JP2009011183A - Method for detecting dna - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate the formation of a recombined DNA produced, when a sample DNA is prepared or electrophoresis of the sample DNA is carried out in a capillary tube, and to provide a method for detecting the DNA with which exact quantitative analysis can be made. <P>SOLUTION: The method for detecting the DNA includes carrying out the electrophoresis of the sample DNA constituted of a double-stranded DNA, composed of a specific base sequence and/or a double-stranded DNA, in which a part of the base sequence of the double-stranded DNA is different and separating the sample DNA. Further, the method for detecting the DNA includes a step of filling a capillary with a conjugate, constituted of pyrrole-imidazole polyamide and polyethylene glycol, a step of injecting the sample DNA into the capillary filled with the conjugate, and a step of applying a voltage across both ends of the capillary and carrying out electrophoresis of the sample DNA. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、DNAにおける一部の塩基配列の違いを検出するDNA解析方法に関するものである。   The present invention relates to a DNA analysis method for detecting a difference in a part of a base sequence in DNA.

近年、分子生物学の急速な進展によって、様々な疾患と遺伝子の関係を正確に理解することが可能になり、遺伝子をターゲットにした医療に注目が集まるようになってきている。   In recent years, rapid progress in molecular biology has made it possible to accurately understand the relationship between various diseases and genes, and attention has been focused on gene-targeted medicine.

特にDNAのSNP(single nucleotide polymorphismの略で「一塩基多型」と一般に称される。)が注目されている。それは、SNPが持つ特異性にある。SNPは、ヒトや動物に普遍に見られるが、同じ種でも個体によりSNPが異なる。すなわちSNPの違いを調べることにより、各個人の疾患に対する罹患率や薬剤に対する効果や感受性を予測し、個人に合わせた医療を行うことが出来る。さらには、ヒトや動物の親子関係の特定ができると考えられている。   In particular, SNP of DNA (abbreviation of single nucleotide polymorphism, generally referred to as “single nucleotide polymorphism”) has attracted attention. It is in the specificity that SNP has. SNPs are commonly found in humans and animals, but SNPs vary from individual to individual even in the same species. That is, by examining the differences in SNPs, it is possible to predict the morbidity rate of each individual's disease, the effect and sensitivity to the drug, and perform medical care tailored to the individual. Furthermore, it is considered that the parent-child relationship between humans and animals can be specified.

このSNPや一部の塩基配列が異なるDNAを調べる方法として、アフィニティキャピラリー電気泳動法を利用した遺伝子診断装置と遺伝子診断方法がある。(例えば特許文献1を参照。)この方法は、まず目的配列に相補的なプローブDNAに高分子化合物を結合させたコンジュゲートDNAを作製する。このコンジュゲートDNAは、高分子化合物のため、キャピラリー内で移動し難くなる性質を持つ。このコンジュゲートDNAを電気浸透流が起きないようにコーティングされたキャピラリー管に充填し、陰極側から一本鎖のサンプルDNAを注入して電圧を印加する。その際に、コンジュゲートDNAと完全に相補的な配列を持ったサンプルDNAは、充填したコンジュゲートDNAとの相互作用により泳動が妨げられる。このときSNPをもったサンプルDNAと完全に相補的な配列を持ったサンプルDNAとでコンジュゲートDNAとのハイブリダイゼーションにおける親和性の差を電気泳動の移動度で比較することにより、SNPを持つDNAを明瞭に識別出来る。   As a method for examining DNA having different SNPs and some base sequences, there are a gene diagnosis apparatus and a gene diagnosis method using affinity capillary electrophoresis. (For example, refer to Patent Document 1.) In this method, first, a conjugate DNA in which a polymer compound is bound to a probe DNA complementary to a target sequence is prepared. Since this conjugate DNA is a polymer compound, it has a property that it is difficult to move in the capillary. The conjugated DNA is filled in a capillary tube that is coated so that electroosmotic flow does not occur, and single-stranded sample DNA is injected from the cathode side and a voltage is applied. At this time, migration of sample DNA having a sequence completely complementary to the conjugated DNA is hindered by interaction with the filled conjugated DNA. At this time, by comparing the difference in affinity in hybridization with the conjugate DNA between the sample DNA having SNP and the sample DNA having a completely complementary sequence, the DNA having SNP is compared. Can be clearly identified.

高分子化合物を結合させたコンジュゲートDNAを用いて、サンプルDNAのSNPを判別するときは、サンプルDNAとコンジュゲートDNAを結合(以下、ハイブリという)させるためにサンプルDNAを一本鎖の状態にする。サンプルDNAは生体試料からゲノムDNAを抽出し、蛍光色素を標識したプライマーDNAを用いてPCRで増幅した後、一本鎖に変性(サンプルDNA調整と呼ぶ。)する。調整したサンプルDNAをコンジュゲートDNAが充填されたキャピラリー管内に注入し、電気泳動により増幅されたPCR産物を検出部で光学的に検出する。
特開2002−340858号公報
When discriminating the SNP of the sample DNA using the conjugate DNA to which the polymer compound is bound, the sample DNA is put into a single-stranded state in order to bind the sample DNA and the conjugate DNA (hereinafter referred to as hybrid). To do. As sample DNA, genomic DNA is extracted from a biological sample, amplified by PCR using a primer DNA labeled with a fluorescent dye, and then denatured into a single strand (referred to as sample DNA preparation). The adjusted sample DNA is injected into a capillary tube filled with the conjugate DNA, and a PCR product amplified by electrophoresis is optically detected by a detection unit.
JP 2002-340858 A

しかしながら、前記従来の技術では、サンプルDNA調整の際やキャピラリー管内でサンプルDNAが電気泳動する際に、PCR産物が変性した相補鎖の一部とサンプルDNAとが再結合して二本鎖に戻る現象が生じる。これらのサンプルDNAを電気泳動により分離すると、コンジュゲートDNAに結合しない非結合型DNA、二本鎖に再結合した二本鎖になった再結合DNA、コンジュゲートDNAに結合する結合型DNAの順番でピークが検出される。この再結合DNAによるピーク値は、測定すべき非結合型DNAのピーク値に近い値であり、次に測定すべき結合型DNAピークよりも数倍も大きい値を示す。また、再結合DNAのピークが生じる位置は、条件により大きく移動するので、正確な測定が出来ないという課題を有していた。   However, in the conventional technique, when the sample DNA is prepared or when the sample DNA is electrophoresed in the capillary tube, a part of the complementary strand in which the PCR product is denatured and the sample DNA are recombined to return to the double strand. A phenomenon occurs. When these sample DNAs are separated by electrophoresis, the unbound DNA that does not bind to the conjugate DNA, the recombined DNA that becomes a double strand rebound to the double strand, and the bound DNA that binds to the conjugate DNA are in this order. A peak is detected. The peak value due to the recombined DNA is a value close to the peak value of the unbound DNA to be measured, and shows a value several times larger than the bound DNA peak to be measured next. In addition, the position where the peak of recombined DNA occurs largely moves depending on the conditions, so that there is a problem that accurate measurement cannot be performed.

