JP2010117308A - Detection method of fluorescence quenching material in gaseous phase - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple method hardly influenced by a noise caused by nonspecific adsorption, for detecting a fluorescence quenching material in a gaseous phase. <P>SOLUTION: In this method for detecting the fluorescence quenching material in the gaseous phase, fluorescence quenching is measured by bringing in the gaseous phase, the fluorescence quenching material into contact with a substrate on which a bonded material is immobilized, which comprises molecules interacting with the fluorescence quenching material and a fluorescent component quenched by the fluorescence quenching material. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、気相における蛍光消光性物質の検知方法、並びに上記検知方法を行うための気相センサーに関する。   The present invention relates to a method for detecting a fluorescence quenching substance in a gas phase, and a gas phase sensor for performing the detection method.

蛍光消光イムノアッセイとは、蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と、該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物に対して、当該蛍光消光性物質を接触させて、蛍光消光を測定することによって蛍光消光性物質を分析する方法であり、例えば、特許文献1、非特許文献1及び2に記載されている。しかし、これらの文献に記載の方法は、液相での抗原抗体反応を利用したものである、気相での抗原抗体反応に関するものではない。   Fluorescence quenching immunoassay is a method in which a fluorescence quenching substance is brought into contact with a conjugate of a molecule that interacts with the fluorescence quenching substance and a fluorescent component that is quenched by the fluorescence quenching substance. This is a method for analyzing a fluorescence quenching substance by measurement, and is described in, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Documents 1 and 2. However, the methods described in these documents do not relate to the antigen-antibody reaction in the gas phase, which utilizes the antigen-antibody reaction in the liquid phase.

また、非特許文献3には、表面弾性波(SAWS)を用いた気相でのセンシング方法が記載されているが、この方法は、蛍光標識固定化抗体に消光剤を接触させる方法とは原理が異なる。   Non-Patent Document 3 describes a gas-phase sensing method using surface acoustic waves (SAWS). This method is based on the principle that a quencher is brought into contact with a fluorescently labeled immobilized antibody. Is different.

さらに、特許文献2には、検出すべきプローブ分子を固定化した固相担体を用いて蛍光検出する方法において、消光剤を用いてバックグラウンドを低減することを特徴とする方法が記載されている。特許文献2の方法は、DNAマイクロアレイのバックグラウンドを低減することを目的としたものであり、蛍光消光性物質を検知する方法に関するものではない。   Furthermore, Patent Document 2 describes a method of reducing the background using a quencher in a method of detecting fluorescence using a solid phase carrier on which a probe molecule to be detected is immobilized. . The method of Patent Document 2 is intended to reduce the background of the DNA microarray and is not related to a method of detecting a fluorescence quenching substance.

一方、空気中に存在する消光性抗原をモニターする場合には、溶液や分散液を介して評価する必要があり、精度及び簡便性が乏しいという問題があった。また、非特異的吸着成分の影響を受けやすく、ノイズが増大するという問題もあった。さらに、特殊なピエゾ基板に抗体を固定化する必要があり、手間及びコストがかかるという問題もあった。   On the other hand, in the case of monitoring a quenching antigen present in the air, it is necessary to make an evaluation via a solution or a dispersion, and there is a problem that accuracy and convenience are poor. In addition, there is a problem that noise is increased due to being easily influenced by non-specific adsorption components. Furthermore, it is necessary to fix the antibody on a special piezo substrate, and there is a problem that it takes time and cost.

J.Phys.Chem.B,109,19604(2005)J. Phys. Chem. B, 109, 19604 (2005) JACS,127,6744(2005)JACS, 127,6744 (2005) Anal.Chem.Acta,217,111(1989)Anal.Chem.Acta, 217, 111 (1989) 特開2002−365289号公報JP 2002-365289 A 特開2003−84002号公報JP 2003-84002 A

本発明は、上記した従来技術の問題点を解消することを解決すべき課題とした。即ち、本発明は、非特異吸着によるノイズの影響を受けにくく簡便であることを特徴とする蛍光消光性物質を気相において検知する方法、並びに上記方法で用いるための気相センサーを提供することを解決すべき課題とした。   An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art. That is, the present invention provides a method for detecting a fluorescence quenching substance in the gas phase, which is simple to be hardly affected by noise due to non-specific adsorption, and a gas phase sensor for use in the above method. Was a problem to be solved.

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、均一反応系である液相で行われている蛍光消光アッセイを気相系に適用することを試みた結果、意外にも、蛍光消光の測定によって2種類の分子間の相互作用を気相において検知できることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成したものである。   As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have attempted to apply a fluorescence quenching assay performed in a liquid phase, which is a homogeneous reaction system, to a gas phase system. It was found that the interaction between two kinds of molecules can be detected in the gas phase by measuring the extinction. The present invention has been completed based on these findings.

即ち、本発明によれば、蛍光消光性物質を気相において検知する方法において、該蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物を固定化した基板に、上記蛍光消光性物質を気相中において接触させ、蛍光消光を測定することを含む、上記の方法が提供される。   That is, according to the present invention, in a method for detecting a fluorescence quenching substance in a gas phase, a binding substance between a molecule that interacts with the fluorescence quenching substance and a fluorescence component that is quenched by the fluorescence quenching substance is fixed. There is provided the above method, which comprises contacting the fluorescence quenching substance with a fluorinated substrate in a gas phase and measuring fluorescence quenching.

好ましくは、蛍光消光性物質に対して相互作用する分子は、該蛍光消光性物質に対する抗体である。
好ましくは、蛍光消光性物質により消光する蛍光成分は、Eu3+クリプテート、アロフィコシアニン、シアン蛍光タンパク(CFP)、黄色蛍光タンパク(YFP)、フルオロセインイソチアシアネート(FITC)、テトラメチルローダミンイソチオシアネート(TRITC)、R−フィコエトリン(R−PE)、Cy3、又はCy5のいずれかである。
Preferably, the molecule that interacts with the fluorescence quencher is an antibody against the fluorescence quencher.
Preferably, the fluorescent component quenched by the fluorescence quenching substance is Eu3 + cryptate, allophycocyanin, cyan fluorescent protein (CFP), yellow fluorescent protein (YFP), fluorescein isothiocyanate (FITC), tetramethylrhodamine isothiocyanate (TRITC). ), R-phycoetrin (R-PE), Cy3, or Cy5.

好ましくは、蛍光消光性物質のエアロゾルを、気相中において基板に接触させる。
好ましくは、蛍光消光性物質を含む気体を、一定の風量の下で基板に接触させる。
Preferably, the fluorescence quenching substance aerosol is brought into contact with the substrate in the gas phase.
Preferably, the gas containing the fluorescence quenching substance is brought into contact with the substrate under a constant air volume.

さらに本発明によれば、蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物を固定化した気体透過性基板からなる、上記した本発明の方法で用いるための気相センサーが提供される。
好ましくは、上記気体透過性基板は、繊維である。
Furthermore, according to the present invention, the method of the present invention as described above, comprising a gas permeable substrate on which a combined product of a molecule that interacts with a fluorescence quenching substance and a fluorescent component quenched by the fluorescence quenching substance is immobilized. A gas phase sensor for use in is provided.
Preferably, the gas permeable substrate is a fiber.

本発明によれば、非特異吸着によるノイズの影響を受けにくく簡便であることを特徴とする蛍光消光性物質を気相において検知する方法、並びに上記方法で用いるための気相センサーを提供することが可能になった。さらに本発明によれば、気相での評価を行った後に、さらに液相での競合反応を行うことより、蛍光消光性物質と、該蛍光消光性物質に対して相互作用する分子との相互作用を再確認することもできる。   According to the present invention, there is provided a method for detecting a fluorescence quenching substance in the gas phase, which is not easily affected by noise due to non-specific adsorption, and a gas phase sensor for use in the above method. Became possible. Further, according to the present invention, after conducting the evaluation in the gas phase, a competitive reaction in the liquid phase is further performed, so that the fluorescence quenching substance and the molecule that interacts with the fluorescence quenching substance interact with each other. The effect can also be reconfirmed.

