding compound. For example, when a polymer is used as the binding compound, The mol% is usually 0.1% or more, preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, still more preferably 5% or more, and usually 90% or less, preferably 80% or less, more preferably Is 70% or less. This is because if it is below this range, the binding compound may not be able to bind efficiently to the biological material, and if it exceeds this range, it may not be miscible with the solvent or dispersion medium.

[I−3.生体物質構造体の構造]
[I−3−1.生体物質構造体を構成する主鎖]
本発明の生体物質構造体は、微視的に見た場合、生体物質と結合用化合物とからなる主鎖を有する。そして、この主鎖が、例えば集合したり結合したりすることによって、本発明の生体物質構造体のマトリックス構造(マトリックス)が構成されている。即ち、本発明の生体物質構造体は、図1(a)〜図1(c)に模式的に示すように、生体物質と結合用化合物とを含む構造体であり、且つ、その骨格は生体物質と結合用化合物とが結合して構成された主鎖により形成されている。これにより、本発明の生体物質構造体は、当該主鎖が、鎖状及び/又は網目状に結合した構造を有するマトリックスとして構成されているのである。
[I-3. Structure of biological material structure]
[I-3-1. Main chain constituting biological material structure]
When viewed microscopically, the biological material structure of the present invention has a main chain composed of the biological material and a binding compound. The matrix structure (matrix) of the biological material structure of the present invention is configured by, for example, aggregation or bonding of the main chains. That is, the biological material structure of the present invention is a structure containing a biological material and a binding compound, as schematically shown in FIGS. 1 (a) to 1 (c), and its skeleton is a biological body. It is formed by a main chain formed by bonding a substance and a binding compound. Thus, the biological material structure of the present invention is configured as a matrix having a structure in which the main chain is bound in a chain and / or network.

なお、図1(a)〜図1(c)は、本発明の生体物質構造体のマトリックス構造を説明するため、固相担体に固定化した本発明の生体物質構造体の一例の表面近傍を拡大して示す模式図である。また、図1(a)〜図1(c)において、円形部分が生体物質を表わし、線状部分が結合用化合物を表わす。ただし、図1(a)〜図1(c)は生体物質と結合用化合物とからなる主鎖の構成を説明するべく、後述する粒子状塊を構成しているか否かに係わらず主鎖の構造を2次元的に描画したものである。したがって、生体物質構造体が粒子状塊を有する場合には、図1(a)〜図1(c)は生体物質構造体の粒子状塊の主鎖を2次元的に広げたものと認識すべきである。   1 (a) to 1 (c) show the vicinity of the surface of an example of the biological material structure of the present invention immobilized on a solid support in order to explain the matrix structure of the biological material structure of the present invention. It is a schematic diagram which expands and shows. Further, in FIGS. 1A to 1C, a circular portion represents a biological material, and a linear portion represents a binding compound. However, FIG. 1 (a) to FIG. 1 (c) show the structure of the main chain regardless of whether or not it forms a particulate lump, which will be described later, in order to explain the structure of the main chain composed of the biological material and the binding compound. A structure is drawn two-dimensionally. Therefore, when the biological material structure has a particulate lump, FIGS. 1A to 1C recognize that the main chain of the granular lump of the biological material structure is two-dimensionally expanded. Should.

以下、本発明の生体物質構造体の主鎖及び当該主鎖から構成されるマトリックス構造について説明する。
上述したように、本発明の生体物質構造体は、生体物質及び結合用化合物からなる主鎖を有する構造体である。また、本発明の生体物質構造体の主鎖は、マトリックス構造の骨格を構成するもので、具体的には生体物質と結合用化合物とが互いに結合してなるものである。詳しくは、生体物質に対して結合用化合物が結合官能基によって結合し、その構造の繰り返しによって鎖状及び/又は網目状の構造を形成されたものである。
Hereinafter, the main chain of the biological material structure of the present invention and the matrix structure composed of the main chain will be described.
As described above, the biological material structure of the present invention is a structure having a main chain composed of a biological material and a binding compound. Further, the main chain of the biological material structure of the present invention constitutes a skeleton having a matrix structure, and specifically, a biological material and a binding compound are bonded to each other. Specifically, a binding compound is bound to a biological substance by a binding functional group, and a chain-like and / or network-like structure is formed by repeating the structure.

よって、本発明の生体物質構造体は、通常、下記式(A)で表わされる部分構造を2以上有する。
{上記式(A)において、R1は生体物質を表わし、R2は結合用化合物を表わす。ただし、生体物質構造体が何らかの固相担体に結合している場合、R2は固相担体に直接結合していない結合用化合物を表わす。また、各R1,R2はそれぞれ同じであっても異なっていても良い。}
Therefore, the biological material structure of the present invention usually has two or more partial structures represented by the following formula (A).
{In the above formula (A), R 1 represents a biological substance, and R 2 represents a binding compound. However, when the biological material structure is bound to some solid phase carrier, R 2 represents a binding compound that is not directly bound to the solid phase carrier. Also, each R 1 and R 2 may be the same or different. }

即ち、本発明の生体物質構造体は、上記式(A)のように生体物質と結合用化合物とが結合した部分構造が、直鎖状及び/又は網目状に結合した構造体である。具体的には、上記式(A)のR1はそれぞれ独立に他の1又は2以上のR2に結合し、R2はそれぞれ独立に他の1又は2以上のR1に結合している。ただし、本発明の生体物質構造体は、例えば生体物質R1同士や結合用化合物R2同士が結合した部分構造を含んでいてもかまわない。ここで、R1同士やR2同士の結合とは、分子間引力、疎液相互作用、電気的相互作用等の物理的相互作用による結合を示す。 That is, the biological material structure of the present invention is a structure in which a partial structure in which a biological material and a binding compound are bonded as in the above formula (A) is bonded in a linear and / or network form. Specifically, R 1 in the above formula (A) is independently bonded to one or more other R 2 s , and R 2 is independently bonded to one or more other R 1 s . . However, the biological material structure of the present invention may include, for example, a partial structure in which biological materials R 1 or binding compounds R 2 are bonded to each other. Here, the bonds between R 1 and R 2 indicate bonds by physical interaction such as intermolecular attractive force, lyophobic interaction, and electrical interaction.

したがって、本発明の生体物質構造体は、結合用化合物同士の間には生体物質が存在し、また、生体物質同士の間には結合用化合物が存在する橋架け構造を少なくとも一部に有している。そして、生体物質及び結合用化合物の両方によって、マトリックス構造の主鎖が構成されている。したがって、本発明の生体物質構造体は、その作製時に系内に生体物質及び結合用化合物の両方が存在する際に形成される。   Therefore, the biological material structure of the present invention has at least a part of a bridge structure in which a biological material exists between binding compounds and a binding compound exists between biological materials. ing. The main chain of the matrix structure is constituted by both the biological material and the binding compound. Therefore, the biological material structure of the present invention is formed when both the biological material and the binding compound are present in the system at the time of production.

生体物質構造体が生体物質と結合用化合物とからなる主鎖を有していることは、例えば、以下の方法により確認することができる。
本発明の生体物質構造体は、上述したような生体物質と結合用化合物とからなる主鎖を有しているため、その構成要素である生体物質の結合を分解することにより構造が崩壊する。これを利用し、生体物質構造体の生体物質のみを分解するようにすれば、生体物質と結合用化合物とからなる主鎖を確認することができる。例えば、結合用化合物を分解しないようにしながら生体物質を分解した場合、本発明の生体物質構造体では、生体物質構造体が大きく崩壊する。さらに崩壊したものを調べることにより、生体物質構成要素以外の生体物質構造体を構成する化合物を特定することができる。さらに、本発明の生体物質構造体を固相担体に結合させた場合には、例えば、生体物質構造体を何らかの固相担体に固定化した場合には、結合用化合物の少なくとも一部は生体物質を介して固相担体に固定化されているため、結合用化合物を分解しないようにしながら生体物質を分解した場合、本発明の生体物質構造体では、結合用化合物のうち、固相担体に対して生体物質を介して固定化されていた部分は固相担体から脱離する。
It can be confirmed, for example, by the following method that the biological material structure has a main chain composed of the biological material and the binding compound.
Since the biological material structure of the present invention has a main chain composed of the biological material and the binding compound as described above, the structure collapses by decomposing the binding of the biological material that is a constituent element thereof. If only the biological material of the biological material structure is decomposed using this, the main chain composed of the biological material and the binding compound can be confirmed. For example, when the biological material is decomposed while preventing the binding compound from being decomposed, in the biological material structure of the present invention, the biological material structure is largely collapsed. Further, by investigating the collapsed one, it is possible to specify the compound constituting the biological material structure other than the biological material component. Furthermore, when the biological material structure of the present invention is bound to a solid phase carrier, for example, when the biological material structure is immobilized to some solid phase carrier, at least a part of the binding compound is a biological material. In the biological material structure according to the present invention, when the biological material is decomposed while preventing the binding compound from being decomposed, the biological material structure according to the present invention can Thus, the portion immobilized via the biological material is detached from the solid phase carrier.

したがって、具体的には、結合用化合物が分解されず生体物質のみが分解を受ける酵素やその他の薬品により生体物質を分解し、この処理により固相担体から脱離した物質を調べること、又は、固相担体表面に残留している物質を調べることにより、生体物質構成要素以外の生体物質構造体を構成する化合物を特定できる。生体物質構造体が生体物質と結合用化合物とからなる主鎖を有していれば、脱離した物質のなかに結合用化合物が検出される。また、固相担体表面には、結合用化合物は検出されないか、検出されたとしてもその量は減少している。   Therefore, specifically, the biological compound is decomposed by an enzyme or other chemical that does not decompose the binding compound but only the biological substance is decomposed, and the substance detached from the solid support by this treatment is examined, or By investigating the substance remaining on the surface of the solid phase carrier, the compound constituting the biological material structure other than the biological material component can be specified. If the biological material structure has a main chain composed of the biological material and the binding compound, the binding compound is detected in the detached substance. In addition, the binding compound is not detected on the surface of the solid phase carrier, or the amount is decreased even if it is detected.

一方、生体物質構造体が従来の方法による高分子膜を利用したものであれば、主鎖が高分子鎖であるため、生体物質が分解されても高分子膜(即ち高分子鎖)は全て固相担体に残り、脱離した物質のなかには生体物質構成要素は検出されるが、結合用化合物に相当する高分子鎖は検出されないことになる。この違いにより、生体物質と結合用化合物とからなる主鎖の有無を確認することができ、本発明の生体物質構造体であるか否かを特定することができる。   On the other hand, if the biological material structure uses a polymer membrane according to a conventional method, the main chain is a polymer chain, so that even if the biological material is decomposed, all the polymer membranes (ie, polymer chains) Among the substances that remain on the solid phase carrier and have been desorbed, biological substance constituent elements are detected, but polymer chains corresponding to the binding compounds are not detected. Based on this difference, the presence or absence of the main chain composed of the biological material and the binding compound can be confirmed, and it can be determined whether or not the biological material structure of the present invention is present.

上記の方法で用いる、生体物質を分解するための酵素や薬品は、用いた生体物質や結合用化合物の種類に応じて任意のものを適当に用いればよい。その具体例を挙げると、生体物質が核酸である場合、例えば、リボヌクレアーゼ、デオキシリボヌクレアーゼ等の核酸分解酵素などが挙げられる。
また、生体物質がタンパク質である場合、例えば、微生物プロテアーゼ、トリプシン、キモトリプシン、パパイン、レンネット、V8プロテアーゼ等のタンパク質分解酵素、臭化シアン、2−ニトロ−5−チオシアン安息香酸、塩酸、硫酸、水酸化ナトリウム等のタンパク質分解能を有する化学物質などが挙げられる。
Any enzyme or chemical for decomposing biological material used in the above method may be used appropriately depending on the type of biological material or binding compound used. When the specific example is given, when a biological material is a nucleic acid, nuclease, such as ribonuclease and deoxyribonuclease, etc. are mentioned, for example.
Further, when the biological substance is a protein, for example, proteolytic enzymes such as microbial protease, trypsin, chymotrypsin, papain, rennet, V8 protease, cyanogen bromide, 2-nitro-5-thiocyanobenzoic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, Examples thereof include chemical substances having a protein resolution such as sodium hydroxide.

さらに、生体物質が脂質である場合、例えば、リパーゼ、ホスホリパーゼA2等の脂質分解酵素などが挙げられる。
また、生体物質が糖である場合、α−アミラーゼ、β−アミラーゼ、グルコアミラーゼ、プルラナーゼ、セルラーゼ等の糖分解酵素などが挙げられる。
なお、生体物質を分解するための酵素や薬品は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
ただし、例示物の中でも、生体物質だけでなく結合用化合物も分解する可能性があるものは、上記の主鎖の確認が正確に行なえなくなる可能性があるため、使用は避けるべきである。
Furthermore, when the biological substance is a lipid, for example, lipolytic enzymes such as lipase and phospholipase A2 can be mentioned.
In addition, when the biological substance is sugar, examples thereof include glycolytic enzymes such as α-amylase, β-amylase, glucoamylase, pullulanase, and cellulase.
In addition, the enzyme and chemical | medical agent for decomposing | disassembling a biological material may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
However, among the examples, those that may decompose not only the biological substance but also the binding compound should be avoided because the above main chain may not be confirmed accurately.

また、生体物質の分解、及び、分解後に固相担体上に残留している物質を確認する場合、その具体的な確認方法は任意であるが、例えば、表面プラズモン共鳴(SPR)、水晶振動子マイクロバランス(QCM)、電子顕微鏡、エリプソメトリーなどによる測定によって確認することができる。
さらに、生体物質分解後に固相担体から脱離した物質の分析をする場合、その具体的な分析方法は任意であるが、例えば、液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、質量分析(MS)、赤外分光法、核磁気共鳴法(NMR)、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、ゲル電気泳動、キャピラリー電気泳動、吸光度測定、蛍光測定、元素分析、アミノ酸定量などが挙げられる。また、分析に際しては、各測定手法を単独で用いても良く、2種以上を任意に組み合わせて行なってもよい。
In addition, when a biological substance is decomposed and a substance remaining on the solid phase carrier after the decomposition is confirmed, a specific confirmation method is arbitrary. For example, surface plasmon resonance (SPR), crystal resonator This can be confirmed by measurement using a microbalance (QCM), electron microscope, ellipsometry, or the like.
Furthermore, when analyzing a substance detached from a solid phase carrier after decomposition of a biological material, the specific analysis method is arbitrary. For example, liquid chromatography, gas chromatography, mass spectrometry (MS), infrared Examples include spectroscopy, nuclear magnetic resonance (NMR), high performance liquid chromatography (HPLC), gel electrophoresis, capillary electrophoresis, absorbance measurement, fluorescence measurement, elemental analysis, and amino acid quantification. In the analysis, each measurement method may be used alone, or two or more kinds may be arbitrarily combined.

[I−3−2.生体物質構造体が有する粒子状塊]
また、前記説明よりも巨視的に視た場合、本発明の生体物質構造体は、通常、生体物質と結合用化合物とからなる粒子状の塊(粒子状塊)を有している。この粒子状塊は、上記の主鎖が単独で丸まったり2以上が集合した後に結合することで形成されたものと推察される。そして、この粒子状塊が互いに結合して、本発明の生体物質構造体の3次元構造が構成されている。
以下、この粒子状塊について説明する。
[I-3-2. Particulate mass of biological material structure]
When viewed macroscopically than the above description, the biological material structure of the present invention usually has a particulate mass (particulate mass) composed of the biological material and the binding compound. This particulate lump is presumed to be formed by combining the main chain after the above-mentioned main chain is rounded or two or more gather. And this particulate lump couple | bonds together and the three-dimensional structure of the biological material structure of this invention is comprised.
Hereinafter, this particulate lump will be described.

本発明の生体物質構造体は、通常、粒子状塊が単一ユニットとして、図2(a),(b)に模式的に示すように、互いに鎖状及び/又は網目状に結合した構造体となっている。また、この粒子状塊は、通常、図3(a)に示すような生体物質と結合用化合物とが複数結合して図3(b)のように粒子状になったものであり、必ずしも完全な円形となっているとは限らないが、図2(a),(b)においては粒子状塊を模式的に円で示してある。   The biological material structure of the present invention is usually a structure in which a particulate lump is bound to each other in a chain and / or network form as schematically shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). It has become. In addition, this particulate lump is usually formed by binding a plurality of biological substances and binding compounds as shown in FIG. 3 (a) into particles as shown in FIG. Although it does not necessarily have a round shape, in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the particulate lump is schematically shown as a circle.

粒子状塊は、集合して、粒子状塊同士の引力によって接触しあったり、その炭素鎖が絡まりあったりすることなどにより、互いに結合して生体物質構造体を構成している。例えば、ただ分子間引力により粒子状塊同士が結合して生体物質構造体が形成されたり、粒子状塊が結合用化合物の官能基と生体物質との結合により結合して生体物質構造体を形成したり、或いは、上記の両方の要因が組み合わさって粒子状塊同士が結合して生体物質構造体が形成されたりしている。ここで、結合とは、通常、共有結合、イオン結合、キレート結合、配位結合、疎水結合、水素結合、ファンデルワールス結合、静電力による結合のうち一つ以上の結合から成り立つものを指し、中でも好ましくは共有結合である。この場合、粒子状塊の一部のみが結合しあっている状態でもよいが、できるだけ多くの粒子状塊が結合しあっていることが好ましく、全ての粒子状塊が結合しあって生体物質構造体が構成されることがより好ましい。
なお、通常は、粒子状塊は、絡まりあいや結合など、複数の要因により集合して生体物質構造体を構成しているものと推察される。
The particulate lumps gather together to form a biological material structure by being brought into contact with each other by the attractive force between the particulate lumps or entangled in the carbon chain. For example, biological mass structures are formed by binding the particulate masses by intermolecular attractive force, or the biological mass structure is formed by binding the functional mass of the binding compound to the biological material. Or, the above-mentioned factors are combined to combine the particulate lumps to form a biological material structure. Here, the bond usually refers to a bond consisting of one or more of a covalent bond, ionic bond, chelate bond, coordination bond, hydrophobic bond, hydrogen bond, van der Waals bond, and electrostatic bond, Among these, a covalent bond is preferable. In this case, it may be in a state where only a part of the particulate lump is bound, but it is preferable that as many particulate lumps are bound as possible, and all the particulate lumps are bound together and the biological material structure More preferably, the body is constructed.
In general, it is presumed that the particulate mass aggregates due to a plurality of factors such as entanglement and bonding to form a biological material structure.

また、生体物質構造体を構成する粒子状塊の粒径に制限は無いが、通常10μm以下、好ましくは5μm以下、より好ましくは1μm以下である。粒子状塊の粒径が大きいと、分離精製に用いた時、十分な比表面積が得られず、アフィニティー分離などに用いた場合に高効率な分離精製結果が得られない可能性がある。なお、下限は任意であるが、通常1.5nm以上である。
さらに、粒子状塊の粒径を個別に測定する場合には、生体物質構造体中の粒子状塊のうち、少なくとも一部の粒子状塊が上記の範囲の粒径を有していればよいが、できるだけ多くの粒子状塊が上記範囲の粒径を有していることが好ましく、全ての粒子状塊が上記範囲の粒径を有していることがより好ましい。
Moreover, there is no restriction | limiting in the particle size of the particulate lump which comprises a biological material structure body, However, Usually, it is 10 micrometers or less, Preferably it is 5 micrometers or less, More preferably, it is 1 micrometer or less. When the particle size of the particulate mass is large, a sufficient specific surface area cannot be obtained when used for separation and purification, and there is a possibility that a highly efficient separation and purification result cannot be obtained when used for affinity separation or the like. In addition, although a minimum is arbitrary, it is 1.5 nm or more normally.
Furthermore, when measuring the particle size of the particulate mass individually, it is sufficient that at least a part of the particulate mass in the biological material structure has a particle size in the above range. However, it is preferable that as many particulate lumps as possible have a particle size in the above range, and it is more preferable that all the particulate lumps have a particle size in the above range.

ここで粒子状塊の粒径は、光学顕微鏡、SEMやTEM等の電子顕微鏡、AFM(原子間力顕微鏡)などの顕微鏡で観察することにより測定できる。なお、顕微鏡で観察した場合、粒子状塊の形状は、粒子状のほか、生体物質構造体から房状に張り出した形状として観察される場合もあるが、この房状の塊部分(房状塊)は生体物質構造体から粒子状塊が張り出して形成されたものと推察されるため、この房状の塊部分の径(通常は、短径)が上記の範囲内であればよい。   Here, the particle size of the particulate mass can be measured by observing with an optical microscope, an electron microscope such as SEM or TEM, or a microscope such as AFM (atomic force microscope). When observed with a microscope, the shape of the particulate mass may be observed as a shape protruding from the biological material structure into a tuft shape in addition to the particulate shape. ) Is presumed to be formed by protruding a particulate lump from the biological material structure, the diameter (usually the short diameter) of this tuft-like lump portion may be within the above range.

粒子状塊の存在を調べる一つの方法として、AFMにより測定した画像から、Power Spectral Density(パワースペクトル密度)を調べることが挙げられる。パワースペクトルを用いた解析は、物体表面の微小な凸凹を評価するのに用いられ、凹凸に起因する変化量(例えば、高さ、深さ等)を波形に分解してフーリエ変換を行なうことに基づく解析法の一つである。   One method for examining the presence of particulate lumps is to examine Power Spectral Density (power spectral density) from images measured by AFM. The analysis using the power spectrum is used to evaluate minute irregularities on the surface of the object, and the amount of change (for example, height, depth, etc.) caused by the irregularities is decomposed into waveforms and subjected to Fourier transform. It is one of the analysis methods based on it.

例えば、1μm×1μmの視野で測定した場合に、得られるAFM像からPower Spectral Density(PSD)解析を行ない、2D isotropic PSDの値が100(nm4)以上でかつ、波長100nm未満の値を除いたパワースペクトルの和(Ic)とトータルパワースペクトル(It)との割合Ic/Itが、通常30%以上、好ましくは50%以上、特に好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%以上であることで、サブミクロンオーダーの粒子状塊の存在を示すことができる。パワースペクトルは、物体の表面の凹凸を表わすものであり、その比率Ic/Itが上記範囲であれば、粒子状塊の構造に起因する凹凸が生体物質構造体の表面に確認できるからである。 For example, when measuring in a 1 μm × 1 μm field of view, Power Spectral Density (PSD) analysis is performed from the obtained AFM image, and the value of 2D isotropic PSD is 100 (nm 4 ) or more and the wavelength is less than 100 nm. The ratio Ic / It between the sum of the power spectra (Ic) and the total power spectrum (It) is usually 30% or more, preferably 50% or more, particularly preferably 60% or more, more preferably 70% or more. Thus, the presence of a submicron-order particulate lump can be shown. This is because the power spectrum represents irregularities on the surface of the object, and if the ratio Ic / It is in the above range, irregularities resulting from the structure of the particulate mass can be confirmed on the surface of the biological material structure.

この時、市販のAFM装置を使用することができるが、好ましくは、Digital Instruments社製品のNanoScopeIIIaが好ましい。また、プローブは先端半径Rが5nm以下のものが好ましく、具体的には、東陽テクニカ社製のSSS−NCHが好ましい。さらに、測定は試料表面を傷つけないよう、タッピングモードで測定することが望ましい。測定は、大気中でも液中でもかまわないが、良い像を得るためには、好ましくは大気中で、さらに好ましくは乾燥した状態で行なう。   At this time, although a commercially available AFM apparatus can be used, NanoScope IIIa manufactured by Digital Instruments is preferable. The probe preferably has a tip radius R of 5 nm or less, and specifically, SSS-NCH manufactured by Toyo Technica Co., Ltd. is preferable. Furthermore, it is desirable to measure in the tapping mode so as not to damage the sample surface. The measurement may be performed in the air or in a liquid, but in order to obtain a good image, the measurement is preferably performed in the air, and more preferably in a dry state.

また、Power Spectral Density 解析に用いるアルゴリズムは、表面形状の解析用としてASTM E42.14 STM/AFM分科委員会勧告に準じるものが好ましく、特に好ましいのは、Digital Instruments社製のNanoScopeIIIaに付属のPower Apectral Density機能を用いることである(参照文献:NanoScopeコマンドリファレンスマニュアル)。   Further, the algorithm used for Power Spectral Density analysis is preferably in accordance with the recommendation of ASTM E42.14 STM / AFM subcommittee for the analysis of the surface shape, and particularly preferably Power Algorithm attached to NanoScopeIIIa manufactured by Digital Instruments. The Density function is used (reference document: NanoScope command reference manual).

また、粒子状塊の粒径は、光散乱、X線、中性子散乱等の分光学的手法により確認することもできる。この場合、測定される平均粒径が上記の範囲内にあればよい。粒子状塊の平均粒径が上記範囲内にある場合も、粒径が上記範囲内にある場合と同様の利点を得ることができる。
ここで、光散乱測定法による粒子状塊の確認の方法の一例を示す。この例は、生体物質構造体の前方散乱光強度測定による粒子状塊の確認の方法の一例である。生体物質構造体の前方散乱光強度を測定することにより、相関長を求めることで、粒子状塊を評価することができる。この方法は、生体物質構造体を透過した光を、検光子を通して散乱強度の散乱角依存性を測定し、デバイ−ビュージェ(Debye−Bueche)の理論に基づき、(光の強度)-1/2を波数の2乗(={(4πn/光の波長)×sin(散乱角度/2)}2)に対してプロットした傾きを求め、(傾き/切片)2から相関長を求める。ここで、nは媒体の屈折率である。
測定に用いる光散乱装置は市販のものを使用することができるが、好ましくはDYNA3000である。生体物質構造体は、乾燥状態でも液体中で膨潤させても良いが、好ましくは液体中での測定である。
The particle size of the particulate mass can also be confirmed by spectroscopic techniques such as light scattering, X-rays, and neutron scattering. In this case, the average particle diameter to be measured may be in the above range. Even when the average particle size of the particulate mass is within the above range, the same advantages as when the particle size is within the above range can be obtained.
Here, an example of the method of confirming the particulate lump by the light scattering measurement method is shown. This example is an example of a method for confirming a particulate lump by measuring the forward scattered light intensity of a biological material structure. By measuring the forward scattered light intensity of the biological material structure, the correlation length can be obtained to evaluate the particulate mass. This method measures the scattering angle dependence of the scattering intensity of the light transmitted through the biological material structure through an analyzer, and based on the Debye-Bueche theory (light intensity) −1/2 Is obtained with respect to the square of the wave number (= {(4πn / wavelength of light) × sin (scattering angle / 2)} 2 ), and the correlation length is obtained from (slope / intercept) 2 . Here, n is the refractive index of the medium.
Although a commercially available light scattering apparatus can be used for the measurement, DYNA 3000 is preferable. The biological material structure may be swelled in a liquid or in a dry state, but is preferably measured in a liquid.

[I−3−3.生体物質構造体のゲル状構造]
また、生成過程の面から見た場合、本発明の生体物質構造体は、通常、生体物質と結合用化合物とが結合したコンジュゲートが多数結合して構成されたものであり、生体物質と結合用化合物とが鎖状及び/又は網目状に結合したゲル状構造体である(図1,4参照)。このコンジュゲートは、生体物質と結合用化合物とが結合したもので、生体物質と結合用化合物とを溶媒や分散媒等の媒質中で混合し、互いの分子を接触させるだけで作製することができる。
[I-3-3. Gel-like structure of biological material structure]
From the viewpoint of the production process, the biological material structure of the present invention is usually composed of many conjugates in which a biological material and a binding compound are bound, and binds to the biological material. It is a gel-like structure in which the compound for use is bound in a chain and / or network form (see FIGS. 1 and 4). This conjugate is a combination of a biological substance and a binding compound, and it can be prepared simply by mixing the biological substance and the binding compound in a medium such as a solvent or dispersion medium and bringing the molecules into contact with each other. it can.