本発明は、前記課題に檻みてなされたものであり、サンプルDNA調整の際やキャピラリー管内でサンプルDNAが電気泳動する際に生じる再結合DNAの発生を無くし正確な定量分析が行えるDNA検出方法を提供することを目的する。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a DNA detection method capable of performing accurate quantitative analysis by eliminating the generation of recombined DNA that occurs when sample DNA is electrophoresed in sample tubes or in capillary tubes. The purpose is to provide.

従来の課題を解決するために、本発明のDNA検出方法は、特定の塩基配列を含む二本鎖DNAおよび/又は前記二本鎖DNAの塩基配列の一部が異なる二本鎖DNAとから成るサンプルDNAを電気泳動させて分離するDNA検出方法において、ピロールイミダゾールポリアミドとポリエチレングリコールからなるコンジュゲートをキャピラリーに充填する工程と、前記コンジュゲートが充填された前記キャピラリー中に前記サンプルDNAを注入する工程と、前記キャピラリーの両端に電圧を印加して前記サンプルDNAを電気泳動させる工程とを含むことを特徴とする。   In order to solve the conventional problems, the DNA detection method of the present invention comprises double-stranded DNA containing a specific base sequence and / or double-stranded DNA in which a part of the base sequence of the double-stranded DNA is different. In a DNA detection method for separating sample DNA by electrophoresis, a step of filling a capillary with a conjugate of pyrrole imidazole polyamide and polyethylene glycol, and a step of injecting the sample DNA into the capillary filled with the conjugate And a step of applying a voltage to both ends of the capillary to cause electrophoresis of the sample DNA.

本発明のDNA検出方法によれば、サンプルDNAを二本鎖DNAのまま検出することができるので再結合DNAが発生せず、測定の際に不要なノイズとなっていた再結合DNAのピークの発生を無くすことができる。そのため、これまで定量分析が困難であった非結合型DNAのピークと結合型DNAのピークを独立して計測することができ、さらに精密なDNA分析を可能にするものである。さらに、二本鎖DNAを直接検出することで、煩雑なサンプルDNAの調製工程が不要となり、迅速にDNAを検出することができる。   According to the DNA detection method of the present invention, since the sample DNA can be detected as double-stranded DNA, no recombined DNA is generated, and the peak of the recombined DNA that has become unnecessary noise during measurement is detected. Generation can be eliminated. Therefore, the peak of non-binding DNA and the peak of binding DNA, which have been difficult to quantitatively analyze, can be measured independently, and more precise DNA analysis is possible. Furthermore, by directly detecting double-stranded DNA, a complicated sample DNA preparation step is not required, and DNA can be detected quickly.

以下に、本発明のDNA検出方法の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the DNA detection method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
最初に、特定の塩基配列を含む二本鎖DNA及び/または特定の塩基配列の一部が異なる塩基配列を含む二本鎖DNAから成るサンプルDNAを電気泳動により分離して、それぞれの二本鎖DNAを検出する方法について説明する。
(Embodiment 1)
First, a double-stranded DNA containing a specific base sequence and / or a sample DNA consisting of a double-stranded DNA containing a base sequence with a part of the specific base sequence different by electrophoresis is separated by electrophoresis. A method for detecting DNA will be described.

図2は、本発明のDNA検出を行うDNA装置の構成を簡略に示したものである。図2において、キャピラリー1には、緩衝液が含まれたコンジュゲート10が充填されており、陰電極2の側の端部にサンプルDNA9が充填されている。容器4と容器5には緩衝液6が内部に入っており、容器5には陽電極3が挿入されており、容器4には陰電極2が挿入されている。更に、容器4と容器5にはキャピラリー1の端部が挿入されている。キャピラリー1の容器5の側に検出部7があり、キャピラリー1を移動してきた特定の塩基配列を含む二本鎖DNA、ならびに特定の塩基配列の一部が異なる塩基配列を含む二本鎖DNAを検出できる。陽電極3と陰電極2は電源制御部8に連結されており、電源制御部8によって所定の電圧を印加することができる。以上のように構成されたDNA検出装置について、以下その動作、作用を説明する。   FIG. 2 schematically shows the configuration of a DNA apparatus for detecting DNA according to the present invention. In FIG. 2, a capillary 1 is filled with a conjugate 10 containing a buffer solution, and a sample DNA 9 is filled at the end on the negative electrode 2 side. A buffer 6 is contained in the container 4 and the container 5, the positive electrode 3 is inserted into the container 5, and the negative electrode 2 is inserted into the container 4. Further, the end of the capillary 1 is inserted into the container 4 and the container 5. There is a detection unit 7 on the side of the container 5 of the capillary 1, and a double-stranded DNA containing a specific base sequence that has moved through the capillary 1 and a double-stranded DNA containing a base sequence in which a part of the specific base sequence is different. It can be detected. The positive electrode 3 and the negative electrode 2 are connected to a power supply control unit 8, and a predetermined voltage can be applied by the power supply control unit 8. The operation and action of the DNA detection apparatus configured as described above will be described below.

まず、本発明の実施の形態のサンプルDNAについて説明をする。本発明の実施の形態で解析するサンプルDNAは、植物、動物、または人の細胞や血液等から入手したDNAを鋳型にPCRなどの方法を利用して目的のDNA部分を増幅する。これらのPCR産物は、後述するコンジュゲートがPCR産物の複数部位に結合しないような長さが適しており、40bpから100bp程度が望ましい。この時、PCRを行うフォワード側のプライマーDNAには5'末端に蛍光標識が付加されており、PCRでDNAを増幅した際、片方の鎖の5'末端に標識剤が結合されたPCR産物が作製される。本実施の形態では蛍光標識がCy5であるものとして説明する。   First, the sample DNA of the embodiment of the present invention will be described. The sample DNA to be analyzed in the embodiment of the present invention amplifies a target DNA portion using a method such as PCR using DNA obtained from a plant, animal, or human cell or blood as a template. These PCR products are suitable in length so that the conjugate described later does not bind to multiple sites of the PCR product, and is preferably about 40 bp to 100 bp. At this time, a fluorescent label is added to the 5 ′ end of the primer DNA on the forward side for performing PCR, and when the DNA is amplified by PCR, a PCR product in which a labeling agent is bound to the 5 ′ end of one strand is obtained. Produced. In the present embodiment, it is assumed that the fluorescent label is Cy5.

本発明のコンジュゲートに用いるピロールイミダゾールポリアミドは、二本鎖DNAに含まれる特定の塩基配列領域に対して特異的に結合することができる物質である。ピロールイミダゾールポリアミドを構成するピロール(Py)部位とイミダゾール(Im)部位との組み合わせにより、ピロールイミダゾールポリアミドは任意の塩基配列の二本鎖DNAに結合することができる。Im/PyペアはGC塩基対を、Py/ImペアはCG塩基対を、Py/PyペアはAT塩基対もしくはTA塩基対を認識し結合できることが知られている。例えば、図1に示すピロールイミダゾールポリアミドは、図3に示すようにIm/Pyペア、Im/Pyペア、Im/Pyペア、Py/Imペアからなっている。よって、このピロールイミダゾールは5'−GGGC−3'・3'−CCCG−5'という塩基配列の二本鎖DNA領域に結合することができる。   The pyrrole-imidazole polyamide used in the conjugate of the present invention is a substance that can specifically bind to a specific base sequence region contained in double-stranded DNA. By combining the pyrrole (Py) site and the imidazole (Im) site constituting the pyrrole-imidazole polyamide, the pyrrole-imidazole polyamide can bind to double-stranded DNA having an arbitrary base sequence. It is known that Im / Py pairs can recognize and bind GC base pairs, Py / Im pairs recognize CG base pairs, and Py / Py pairs recognize AT base pairs or TA base pairs. For example, the pyrrole-imidazole polyamide shown in FIG. 1 is composed of an Im / Py pair, an Im / Py pair, an Im / Py pair, and a Py / Im pair as shown in FIG. Therefore, this pyrrole imidazole can bind to a double-stranded DNA region having a base sequence of 5′-GGGC-3 ′ · 3′-CCCG-5 ′.