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明は、蛍光消光性物質を気相において検知する方法において、該蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物を固定化した基板に、上記蛍光消光性物質を気相中において接触させ、蛍光消光を測定することを含む、上記の方法に関するものである。本発明の原理の模式図を図1に示す。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The present invention relates to a method for detecting a fluorescence quenching substance in a gas phase, on a substrate on which a combined substance of a molecule that interacts with the fluorescence quenching substance and a fluorescence component quenched by the fluorescence quenching substance is immobilized. The above-described method includes contacting the fluorescence quenching substance in a gas phase and measuring fluorescence quenching. A schematic diagram of the principle of the present invention is shown in FIG.

従来の蛍光消光イムノアッセイは液相で行う方法であるが、本発明においては、所定の流量の気流(蛍光消光性物質が含まれる)を基板に接触させることにより、定量的及び定性的なセンシングが可能である。本発明では、蛍光消光性物質を気相において検知するため、気相中の蛍光消光性物質をそのまま直接センシングすることができる。これに対し、従来の液相での評価を行う場合は、手間がかかり、バッチ式となるため連続測定ができず、迅速性にも劣るという問題がある。即ち、液相での評価を行う場合は、エアロゾルをインピンジャーなどで液中に回収した後、蛍光標識固定化マイクロプレートに注入し、蛍光消光を測定するという操作が必要であるが、これに対して本発明では、回収試料の蛍光消光の測定を行うのみで蛍光消光性物質を測定することができる、飽和するまで継続的に測定することが可能である。   A conventional fluorescence quenching immunoassay is a method performed in a liquid phase. In the present invention, quantitative and qualitative sensing is performed by bringing a flow of air (including a fluorescence quenching substance) into contact with a substrate at a predetermined flow rate. Is possible. In the present invention, since the fluorescence quenching substance is detected in the gas phase, the fluorescence quenching substance in the gas phase can be directly sensed as it is. On the other hand, when performing evaluation in the conventional liquid phase, there is a problem that it takes time and is a batch type, so that continuous measurement cannot be performed and the speed is inferior. That is, when performing evaluation in the liquid phase, it is necessary to collect the aerosol in the liquid with an impinger or the like and then inject it into a fluorescent label-immobilized microplate to measure the fluorescence quenching. On the other hand, in the present invention, the fluorescence quenching substance can be measured only by measuring the fluorescence quenching of the recovered sample, and can be continuously measured until saturation.

さらに、本発明では、蛍光消光性物質を含む気体を、一定の風量の下で基板に接触させることが好ましい。これにより、蛍光標識抗体を担持した面に対して気体通過量を均一とすることができる。具体的には、例えば、気体透過性基板上に標識抗体を均一担持させ、図2のように円筒状に導入した気流を面垂直方向に通過させることができる。   Furthermore, in the present invention, it is preferable that the gas containing the fluorescence quenching substance is brought into contact with the substrate under a constant air volume. Thereby, the gas passage amount can be made uniform with respect to the surface carrying the fluorescently labeled antibody. Specifically, for example, a labeled antibody can be uniformly supported on a gas-permeable substrate, and an air stream introduced into a cylindrical shape as shown in FIG.

本発明においては、蛍光消光性物質に対して相互作用する分子を用いる。蛍光消光性物質と、蛍光消光性物質に対して相互作用する分子の組み合わせとしては、特に限定されないが、例えば、抗原と抗体、アビジンとビオチン、酵素と基質、ホストとゲスト、錯体と金属などを挙げることができる。上記の中でも特に好ましくは、抗原と抗体である。なお、上記において、蛍光消光性物質は、抗原と抗体の何れでもよく、アビジンとビオチンの何れでもよく、酵素と基質の何れでもよく、ホストとゲストの何れでもよく、錯体と金属の何れでもよい。   In the present invention, a molecule that interacts with a fluorescence quenching substance is used. A combination of a fluorescence quenching substance and a molecule that interacts with the fluorescence quenching substance is not particularly limited. For example, antigen and antibody, avidin and biotin, enzyme and substrate, host and guest, complex and metal, etc. Can be mentioned. Of these, antigens and antibodies are particularly preferable. In the above, the fluorescence quenching substance may be any of an antigen and an antibody, any of avidin and biotin, any of an enzyme and a substrate, any of a host and a guest, and any of a complex and a metal. .

蛍光消光性物質、又は消光性物質に対して相互作用する分子が、抗原である場合、抗原の種類は、蛍光消光性を有する限り特に限定されないが、例えば、爆薬(TNT(トリニトロトルエン)、ピクリン酸(2,4,6−トリニトロフェノール)、ニトロ化合物など)、殺虫剤・農薬(パラチオン、マラチオンなど)、細菌(ブドウ球菌、ミクロコッカス属、炭疽菌、セレウス菌、枯草菌、アクネ菌、緑膿菌、セラチア菌、セパチア菌、肺炎球菌、レジオネラ菌、結核菌など)、カビ(酵母、アスペルギルス、ペニシリウス、クラドスポリウムなど)、ウイルス(インフルエンザウイルス、アデノウイルス、コロナウイルス、ライノウイルス、ノロウイルスなど)、アレルゲン(花粉、ダニアレルゲン、カビ胞子、ネコアレルゲンなど)、ハプテン(ベロ毒素・マイトトキシン・シガトキシン・ペニシリンなどの生物毒素、煙草の煙・煤塵・自動車排気ガスなどに含まれるベンゾピレン類、ダイオキシン類、ステロイド、医薬品、麻薬、毒ガス、香料等におい物質など)などを挙げることができる。また、抗体としては、上記抗原を認識して結合できる抗体を用いることができるが、抗体の詳細については、本明細書中において後述する。   When the fluorescence quenching substance or the molecule that interacts with the quenching substance is an antigen, the type of the antigen is not particularly limited as long as it has fluorescence quenching properties. For example, explosives (TNT (trinitrotoluene), picrin Acids (2,4,6-trinitrophenol), nitro compounds, etc., insecticides / pesticides (parathion, malathion, etc.), bacteria (staphylococci, micrococcus, anthrax, cereus, bacillus subtilis, acne, Pseudomonas aeruginosa, Serratia, Sephacia, pneumococci, Legionella, tuberculosis, etc., mold (yeast, Aspergillus, Penicillius, Cladosporium, etc.), virus (influenza virus, adenovirus, coronavirus, rhinovirus, norovirus) Allergens (pollen, mite allergens, mold spores, cat allergens, etc.), Ten (biotoxins such as verotoxin, mitotoxin, ciguatoxin, penicillin, benzopyrenes, dioxins, steroids, pharmaceuticals, narcotics, poisonous gases, fragrances, etc. contained in cigarette smoke, dust, and automobile exhaust) Can be mentioned. As the antibody, an antibody capable of recognizing and binding to the above antigen can be used. Details of the antibody will be described later in this specification.

蛍光消光性物質に対して相互作用する分子には、該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分が標識されている。本発明で用いる蛍光成分は、蛍光消光性物質により消光するものであれば特に限定されないが、例えば、Eu3+クリプテート、アロフィコシアニン(APC)、CFP、YFP、R−フィコエトリン(R−PE)、Cy3/Cy5(Cyanine系)、アニリノナフタレンスルホン酸類(ANS、MANS、TNSなど)、アミノナフタレン類(DNS−Cl、IAEDANSなど)、ピレン、スチルベン、クマリン誘導体(DACM、DCIAなど)、NBD(nitrobenzo−2−oxa−1,3−diazole)、フルオロセイン誘導体(フルオロセインイソチオシアネート(FITC)など)、エオシン、エリスロシン、ローダミン誘導体(テトラメチルローダミン,テトラメチルローダミンイソチオシアネート(TRITC)など)、BODIPY誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾフラン誘導体、プルフィリン誘導体、Alexa Fluor、DyLight、HiLyte Fluor、Oyster、MegaStokes Dye、IRDye蛍光色素などを挙げることができる。 A molecule that interacts with the fluorescence quenching substance is labeled with a fluorescent component that is quenched by the fluorescence quenching substance. The fluorescent component used in the present invention is not particularly limited as long as it is quenched by a fluorescence quenching substance. For example, Eu 3+ cryptate, allophycocyanin (APC), CFP, YFP, R-phycoetrin (R-PE), Cy3 / Cy5 (Cyanine series), anilinonaphthalenesulfonic acids (ANS, MANS, TNS, etc.), aminonaphthalenes (DNS-Cl, IAEDANS, etc.), pyrene, stilbene, coumarin derivatives (DACM, DCIA, etc.), NBD (nitrobenzo) -2-oxa-1,3-diazole), fluorescein derivatives (such as fluorescein isothiocyanate (FITC)), eosin, erythrosine, rhodamine derivatives (tetramethylrhodamine, tetramethylrhodamine isothiocyanate (TRI) C), etc.), BODIPY derivatives, anthracene derivatives, benzofuran derivatives, Purufirin derivatives, Alexa Fluor, mention may be made DyLight, HiLyte Fluor, Oyster, MegaStokes Dye, and IRDye fluorescent dye.