[I−3−4.生体物質構造体の主鎖、粒子状塊及びゲル状構造による利点]
本発明の生体物質構造体は、生体物質及び化合物の両方によって形成されたマトリックス骨格を有しているため、又は、生体物質及び結合用化合物の両方によって形成された粒子状塊が集合及び/または結合することによって形成する構造を有しているため、生体物質の比率を高めることが可能である。したがって、本発明の生体物質構造体では、従来よりも多量の生体物質を保持することができる。なお、従来の生体物質を固相担体等に固定する技術では、アフィニティー精製などに用いられる場合、樹脂微粒子などの固相担体の表面に結合させるために、生体物質の固定化量は所定の上限値で制限され(通常、タンパク質の単層吸着は、せいぜい0.3〜1.0μg/cm2)、多量の生体物質を保持することができなかった。
[I-3-4. Advantages of main chain, particulate mass and gel structure of biological material structure]
The biological material structure of the present invention has a matrix skeleton formed by both the biological material and the compound, or a particulate mass formed by both the biological material and the binding compound is assembled and / or Since it has a structure formed by bonding, the ratio of biological substances can be increased. Therefore, the biological material structure of the present invention can hold a larger amount of biological material than before. In the conventional technique for immobilizing a biological material on a solid phase carrier or the like, when used for affinity purification or the like, the amount of biological material immobilized on the surface of the solid phase carrier such as resin fine particles is limited to a predetermined upper limit. The value was limited (usually, protein monolayer adsorption was 0.3 to 1.0 μg / cm 2 at most), and a large amount of biological material could not be retained.

また、多量の生体物質を保持できるようになるため、本発明の生体物質構造体によれば、結合用化合物(及び、後述する固相担体等)が生じる非特異的な相互作用を抑制できるという利点を得ることができる。即ち、生体物質として上記の非特異的相互作用を生じないものを用いれば、非特異的相互作用を生じうる結合用化合物等を多量の生体物質で覆うことができる。この際、生体物質構造体では生体物質が多量に存在するため、非特異的相互作用を効果的に抑制することが可能となる。したがって、非特異的相互作用の影響を排除しながら、生体物質と作用物質との相互作用を用いた分析やアフィニティー分離を実施することができるようになる。   In addition, since a large amount of biological material can be retained, the biological material structure of the present invention can suppress nonspecific interactions that occur in the binding compound (and a solid phase carrier and the like described later). Benefits can be gained. That is, if a biological material that does not cause the above-mentioned non-specific interaction is used, the binding compound that can cause the non-specific interaction can be covered with a large amount of the biological material. At this time, since a large amount of biological material is present in the biological material structure, non-specific interaction can be effectively suppressed. Therefore, analysis and affinity separation using the interaction between the biological substance and the active substance can be performed while eliminating the influence of the nonspecific interaction.

さらに、本発明の生体物質構造体の内部には、空間(空隙)が形成されている。この空隙は、通常は、粒子状塊同士の間に形成されたものである。即ち、粒子状塊同士は完全に密着せず、各粒子状塊同士の間に空間(空隙)が形成されているのである。また、本発明の生体物質構造体が粒子状塊を有さない場合であっても、前記の主鎖の間には空間が形成される。   Furthermore, a space (void) is formed inside the biological material structure of the present invention. This void is usually formed between the particulate lumps. That is, the particulate lumps are not completely in close contact with each other, and spaces (voids) are formed between the particulate lumps. Even when the biological material structure of the present invention does not have a particulate lump, a space is formed between the main chains.

この空間は、生体物質構造体を用いてアフィニティー分離などを行なう際に、生体物質と相互作用させる対象物質が侵入することが可能な程度の大きさに形成されている。したがって、アフィニティー分離等を行なう際には、通常は、この空間において生体物質と対象物質との相互作用が生じることになる。このため、本発明の生体物質構造体は、3次元的な構造を有するにもかかわらず、その中(内部)に含まれる生体物質は対象物質等と相互作用することが可能である。   This space is formed in such a size that the target substance that interacts with the biological substance can enter when affinity separation or the like is performed using the biological substance structure. Therefore, when affinity separation or the like is performed, an interaction between a biological substance and a target substance usually occurs in this space. Therefore, although the biological material structure of the present invention has a three-dimensional structure, the biological material contained therein (inside) can interact with the target material and the like.

即ち、本発明の生体物質構造体は、3次元的に多くの生体物質を備えることができるにもかかわらず、その生体物質は活性を失わず相互作用をすることが可能となっている。このため、本発明の生体物質構造体は、生体物質の反応性を保ったまま、従来よりも多量の生体物質を含有させることが可能なのである。   That is, although the biological material structure of the present invention can be provided with many biological materials in three dimensions, the biological material can interact without losing activity. For this reason, the biological material structure of the present invention can contain a larger amount of biological material than before while maintaining the reactivity of the biological material.

本発明の生体物質構造体が、粒子状塊同士の間に空間を有しているかを調べる方法に制限はないが、例えば、光学顕微鏡、SEMやTEM等の電子顕微鏡、AFMなどの顕微鏡によって確認することができる。また、このほか、光散乱、X線、中性子散乱等の分光学的手法によっても確認することができる。   There is no limitation on the method for examining whether the biological material structure of the present invention has a space between the particulate masses. For example, the biological material structure is confirmed by an optical microscope, an electron microscope such as SEM or TEM, or a microscope such as AFM. can do. In addition, it can also be confirmed by spectroscopic techniques such as light scattering, X-rays, and neutron scattering.

さらに、本発明の生体物質構造体を乾燥状態における体積と、液体を含ませた時の体積とを比較して、その体積が増加した場合には、上記の空間に液体が侵入したことにより体積が増加したものとして、本発明の生体物質構造体が空間を有していると認識してもよい。なお、これらの体積変化はいかなる方法で確認しても良いが、例えば生体物質構造体が膜状に形成されている場合、乾燥状態の膜厚とそれを液体に浸した時の膜厚とをそれぞれAFM等で測定し、両者を比較して確認することができる。   Further, when the volume of the biological material structure of the present invention in a dry state is compared with the volume when the liquid is included, the volume increases due to the penetration of the liquid into the space. It may be recognized that the biological material structure of the present invention has a space. These volume changes may be confirmed by any method. For example, when the biological material structure is formed in a film shape, the film thickness in a dry state and the film thickness when it is immersed in a liquid are calculated. Each can be measured by AFM or the like, and both can be compared and confirmed.

[I−3−5.生体物質構造体に形成された孔]
本発明の生体物質構造体には、所定の大きさの径を有する特定孔が形成されている。この特定孔は、前記の主鎖によって形成されたものである。即ち、主鎖が所定の領域を避けて存在することにより、当該避けられた空間が結果的に、主鎖が存在しない空間領域(即ち、特定孔)を形成しているのである。
特定孔の径は、粒子状塊より大きく、生体物質構造体より小さいものであるが、該生体物質構造体の構造を維持できる限り、いかなるものでもよい。通常300nm以上、好ましくは500nm以上、より好ましくは1000nm以上、また、通常100μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下である。
[I-3-5. Holes formed in the biological material structure]
In the biological material structure of the present invention, a specific hole having a predetermined size diameter is formed. This specific hole is formed by the main chain. That is, when the main chain exists while avoiding a predetermined region, the avoided space eventually forms a space region (that is, a specific hole) where the main chain does not exist.
The diameter of the specific pore is larger than the particulate lump and smaller than the biological material structure, but may be any as long as the structure of the biological material structure can be maintained. It is usually 300 nm or more, preferably 500 nm or more, more preferably 1000 nm or more, and usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less.

特定孔を有しているため、本発明の生体物質構造体は、アフィニティー分離などを行なう際に、より効率的に分離を行なうことが可能となる。その理由は、以下のように推察される。
即ち、生体物質構造体を用いてアフィニティー分離などを行なう際には、生体物質と相互作用させる対象物質が、生体物質構造体内に形成された前記の空間に進入することになる。この際、対象物質の進入速度は比較的低い。これは、生体物質構造体内の空間への対象物質の侵入が、分子が拡散のように緩やかに進行する現象であるためである。
これに対し、特定孔は、通常、前記空間よりも大きい。したがって、特定孔には、流体状の物質が進入することが可能である。即ち、試料液等の流体が特定孔に流れ込むことが可能である。このため、生体物質構造体の内部への対象物質の進入が、前記空間に対する進入よりも速やかに行なわれるので、生体物質と対象物質との相互作用をより速やかに行なうことが可能になったものと推察される。
また、特定孔を形成したために、生体物質構造体の比表面積が大きくなったことも、効率が向上した一因であると考えられる。
Due to the specific pores, the biological material structure of the present invention can be more efficiently separated when affinity separation or the like is performed. The reason is guessed as follows.
That is, when affinity separation or the like is performed using a biological material structure, a target substance that interacts with the biological material enters the space formed in the biological material structure. At this time, the entry speed of the target substance is relatively low. This is because the invasion of the target substance into the space within the biological material structure is a phenomenon in which molecules proceed slowly like diffusion.
On the other hand, the specific hole is usually larger than the space. Therefore, a fluid substance can enter the specific hole. That is, a fluid such as a sample solution can flow into the specific hole. For this reason, since the entry of the target substance into the interior of the biological material structure is performed more quickly than the entry into the space, the interaction between the biological substance and the target substance can be performed more quickly. It is guessed.
In addition, since the specific hole is formed, the specific surface area of the biological material structure is increased.

特定孔の径は、乾燥状態の生体物質構造体に対し、TEM、SEM、AFMまたはレーザー顕微鏡などの顕微鏡を用いて観察を行なうことにより測定することができる。また、ここでいう特定孔の径とは、特定孔の開口において、最も長い径のことを指すものとする。   The diameter of the specific hole can be measured by observing the dried biological material structure using a microscope such as TEM, SEM, AFM, or laser microscope. Moreover, the diameter of the specific hole here refers to the longest diameter in the opening of the specific hole.

また、特定孔は、形状、深さ、数等に制限は無い。例えば、特定孔は、本発明の生体物質構造体の表面近傍にのみ形成されていても良く、生体物質構造体の内部にまで延在して形成されていてもよい。また、多数の孔が形成されていてもよく、1つの孔が形成されていてもよい。孔の数には制限はなく、該生体物質構造体の構造が維持されていればよい。   The specific hole is not limited in shape, depth, number, or the like. For example, the specific hole may be formed only near the surface of the biological material structure of the present invention, or may extend to the inside of the biological material structure. Moreover, many holes may be formed and one hole may be formed. There is no restriction | limiting in the number of holes, The structure of this biological material structure should just be maintained.

[I−3−5.生体物質構造体の構造のその他の特徴]
また、本発明の生体物質構造体の大きさに制限は無く任意である。ただし、何らかの固相担体に結合していない場合には、生体物質構造体が乾燥した状態において、生体物質構造体の径は、通常1μm以上、好ましくは5μm以上、より好ましくは10μm以上である。また、上限に特に制限は無いが、通常は10cm以下である。ここで、生体物質構造体の径は、SEM、TEM等の電子顕微鏡、AFMなどの顕微鏡により測定することができる。生体物質構造体の大きさが小さすぎると、アフィニティー分離等に用いた場合に精製分離において生体物質構造体を遠心分離操作等で回収しにくくなるなどの可能性がある。
[I-3-5. Other features of the structure of the biological material structure]
Further, the size of the biological material structure of the present invention is not limited and is arbitrary. However, when the biological material structure is not bonded to any solid phase carrier, the diameter of the biological material structure is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more in a dry state. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in an upper limit, Usually, it is 10 cm or less. Here, the diameter of the biological material structure can be measured by an electron microscope such as SEM or TEM, or a microscope such as AFM. If the size of the biological material structure is too small, it may be difficult to recover the biological material structure by centrifugal separation or the like in purification separation when used for affinity separation or the like.

[I−4.生体物質構造体の組成]
[I−4−1.生体物質の含有比率]
本発明の生体物質構造体において、含有される生体物質の比率に制限は無いが、通常は、より多量の生体物質が含有されていることが望ましい。具体的には、「(生体物質の重量)/(生体物質構造体の重量)」で表される生体物質構造体の重量に対する生体物質の重量の比率が、通常0.1以上、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.5以上、更に好ましくは0.7以上、特に好ましくは0.9以上が望ましい。また、上限に特に制限は無いが、通常0.999以下である。生体物質の比率がこの範囲を下回る場合、構成される生体物質構造体中の結合用化合物を十分に生体物質で覆うことができなくなり、結合用化合物への非特異吸着を起こす可能性がある。また、この生体物質構造体を用いて分離精製を行なう場合に、その分離精製の効率が低下する可能性もある。
[I-4. Composition of biological material structure]
[I-4-1. Biomaterial content ratio]
In the biological material structure of the present invention, the ratio of the contained biological material is not limited, but it is usually desirable that a larger amount of biological material is contained. Specifically, the ratio of the weight of the biological material to the weight of the biological material structure represented by “(weight of biological material) / (weight of biological material structure)” is usually 0.1 or more, preferably 0. .3 or more, more preferably 0.5 or more, still more preferably 0.7 or more, and particularly preferably 0.9 or more. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in an upper limit, Usually, it is 0.999 or less. When the ratio of the biological material is below this range, the binding compound in the biological material structure to be configured cannot be sufficiently covered with the biological material, and nonspecific adsorption to the binding compound may occur. Further, when separation and purification is performed using this biological material structure, the efficiency of the separation and purification may be reduced.

[I−4−2.生体物質の含有比率の測定法]
上記の生体物質の比率を測定する方法は特に限定されないが、例えば、本発明の生体物質構造体に含まれる生体物質を酵素や薬品等を用いて分解し、生体物質及び結合用化合物由来の物質をそれぞれ各種の方法で定量すればよい。
以下、この方法により生体物質の含有比率を測定する方法を説明する。
[I-4-2. Method for measuring the content ratio of biological substances]
The method for measuring the ratio of the biological material is not particularly limited. For example, the biological material contained in the biological material structure of the present invention is decomposed using an enzyme, a drug, or the like, and the material derived from the biological material and the binding compound is used. Each may be quantified by various methods.
Hereinafter, a method for measuring the content ratio of the biological substance by this method will be described.

(1)生体物質の分解方法
この方法により生体物質の比率を測定する場合には、生体物質を分解するための酵素や薬品等は、用いた生体物質や結合用化合物の種類に応じて任意のものを適当に用いればよい。その具体例を挙げると、生体物質と結合用化合物とからなる主鎖の有無を確認する方法において用いる生体物質を分解するための酵素や薬品として例示したものと同様のものが挙げられる。
なお、生体物質を分解するための上記の酵素や薬品等は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
(1) Degradation method of biological material When the ratio of biological material is measured by this method, an enzyme, a drug, etc. for degrading the biological material can be selected according to the type of the biological material or binding compound used. What is necessary is just to use suitably. Specific examples thereof include those exemplified as enzymes and chemicals for degrading the biological material used in the method for confirming the presence or absence of the main chain composed of the biological material and the binding compound.
In addition, said enzyme, chemical | medical agent, etc. for decomposing | disassembling a biological substance may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

(2)生体物質および結合用化合物由来の物質の定量方法
生体物質構造体の分解後、生体物質及び結合用化合物由来の物質を定量する方法に制限は無く任意であるが、具体的な手法としては、例えば、液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、質量分析(MS)、赤外分光法、核磁気共鳴法(1H−NMR、13C−NMR、29Si−NMR)、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、ゲル電気泳動、キャピラリー電気泳動、吸光度測定、蛍光測定、元素分析、アミノ酸定量などが挙げられる。また、分析に際しては、各測定手法を単独で用いても良く、2種以上を任意に組み合わせて行なってもよい。
(2) Method for quantifying biological substance and substance derived from binding compound After decomposing biological material structure, there is no limitation on the method for quantifying biological substance and binding compound-derived substance. Are, for example, liquid chromatography, gas chromatography, mass spectrometry (MS), infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance ( 1 H-NMR, 13 C-NMR, 29 Si-NMR), high-performance liquid chromatography (HPLC ), Gel electrophoresis, capillary electrophoresis, absorbance measurement, fluorescence measurement, elemental analysis, amino acid quantification and the like. In the analysis, each measurement method may be used alone, or two or more kinds may be arbitrarily combined.

[I−4−3.生体物質の反応数比率]
本発明の生体物質構造体においては、生体物質構造体中の生体物質の大部分は活性を失っていない。具体的には、生体物質構造体に、生体物質に対して特異的に相互作用することができる作用物質を含む溶液を接触させたときに、生体物質構造体中の生体物質の数に対する、生体物質と相互作用した上記作用物質の数の比(以下適宜、「反応数比率」という)は、通常0.05以上、好ましくは0.1以上、更に好ましくは0.2以上である。また、上限に特に制限は無いが、通常1.0以下である。上述したように、本発明の生体物質構造体は空隙を有しながら多くの生体物質を含有することができるため、反応数比率を前記範囲のように高くすることができる。これにより、生体物質を有効に用いることができる。なお、前記の反応数比率は常に得られるとは限らず、生体物質及び作用物質の種類や量、並びに、測定時の条件等により上記の範囲から外れる場合がある。しかし、条件等を適切に設定した場合に前記のように優れた反応数比率を得られる点は、本発明の生体物質構造体の優れた利点の一つである。
この反応数比率は、生体物質及び作用物質がそれぞれ生体分子及び作用分子等の分子である場合、それぞれの分子数の比として求めることができる。また、反応数比率は、例えばSPR(表面プラズモン共鳴)法あるいはQCM(水晶発振子マイクロバランス)法などにより測定することができる。
なお、この利点は、生体物質構造体を固相担体に固定化し、生体物質担持体を形成した場合であっても同様に得られる。
[I-4-3. Biomaterial reaction number ratio]
In the biological material structure of the present invention, most of the biological material in the biological material structure has not lost its activity. Specifically, when the biological material structure is brought into contact with a solution containing an active substance capable of specifically interacting with the biological material, the biological material with respect to the number of biological materials in the biological material structure is determined. The ratio of the number of the above-mentioned active substances interacting with the substance (hereinafter referred to as “reaction number ratio” as appropriate) is usually 0.05 or more, preferably 0.1 or more, more preferably 0.2 or more. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in an upper limit, Usually, it is 1.0 or less. As described above, since the biological material structure of the present invention can contain many biological materials while having voids, the reaction number ratio can be increased as in the above range. Thereby, a biological substance can be used effectively. Note that the reaction number ratio is not always obtained, and may be out of the above range depending on the types and amounts of biological substances and active substances, conditions at the time of measurement, and the like. However, it is one of the excellent advantages of the biological material structure of the present invention that an excellent reaction number ratio can be obtained as described above when conditions and the like are appropriately set.
This reaction number ratio can be obtained as a ratio of the number of molecules when the biological substance and the active substance are molecules such as a biomolecule and an active molecule, respectively. The reaction number ratio can be measured by, for example, the SPR (surface plasmon resonance) method or the QCM (quartz crystal microbalance) method.
This advantage can be similarly obtained even when the biological material structure is immobilized on a solid phase carrier to form a biological material carrier.

[II.生体物質構造体の製造方法]
本発明の生体物質構造体は、通常、生体物質、結合用化合物、並びに、非結合物質を、所定の媒質(反応媒)中に共存させる工程(以下適宜、「混合工程」という)を経て製造される。この混合工程においては、生体物質及び結合用化合物は、媒質中において混合され、同一系内に共存するようになることによって結合し、本発明の生体物質構造体が形成されるのである。さらに、混合工程においては、非結合物質がテンプレートとして機能することにより、特定孔が形成されることになる。
また、適宜、混合工程の後、媒質を除去する濃縮工程や乾燥工程、さらには非結合物質を除去する工程などを行なうようにしても良い。
さらに、生体物質構造体の製造工程のいずれかの工程において、適宜、添加剤を系内に共存させるようにしてもよい。
[II. Manufacturing method of biological material structure]
The biological material structure of the present invention is usually produced through a step of coexisting a biological material, a binding compound, and a non-binding substance in a predetermined medium (reaction medium) (hereinafter referred to as “mixing step” as appropriate). Is done. In this mixing step, the biological material and the binding compound are mixed in a medium and combined by coexisting in the same system, whereby the biological material structure of the present invention is formed. Furthermore, in the mixing step, the specific holes are formed by the non-binding substance functioning as a template.
In addition, after the mixing step, a concentration step for removing the medium, a drying step, a step for removing unbound substances, or the like may be performed.
Furthermore, an additive may be allowed to coexist in the system as appropriate in any step of the manufacturing process of the biological material structure.

[II−1.混合工程]
混合工程では、所定の媒質中において、生体物質と結合用化合物と非結合物質とを共存させる。
[II-1. Mixing process]
In the mixing step, the biological substance, the binding compound, and the non-binding substance are allowed to coexist in a predetermined medium.

[II−1−1.生体物質]
生体物質は、上述したとおりである。なお、生体物質を用意する際、通常は何らかの溶媒に生体物質を溶解又は分散させた溶液や分散液として生体物質を用意する。この場合に生体物質を希釈させる溶媒や分散媒は、生体物質の活性や構造の安定性等を考慮して調製することが好ましい。
[II-1-1. Biological material]
The biological material is as described above. When preparing a biological material, the biological material is usually prepared as a solution or dispersion in which the biological material is dissolved or dispersed in some solvent. In this case, the solvent or dispersion medium for diluting the biological material is preferably prepared in consideration of the activity of the biological material, the stability of the structure, and the like.

[II−1−2.結合用化合物]
結合用化合物は、上述したとおりである。
[II-1-2. Compound for binding]
The binding compound is as described above.

[II−1−3.非結合物質]
非結合物質としては、生体物質及び結合用化合物に結合せず、300nm以上100μm以下の径を有する領域を形成し得る物質を用いる。
[II-1-3. Unbound material]
As the non-binding substance, a substance that does not bind to the biological substance and the binding compound and can form a region having a diameter of 300 nm to 100 μm is used.

生体物質及び結合用化合物に結合しないものを非結合物質として用いることにより、生体物質構造体のマトリックス構造や粒子状塊を、より確実に作製することができる。即ち、非結合物質として生体物質及び結合用化合物に結合するものを使用すると、主鎖又は粒子状塊の形成が阻害されたり、非結合物質を後で除去することができず、特定孔を形成できなくなったりする可能性がある。また、非結合物質が生体物質や結合用化合物に結合する場合には、非結合物質が生体物質構造体に取り込まれることにより、アフィニティー分離等を行なう場合に非結合物質に起因する非特異的相互作用が生じて分離性能が低下する可能性がある。   By using a non-binding substance that does not bind to the biological substance and the binding compound, the matrix structure or particulate mass of the biological substance structure can be more reliably produced. That is, if a non-binding substance that binds to a biological substance and a binding compound is used, the formation of the main chain or particulate mass is inhibited, or the non-binding substance cannot be removed later, and specific pores are formed. It may not be possible. In addition, when a non-binding substance binds to a biological substance or a binding compound, the non-binding substance is incorporated into the biological substance structure, so that non-specific mutuals resulting from the non-binding substance are used when performing affinity separation or the like. There is a possibility that the separation performance deteriorates due to the action.

また、非結合物質は、本発明の生体物質構造体の製造時に、本発明の生体物質構造体の内部もしくは表面に、特定孔と同様の大きさ(通常は、300nm以上100μm以下)の径を有する領域(相)を形成し得るものである。この領域(相)は、のちに生体物質構造体の内部もしくは表面において、特定孔を形成するものである。   In addition, the non-binding substance has a diameter similar to that of the specific hole (usually 300 nm or more and 100 μm or less) inside or on the surface of the biological material structure of the present invention when the biological material structure of the present invention is manufactured. It is possible to form a region (phase) having the same. This region (phase) is to form a specific hole later in or on the surface of the biological material structure.

ここで「領域(相)」とは、生体物質と結合用化合物とが形成する主鎖もしくは粒子状塊が連なった構造によって区切られた、非結合物質より成る相を意味し、この領域(相)を除去することによって、本発明に係る特定孔が形成されるものを意味する。
領域(相)の形成には、特定孔と同様の大きさ(通常は、300nm以上100μm以下)の径を有する領域を形成し得る限りいかなる手法でも用い得る。例えば、生体物質、結合用化合物及び非結合物質を媒質中で混和させた後に濃縮または該媒質を蒸発させ、生体物質構造体を形成させる過程において、非結合物質の凝集、析出、沈殿、二液相分離などにより非結合物質の集合領域(相)が形成される現象を利用できる。本明細書においては、これらの非結合物質の集合領域が生体物質構造体の内部もしくは表面に形成されることを「相分離」と称する。この相の形成は、所定の媒質の存在下でもよく、媒質が完全に乾燥した状態で行われても構わないが、媒質を除去する蒸発などの工程によって、非結合物質の相が形成されることが望ましい(相分離)。
Here, the “region (phase)” means a phase composed of non-binding substances separated by a structure in which main chains or particulate lumps formed by a biological substance and a binding compound are connected. ) Is removed, the specific hole according to the present invention is formed.
For the formation of the region (phase), any method can be used as long as a region having the same size as that of the specific hole (usually, 300 nm or more and 100 μm or less) can be formed. For example, in the process of mixing a biological material, a binding compound and an unbound material in a medium and then concentrating or evaporating the medium to form a biological material structure, the unbound material aggregates, precipitates, precipitates, A phenomenon in which an aggregate region (phase) of non-binding substances is formed by phase separation or the like can be used. In the present specification, the formation of the aggregate region of these non-binding substances on or inside the biological material structure is referred to as “phase separation”. This phase may be formed in the presence of a predetermined medium, and may be performed in a state where the medium is completely dried. However, a phase of an unbound substance is formed by a process such as evaporation to remove the medium. It is desirable (phase separation).

また、別の手法として、高分子スフェアなどの微粒子を非結合物質として用いて微粒子含有生体物質構造体を形成し、その後、この微粒子を除去することによって孔を形成しても良い。この場合には、該微粒子を非結合物質により形成された領域(相)と考えることができる。
さらには、生体物質と結合用化合物との結合を疎外し、該生体物質構造体の形成後、巨視的に結合できなかった生体物質及び結合用化合物、並びに、非結合物質(これらを相とする)を除去することによっても、特定孔を形成することもできる。
Alternatively, pores may be formed by forming fine particle-containing biological material structures using fine particles such as polymer spheres as non-binding substances and then removing the fine particles. In this case, the fine particles can be considered as a region (phase) formed of a non-binding substance.
Further, the biological material and the binding compound are excluded from the binding, and after the biological material structure is formed, the biological material and the binding compound that could not be macroscopically bonded, and the non-binding material (these are the phases) ) Can also be removed to form specific holes.

これらのうちでも、本発明の生体物質構造体における孔の形成は、相分離によって形成される領域(相)を除去する方法により行われることが特に好ましい。すなわち、生体物質構造体の製造時に、濃縮または用いる媒質の蒸発等によって生体物質構造体を形成させる過程において、生体物質及び結合用化合物と相分離し得る物質を非結合物質として用いることが好ましい。この方法によれば、非結合物質が除去しやすく、工程が非常に簡便である。さらに、このような方法に用い得る非結合物質の選択肢が多いので、生体物質の性質に応じて非結合物質を選ぶことが出来るためである。生体物質は変性等が起こりやすく、従来用いられていた化合物を有機溶媒で選択的に溶解する方法等は用い得ない。このため、生体物質に影響を与えない媒質を用いることのできる非結合物質等を任意に選択できることは非常に有用である。   Among these, it is particularly preferable that the formation of pores in the biological material structure of the present invention is performed by a method of removing a region (phase) formed by phase separation. That is, it is preferable to use, as a non-binding substance, a substance that can be phase-separated from the biological substance and the binding compound in the process of forming the biological substance structure by concentration or evaporation of a medium to be used during the production of the biological substance structure. According to this method, unbound substances can be easily removed, and the process is very simple. Furthermore, since there are many choices of the non-binding substance that can be used in such a method, the non-binding substance can be selected according to the properties of the biological substance. Biological substances tend to be denatured and the like, and a method of selectively dissolving a conventionally used compound in an organic solvent cannot be used. For this reason, it is very useful to be able to arbitrarily select a non-binding substance that can use a medium that does not affect biological substances.