ピロールイミダゾールポリアミドは、ImとPyとからなるペアの数を変えることにより、任意の長さのDNA塩基配列に特異的に結合することができる。しかしながら、ピロールイミダゾールポリアミドが結合する塩基対数が9以上であると、標的とする特定の塩基配列に対する結合力が高まることにより、標的とする特定の塩基配列に対して一塩基異なる塩基配列にも結合する可能性があるので好ましくない。一方、ピロールイミダゾールポリアミドが結合する塩基対数が3以下であると、標的とする特定の塩基配列の領域とその領域でない位置に存在する非標的の塩基配列にも結合する可能性があるので好ましくない。従って、ピロールイミダゾールポリアミドが結合する塩基対数は、4から8の範囲が望ましい。   The pyrrole-imidazole polyamide can be specifically bound to a DNA base sequence having an arbitrary length by changing the number of pairs of Im and Py. However, when the number of base pairs to which pyrrole-imidazole polyamide binds is 9 or more, the binding power to the target specific base sequence increases, so that it binds to a base sequence that is one base different from the target base sequence. This is not preferable because of the possibility. On the other hand, if the number of base pairs to which pyrrole-imidazole polyamide binds is 3 or less, it is not preferable because it may also bind to a target base sequence region and a non-target base sequence existing in a position other than that region. . Accordingly, the number of base pairs to which pyrrole-imidazole polyamide is bonded is preferably in the range of 4 to 8.

コンジュゲートは、先に説明したピロールイミダゾールポリアミドとポリエチレングリコールとを結合させて作製する。ポリエチレングリコールは、電気泳動時にサンプルDNAとコンジュゲートとの相互作用を十分に行うために、電気泳動時のサンプルDNAの速度に対して遅い速度で電気泳動する物質であり、コンジュゲートがキャピラリーから流出しないような錘としての機能を持たせている。このため、ポリエチレングリコールの重量平均分子量は2、000以上が好ましい。また、ポリエチレングリコールの分子量が大きすぎると、ピロールイミダゾールポリアミドとポリエチレングリコールとの反応時にポリエチレングリコールの反応溶液中での移動速度が低下する。そのため、ピロールイミダゾールポリアミドへの接触機会が少なくなり、ポリエチレングリコールのピロールイミダゾールポリアミドへの反応効率が低下してしまう。反応効率の低下を防ぐためには、ポリエチレングリコールの重量平均分子量は150、000以下が良い。従って、本発明に用いるポリエチレングリコールの重量平均分子量は、2、000以上から150、000以下の範囲で用いることが好ましい。   The conjugate is prepared by combining the pyrrole-imidazole polyamide described above and polyethylene glycol. Polyethylene glycol is a substance that undergoes electrophoresis at a slower rate than the sample DNA during electrophoresis in order to allow sufficient interaction between the sample DNA and the conjugate during electrophoresis, and the conjugate flows out of the capillary. It has a function as a weight that does not. For this reason, the weight average molecular weight of polyethylene glycol is preferably 2,000 or more. On the other hand, if the molecular weight of polyethylene glycol is too large, the transfer rate of polyethylene glycol in the reaction solution decreases during the reaction of pyrrole-imidazole polyamide and polyethylene glycol. Therefore, the contact opportunity to pyrrole imidazole polyamide decreases, and the reaction efficiency of polyethylene glycol to pyrrole imidazole polyamide decreases. In order to prevent a decrease in reaction efficiency, the weight average molecular weight of polyethylene glycol is preferably 150,000 or less. Therefore, the weight average molecular weight of the polyethylene glycol used in the present invention is preferably in the range of 2,000 to 150,000.

コンジュゲートの合成方法は、例えば既知の手法であるペプチド及びタンパク質を化学的に合成する手法であるペプチド固相合成法を利用して行えば良い。ペプチド固相合成では、アミノ基などが修飾されたポリスチレン高分子ゲルのビーズなどの固相担体と、保護基の修飾されたPyもしくはImモノマーユニットを用いる。モノマーユニットの詳細については後述する。まず、固相担体と、導入したいPyモノマーユニットもしくはImモノマーユニットと、縮合剤であるHATU(0−(7−アゾベンゾトリアゾール−1−イル)−1、1、3、3−テトラメチルウロニウム ヘキサフルオロホスフェート)と、反応溶媒であるDIEA(N、N−ジイソプロピルエチルアミン)とを混合してモノマーユニットを固相担体に反応させる。次に、固相担体を20%ピペリジン/DMF溶液で処理し、モノマーユニットの保護基を除去する。上述したモノマーユニットの反応と保護基の除去を繰り返して、目的とするピロールイミダゾールポリアミドを固相担体上で合成する。さらに、NHS−PEGを反応させて、目的とするコンジュゲートを得る。最後に、強酸溶液処理により合成したコンジュゲートを固相表面から切り出すことで、コンジュゲートが得られる。合成方法の詳細については、特許文献等(例えば、国際公開番号WO2003−000683等)に記載されているので割愛する。   The conjugate may be synthesized using, for example, a peptide solid phase synthesis method, which is a known method for chemically synthesizing peptides and proteins. In peptide solid phase synthesis, a solid phase carrier such as polystyrene polymer gel beads modified with amino groups or the like, and a Py or Im monomer unit modified with a protecting group are used. Details of the monomer unit will be described later. First, a solid phase carrier, a Py monomer unit or Im monomer unit to be introduced, and HATU (0- (7-azobenzotriazol-1-yl) -1,1,3,3-tetramethyluronium which is a condensing agent Hexafluorophosphate) and DIEA (N, N-diisopropylethylamine) as a reaction solvent are mixed to react the monomer unit with the solid support. Next, the solid phase carrier is treated with a 20% piperidine / DMF solution to remove the protecting group of the monomer unit. By repeating the above-described reaction of the monomer unit and removal of the protecting group, the desired pyrrole-imidazole polyamide is synthesized on a solid support. Furthermore, NHS-PEG is reacted to obtain the desired conjugate. Finally, the conjugate is obtained by cutting out the conjugate synthesized by treatment with a strong acid solution from the solid surface. The details of the synthesis method are described in patent documents and the like (for example, International Publication No. WO2003-000683 etc.), and will be omitted.