本発明では、蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物を固定化した基板に、上記蛍光消光性物質を気相中において接触させ、蛍光消光を測定することによって、蛍光消光性物質を気相において検知することができる。   In the present invention, the fluorescence quenching substance is brought into contact in a gas phase with a substrate on which a combined substance of a molecule that interacts with the fluorescence quenching substance and a fluorescent component quenched by the fluorescence quenching substance is immobilized, By measuring fluorescence quenching, the fluorescence quenching substance can be detected in the gas phase.

蛍光消光の測定は常法により行うことができ、例えば、市販の蛍光測定装置を用いて行うことができる。使用する蛍光装置としては光学的な定量性が確保されれば、蛍光スキャナ、CCDカメラタイプイメージャー、マイクロタイタープレートリーダーなど様々な検出機器が使用可能であるが、マイクロタイタープレートリーダーの使用が望ましい。さらにバックグラウンンドの影響を除くため、時間分解蛍光検出機能がついた装置を用いることもできる。   The fluorescence quenching can be measured by a conventional method, for example, using a commercially available fluorescence measuring device. Various optical devices such as fluorescent scanners, CCD camera type imagers, and microtiter plate readers can be used as long as optical quantification is ensured as the fluorescent device to be used. However, it is desirable to use a microtiter plate reader. . Furthermore, in order to eliminate the influence of background, an apparatus with a time-resolved fluorescence detection function can be used.

本発明によればさらに、蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物を固定化した気体透過性基板からなる気相センサーが提供される。気体透過性基板の種類は、気相センサーの用途に応じて適宜選択することができ、例えば、空気中の対象物質モニターする場合(室内換気効率モニター、塵埃落下テスト、気流モニターなど)には、気体透過性基板として不織布などを用いることができ、エアフィルターの性能試験を行う場合には、捕捉対象物質のサイズや吸着性に応じた多孔質基材を用いることができ、高濃度系(ppmオーダー以上)の検出を行う場合には、メッシュ基材を用いることができ、定量を行う場合には、活性炭など吸着性多孔質基材を用いることができる。   According to the present invention, there is further provided a gas phase sensor comprising a gas permeable substrate on which a conjugate of a molecule that interacts with a fluorescence quenching substance and a fluorescent component that is quenched by the fluorescence quenching substance is immobilized. . The type of gas permeable substrate can be appropriately selected according to the use of the gas phase sensor. For example, when monitoring a target substance in the air (indoor ventilation efficiency monitor, dust drop test, airflow monitor, etc.) A non-woven fabric can be used as the gas permeable substrate, and when performing a performance test of an air filter, a porous substrate according to the size and adsorbability of the substance to be captured can be used. In the case of detecting an order or more), a mesh substrate can be used, and in the case of quantification, an adsorptive porous substrate such as activated carbon can be used.

本発明において用いる気体透過性基材としては、繊維が好ましい。本発明で用いる繊維の主たる繊維としては、セルロースエステル、ビニロン、アクリル系、ポリウレタンのうち少なくとも1種類を主成分とする繊維が好ましい。   As the gas permeable substrate used in the present invention, fibers are preferred. As the main fiber of the fiber used in the present invention, a fiber mainly composed of at least one of cellulose ester, vinylon, acrylic and polyurethane is preferable.

本発明におけるセルロースエステルとは、セルロースの水酸基を有機酸でエステル化されているセルロース誘導体を指す。エステル化に用いる有機酸は、例えば酢酸・プロピオン酸・酪酸などの脂肪カルボン酸、安息香酸・サリチル酸などの芳香族カルボン酸などがある。単独もしくは併用したものであってもよい。セルロースの水酸基のエステル基置換率について特に制限はないが、60%以上であることが好ましい。   The cellulose ester in the present invention refers to a cellulose derivative in which the hydroxyl group of cellulose is esterified with an organic acid. Examples of organic acids used for esterification include fatty carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid and butyric acid, and aromatic carboxylic acids such as benzoic acid and salicylic acid. It may be used alone or in combination. Although there is no restriction | limiting in particular about the ester group substitution rate of the hydroxyl group of a cellulose, It is preferable that it is 60% or more.

本発明における繊維径1μm以下の微細繊維集合体を形成する主たる材料の群のなかでは、セルロースアシレート繊維が望ましい。セルロースアシレートは、セルロースの水酸基を構成する水素原子の一部または全部がアシル基で置換されているセルロースエステルを指す。アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、およびブチリル基など挙げられる。これらの基は1種のみが置換されて構成されていてもよいし、2種以上のアシル基が混合置換されていてもよい。アシル基置換度の総和は、好ましくは2.0〜3.0であり、より好ましくは2.1〜2.8であり、特に好ましくは2.2〜2.7である。なかでも、この置換度を満たすセルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、又はセルロースアセテートブチレートのいずれかであることが好ましく、セルロースアセテートであることが最も好ましい。一般にセルロースアシレートは、エステル化度によって溶剤が異なることが知られているが、あらかじめエステル化率の高いセルロースアシレートで繊維径1μm以下の微細繊維集合体を作製したのちに、アルカリ加水分解処理等を行って表面を親水化してもよい。   Cellulose acylate fibers are desirable among the group of main materials forming a fine fiber aggregate having a fiber diameter of 1 μm or less in the present invention. Cellulose acylate refers to a cellulose ester in which some or all of the hydrogen atoms constituting the hydroxyl group of cellulose are substituted with acyl groups. Examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, and a butyryl group. These groups may be constituted by replacing only one kind, or two or more kinds of acyl groups may be mixed and substituted. The total acyl group substitution degree is preferably 2.0 to 3.0, more preferably 2.1 to 2.8, and particularly preferably 2.2 to 2.7. Among these, cellulose acetate, cellulose acetate propionate, or cellulose acetate butyrate that satisfies this degree of substitution is preferable, and cellulose acetate is most preferable. Cellulose acylate is generally known to have different solvents depending on the degree of esterification, but after preparing a fine fiber aggregate with a fiber diameter of 1 μm or less with cellulose acylate with a high esterification rate, alkali hydrolysis treatment Etc. may be performed to make the surface hydrophilic.

セルロースアシレート繊維のみでも十分に実用的な基板を形成することが可能であるが、強度や寸度安定性をさらに向上させる等の目的で、ポリエステル系繊維・ポリオレフィン系繊維・ポリアミド系繊維・アクリル系繊維等との混紡繊維により繊維径1μm以下の微細繊維集合体を形成してもよい。混紡繊維を用いる場合には、セルロースアシレート繊維の質量分率は50%以上であることが望ましく、70%以上であることがさらに望ましい。   Although it is possible to form a sufficiently practical substrate using only cellulose acylate fiber, polyester fiber, polyolefin fiber, polyamide fiber, acrylic, etc. for the purpose of further improving strength and dimensional stability. A fine fiber aggregate having a fiber diameter of 1 μm or less may be formed from a blended fiber with a base fiber or the like. When blended fiber is used, the mass fraction of the cellulose acylate fiber is preferably 50% or more, and more preferably 70% or more.

本発明における繊維径1μm以下の微細繊維集合体を形成する主たる材料の群のなかでは、ポリアミド繊維であることも望ましい。   Among the main group of materials forming the fine fiber aggregate having a fiber diameter of 1 μm or less in the present invention, it is also desirable that the fiber is a polyamide fiber.

本発明におけるポリアミドとは、化学構造単位にアミド結合を有する線状高分子からなる繊維を指す。   The polyamide in the present invention refers to a fiber made of a linear polymer having an amide bond in a chemical structural unit.