上記のとおり、非結合物質は、好ましくは、生体物質構造体を形成させる工程において生体物質及び結合用化合物と相分離しうる物質である。生体物質構造体を形成させる工程において生体物質及び結合用化合物と相分離しうるものを非結合物質として用いることにより、相分離により形成される非結合物質の領域(相)を、特定孔を成型するためのテンプレートとして機能させることができる。即ち、非結合物質が生体物質及び結合用化合物と相分離するようにすれば、非結合物質が存在する部分では生体物質構造体の主鎖が形成されない。このため、主鎖の形成後に非結合物質を除去すれば、非結合物質があった部分には特定孔が形成されることになるのである。   As described above, the non-binding substance is preferably a substance that can be phase-separated from the biological substance and the binding compound in the step of forming the biological substance structure. By using as the non-binding substance what can be phase-separated from the biological substance and the binding compound in the process of forming the biological material structure, the specific hole is formed in the region (phase) of the non-binding substance formed by phase separation. It can function as a template to do. That is, if the non-binding substance is phase-separated from the biological substance and the binding compound, the main chain of the biological substance structure is not formed in the portion where the non-binding substance exists. For this reason, if the non-binding substance is removed after the main chain is formed, a specific hole is formed in the portion where the non-binding substance was present.

ただし、非結合物質が生体物質及び結合用化合物に結合しない程度、及び、非結合物質が生体物質及び結合用化合物と相分離する程度は、本発明の生体物質構造体を得ることができる範囲であればよい。したがって、例えば、生体物質及び結合用化合物に全く結合せず、且つ、非結合物質が生体物質及び結合用化合物と完全に相分離する物質が無かったり入手困難であったりする場合には、所望の構造を有する生体物質構造体を得ることが可能な程度に生体物質及び結合用化合物に結合したり、所望の構造を有する生体物質構造体を得ることが可能な程度に生体物質又は結合用化合物と相溶したりする物質を、非結合物質として用いることは可能である。   However, the extent to which the non-binding substance does not bind to the biological substance and the binding compound and the degree to which the non-binding substance is phase-separated from the biological substance and the binding compound are within the range where the biological substance structure of the present invention can be obtained. I just need it. Thus, for example, if there is no substance that does not bind to the biological substance and the binding compound at all, and the non-binding substance completely phase-separates from the biological substance and the binding compound, or is difficult to obtain, the desired A biological material or a binding compound to such an extent that it can bind to the biological material and the binding compound to such an extent that a biological material structure having a structure can be obtained, or a biological material structure having a desired structure can be obtained. It is possible to use compatible materials as non-binding materials.

また、非結合物質は、媒質に対して混和しうるものが好ましく、常温で液体のものでも構わない。これにより、生体物質と結合用化合物とを媒質中で混合する際に、非結合物質を前記媒質中に共存させることが可能となる。また、非結合物質の分子量や使用量を変化させることによって、特定孔の寸法を変化させることができる。したがって、所望の径を有する特定孔を、より安定して形成させることが可能となる。   The non-binding substance is preferably miscible with the medium, and may be liquid at room temperature. Accordingly, when the biological substance and the binding compound are mixed in the medium, the non-binding substance can coexist in the medium. Moreover, the dimension of a specific hole can be changed by changing the molecular weight and usage-amount of a non-binding substance. Therefore, the specific hole having a desired diameter can be formed more stably.

なお、非結合物質が媒質に溶解する場合には、その溶解度は任意であるが、非結合物質の媒質に対する溶解度は、通常0.001重量%以上、好ましくは0.01重量%以上、より好ましくは0.1重量%以上である。また、非結合物質の媒質に対する溶解度に上限はなく、任意の比率で混合できるものである。   When the non-binding substance is dissolved in the medium, the solubility is arbitrary, but the solubility of the non-binding substance in the medium is usually 0.001% by weight or more, preferably 0.01% by weight or more, more preferably Is 0.1% by weight or more. Moreover, there is no upper limit to the solubility of the non-binding substance in the medium, and it can be mixed at an arbitrary ratio.

さらに、非結合物質としては、生体物質と結合用化合物とが結合して主鎖が形成された後で、除去が可能なものを用いることが好ましい。非結合物質はどのような手段で除去できるものであってもよい。ただし、通常は洗浄溶媒(後述する)による洗浄により非結合物質を除去するため、所定の洗浄溶媒に可溶な物質を用いることが望ましい。   Further, as the non-binding substance, it is preferable to use a substance that can be removed after the biological substance and the binding compound are bonded to form a main chain. The unbound material may be removed by any means. However, since a non-binding substance is usually removed by washing with a washing solvent (described later), it is desirable to use a substance that is soluble in a predetermined washing solvent.

具体的な非結合物質の種類は、生体物質、結合用化合物、媒質、洗浄溶媒等に応じて任意に選択すればよい。ただし、通常は媒質として水を用いるため、非結合物質としては水混和性物質が用いられ、中でも水溶性物質を使用することが好ましく、特に水溶性高分子化合物を用いることが好ましい。また、非結合物質は、無電荷であることが好ましい。なお、非結合物質が無電荷であるとは、少なくとも構造式上、非イオン性もしくは両性イオン性(正及び負の両方の電荷を有しており、お互いの電荷が実質打ち消しあっているもの)であれば、当該非結合物質は無電荷である。
相分離の機構により相を形成させる場合、非結合物質として水溶性高分子化合物を用いる場合には、合成高分子化合物でもよく、天然高分子化合物でもよい。当該水溶性高分子化合物のモノマーは、前述の結合用化合物の合成で用いられる結合官能基を持たない親水性モノマーを用いることができ、好ましくは、無電荷のモノマーを用いることができる。さらに好ましくは、非結合物質がポリエチレングリコールである。また、天然高分子を用いる場合は、前述の結合用化合物で用いられる天然高分子化合物を用いることができる。その他には、例えば、グリセリン、塩化ナトリウム等の塩類、ショ糖、脂質等の水溶性低分子化合物等を相分離に使用することができる。
Specific types of non-binding substances may be arbitrarily selected according to biological substances, binding compounds, media, washing solvents, and the like. However, since water is usually used as a medium, a water-miscible substance is used as the non-binding substance. Among them, a water-soluble substance is preferably used, and a water-soluble polymer compound is particularly preferably used. The non-binding substance is preferably uncharged. It should be noted that the non-binding substance is non-charged at least in terms of the structural formula, non-ionic or zwitterionic (having both positive and negative charges, and the mutual charges substantially cancel each other) If so, the unbound material is uncharged.
When a phase is formed by a phase separation mechanism, when a water-soluble polymer compound is used as a non-binding substance, a synthetic polymer compound or a natural polymer compound may be used. As the monomer of the water-soluble polymer compound, a hydrophilic monomer having no binding functional group used in the synthesis of the above-described binding compound can be used, and preferably an uncharged monomer can be used. More preferably, the non-binding substance is polyethylene glycol. Moreover, when using a natural polymer, the natural polymer compound used with the above-mentioned compound for a coupling | bonding can be used. In addition, for example, salts such as glycerin and sodium chloride, water-soluble low-molecular compounds such as sucrose and lipids, and the like can be used for phase separation.

また、前記の通り、相分離以外の機構を利用した領域の形成方法には、高分子スフェア、ミセルなどの会合体や、金、銀などの金属ナノ粒子などを用いることができる。これらの物質は、生体物質構造体を形成した後に、生体物質構造体から除去することができるものであればよい。例えば、生体物質構造体が形成された後に、生体物質構造体を媒質によって膨潤させ、生体物質構造体を形成する主鎖の間隔を広げることにより、流出等により除去されてもよいし、会合体の分解により生体物質構造体の内部から除去されてもよい。   In addition, as described above, in a method for forming a region using a mechanism other than phase separation, aggregates such as polymer spheres and micelles, metal nanoparticles such as gold and silver, and the like can be used. These substances may be any substances that can be removed from the biological material structure after the biological material structure is formed. For example, after the biological material structure is formed, the biological material structure may be removed by outflow or the like by swelling the biological material structure with a medium and widening the interval between the main chains forming the biological material structure. It may be removed from the inside of the biological material structure by decomposing.

また、その他、非結合物質としては、例えば、グリセリン、塩化ナトリウム等の塩類、ショ糖、脂質等の水溶性低分子化合物等を使用することができる。
なお、非結合物質は1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
In addition, as other non-binding substances, for example, salts such as glycerin and sodium chloride, water-soluble low molecular compounds such as sucrose and lipids, and the like can be used.
In addition, a non-bonding substance may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

また、非結合物質として高分子化合物を使用する場合、その分子量に制限は無いが、通常100以上、好ましくは300以上、より好ましくは500以上、また、通常100万以下、好ましくは50万以下、より好ましくは10万以下である。分子量が小さすぎると生体物質及び結合用化合物と相溶し所定の大きさ(通常300nm)以上の孔を形成しにくい可能性があり、大きすぎると水に混和しにくくなる可能性がある。   Further, when a polymer compound is used as the non-binding substance, the molecular weight is not limited, but is usually 100 or more, preferably 300 or more, more preferably 500 or more, and usually 1 million or less, preferably 500,000 or less, More preferably, it is 100,000 or less. If the molecular weight is too small, it may be difficult to form a pore having a predetermined size (usually 300 nm) by being compatible with the biological substance and the binding compound, and if it is too large, it may be difficult to mix with water.

[II−1−4.媒質]
混合工程においては、生体物質と結合用化合物と非結合物質とを、所定の媒質中に共存させる。なお、上記の通り、生体物質と結合用化合物とは必ずしも化学反応を生じて結合するわけではないが、本明細書においては、生体物質と結合用化合物とが結合する際の場を形成する物質を「媒質」と広義に呼ぶものとする。
[II-1-4. medium]
In the mixing step, the biological substance, the binding compound, and the non-binding substance are allowed to coexist in a predetermined medium. As described above, the biological substance and the binding compound do not necessarily cause a chemical reaction and bind, but in this specification, a substance that forms a field when the biological substance and the binding compound are bound to each other. Is broadly called “medium”.

媒質としては、本発明の生体物質構造体の製造が可能な限り任意のものを用いることができるが、通常は、生体物質、結合用化合物及び非結合物質並びに適宜用いられる添加剤が混和しうるものを用いることが望ましい。この際、生体物質、結合用化合物、非結合物質及び添加剤の混和状態は任意であり、溶解状態であっても分散状態であってもよいが、生体物質と結合用化合物とを安定して結合させるためには、生体物質及び結合用化合物が媒質中において溶解状態で存在していることが好ましい。   As the medium, any material can be used as long as the biological material structure of the present invention can be produced. Usually, a biological material, a binding compound, a non-binding material, and an additive used as appropriate can be mixed. It is desirable to use one. At this time, the mixing state of the biological substance, the binding compound, the non-binding substance and the additive is arbitrary, and it may be in a dissolved state or a dispersed state. In order to bind, it is preferable that the biological substance and the binding compound exist in a dissolved state in the medium.

媒質としては、通常は液体を用いる。この際、媒質は、生体物質と結合用化合物とが結合する場を形成することになり、生体物質や結合用化合物等の活性や構造の安定性などに影響を与えることがあるため、その影響を考慮して選択することが好ましい。通常は、媒質として水を用いる。   A liquid is usually used as the medium. At this time, the medium forms a field where the biological substance and the binding compound are bound to each other, which may affect the activity of the biological substance and the binding compound, the stability of the structure, etc. It is preferable to select in consideration of the above. Usually, water is used as the medium.

また、媒質としては水以外の液体を用いても良く、例えば、有機溶媒を用いることができる。さらに、有機溶媒の中でも、両親媒性溶媒、即ち、水に混和しうる有機溶媒が好ましい。水以外の媒質の具体例としては、メタノール、エタノール、1−ブタノールなどのアルコール系溶媒の他に、THF(テトラヒドロフラン)、DMF(N,N−ジメチルホルムアミド)、NMP(N−メチルピロリドン)、DMSO(ジメチルスルホオキシド)、ジオキサン、アセトニトリル、ピリジン、アセトン、グリセリンなどが挙げられる。   Further, a liquid other than water may be used as the medium, and for example, an organic solvent can be used. Furthermore, among the organic solvents, an amphiphilic solvent, that is, an organic solvent miscible with water is preferable. Specific examples of the medium other than water include THF (tetrahydrofuran), DMF (N, N-dimethylformamide), NMP (N-methylpyrrolidone), DMSO in addition to alcohol solvents such as methanol, ethanol and 1-butanol. (Dimethyl sulfoxide), dioxane, acetonitrile, pyridine, acetone, glycerin and the like.

また、これらの媒質として液体を用いる際には、この媒質に塩を加えても良い。塩の種類は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、具体例としては、NaCl、KCl、リン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、塩化カルシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウムなどが挙げられる。また、用いる塩の量に制限は無く、用途に応じて任意の量の塩を用いることができる。   Further, when liquid is used as these media, salt may be added to the media. The type of the salt is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, and specific examples include NaCl, KCl, sodium phosphate, sodium acetate, calcium chloride, sodium bicarbonate, ammonium carbonate and the like. Moreover, there is no restriction | limiting in the quantity of the salt to be used, Arbitrary quantity salt can be used according to a use.

さらに、媒質として水を用いている場合、水としては、純水のほか、生体物質や結合用化合物以外の溶質を溶解した水溶液を用いることもできる。その例としては、各種緩衝液を挙げることができ、その具体例としては、炭酸バッファー、リン酸バッファー、酢酸バッファー、HEPESバッファー、TRISバッファーなどが挙げられる。   Furthermore, when water is used as a medium, as water, an aqueous solution in which a solute other than a biological substance and a binding compound is dissolved can be used in addition to pure water. Examples thereof include various buffer solutions, and specific examples thereof include carbonate buffer, phosphate buffer, acetate buffer, HEPES buffer, TRIS buffer and the like.

なお、媒質は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。   In addition, a medium may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

[II−1−5.添加剤]
生体物質構造体の製造工程のいずれかの工程においては、生体物質、結合用化合物、非結合物質及び媒質、並びに、これらを混合した混合物などに対して、本発明の効果を著しく妨げない限り、任意の添加剤を共存させてもよい。添加剤の例としては、上記の塩の他、酸、塩基、バッファー、グリセリン、ポリエチレングリコール、糖類等の保湿剤、生体物質の安定剤としての亜鉛等の金属イオン、消泡剤、変性剤、アジ化ナトリウム等の防腐剤などを挙げることができる。
また、添加剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
[II-1-5. Additive]
In any step of the manufacturing process of the biological material structure, the biological material, the binding compound, the non-binding material and the medium, and the mixture thereof are not significantly disturbed by the present invention. Arbitrary additives may coexist. Examples of additives include the above-mentioned salts, moisturizers such as acids, bases, buffers, glycerin, polyethylene glycol, saccharides, metal ions such as zinc as stabilizers for biological materials, antifoaming agents, denaturing agents, Examples thereof include preservatives such as sodium azide.
Moreover, an additive may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

[II−1−6.混合工程の操作]
本発明の生体物質構造体を製造する際には、媒質の存在下、前記の生体物質と結合用化合物と非結合物質とを混合する。この際、通常は攪拌操作を行なう。これにより、媒質中に少なくとも生体物質と結合用化合物と非結合物質とが共存する混合物が得られる。この混合物中において、生体物質と結合用化合物とが結合して主鎖が形成されるが、非結合物質が存在する部分には主鎖は形成されないため、特定孔を形成された生体物質構造体が得られる。
[II-1-6. Operation of mixing process]
When the biological material structure of the present invention is produced, the biological material, the binding compound and the non-binding material are mixed in the presence of a medium. At this time, a stirring operation is usually performed. Thereby, a mixture in which at least a biological substance, a binding compound and a non-binding substance coexist in the medium is obtained. In this mixture, the biological substance and the binding compound are bonded to form a main chain, but the main chain is not formed in the portion where the non-binding substance exists, so the biological material structure in which the specific hole is formed Is obtained.

混合に際し、生体物質、結合用化合物、非結合物質、媒質、添加剤等は、本発明の生体物質構造体の製造が可能である限りどのような状態で用意をしてもよい。ただし、生体物質に関しては、通常は、何らかの溶媒や分散媒に生体物質を溶解又は分散させた溶液や分散液として用意する。この場合、生体物質を希釈させる溶媒や分散媒は、生体物質の活性や構造の安定性等を考慮して調整することが好ましく、例えば、混合に用いる上記の媒質と同様のものを溶媒や分散媒として用いることができる。   In mixing, the biological material, the binding compound, the non-binding material, the medium, the additive and the like may be prepared in any state as long as the biological material structure of the present invention can be produced. However, the biological material is usually prepared as a solution or dispersion in which the biological material is dissolved or dispersed in some solvent or dispersion medium. In this case, the solvent or dispersion medium for diluting the biological material is preferably adjusted in consideration of the activity of the biological material, the stability of the structure, and the like. It can be used as a medium.

用意した生体物質、結合用化合物、媒質、添加剤等を混合する際の具体的な操作は任意である。また、これらを混合する順番も任意である。さらに、後述する固相担体に本発明の生体物質構造体を固定する目的で、固相担体上でこの混合物を調製することも可能である。   Specific operations for mixing the prepared biological material, binding compound, medium, additive and the like are arbitrary. Moreover, the order which mixes these is also arbitrary. Furthermore, it is also possible to prepare this mixture on a solid phase carrier for the purpose of immobilizing the biological material structure of the present invention on the solid phase carrier described later.

[II−1−7.混合工程の組成]
混合工程において使用する生体物質、結合用化合物、非結合物質、媒質、添加剤等の混合比率は、本発明の生体物質構造体を得ることができる限り任意である。ただし、「(生体物質の重量)/{(生体物質の重量)+(結合用化合物の重量)}」で表される混合比率の値は、通常0.1以上、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.5以上、更に好ましくは0.7以上、特に好ましくは0.9以上が望ましい。また、上限に特に制限は無いが、通常0.999以下である。これを下回る混合比率では、形成される生体物質構造体中の生体物質の組成が低くなり、十分に結合用化合物を生体物質で覆うことができなくなって、非特異吸着を引き起こす可能性がある。
[II-1-7. Composition of mixing process]
The mixing ratio of the biological material, binding compound, non-binding material, medium, additive, etc. used in the mixing step is arbitrary as long as the biological material structure of the present invention can be obtained. However, the value of the mixing ratio represented by “(weight of biological material) / {(weight of biological material) + (weight of binding compound)}” is usually 0.1 or more, preferably 0.3 or more, More preferably 0.5 or more, still more preferably 0.7 or more, and particularly preferably 0.9 or more. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in an upper limit, Usually, it is 0.999 or less. When the mixing ratio is lower than this, the composition of the biological material in the formed biological material structure becomes low, and the binding compound cannot be sufficiently covered with the biological material, which may cause nonspecific adsorption.

即ち、生体物質の混合比率が高い場合、図1(a)に示したような結合用化合物が結合点となった主鎖を有する生体物質構造体が形成され、逆に、結合用化合物の混合比率が高い場合には、図4に示すように、生体物質が結合点となった主鎖を有する生体物質構造体が形成される。したがって、この際、生体物質の比率を上記範囲のように大きくすることにより、結合用化合物への非特異吸着を抑制することが可能となる。なお、図4は、本発明の生体物質構造体の構造を説明するため、固相担体に固定化した本発明の生体物質構造体の一例の表面近傍を拡大して示す模式図である。また、図4において、円形部分が生体物質を表わし、線状部分が結合用化合物を表わす。ただし、図4は生体物質と結合用化合物とからなる主鎖の構成を説明するべく、粒子状塊を構成しているか否かに係わらず主鎖の構造を2次元的に描画したものである。したがって、生体物質構造体が粒子状塊を有する場合には、図4は生体物質構造体の粒子状塊の主鎖を2次元的に広げたものと認識すべきである。   That is, when the mixing ratio of the biological material is high, a biological material structure having a main chain having the binding compound as a bonding point as shown in FIG. 1 (a) is formed. When the ratio is high, as shown in FIG. 4, a biological material structure having a main chain in which the biological material becomes a bonding point is formed. Therefore, at this time, it is possible to suppress non-specific adsorption to the binding compound by increasing the ratio of the biological substance as in the above range. FIG. 4 is an enlarged schematic view showing the vicinity of the surface of an example of the biological material structure of the present invention immobilized on a solid phase carrier in order to explain the structure of the biological material structure of the present invention. In FIG. 4, the circular portion represents the biological material, and the linear portion represents the binding compound. However, FIG. 4 is a two-dimensional drawing of the structure of the main chain, regardless of whether or not it forms a particulate mass, in order to explain the structure of the main chain composed of the biological substance and the binding compound. . Accordingly, when the biological material structure has a particulate mass, FIG. 4 should be recognized as a two-dimensionally expanded main chain of the particulate mass of the biological material structure.

また、媒質中における生体物質及び結合用化合物の割合(濃度)も本発明の生体物質構造体を得ることができる限り任意であるが、生体物質及び結合用化合物の合計濃度が、通常0.1g/L以上、好ましくは1g/L以上、より好ましくは10g/L以上とすることが望ましい。この範囲を下回ると、粒子状塊及び生体物質構造体が生成しにくくなる可能性があるためである。   Further, the ratio (concentration) of the biological material and the binding compound in the medium is arbitrary as long as the biological material structure of the present invention can be obtained, but the total concentration of the biological material and the binding compound is usually 0.1 g. / L or more, preferably 1 g / L or more, more preferably 10 g / L or more. This is because if it falls below this range, the particulate mass and the biological material structure may not easily be generated.

さらに、「(非結合物質の重量)/{(生体物質の重量)+(結合用化合物の重量)+(非結合物質の重量)}」で表される混合比率の値は、通常0.001以上、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.1以上が望ましい。また、上限に特に制限は無いが、通常0.95以下、好ましくは0.7以下、より好ましくは0.5以下である。この混合比率が小さすぎると特定孔を形成しにくくなる可能性があり、大きすぎると生体物質構造体を形成しにくくなる可能性がある。   Furthermore, the value of the mixing ratio represented by “(weight of non-binding substance) / {(weight of biological substance) + (weight of binding compound) + (weight of non-binding substance)}” is usually 0.001. Above, preferably 0.01 or more, more preferably 0.1 or more. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in an upper limit, Usually, 0.95 or less, Preferably it is 0.7 or less, More preferably, it is 0.5 or less. If the mixing ratio is too small, it may be difficult to form specific pores, and if it is too large, it may be difficult to form a biological material structure.

[II−1−8.生体物質構造体の形成メカニズム]
本発明の生体物質構造体の形成過程は明らかではないが、以下のように推測できる。即ち、混合物を調製すると、混合物中において生体物質と結合用化合物とが結合し、コンジュゲートが生成される。このコンジュゲートは、生体物質と結合用化合物とが結合した主鎖を有するもので、生体物質と結合用化合物とを溶媒中で混合し、互いの分子を接触させるだけで作製することができる。したがって、混合物内には、通常、コンジュゲートが存在している。
[II-1-8. Formation mechanism of biological material structure]
The formation process of the biological material structure of the present invention is not clear, but can be estimated as follows. That is, when a mixture is prepared, a biological substance and a binding compound are bound in the mixture, and a conjugate is generated. This conjugate has a main chain in which a biological substance and a binding compound are bound, and can be prepared by simply mixing the biological substance and the binding compound in a solvent and bringing the molecules into contact with each other. Therefore, a conjugate is usually present in the mixture.

コンジュゲートは、コンジュゲート同士が集合し、互いが有する生体物質及び結合用化合物が結合することにより、鎖状及び/又は網目状に結合した構造を有するマトリックスを構成する。
また、生体物質と結合用化合物とが粒子状塊を形成するものである場合には、混合物中において生体物質と結合用化合物とが結合し(図3(a)参照)、図3(b)に示すような粒子状塊が生成される。このような生体物質構造体が形成される過程での粒子状塊の確認は、動的光散乱測定などによって、確認することができる。例えば、10nm程度のタンパク質と10nm程度の結合用化合物とを溶液中で混合した場合、サブミクロンオーダーの粒子状塊が確認されることがある。この粒子状塊は、さらに粒子状塊同士が集合することによって、図2(a),(b)に示すように、粒子状塊が鎖状及び/又は網目状に集合した構造を有する生体物質構造体を形成するものと推測される。
Conjugates form a matrix having a structure in which the conjugates are assembled and the biological materials and binding compounds of the conjugates are bonded to each other, and bonded in a chain and / or network form.
When the biological substance and the binding compound form a particulate lump, the biological substance and the binding compound are bound in the mixture (see FIG. 3A), and FIG. A particulate lump as shown in FIG. Confirmation of the particulate mass in the process of forming such a biological material structure can be confirmed by dynamic light scattering measurement or the like. For example, when a protein of about 10 nm and a binding compound of about 10 nm are mixed in a solution, a submicron-order particulate mass may be confirmed. As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the particulate mass is a biological material having a structure in which the particulate mass is aggregated in a chain shape and / or a mesh shape, as shown in FIGS. Presumed to form a structure.

また、この際には、結合する粒子状塊は、互いに有する生体物質及び結合用化合物が結合することによって、粒子状塊同士が互いに結合して生体物質構造体を形成することもあるものと推測される。この場合、生体物質構造体はより安定になるため、広い環境や用途への適用が可能となり、好ましい。   At this time, it is assumed that the particulate mass to be bonded may be bonded to each other by the biological material and the binding compound, and the particulate mass may be bonded to each other to form a biological material structure. Is done. In this case, since the biological material structure becomes more stable, it can be applied to a wide range of environments and uses, which is preferable.

なお、前記のコンジュゲートと粒子状塊との関係について言えば、粒子状塊とは、コンジュゲートの一形態であると推察される。よって、粒子状塊同士が集合し、互いが有する生体物質及び結合用化合物が結合することにより、鎖状及び/又は網目状に結合した構造を有する、より大きなマトリックス構造の生体物質構造体を構成することができる。この時、本発明の生体物質構造体は、通常、粒子状塊が結合したマトリックスとなる。   In addition, regarding the relationship between the conjugate and the particulate lump, it is assumed that the particulate lump is a form of the conjugate. Therefore, a large matrix structure of biological material structure having a chain-like and / or network-like structure is formed by aggregation of particulate masses and binding of biological materials and binding compounds of each other. can do. At this time, the biological material structure of the present invention is usually a matrix in which particulate lumps are bound.

また、非結合物質は、図5に模式的に示すように、生体物質構造体中に、領域(相)を形成する。
媒質中において、生体物質及び結合用化合物から生体物質構造体が形成される過程で、非結合物質はこれらと結合しない。このため、非結合物質は単独又は2以上が集合して、生体物質構造体中に領域(相)を形成する。この領域(相)には、生体物質構造体が形成されないことによって、この領域(相)をテンプレートとして、機能させることができる。よって、該領域(相)が後に特定孔を形成することになると考えられる。
ここで、当該領域(相)の形成に相分離の機構を利用する場合には、後述する濃縮工程及び/又は乾燥工程を行なうことが好ましい。
なお、図5は、生体物質、結合用化合物及び非結合物質を共存させた混合物中の様子を模式的に表わす図である。ただし、図5における各部の寸法及び形状は模式的なものであり、実際の様子と必ずしも一致するわけではない。
Further, as schematically shown in FIG. 5, the non-binding substance forms a region (phase) in the biological material structure.
In the medium, in the process of forming the biological material structure from the biological material and the binding compound, the unbound material does not bind to these. For this reason, single or two or more non-binding substances are aggregated to form a region (phase) in the biological material structure. Since the biological material structure is not formed in this region (phase), this region (phase) can function as a template. Therefore, it is considered that the region (phase) will form a specific hole later.
Here, when a phase separation mechanism is used to form the region (phase), it is preferable to perform a concentration step and / or a drying step described later.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a state in a mixture in which a biological substance, a binding compound, and a non-binding substance coexist. However, the dimensions and shapes of the respective parts in FIG. 5 are schematic and do not necessarily match the actual state.

[II−2.濃縮工程及び乾燥工程]
混合工程の最中や混合工程の後において、適宜、上記の混合物から媒質を除去する濃縮工程や乾燥工程を行なうようにしても良い。
[II-2. Concentration process and drying process]
During the mixing step or after the mixing step, a concentration step or a drying step for removing the medium from the above mixture may be appropriately performed.