コンジュゲートの濃度は、特定の塩基配列を含む二本鎖DNAおよび/又は特定の塩基配列の一部が異なる塩基配列を含む二本鎖DNAを良好に分離するために、サンプルDNAの濃度に対して50〜600倍とするのが適当である。   The concentration of the conjugate is determined with respect to the concentration of the sample DNA in order to satisfactorily separate double-stranded DNA containing a specific base sequence and / or double-stranded DNA containing a part of the specific base sequence. It is appropriate to make it 50 to 600 times.

以上のように作製されたコンジュゲートを緩衝液(例えば、Tris-Borate buffer 50mM pH 7.4)に入れ、キャピラリーに注入する。このキャピラリーは、電気泳動の際に発生する電気浸透流が生じないようにするため、キャピラリーの内壁をアクリルアミドなどでコーティングするのが好ましい。電気浸透流の防止は、アクリルアミドなどによるコーティングに限ることなく、電気浸透流を抑制できるなら他の方法でも良い。例えば、市販品のコーティングキャピラリーを用いても良い。またキャピラリーは、電気浸透流が発生しない素材でできた、キャピラリーと同程度のサイズであるプラスチック製の微細流路でも良い。   The conjugate prepared as described above is put into a buffer (for example, Tris-Borate buffer 50 mM pH 7.4) and injected into the capillary. In order to prevent the electroosmotic flow generated during electrophoresis from occurring in this capillary, it is preferable to coat the inner wall of the capillary with acrylamide or the like. Prevention of electroosmotic flow is not limited to coating with acrylamide or the like, and other methods may be used as long as electroosmotic flow can be suppressed. For example, a commercially available coating capillary may be used. The capillary may be a plastic fine channel made of a material that does not generate electroosmotic flow and having the same size as the capillary.

サンプルDNAのキャピラリーへの注入量は、サンプルDNAの注入量が多すぎても少なすぎてもいけない。注入量が多すぎると、電気泳動時にサンプルDNAがブロードしてしまいサンプルDNAの電気泳動分離ができない場合がある。また注入量が少なすぎると、サンプルDNAの注入動作を再現良く行うことは難しい。よって、サンプルDNAのキャピラリーへの注入量は、キャピラリーの有効長の1/5〜1/10が望ましい。電気泳動によりサンプルDNAを陽電極側へ移動させることが出来るためのキャピラリーへの印加電圧および電流は、25cm長のキャピラリーを使用した場合には、各々6kVの電圧及び3〜16μAの電流が好ましい。   The amount of sample DNA injected into the capillary must not be too large or too small. If the injection amount is too large, the sample DNA may be broadened during electrophoresis, and the sample DNA may not be electrophoretically separated. If the injection amount is too small, it is difficult to perform the sample DNA injection operation with good reproducibility. Therefore, the amount of sample DNA injected into the capillary is preferably 1/5 to 1/10 of the effective length of the capillary. The voltage and current applied to the capillary for allowing the sample DNA to move to the positive electrode side by electrophoresis are preferably 6 kV and 3 to 16 μA, respectively, when a 25 cm long capillary is used.

サンプルDNAの検出は、プライマーのフォワード側の5'末端に標識された蛍光色素Cy5を介して検出される。検出部では、励起光(630nm)の照射、蛍光(660nm)の検出が可能な構成となっており、その励起・蛍光波長に対応する蛍光色素であるCy5を検出すればサンプルDNAの存在を検出することができる。   The sample DNA is detected via a fluorescent dye Cy5 labeled at the 5 ′ end on the forward side of the primer. The detection unit is configured to be able to irradiate excitation light (630 nm) and detect fluorescence (660 nm), and detect the presence of sample DNA by detecting Cy5 which is a fluorescent dye corresponding to the excitation and fluorescence wavelength. can do.

以上、説明したように、本実施の形態1のDNA検出方法により、再結合DNAの発生を回避し、ノイズとなるピークの発生を無くすことができる。また、サンプルDNAの調製が不要となるため、迅速にDNAを検出することができる。   As described above, the DNA detection method according to the first embodiment can avoid the generation of recombined DNA and can eliminate the generation of a peak that causes noise. Moreover, since preparation of sample DNA becomes unnecessary, DNA can be detected rapidly.

以下、本発明の具体的実施例を実施例1として詳細に説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
(実施例1の作製)
〔PCR産物の調整〕
PCRの増幅はTaKaRa Ex Taq(TaKaRa社製)を用いて増幅した。鋳型は、麦の一種であるマンネンボシと、マンネンボシの一塩基変異体であるイチバンボシを用いた。フォワード側のプライマーは蛍光色素、ここではCy5で標識した、5’−(Cy5)−CAAGCATGTCGCATCGAAAC−3'(フォワードプライマー、配列表1)を、リバース側のプライマーは5’−TGCTGCTTGGCGAGGTAC−3'(リバースプライマー、配列表2)を、それぞれ終濃度500nMになるように加えた。
Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described in detail as a first embodiment. Note that the present invention is not limited to this.
(Production of Example 1)
[Preparation of PCR products]
PCR amplification was performed using TaKaRa Ex Taq (TaKaRa). As a template, Mannenbosi, a kind of wheat, and Ichibanboshi, a single-base mutant of Mannenbosi, were used. The forward primer was 5 ′-(Cy5) -CAAGCATGTCGCATCGAAAC-3 ′ (forward primer, Sequence Listing 1) labeled with a fluorescent dye, in this case Cy5, and the reverse primer was 5′-TGCTGCCTTGGCGAGGTAC-3 ′ (reverse Primers and Sequence Listing 2) were added to a final concentration of 500 nM, respectively.

反応サイクルは以下のとおりである。95℃―10分、(95℃−30秒、55℃―30秒、72℃―30秒)30サイクル、72℃―5分。これにより、以下に示す配列を有するマンネンボシ、イチバンボシの50bpのPCR産物を作製した。   The reaction cycle is as follows. 95 ° C-10 minutes, (95 ° C-30 seconds, 55 ° C-30 seconds, 72 ° C-30 seconds) 30 cycles, 72 ° C-5 minutes. As a result, 50 bp PCR products of Mannenbosi and Ichibanboshi having the sequences shown below were prepared.

・マンネンボシのPCR産物
5'−CAAGCATGTCGCATCGAAACGCCCGGGCCGCCGTACCTCGCCAAGCAGCA−3’(マンネンボシPCR産物、配列表3)
・イチバンボシのPCR産物
5'−CAAGCATGTCGCATCGAAACGCCCGAGCCGCCGTACCTCGCCAAGCAGCA−3’(イチバンボシPCR産物、配列表4)
〔モノマーユニットの合成〕
固相合成に用いたPyモノマーユニット30、Imモノマーユニット31は、図6に示す手順に従って合成した。なお、反応及び精製に用いた試薬、溶媒は市販のものを用いた。用いた試薬の略号は以下の通りである。ジメチルホルムアミド(DMF)、ジイソプロピルエチルアミン(DIEA)、トリイソプロピルシラン(TIS)、トリフルオロ酢酸(TFA)、カルボニルジイミダゾール(CDI)、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)。
Mannenbosi PCR product 5'-CAAGCATGTCGCATCCGAAACGCCCGGGCCGCCGTACCTCGCCAAGCAGCA-3 '(Mannenbosi PCR product, Sequence Listing 3)
Ichibamboshi PCR product 5′-CAAGCATGTCGCATCGAACGCCCCGAGCCGCCGTACCCTCGCCAAGCAGCA-3 ′ (Ichibamboshi PCR product, Sequence Listing 4)
(Synthesis of monomer unit)
The Py monomer unit 30 and Im monomer unit 31 used for the solid phase synthesis were synthesized according to the procedure shown in FIG. Note that commercially available reagents and solvents used for the reaction and purification were used. Abbreviations of the reagents used are as follows. Dimethylformamide (DMF), diisopropylethylamine (DIEA), triisopropylsilane (TIS), trifluoroacetic acid (TFA), carbonyldiimidazole (CDI), 4-dimethylaminopyridine (DMAP).