ポリアミドの中でも、エチレンジアミン、1−メチルエチレンジアミン、1,3−プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミンと、マロン酸、コハク酸、アジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸との結合体である直鎖型脂肪族ポリアミドが好ましい。特に、ナイロン66が好ましい。   Among polyamides, a linear chain that is a combination of an aliphatic diamine such as ethylenediamine, 1-methylethylenediamine, 1,3-propylenediamine, and hexamethylenediamine and an aliphatic dicarboxylic acid such as malonic acid, succinic acid, and adipic acid. Type aliphatic polyamides are preferred. Nylon 66 is particularly preferable.

前記のジアミンおよびジカルボン酸以外にも、ε−カプロラクタムやラウロラクタム等のラクタム類、アミノカプロン酸、アミノウンデカン酸等のアミノカルボン酸類、パラ−アミノメチル安息香酸等を単独または共重合成分として用いた脂肪族ポリアミドを用いることもできる。特に、ε−カプロラクタムの単独使用で製造されるナイロン6が好ましい。   Fats using lactams such as ε-caprolactam and laurolactam, aminocarboxylic acids such as aminocaproic acid and aminoundecanoic acid, para-aminomethylbenzoic acid and the like alone or as a copolymer component in addition to the diamine and dicarboxylic acid. A group polyamide can also be used. In particular, nylon 6 produced by using ε-caprolactam alone is preferable.

これらの他に、原料の脂肪族ジアミンとして一部または全部をシクロヘキサンジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1、4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンなどの脂環式ジアミンを用いた脂肪族ポリアミド、および/または、ジカルボン酸として一部または全部を1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂環式ジカルボン酸を用いた脂肪族ポリアミドであってもよい。   In addition to these, some or all of the aliphatic diamines used as raw materials are alicyclic diamines such as cyclohexanediamine, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, and 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane. An aliphatic polyamide using an alicyclic dicarboxylic acid such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, hexahydroterephthalic acid, hexahydroisophthalic acid, etc. may be used as an aromatic polyamide and / or a part or all of the dicarboxylic acid. .

更に、脂肪族パラキシリレンジアミン(PXDA)やメタキシリレンジアミン(MXDA)などの芳香族ジアミン、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸を部分的な原料として用いて、吸水性の低減や弾性率向上を実現したポリアミドも含まれる。また、ポリアクリル酸アミド、ポリ(N−メチルアクリル酸アミド)、ポリ(N,N−ジメチルアクリル酸アミド)などのような側鎖にアミド結合を有するポリマーであってもよい。   Furthermore, by using aromatic diamines such as aliphatic paraxylylenediamine (PXDA) and metaxylylenediamine (MXDA), and aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid as partial raw materials, water absorption is reduced and elastic modulus is improved. Also included is a polyamide that achieves the above. Further, it may be a polymer having an amide bond in a side chain such as polyacrylic acid amide, poly (N-methylacrylic acid amide), poly (N, N-dimethylacrylic acid amide) and the like.

ポリアミドの中で最も望ましいのは、ナイロン66またはナイロン6である。アミド結合に由来する適度な吸湿性、適度な長さの長鎖脂肪酸からなる分子鎖を繊維軸配向させやすく比較的延伸性が高いこと、融解熱が高く熱容量が大きいことから動力学的にも速度論的にも溶融しにくい(耐溶融性)、長鎖脂肪鎖からなる分子鎖の可とう性や、アミド結合間の水素結合形成のためにフィブリル化やキンクバンドが生じにくい性質、すなわち繰返し屈伸性など、本発明の基板として好ましい性能を活用することができるためである。   Most preferred of the polyamides is nylon 66 or nylon 6. Appropriate hygroscopicity derived from amide bonds, easy to orient the molecular chain consisting of long chain fatty acids of appropriate length, relatively high stretchability, high heat of fusion and large heat capacity It is difficult to melt in terms of kinetics (melt resistance), the flexibility of molecular chains consisting of long-chain fatty chains, and the property that fibrillation and kink bands do not easily occur due to the formation of hydrogen bonds between amide bonds. This is because it is possible to utilize performances preferable for the substrate of the present invention, such as flexibility.

化学構造単位中のアミド結合が、主鎖ではなく側鎖に有するポリアミドも好ましく用いることができる。ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)、ポリ(N,N‘−ジメチルアクリルアミド)、ポリ(N−ヘキシルアクリルアミド)などのポリアクリルアミドを挙げることができる。一般に側鎖にアミド結合を有するポリマーは親水性が高く膨潤・変形しやすいため、ゲル化現象を利用して物理架橋体を形成させたり、アルキル基を導入させたりするなどの方法により疎水化することが望ましい。   A polyamide having an amide bond in the chemical structural unit in the side chain instead of the main chain can also be preferably used. Polyacrylamide such as poly (N-isopropylacrylamide), poly (N, N′-dimethylacrylamide), and poly (N-hexylacrylamide) can be used. In general, polymers with amide bonds in the side chain are highly hydrophilic and easily swell and deform, so they are hydrophobized by methods such as forming physical crosslinks or introducing alkyl groups using gelation. It is desirable.

同様に強度や寸度安定性を向上させる目的で、基板を金属・高分子材料・セラミックス等の他の適切な構造材料により補強してもよい。これらの補強材は、基板を供給する側面の実質的な最表面以外の部分(例えば、該側面の反対面や芯材に用いる等)に用いることが望ましい。   Similarly, for the purpose of improving strength and dimensional stability, the substrate may be reinforced with other appropriate structural materials such as metal, polymer material, ceramics and the like. These reinforcing materials are desirably used for portions other than the substantially outermost surface of the side surface for supplying the substrate (for example, used for an opposite surface of the side surface or a core material).

本発明におけるビニロンとは、ビニルアルコール単位を65質量%以上含む線状高分子からなり、温度20℃湿度65%の環境に1週間以上放置した後の水分率が7%未満である繊維を指す。ビニルアルコールの水酸基をホルマール化したものであってもよいが、水酸基をホウ酸架橋したポリマーや、公知のアルカリ紡糸法や冷却ゲル紡糸法などの方法により耐水化処理が施された非ホルマール化繊維であってもよい。ビニルアルコール単位以外の成分としてはエチレン鎖、酢酸ビニル鎖などが含まれていてもよいが、ビニルアルコール単体から形成される繊維であることが好ましい。さらに、均質で高配向度・高結晶化度であるために、優れた機械的特性と信頼性が得られるという点で、冷却ゲル紡糸による非ホルマール化繊維であることが最も望ましい。   The vinylon in the present invention is a fiber composed of a linear polymer containing 65% by mass or more of vinyl alcohol units, and having a moisture content of less than 7% after being left for 1 week or longer in an environment of temperature 20 ° C. and humidity 65%. . It may be a formalized hydroxyl group of vinyl alcohol, but it is a non-formalized fiber that has been subjected to water resistance treatment by a polymer such as a boric acid-crosslinked hydroxyl group or a known alkali spinning method or cooling gel spinning method. It may be. Components other than vinyl alcohol units may contain ethylene chains, vinyl acetate chains, etc., but fibers formed from vinyl alcohol alone are preferred. Furthermore, it is most desirable to be a non-formalized fiber by cooling gel spinning in that it is homogeneous and has a high degree of orientation and crystallinity, so that excellent mechanical properties and reliability can be obtained.

ビニロンは一般に、他の繊維に対して、高強度、高弾性率、適度な親水性、耐候性、耐薬品性、接着性などに優れており、本発明の基板としてこれらの好ましい性能を活用することができる。   Vinylon generally has high strength, high elastic modulus, moderate hydrophilicity, weather resistance, chemical resistance, adhesion and the like with respect to other fibers, and utilizes these preferable performances as a substrate of the present invention. be able to.