上記の混合物中の溶媒の量が多い場合などにおいては、混合物中にコンジュゲート又は生体物質構造体が生成しにくい場合や、生成しない場合がある。これらの場合には、混合物を濃縮することで、コンジュゲートを効率的に形成させ、生体物質構造体を効率的に製造することができる。
さらに、上記の混合物がコンジュゲート又は生体物質構造体の断片を含んでいる場合においても、濃縮により、コンジュゲート又は生体物質構造体を更に形成させることができる。したがって、このようなコンジュゲートや生体物質構造体の成長のために、濃縮を行なってもよい。
When the amount of the solvent in the mixture is large, a conjugate or a biological material structure may be difficult to generate or may not be generated in the mixture. In these cases, by concentrating the mixture, the conjugate can be formed efficiently, and the biological material structure can be produced efficiently.
Furthermore, even when the above mixture contains a conjugate or a fragment of a biological material structure, the conjugate or the biological material structure can be further formed by concentration. Therefore, concentration may be performed for the growth of such conjugates or biological material structures.

ただし、均一な生体物質構造体を形成するためには、混合物調製の初期の段階においては、媒質中で生体物質と結合用化合物とを均一に混合することが好ましい。したがって、一旦比較的大量の媒質中に生体物質及び結合用化合物を共存させ、それを濃縮することにより粒子状塊を生成させて、生体物質構造体を製造することが好ましい。
また、前述の非結合物質による領域(相)の形成に相分離の機構を用いる場合には、相分離を効率的に進行させるために、濃縮工程を利用することが好ましい。通常、混合工程において、生体物質、結合用化合物、及び非結合物質は媒質に混和しているが、濃縮工程によって生体物質構造体の形成が促進され、さらに、共溶媒として働いている媒質が失われることによって生体物質構造体と結合しない非結合物質が領域(相)を形成していく。
However, in order to form a uniform biological material structure, it is preferable to uniformly mix the biological material and the binding compound in the medium in the initial stage of preparation of the mixture. Therefore, it is preferable to produce a biological material structure by once producing a particulate mass by coexisting a biological material and a binding compound in a relatively large amount of medium and concentrating them.
In addition, when a phase separation mechanism is used for forming the region (phase) by the above-described non-binding substance, it is preferable to use a concentration step in order to promote the phase separation efficiently. Usually, in the mixing process, the biological substance, the binding compound, and the non-binding substance are mixed in the medium. However, the concentration process promotes the formation of the biological substance structure, and the medium acting as a co-solvent is lost. As a result, a non-binding substance that does not bind to the biological material structure forms a region (phase).

また、生体物質構造体の形成後、媒質を乾燥除去してもよい。なお、通常は、混合物を乾燥させる過程において混合物は濃縮されるので、濃縮と乾燥とは一連の操作として行なうことができる。
混合物を乾燥、濃縮する方法は任意であるが、例えば、限外濾過、減圧乾燥などが挙げられる。また、このほか、単に常圧下での蒸発により乾燥や濃縮を行なうようにしてもかまわない。
Further, the medium may be removed by drying after the biological material structure is formed. In general, since the mixture is concentrated in the process of drying the mixture, concentration and drying can be performed as a series of operations.
The method of drying and concentrating the mixture is arbitrary, and examples thereof include ultrafiltration and drying under reduced pressure. In addition, drying or concentration may be performed simply by evaporation under normal pressure.

上記混合物を乾燥、濃縮する際の温度条件は任意であるが、生体物質の変性等を避ける観点から、通常25℃以下、好ましくは10℃以下で行なうことが望ましい。
また、混合物を乾燥、濃縮する際の圧力条件も任意であるが、通常は、常圧以下に減圧して行なうことが望ましい。
The temperature conditions for drying and concentrating the mixture are arbitrary, but from the viewpoint of avoiding denaturation of biological materials, it is usually 25 ° C. or less, preferably 10 ° C. or less.
The pressure conditions for drying and concentrating the mixture are arbitrary, but it is usually desirable to reduce the pressure below normal pressure.

さらに、混合物の濃縮は、生体物質と結合用化合物とが接触する確率を上げてコンジュゲートを形成させやすくすること、または、それらコンジュゲート同士又は粒子状塊同士が接触する確率を上げて本発明の生体物質構造体を構成させやすくすることを目的とする。そのため、濃縮の前、最中又は後において、遠心分離によって混合物を沈殿させたり、貧溶媒を混合したり、硫酸アンモニウム等の添加物を加えたりして、コンジュゲート及び生体物質構造体を沈殿させるようにしてもよい。   Further, the concentration of the mixture increases the probability that the biological substance and the binding compound are brought into contact with each other to facilitate the formation of a conjugate, or increases the probability that the conjugates or the particulate lumps are brought into contact with each other. An object of the present invention is to facilitate the construction of the biological material structure. Therefore, before or during concentration, the conjugate and biological material structure may be precipitated by precipitating the mixture by centrifugation, mixing with a poor solvent, or adding an additive such as ammonium sulfate. It may be.

前述の通り、濃縮工程や乾燥工程を行なった場合、非結合物質による領域(相)がより形成されやすくなる。この領域(相)には生体物質構造体は形成されないので、図6に模式的に示すように、非結合物質からなる領域(相)を避けるようにして生体物質構造体が形成される(テンプレートとして機能する)ものと考えられる。
なお、図6は、濃縮工程又は乾燥工程後の生体物質構造体の様子を模式的に表わす図である。ただし、図6における各部の寸法及び形状は模式的なものであり、実際の様子と必ずしも一致するわけではない。
As described above, when the concentration step or the drying step is performed, a region (phase) due to a non-binding substance is more easily formed. Since a biological material structure is not formed in this region (phase), as schematically shown in FIG. 6, the biological material structure is formed so as to avoid a region (phase) made of a non-binding substance (template). It is thought that
In addition, FIG. 6 is a figure which represents typically the mode of the biological material structure after a concentration process or a drying process. However, the dimensions and shapes of the respective parts in FIG. 6 are schematic and do not necessarily match the actual state.

[II−3.除去工程]
混合工程の後、好ましくは、濃縮工程や乾燥工程を経て、通常は、生体物質構造体から非結合物質を除去する除去工程を行なう。これにより、図7に示すように、非結合物質からなる領域(相)が存在していた部分が特定孔となる。
なお、図7は、除去工程後の生体物質構造体の様子を模式的に表わす図である。ただし、図7における各部の寸法及び形状は模式的なものであり、実際の様子と必ずしも一致するわけではない。
[II-3. Removal process]
After the mixing step, preferably, a removal step for removing unbound substances from the biological material structure is usually performed through a concentration step and a drying step. As a result, as shown in FIG. 7, the portion where the region (phase) made of the non-binding substance was present becomes the specific hole.
FIG. 7 is a diagram schematically showing the state of the biological material structure after the removing step. However, the dimensions and shapes of the respective parts in FIG. 7 are schematic and do not necessarily match the actual state.

非結合物質を除去する方法に制限は無い。例えば、非結合物質を含有する生体物質構造体を洗浄溶媒で洗浄し、非結合物質を除去しても良い。
ここで、洗浄溶媒としては、生体物質構造体を溶解もしくは分解させないか、生体物質構造体が難溶性の溶媒を用いる。具体的には、洗浄溶媒に対する生体物質及び結合用化合物の溶解度が、通常60重量%以下、好ましくは40重量%以下、より好ましくは20重量%以下の溶媒を用いる。なお、下限は理論的には0重量%である。
There is no limitation on the method for removing unbound material. For example, a biological material structure containing an unbound substance may be washed with a washing solvent to remove the unbound substance.
Here, as the cleaning solvent, a solvent in which the biological material structure is not dissolved or decomposed or the biological material structure is hardly soluble is used. Specifically, a solvent having a solubility of the biological material and the binding compound in the washing solvent of usually 60% by weight or less, preferably 40% by weight or less, more preferably 20% by weight or less is used. The lower limit is theoretically 0% by weight.

また、洗浄溶媒に対する非結合物質の溶解度は、生体物質構造体から非結合物質を除去できる限り任意であるが、通常1重量%以上、好ましくは3重量%以上、より好ましくは5重量%以上である。ただし、非結合物質の溶解度が低い場合でも大量の洗浄溶媒を用いることによって、非結合物質の除去が可能となる。   The solubility of the non-binding substance in the washing solvent is arbitrary as long as the non-binding substance can be removed from the biological material structure, but is usually 1% by weight or more, preferably 3% by weight or more, more preferably 5% by weight or more. is there. However, even when the solubility of the unbound substance is low, the unbound substance can be removed by using a large amount of a washing solvent.

さらに、洗浄溶媒は、生体物質及び結合用化合物を変質させないものが好ましい。生体物質及び結合用化合物の活性を維持するためである。
洗浄溶媒の具体例を挙げると、水、エタノール、2−プロパノール、DMSO、DMF等の水溶性有機溶媒などが挙げられる。中でも、水が好ましい。
なお、洗浄溶媒は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
Furthermore, the washing solvent is preferably one that does not alter the biological material and the binding compound. This is to maintain the activity of the biological material and the binding compound.
Specific examples of the washing solvent include water-soluble organic solvents such as water, ethanol, 2-propanol, DMSO, and DMF. Of these, water is preferred.
In addition, a washing | cleaning solvent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

また、洗浄溶媒には、緩衝物質や界面活性剤などの物質を含有させてもよい。例えば、生体物質の変性を防ぐ目的で、リン酸水素ナトリウム、リン酸2水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、酢酸ナトリウム、クエン酸、クエン酸ナトリウム、HEPES等の緩衝作用を示す物質を含有させてもよい。さらに例えば、生体物質間の静電相互作用を遮蔽し、非結合物質を洗浄する目的で、塩化ナトリウム、塩化カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等の塩類を含有させてもよい。また、洗浄効果を高める目的で、tween20、SDS等の界面活性剤を含有させてもよい。   Further, the cleaning solvent may contain substances such as a buffer substance and a surfactant. For example, for the purpose of preventing the denaturation of biological substances, a substance having a buffering action such as sodium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, sodium acetate, citric acid, sodium citrate, HEPES and the like is included. May be. Further, for example, salts such as sodium chloride, potassium chloride, sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate may be contained for the purpose of shielding electrostatic interaction between biological substances and washing unbound substances. Moreover, you may contain surfactant, such as tween20 and SDS, for the purpose of improving a cleaning effect.

また、特定孔に非結合物質が存在したままの生体物質構造体を製造する場合には、除去工程は必須の工程ではない。例えば、製造者が特定孔に非結合物質が存在したままの生体物質構造体を製造し、使用者が使用前に非結合物質を除去する場合には、製造者は必ずしも除去工程を行なわなくても構わない。ただし、製造者が除去工程を行ない、特定孔から非結合物質が除去された状態(即ち、特定孔が空(カラ)になった状態)の生体物質構造体を製造することが、使用時の手間が省けるため、好ましい。   Moreover, when manufacturing the biological material structure in which the non-binding substance is present in the specific hole, the removing step is not an essential step. For example, when a manufacturer manufactures a biological material structure in which unbound substances exist in specific holes, and the user removes unbound substances before use, the manufacturer does not necessarily perform the removal process. It doesn't matter. However, it is possible for the manufacturer to perform a removal process to produce a biological material structure in which the non-binding substance is removed from the specific hole (that is, the specific hole is empty). This is preferable because it saves labor.

[II−4.その他の工程]
また、本発明の生体物質構造体の製造方法においては、上述した以外の工程を行なっても良い。
例えば、生体物質構造体の製造後、その生体物質構造体中の生体物質に対して、所望の官能基を修飾するようにしてもよい。これを利用すれば、生体物質担持体の製造後、生体物質構造体中の生体物質に特定的に結合するように修飾した別の生体物質又はその他の化合物を後から結合させ、結果として、固相担体に上記の別の生体物質又はその他の化合物を高密度に固定化することができる。具体例を挙げると、生体物質としてアビジンを用いて、このアビジンと結合用化合物とを結合させて生体物質構造体を形成し、生体物質担持体を製造する。その後、ビオチンで修飾した別の生体物質又はビオチンで修飾したその他の化合物を用いて、アビジン−ビオチン相互作用により上記の別の生体物質又はその他の化合物を固定化することができる。また、同様にヒスチジンタグもしくはグルタチオン−S−トランスフェラーゼを介して、生体物質を固定することも可能である。
[II-4. Other processes]
Moreover, in the manufacturing method of the biological material structure of this invention, you may perform processes other than the above-mentioned.
For example, after the biological material structure is manufactured, a desired functional group may be modified with respect to the biological material in the biological material structure. By utilizing this, after the biological material carrier is manufactured, another biological material or other compound modified to specifically bind to the biological material in the biological material structure is bonded later, and as a result, the solid material is fixed. The above-mentioned another biological substance or other compound can be immobilized at a high density on the phase carrier. As a specific example, using avidin as a biological material, this avidin and a binding compound are bonded to form a biological material structure, and a biological material carrier is manufactured. Thereafter, another biological substance modified with biotin or another compound modified with biotin can be used to immobilize the other biological substance or other compound described above by an avidin-biotin interaction. Similarly, a biological substance can be immobilized via a histidine tag or glutathione-S-transferase.

具体的な例として、本発明の生体物質構造体に結合させる化合物として、生理活性物質(医薬)であるFK506を用いて、生体物質構造体に含まれる生体物質に結合させる場合について説明する。アビジン−ビオチン相互作用を用いて、生体物質に結合させる場合、生体物質として、アビジン類(例えばストレプトアビジン)を用いる。この時、FK506に親水性リンカーとして、エチレンオキサイド鎖を結合させ、その末端にビオチンを導入し、ビオチン化FK506を得る(参考文献Chemistry & Biology Vol.9 691−698(2002))。この時、生体物質(ストレプトアビジン)と結合用化合物とビオチン化FK506とを一度に共存させ結合させても良いが、好ましくは、生体物質構造体を作製した後に、ビオチン化FK506を接触させるほうが好ましい。
また、例えば、本発明の生体物質構造体を何らかの固相担体に固定させ、生体物質担持体(生体物質が固定された固相担体)を作製するようにしてもよい。
As a specific example, a case where FK506, which is a physiologically active substance (medicine), is used as a compound to be bound to the biological material structure of the present invention and is bound to the biological material contained in the biological material structure will be described. In the case of binding to a biological material using an avidin-biotin interaction, an avidin (eg, streptavidin) is used as the biological material. At this time, an ethylene oxide chain is bound to FK506 as a hydrophilic linker, and biotin is introduced into the terminal thereof to obtain biotinylated FK506 (reference document Chemistry & Biology Vol. 9 691-698 (2002)). At this time, the biological material (streptavidin), the binding compound, and the biotinylated FK506 may coexist at the same time, but it is preferable to contact the biotinylated FK506 after producing the biological material structure. .
Further, for example, the biological material structure of the present invention may be fixed to some solid phase carrier to produce a biological material carrier (solid phase carrier to which the biological material is fixed).

[III.生体物質担持体]
本発明の生体物質構造体は、固相担体に固定して、アフィニティー精製や医薬機能解析ツール、又は、センサーチップとして用いることもでき、さらに、DDS(ドラッグデリバリーシステム)のための薬剤の表面処理、再生医療担体の表面処理、人工臓器の表面処理、カテーテルなどの表面処理等に適用可能である。これら表面処理などに本発明の生体物質構造体を使用する場合、所望の固相担体に、任意の手法によって本発明の生体物質構造体を固定した生体物質担持体を形成し、それを用いることになる。
[III. Biological material carrier]
The biological material structure of the present invention can be immobilized on a solid phase carrier and used as an affinity purification tool, a pharmaceutical function analysis tool, or a sensor chip. Further, a surface treatment of a drug for DDS (drug delivery system) It can be applied to surface treatment of regenerative medical carriers, surface treatment of artificial organs, surface treatment of catheters and the like. When the biological material structure of the present invention is used for these surface treatments, etc., a biological material carrier in which the biological material structure of the present invention is fixed to a desired solid phase carrier by an arbitrary method is used. become.

以下、生体物質担持体について説明する。
本発明の生体物質担持体は、固相担体に本発明の生体物質構造体が固定されてなるものである。即ち、固相担体表面に、本発明の生体物質構造体を有するものである。
Hereinafter, the biological material carrier will be described.
The biological material carrier of the present invention is obtained by fixing the biological material structure of the present invention to a solid phase carrier. That is, it has the biological material structure of the present invention on the surface of the solid phase carrier.

[III−1.生体物質担持体が有する生体物質構造体]
本発明の生体物質担持体が有する生体物質構造体、及び、その構成要素である生体物質及び結合用化合物については、上述したものと同様である。
上述した通り、本発明の生体物質構造体は、生体物質及び結合用化合物の両方によって形成された主鎖からなるマトリックス骨格を有しているため、生体物質の比率を高めることが可能である。このため、本発明の生体物質担持体でも、従来よりも多量の生体物質を固定化することができる。即ち、固相担体に対して大きい濃度(固相担体の単位表面当たりの固定量;surface concentration)で生体物質を固定化することができる。なお、従来技術による高分子膜では、予め固相担体上に形成された高分子鎖によって主鎖が形成されていて、その主鎖に対して生体物質が枝状(グラフト状)に結合した構造となっている。したがって、従来は、生体物質の固定化量は所定の上限値で制限され、多量の生体物質の固定化を行なうことはできなかった。
[III-1. Biological material structure of biological material carrier]
The biological material structure possessed by the biological material carrier of the present invention, and the biological materials and binding compounds that are constituent elements thereof are the same as those described above.
As described above, since the biological material structure of the present invention has a matrix skeleton composed of a main chain formed of both the biological material and the binding compound, the ratio of the biological material can be increased. For this reason, even the biological material carrier of the present invention can immobilize a larger amount of biological material than before. In other words, the biological substance can be immobilized at a large concentration (solid amount of solid phase carrier per unit surface; surface concentration) relative to the solid phase carrier. The polymer membrane according to the prior art has a structure in which a main chain is formed in advance by a polymer chain formed on a solid phase carrier, and a biological substance is bonded to the main chain in a branch shape (graft shape). It has become. Therefore, conventionally, the amount of biological material immobilized is limited by a predetermined upper limit value, and a large amount of biological material cannot be immobilized.

また、生体物質構造体の厚さ(膜厚)は任意であるが、生体物質構造体が乾燥した状態において、通常50nm以上、好ましくは100nm以上、より好ましくは500nm以上、さらに好ましくは1μm以上である。なお、上限に特に制限は無いが、通常10cm以下である。膜厚が小さすぎると、生体物質構造体が剥がれやすくなる可能性があると共に、生体物質構造体の膜厚を均一にすることが難しく、さらに、さらに再現性良く生体物質の固定化を行なうことが困難になる場合があり、十分に皮膜形成できない可能性がある。なお、上記の厚さは、SEM、TEM、AFMなどで測定することができる。   Further, the thickness (film thickness) of the biological material structure is arbitrary, but when the biological material structure is dried, it is usually 50 nm or more, preferably 100 nm or more, more preferably 500 nm or more, and further preferably 1 μm or more. is there. In addition, although there is no restriction | limiting in particular in an upper limit, Usually, it is 10 cm or less. If the film thickness is too small, the biological material structure may be easily peeled off, it is difficult to make the film thickness of the biological material structure uniform, and the biological material should be fixed with high reproducibility. May become difficult, and there is a possibility that a film cannot be formed sufficiently. The above thickness can be measured by SEM, TEM, AFM, or the like.

[III−2.生体物質担持体が有する固相担体]
固相担体は、表面に本発明の生体物質構造体を形成するための基体となるものである。本発明で用いる固相担体に制限は無く、本発明の生体物質構造体を形成する対象となるものであれば、任意の材質、形状、寸法のものを用いることができる。
[III-2. Solid phase carrier possessed by biological material carrier]
The solid phase carrier serves as a substrate for forming the biological material structure of the present invention on the surface. There is no restriction | limiting in the solid phase carrier used by this invention, The thing of arbitrary materials, a shape, and a dimension can be used if it becomes the object which forms the biological material structure of this invention.

固相担体の材質の例を挙げると、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、アクリル系樹脂等の各種樹脂材料、ガラス、アルミナ、炭素、金属等の無機材料などが挙げられる。なお、固相担体の材質は1種を単独で用いたものでもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用したものであっても良い。   Examples of the material of the solid phase carrier include various resin materials such as polyolefin, polystyrene, polyethylene, polycarbonate, polyamide, and acrylic resin, and inorganic materials such as glass, alumina, carbon, and metal. In addition, the material of the solid phase carrier may be a single material used alone, or a combination of two or more materials in any combination and ratio.

また、固相担体の形状の例を挙げると、平板状、粒子状、繊維状、膜状、シート状などが挙げられる。具体例としては、多数の生体物質を配列させることができるチップ(基板)、スライドガラス、ファイバースライド、マイクロタイタープレート等の平板状部材や、クロマトグラフィー担体やラテックス診断薬としてのビーズ、分離膜として利用されている中空糸繊維や多孔質膜などが挙げられる。中でも、流路を有するチップを固相担体として用いる場合には、流路の形状や寸法なども用途に応じて任意に形成することができる。ただし、生体物質構造体を基板等に固定化する場合は別段不要であるが、単に流路内に生体物質構造体を充填して保持させるようにした場合などにおいては、流路内から生体物質構造体が流出することを防止するべく、流路にフィルタ等の流出防止手段を設けることが好ましい。   Examples of the shape of the solid phase carrier include a flat plate shape, a particle shape, a fiber shape, a film shape, and a sheet shape. As specific examples, chips (substrates) on which a large number of biological substances can be arranged, flat glass members such as glass slides, fiber slides, microtiter plates, beads as chromatography carriers and latex diagnostic agents, and separation membranes Examples thereof include hollow fiber fibers and porous membranes. In particular, when a chip having a flow path is used as a solid phase carrier, the shape and dimensions of the flow path can be arbitrarily formed according to the application. However, when the biological material structure is immobilized on a substrate or the like, it is not necessary. However, when the biological material structure is simply filled and held in the flow path, the biological material is drawn from the flow path. In order to prevent the structure from flowing out, it is preferable to provide an outflow prevention means such as a filter in the flow path.

さらに、上記固相担体は、そのまま使用してもよいが、何らかの表面処理を施してから表面に生体物質構造体を形成するようにしても良い。例えば、金属や金属酸化物などの被覆材料で表面を被覆してから生体物質構造体を形成するようにしても良い。
このような被覆処理を行なってもよい固相担体の具体例としては、金属被覆チップ、スライドガラス、ファイバースライド、シート、ピン、マイクロタイタープレート、キャピラリーチューブ、ビーズ等が挙げられる。
Further, the solid phase carrier may be used as it is, but after performing some surface treatment, a biological material structure may be formed on the surface. For example, the biological material structure may be formed after the surface is coated with a coating material such as metal or metal oxide.
Specific examples of the solid phase carrier that may be subjected to such coating treatment include metal-coated chips, glass slides, fiber slides, sheets, pins, microtiter plates, capillary tubes, beads, and the like.

また、例えば、固相担体と生体物質構造体とを結合させるために、表面処理として官能基を固相担体に導入しても良い。その官能基は任意であるが、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基、アルデヒド基、ヒドラジド基、カルボニル基、エポキシ基、ビニル基、アミノ基、スクシンイミド基、p−ニトロフェニル基等の、化学結合により固相担体と生体物質構造とを結合させる官能基が挙げられる。   Further, for example, a functional group may be introduced into the solid phase carrier as a surface treatment in order to bind the solid phase carrier and the biological material structure. The functional group is arbitrary, but for example, chemical groups such as hydroxyl group, carboxyl group, thiol group, aldehyde group, hydrazide group, carbonyl group, epoxy group, vinyl group, amino group, succinimide group, p-nitrophenyl group, etc. Examples thereof include a functional group that binds the solid phase carrier and the biological material structure by bonding.

また、本発明の生体物質担持体の製造時に溶媒や分散媒等の媒質として水を用いる場合には、アルキル基、フェニル基等の疎液相互作用による物理吸着によって固相担体と生体物質構造体とを結合させる官能基を用いることもできる。
なお、導入する官能基は1種であってもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
In addition, when water is used as a medium such as a solvent or a dispersion medium during the production of the biological material carrier of the present invention, the solid phase carrier and the biological material structure are formed by physical adsorption by lyophobic interaction such as alkyl groups and phenyl groups. It is also possible to use a functional group that binds to each other.
In addition, the functional group to introduce may be 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

表面処理の具体例を挙げると、例えば、固相担体表面に対して、金で被覆する表面処理を行なった場合には、
などを金表面に固定する処理が挙げられる。ただし、上記の構造式において、n1,n2はそれぞれ独立に2以上の整数を表わす。
As a specific example of the surface treatment, for example, when the surface treatment for coating with gold is performed on the solid phase carrier surface,
And the like are fixed to the gold surface. However, in the above structural formula, n 1 and n 2 each independently represents an integer of 2 or more.

[III−3.生体物質担持体の製造方法]
本発明の生体物質担持体の製造方法は任意である。例えば、あらかじめ生体物質構造体を用意して、それを固相担体と結合させてもよいが、通常は、本発明の生体物質担持体は、媒質の存在下、生体物質と結合用化合物と非結合物質とを共存させた混合物を固相担体に供給し、上記固相担体表面に、上記生体物質及び上記結合用化合物からなる主鎖を有する生体物質構造体を形成させる工程を経て製造される。以下、この方法について説明する。
[III-3. Manufacturing method of biological material carrier]
The manufacturing method of the biological material carrier of the present invention is arbitrary. For example, a biological material structure may be prepared in advance and bound to a solid phase carrier. Normally, however, the biological material carrier of the present invention does not contain a biological material, a binding compound, and a non-binding material in the presence of a medium. Produced through a step of supplying a mixture coexisting with a binding substance to a solid phase carrier and forming a biological substance structure having a main chain composed of the biological substance and the binding compound on the surface of the solid phase carrier. . Hereinafter, this method will be described.

[III−3−1.生体物質担持体の製造に用いる生体物質、結合用化合物及び非結合物質など]
生体物質、結合用化合物、非結合物質などは、生体物質構造体の製造方法の説明において上述したものと同様である。また、本発明の生体物質担持体の製造時には、生体物質、結合用化合物、非結合物質に、適宜添加剤を共存させてもよい。
[III-3-1. Biological substances, binding compounds and non-binding substances used in the production of biological substance carriers]
The biological material, the binding compound, the non-binding material, and the like are the same as those described above in the description of the manufacturing method of the biological material structure. In addition, when the biological material carrier of the present invention is produced, additives may be allowed to coexist in the biological material, the binding compound, and the non-binding material as appropriate.

[III−3−2.生体物質担持体の製造に用いる媒質]
本発明の生体物質担持体を製造する際に使用する媒質は、生体物質構造体の製造方法の説明において上述した媒質と同様である。したがって、媒質としては、生体物質及び結合用化合物の活性や構造の安定性、非結合物質の性質などを考慮して選択することが好ましい。
生体物質構造体の製造時と同様、本発明の生体物質担持体を製造する際にも、通常は、媒質として水を用いる。ここで、媒質として水を使用できること、即ち、水中で上述した生体物質と結合用化合物と非結合物質とを共存させた混合物を固相担体に供給し、生体物質担持体を製造できることは、本発明の優れた利点の一つである。
[III-3-2. Medium used for manufacturing biological material carrier]
The medium used when manufacturing the biological material carrier of the present invention is the same as the medium described above in the description of the manufacturing method of the biological material structure. Therefore, the medium is preferably selected in consideration of the activity of the biological substance and the binding compound, the stability of the structure, the nature of the non-binding substance, and the like.
Similarly to the production of the biological material structure, water is usually used as the medium when producing the biological material carrier of the present invention. Here, the fact that water can be used as a medium, that is, that a biological material carrier can be produced by supplying a mixture of the above-described biological substance, binding compound and non-binding substance in water to a solid support. This is one of the excellent advantages of the invention.

[III−3−3.生体物質担持体の製造に用いる混合物]
生体物質担持体の製造に用いる混合物は、媒質の存在下、少なくとも、生体物質、結合用化合物及び非結合物質を共存させたものである。この混合物は、生体物質構造体の製造時に調製される混合物と同様のものである。
[III-3-3. Mixture used for production of biological material carrier]
The mixture used for the production of the biological material carrier is a mixture in which at least a biological material, a binding compound and a non-binding substance coexist in the presence of a medium. This mixture is similar to the mixture prepared during the production of the biological material structure.