(1)1−メチル−2−トリクロロアセチルピロール(22)の合成:トリクロロアセチルクロリド(200.0g、1.10mol)の塩化メチレン(600ml)溶液中に20(90.3g、1.10mol)の塩化メチレン(200ml)溶液を3時間かけて滴下した。この際に、窒素ガスを溶液中に噴霧し、反応の際に発生する塩化水素を除去した。一晩撹拌した後、溶媒を減圧下留去した。残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、酢酸エチル−ヘキサン(1:10、v/v)溶出部よりトリクロロアセチル体22(189.7g、76%)を得た。   (1) Synthesis of 1-methyl-2-trichloroacetylpyrrole (22): 20 (90.3 g, 1.10 mol) of trichloroacetyl chloride (200.0 g, 1.10 mol) in a solution of methylene chloride (600 ml) A methylene chloride (200 ml) solution was added dropwise over 3 hours. At this time, nitrogen gas was sprayed into the solution to remove hydrogen chloride generated during the reaction. After stirring overnight, the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was subjected to silica gel column chromatography, and trichloroacetyl 22 (189.7 g, 76%) was obtained from the eluate of ethyl acetate-hexane (1:10, v / v).

(2)1−メチル−4−ニトロ−2−トリクロロアセチルピロール(24)の合成:22(45.2g、0.200mol)の無水酢酸(200ml)溶液を−40℃に冷却し、同温下発煙硝酸(18.5ml、0.360mol)を滴下した。室温で2時間撹拌した後、イソプロパノールを加え、析出した固体をろ別し、ニトロ体24(27.2g)を得た。更にろ液を減圧下留去して得られた残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、酢酸エチル−ヘキサン(1:10、v/v)溶出部より更に24(10.7g)を得た。(総収率70%)
(3)1−メチル−4−ニトロ−2−トリクロロアセチルイミダゾール(25)の合成:トリクロロアセチルクロリド(36.3g、0.20mol)の塩化メチレン(120ml)溶液中に21(16.4g、0.20mol)の塩化メチレン(80ml)溶液を2時間かけて滴下した。4時間撹拌した後、氷冷下トリエチルアミン(20.2g、0.20mol)を滴下した。溶媒を減圧下留去した後、残査をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、酢酸エチル−ヘキサン(1:1、v/v)溶出部よりトリクロロアセチル体23(23.2g、51%)を得た。
(2) Synthesis of 1-methyl-4-nitro-2-trichloroacetylpyrrole (24): A solution of 22 (45.2 g, 0.200 mol) in acetic anhydride (200 ml) was cooled to −40 ° C. and kept at the same temperature. Fuming nitric acid (18.5 ml, 0.360 mol) was added dropwise. After stirring at room temperature for 2 hours, isopropanol was added, and the precipitated solid was separated by filtration to obtain a nitro compound 24 (27.2 g). Further, the filtrate was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue was subjected to silica gel column chromatography to obtain 24 (10.7 g) from the ethyl acetate-hexane (1:10, v / v) eluate. . (Total yield 70%)
(3) Synthesis of 1-methyl-4-nitro-2-trichloroacetylimidazole (25): 21 (16.4 g, 0) in a solution of trichloroacetyl chloride (36.3 g, 0.20 mol) in methylene chloride (120 ml) .20 mol) in methylene chloride (80 ml) was added dropwise over 2 hours. After stirring for 4 hours, triethylamine (20.2 g, 0.20 mol) was added dropwise under ice cooling. After distilling off the solvent under reduced pressure, the residue was subjected to silica gel column chromatography to obtain trichloroacetyl derivative 23 (23.2 g, 51%) from the eluate of ethyl acetate-hexane (1: 1, v / v). It was.

(4)メチル 4−ニトロ−1−メチルピロール−2−カルボン酸エステル(26)の合成:24(32.4g、0.12mol)のメタノール(140ml)溶液中にDMAP(0.50g、4.55mmol)を加えた、40分撹拌した。その後沈殿をろ別し、メタノールで洗浄し26(18.9g)を得た。ろ液は溶媒を減圧下留去した後、同様の操作を繰り返し、更に26(2.3g)を得た。(総収率97%)
(5)メチル 4−ニトロ−1−メチルイミダゾール−2−カルボン酸エステル(27)の合成:25(70.0g、256mmol)のメタノール(500ml)溶液中にDMAP(0.500g、4.55mmol)を加えた後、2時間撹拌した。その後沈殿をろ別し、ジエチルエーテルで洗浄し27を得た。ろ液は減圧下留去した後、同様の操作を2回繰り返し、27(46.0g、97%)を得た。
(4) Synthesis of methyl 4-nitro-1-methylpyrrole-2-carboxylate (26): DMAP (0.50 g, 4.3) in a solution of 24 (32.4 g, 0.12 mol) in methanol (140 ml). 55 mmol) was added and stirred for 40 minutes. Thereafter, the precipitate was filtered off and washed with methanol to obtain 26 (18.9 g). In the filtrate, the solvent was distilled off under reduced pressure, and then the same operation was repeated to obtain 26 (2.3 g). (Total yield 97%)
(5) Synthesis of methyl 4-nitro-1-methylimidazole-2-carboxylate (27): DMAP (0.500 g, 4.55 mmol) in a solution of 25 (70.0 g, 256 mmol) in methanol (500 ml) Was added and stirred for 2 hours. Thereafter, the precipitate was filtered off and washed with diethyl ether to obtain 27. The filtrate was evaporated under reduced pressure, and the same operation was repeated twice to obtain 27 (46.0 g, 97%).