本発明におけるアクリル系とは、アクリロニトリル基の繰返し単位が質量比で40%以上含む繊維を指し、例えば、アクリロニトリルのホモポリマーや、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニルなどの非イオン性モノマーとアクリルニトリルのコポリマー、ビニルベンゼンスルホン酸、アリルスルホン酸などのアニオン性モノマーとアクリロニトリルのコポリマー、あるいは、ビニルピリジン、メチルビニルピリジンなどのカチオン性モノマーとアクリロニトリルのコポリマーなどの例がある。アクリロニトリルとミルクカゼインから形成されるいわゆるプロミックス繊維も本カテゴリーに包含される。   The acrylic system in the present invention refers to a fiber containing 40% or more of acrylonitrile group repeating units by mass ratio, for example, a homopolymer of acrylonitrile, a nonionic monomer such as an acrylate ester, a methacrylate ester, or vinyl acetate; Examples include copolymers of acrylonitrile, copolymers of anionic monomers such as vinylbenzene sulfonic acid and allyl sulfonic acid and acrylonitrile, and copolymers of cationic monomers such as vinyl pyridine and methyl vinyl pyridine and acrylonitrile. So-called promix fibers formed from acrylonitrile and milk casein are also included in this category.

アクリル系の繊維は一般に、有機系湿式紡糸法で製造することが多い。この方法では、紡糸原液が凝固浴中で凝固糸を形成するときに、凝固剤である水がノズルより紡出される紡糸原液中に浸入する一方で、紡糸溶剤が紡出した原液から外部に拡散し、このとき、水と有機溶剤(DMF、DMAcなど)が相互拡散することで重合体が析出して無数の空洞が網目状につながった構造をもつ凝固糸条が形成される。また、凝固過程で溶剤が凝固浴中に拡散することによる体積収縮により形成される繊維断面の変形や表面のマクロフィブリル構造形成による凹凸形成が特徴である。これらの微細構造は本発明で使用する基板の構造としては、比表面積向上や抗体担持のし易さの点で好ましい。   In general, acrylic fibers are often produced by an organic wet spinning method. In this method, when the spinning stock solution forms a coagulated yarn in the coagulation bath, water as a coagulant enters the spinning stock solution spun from the nozzle, while the spinning solvent diffuses from the spun stock solution to the outside. At this time, the water and the organic solvent (DMF, DMAc, etc.) are mutually diffused, so that a polymer is precipitated and a coagulated yarn having a structure in which innumerable cavities are connected in a network form is formed. In addition, it is characterized by deformation of the fiber cross section formed by volume shrinkage due to diffusion of the solvent into the coagulation bath during the coagulation process and formation of irregularities by forming a macrofibril structure on the surface. These fine structures are preferable as the structure of the substrate used in the present invention in terms of improving the specific surface area and ease of carrying the antibody.

本発明で用いるアクリル系繊維は、原料ポリマーの組成や紡糸法、製造工程内の後処理条件などにより変動するが、一般に、適度な親水性、耐候性が高い、かさ高い繊維が得られやすいという利点がある。   The acrylic fiber used in the present invention varies depending on the composition of the raw material polymer, the spinning method, the post-treatment conditions in the production process, etc., but generally, it is easy to obtain a bulky fiber with moderate hydrophilicity and high weather resistance. There are advantages.

本発明で用いるポリウレタンは、単量体相互の結合部分または基本となる基材重合体相互の結合部分が主としてウレタン結合による線状合成高分子からなる繊維を指す。ポリウレタンセグメントを質量比で85%以上含むことが望ましい。低融点で柔らかい分子量数千までのソフトセグメントと、剛直性で凝集力の高い高融点のハードセグメントからなるセグメント化ポリウレタンのブロック共重合であることが望ましい。ソフトセグメントとしては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリエーテル、ハードセグメントとしては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、m-キシレンジイソシアネートなどで形成されるウレタン基を用いることができる。ポリウレタンは一般に高い弾性を示すのが特徴で、両セグメントの化学構造や分布など高分子鎖の一時構造の違いや、製糸条件の違いなどからくる二次構造の違いによって異なるが、よく伸びる、伸縮回復力が高い、ゴム材料に比べて老化しにくい・細い繊維が得られるなどの特徴があり、本発明の基板として用いた場合にもこれらの性質を活用することができる。   The polyurethane used in the present invention refers to a fiber composed of a linear synthetic polymer in which the bonding portion between monomers or the bonding portion between basic base polymers is mainly a urethane bond. It is desirable that the polyurethane segment contains 85% or more by mass ratio. It is desirable to be a block copolymer of a segmented polyurethane composed of a soft segment having a low melting point and a soft molecular weight of up to several thousand, and a hard segment having a high melting point and rigidity and high cohesion. Polyethers such as polypropylene glycol and polytetramethylene glycol can be used as the soft segment, and urethane groups formed from 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, m-xylene diisocyanate, and the like can be used as the hard segment. Polyurethane is generally characterized by high elasticity. It varies depending on the temporary structure of the polymer chain, such as the chemical structure and distribution of both segments, and on the difference in secondary structure resulting from differences in the spinning conditions, but it stretches well. It has characteristics such as high resilience, resistance to aging compared to rubber materials, and thin fibers can be obtained, and these properties can be utilized even when used as a substrate of the present invention.

基板を構成する繊維の機械的物性ならびに寸法安定性については、乾燥時伸度が25%以上であることが望ましい。ここで乾燥時伸度とは、十分に長い時間かけて乾燥した繊維の20℃における引張試験における破断伸度をさす。一般に乾燥時伸度が10%以上で製布等の加工に適することが、フィルター加工及び実用時の破壊(ろ過効率の低下につながる)を防止するには25%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましく、35%以上であることが最も好ましい。   Regarding the mechanical properties and dimensional stability of the fibers constituting the substrate, it is desirable that the elongation at drying is 25% or more. Here, the elongation at drying refers to the breaking elongation in a tensile test at 20 ° C. of the fiber dried over a sufficiently long time. In general, it is preferable that the elongation at drying is 10% or more and that it is suitable for processing such as cloth making is 25% or more in order to prevent filter processing and breakage during practical use (leading to a decrease in filtration efficiency). % Or more is more preferable, and 35% or more is most preferable.

本発明に用いられる繊維の作製法としては、溶融紡糸、湿式紡糸、乾式紡糸、湿乾式紡糸など一般的な製造法や、物理的処理(例えば超高圧ホモジナイザーによる強力な機械的せん断処理)によって繊維を微細化する方法などが挙げられるが、安定な品質を確保するためには、乾式紡糸もしくは湿乾式紡糸法を用いることが好ましい。平均繊維径が100nm以下で均一な繊維を作製するためには、さらに加工技術、2005年、40巻、No.2、101頁、および167頁;Polymer International誌、1995年、36巻、195〜201頁;Polymer Preprints誌、2000年、41(2)号、1193頁;Journal of Macromolecular Science : Physics誌、1997年、B36、169頁などに開示されている電界紡糸法を採用することが好ましい。   The fiber used in the present invention can be produced by a general production method such as melt spinning, wet spinning, dry spinning, wet drying spinning, or physical treatment (for example, strong mechanical shearing treatment using an ultra-high pressure homogenizer). In order to ensure stable quality, it is preferable to use dry spinning or wet dry spinning. In order to produce uniform fibers with an average fiber diameter of 100 nm or less, further processing techniques, 2005, 40, No. 2, 101, and 167; Polymer International, 1995, 36, 195- 201; Polymer Preprints, 2000, 41 (2), 1193; Journal of Macromolecular Science: Physics, 1997, B36, 169, etc. It is preferable to employ the electrospinning method.

紡糸に用いる溶媒としては、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどのアミド系溶媒、アセトン、エチルメチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、THF、ジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール系溶媒など、合成樹脂繊維に用いられる樹脂を溶解するものであれば何でも用いることができる。これらの溶媒は単独で用いてもよいし、複数種混合して用いてもよい。   Solvents used for spinning include chlorinated solvents such as methylene chloride, chloroform and dichloroethane, amide solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone, and ketones such as acetone, ethyl methyl ketone, methyl isopropyl ketone and cyclohexanone. Any solvent that dissolves the resin used for the synthetic resin fiber, such as a solvent, an ether solvent such as THF or diethyl ether, or an alcohol solvent such as methanol, ethanol, or isopropanol can be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

電界紡糸法を採用する場合には樹脂溶液に、さらに塩化リチウム、臭化リチウム、塩化カリウム、塩化ナトリウムなどの塩を添加してもよい。   When the electrospinning method is employed, a salt such as lithium chloride, lithium bromide, potassium chloride, or sodium chloride may be further added to the resin solution.