[III−3−4.固相担体への混合物の供給]
本発明の生体物質担持体を製造する際には、上述した混合物を、固相担体に供給する。即ち、上述した混合物を固相担体に接触した状態にさせる。その具体的な操作は任意であるが、例えば、あらかじめ混合物を用意してその混合物を固相担体に接触させてもよいし、混合物の各成分を別々に用意し、固相担体上でそれらを混合させて混合物を調製し、固相担体に混合物を接触させるようにしてもよい。具体的には、例えば、生体物質を含む溶液(水溶液等)と結合用化合物を含む溶液(水溶液等)と非結合物質を含む溶液(水溶液等)とを固相担体上に各々供給した後に、固相担体上で各溶液を混合することにより行なうことができる。また、予め混合物を用意しておく場合、供給前の混合物中で前述したコンジュゲート(その一形態である粒子状塊を含む)又は生体物質構造体を作製しておき、その後、混合物を固相担体に供給するようにしても良い。
[III-3-4. Supply of mixture to solid phase carrier]
When manufacturing the biological material carrier of the present invention, the above-mentioned mixture is supplied to a solid phase carrier. That is, the above-mentioned mixture is brought into contact with the solid phase carrier. Although the specific operation is arbitrary, for example, a mixture may be prepared in advance, and the mixture may be brought into contact with a solid phase carrier, or each component of the mixture may be prepared separately, and they may be placed on the solid phase carrier. A mixture may be prepared by mixing, and the mixture may be brought into contact with a solid phase carrier. Specifically, for example, after each of a solution containing a biological substance (such as an aqueous solution), a solution containing a binding compound (such as an aqueous solution), and a solution containing an unbound substance (such as an aqueous solution) are supplied onto the solid phase carrier, It can be performed by mixing each solution on a solid support. In addition, when preparing a mixture in advance, the conjugate (including a particulate mass that is one form thereof) or a biological material structure is prepared in the mixture before supply, and then the mixture is solid-phased. You may make it supply to a support | carrier.

[III−3−5.固相担体表面への生体物質構造体の形成]
次いで、固相担体表面に、生体物質及び結合用化合物からなる主鎖を有する生体物質構造体を形成する。混合物中には、上記のようにコンジュゲート、粒子状塊又は生体物質構造体などが含まれているので、混合物を固相担体に接触させることにより、例えば混合物中のコンジュゲート、粒子状塊又は生体物質構造体が固相担体表面に集積されたり、混合物中でコンジュゲートや粒子状塊同士が結合して生成した生体物質構造体が固相担体に結合したり、混合物中の生体物質及び結合用化合物が固相担体表面に結合することにより生体物質構造体が生成したりすることで、固相担体表面に生体物質構造体を形成することができる。
[III-3-5. Formation of biological material structure on solid support surface]
Next, a biological material structure having a main chain composed of the biological material and the binding compound is formed on the surface of the solid phase carrier. Since the mixture includes a conjugate, a particulate mass, a biological material structure, or the like as described above, by bringing the mixture into contact with a solid phase carrier, for example, the conjugate, the particulate mass, or the The biological material structure is accumulated on the surface of the solid phase carrier, the biological material structure formed by combining conjugates and particulate masses in the mixture is bound to the solid phase carrier, and the biological material and binding in the mixture A biological material structure can be formed on the surface of the solid phase carrier by generating a biological material structure by binding the compound for use to the surface of the solid phase carrier.

生体物質構造体を固相担体に結合させる際の条件は任意であるが、生体物質の変性等を避ける観点から、温度条件は、通常25℃以下、好ましくは10℃以下で行なうことが望ましい。
また、固相担体への固定後の混合物を乾燥、濃縮する場合、その際の圧力条件も任意であるが、通常は、常圧以下が望ましい。
Conditions for binding the biological material structure to the solid phase carrier are arbitrary, but from the viewpoint of avoiding denaturation of the biological material, the temperature condition is usually 25 ° C. or lower, preferably 10 ° C. or lower.
In addition, when the mixture after being fixed to the solid phase carrier is dried and concentrated, the pressure condition at that time is also arbitrary, but usually it is preferably not more than normal pressure.

さらに、生体物質構造体を固相担体に固定するには、混合物の供給後、所定の時間だけ固相担体を静置することが望ましい。静置の時間は任意であるが、通常24時間以下、好ましくは12時間以下が望ましい。
また、適宜、生体物質構造体の製造時と同様に、濃縮工程又は乾燥工程を行なうようにしてもよい。さらに、通常は、固相担体への混合物の供給後、除去工程を行なうことにより、生体物質構造体から非結合物質を除去する。
Furthermore, in order to fix the biological material structure to the solid phase carrier, it is desirable that the solid phase carrier is allowed to stand for a predetermined time after the mixture is supplied. Although the standing time is arbitrary, it is usually 24 hours or less, preferably 12 hours or less.
Moreover, you may make it perform a concentration process or a drying process suitably like the time of manufacture of a biological material structure. Furthermore, usually, after supplying the mixture to the solid phase carrier, a non-binding substance is removed from the biological material structure by performing a removing step.

[III−4.従来技術と比較した生体物質担持体の利点]
以上のように、上記の方法は、媒質(通常は溶媒)中に生体物質と結合用化合物と非結合物質とが共存した混合物を固相担体に接触させるだけで、固相担体表面に、特定孔を有する生体物質構造体を形成させることができ、これにより、本発明の生体物質担持体を製造することができる、即ち、固相担体上に生体物質を固定化することができるという、非常に簡便な方法である。
[III-4. Advantages of biological material support compared to conventional technology]
As described above, the above method can be applied to a solid phase carrier surface only by bringing a mixture of a biological substance, a binding compound, and a non-binding substance into contact with the solid phase carrier in a medium (usually a solvent). A biological material structure having pores can be formed, whereby the biological material carrier of the present invention can be produced, that is, the biological material can be immobilized on a solid phase carrier. It is a simple method.

本発明の生体物質担持体を用いれば、生体物質を従来よりも多量に固定化することができる。例えば従来は、固相担体表面に形成された高分子膜(ポリマー膜)に生体物質を結合させていた。しかし、この場合、ポリマー鎖で形成された主鎖に対して、生体物質が高分子鎖の先端に結合したり高分子鎖にグラフト状に結合したりすることで、生体物質を固相担体に結合させていたため、主鎖としてポリマー鎖を形成させる必要があり、固定化する生体物質に対して一定以上のポリマーを使用しなくてはならず、生体物質の固定化量に限界があった。   If the biological material carrier of the present invention is used, the biological material can be immobilized in a larger amount than before. For example, conventionally, a biological substance is bound to a polymer film (polymer film) formed on the surface of a solid support. However, in this case, the biological material is bonded to the tip of the polymer chain or grafted to the polymer chain to the main chain formed by the polymer chain, so that the biological material is attached to the solid phase carrier. Since they were bonded, it was necessary to form a polymer chain as the main chain, and a certain amount of polymer had to be used for the biological material to be immobilized, and the amount of biological material immobilized was limited.

これに対し、本発明においては、生体物質と結合用化合物(高分子に相当)との両方によって形成された生体物質構造体骨格(主鎖)を有する生体物質構造体を形成させ、この生体物質構造体を利用して固相担体に生体物質を固定化できるため、生体物質構造体中における生体物質の比率を高めることができる(即ち、結合用化合物の比率を小さくすることができる)。したがって、生体物質を固定化するに際して、従来のような限界は無く、生体物質を従来よりも多く、即ち、固相担体表面に対して高密度に固定化することが可能である。
さらに、特定孔を形成することが可能であるために、アフィニティー分離などを行なう際に、より効率的に分離を行なうことが可能となる。
In contrast, in the present invention, a biological material structure having a biological material structure skeleton (main chain) formed by both a biological material and a binding compound (corresponding to a polymer) is formed, and this biological material is formed. Since the biological substance can be immobilized on the solid phase carrier using the structure, the ratio of the biological substance in the biological substance structure can be increased (that is, the ratio of the binding compound can be reduced). Therefore, when immobilizing a biological material, there is no conventional limitation, and it is possible to immobilize the biological material more than before, that is, with a high density on the solid phase carrier surface.
Furthermore, since it is possible to form specific holes, it is possible to perform separation more efficiently when affinity separation or the like is performed.

また、本発明の生体物質担持体は、簡単な方法で製造できることも利点のひとつである。従来の方法では、生体物質を高密度に固定化するためには多くの手間を要していた。具体的には、従来は、固相担体上にあらかじめ高分子膜を形成し、その高分子膜に生体物質を固定化して固相担体上にリガンドを含んだ生体物質構造体を構築していた。しかし、これらの方法では、固相上に高分子膜を作製する際に、高分子の分子量や固相担体への導入密度を適切にコントロールする必要があり、操作が非常に煩雑であり再現性良く固定化を行なうことが困難であった。   Another advantage is that the biological material carrier of the present invention can be produced by a simple method. In the conventional method, much labor is required to immobilize the biological material at a high density. Specifically, in the past, a polymer film was previously formed on a solid phase carrier, a biological material was immobilized on the polymer membrane, and a biological material structure including a ligand on the solid phase carrier was constructed. . However, in these methods, when preparing a polymer film on the solid phase, it is necessary to appropriately control the molecular weight of the polymer and the density of introduction to the solid support, which is very complicated and reproducible. It was difficult to fix well.

これに対し、本発明の生体物質担持体は、媒質(通常は溶媒)中に生体物質と結合用化合物および非結合物質とが共存した混合物を固相担体に接触させるだけで、固相担体上に特定孔を有する生体物質構造体を形成させること、即ち、生体物質を固定化することができる、非常に簡単に製造可能なものである。また、生体物質担持体の製造に用いる溶媒を有機溶媒に限定されず、それにより使用できる生体物質を制限されることがないため、固定化する生体物質の選択範囲を広げることが可能となる。   In contrast, the biological material carrier of the present invention can be obtained by contacting a solid phase carrier with a mixture in which a biological material, a binding compound and a non-binding substance coexist in a medium (usually a solvent). It is possible to form a biological material structure having specific pores, that is, to immobilize the biological material, which can be manufactured very easily. Further, the solvent used for the production of the biological material carrier is not limited to the organic solvent, and the usable biological material is not limited thereby, so that the selection range of the biological material to be immobilized can be expanded.

さらに、本発明の生体物質担持体に形成された特定孔を有する生体物質構造体では、生体物質を固相担体上に三次元的にほぼ均一な状態で固定することができる。したがって、生体物質と、それと特異的に相互作用する作用物質との相互作用等に最適な反応場を構築することができる。これにより、例えば本発明の生体物質担持体を上記の相互作用を利用したセンサに用いた場合、そのセンサの検出感度を高めることができる。   Furthermore, in the biological material structure having specific holes formed in the biological material carrier of the present invention, the biological material can be fixed on the solid phase carrier in a three-dimensional substantially uniform state. Therefore, it is possible to construct an optimum reaction field for interaction between a biological substance and an agent that specifically interacts with the biological substance. Thereby, for example, when the biological material carrier of the present invention is used in a sensor using the above-described interaction, the detection sensitivity of the sensor can be increased.

上記の最適な反応場を構築することができる理由は、本発明の発明者らか推察するところ、以下のとおりである。即ち、従来の高分子膜で表面処理した固相担体に後から生体物質を固定化する方法では、膜の表面に生体物質が偏ってしまい、高分子膜中に作用物質が進入できる空隙がなくなってしまう。さらに、主鎖が親水性ポリマーのみで構築される従来の技術では、親水性ポリマー鎖が排除体積効果及びポリマー鎖の運動により、生体物質への作用物質の接近を妨げることが推測される(生体物質相互作用のリアルタイム解析実験法−BIACOREを中心に,編集 永田和宏・半田宏,発行所 シュプリンガー・フェアラーク東京株式会社,第258頁、医療用高分子材料の開発と応用,シーエムシー,第19頁)。   The reason why the above-mentioned optimum reaction field can be constructed is as follows as inferred from the inventors of the present invention. That is, in the conventional method of immobilizing a biological material on a solid support surface-treated with a conventional polymer membrane, the biological material is biased on the surface of the membrane, and there is no void in which the active substance can enter the polymer membrane. End up. Furthermore, in the conventional technique in which the main chain is constructed only with a hydrophilic polymer, it is speculated that the hydrophilic polymer chain hinders the access of the active substance to the biological substance due to the excluded volume effect and the movement of the polymer chain (biological substance). Editing method for real-time analysis of material interaction-BIACORE, editing Kazuhiro Nagata, Handahiro, publisher Springer Fairlark Tokyo, page 258, Development and application of medical polymer materials, CMC, 19th page).

しかしながら、本発明の生体物質担持体に形成された生体物質構造体では、生体物質を固相担体上に三次元的にほぼ均一な状態で固定することができる。さらに、本発明の技術を用いることにより、生体物質構造体の構造は高分子膜中で作用物質が充分反応できる空隙が形成される。また、本発明の生体物質構造体には、生体物質構造体の内部への作用物質の進入を容易とする特定孔が形成されている。これらのことから、最適な反応場を構築できるようになっていると考えられる。   However, in the biological material structure formed on the biological material carrier of the present invention, the biological material can be fixed on the solid support in a three-dimensional substantially uniform state. Furthermore, by using the technique of the present invention, the structure of the biological material structure forms a void in which the active substance can sufficiently react in the polymer film. The biological material structure of the present invention is formed with a specific hole that facilitates the entry of the active substance into the biological material structure. From these, it is considered that an optimal reaction field can be constructed.

また、本発明の生体物質担持体に形成された生体物質構造体は、膜厚を任意に制御することができる。従来技術では、通常は、生体物質構造体の膜厚をサブミクロンレベルから数ミクロンレベルまで、任意にコントロールすることが難しかった。しかし、本発明によれば生体物質構造体の膜厚を上記のような精密なレベルで制御することが可能であり、生体物質構造体構造の設計の自由度を高めることができる。   The biological material structure formed on the biological material carrier of the present invention can arbitrarily control the film thickness. In the prior art, it is usually difficult to arbitrarily control the thickness of the biological material structure from the submicron level to several micron level. However, according to the present invention, the thickness of the biological material structure can be controlled at the precise level as described above, and the degree of freedom in designing the biological material structure can be increased.

例えば、SPRによる相互作用観察を行なう場合には、観察対象を固定するために用いる膜の膜厚は200nm〜300nm程度が最適であると考えられる。また、例えば、医療用器具、再生医療担体の表面処理を行なう場合、充分な強度及び被覆を実現させるためには、その表面処理に用いる膜にはミクロオーダーの膜厚が要求される。さらに、例えばDDS(ドラッグデリバリーシステム)のための薬剤の表面処理を行なう場合には、ドラッグリリースの制御のためには、その表面処理に用いる膜を任意に膜厚を制御することが要求される。このように、生体物質の固定化に何らかの膜を利用する場合には、その膜厚制御が重要な点のひとつであったが、従来は膜厚制御が困難であった。しかし、本発明によれば、その用途に応じた膜厚を、混合物の濃度、量、反応条件(温度や時間等)などを調製することにより、任意に制御することができる。   For example, when performing interaction observation by SPR, it is considered that the optimal film thickness used for fixing the observation target is about 200 nm to 300 nm. In addition, for example, when performing a surface treatment of a medical instrument or a regenerative medical carrier, a micro-order film thickness is required for a film used for the surface treatment in order to realize sufficient strength and coating. Further, for example, when performing surface treatment of a drug for DDS (drug delivery system), it is required to arbitrarily control the film thickness used for the surface treatment in order to control drug release. . As described above, when some kind of membrane is used for immobilization of a biological material, its film thickness control is one of the important points, but conventionally it has been difficult to control the film thickness. However, according to the present invention, the film thickness according to the application can be arbitrarily controlled by adjusting the concentration, amount, reaction conditions (temperature, time, etc.) of the mixture.

さらに、本発明の生体物質担持体では、生体物質と作用物質とを相互作用させるべく本発明の生体物質担持体を使用した場合に、生体物質以外の生体物質構造体構成要素に起因する非特異的相互作用を抑制することができる。生体物質構造体中における生体物質の比率を高め、非特異的相互作用の要因となる生体物質以外の物質の比率を抑制することができるからである。   Further, in the biological material-carrying body of the present invention, when the biological material-carrying body of the present invention is used to allow the biological material and the active substance to interact with each other, non-specificity caused by a biological material structure component other than the biological material Interaction can be suppressed. This is because the ratio of biological substances in the biological substance structure can be increased, and the ratio of substances other than biological substances that cause non-specific interactions can be suppressed.

また、特に、結合用化合物として無電荷のものを用いた場合には、電荷により生じる非特異的相互作用をより一層抑制することも可能となる。即ち、例えば、「ナノテクノロジー基礎シリーズ バイオナノテクノロジー 堀池靖浩・片岡一則(共編)第186頁」の記載によれば、ある従来技術を使用した場合、高分子膜が電荷を有しているために、用いる緩衝溶液のpHやイオン強度が生体物質の反応に大きく影響し、さらに、電荷を有するタンパク質は静電気的相互作用による非特異吸着を避けられなかった。しかし、結合用化合物として無電荷のものを用いれば、そのようなことはなく、特定の相互作用を選択的に生じさせることが可能となる。   In particular, when an uncharged compound is used as the binding compound, it is possible to further suppress the nonspecific interaction caused by the charge. That is, for example, according to the description of “Nanotechnology Basic Series Bionanotechnology Yasuhiro Horiike and Kazunori Kataoka (co-edition), page 186”, when a certain conventional technique is used, the polymer film has a charge. The pH and ionic strength of the buffer solution to be used have a great influence on the reaction of biological substances, and furthermore, nonspecific adsorption due to electrostatic interaction has been unavoidable for charged proteins. However, if an uncharged binding compound is used, this is not the case, and a specific interaction can be selectively generated.

[III−5.生体物質担持体の用途]
本発明の生体物質担持体は、例えば、生体物質と相互作用する作用物質を検出するバイオセンサーとして好適に使用できる。上記のバイオセンサーは、例えば、いわゆるDNAアレイ若しくはDNAチップ、または、プロテインアレイ若しくはプロテインチップ等と呼ばれる、DNAまたはタンパク質を固定化したセンサーチップを用いて、相互作用を解析するものである。例えば、本発明の生体物質担持体は、このセンサーチップに適用することができる。即ち、センサーチップに生体物質を固定化する場合に、上述した方法によりセンサーチップ本体に生体物質構造体を形成して、センサーチップを本発明の生体物質担持体として用いることができる。
[III-5. Use of biological material carrier]
The biological material carrier of the present invention can be suitably used as, for example, a biosensor that detects an agent that interacts with a biological material. The above biosensor analyzes the interaction using, for example, a so-called DNA array or DNA chip, or a sensor chip on which DNA or protein is immobilized, which is called a protein array or protein chip. For example, the biological material carrier of the present invention can be applied to this sensor chip. That is, when the biological material is immobilized on the sensor chip, the biological material structure can be formed on the sensor chip body by the method described above, and the sensor chip can be used as the biological material carrier of the present invention.

このようなバイオセンサーの具体例としては、蛍光法、ELISA法、化学発光法、RI法、SPR(表面プラズモン共鳴)法、QCM(水晶発振子マイクロバランス)法、ピエゾ方式カンチレバー法、レーザー方式カンチレバー法、質量分析法、電気化学的方法、電極法、電界効果トランジスタ(FET)法、カーボンナノチューブを利用したFET及び/又は単一電子トランジスタ法によるセンサなどが挙げられる。この中でも、SPR法およびQCM法による検出は、簡便に検体を無標識で分析することができるため、好適に用いられる。   Specific examples of such biosensors include fluorescence method, ELISA method, chemiluminescence method, RI method, SPR (surface plasmon resonance) method, QCM (quartz crystal microbalance) method, piezo method cantilever method, laser method cantilever Examples thereof include a method, a mass spectrometry method, an electrochemical method, an electrode method, a field effect transistor (FET) method, a FET using a carbon nanotube, and / or a sensor using a single electron transistor method. Among these, detection by the SPR method and the QCM method is preferably used because the sample can be easily analyzed without labeling.

SPR法は、表面プラズモン波を誘起させるために、センサーチップの表面は、金属で被覆されているのが好ましい。金属としては、表面プラズモン波を誘起しうるものであればよく、金、銀、銅、アルミニウムおよびこれらを含む合金などが挙げられる。なかでも、感度や安価な点では銀が好ましく、安定性の面では金が好ましい。金属層は、蒸着、スパッタリング、メッキ、その他のコーティングなどによって形成され、その厚さは、通常20nm以上、好ましくは30nm以上、また、通常300nm以下、好ましくは160nm以下程度である。   In order to induce surface plasmon waves in the SPR method, the surface of the sensor chip is preferably coated with a metal. The metal is not particularly limited as long as it can induce surface plasmon waves, and examples thereof include gold, silver, copper, aluminum, and alloys containing these. Of these, silver is preferable in terms of sensitivity and inexpensiveness, and gold is preferable in terms of stability. The metal layer is formed by vapor deposition, sputtering, plating, other coatings, etc., and its thickness is usually about 20 nm or more, preferably 30 nm or more, and usually about 300 nm or less, preferably about 160 nm or less.

これらSPR法やQCM法に本発明の生体物質担持体を適用する場合、センサーチップ本体の表面に生体物質構造体を強固に結合するためには、センサーチップ本体の表面が官能基を有していることが好ましい。
さらに、本発明は、DDS(ドラッグデリバリーシステム)のための薬剤の表面処理、再生医療担体の表面処理、人工臓器の表面処理、カテーテルなどの表面処理等に適用可能である。
When the biological material carrier of the present invention is applied to these SPR method and QCM method, the surface of the sensor chip body has a functional group in order to firmly bond the biological material structure to the surface of the sensor chip body. Preferably it is.
Furthermore, the present invention can be applied to a surface treatment of a drug for DDS (drug delivery system), a surface treatment of a regenerative medical carrier, a surface treatment of an artificial organ, a surface treatment of a catheter or the like.

[III−6.生体物質固定化キット]
上述した生体物質担持体を製造するため、生体物質を固相担体に固定化するために用いるもの、即ち、上述した結合用化合物及び非結合物質、並びに、生体物質及び結合用化合物を混和させうる溶媒や分散媒等の媒質を、キット化した生体物質固定化キットを用いても良い。即ち、生体物質担持体を製造するため、結合用化合物と、非結合物質と、生体物質及び結合用化合物を混和させうる媒質とを備える生体物質固定化キットを用意するようにしてもよい。生体物質固定化キットを用いれば、生体物質担持体を簡単に製造できる、即ち、固相担体上に上記生体物質構造体を簡単に作製できるため、生体物質を固相担体上へ簡単且つ大量に固定化することが可能となる。
[III-6. Biological substance immobilization kit]
What is used for immobilizing a biological material on a solid phase carrier to produce the biological material carrier described above, that is, the above-described binding compound and non-binding material, and the biological material and binding compound can be mixed. A biological material immobilization kit in which a medium such as a solvent or a dispersion medium is made into a kit may be used. That is, in order to manufacture a biological material carrier, a biological material immobilization kit including a binding compound, a non-binding material, and a medium in which the biological material and the binding compound can be mixed may be prepared. If the biological material immobilization kit is used, the biological material carrier can be easily manufactured, that is, the biological material structure can be easily prepared on the solid phase carrier. It can be fixed.

生体物質固定化キットに備えられる結合用化合物及び非結合物質は、上述したものと同様である。また、生体物質固定化キットにおいて、結合用化合物及び非結合物質はどのような状態で備えられていても良く、例えば、任意の溶媒に溶解した溶液、任意の分散媒に分散した分散液、粉末状や塊状の固体など、その存在状態は任意である。   The binding compound and non-binding substance provided in the biological material immobilization kit are the same as those described above. In the biological material immobilization kit, the binding compound and the non-binding substance may be provided in any state, for example, a solution dissolved in an arbitrary solvent, a dispersion liquid dispersed in an arbitrary dispersion medium, or a powder. The state of existence is arbitrary, such as a solid or massive solid.

また、生体物質固定化キットに備えられる媒質も、生体物質担持体の製造に用いる媒質として上述した媒質と同様である。さらに、生体物質固定化キットにおいて、この媒質は、上記結合用化合物及び非結合物質と別に備えられていても良く、結合用化合物及び/又は非結合物質の溶媒や分散媒等として結合用化合物及び/又は非結合物質と一体に備えられていても良い。   The medium provided in the biological material immobilization kit is the same as the medium described above as the medium used for manufacturing the biological material carrier. Further, in the biological material immobilization kit, this medium may be provided separately from the binding compound and the non-binding substance, and the binding compound and / or the binding compound as a solvent or dispersion medium of the non-binding substance and the like. It may be provided integrally with the non-binding substance.

さらに、生体物質固定化キットには、必要に応じて他の要素が備えられていても良い。
例えば、生体物質構造体の製造を促進する試薬などをさらに備えていても良い。具体例としては、結合用化合物としてポリアクリル酸を用いる場合には、ポリアクリル酸のカルボキシル基を活性させるために1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミド塩酸塩(略称:EDC)を試薬として備えるようにしてもよい。
Furthermore, the biological material immobilization kit may be provided with other elements as necessary.
For example, you may further provide the reagent etc. which accelerate | stimulate manufacture of a biological material structure. As a specific example, when polyacrylic acid is used as the binding compound, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide hydrochloride (abbreviation: EDC) is used to activate the carboxyl group of polyacrylic acid. ) As a reagent.

[IV.アフィニティー分離の説明]
本発明の生体物質構造体及び生体物質担持体は、アフィニティー分離に用いて好適である。したがって、本発明の生体物質構造体及び生体物質担持体は、例えば、アフィニティー精製や医薬機能解析ツールとして用いることができる。
[IV. Explanation of affinity separation]
The biological material structure and biological material carrier of the present invention are suitable for use in affinity separation. Therefore, the biological material structure and biological material carrier of the present invention can be used, for example, as affinity purification or a pharmaceutical function analysis tool.

具体的には、例えば、生体物質として生理活性物質を用いて、アフィニティー精製や医薬作用機構解析ツールを目的とした場合、血清などの中に含まれる微量なタンパク質などの生体物質が精製すべき対象物質となり、生体物質と対象物質との相互作用により、それを夾雑物の中から得ることができる。また、例えば生体物質構造体に含まれる生体物質に対する医薬候補化合物の作用機構の分析を目的とした場合、生体物質としてレセプターなどの疾患に寄与するタンパク質を用いることにより、複数の医薬候補化合物が分析すべき対象物質となり、それを生体物質構造体に接触させ、特異的に吸着した医薬候補化合物を分析することにより、その医薬候補化合物の選抜もしくは作用機構の解明を行なうことができる。   Specifically, for example, when a physiologically active substance is used as a biological substance for the purpose of affinity purification or a pharmaceutical action mechanism analysis tool, a biological substance such as a minute amount of protein contained in serum or the like is to be purified. It becomes a substance, and it can be obtained from impurities by the interaction between the biological substance and the target substance. For example, when analyzing the action mechanism of a drug candidate compound on a biological substance contained in a biological substance structure, a plurality of drug candidate compounds can be analyzed by using a protein that contributes to a disease such as a receptor as the biological substance. By selecting the drug candidate compound or analyzing the mechanism of action, it becomes possible to select the drug candidate compound by bringing it into contact with the biological material structure and analyzing the drug candidate compound specifically adsorbed.

上記のようにアフィニティー分離を行なう場合には、生体物質構造体に含まれる生体物質と対象物質との上述した特異的な相互作用を用いることにより、分離精製、構造や機能の解析などを行なう。このとき、まず、生体物質構造体に対象物質を含む試料液(検体)を接触させ、試料液中の対象物質とその他の物質とを分離させることになる。   When affinity separation is performed as described above, separation and purification, analysis of structure and function, and the like are performed by using the above-described specific interaction between the biological substance contained in the biological substance structure and the target substance. At this time, first, a sample liquid (specimen) containing the target substance is brought into contact with the biological material structure to separate the target substance and other substances in the sample liquid.