(6)1−メチル−4−アミノピロール−2−カルボン酸メチルエステル塩酸塩(28)の合成:26(15.3g、83.0mmol)をメタノールとジクロロメタン(150ml、1:2、v/v)混合溶媒に溶解し、10%パラジウム炭素(3g)を加え懸濁させ、水素雰囲気下で2日間撹拌した。その後、セライトに通してろ過してパラジウム炭素を除去し、ろ液に10%塩酸を加えた。生じた沈殿をろ別し、28(4.71g)を得た。更にろ液を減圧下留去した後、酢酸エチル−メタノールで再結晶を行い28(6.86g)を得た。(総収量 11.6g、73%)
(7)1−メチル−4−アミノイミダゾール−2−カルボン酸メチルエステル塩酸塩(29)の合成:27(20.0G、108mmol)のジクロロメタン(300ml)溶液に10%パラジウム炭素(5g)を加え懸濁させ、水素雰囲気下で1日間撹拌した。その後セライトに通してろ過してパラジウム炭素を除去し、ろ液に10%塩酸を加え酸性にした。沈殿物をろ取し、29(19.8g、96%)を得た。
(6) Synthesis of 1-methyl-4-aminopyrrole-2-carboxylic acid methyl ester hydrochloride (28): 26 (15.3 g, 83.0 mmol) in methanol and dichloromethane (150 ml, 1: 2, v / v ) Dissolved in a mixed solvent, suspended by adding 10% palladium carbon (3 g), and stirred for 2 days under a hydrogen atmosphere. Thereafter, the mixture was filtered through Celite to remove palladium on carbon, and 10% hydrochloric acid was added to the filtrate. The resulting precipitate was filtered off to obtain 28 (4.71 g). The filtrate was further distilled off under reduced pressure, and recrystallized with ethyl acetate-methanol to obtain 28 (6.86 g). (Total yield 11.6 g, 73%)
(7) Synthesis of 1-methyl-4-aminoimidazole-2-carboxylic acid methyl ester hydrochloride (29): To a solution of 27 (20.0 G, 108 mmol) in dichloromethane (300 ml) was added 10% palladium carbon (5 g). Suspended and stirred for 1 day under hydrogen atmosphere. Thereafter, the mixture was filtered through Celite to remove palladium on carbon, and the filtrate was acidified with 10% hydrochloric acid. The precipitate was collected by filtration to obtain 29 (19.8 g, 96%).

(8)Pyモノマーユニットである4−[(9−フルオレニルメトキシカルボニル)アミノ]−1−メチル−2−ピロールカルボン酸(30)の合成:28(10.9g、57.2mmol)を蒸留水(80ml)に溶解させ、水酸化ナトリウム(9.2g)を加えた。一晩撹拌した後、1N塩酸で中和し、減圧下留去した。残査を水とエチレングリコールジメチルエーテルの混合溶媒(100ml、1:1、v/v)に溶解し、次の反応に用いた。この溶液に、炭酸ナトリウム(5.3g)を溶解させた後、9−フルオレニルメチルクロロホーメート(17.8g、68.6mmol)加えた。一晩撹拌した後、沈殿をろ別し、30(12.3g、34.1mmol)を得た。更にろ液を1M炭酸ナトリウム水溶液とジエチルエーテルの混合溶液(1:1、v/v)に加えた。沈殿はろ別し、更に30(3.4g)を得た。水層は10%塩酸で酸性にした後、酢酸エチルで抽出した。その有機層を減圧下留去し、ヘキサン−ジオキサンで再結晶し、Pyモノマーユニットである30(1.6g)を得た(総収量 17.3g、84%)。   (8) Synthesis of 4-[(9-fluorenylmethoxycarbonyl) amino] -1-methyl-2-pyrrolecarboxylic acid (30), which is a Py monomer unit: distilled 28 (10.9 g, 57.2 mmol) Dissolved in water (80 ml) and sodium hydroxide (9.2 g) was added. After stirring overnight, the mixture was neutralized with 1N hydrochloric acid and evaporated under reduced pressure. The residue was dissolved in a mixed solvent of water and ethylene glycol dimethyl ether (100 ml, 1: 1, v / v) and used for the next reaction. After sodium carbonate (5.3 g) was dissolved in this solution, 9-fluorenylmethyl chloroformate (17.8 g, 68.6 mmol) was added. After stirring overnight, the precipitate was filtered off to give 30 (12.3 g, 34.1 mmol). Further, the filtrate was added to a mixed solution (1: 1, v / v) of 1M aqueous sodium carbonate and diethyl ether. The precipitate was filtered off to obtain 30 (3.4 g). The aqueous layer was acidified with 10% hydrochloric acid and extracted with ethyl acetate. The organic layer was distilled off under reduced pressure and recrystallized with hexane-dioxane to obtain 30 (1.6 g) as a Py monomer unit (total yield: 17.3 g, 84%).

(9)Imモノマーユニットである4−[(9−フルオレニルメトキシカルボニル)アミノ]−1−メチル−2−イミダゾールカルボン酸(31)の合成:29(8.24g、41.9mmol)を蒸留水(60ml)に溶解させ、水酸化ナトリウム(4.2g)を加えた。一晩撹拌した後、1N塩酸で中和し、減圧下留去した。残査を水とエチレングリコールジメチルエーテルの混合溶媒(200ml、1:1、v/v)に溶解し、次の反応に用いた。この溶液に、炭酸水素ナトリウム(14.1g)を溶解させた後、9−フルオレニルメチルスクシンイミジルカルボナート(16.9g、50.1mmol)を加えた。一晩撹拌した後、沈殿をろ別し、31(10.8g、29.7mmol)を得た。更にろ液を10%塩酸で酸性にした後、生じた沈殿をろ別し、その沈殿を酢酸エチルで洗浄してImモノマーユニットである31(1.2g、3.30mmol)を得た(総収量 12.0g、79%)。   (9) Synthesis of 4-[(9-fluorenylmethoxycarbonyl) amino] -1-methyl-2-imidazolecarboxylic acid (31), which is an Im monomer unit: 29 (8.24 g, 41.9 mmol) was distilled. Dissolved in water (60 ml) and sodium hydroxide (4.2 g) was added. After stirring overnight, the mixture was neutralized with 1N hydrochloric acid and evaporated under reduced pressure. The residue was dissolved in a mixed solvent of water and ethylene glycol dimethyl ether (200 ml, 1: 1, v / v) and used for the next reaction. After sodium hydrogen carbonate (14.1 g) was dissolved in this solution, 9-fluorenylmethylsuccinimidyl carbonate (16.9 g, 50.1 mmol) was added. After stirring overnight, the precipitate was filtered off to give 31 (10.8 g, 29.7 mmol). Further, the filtrate was acidified with 10% hydrochloric acid, and the resulting precipitate was filtered off and washed with ethyl acetate to obtain 31 (1.2 g, 3.30 mmol) as an Im monomer unit (total). Yield 12.0 g, 79%).

〔コンジュゲートの合成〕
得られたモノマーユニット30、31を用いて、各種ピロールイミダゾールポリアミドの合成を行った。合成プロトコールを表1に示す。
[Synthesis of conjugate]
Various pyrrole imidazole polyamides were synthesized using the obtained monomer units 30 and 31. The synthesis protocol is shown in Table 1.

