JP2009168541A - カルボン酸を含む泳動液を用いた生体関連物質の高感度・高分離能電気泳動 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カルボン酸を含む泳動液を用いた生体関連物質、例えばたんぱく質、ペプチド、DNA、RNA、糖質、及び薬品のごく微少量の検出に対して、安定して高い分離能力で多成分の同時分離(網羅的分析)を可能にした電気泳動方法、電気泳動方法用分離分析用液体組成物及び前記組成物を用いたキット。
【選択図】図7
Description
生体関連物質の分析、特に、核酸やタンパク質のクロマトグラフィーや電気泳動を利用して、網羅的に分析するには、最低でもサンプルを数μリットル用意し、さらに、何らかの増幅の方法、DNAであればPCRの方法を用いて、その量を増やし、そして分析を行うことが要求される。網羅的分析では、例えば、非特許文献2や文献3に見られるように、キャピラリー電気泳動を用いた場合、一本鎖DNAであれば、50〜1000塩基まで1塩基の違いによる分離、二本鎖のDNAであれば、100〜10,000塩基対(bp)までの範囲で、分解能10塩基で分離することが可能であるとされている。しかし、二本鎖のDNAを分析する際にはその長さで5,000塩基対を超える長さを持つものを、分離能が10塩基対で、分離するのは困難である。
従来、サンプルの変性剤として利用されている7Mの尿素を用いた分析では、混合する試薬の濃度が高いことによる変性剤の析出があり、析出物が不純物、夾雑物として分析されることによって分析自身の信頼性が損なわれることがあった。
以上のように、細胞内や組織内の核酸やタンパク質を、信頼性を確保したまま網羅的に分離分析するためには、生化学サンプルを前処理なしで、且つ、分離能をできるだけ高くし、同時に検出感度を高くできる分離溶液の開発、及び、それを有効にする分析方法が望まれている。
「HEC」とはその化合物名が“Hydroxyethylcellulose”(ヒドロキシエチルセルロース)を示し、
「カルボン酸」は、化合物の構造にカルボキシル基を含む化合物、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ビバル酸、ポリカルボン酸などの化合物を示し、溶媒可溶性であれば良い。
「分子篩効果物質」とはキャピラリー内部に充填するゲル、ポリマーなどのサンプルの泳動に篩い効果を出すための物質を言う。例えば、セルロース膜、ポリスチレンビーズ、ナノ構造体(非特許文献6参照)、架橋ゲルであるポリアクリルアミドゲル、ポリマーである直鎖状ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、本出願の実施例において使用しているヒドロキシエチルセルロース(「HEC」:Hydroxyethylcellulose)などを挙げることができる。
蛍光色素:生体関連物質と結合し励起光により発光する色素化合物、例えばSYBR Green II(SYBRはMolecular Probes社の登録商標)を挙げることができるが、これに限定されない。
泳動液:電気泳動の際、分離の場であるゲル中やキャピラリー中に用いられる溶液。電解質を含んでおり、通常は緩衝液を用いることが多い。ここでは、電源からの電極を浸す溶液である電極液も含める。
分離分析の方法としては、平板ゲル電気泳動(スラブゲル電気泳動)及び、キャピラリー電気泳動を利用する。カラムクロマトグラフィーは一般的な分離、分取の手段として利用されている。これに対し、平板ゲル電気泳動は従来から、核酸やタンパク質などの分離分析に利用されてきた。またキャピラリー電気泳動は平板ゲル電気泳動と比較して、迅速な分析、ジュール熱の分散などの点からも優れている分離分析方法であることは知られている。本発明では、核酸について高い変性能力を示すカルボン酸を泳動液に導入することにより、生体分子サンプルの前処理なしに、サンプルの変性、移動相と固定相とサンプルの疎水性又は親水性相互作用、及びポリマーの分子篩いによる効果を高めることができ、分解能を高くすると同時にその検出感度を良くすることが可能となることを見出した。
また、本発明のキャピラリー電気泳動法には、キャピラリーゾーン電気泳動(CZE)、キャピラリー等速電気泳動(CITP)、キャピラリー等電点電気泳動(CIEP)、ミセル導電電気泳動(MEKC)、キャピラリーゲル電気泳動(CGZE)、キャピラリーゲル等速電気泳動(CGITP)、キャピラリーゲル等電点電気泳動(CGIEF)及びキャピラリーゲルSDS電気泳動(SDS−CGE)、法及び、これらの電気泳動の方法をマイクロチップ内に作成した流路を利用した場合での電気泳動が含まれるが、これらに限らない。
このことは、泳動液にカルボン酸を含むという基本原理は本発明の独特のものであるが、これに付随する技術は、従来の電気泳動法による技術を採用することができるということである。
なお、本発明は、以下の実施例のみについて限定されるものではない。
A.RNAサンプル:Perfect RNA Markers 0.1−1kb,
:Perfect RNA Markers 0.2−10kb,(Novagen,Merck
Bioscience,USA