本発明の基板を構成する繊維同士は部分的に接着することにより三次元ネットワークを形成している構造をもつことが望ましい。かような構造をとることにより、加工ならびに実用上の機械的耐性の向上、ひいては気相センサーの信頼性をあげることができる。また本発明の抗体の保持特性を上げることができる。繊維同士の接着はSEM等の方法で観察することができる。繊維同士の接着点の密度は、該気相センサーの投影表面積に対して1mm角辺り10箇所以上存在することが好ましく、100箇所以上であることがより好ましい。   The fibers constituting the substrate of the present invention desirably have a structure in which a three-dimensional network is formed by partial adhesion. By adopting such a structure, it is possible to improve processing and practical mechanical resistance, and to improve the reliability of the gas phase sensor. Further, the retention characteristics of the antibody of the present invention can be improved. The adhesion between fibers can be observed by a method such as SEM. The density of the adhesion points between fibers is preferably 10 or more per 1 mm square with respect to the projected surface area of the gas phase sensor, and more preferably 100 or more.

接着点を形成する方法としては、乾式紡糸法で形成される癒着や溶融紡糸法で形成される融着点で形成してもよいし、紡糸後に加熱や、接着剤・可塑化溶剤等の添加による接着点形成処理を行ってもよい。製造コストの観点では適切な溶液処方により乾式紡糸法で癒着点を形成させることが好ましい。   As a method for forming an adhesion point, it may be formed by an adhesion formed by a dry spinning method or a fusion point formed by a melt spinning method, or after spinning, addition of an adhesive, a plasticizing solvent, etc. You may perform the adhesion point formation process by. From the viewpoint of production cost, it is preferable to form adhesion points by a dry spinning method using an appropriate solution formulation.

本発明において好ましくは、蛍光消光性物質に対して相互作用する分子として、該蛍光消光性物質に対する抗体を用いることができる。本発明に用いられる抗体は、特定の蛍光消光性物質(抗原)に対して特異的に反応(抗原抗体反応)するタンパク質であり、分子サイズが7〜8nmであって、Y字状の分子形態を有する。抗体のY字状分子構造のうち、一対の枝部分をFab、幹部分をFcといい、これらのうち、Fabの部分で抗原を捕捉する。   In the present invention, an antibody against the fluorescence quenching substance can be preferably used as a molecule that interacts with the fluorescence quenching substance. The antibody used in the present invention is a protein that specifically reacts with a specific fluorescence quenching substance (antigen) (antigen-antibody reaction), has a molecular size of 7 to 8 nm, and has a Y-shaped molecular form. Have Of the Y-shaped molecular structure of an antibody, a pair of branch parts is called Fab and a trunk part is called Fc, and of these, the antigen is captured by the Fab part.

前記抗体の種類は、捕捉しうる抗原(蛍光消光性物質)の種類に対応する。
前記抗体の製造方法としては、例えば、ヤギ、ウマ、ヒツジ、ダチョウ、ウサギ等の動物に抗原を投与し、その血液からポリクローナル抗体を精製する方法、抗原を投与した動物の脾臓細胞と培養癌細胞とを細胞融合し、その培養液または融合細胞を植え込んだ動物の体液(腹水等)からモノクローナル抗体を精製する方法、抗体産生遺伝子を導入した遺伝子組み換え細菌、植物細胞、動物細胞の培養液から抗体を精製する方法、ニワトリに抗原を投与して免疫卵を産ませ、卵黄液を殺菌及び噴霧乾燥して得た卵黄粉末から鶏卵抗体を精製する方法を挙げることができる。これらのうちでも、鶏卵から抗体を得る方法は、容易にかつ大量に抗体が得られ、低コスト化を図ることができる。
The type of the antibody corresponds to the type of antigen (fluorescence quenching substance) that can be captured.
Examples of the method for producing the antibody include a method in which an antigen is administered to an animal such as a goat, horse, sheep, ostrich, and rabbit, and a polyclonal antibody is purified from the blood. Spleen cells and cultured cancer cells of the animal to which the antigen is administered And the method of purifying monoclonal antibodies from the culture fluid or the body fluid of the animal in which the fused cells are implanted (ascites, etc.), the genetically modified bacteria introduced with the antibody-producing gene, plant cells, and the antibody from the culture solution of animal cells And a method of purifying a chicken egg antibody from egg yolk powder obtained by administering an antigen to a chicken to produce an immunized egg and sterilizing and spray-drying the egg yolk liquid. Among these, the method for obtaining an antibody from a chicken egg can easily obtain a large amount of the antibody and can reduce the cost.

本発明に用いられる抗体は鶏卵抗体あるいはダチョウ抗体であることが好ましい。   The antibody used in the present invention is preferably a chicken egg antibody or an ostrich antibody.

本発明における基板には、抗菌剤を含有するコーティングを行うなどの抗菌加工及び/または防カビ剤を含有するコーティングを行うなどの抗カビ加工が施されていることが望ましい。抗体は、基本的にはタンパク質であり、特に鶏卵抗体は食物であり、また抗体以外のタンパク質を伴う場合もあり、それらは細菌やカビが増殖するための格好の餌となるが、基板に抗菌加工及び/または防カビ加工が施されていれば、かかる細菌やカビの増殖が抑制され、長期間の保管を行うことができる。   The substrate in the present invention is preferably subjected to antibacterial processing such as coating with an antibacterial agent and / or antifungal processing such as coating with an antifungal agent. Antibodies are basically proteins, especially chicken egg antibodies are food, and may be accompanied by proteins other than antibodies, which are good food for bacteria and fungi to grow, but they are antibacterial on the substrate. If processing and / or anti-mold processing is performed, the growth of such bacteria and molds is suppressed, and long-term storage can be performed.

抗菌/防カビ剤としては、有機シリコン第4級アンモニウム塩系、有機第4級アンモニウム塩系、ビグアナイド系、ポリフェノール系、キトサン、銀担持コロイダルシリカ、ゼオライト担持銀系などが挙げられる。そして、その加工法としては、繊維からなる基板に抗菌/防カビ剤を含浸させるまたは塗布する後加工法や、基板を構成する繊維の合成段階で抗菌/防カビ剤を練り込む原糸原綿改質法などがある。   Examples of antibacterial / antifungal agents include organic silicon quaternary ammonium salts, organic quaternary ammonium salts, biguanides, polyphenols, chitosan, silver-supporting colloidal silica, and zeolite-supporting silver. In addition, as a processing method, a post-processing method in which an antibacterial / antifungal agent is impregnated or applied to a substrate made of fibers, or a raw yarn raw cotton that is kneaded with an antibacterial / antifungal agent at the synthesis stage of fibers constituting the substrate. There is a quality law.

前記基板に抗体を固定化する方法としては、基板をγ−アミノプロピルトリエトキシシランなどを用いてシラン化した後、グルタールアルデヒドなどで基板表面にアルデヒド基を導入し、アルデヒド基と抗体とを共有結合させる方法、未処理の基板を抗体の水溶液中に浸漬してイオン結合により抗体を基板に固定化する方法、特定の官能基を有する基板にアルデヒド基を導入し、アルデヒド基と抗体とを共有結合させる方法、特定の官能基を有する基板に抗体をイオン結合させる方法、特定の官能基を有するポリマーで基板をコーティングした後にアルデヒド基を導入し、アルデヒド基と抗体とを共有結合させる方法をあげることができる。   As a method for immobilizing an antibody on the substrate, the substrate is silanized using γ-aminopropyltriethoxysilane or the like, and then an aldehyde group is introduced onto the substrate surface with glutaraldehyde or the like, and the aldehyde group and the antibody are combined. A method of covalent bonding, a method in which an untreated substrate is immersed in an antibody aqueous solution and the antibody is immobilized on the substrate by ionic bonding, an aldehyde group is introduced into a substrate having a specific functional group, and the aldehyde group and the antibody are combined. A method of covalently bonding, a method of ionically binding an antibody to a substrate having a specific functional group, a method of introducing an aldehyde group after coating the substrate with a polymer having a specific functional group, and a method of covalently bonding the aldehyde group and the antibody I can give you.

ここで、前記の特定の官能基としては、NHR基(RはH以外のメチル、エチル、プロピル、ブチルのうちいずれかのアルキル基)、NH2基、C65NH2基、CHO基、COOH基、OH基を挙げることができる。 Here, examples of the specific functional group include an NHR group (R is any alkyl group other than H, methyl, ethyl, propyl, and butyl), NH 2 group, C 6 H 5 NH 2 group, and CHO group. , COOH group, and OH group.