Figure 2009011183
Figure 2009011183

固相合成はペプチド合成機(Applied Biosystems社製、Pioneer)を用いて行った。固相担体はFmoc−β−アラニンがプレロードされた市販のWang Resinを用いた。また、HATU、DIEA及びPy・Imのモノマーユニットは、固相担体の活性末端に対して4当量用いた。合成前に固相担体をDMFに30分膨潤させた後、Pioneerの合成カラムに詰めた。合成はまず、担体にプレロードされているβ−アラニンのFmoc基を、20%ピペリジンのDMF溶液で5分間処理することにより脱保護した。その後、担体をメタノールで50秒間洗浄し、導入したいPyもしくはImのモノマーユニット、HATU及びDIEAをカラムに通し、60分間サイクルさせた後、メタノールで再度40秒間洗浄した。これら脱保護、伸長というサイクルを一サイクルとして、モノマーユニットを目的とするポリアミドの配列通りに順に縮合させた。その後、脱保護を同様に行った後、DMF溶液中で、ポリアミドの4等量となる分子量20、000のPEG−NHSを室温で6時間反応させて、ポリアミドにPEGを修飾した。反応終了後、固相担体をカラムから取り出し、減圧乾燥を行った後、50mlのナスフラスコ中に移し、95%TFA、2.5%TIS、2.5%水を5ml加えて30分間撹拌し、担体から切り出しを行った。精製は0.1%TFA水溶液とアセトニトリルを用いたHPLCにより行い、図1に示すコンジュゲート11(0.11g)を得た。得られたコンジュゲート11をTris-Borate buffer 50mM(pH 7.4)で溶解し、コンジュゲートが10uMとなるように調製した。   Solid phase synthesis was performed using a peptide synthesizer (Applied Biosystems, Pioneer). A commercially available Wang Resin preloaded with Fmoc-β-alanine was used as the solid phase carrier. Further, 4 equivalents of HATU, DIEA, and Py · Im monomer units were used with respect to the active terminal of the solid phase carrier. Prior to synthesis, the solid support was swelled in DMF for 30 minutes and then packed in a Pioneer synthesis column. In the synthesis, the Fmoc group of β-alanine preloaded on the carrier was first deprotected by treating with 20% piperidine in DMF for 5 minutes. Thereafter, the carrier was washed with methanol for 50 seconds, and Py or Im monomer units to be introduced, HATU and DIEA were passed through the column, cycled for 60 minutes, and then washed again with methanol for 40 seconds. These cycles of deprotection and extension were taken as one cycle, and the monomer units were condensed in order according to the target polyamide sequence. Then, after deprotecting in the same manner, PEG-NHS having a molecular weight of 20,000, which is 4 equivalents of polyamide, was reacted at room temperature for 6 hours in a DMF solution to modify the PEG on the polyamide. After completion of the reaction, the solid phase carrier is taken out from the column, dried under reduced pressure, transferred into a 50 ml eggplant flask, added with 5 ml of 95% TFA, 2.5% TIS, 2.5% water and stirred for 30 minutes. It was cut out from the carrier. Purification was performed by HPLC using a 0.1% TFA aqueous solution and acetonitrile to obtain conjugate 11 (0.11 g) shown in FIG. The resulting conjugate 11 was dissolved in Tris-Borate buffer 50 mM (pH 7.4) to prepare a conjugate of 10 uM.

〔キャピラリー電気泳動によるSNP測定〕
図2は、本実施例1にて説明したDNA検出を行う蛍光キャピラリー電気泳動装置の構成を示したものである。容器4と容器5には緩衝液6(Tris−Borate buffer 50mM pH 7.4)が内部に入っており、容器5には陽電極3が挿入されており、容器4には陰電極2が挿入されている。更に、容器4と容器5にはキャピラリー1の端部が挿入されている。キャピラリー1は、キャピラリー内壁がコーティングされた内径100umキャピラリー管(大塚電子製)を使用した。そして、緩衝液6(Tris−Borate buffer pH 7.4)を含むコンジュゲート11を充たしたキャピラリー1に、図2に示すようにサンプルDNA9(マンネンボシ 2.5uM、イチバンボシ 5.0uM)を注入した。次に、陰電極2・陽電極3間に、電源制御部8により、6kVの電圧を印加して、測定温度25度にてキャピラリー1内のサンプルDNA9を電気泳動させ、サンプルDNA9中の結合型DNAと非結合型DNAの、コンジュゲート11に対する親和性の差によって、サンプルDNA9を分離した。なお、検出部7において、プライマーDNAに標識しておいた蛍光色素Cy5に対してレーザー励起光630nmを照射し、Cy5から発せられる蛍光を波長660nmにてフォトマルチプライヤーで検出した。図4に、本実施例1でのサンプルDNAを測定したグラフを示す。
[SNP measurement by capillary electrophoresis]
FIG. 2 shows the configuration of the fluorescence capillary electrophoresis apparatus for performing DNA detection described in the first embodiment. The container 4 and the container 5 contain a buffer solution 6 (Tris-Borate buffer 50 mM pH 7.4), the positive electrode 3 is inserted into the container 5, and the negative electrode 2 is inserted into the container 4. Has been. Further, the end of the capillary 1 is inserted into the container 4 and the container 5. As the capillary 1, a capillary tube having an inner diameter of 100 μm (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) coated with the inner wall of the capillary was used. Then, as shown in FIG. 2, sample DNA 9 (Mannenbosi 2.5 uM, Ichibanboshi 5.0 uM) was injected into the capillary 1 filled with the conjugate 11 containing the buffer 6 (Tris-Borate buffer pH 7.4). Next, a voltage of 6 kV is applied between the negative electrode 2 and the positive electrode 3 by the power supply control unit 8, and the sample DNA 9 in the capillary 1 is electrophoresed at a measurement temperature of 25 degrees. The sample DNA 9 was separated by the difference in affinity between the DNA and unbound DNA for the conjugate 11. In the detector 7, the fluorescent dye Cy5 labeled on the primer DNA was irradiated with laser excitation light 630nm, and the fluorescence emitted from Cy5 was detected with a photomultiplier at a wavelength of 660nm. In FIG. 4, the graph which measured the sample DNA in the present Example 1 is shown.

(比較例の作成)
比較例として、図7に示すコンジュゲートを用いたDNA検出方法を挙げる。測定すべきサンプルDNAは、本実施例1と同一の蛍光標識されたPCR産物を変性処理し得られた一本鎖DNAを使用し、図2と同一の装置にて測定を行った。測定結果を図5に示す。
(Comparison example creation)
As a comparative example, a DNA detection method using the conjugate shown in FIG. As the sample DNA to be measured, single-stranded DNA obtained by denaturing the same fluorescently labeled PCR product as in Example 1 was used, and measurement was performed with the same apparatus as in FIG. The measurement results are shown in FIG.

〔本実施例1と比較例との対比〕
比較例では、図5に示すように、時間の早い方からプライマーのピーク、非結合型DNAのピーク、再結合DNAのピーク、結合型DNAのピークが検出されている。再結合DNAのピーク値は、非結合型DNAのピーク値の74%強の蛍光強度を示し、正確な測定が行われ難いことを示している。一方、本発明の実施例1では、図4に示すように、時間の早い方から、プライマーのピーク、非結合型DNAのピーク、結合型DNAのピークが検出されているが、再結合DNAのピークが消失している。これは、本発明によるコンジュゲートが、従来の一本鎖から成るコンジュゲートに比べ、不要なピークを大幅に抑制できる効果があることを示している。
[Contrast between Example 1 and Comparative Example]
In the comparative example, as shown in FIG. 5, the peak of the primer, the peak of unbound DNA, the peak of recombined DNA, and the peak of bound DNA are detected from the earlier time. The peak value of recombined DNA shows a fluorescence intensity that is 74% more than the peak value of unbound DNA, indicating that accurate measurement is difficult. On the other hand, in Example 1 of the present invention, as shown in FIG. 4, the peak of the primer, the peak of non-binding DNA, and the peak of binding DNA are detected from the earliest time. The peak disappears. This shows that the conjugate according to the present invention has an effect of significantly suppressing unnecessary peaks as compared with a conventional single-stranded conjugate.