B.泳動液として、(A)2.0M酢酸を含む緩衝溶媒にHECポリマー(hydroxyethylcellulose、分子量250,000)を加えた溶液(実施例)、(B)2.5Mホルムアルデヒドを含む緩衝溶媒にHECポリマーを加えた溶液(比較例)、及び、(C)7.0M尿素を含む緩衝液にHECポリマーを加えた溶液(比較例)を、RNAサイズマーカーを前処理せずに分離した結果と共に、表1に示した。
蛍光色素:SYBR Green II
C.キャピラリー電気泳動条件:50μmX50μm 角柱キャピラリー、内部ポリアクリルアミド処理、全長 13cm、有効長 8cm、電場強度 100V/cm
RNAの分離についての結果は、酢酸を添加した泳動液を利用した場合優れた分離結果を得た。その結果を図1に示す。
1:100nt,2:200nt,3:300nt,4:400nt,5:500nt,
6:600nt,7:800nt,8:1,000nt,9:1,500nt,
10:2,000nt,11:3,000nt,12:4,000nt,
13:6,000nt,14:8,000nt (nt=ヌクレオチド)
を意味する。
泳動液として酢酸を2.0M添加したもの(J)、酢酸を1.0M添加したもの(K)、及び7.0Mの尿素を添加したもの(L)を表4に示した。
キャピラリー電気泳動条件:50μmX50μm 角柱キャピラリー、内部ポリアクリルアミド処理、全長 13cm、有効長 8cm、電場強度 100V/cmである。
酢酸を添加した泳動液を利用した場合に優れた分離結果が得られた。
泳動液として、(M)1.0M酢酸を含む緩衝溶媒にHECポリマー(hydroxyethylcellulose)を加えた溶液(実施例)、(N)7.0M尿素を含む緩衝溶媒にHECポリマー溶液(比較例)を用いた場合を表5に示した。酢酸を添加した泳動液を利用した場合、700−1000bpの範囲のDNAの優れた分離結果が得られた。分離結果を図5に示した。
サンプル:Perfect RNA Markers 0.1−1kb,
:Perfect RNA Markers 0.2−10kb,(Novagen,Merck Bioscience,USA)
キャピラリー電気泳動条件:50μmX50μm 角柱キャピラリー、内部ポリアクリルアミド処理、全長 13cm、有効長 8cm、電場強度 100V/cmである。
分子篩効果物質:HECポリマー(Mw=250,000)
蛍光色素:SYBR Green II
加えたカルボン酸の量は全て2.0Mである。比較のため7.0M尿素の場合を示した。
ここでの結果は図7のとおりであり、偶数炭素のカルボン酸を使用した場合に理論段数及び分離度が特に優れていた。
Claims (12)
- カルボン酸を含む泳動液に生体関連物質を可溶化するステップを含むことを特徴とする生体関連物質の電気泳動方法による分離分析方法。
- 電気泳動方法がキャピラリー電気泳動法であることを特徴とする請求項1に記載の分離分析方法。
- 生体関連物質が核酸、DNA、たんぱく質、ペプチドまたは糖質であることを特徴とする請求項1または2に記載の分離分析方法。
- 炭素数4までの鎖状アルカンを有するカルボン酸であることを特徴とする請求項1、2または3に記載の分離分析方法。
- カルボン酸、蛍光色素及び分子篩効果物質を含むことを特徴とする生体関連物質の電気泳動法による分離分析用液体組成物。
- 電気泳動法がキャピラリー電気泳動法であることを特徴とする請求項5に記載の分離分析用液体組成物。
- 生体関連物質が核酸、DNA、たんぱく質、ペプチドまたは糖質であることを特徴とする請求項5または6に記載の分離分析用液体組成物。
- 炭素数4までの鎖状アルカンを有するカルボン酸であることを特徴とする請求項5、6または7に記載の分離分析用液体組成物。
- 分子篩効果物質がポリマーである請求項5〜8のいずれかに記載の分離分析用液体組成物。
- カルボン酸、蛍光色素及び分子篩効果物質を含む電気泳動法により生体関連物質を分離分析する液体組成物を含むことを特徴とする生体分子分離分析用キット。
- 炭素数4までの鎖状アルカンを有するカルボン酸であることを特徴とする請求項10に記載の生体分子分離分析用キット。
- 分子篩効果物質がポリマーである請求項10または11に記載の生体分子分離分析用キット。
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JPH1123530A (ja) * | 1996-03-28 | 1999-01-29 | Fmc Corp | 電気泳動技術に用いる安定な変性剤及びその使用方法 |
JP2002320483A (ja) * | 2001-04-26 | 2002-11-05 | Katayama Kagaku Kogyo Kk | 遺伝子異常検出方法 |
WO2005049196A1 (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-02 | Ebara Corporation | 液体を用いたマイクロチップ装置 |
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2008
- 2008-01-15 JP JP2008005327A patent/JP2009168541A/ja active Pending
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