また、前記基板表面の官能基を、BMPA(N-β-Maleimidopropionic acid)などを用いて他の官能基に変換した後、その官能基と抗体とを共有結合させる方法もある(BMPAではSH基がCOOH基に変換される)。   Further, there is a method in which the functional group on the substrate surface is converted into another functional group using BMPA (N-β-Maleimidopropionic acid) or the like, and then the functional group and the antibody are covalently bonded (SH group in BMPA). Are converted to COOH groups).

更に、前記抗体のFcの部分に選択的に結合する分子(Fcレセプター、プロテインA/Gなど)を基板表面に導入し、それに抗体のFcを結合させる方法もある。この場合、蛍光消光性物質を捕捉するFabが基板に対して外向きになり、Fabへの蛍光消光性物質の接触確率が高くなるので、効率よく蛍光消光性物質を捕捉することができる。   Further, there is a method in which a molecule (Fc receptor, protein A / G, etc.) that selectively binds to the Fc portion of the antibody is introduced onto the substrate surface, and the antibody Fc is bound thereto. In this case, the Fab that captures the fluorescence quenching substance is directed outward with respect to the substrate, and the probability of contact of the fluorescence quenching substance with the Fab increases, so that the fluorescence quenching substance can be efficiently captured.

前記抗体は、リンカーを介して基板に担持されていてもよい。この場合、基板上での抗体の自由度が高くなり、蛍光消光性物質への接近が容易となるので、高い除去性能を得ることができる。リンカーとしては、二価以上のクロスリンク試薬を挙げることができ、具体的にはマレイミド、NHS(N-Hydroxysuccinimidyl)エステル、イミドエステル、EDC(1-Ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl]carbodiimido)、PMPI(N-[p-Maleimidophenyl]isocyanate)があり、標的官能基(SH基、NH2基、COOH基、OH基)に選択的なものと非選択的なものとがある。また、クロスリンク間の距離(スペースアーム)もクロスリンク試薬ごとに異なっており、目的の抗体に応じて0.1nm〜3.5nm程度の範囲で選択することができる。蛍光消光性物質を効率的に捕捉するという観点からは、リンカーとして抗体のFcに結合するものが好ましい。 The antibody may be supported on a substrate via a linker. In this case, the degree of freedom of the antibody on the substrate is increased and access to the fluorescence quenching substance is facilitated, so that high removal performance can be obtained. Examples of the linker include bi- or higher-valent cross-linking reagents, specifically maleimide, NHS (N-Hydroxysuccinimidyl) ester, imide ester, EDC (1-Ethyl-3- [3-dimethylaminopropyl] carbodiimido), There is PMPI (N- [p-Maleimidophenyl] isocyanate), which is selective to target functional groups (SH group, NH 2 group, COOH group, OH group) and non-selective. Moreover, the distance (space arm) between crosslinks also changes for every crosslink reagent, and it can select in the range of about 0.1 nm-3.5 nm according to the target antibody. From the viewpoint of efficiently capturing the fluorescence quenching substance, a substance that binds to the Fc of the antibody as a linker is preferable.

リンカーを導入する方法としては、抗体にリンカーを結合させておき、それを更に抗体に結合する方法、基板にリンカーを結合させておき、基板上のリンカーに抗体を結合させる方法のいずれも可能である。   As a method for introducing a linker, either a method in which a linker is bound to an antibody and then further bound to the antibody, or a method in which a linker is bound to a substrate and the antibody is bound to the linker on the substrate is possible. is there.

以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。   The features of the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples shown below.

[実施例1]ニトロ化合物センサー
FITC標識-抗Trinitrophenol抗体(American Research Products社製、Goat)、FITC標識-抗Mouse IgG(H+L)抗体(同社製、Goat)をNunc社製マイクロプレート(#437111、PS平底・マキシソープ処理・黒色)に固定化(N=10)したものを3枚ずつ用意した。次に窒素を充填したグローブボックス(容積約210L、循環ファン付)内に上記プレート各1枚を導入し、2,4,6-Trinitrophenol(和光純薬製)の0.1%エタノール溶液をネブライザー(オムロン社製NE-U22)で0.5mL噴霧し1分間静置した。次に比較対照を上記グローブボックス内でエタノールのみを同様に噴霧したブランク試料(1)、ならびに何もしないブランク試料(2)を用意した。
[Example 1] Nitro compound sensor
FITC-labeled anti-Trinitrophenol antibody (American Research Products, Goat), FITC-labeled anti-Mouse IgG (H + L) antibody (manufactured by Goat), Nunc microplate (# 437111, PS flat bottom, maxi soap treatment・ Three fixed black plates (N = 10) were prepared. Next, each of the above plates is introduced into a nitrogen-filled glove box (volume: 210L, with circulation fan), and a 0.1% ethanol solution of 2,4,6-Trinitrophenol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) is used as a nebulizer (OMRON). The product was sprayed with 0.5 mL of NE-U22) and allowed to stand for 1 minute. Next, a blank sample (1) in which only ethanol was similarly sprayed in the glove box as well as a blank sample (2) for nothing were prepared as comparative controls.

次に、上記プレート試料を、プレートリーダー(Perkin Elmer社製、EnVision)により、上記3プレートの蛍光を測定(励起488nm、520nmのバンドパスフィルターで蛍光強度をモニターした。測定結果を表1に示す。TNPに対する特異的消光が認められた。   Next, the plate sample was measured for fluorescence of the three plates by a plate reader (PerVision Elmer, EnVision) (fluorescence intensity was monitored with bandpass filters of excitation 488 nm and 520 nm. The measurement results are shown in Table 1. Specific quenching for TNP was observed.

括弧内の数値は、カウント数のN=10平均値、バックグラウンドは235であった。 The numerical value in the parenthesis was N = 10 average value of the number of counts, and the background was 235.

[実施例2] 農薬・殺虫剤センサー
特表平8−510231号公報に記載の方法にてマラチオン(Cerilliant Corporation製)−オボアルブミン(鶏卵由来)複合体を作製した。次に該複合体を投与したニワトリが産んだ免疫卵を精製してマラチオン抗体(IgY抗体)を作製した。Sigma社製Fluoro Tag FITC Conjugation Kitの標準プロトコルを用いてFITC標識を行った。対照として非免疫のIgYを用い、FITC標識-非免疫IgYを用意した。次に両抗体試料をナイロンメッシュ(NY−50−HD)に固定したのち、DC軸流ファン(山洋電気社製)の全面に取り付けた。
[Example 2] Pesticide / insecticide sensor A malathion (manufactured by Cerilliant Corporation) -ovalbumin (derived from hen's egg) complex was prepared by the method described in JP-T-8-510231. Next, immunized eggs laid by chickens administered with the complex were purified to prepare malathion antibodies (IgY antibodies). FITC labeling was performed using the standard protocol of the Sigma Fluoro Tag FITC Conjugation Kit. Non-immune IgY was used as a control, and FITC-labeled non-immune IgY was prepared. Next, both antibody samples were fixed to a nylon mesh (NY-50-HD), and then attached to the entire surface of a DC axial fan (manufactured by Sanyo Denki Co., Ltd.).

グローブボックス中で該DC軸流ファンを運転したのち、マラチオンの0.1%メタノール溶液をネブライザー(オムロン社製NE-U22)で0.5mL噴霧し1分間静置した。次にナイロンメッシュ試料を切り出し、Nunc社製マイクロプレート(#437111、PS平底・マキシソープ処理・黒色)の底部に曝露面を表にして静置した。ブランクとして固定化していないナイロンメッシュも用意した。類似化合物のフェニトロチオン(AccuStandard製)の0.1%メタノール液でも同様の実験を行った。   After operating the DC axial flow fan in the glove box, 0.5 mL of a 0.1% methanol solution of malathion was sprayed with a nebulizer (NE-U22 manufactured by OMRON Corporation) and allowed to stand for 1 minute. Next, a nylon mesh sample was cut out and allowed to stand on the bottom of a Nunc microplate (# 437111, PS flat bottom, maxi soap treatment, black) with the exposed surface facing up. A nylon mesh not fixed as a blank was also prepared. A similar experiment was conducted with a 0.1% methanol solution of the similar compound fenitrothion (AccuStandard).