以上説明したように、本実施例1のDNA検出方法により、再結合DNAの発生を回避し、ノイズとなるピークの発生を無くすことができた。また、サンプルDNAの調整が不要となるため、迅速にDNAを検出することができた。   As described above, the DNA detection method of Example 1 was able to avoid the generation of recombined DNA and eliminate the occurrence of noise peaks. In addition, since it was not necessary to prepare sample DNA, DNA could be detected quickly.

本発明にかかるDNA検出方法は、SNP測定においてノイズピークの発生を防止し、ピークの定量性と感度向上に有用である。また、本発明は、マイクロチップを利用した小型SNP検出装置への転用が期待され、本発明を利用したPoct(Point of Care Testing)による遺伝子の迅速診断も可能になると考えられる。   The DNA detection method according to the present invention prevents noise peaks from occurring in SNP measurement, and is useful for improving peak quantification and sensitivity. In addition, the present invention is expected to be diverted to a small SNP detection device using a microchip, and it is considered that rapid diagnosis of genes by Point (Point of Care Testing) using the present invention is also possible.

本発明におけるコンジュゲート11の構造式を示した図The figure which showed the structural formula of the conjugate 11 in this invention 本発明におけるDNA検出を行う装置の構成を簡略に示した図The figure which showed simply the structure of the apparatus which performs DNA detection in this invention 本発明におけるコンジュゲート11のDNAへの結合を概念的に示した図The figure which showed notionally the coupling | bonding to the DNA of the conjugate 11 in this invention 本発明の実施例1を適用した時のサンプルDNAを測定したときに検出される波形を示したグラフThe graph which showed the waveform detected when measuring sample DNA when Example 1 of this invention is applied 従来の方法である比較例で調製したサンプルDNAを測定したときに検出される波形を示したグラフA graph showing waveforms detected when measuring sample DNA prepared in a comparative example, which is a conventional method 本実施例1におけるPyモノマーユニット30、Imモノマーユニット31の合成スキームを示した図The figure which showed the synthesis scheme of Py monomer unit 30 in this Example 1, and Im monomer unit 31 従来の方法におけるコンジュゲートの構造式を示した図Diagram showing structural formula of conjugate in conventional method

符号の説明Explanation of symbols

1 キャピラリー
2 陰電極
3 陽電極
4 第1容器
5 第2容器
6 緩衝液
7 検出部
8 電源制御部
9 サンプルDNA
10、11 コンジュゲート
20 1−メチルピロール
21 1−メチルイミダゾール
22 1−メチル−2−トリクロロアセチルピロール
23 1−メチル−2−トリクロロアセチルイミダゾール
24 1−メチル−4−ニトロ−2−トリクロロアセチルピロール
25 1−メチル−4−ニトロ−2−トリクロロアセチルイミダゾール
26 メチル4−ニトロ−1−メチルピロール−2−カルボン酸エステル
27 メチル4−ニトロ−1−メチルイミダゾール−2−カルボン酸エステル
28 1−メチル−4−アミノピロール−2−カルボン酸メチルエステル塩酸塩
29 1−メチル−4−アミノ−イミダゾール−2−カルボン酸メチルエステル塩酸塩
30 4−[(9−フルオレニルメトキシカルボニル)アミノ]−1−メチル−2−ピロールカルボン酸
31 4−[(9−フルオレニルメトリキカルボニル)アミノ]−1−メチル−2−イミダゾールカルボン酸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capillary 2 Negative electrode 3 Positive electrode 4 1st container 5 2nd container 6 Buffer 7 Detection part 8 Power supply control part 9 Sample DNA
10, 11 Conjugate 20 1-methylpyrrole 21 1-methylimidazole 22 1-methyl-2-trichloroacetylpyrrole 23 1-methyl-2-trichloroacetylimidazole 24 1-methyl-4-nitro-2-trichloroacetylpyrrole 25 1-methyl-4-nitro-2-trichloroacetylimidazole 26 methyl 4-nitro-1-methylpyrrole-2-carboxylic acid ester 27 methyl 4-nitro-1-methylimidazole-2-carboxylic acid ester 28 1-methyl- 4-Aminopyrrole-2-carboxylic acid methyl ester hydrochloride 29 1-methyl-4-amino-imidazole-2-carboxylic acid methyl ester hydrochloride 30 4-[(9-fluorenylmethoxycarbonyl) amino] -1- Methyl-2-pyrrolecarbo Acid 31 4-[(9-Fluorenylmethoxycarbonyl) amino] -1-methyl-2-imidazolecarboxylic acid

Claims (3)

特定の塩基配列を含む二本鎖DNAおよび/又は前記二本鎖DNAの塩基配列の一部が異なる二本鎖DNAとから成るサンプルDNAを電気泳動させて分離するDNA検出方法において、
ピロールイミダゾールポリアミドとポリエチレングリコールからなるコンジュゲートをキャピラリーに充填する工程と、
前記コンジュゲートが充填された前記キャピラリー中に前記サンプルDNAを注入する工程と、
前記キャピラリーの両端に電圧を印加して前記サンプルDNAを電気泳動させる工程と、
を含むDNA検出方法。
In a DNA detection method in which a sample DNA comprising a double-stranded DNA containing a specific base sequence and / or a double-stranded DNA having a part of the base sequence of the double-stranded DNA is separated by electrophoresis,
Filling a capillary with a conjugate of pyrrole-imidazole polyamide and polyethylene glycol;
Injecting the sample DNA into the capillary filled with the conjugate;
Applying a voltage to both ends of the capillary to cause electrophoresis of the sample DNA;
A DNA detection method comprising:
前記コンジュゲートは、[化1]の一般式で表される請求項1に記載のDNA検出方法。
Figure 2009011183
但し、XはN−メチルピロールもしくは1−メチルイミダゾールであり、Rは任意の構造を示し、Zはポリエチレングリコールを示し、Lは任意の構造を示し、L’はCO-NH-を示し、L’’は−CH2−CH2−CH2−CO−NH−を示し、nは4から8の範囲にあるものとする。
The DNA detection method according to claim 1, wherein the conjugate is represented by a general formula of [Chemical Formula 1].
Figure 2009011183
However, X is N-methylpyrrole or 1-methylimidazole, R shows arbitrary structures, Z shows polyethyleneglycol, L shows arbitrary structures, L 'shows CO-NH-, L ″ Represents —CH 2 —CH 2 —CH 2 —CO—NH—, and n is in the range of 4 to 8.
前記コンジュゲートのポリエチレングリコールの重量平均分子量は、2、000〜150、000である請求項1又は請求項2に記載のDNA検出方法。 The DNA detection method according to claim 1 or 2, wherein the polyethylene glycol of the conjugate has a weight average molecular weight of 2,000 to 150,000.
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