[IV−1.分離精製の対象となる対象物質]
分離精製の対象となる対象物質とは、生体物質と特異的に相互作用する(アフィニティー結合する)作用物質を示す。このような対象物質の例としては、上述の生体物質構造体が有している生体物質と同様のものが使用できる。
具体例としては、医薬の候補となりうる物質(医薬候補物質)を分離する場合には、生体物質として当該医薬候補物質に生じさせたい所望の相互作用を生じうるものを用い、医薬候補物質を含有する可能性がある検体から、上記の医薬候補物質となりうる化合物を対象物質として分離するようにすることができる。
[IV-1. Substances subject to separation and purification]
The target substance to be separated and purified is an agent that specifically interacts (affinity binds) with a biological substance. As an example of such a target substance, the same biological substance as the biological substance structure described above can be used.
As a specific example, when separating a substance that can be a drug candidate (drug candidate substance), a substance that can cause a desired interaction that is desired to occur in the drug candidate substance is used as a biological substance, and contains a drug candidate substance. It is possible to separate a compound that can be a drug candidate substance as a target substance from a specimen that may possibly cause the above.

さらに、診断用解析ツールを目的とした場合、血液、血清、血漿、骨髄、尿、糞便、鼻汁、唾液などの体液、細胞、組織やそれらの抽出液に含まれる、生体物質である抗体などに特異的に結合する物質が対象物質となり、その対象物質の量もしくは存在の有無を分析することにより、疾患を診断することが可能となる。
また、生体物質としてタンパク質、DNA、RNAなどの核酸を用いた場合、作用物質として、タンパク質−核酸連結分子を用いたタンパク質のスクリーニング方法及び機能改変方法を提供することができる。この方法は本発明の生体物質構造体を用いて、酵母ツーハイブリッド、TAP、ファージディスプレイ、IVV(in vitro virus)、mRNAディスプレイ、STABLE、リボゾーム・ディスプレイなどの公知の解析技術を用いることができる(例えば、柳川ら、「蛋白 核酸 酵素」、Vol.48 No.11 P1474 (2003)等参照)。
In addition, for diagnostic analysis tools, blood, serum, plasma, bone marrow, urine, feces, nasal discharge, saliva, and other body fluids, cells, tissues, and biological substances such as antibodies A substance that specifically binds becomes a target substance, and a disease can be diagnosed by analyzing the amount or presence of the target substance.
Further, when a nucleic acid such as protein, DNA, RNA or the like is used as a biological substance, a protein screening method and function modification method using a protein-nucleic acid linking molecule as an active substance can be provided. In this method, a known analysis technique such as yeast two-hybrid, TAP, phage display, IVV (in vitro virus), mRNA display, STABLE, and ribosome display can be used using the biological material structure of the present invention ( For example, see Yanagawa et al., “Protein Nucleic Acid Enzyme”, Vol. 48 No. 11 P1474 (2003)).

[IV−2.対象物質を含む試料液]
対象物質は、通常は、組成物である検体中に、他の物質と共に共存している。また、検体は気体であることもあるが、通常は、液体として用意される。この際、検体は、何らかの溶媒中に対象物質が含有された溶液や分散液となっていることが多い。なお、以下適宜、溶液や分散液として存在する液体状の検体を「試料液」という。
[IV-2. Sample solution containing the target substance]
The target substance usually coexists with other substances in the specimen which is a composition. The specimen may be a gas, but is usually prepared as a liquid. In this case, the specimen is often a solution or dispersion containing the target substance in some solvent. Hereinafter, a liquid specimen existing as a solution or a dispersion is referred to as a “sample liquid”.

試料液の溶媒や分散媒としては、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、例えば、生体物質構造体製造時の媒質として上述したものを用いることができる。
また、試料液中の対象物質の濃度も任意であるが、通常1μg/L以上、好ましくは5μg/L以上、より好ましくは10μg/L以上が望ましい。この範囲を下回る濃度であると、精製の効率が低下し、本発明の利点を十分に発揮できなくなる可能性がある。
The solvent and dispersion medium of the sample solution are arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. For example, those described above as the medium for producing the biological material structure can be used.
The concentration of the target substance in the sample solution is also arbitrary, but it is usually 1 μg / L or higher, preferably 5 μg / L or higher, more preferably 10 μg / L or higher. If the concentration is lower than this range, the purification efficiency is lowered, and the advantages of the present invention may not be fully exhibited.

さらに、対象物質以外の物質は、試料液中の濃度として、通常50重量%以下、好ましくは40重量%以下、さらに好ましくは30重量%以下が望ましい。この範囲を上回ると試料液の粘度が高くなりすぎ、生体物質構造体の内部まで十分に対象物質が侵入して生体物質と接触することができなくなる可能性がある。   Furthermore, it is desirable that substances other than the target substance have a concentration in the sample solution of usually 50% by weight or less, preferably 40% by weight or less, and more preferably 30% by weight or less. If it exceeds this range, the viscosity of the sample liquid becomes too high, and there is a possibility that the target substance will sufficiently penetrate into the biological material structure and cannot come into contact with the biological material.

[IV−3.生体物質構造体と試料液との接触方法]
本発明の生体物質構造体に対象物質を含む試料液を接触させる方法は、特に限定されないが、例えば、生体物質構造体を充填したカラムの中に、対象物質を含む試料液を移動相とともに流すことにより接触させる方法が挙げられる。この時、生体物質構造体は乾燥した状態でもかまわないが、試料液を接触させる前に、移動相となる液体で湿潤させることが好ましい。
[IV-3. Method of contacting biological material structure with sample liquid]
The method for bringing the sample liquid containing the target substance into contact with the biological material structure of the present invention is not particularly limited. For example, the sample liquid containing the target substance is allowed to flow along with the mobile phase in a column filled with the biological material structure. The method of making it contact is mentioned. At this time, the biological material structure may be in a dry state, but is preferably wetted with a liquid serving as a mobile phase before contacting the sample liquid.

また、別の方法では、例えば、対象物質を含む試料液をマイクロチューブなどの容器に入れ、その中に生体物質構造体を加えることによって接触させたり、逆に、生体物質構造体を入れた容器に対象物質を含む試料液を加えることによって接触させたりすることも可能である。   In another method, for example, a sample liquid containing a target substance is placed in a container such as a microtube, and a biological material structure is added to the sample liquid, or the container is placed with a biological material structure. It is also possible to make contact by adding a sample solution containing the target substance to the liquid crystal.

さらに、本発明の生体物質構造体を固相担体に固定化することにより、さらに分離精製の効率を向上させることも可能である。例えば、微小流路の表面に本発明の生体物質構造体を固定化し、その流路に対象物質を含む試料液を送り込むことにより、小型で高効率な分離精製装置を構成することができる。   Furthermore, it is possible to further improve the efficiency of separation and purification by immobilizing the biological material structure of the present invention on a solid phase carrier. For example, a small and highly efficient separation and purification apparatus can be configured by immobilizing the biological material structure of the present invention on the surface of a microchannel and feeding a sample solution containing the target substance into the channel.

また、生体物質構造体に対象物質を含む試料液を接触させるときは、適宜、如何なる条件に設定するようにしてもよいが、このましくは25℃以下、さらに好ましくは10℃以下で行なうことが望ましい。
さらに、接触させる前、最中、後に適宜、試料液を乾燥、濃縮することも可能である。その際の圧力条件も任意であるが、通常常圧以下が望ましい。
In addition, when the sample liquid containing the target substance is brought into contact with the biological material structure, any conditions may be set as appropriate, preferably 25 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or lower. Is desirable.
Furthermore, the sample solution can be appropriately dried and concentrated before, during and after contact. The pressure condition at that time is also arbitrary, but it is usually preferable to be equal to or lower than normal pressure.

[IV−4.対象物質の分離]
本発明の生体物質構造体と試料液との接触後にどのようにして対象物質の分離を行なうかは、生体物質や対象物質の種類などに応じて任意である。
例えば、生体物質と対象物質とが特異的に相互作用することにより、対象物質とその他の物質との間でリテンションタイム(保持時間)に違いが生じる場合には、このリテンションタイムの違いを利用して、分画精製し、対象物質をその他の物質から分離することができる(アフィニティークロマトグラフィー)。
[IV-4. Separation of target substances]
How the target substance is separated after the contact between the biological material structure of the present invention and the sample liquid is arbitrary depending on the type of the biological substance and the target substance.
For example, if the biological substance and the target substance interact specifically, resulting in a difference in retention time (retention time) between the target substance and other substances, use this difference in retention time. Thus, fractionation and purification can be performed to separate the target substance from other substances (affinity chromatography).

また、相互作用の中でも特に、対象物質が生体物質に特異的な相互作用によって吸着する場合には、生体物質に対象物質を吸着させ、その状態で試料液を生体物質構造体から分離し、その後対象物質を生体物質から遊離させて回収することにより、対象物質をその他の物質から分離することもできる。対象物質を生体物質から遊離させる方法は特に限定されないが、例えば、添加塩、pH、昇温等のほか、生体物質構造体に分離精製対象物よりも吸着力の強い既知の化学物質や、同等もしくは弱い吸着力だとしても高濃度の化学物質を添加することなどによって、対象物質を生体物質構造体から遊離させ、回収することができる。   In addition, in particular, when the target substance is adsorbed by a specific interaction with the biological substance, the target substance is adsorbed on the biological substance, and the sample liquid is separated from the biological substance structure in that state, and then The target substance can be separated from other substances by releasing the target substance from the biological substance and collecting it. The method for releasing the target substance from the biological substance is not particularly limited. For example, in addition to the added salt, pH, temperature rise, etc., the biological substance structure is a known chemical substance having a higher adsorption power than the separation / purification target or equivalent Alternatively, even if the adsorption power is weak, the target substance can be released from the biological material structure and collected by adding a high concentration chemical substance.

これら、分離させた対象物質は、目的に応じて、希釈もしくは濃縮することが可能である。例えば、希釈する場合は目的に応じた溶媒と混合すればよく、濃縮する場合は減圧もしくは加温またはその両方を用いて溶媒を蒸発させたり、限外ろ過フィルタを用いたり、凍結乾燥法を用いて溶媒を完全に取り除いたりするようにすればよい。   These separated target substances can be diluted or concentrated according to the purpose. For example, when diluting, it may be mixed with a solvent according to the purpose. When concentrating, the solvent is evaporated using reduced pressure or warming or both, using an ultrafiltration filter, or using a freeze-drying method. To remove the solvent completely.

また、本発明の生体物質構造体によって分離された対象物質を分析する場合、その方法は限定されないが、一般的には、例えば、液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、質量分析(MS)、赤外分光法、核磁気共鳴法(1H−NMR、13C−NMR、29Si−NMR)、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、ゲル電気泳動、キャピラリー電気泳動、吸光度測定、蛍光測定などが挙げられる。また、分析に際しては、各測定手法を単独で用いても良く、2種以上を任意に組み合わせて行なってもよい。後述する第2実施形態で生体物質に吸着した対象物質の量を測定したり、第4実施形態で測定部21による分画中の対象物質の量の測定を行なったりする場合には、ここで例示した方法を用いる測定機器を用いることが可能である。 In addition, when analyzing a target substance separated by the biological material structure of the present invention, the method is not limited, but generally, for example, liquid chromatography, gas chromatography, mass spectrometry (MS), infrared, Examples include spectroscopy, nuclear magnetic resonance ( 1 H-NMR, 13 C-NMR, 29 Si-NMR), high performance liquid chromatography (HPLC), gel electrophoresis, capillary electrophoresis, absorbance measurement, and fluorescence measurement. In the analysis, each measurement method may be used alone, or two or more kinds may be arbitrarily combined. When measuring the amount of the target substance adsorbed on the biological material in the second embodiment to be described later, or when measuring the amount of the target substance in the fractionation by the measurement unit 21 in the fourth embodiment, A measuring instrument using the exemplified method can be used.

[IV−5.生体物質構造体を用いたアフィニティー分離の利点]
従来技術によるアフィニティー分離では、その分離に用いるアフィニティークロマトグラフィー用担体の表面に生体物質を固定するため、生体物質の導入量は制限されていた(通常、タンパク質の単層吸着は、0.3〜1.0μg/cm2)。したがって、従来は、アフィニティークロマトグラフィー用担体では、生体物質と対象物質とを相互作用させる場合に、単位体積における相互作用可能な対象物質の量が少なかった。
[IV-5. Advantages of affinity separation using biological material structures]
In the affinity separation according to the prior art, since the biological material is immobilized on the surface of the affinity chromatography carrier used for the separation, the introduction amount of the biological material is limited (usually, protein monolayer adsorption is 0.3 to 1.0 μg / cm 2 ). Therefore, conventionally, in the affinity chromatography carrier, when the biological substance and the target substance are allowed to interact, the amount of the target substance that can interact in the unit volume is small.

さらに、従来はそのアフィニティークロマトグラフィー用担体を完全に生体物質で覆うことができなかったため、アフィニティークロマトグラフィー用担体への非特異的な相互作用が生じやすく、分離精製効率が低かった。そのため、精製純度を高めるためには、複数回の精製を必要とし、分離精製に時間と手間がかかっていた。   Furthermore, conventionally, the affinity chromatography carrier could not be completely covered with a biological material, and therefore non-specific interaction with the affinity chromatography carrier was likely to occur, resulting in low separation and purification efficiency. Therefore, in order to increase the purification purity, multiple purifications are required, and separation and purification take time and effort.

これに対して、本発明の生体物質構造体では、生体物質構造体に導入された生体物質の反応性を保つことができる。また、生体物質構造体中の生体物質の比率を高めることにより、生体物質構造体の単位体積における生体物質と特異的に相互作用する対象物質の量を高めることが可能である。さらに、生体物質構造体中に占める生体物質の比率を高めることにより、結合用化合物の比率を低く抑えることが可能であるため、結合用化合物に基づく非特異吸着を抑制することができる。これらにより、従来よりも、非特異吸着が抑制でき、さらに生体物質構造体が特定孔を有することにより、分離精製にかかる所要時間を短縮することが可能となる。   On the other hand, in the biological material structure of the present invention, the reactivity of the biological material introduced into the biological material structure can be maintained. Further, by increasing the ratio of the biological material in the biological material structure, it is possible to increase the amount of the target substance that specifically interacts with the biological material in the unit volume of the biological material structure. Furthermore, since the ratio of the binding compound can be kept low by increasing the ratio of the biological material in the biological material structure, nonspecific adsorption based on the binding compound can be suppressed. As a result, non-specific adsorption can be suppressed as compared with the conventional case, and the biological material structure has specific pores, so that the time required for separation and purification can be shortened.

また、本発明の生体物質構造体は、任意の固相単体の表面に形成することができ、近年盛んに研究が進められているマイクロチップおよびマイクロ流路等への応用が可能である。したがって、広範な用途へ適用しうることも、本発明の生体物質構造体を用いた場合の利点の一つである。   Moreover, the biological material structure of the present invention can be formed on the surface of an arbitrary solid phase, and can be applied to microchips, microchannels, and the like that have been actively studied in recent years. Therefore, the fact that it can be applied to a wide range of uses is one of the advantages of using the biological material structure of the present invention.

[IV−6.実施形態]
以下、生体物質構造体を用いて、試料液から対象物質を分離する実施形態について説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
[IV-6. Embodiment]
Hereinafter, an embodiment in which a target substance is separated from a sample solution using a biological material structure will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

[IV−6−1.第1実施形態]
本実施形態は、液中に、対象物質(分離対象物質)と、その他の物質とが共存する試料液から、対象物質を分離精製するものである。
また、図8は、本実施形態に用いるアフィニティークロマトグラフィー用容器を模式的に示す断面図である。
[IV-6-1. First Embodiment]
In the present embodiment, the target substance is separated and purified from a sample solution in which the target substance (separation target substance) and other substances coexist in the liquid.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the affinity chromatography container used in the present embodiment.

この実施形態においては、図8に示すような、容器本体1内に生体物質構造体2を保持したアフィニティークロマトグラフィー用容器(以下適宜、「アフィニティー用容器」という)3を用いる。ここで、容器本体1の形状に制限は無く、試料液等の流体を収納しうるものであれば任意である。   In this embodiment, as shown in FIG. 8, an affinity chromatography container 3 (hereinafter referred to as “affinity container” as appropriate) 3 holding a biological material structure 2 in a container body 1 is used. Here, there is no restriction | limiting in the shape of the container main body 1, If it can accommodate fluids, such as a sample solution, it is arbitrary.

また、本実施形態のアフィニティー用容器3では、容器本体1の内部表面に生体物質構造体2を固定してあり、これにより、容器本体1の外部に生体物質構造体2が出ないよう、容器本体1内に保持されている。ただし、生体物質構造体2は容器本体1に固定せず、単に容器本体1内に収納するのみであっても構わない。
さらに、本実施形態に用いる生体物質構造体2の生体物質と、精製の対象である対象物質とは、特異的に相互作用することにより、対象物質は生体物質に特異的に吸着できるようになっているものとする。
Further, in the affinity container 3 of the present embodiment, the biological material structure 2 is fixed to the inner surface of the container body 1, thereby preventing the biological material structure 2 from coming out of the container body 1. It is held in the main body 1. However, the biological material structure 2 may be simply housed in the container body 1 without being fixed to the container body 1.
Furthermore, the biological material of the biological material structure 2 used in the present embodiment and the target material to be purified specifically interact, so that the target material can be specifically adsorbed to the biological material. It shall be.

このアフィニティー用容器3を用いて試料液から対象物質を分離する場合、まず、アフィニティー容器3内に試料液を注入する。これにより、生体物質構造体2が試料液と接触し、生体物質に対象物質が吸着する。
次に、試料液と生体物質構造体2とを分離すべく、試料液をアフィニティー用容器3の外へ排出する。これにより、試料液内に含まれていた対象物質以外の成分は排出される。一方、対象物質は生体物質構造体2の生体物質に吸着することにより、アフィニティー用容器3内に保持される。
そして、例えば対象物質と生体物質との相互作用を弱めうる所定のpHに調整した回収用溶液をアフィニティー用容器3に注入することなどにより対象物質を生体物質構造体2から遊離させ、遊離した対象物質を上記の回収用溶液と共に回収する。
When the target substance is separated from the sample liquid using the affinity container 3, first, the sample liquid is injected into the affinity container 3. Thereby, the biological material structure 2 comes into contact with the sample liquid, and the target substance is adsorbed on the biological material.
Next, the sample liquid is discharged out of the affinity container 3 in order to separate the sample liquid and the biological material structure 2. Thereby, components other than the target substance contained in the sample solution are discharged. On the other hand, the target substance is held in the affinity container 3 by adsorbing to the biological substance of the biological substance structure 2.
Then, the target substance is released from the biological material structure 2 by, for example, injecting into the affinity container 3 a recovery solution adjusted to a predetermined pH that can weaken the interaction between the target substance and the biological substance. The material is recovered with the recovery solution described above.

以上のようにすれば、試料液中の対象物質を分離精製することができる。また、この際、生体物質として対象物質と特異的に相互作用するものを用いており、しかも、本発明の生体物質構造体は活性を保った生体物質を非常に多量に含有するものであるために、非特異的吸着を抑制して、高効率な分離精製を容易に行なうことが可能である。   As described above, the target substance in the sample solution can be separated and purified. In this case, a biological substance that specifically interacts with the target substance is used, and the biological substance structure of the present invention contains a very large amount of the biological substance that maintains its activity. Furthermore, non-specific adsorption can be suppressed and high-efficiency separation and purification can be easily performed.

さらに、これを利用して、ある所定の相互作用を上記の生体物質との間に生じさせる作用物質が不明である場合に、どのような物質が上記生体物資と相互作用するかをスクリーニングする場合にも、本実施形態の技術を適用することができる。即ち、例えば、上記実施形態において、何らかの相互作用を生じせしめる物質を含有した試料液を用いるようにすれば、試料液中の他の物質とは分離精製して得られた物質(対象物質)は上記の相互作用を生じさせる作用物質であるから、上記のスクリーニングを適切に行なうことができる。
なお、本実施形態の構成において生体物質構造体2を容器本体1に固定していない場合には、試料液の排出前に遠心分離機を用いて生体物質構造体2を集めておくと、作業効率や回収効率が向上するため、好ましい。
In addition, when it is unclear which substance causes a given interaction with the biological substance using this, it is screened what kind of substance interacts with the biological substance. Also, the technique of the present embodiment can be applied. That is, for example, in the above embodiment, if a sample liquid containing a substance that causes some interaction is used, the substance (target substance) obtained by separating and purifying from other substances in the sample liquid is Since it is an agent that causes the above interaction, the above screening can be appropriately performed.
If the biological material structure 2 is not fixed to the container body 1 in the configuration of the present embodiment, the biological material structure 2 is collected by using a centrifuge before discharging the sample liquid. It is preferable because efficiency and recovery efficiency are improved.

[IV−6−2.第2実施形態]
本実施形態は、液中に対象物質(解析対象物質)を含有する試料液において、その対象物質を分離精製することにより、対象物質の解析を行なうものである。
なお、本実施形態も第1実施形態と同様に図8を用いて説明するが、本実施形態において、第1実施形態と同様の部位は、同様の符号を用いて示す。
[IV-6-2. Second Embodiment]
In the present embodiment, the target substance is analyzed by separating and purifying the target substance in a sample solution containing the target substance (analysis target substance) in the liquid.
In addition, although this embodiment is demonstrated using FIG. 8 similarly to 1st Embodiment, in this embodiment, the site | part similar to 1st Embodiment is shown using the same code | symbol.

この実施形態において用いるアフィニティー用容器3は、生体物質構造体2が有する生体物質として、ある特定の構造(分子構造)を有する物質(作用物質)と特異的に相互作用することにより、当該物質を特異的に吸着させるものを用いているものとする。
また、これ以外の構成は、第1実施形態と同様である。
The affinity container 3 used in this embodiment specifically interacts with a substance (active substance) having a specific structure (molecular structure) as a biological substance that the biological substance structure 2 has, thereby allowing the substance to be used. The one that is specifically adsorbed is used.
Other configurations are the same as those in the first embodiment.

このアフィニティー用容器3を用いて試料液中の対象物質の解析を行なう場合、第1実施形態と同様に、アフィニティー容器3内に試料液を注入して生体物質構造体と試料液とを接触させ、次いで、生体物質構造体2と試料液とを分離すべく試料液をアフィニティー用容器3の外へ排出する。これにより、対象物質が、生体物質と特異的に相互作用しうる特定の構造を有している場合には、対象物質は生体物質構造体2の生体物質に吸着されることにより、アフィニティー用容器3内に保持される。また、逆に、対象物質が上記の特定の構造を有していない場合には、対象物質は試料液とともにアフィニティー容器3の外部に排出される。   When analyzing the target substance in the sample liquid using the affinity container 3, the sample liquid is injected into the affinity container 3 to bring the biological material structure into contact with the sample liquid, as in the first embodiment. Subsequently, the sample liquid is discharged out of the affinity container 3 in order to separate the biological material structure 2 and the sample liquid. Thereby, when the target substance has a specific structure capable of specifically interacting with the biological substance, the target substance is adsorbed to the biological substance of the biological substance structure 2, whereby the affinity container 3 is held. Conversely, if the target substance does not have the specific structure, the target substance is discharged out of the affinity container 3 together with the sample solution.

したがって、生体物質に対象物質が吸着しているか否か、即ち、アフィニティー用容器3内に対象物質が残留しているか否かを調べることにより、対象物質が上記の特定の構造を有しているか否かが判明する。
上記の生体物質に対象物質が吸着しているか否かという点を調べるには、具体的には、生体物質に吸着している対象物質の量を測定すればよい。例えば、第1実施形態と同様に、対象物質と生体物質との相互作用を弱めうる所定のpHに調製した回収用溶液をアフィニティー用容器3に注入することなどにより対象物質を生体物質構造体2から遊離させ、その回収用溶液を回収し、回収した回収用溶液中に含まれる対象物質の量を上述した測定法等により測定すればよい。
Therefore, whether or not the target substance has the specific structure described above by checking whether or not the target substance is adsorbed on the biological substance, that is, whether or not the target substance remains in the affinity container 3. It turns out whether or not.
In order to examine whether or not the target substance is adsorbed on the biological substance, specifically, the amount of the target substance adsorbed on the biological substance may be measured. For example, as in the first embodiment, the target substance is introduced into the biological material structure 2 by injecting into the affinity container 3 a recovery solution adjusted to a predetermined pH that can weaken the interaction between the target substance and the biological substance. The recovery solution may be recovered, and the amount of the target substance contained in the recovered recovery solution may be measured by the above-described measurement method or the like.

以上のようにすれば、試料液中の対象物質が、少なくとも生体物質に対応した特定の構造を有しているか否か、という解析を行なうことが可能である。
さらに、これを利用して、生体物質と相互作用をするために作用物質が有しているべき分子構造を調べる場合にも、本実施形態の技術を適用することができる。即ち、例えば、生体物質と相互作用することにより、ある一群の物質(対象物質)が他の物質から分離された場合には、当該一群の物質が共通の分子構造を有していれば、その分子構造が生体物質との相互作用をするために作用物質が有しているべき分子構造であると推測することができる。
In this way, it is possible to analyze whether or not the target substance in the sample solution has at least a specific structure corresponding to the biological substance.
Furthermore, the technique of the present embodiment can also be applied when examining the molecular structure that an active substance should have in order to interact with a biological substance by utilizing this. That is, for example, when a group of substances (target substances) is separated from other substances by interacting with a biological substance, if the group of substances have a common molecular structure, It can be assumed that the molecular structure is the molecular structure that the active substance should have in order to interact with the biological substance.

また、本発明の生体物質構造体は、第1実施形態と同様に、非特異的吸着を抑制して高効率な分離精製を容易に行なうことが可能なものであるために、対象物質の解析を正確に且つ高感度に行なうことが可能である。
なお、本実施形態は、第1実施形態と同様に変形することも可能である。
Moreover, since the biological material structure of the present invention can easily perform highly efficient separation and purification by suppressing non-specific adsorption as in the first embodiment, analysis of the target substance is possible. Can be performed accurately and with high sensitivity.
The present embodiment can be modified in the same manner as the first embodiment.

[IV−6−3.第3実施形態]
本実施形態は、液中に、対象物質(精製対象物質)と、その他の物質とが共存する試料液から、対象物質を分離精製するものである。
また、図9は、本実施形態に用いるアフィニティークロマトグラフィー装置の概要を模式的に示す図である。
[IV-6-3. Third Embodiment]
In the present embodiment, the target substance is separated and purified from a sample solution in which the target substance (substance to be purified) and other substances coexist in the liquid.
FIG. 9 is a diagram schematically showing the outline of the affinity chromatography apparatus used in the present embodiment.

この実施形態においては、図9に示すようなアフィニティークロマトグラフィー装置(以下適宜、「アフィニティークロマト装置」という)10を用いる。このアフィニティークロマト装置10は、タンク11と、ポンプ12と、オートインジェクタ13と、生体物質担持体であるアフィニティー分離用チップ14と、流路切替弁15と、回収瓶16,17と、制御部18とを備えている。   In this embodiment, an affinity chromatography apparatus (hereinafter referred to as “affinity chromatography apparatus”) 10 as shown in FIG. 9 is used. The affinity chromatography apparatus 10 includes a tank 11, a pump 12, an auto-injector 13, an affinity separation chip 14 that is a biological material carrier, a flow path switching valve 15, recovery bottles 16 and 17, and a control unit 18. And has.

タンク11は、移動相となるキャリア液を貯蔵してあるものである。
また、ポンプ12は、制御部18の制御にしたがって、タンク11に貯蔵されたキャリア液を所定の流速で流すためのものである。
さらに、オートインジェクタ13は、制御部18の制御にしたがって、試料液をキャリア液の流れに注入するものである。
したがって、タンク11に貯蔵されたキャリア液は、ポンプ12によってオートインジェクタ13を経てアフィニティー分離用チップ14へと所定の速度で供給され、また、このキャリア液には、オートインジェクタ13によって試料液が注入されるようになっている。よって、タンク11、ポンプ12及びオートインジェクタ13によって、試料液をアフィニティー分離用チップ14の流路14Bに流通させる試料液供給部19が構成されていることになる。
The tank 11 stores a carrier liquid serving as a mobile phase.
The pump 12 is for flowing the carrier liquid stored in the tank 11 at a predetermined flow rate in accordance with the control of the control unit 18.
Further, the autoinjector 13 injects the sample liquid into the carrier liquid flow under the control of the control unit 18.
Accordingly, the carrier liquid stored in the tank 11 is supplied to the affinity separation chip 14 through the autoinjector 13 by the pump 12 at a predetermined speed, and the sample liquid is injected into the carrier liquid by the autoinjector 13. It has come to be. Accordingly, the tank 11, the pump 12, and the autoinjector 13 constitute a sample liquid supply unit 19 that distributes the sample liquid to the flow path 14B of the affinity separation chip 14.