次に、上記プレート試料を、プレートリーダー(Perkin Elmer社製、EnVision)により、上記3プレートの蛍光を測定(励起488nm、520nmのバンドパスフィルターで蛍光強度をモニターした。測定結果を表2に示す。マラチオンに対する特異的消光現象が認められた。   Next, the plate sample was measured for fluorescence of the three plates by a plate reader (PerVision Elmer, EnVision) (fluorescence intensity was monitored with bandpass filters of excitation 488 nm and 520 nm. Table 2 shows the measurement results. A specific quenching phenomenon for malathion was observed.

括弧内の数値は、カウント数N=10の平均値、バックグラウンドは1235であった。 The numerical value in the parenthesis was an average value of count number N = 10, and the background was 1235.

[実施例3] 発がん性物質センサー
セルロースアセテート(アルドリッチ製、全置換度2.4、数平均分子量3万)のアセトン:水(97:3)溶液(10質量%)を用い、ナノファイバー製造装置(カトーテック製)を用いて、シリンジ送り速度0.05mm/min、引加電圧15kVで電界紡糸を行い、さらに真空中80℃8時間乾燥して膜厚50μmの微細不織布試料を作製した。SEMで平均繊維径を測定したところ、80nmであった。Abcam社製抗Benzopyrene抗体(Rat)を、Alexa Fluor555Rモノクローナル抗体ラベリングキット( Molecular Probes社製 )を用い、標準プロトコルにて標識した。
[Example 3] Sensor for carcinogen substance Using a cellulose acetate (manufactured by Aldrich, total substitution degree 2.4, number average molecular weight 30,000) in acetone: water (97: 3) solution (10% by mass), a nanofiber production apparatus (Cato Was used for electrospinning at a syringe feed rate of 0.05 mm / min and an applied voltage of 15 kV, and further dried in a vacuum at 80 ° C. for 8 hours to prepare a fine nonwoven fabric sample having a thickness of 50 μm. The average fiber diameter measured by SEM was 80 nm. Abcam anti-Benzopyrene antibody (Rat) was labeled with a standard protocol using Alexa Fluor555 R monoclonal antibody labeling kit (Molecular Probes).

標識抗体をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)に溶解させ、抗体濃度100ppmになるよう調液し、0.45μmのフィルターによるろ過を経て担持液を調製した。本担持液に前記不織布試料を室温で16〜24時間浸漬して繊維表面に抗体と本発明の化合物を担持させ、フィルター試料を得た。   The labeled antibody was dissolved in phosphate buffered saline (PBS), adjusted to an antibody concentration of 100 ppm, and filtered through a 0.45 μm filter to prepare a carrier solution. The nonwoven fabric sample was immersed in the supporting liquid at room temperature for 16 to 24 hours to support the antibody and the compound of the present invention on the fiber surface, thereby obtaining a filter sample.

2本の10mm径のアクリルパイプに前記抗体固定化フィルター試料をはさむように固定し、出口側を定量ポンプの吸引口に接続した。  The antibody-immobilized filter sample was fixed to two acrylic pipes with a diameter of 10 mm, and the outlet side was connected to the suction port of the metering pump.

Benzopyrene(MB Biomedicals社製)の0.01%メタノール溶液を、グローブボックス中でネブライザー(オムロン社製NE-U22)で0.5mL噴霧した後、前記アクリルパイプ実験器の定量ポンプを運転した(通過風量 0.3m/s,通気時間 は表3参照)。その後、フィルターを回収し、Nunc社製マイクロプレート(#437111、PS平底・マキシソープ処理・黒色)の底部に曝露面を表にして静置した。プレートリーダー(Perkin Elmer社製、EnVision)により、上記3プレートの蛍光を測定(励起320nm,560nmのバンドパスフィルターで蛍光強度をモニターした。対照として(1)Abcam社製抗Mouse IgM heavy chain(Rat)担持、(2)抗体担持なし、の場合について同様の実験を行った。通気時間を表3のように変えて同様の実験を行った。   After spraying 0.5 mL of a 0.01% methanol solution of Benzopyrene (MB Biomedicals) with a nebulizer (NE-U22 manufactured by OMRON) in a glove box, the metering pump of the acrylic pipe experimental device was operated (flow rate of 0.3 m) See Table 3 for / s and ventilation time). Thereafter, the filter was recovered and allowed to stand on the bottom of a Nunc microplate (# 437111, PS flat bottom, maxi soap treatment, black) with the exposed surface facing up. The fluorescence of the above three plates was measured with a plate reader (PerVision Elmer, EnVision) (fluorescence intensity was monitored with bandpass filters of excitation 320 nm and 560 nm. As a control, (1) Abcam anti-Mouse IgM heavy chain (Rat The same experiment was carried out in the case of (1) loading, (2) no antibody loading, and the aeration time was changed as shown in Table 3.

測定結果を表3及び図3に示す。特異的消光が抗原通過量とほぼ直線的な関係で確認でき、定量センサーとして有用であることが示された。   The measurement results are shown in Table 3 and FIG. Specific quenching could be confirmed in an almost linear relationship with the amount of antigen passing, indicating that it was useful as a quantitative sensor.

表中の数値は、カウント数N=5の平均値 The numbers in the table are the average values of count number N = 5

図1は、本発明の原理の模式図を示す。FIG. 1 shows a schematic diagram of the principle of the present invention. 図2は、円筒状に導入した気流を面垂直方向に通過させる状態を示す。FIG. 2 shows a state in which the airflow introduced into the cylindrical shape is passed in the direction perpendicular to the plane. 図3は、実施例3の測定結果を示す。FIG. 3 shows the measurement results of Example 3.

Claims (7)

蛍光消光性物質を気相において検知する方法において、該蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物を固定化した基板に、上記蛍光消光性物質を気相中において接触させ、蛍光消光を測定することを含む、上記の方法。 In the method for detecting a fluorescence quenching substance in a gas phase, the fluorescence quenching substance is attached to a substrate on which a combined substance of a molecule that interacts with the fluorescence quenching substance and a fluorescence component that is quenched by the fluorescence quenching substance is immobilized. The method as described above, which comprises contacting a fluorescent substance in a gas phase and measuring fluorescence quenching. 蛍光消光性物質に対して相互作用する分子が、該蛍光消光性物質に対する抗体である、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the molecule that interacts with the fluorescence quencher is an antibody against the fluorescence quencher. 蛍光消光性物質により消光する蛍光成分が、Eu3+クリプテート、アロフィコシアニン、シアン蛍光タンパク(CFP)、黄色蛍光タンパク(YFP)、フルオロセインイソチアシアネート(FITC)、テトラメチルローダミンイソチオシアネート(TRITC)、R−フィコエトリン(R−PE)、Cy3、又はCy5のいずれかである、請求項1又は2に記載の方法。 Fluorescent components quenched by the fluorescence quenching substance are Eu3 + cryptate, allophycocyanin, cyan fluorescent protein (CFP), yellow fluorescent protein (YFP), fluorescein isothiocyanate (FITC), tetramethylrhodamine isothiocyanate (TRITC), R The method according to claim 1 or 2, which is any one of phycoetrin (R-PE), Cy3, and Cy5. 蛍光消光性物質のエアロゾルを、気相中において基板に接触させる、請求項1から3の何れかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the aerosol of the fluorescence quenching substance is brought into contact with the substrate in the gas phase. 蛍光消光性物質を含む気体を、一定の風量の下で基板に接触させる、請求項1から4の何れかに記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein a gas containing a fluorescence quenching substance is brought into contact with the substrate under a constant air volume. 蛍光消光性物質に対して相互作用する分子と該蛍光消光性物質により消光する蛍光成分との結合物を固定化した気体透過性基板からなる、請求項1から5の何れかに記載の方法で用いるための気相センサー。 The method according to any one of claims 1 to 5, comprising a gas-permeable substrate on which a combined product of a molecule that interacts with a fluorescence quenching substance and a fluorescent component that is quenched by the fluorescence quenching substance is immobilized. Gas phase sensor for use. 上記気体透過性基板が、繊維である請求項5に記載の気相センサー。 The gas phase sensor according to claim 5, wherein the gas permeable substrate is a fiber.
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