また、アフィニティー分離用チップ14は、基板14Aに流路14Bが形成されたものであり、この流路14Bには、生体物質構造体(図示省略)が充填されている。ここで、本実施形態で用いる生体物質構造体の生体物質と、精製の対象である対象物質とは、特異的に相互作用することにより、流路14Bを流通する対象物質のリテンションタイムを変化するようになっているものとする。なお、流路14Bの下流端部には生体物質構造体の流出を防止するためのフィルタ(図示省略)が形成されていて、これにより、生体物質構造体は流路14B内に確実に保持されるようになっている。   Further, the affinity separation chip 14 has a channel 14B formed on a substrate 14A, and the channel 14B is filled with a biological material structure (not shown). Here, the biological material of the biological material structure used in the present embodiment and the target substance to be purified change the retention time of the target substance flowing through the flow path 14B by specifically interacting. It is assumed that Note that a filter (not shown) for preventing the biological material structure from flowing out is formed at the downstream end of the flow path 14B, whereby the biological material structure is securely held in the flow path 14B. It has become so.

したがって、供給されたキャリア液(試料液を注入されたものを含む)は、生体物質構造体が充填された流路14Bを流通するようになっている。また、この流路14Bから溶出したキャリア液(以下適宜、流路14Bから流出する液体は「溶出液」という)は、下流の流路切替弁15へと送られるようになっている。   Therefore, the supplied carrier liquid (including the liquid into which the sample liquid has been injected) flows through the flow path 14B filled with the biological material structure. Further, the carrier liquid eluted from the flow path 14B (hereinafter, the liquid flowing out from the flow path 14B is referred to as “eluent” as appropriate) is sent to the downstream flow path switching valve 15.

ところで、本実施形態では、アフィニティー分離用チップ14はアフィニティークロマト装置10に対して着脱可能になっているものとする。具体的には、アフィニティークロマト装置10がアフィニティー分離用チップ14を装着するチップ装着部14Cを備えていて、使用時にはチップ装着部14Cにアフィニティー分離用チップ14を装着して、分離を行なうようになっている。   By the way, in this embodiment, the affinity separation chip 14 is assumed to be detachable from the affinity chromatography apparatus 10. Specifically, the affinity chromatography apparatus 10 includes a chip mounting portion 14C for mounting the affinity separation chip 14, and when used, the affinity separation chip 14 is mounted on the chip mounting portion 14C for separation. ing.

流路切替弁15は、制御部18の制御にしたがって流路を切り替えて、アフィニティー分離用チップ14から送られてきた溶出液を、回収瓶16及び回収瓶17のいずれに回収させるか切り替えるものである。したがって、アフィニティー分離用チップ14の流路14Bからの溶出液は、流路切替弁15により分画されて、回収瓶16,17のいずれかに回収されるようになっている。
また、本実施形態では、対象物質を含むキャリア液は回収瓶16に回収し、含まないキャリア液は回収瓶17に回収されるようになっているものとする。
The flow path switching valve 15 switches the flow path according to the control of the control unit 18 and switches the recovery bottle 16 or the recovery bottle 17 to recover the eluate sent from the affinity separation chip 14. is there. Therefore, the eluate from the flow path 14B of the affinity separation chip 14 is fractionated by the flow path switching valve 15 and recovered in one of the recovery bottles 16 and 17.
In the present embodiment, it is assumed that the carrier liquid containing the target substance is collected in the collection bottle 16 and the carrier liquid not containing is collected in the collection bottle 17.

また、制御部18は、ポンプ12、オートインジェクタ13及び流路切替弁15の制御を行なうものであり、本実施形態においては、コンピュータに制御用のプログラムを読み込ませて構成されている。
さらに、この制御部18には、本実施形態で用いた生体物質構造体が有する生体物質と対象物質との相互作用によるリテンションタイムの情報が記録されていて、この情報に基づいて、オートインジェクタ13から試料液を注入した後の、供給したキャリア液の量や、経過した時間などに応じて、流路切替弁15の切替時機を制御するようになっている。
なお、図9において、制御部18による制御は、一点鎖線の矢印で示す。
The control unit 18 controls the pump 12, the auto injector 13, and the flow path switching valve 15. In the present embodiment, the control unit 18 is configured by causing a computer to read a control program.
Further, the control unit 18 stores information on the retention time due to the interaction between the target substance and the biological substance included in the biological substance structure used in the present embodiment. Based on this information, the auto injector 13 is recorded. The switching timing of the flow path switching valve 15 is controlled in accordance with the amount of the supplied carrier liquid after the sample liquid is injected from, and the elapsed time.
In FIG. 9, the control by the control unit 18 is indicated by a one-dot chain line arrow.

このアフィニティークロマト装置10を用いて試料液から対象物質を分離する場合、まず、チップ装着部14Cにアフィニティー分離用チップ14を装着し、そして、制御部18がポンプ12を稼動させる。ただし、流路切替弁15は、当初は溶出液を回収瓶17に回収するように切り替えてあるものとする。この場合、タンク11内のキャリア液は下流に向けて流れ出し、オートインジェクタ13、アフィニティー分離用チップ14の流路14B、及び、流路切替弁15を通り、回収瓶17に回収される。
その後、制御部18は、オートインジェクタ13を制御して、オートインジェクタ13に試料液をキャリア液中に注入させる。また、制御部18は、注入と同時に時間のカウントを開始する。
When the target substance is separated from the sample solution using the affinity chromatography apparatus 10, first, the affinity separation chip 14 is mounted on the chip mounting section 14 </ b> C, and the control section 18 operates the pump 12. However, the flow path switching valve 15 is initially switched to collect the eluate in the collection bottle 17. In this case, the carrier liquid in the tank 11 flows out downstream, passes through the auto injector 13, the flow path 14 </ b> B of the affinity separation chip 14, and the flow path switching valve 15, and is recovered in the recovery bottle 17.
Thereafter, the control unit 18 controls the autoinjector 13 to cause the autoinjector 13 to inject the sample liquid into the carrier liquid. Further, the control unit 18 starts counting time simultaneously with the injection.

注入された試料液は、流路14Bに流入し、流路14Bを流通する。この際、試料液は、流路14B内の生体物質構造体と接触し、生体物質と対象物質とが相互作用して、対象物質の流通速度が低下する。したがって、試料液中の対象物質以外の成分はキャリア液と共にそのまま流路14Bを流通するが、対象物質は相互作用によるリテンションタイムの変化分だけ遅れて流路14Bから流出する。このため、流路14Bから流出する溶出液のうち、対象物質以外の成分が流路切替弁15を通過する時刻よりも後の、対象物質のリテンションタイムに対応した分画には、キャリア液と、対象物質とが含まれ、分離の対象としないその他の成分は含まれない。   The injected sample liquid flows into the flow path 14B and flows through the flow path 14B. At this time, the sample liquid comes into contact with the biological material structure in the flow path 14B, the biological material and the target substance interact, and the flow rate of the target substance decreases. Therefore, components other than the target substance in the sample liquid flow through the flow path 14B together with the carrier liquid, but the target substance flows out of the flow path 14B with a delay corresponding to the change in the retention time due to the interaction. For this reason, the fraction corresponding to the retention time of the target substance after the time when components other than the target substance pass through the flow path switching valve 15 in the eluate flowing out of the flow path 14B includes the carrier liquid and , And other substances that are not targeted for separation are included.

そこで、制御部18は、カウントしている時間によって、対象物質以外の成分が流路切替弁15を通過する時刻よりも上記の相互作用によるリテンションタイムの変化分だけ後に、流路切替弁15を切り替えて対象物質を含有する分画を回収瓶16に回収するようにする。   Therefore, the control unit 18 sets the flow path switching valve 15 after the amount of change in the retention time due to the above interaction from the time when the components other than the target substance pass through the flow path switching valve 15 depending on the counting time. By switching, the fraction containing the target substance is collected in the collection bottle 16.

その後、連続して分離精製を行なう場合には、制御部18は、対象物質を含有しない溶出液の分画を回収瓶17に回収させるように流路切替弁15を再度切り替え、上記と同様の操作を行なう。また、分離精製を停止する場合には、制御部18はポンプ12を停止させ、キャリア液の供給を止める。   Thereafter, when performing separation and purification continuously, the control unit 18 switches the flow path switching valve 15 again so that the fraction of the eluate not containing the target substance is collected in the collection bottle 17, and the same as described above. Perform the operation. When the separation / purification is stopped, the control unit 18 stops the pump 12 and stops the supply of the carrier liquid.

以上のようにすれば、試料液中の対象物質を分離精製することができる。また、この際、生体物質として対象物質と特異的に相互作用するものを用いており、しかも、本発明の生体物質構造体は活性を保った生体物質を非常に多量に含有するものであるために、非特異的相互作用を抑制して、高効率な分離精製を容易に行なうことが可能である。   As described above, the target substance in the sample solution can be separated and purified. In this case, a biological substance that specifically interacts with the target substance is used, and the biological substance structure of the present invention contains a very large amount of the biological substance that maintains its activity. Furthermore, it is possible to easily perform highly efficient separation and purification by suppressing non-specific interaction.

さらに、これを利用して、第1実施形態と同様に、ある所定の相互作用を上記の生体物質との間に生じさせる作用物質が不明である場合に、どのような物質が上記生体物質と相互作用するかをスクリーニングすることもできる。
なお、本実施形態の構成においても、第1実施形態のようにアフィニティー分離用チップ14に生体物質構造体を固定するようにしてもよい。
Furthermore, using this, as in the first embodiment, when an active substance that causes a predetermined interaction between the biological substance and the biological substance is unknown, what kind of substance is It can also be screened for interaction.
In the configuration of this embodiment, the biological material structure may be fixed to the affinity separation chip 14 as in the first embodiment.

また、上記のアフィニティークロマト装置10においては、アフィニティー分離用チップ14をアフィニティークロマト装置10に対して着脱可能に構成したが、適宜、アフィニティー分離用チップ14をアフィニティークロマト装置10と一体に組み込んで構成するようにしてもよい。   In the affinity chromatography apparatus 10, the affinity separation chip 14 is configured to be detachable from the affinity chromatography apparatus 10. However, the affinity separation chip 14 is appropriately integrated with the affinity chromatography apparatus 10. You may do it.

[IV−6−4.第4実施形態]
本実施形態は、液中に対象物質(解析対象物質)を含有する試料液において、その対象物質を分離精製することにより、対象物質の解析を行なうものである。
また、図10は、本実施形態に用いるアフィニティークロマトグラフィー装置の概要を模式的に示す図である。ただし、図10において、図9と同様の部位は、図9と同様の符号で示す。
[IV-6-4. Fourth Embodiment]
In the present embodiment, the target substance is analyzed by separating and purifying the target substance in a sample solution containing the target substance (analysis target substance) in the liquid.
FIG. 10 is a diagram schematically showing the outline of the affinity chromatography apparatus used in the present embodiment. However, in FIG. 10, the same parts as in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals as in FIG.

この実施形態においては、図10に示すようなアフィニティークロマト装置20を用いる。このアフィニティークロマト装置20は、タンク11と、ポンプ12と、オートインジェクタ13と、アフィニティー分離用チップ14と、制御部18と、測定部21とを備えている。   In this embodiment, an affinity chromatography apparatus 20 as shown in FIG. 10 is used. The affinity chromatography apparatus 20 includes a tank 11, a pump 12, an autoinjector 13, an affinity separation chip 14, a control unit 18, and a measurement unit 21.

試料液供給部19、即ち、タンク11、ポンプ12及びオートインジェクタ13は、それぞれ第3実施形態と同様である。
また、アフィニティー分離用チップ14は、生体物質構造体が有する生体物質として、ある特定の構造(分子構造)を有する物質(作用物質)と特異的に相互作用することにより、流路14Bを流通する対象物質のリテンションタイムを変化させるものを用いている以外は、第3実施形態と同様である。
さらに、制御部18は、本実施形態のアフィニティークロマト装置20が切替弁を有していないために、切替弁の制御を行なわない以外は、第3実施形態と同様である。
The sample liquid supply unit 19, that is, the tank 11, the pump 12, and the auto injector 13 are the same as those in the third embodiment.
Further, the affinity separation chip 14 circulates in the flow path 14B by specifically interacting with a substance (active substance) having a specific structure (molecular structure) as a biological substance of the biological substance structure. The third embodiment is the same as the third embodiment except that a material that changes the retention time of the target substance is used.
Further, the control unit 18 is the same as the third embodiment except that the control valve 18 is not controlled because the affinity chromatography apparatus 20 of the present embodiment does not have the switching valve.

さらに、アフィニティークロマト装置20は、アフィニティー分離用チップ14の下流に、流路14Bからの溶出液の分画中の対象物質の量を測定する測定部21を備えている。具体的には、この測定部21は、溶出液中の対象物質の量を時間を追って測定することにより、各時刻において測定部21へ流入する溶出液をそれぞれ分画として、各分画に含まれる対象物質の量を測定するようになっている。なお、測定部21の具体例としては、上述したものと同様のものが挙げられる。   Furthermore, the affinity chromatography device 20 includes a measurement unit 21 that measures the amount of the target substance in the fraction of the eluate from the flow path 14B downstream of the affinity separation chip 14. Specifically, the measurement unit 21 measures the amount of the target substance in the eluate over time, so that the eluate flowing into the measurement unit 21 at each time is included in each fraction as a fraction. The amount of the target substance is measured. In addition, as a specific example of the measurement part 21, the thing similar to what was mentioned above is mentioned.

このアフィニティークロマト装置20を用いて試料液中の対象物質の解析を行なう場合、第3実施形態と同様に、チップ装着部14Cにアフィニティー分離用チップ14を装着し、そして、制御部18がポンプ12を稼動させてタンク11内のキャリア液を流れさせる。この際、測定部21も、溶出液中の対象物質の測定を始める。
その後、制御部18は、第3実施形態と同様、オートインジェクタ13に試料液をキャリア液中へ注入させる。注入された試料液は、キャリア液と共に流路14Bに流入し、流路14Bを流通する。この際、試料液は、流路14B内の生体物質構造体と接触する。
そして、流路14Bから流出する溶出液は、測定部21に流入する。そして、測定部21において、溶出液の各時刻の分画に含まれる対象物質の量が測定される。
When the target substance in the sample solution is analyzed using the affinity chromatography apparatus 20, the affinity separation chip 14 is mounted on the chip mounting section 14C, and the control section 18 is connected to the pump 12 as in the third embodiment. Is operated to cause the carrier liquid in the tank 11 to flow. At this time, the measurement unit 21 also starts measuring the target substance in the eluate.
Thereafter, the controller 18 causes the autoinjector 13 to inject the sample liquid into the carrier liquid, as in the third embodiment. The injected sample liquid flows into the flow path 14B together with the carrier liquid and flows through the flow path 14B. At this time, the sample solution comes into contact with the biological material structure in the flow path 14B.
Then, the eluate flowing out from the flow path 14B flows into the measurement unit 21. And in the measurement part 21, the quantity of the target substance contained in the fraction of each time of an eluate is measured.

ここで、生体物質構造体と試料液とが接触した場合、対象物質が上記の特定の構造を有していれば、流路14B内において対象物質のリテンションタイムは変化し、これに伴い、流路14Bから対象物質が流出する時刻は遅れることになる。一方、対象物質が上記の特定の構造を有していなければ、対象物質のリテンションタイムは変化しない。   Here, when the biological material structure and the sample liquid are in contact with each other, if the target substance has the specific structure described above, the retention time of the target substance changes in the flow path 14B. The time when the target substance flows out from the path 14B is delayed. On the other hand, if the target substance does not have the specific structure, the retention time of the target substance does not change.

したがって、溶出液の分画のうち、どの分画で対象物質がどれだけの量だけ検出されたかによって、対象物質が特定の構造を有しているか否か、及び、その量がどれだけあるかを解析することができる。
即ち、リテンションタイムに変化が生じない場合に観測されるべき時刻の分画において対象物質が測定されれば、対象物質は上記の特定の構造を有していないものと判定することができる。
Therefore, depending on which fraction of the eluate fraction the target substance was detected, whether or not the target substance has a specific structure and how much is there. Can be analyzed.
That is, if the target substance is measured in the fraction of the time to be observed when the retention time does not change, it can be determined that the target substance does not have the specific structure.

また、リテンションタイムに変化が生じない場合に観測されるべき時刻よりも後の分画において対象物質が測定されれば、対象物質は上記の特定の構造を有しているものと判定することができる。さらに、リテンションタイムの変化がどれだけ大きかったか(即ち、どれだけ後になって測定されたか)を測定することにより、上記の相互作用の大きさを感知し、対象物質が有する上記の特定の構造の数も解析可能である。これに加えて、対象物質が2以上の種類のものを含む場合、分画毎に含まれる対象物質の量を測定すれば、どの対象物質がどれだけの特定の構造を有しているかを判定することも可能となる。   In addition, if the target substance is measured in a fraction after the time that should be observed when the retention time does not change, it can be determined that the target substance has the specific structure described above. it can. Further, by measuring how much the change in the retention time was (ie, how long it was measured later), the magnitude of the interaction is sensed, and the specific structure of the target substance is detected. Numbers can also be analyzed. In addition, if the target substance contains two or more types of substances, the amount of the target substance contained in each fraction can be measured to determine which target substance has how much specific structure. It is also possible to do.

以上のように、本実施形態のアフィニティークロマト装置20によれば、試料液中の対象物質が、生体物質に対応した特定の構造を有しているか否か、という解析を行なうことが可能である。また、本発明の生体物質構造体は、第3実施形態と同様に、非特異的相互作用を抑制して高効率な分離精製を容易に行なうことが可能なものであるために、対象物質の解析を正確に且つ高感度に行なうことが可能である。
さらに、これを利用して、第2実施形態と同様に、生体物質と相互作用をするために作用物質が有しているべき分子構造を調べることも可能である。
As described above, according to the affinity chromatography device 20 of the present embodiment, it is possible to analyze whether or not the target substance in the sample solution has a specific structure corresponding to the biological substance. . Moreover, since the biological material structure of the present invention is capable of easily performing highly efficient separation and purification by suppressing non-specific interactions, as in the third embodiment, Analysis can be performed accurately and with high sensitivity.
Furthermore, using this, as in the second embodiment, it is also possible to investigate the molecular structure that the active substance should have in order to interact with the biological substance.

また、上記の測定部21の測定結果を、上記の解析を行なう解析部に出力し、当該解析部において対象物質の解析を行なわせることも可能である。例えば、測定部21から出力された測定結果を解析部が読み込み、解析部が、上述したような、リテンションタイムに変化が生じない場合に観測されるべき時刻の分画において対象物質が測定されたか否かによって対象物質が特定の構造を有しているか否か判定するように構成することが可能である。ただし、この場合、解析部には生体物質構造体の種類、それに対応した特定の構造、並びに判定に用いるリテンションタイムの情報などを記憶した記憶部を設けることが好ましい。なお、解析部は、ハードウェアとしては、例えば、コンピュータに当該コンピュータを解析部として機能させるプログラムを読み込ませることなどによって構成することができる。
なお、本実施形態は、第3実施形態と同様に変形することも可能である。
It is also possible to output the measurement result of the measurement unit 21 to the analysis unit that performs the analysis, and cause the analysis unit to analyze the target substance. For example, the analysis unit reads the measurement result output from the measurement unit 21, and the analysis unit has measured the target substance in the fraction of time to be observed when the retention time does not change as described above. It can be configured to determine whether or not the target substance has a specific structure depending on whether or not. However, in this case, it is preferable that the analysis unit is provided with a storage unit that stores the type of biological material structure, a specific structure corresponding to the structure, and retention time information used for determination. Note that the analysis unit can be configured as hardware, for example, by causing a computer to read a program that causes the computer to function as the analysis unit.
Note that this embodiment can be modified in the same manner as the third embodiment.

以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and may be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist of the present invention. Can do.

[実施例1:アルブミンを用いた生体物質構造体]
(1)結合用化合物(ポリマーA)の合成
モノマーであるN−アクリロイルモルホリン(NAM、KOHJIN社製)2.82重量部及びN−アクリロイルオキシスクシンイミド(ACROS ORGANICS社製 N−ACRYLOXYSUCCINIMIDE(NAS))0.84重量部と、溶媒である脱水ジオキサン(和光純薬工業株式会社製)20.87重量部とをよく混合し、50mLの四つ口フラスコにそそぎ入れ、室温で30分間窒素にて脱気を行ない、モノマー溶液を調製した。
[Example 1: Biological material structure using albumin]
(1) Synthesis of Compound for Binding (Polymer A) N-acryloylmorpholine (NAM, manufactured by KOHJIN) as a monomer 2.82 parts by weight and N-acryloyloxysuccinimide (N-ACRYLOXYSUCCINIMIDE (NAS)) 0 .84 parts by weight and 20.87 parts by weight of dehydrated dioxane (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a solvent are mixed well, poured into a 50 mL four-necked flask, and deaerated with nitrogen at room temperature for 30 minutes. To prepare a monomer solution.

このモノマー溶液をオイルバスにて70℃に昇温し、重合開始剤アゾビスイソブチロニトリル(AIBN、キシダ化学株式会社製)0.0124重量部を脱水ジオキサン0.50重量部に溶かした溶液を入れることにより、重合を開始した。重合は窒素雰囲気下、8時間行なった。
重合後、ポリマーが生成した溶液は、0.5Lのエタノール(純正化学株式会社製)に滴下することにより再沈殿させた後、溶媒を除去することにより粉末化し、結合用化合物ポリマーAを得た。
This monomer solution was heated to 70 ° C. in an oil bath, and a solution in which 0.0124 parts by weight of a polymerization initiator azobisisobutyronitrile (AIBN, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was dissolved in 0.50 parts by weight of dehydrated dioxane. The polymerization was started by adding. The polymerization was carried out for 8 hours under a nitrogen atmosphere.
After the polymerization, the polymer-generated solution was reprecipitated by adding dropwise to 0.5 L of ethanol (manufactured by Junsei Co., Ltd.), and then pulverized by removing the solvent to obtain a binding compound polymer A. .

得られたポリマーAについて、標準ポリスチレンで校正されたSEC(Size Exclusion Chromatography)測定を行なった結果、ポリマーAの重量平均分子量(Mw)が約59500と見積もられた。
また、得られたポリマーAに含まれるNASとNAMとのモル比(NAS/NAM)は、1H−NMR測定からNAS/NAM=23/77と見積もられた。
The obtained polymer A was subjected to SEC (Size Exclusion Chromatography) measurement calibrated with standard polystyrene. As a result, the weight average molecular weight (Mw) of the polymer A was estimated to be about 59,500.
The molar ratio (NAS / NAM) between NAS and NAM contained in the obtained polymer A was estimated to be NAS / NAM = 23/77 from 1 H-NMR measurement.

(2)金チップ表面への生体物質構造体の形成
(2−1)金チップの表面処理
大きさが縦2.5cm×横2.5cm×厚さ1.2mmの平板状樹脂製の基体表面に厚さ約80nmで金を蒸着したチップを、10mMの16−メルカプトヘキサデカン酸(16−MELCAPTOHEXADEANOIC ACID:ALDRICH社製)エタノール溶液に浸漬させ、室温で12時間反応させ、表面処理を行なった。反応終了後、金チップをエタノールで洗浄した。この表面処理は、金−硫黄結合を介して金チップの表面にカルボキシル基を導入するための処理である。
(2) Formation of a biological material structure on the surface of a gold chip (2-1) Surface treatment of a gold chip A substrate surface made of a flat resin having a size of 2.5 cm long × 2.5 cm wide × 1.2 mm thick A chip on which gold was deposited at a thickness of about 80 nm was immersed in a 10 mM ethanol solution of 16-mercaptohexadecanoic acid (16-MERCAPTOCHEXADENOIC ACID: ALDRICH) and reacted at room temperature for 12 hours for surface treatment. After completion of the reaction, the gold chip was washed with ethanol. This surface treatment is a treatment for introducing a carboxyl group into the surface of the gold chip via a gold-sulfur bond.

次に、0.1MのN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS、和光純薬工業社製)水溶液1mLと0.4Mの1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミド塩酸塩(EDC、同仁化学研究所製)水溶液1mLとを混合し、さらに脱塩水18gで希釈した溶液に、上記のカルボキシル基を導入した基板(金チップ)を浸漬させ、15分間反応させた。これは、基板表面に、基板と生体物質構造体とを結合させることができるスクシンイミド基を導入するためである。   Next, 1 mL of an aqueous solution of 0.1 M N-hydroxysuccinimide (NHS, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and 0.4 M 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide hydrochloride (EDC, Dojindo) The substrate (gold chip) into which the carboxyl group was introduced was immersed in a solution mixed with 1 mL of an aqueous solution and further diluted with 18 g of demineralized water, and reacted for 15 minutes. This is because a succinimide group capable of bonding the substrate and the biological material structure is introduced to the substrate surface.

(2−2)生体物質構造体の形成
次に47.4mg/mLのアルブミン(SIGMA社製)および47.6mg/mLのポリエチレングリコール600(和光純薬工業株式会社製;以下適宜「PEG」という)を含む水溶液(炭酸バッファー110mM、pH9.4)とポリマーAとを重量混合比10:1(生体物質:結合用化合物)で混合した混合物を、金チップの表面に5μLスポッティングした。これを室温にて乾燥した後、未反応の活性エステル基をブロッキングする目的で、1Mのエタノールアミン−HCl水溶液(pH8.5)3mLに30分間浸漬した。これにより、金チップの表面にアルブミンとポリマーAとポリエチレングリコール600とをそれぞれ生体物質及び結合用化合物及び非結合物質とする生体物質構造体が形成された。
その後、金チップを、ポリエチレングリコールを除去する目的で脱塩水を用いてよく洗浄し、室温で乾燥して、表面に生体物質構造体を担持した生体物質構造体金チップを得た。
(2-2) Formation of biological material structure Next, 47.4 mg / mL albumin (manufactured by SIGMA) and 47.6 mg / mL polyethylene glycol 600 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .; hereinafter referred to as “PEG” as appropriate) ) And an aqueous solution (carbonate buffer 110 mM, pH 9.4) and polymer A mixed at a weight mixing ratio of 10: 1 (biological substance: binding compound) were spotted on the surface of a gold chip by 5 μL. After drying this at room temperature, it was immersed in 3 mL of 1M ethanolamine-HCl aqueous solution (pH 8.5) for 30 minutes for the purpose of blocking unreacted active ester groups. As a result, a biological material structure including albumin, polymer A, and polyethylene glycol 600 as the biological material, the binding compound, and the non-binding material was formed on the surface of the gold chip.
Thereafter, the gold chip was thoroughly washed with demineralized water for the purpose of removing polyethylene glycol, and dried at room temperature to obtain a biomaterial structure gold chip carrying the biomaterial structure on the surface.

(3)生体物質構造体の構造の観察
このチップの表面をAFM(原子間力顕微鏡、Digital Instruments社製 Nanoscope IIIa Multimode)によって観察した。10μm×10μm視野での観察結果を表わす図面代用写真を図11に示す。図11から分かるように、チップ表面に、直径約1μmの孔が確認された。また、より高倍率視野(500nm×500nm視野)における観察結果を表わす図面代用写真を図12に示す。この図12において、より小さな空間が観察され、粒子状塊の形成が示唆された。
(3) Observation of structure of biological material structure The surface of this chip was observed with an AFM (atomic force microscope, Nanoscope IIIa Multimode manufactured by Digital Instruments). A drawing-substituting photograph showing the observation result in a 10 μm × 10 μm field of view is shown in FIG. As can be seen from FIG. 11, a hole having a diameter of about 1 μm was confirmed on the chip surface. In addition, FIG. 12 shows a drawing-substituting photograph showing the observation result in a higher magnification field of view (500 nm × 500 nm field of view). In FIG. 12, a smaller space was observed, suggesting the formation of a particulate mass.

[実施例2:ストレプトアビジンを用いた生体物質構造体]
(1)96ウェルプレート表面への生体物質構造体の形成
(1−1)96ウェルプレートの表面処理
0.1MのN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS、和光純薬工業社製)水溶液1mLと0.4Mの1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミド塩酸塩(EDC、同仁化学研究所製)水溶液1mLとを混合し、さらに脱塩水18gで希釈した溶液を、カルボキシル基が導入された96ウェルプレート(スミロン(登録商標)ELISA製品・カルボタイプ、住友ベークライト社製)に300μL/well添加し、15分間反応させた。これは、ウェル内の表面に、ウェルと生体物質構造体とを結合させることができるスクシンイミド基を導入するためである。
[Example 2: Biological material structure using streptavidin]
(1) Formation of a biological material structure on the surface of a 96-well plate (1-1) Surface treatment of a 96-well plate 1 mL of an aqueous solution of 0.1 M N-hydroxysuccinimide (NHS, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and 0.4 M 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide hydrochloride (EDC, manufactured by Dojindo Laboratories) aqueous solution 1 mL was mixed and further diluted with 18 g of demineralized water to introduce a carboxyl group. 300 μL / well was added to a 96-well plate (Sumilon (registered trademark) ELISA product / carbo type, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.), and allowed to react for 15 minutes. This is for introducing a succinimide group capable of binding the well and the biological material structure to the surface in the well.

(1−2)生体物質構造体の形成
次に30mg/mLのストレプトアビジン(SIGMA社製)及び30mg/mLのポリエチレングリコール600を含む水溶液(炭酸バッファー11mM、pH9.4)とポリマーAとを重量混合比10:1(生体物質:結合用化合物)で混合した混合物を、96ウェルプレートのウェル内に5μLスポッティングした。これを室温にて乾燥した後、未反応の活性エステル基をブロッキングする目的で、1ウェル内に1Mのエタノールアミン−HCl水溶液(pH8.5)300μLを室温して30分浸漬した。これにより、プレートのウェル表面にストレプトアビジンとポリマーAとポリエチレングリコール600とをそれぞれ生体物質及び結合用化合物及び非結合物質とする生体物質構造体が形成された。
その後、ウェル内を、ポリエチレングリコール600を除去する目的で脱塩水を用いてよく洗浄し、室温で乾燥して、表面に生体物質構造体を担持した生体物質構造体プレートを得た。
(1-2) Formation of biological material structure Next, an aqueous solution (carbonate buffer 11 mM, pH 9.4) containing 30 mg / mL streptavidin (manufactured by SIGMA) and 30 mg / mL polyethylene glycol 600 and polymer A are weighed. 5 μL of the mixture mixed at a mixing ratio of 10: 1 (biological material: binding compound) was spotted into the wells of a 96-well plate. After drying this at room temperature, for the purpose of blocking unreacted active ester groups, 300 μL of 1M ethanolamine-HCl aqueous solution (pH 8.5) was immersed in 1 well at room temperature for 30 minutes. As a result, a biological material structure comprising streptavidin, polymer A, and polyethylene glycol 600 as the biological material, the binding compound, and the non-binding material was formed on the well surface of the plate.
Thereafter, the well was thoroughly washed with demineralized water for the purpose of removing polyethylene glycol 600 and dried at room temperature to obtain a biological material structure plate carrying the biological material structure on the surface.

(2)ELISA法による評価
上記サンプルの性能をELISAで分析した。上記の生体物質構造体プレートを1重量%BSAを含むPBS(−)200μl/ウェルにて37℃で1時間ブロッキングした。溶液を除去し、室温で1μg/mLのビオチン化西洋わさびペルオキシダーゼ(PIERCE社製)および1%BSAを含むPBS(−)を100μlずつウェルに添加し、室温で1時間インキュベートした。溶液を除去した後、0.05%Tween20を含むPBS(−)を用いて充分に洗浄を行なった。0.4mg/mLオルトフェニレンジアミン(OPD、Sigma社製)および約0.014%過酸化水素溶液を含むクエン酸−リン酸緩衝液(pH5.0)を添加して室温にて反応させ、発色を行なった。5分あるいは30分後1N H2SO4溶液を添加して反応を止め、さらに0.5N H2SO4溶液で2倍希釈した後に、測定波長490nm、リファレンス波長650nmにて測定を行なった。
結果を図13に示す。図13において、本実施例は、比較例2及び3(後述する)と比較してより高い吸光度(OD)を示した。このことから、生体物質構造体中に孔を形成することで、基質もしくは生成物の拡散がよりスムーズになり、酵素反応がより起りやすくなったと推察され、本法が有効であることが示唆された。
(2) Evaluation by ELISA method The performance of the sample was analyzed by ELISA. The biological material structure plate was blocked with PBS (−) 200 μl / well containing 1 wt% BSA at 37 ° C. for 1 hour. The solution was removed, 100 μl of PBS (−) containing 1 μg / mL biotinylated horseradish peroxidase (PIERCE) and 1% BSA at room temperature was added to each well, and incubated at room temperature for 1 hour. After removing the solution, the plate was thoroughly washed with PBS (-) containing 0.05% Tween20. Add 0.4mg / mL orthophenylenediamine (OPD, Sigma) and citric acid-phosphate buffer solution (pH 5.0) containing about 0.014% hydrogen peroxide solution and react at room temperature to develop color Was done. After 5 minutes or 30 minutes, the reaction was stopped by adding a 1N H 2 SO 4 solution, and further diluted 2-fold with a 0.5N H 2 SO 4 solution, and then measured at a measurement wavelength of 490 nm and a reference wavelength of 650 nm.
The results are shown in FIG. In FIG. 13, this example showed higher absorbance (OD) than Comparative Examples 2 and 3 (described later). This suggests that the formation of pores in the biological material structure facilitated the diffusion of the substrate or product and facilitated the enzymatic reaction, suggesting that this method is effective. It was.

[比較例1]
金で被覆されたチップの表面に、実施例1の「(2−1)金チップの表面処理」と同様にしてスクシンイミド基を導入した。
次に50.4mg/mLのアルブミン(SIGMA社製)水溶液(炭酸バッファー110mM、pH9.4)とポリマーAとを重量混合比10:1(生体物質:結合用化合物)で混合した混合物を、金チップの表面に5μLスポッティングした。これを室温にて乾燥した後、未反応の活性エステル基をブロッキングする目的で、1Mのエタノールアミン−HCl水溶液(pH8.5)3mLに15分間浸漬した。これにより、金チップの表面にアルブミンとポリマーAとをそれぞれ生体物質及び結合用化合物とする生体物質構造体が形成された。
[Comparative Example 1]
Succinimide groups were introduced on the surface of the chip coated with gold in the same manner as in “(2-1) Surface treatment of gold chip” in Example 1.
Next, a mixture obtained by mixing a 50.4 mg / mL albumin (manufactured by SIGMA) aqueous solution (carbonate buffer 110 mM, pH 9.4) and polymer A at a weight mixing ratio of 10: 1 (biological substance: binding compound) 5 μL spotted on the surface of the chip. After drying this at room temperature, it was immersed in 3 mL of 1M ethanolamine-HCl aqueous solution (pH 8.5) for 15 minutes for the purpose of blocking unreacted active ester groups. As a result, a biological material structure using albumin and polymer A as the biological material and the binding compound was formed on the surface of the gold chip.

その後、金チップを、脱塩水でよく洗浄し、室温で乾燥して、表面に生体物質構造体を担持した生体物質構造体金チップを得た。
実施例1と同様にして、上記金チップのAFM表面観察を行なった。10μm×10μmでの観察結果を表わす図面代用写真を図14に示し、500nm×500nm視野での観察結果を表わす図面代用写真を図15に示す。図15から分かるように、本比較例で作製した生体物質構造体は空間は有しているものの、図14に示すように、特定孔は形成されていない。
Thereafter, the gold chip was thoroughly washed with demineralized water and dried at room temperature to obtain a biomaterial structure gold chip carrying the biomaterial structure on the surface.
In the same manner as in Example 1, the AFM surface of the gold chip was observed. A drawing-substituting photograph showing the observation result at 10 μm × 10 μm is shown in FIG. 14, and a drawing-substituting photograph showing the observation result in the 500 nm × 500 nm field of view is shown in FIG. As can be seen from FIG. 15, the biological material structure produced in this comparative example has a space, but no specific hole is formed as shown in FIG.

[比較例2]
96ウェルプレートのウェル内の表面に、実施例1の「(2−1)プレートの表面処理」と同様にしてスクシンイミド基を導入した。
次に30mg/mLのストレプトアビジン(PIERCE社製)水溶液(炭酸バッファー11mM、pH9.4)とポリマーAとを重量混合比10:1(生体物質:結合用化合物)で混合した混合物を、96ウェルプレートの表面に5μLスポッティングした。これを室温にて乾燥した後、未反応の活性エステル基をブロッキングする目的で、1Mのエタノールアミン−HCl水溶液(pH8.5)300μL/ウェルに30分間浸漬した。これにより、96ウェルプレートのウェル表面にストレプトアビジンとポリマーAとをそれぞれ生体物質及び結合用化合物とする生体物質構造体が形成された。
[Comparative Example 2]
A succinimide group was introduced into the surface of the well of the 96-well plate in the same manner as in “(2-1) Surface treatment of plate” in Example 1.
Next, a mixture of 30 mg / mL streptavidin aqueous solution (manufactured by PIERCE) (carbonic acid buffer 11 mM, pH 9.4) and polymer A at a weight mixing ratio of 10: 1 (biological substance: binding compound) was added to 96 wells. 5 μL spotted on the surface of the plate. This was dried at room temperature, and then immersed in 300 μL / well of 1M ethanolamine-HCl aqueous solution (pH 8.5) for the purpose of blocking unreacted active ester groups. As a result, a biological material structure comprising streptavidin and polymer A as the biological material and the binding compound was formed on the well surface of the 96-well plate.

その後、プレートのウェル内を、脱塩水でよく洗浄し、室温で乾燥して、表面に生体物質構造体を担持した生体物質構造体プレートを得た。
このプレートを用いて、実施例2の「(2)ELISA法による評価」と同様にして、ELISA分析を行なった。結果を図13に示す。
Thereafter, the inside of the well of the plate was thoroughly washed with demineralized water and dried at room temperature to obtain a biological material structure plate carrying the biological material structure on the surface.
Using this plate, ELISA analysis was performed in the same manner as in “(2) Evaluation by ELISA method” in Example 2. The results are shown in FIG.

[比較例3]
96ウェルプレートのウェル内の表面に、実施例1の「(2−1)プレートの表面処理」と同様にしてスクシンイミド基を導入した。
次に、27.2mg/mlのストレプトアビジン(PIERCE社製)水溶液(炭酸バッファー10mM,pH9.4)を、96ウェルプレートの表面に5μlスポッティングした。これを室温にて乾燥した後、1Mのエタノールアミン−HCl水溶液(pH8.5)300μL/ウェルに30分間浸漬した。これにより、96ウェルプレートのウェル表面にストレプトアビジンを2次元的に固定化した。
[Comparative Example 3]
A succinimide group was introduced into the surface of the well of the 96-well plate in the same manner as in “(2-1) Surface treatment of plate” in Example 1.
Next, 5 μl of 27.2 mg / ml streptavidin (PIERCE) aqueous solution (carbonate buffer 10 mM, pH 9.4) was spotted on the surface of a 96-well plate. This was dried at room temperature, and then immersed in 300 μL / well of 1M ethanolamine-HCl aqueous solution (pH 8.5) for 30 minutes. Thus, streptavidin was two-dimensionally immobilized on the well surface of the 96-well plate.

その後、プレートのウェル内を、脱塩水でよく洗浄し、室温で乾燥して、表面に生体物質構造体を担持したプレートを得た。
このプレートを用いて、実施例2の「(2)ELISA法による評価」と同様にして、ELISA分析を行なった。結果を図13に示す。
Thereafter, the inside of the well of the plate was thoroughly washed with demineralized water and dried at room temperature to obtain a plate carrying the biological material structure on the surface.
Using this plate, ELISA analysis was performed in the same manner as in “(2) Evaluation by ELISA method” in Example 2. The results are shown in FIG.

本発明は、産業上の広い範囲において用いることが可能である。具体的な用途に制限は無く、任意の用途に用いることができるが、通常は、生体物質と、その生体物質と特異的に相互作用する作用物質との「相互作用」を利用した用途に用いて好適である。
例えば、本発明は、生体物質間相互作用解析用センサーチップ、生体適合性が求められる医療材料の表面処理、バイオセンサー、診断デバイスなどに好適に用いられる。また、例えば、医療、診断、食品分析、生体分析などの分野に用いて好適である。具体例としては、少量のサンプルで非特異的吸着を抑制したアフィニティー精製もしくは医薬作用等の解析ツールに用いることができる。さらに、例えば、生体物質担持体として、流路などの表面に生体物質構造体を形成したものを用い、この流路に分離精製したい混合溶液を流すことにより、自動化されたアフィニティー精製装置もしくは医薬作用等の解析装置を簡単に作製することができる。
The present invention can be used in a wide range of industries. There is no restriction on the specific application, and it can be used for any application. Usually, it is used for an application that uses "interaction" between a biological substance and an agent that specifically interacts with the biological substance. It is preferable.
For example, the present invention is suitably used for a sensor chip for analyzing an interaction between biological materials, a surface treatment of a medical material requiring biocompatibility, a biosensor, a diagnostic device, and the like. Moreover, it is suitable for use in fields such as medical care, diagnosis, food analysis, and biological analysis. As a specific example, it can be used for analysis tools such as affinity purification or pharmaceutical action in which non-specific adsorption is suppressed with a small amount of sample. Furthermore, for example, by using a biological material carrier having a biological material structure formed on the surface of a flow channel, and the like, an automated affinity purification apparatus or pharmaceutical action can be obtained by flowing a mixed solution to be separated and purified through the flow channel. Etc. can be easily produced.

(a)〜(c)はいずれも、固相担体に固定化した本発明の生体物質構造体の一例の表面近傍を拡大して示す模式図である。(A)-(c) is a schematic diagram which expands and shows the surface vicinity of an example of the biological material structure of this invention fixed to the solid-phase carrier. (a),(b)は共に、本発明の一実施形態について説明するため、生体物質構造体の構造の例を模式的に示す図である。(A), (b) is a figure which shows typically the example of the structure of a biological material structure, in order to demonstrate one Embodiment of this invention. (a),(b)は共に、本発明の一実施形態について説明するための図で、(a)は生体物質及び結合用化合物を模式的に示す図、(b)は粒子状塊を模式的に示す図である。(A), (b) is a figure for demonstrating one Embodiment of this invention, (a) is a figure which shows a biological material and the compound for binding | bonding typically, (b) is a model of a particulate lump. FIG. 固相担体に固定化した本発明の生体物質構造体の一例の表面近傍を拡大して示す模式図である。It is a schematic diagram which expands and shows the surface vicinity of an example of the biological material structure of this invention fixed to the solid-phase carrier. 本発明の生体物質構造体の製造方法の混合工程における、生体物質、結合用化合物及び非結合物質を共存させた混合物中の様子を模式的に表わす図である。It is a figure which represents typically the mode in the mixture in which the biological material, the compound for binding, and the non-binding substance coexist in the mixing process of the manufacturing method of the biological material structure of the present invention. 本発明の生体物質構造体の製造方法の濃縮工程又は乾燥工程後の生体物質構造体の様子を模式的に表わす図である。It is a figure which represents typically the mode of the biological material structure after the concentration process or the drying process of the manufacturing method of the biological material structure of this invention. 本発明の生体物質構造体の製造方法の除去工程後の生体物質構造体の様子を模式的に表わす図である。It is a figure which represents typically the mode of the biological material structure after the removal process of the manufacturing method of the biological material structure of this invention. 図8は、本発明の一実施形態としてのアフィニティークロマトグラフィー用容器を模式的に示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a container for affinity chromatography as one embodiment of the present invention. 図9は、本発明の一実施形態としてのアフィニティークロマトグラフィー装置の概要を模式的に示す図である。FIG. 9 is a diagram schematically showing an outline of an affinity chromatography apparatus as one embodiment of the present invention. 図10は、本発明の一実施形態としてのアフィニティークロマトグラフィー装置の概要を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing an outline of an affinity chromatography apparatus as one embodiment of the present invention. 本発明の実施例1において生体物質構造体を観察した結果を表わす図面代用写真である。It is a drawing substitute photograph showing the result of having observed the biological material structure in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1において生体物質構造体を観察した結果を表わす図面代用写真である。It is a drawing substitute photograph showing the result of having observed the biological material structure in Example 1 of this invention. 本発明の実施例2及び比較例2,3におけるELISA分析の結果を表わすグラフである。It is a graph showing the result of the ELISA analysis in Example 2 and Comparative Examples 2 and 3 of the present invention. 比較例1において生体物質構造体を観察した結果を表わす図面代用写真である。6 is a drawing-substituting photograph showing a result of observing a biological material structure in Comparative Example 1. FIG. 比較例1において生体物質構造体を観察した結果を表わす図面代用写真である。6 is a drawing-substituting photograph showing a result of observing a biological material structure in Comparative Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 容器本体
2 生体物質構造体
3 アフィニティークロマトグラフィー用容器
10,20 アフィニティークロマトグラフィー装置
11 タンク
12 ポンプ
13 オートインジェクタ
14 アフィニティー分離用チップ
14A 基板
14B 流路
14C チップ装着部
15 流路切替弁
16,17 回収瓶
18 制御部
19 試料液供給部
21 測定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container body 2 Biological material structure 3 Affinity chromatography container 10, 20 Affinity chromatography device 11 Tank 12 Pump 13 Autoinjector 14 Affinity separation chip 14A Substrate 14B Channel 14C Chip mounting part 15 Channel switching valves 16, 17 Recovery bottle 18 Control unit 19 Sample solution supply unit 21 Measurement unit

Claims (27)

生体物質、及び、該生体物質と結合可能な化合物からなる主鎖を有し、該主鎖によって300nm以上100μm以下の径を有する孔が形成されている
ことを特徴とする、生体物質構造体。
A biological material structure having a main chain composed of a biological material and a compound capable of binding to the biological material, wherein pores having a diameter of 300 nm to 100 μm are formed by the main chain.
生体物質、該生体物質と結合可能な化合物、並びに、該生体物質及び該化合物に結合せず、300nm以上100μm以下の径を有する領域を形成し得る非結合物質を、所定の媒質中に共存させる工程を経て得られる生体物質構造体であって、
該生体物質と該化合物とからなる主鎖が形成されると共に、
該主鎖によって300nm以上100μm以下の径を有する孔を形成された
ことを特徴とする、生体物質構造体。
A biological substance, a compound that can bind to the biological substance, and a non-binding substance that does not bind to the biological substance and the compound and can form a region having a diameter of 300 nm to 100 μm coexist in a predetermined medium. A biological material structure obtained through a process,
A main chain composed of the biological material and the compound is formed,
A biological material structure, wherein pores having a diameter of 300 nm to 100 μm are formed by the main chain.
該生体物質と該化合物とからなり、10μm以下の粒径を有する粒子状塊を有する
ことを特徴とする、請求項1又は請求項2記載の生体物質構造体。
The biological material structure according to claim 1 or 2, wherein the biological material structure comprises a particulate mass comprising the biological material and the compound and having a particle size of 10 µm or less.
該生体物質構造体の重量に対する該生体物質の重量の比率が0.1以上である
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の生体物質構造体。
The biological material structure according to any one of claims 1 to 3, wherein a ratio of the weight of the biological material to the weight of the biological material structure is 0.1 or more.
乾燥状態において、1μm以上の径を有する
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の生体物質構造体。
The biological material structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the biological material structure has a diameter of 1 µm or more in a dry state.
該化合物の分子量が1000以上である
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の生体物質構造体。
The biological material structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the molecular weight of the compound is 1000 or more.
該化合物の少なくとも1種が、該生体物質と結合可能な官能基を2点以上有する
ことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の生体物質構造体。
The biological material structure according to any one of claims 1 to 6, wherein at least one of the compounds has two or more functional groups capable of binding to the biological material.
該化合物が無電荷である
ことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の生体物質構造体。
The biological material structure according to claim 1, wherein the compound is uncharged.
該化合物が、水に混和しうると共に、少なくとも1種の有機溶媒に混和しうる
ことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の生体物質構造体。
The biological material structure according to claim 1, wherein the compound is miscible with water and miscible with at least one organic solvent.
液体中に混和した状態での該化合物の径が1nm以上である
ことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の生体物質構造体。
The biological material structure according to any one of claims 1 to 9, wherein a diameter of the compound in a state of being mixed in a liquid is 1 nm or more.
該生体物質が生体分子である
ことを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の生体物質構造体。
The biological material structure according to any one of claims 1 to 10, wherein the biological material is a biomolecule.
該生体物質がタンパク質である
ことを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載の生体物質構造体。
The biological material structure according to any one of claims 1 to 11, wherein the biological material is a protein.
生体物質、及び、前記生体物質と結合可能な化合物からなる主鎖を有する生体物質構造体の製造方法であって、
前記生体物質、前記化合物、並びに、前記生体物質及び前記化合物に結合せず、300nm以上100μm以下の径を有する領域を形成し得る非結合物質を、所定の媒質中に共存させる混合工程を有する
ことを特徴とする、生体物質構造体の製造方法。
A method for producing a biological material structure having a main chain composed of a biological material and a compound that can bind to the biological material,
A mixing step in which a non-binding substance capable of forming a region having a diameter of 300 nm to 100 μm that does not bind to the biological substance, the compound, and the biological substance and the compound coexists in a predetermined medium. A method for producing a biological material structure, comprising:
該混合工程の後、前記非結合物質を除去する除去工程を有する
ことを特徴とする、請求項13記載の生体物質構造体の製造方法。
14. The method of manufacturing a biological material structure according to claim 13, further comprising a removing step of removing the non-binding substance after the mixing step.
前記非結合物質が、水混和性物質である
ことを特徴とする、請求項13又は請求項14記載の生体物質構造体の製造方法。
The method for producing a biological material structure according to claim 13 or 14, wherein the non-binding substance is a water-miscible substance.
前記非結合物質が、水溶性高分子化合物である
ことを特徴とする、請求項13〜15のいずれか1項に記載の生体物質構造体の製造方法。
The method for producing a biological material structure according to any one of claims 13 to 15, wherein the non-binding substance is a water-soluble polymer compound.
請求項1〜12のいずれかの1項に記載の生体物質構造体が固相担体に固定されてなることを特徴とする、生体物質担持体。   A biological material carrier, wherein the biological material structure according to any one of claims 1 to 12 is fixed to a solid phase carrier. 該生体物質構造体の厚みが50nm以上である
ことを特徴とする、請求項17に記載の生体物質担持体。
The biological material carrier according to claim 17, wherein the biological material structure has a thickness of 50 nm or more.
請求項1〜12のいずれか1項に記載の生体物質構造体と、上記生体物質に特異的に吸着しうる対象物質を含む試料液とを接触させ、
上記生体物質構造体と上記試料液とを分離し、
上記生体物質構造体に吸着した上記対象物質を遊離させる
ことを特徴とする、対象物質の精製方法。
The biological material structure according to any one of claims 1 to 12 is brought into contact with a sample liquid containing a target substance that can be adsorbed specifically to the biological material,
Separating the biological material structure and the sample solution;
A method for purifying a target substance, wherein the target substance adsorbed on the biological material structure is released.
請求項1〜12のいずれか1項に記載の生体物質構造体を保持した流路に、上記生体物質に特異的に相互作用する対象物質を含む試料液を流通させ、
上記流路から流出する溶出液のうち、上記対象物質を含む分画を回収する
ことを特徴とする、対象物質の精製方法。
A sample liquid containing a target substance that specifically interacts with the biological material is circulated through the flow path holding the biological material structure according to any one of claims 1 to 12.
A method for purifying a target substance, wherein a fraction containing the target substance is recovered from the eluate flowing out from the flow path.
流体を収納しうる容器本体と、
該容器本体内に保持された、請求項1〜12のいずれか1項に記載の生体物質構造体とを備えた
ことを特徴とする、アフィニティークロマトグラフィー用容器。
A container body capable of storing a fluid;
A container for affinity chromatography, comprising the biological material structure according to any one of claims 1 to 12, which is held in the container body.
流路を形成された基板と、
該流路に保持された、請求項1〜12のいずれか1項に記載の生体物質構造体とを備えた
ことを特徴とする、分離用チップ。
A substrate formed with a flow path;
A separation chip comprising the biological material structure according to claim 1 held in the flow path.
請求項1〜12のいずれか1項に記載の生体物質構造体であって、特定の構造を有する物質を特異的に吸着させうる生体物質を用いた生体物質構造体と、対象物質を含有する試料液とを接触させ、
上記生体物質構造体と上記試料液とを分離し、
上記生体物質に吸着した上記対象物質の量を測定して、上記対象物質の構造を解析することを特徴とする、対象物質の解析方法。
The biological material structure according to any one of claims 1 to 12, comprising a biological material structure using a biological material capable of specifically adsorbing a substance having a specific structure, and a target substance. Contact the sample solution,
Separating the biological material structure and the sample solution;
A method for analyzing a target substance, comprising measuring the amount of the target substance adsorbed on the biological substance and analyzing the structure of the target substance.
請求項1〜12のいずれか1項に記載の生体物質構造体であって、特定の構造を有する物質と特異的に相互作用しうる生体物質を用いた生体物質構造体を保持した流路に、対象物質を含む試料液を流通させ、
上記流路から流出する溶出液の分画中の上記対象物質の量を測定して、上記対象物質の構造を解析する
ことを特徴とする、対象物質の解析方法。
The biological material structure according to any one of claims 1 to 12, wherein the biological material structure uses a biological material that can specifically interact with a substance having a specific structure. Circulate the sample solution containing the target substance,
A method for analyzing a target substance, wherein the structure of the target substance is analyzed by measuring the amount of the target substance in the fraction of the eluate flowing out from the flow path.
流路を形成された基板、及び、該流路に保持され、特定の構造を有する物質と特異的に相互作用しうる生体物質を用いた請求項1〜12のいずれか1項に記載の生体物質構造体を備える分離用チップと、
該分離用チップの該流路に、対象物質を含む試料液を流通させる試料液供給部と、
該流路から流出する溶出液の分画中の上記対象物質の量を測定する測定部とを備える
ことを特徴とする、対象物質の解析用分離装置。
The living body according to any one of claims 1 to 12, wherein a substrate on which a flow path is formed and a biological material held in the flow path and capable of specifically interacting with a substance having a specific structure are used. A separation chip comprising a material structure;
A sample solution supply section for circulating a sample solution containing the target substance in the flow path of the separation chip;
A separation device for analyzing a target substance, comprising: a measuring unit that measures the amount of the target substance in a fraction of an eluate flowing out from the flow path.
流路を形成された基板、及び、上記流路に保持され、特定の構造を有する物質と特異的に相互作用しうる生体物質を用いた請求項1〜12のいずれか1項に記載の生体物質構造体を備える分離用チップを装着するチップ装着部と、
該チップ装着部に上記分離用チップを装着した場合に、上記流路に、対象物質を含む試料液を流通させる試料液供給部と、
上記流路から流出する溶出液の分画中の上記対象物質の量を測定する測定部とを備えることを特徴とする、対象物質の解析用分離装置。
The living body according to any one of claims 1 to 12, wherein a substrate on which a flow path is formed and a biological material held in the flow path and capable of specifically interacting with a substance having a specific structure are used. A chip mounting part for mounting a separation chip comprising a substance structure;
A sample liquid supply section for circulating a sample liquid containing a target substance in the flow path when the separation chip is mounted on the chip mounting section;
A separation device for analyzing a target substance, comprising: a measurement unit that measures the amount of the target substance in the fraction of the eluate flowing out from the flow path.
請求項1〜12のいずれか1項に記載の生体物質構造体を備えた
ことを特徴とする、センサーチップ。
A sensor chip comprising the biological material structure according to claim 1.
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