JP2010207115A - Method for producing biochip - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a biochip which can detect a gene in reduced irregularity of detected fluorescent light intensity and in high repeatability in a method for detecting the gene by a hybridization reaction on a prescribed substrate carrier. <P>SOLUTION: This method for producing the biochip, in which a physiologically active substance-catching carrier is fixed to a substrate carrier surface, comprises (a) a process for fixing the physiologically active substance-catching carrier to the surface of the substrate carrier and (b) a process for bringing a solution containing a nonionic surfactant into contact with the surface of the substrate carrier. Preferably, the nonionic surfactant is one of Tween 20 (polyoxyethylene sorbitan monolaurate), Tween 80 (polyoxyethylene sorbitan monooleate), and Triton X-100 (polyethylene glycol-p-isooctyl phenyl ether). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、バイオチップの作製方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a biochip.

従来のDNAチップは、その作製時において界面活性剤に接触させる工程が含まれているが、それらほとんどについては界面活性剤にSDS(ドデシル硫酸ナトリウム)を用いている。   Conventional DNA chips include a step of contacting with a surfactant at the time of production, and most of them use SDS (sodium dodecyl sulfate) as a surfactant.

SDSは親水性の程度が低く、基板に接触させても基板表面の親水性が大きく向上することは期待できない。特に基板担体にプラスチック材料を用いた場合には、基板自体が疎水性であることが多く、SDS水溶液への接触での基板表面親水化は期待できない。
また、SDSはイオン性界面活性剤であることから、電荷を帯びた不純物の非特異吸着を招くことになり、基板表面に接触させる物質として適さない。
SDS has a low degree of hydrophilicity, and it cannot be expected that the hydrophilicity of the substrate surface will be greatly improved even when brought into contact with the substrate. In particular, when a plastic material is used for the substrate carrier, the substrate itself is often hydrophobic, and the substrate surface cannot be hydrophilized upon contact with the aqueous SDS solution.
Further, since SDS is an ionic surfactant, it causes non-specific adsorption of charged impurities and is not suitable as a substance to be brought into contact with the substrate surface.

非特許文献1では、GEヘルスケア社製DNAチップ用基板「CodeLink」基板表面にオリゴヌクレオチドを点着・固定化後、0.1%SDSを含む水溶液にDNAチップを接触させることが記載されている。しかし、該方法を用いてDNAチップを作製し、ハイブリダイゼーションを行うと、基板表面の親水性が低く均一に検体が拡がらない、基板表面が電荷を帯びてしまい非特異的な吸着が起こる等の問題点があった。   Non-Patent Document 1 describes that a DNA chip substrate “CodeLink” manufactured by GE Healthcare Co., Ltd. is spotted / immobilized and then contacted with an aqueous solution containing 0.1% SDS. Yes. However, when a DNA chip is produced using this method and hybridization is performed, the hydrophilicity of the substrate surface is low and the sample does not spread uniformly, the substrate surface is charged and nonspecific adsorption occurs, etc. There was a problem.

CodeLink Protocols Amersham Biosciences社 USER GUIDECodeLink Protocols Amersham Biosciences USER GUIDE

本発明の目的は、所定の基板担体上でのハイブリダイゼーション反応による遺伝子の検出方法において、検出される蛍光強度のバラツキが小さく再現性が高く検出できるバイオチップの作製方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a method for producing a biochip capable of detecting a gene with a small variation in fluorescence intensity and high reproducibility in a method for detecting a gene by a hybridization reaction on a predetermined substrate carrier.

即ち本発明は、以下の通りである。
(1) 基板担体表面に生理活性物質捕捉担体を固定化したバイオチップの作製方法であって、
(a)生理活性物質捕捉担体を基板担体表面に固定化する工程、
(b)非イオン性界面活性剤を含む溶液を基板担体表面に接触させる工程、
を含むことを特徴とするバイオチップの作製方法。
(2)前記非イオン性界面活性剤が、Tween20(ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート)、Tween80(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート)、TritonX−100(ポリエチレングリコール−p−イソオクチルフェニルエーテル)のいずれかを含むことを特徴とする(1)記載のバイオチップの作製方法。
(3)前記非イオン性界面活性剤を含む溶液中の非イオン性界面活性剤の濃度が、0.005〜2wt%である(1)又は(2)記載のバイオチップの作製方法。
(4)(1)〜(3)いずれか記載の基板担体が、リン脂質の親水部を構成するリン酸エステルより誘導される基を有する第一単位と電子求引性の置換基がカルボニル基に結合してなるカルボン酸誘導基を有する第二単位とを含む高分子物質を表面に有することを特徴とするバイオチップの作製方法。
(5)(4)記載のバイオチップの作製方法において、
前記高分子物質の第一単位に含まれるリン酸エステルより誘導される基は、ホスホリルコリン基、ホスホリルエタノールアミン基、ホスホリルセリン基、ホスホリルイノシトール基、ホスホリルグリセロール基、ホスファチジルホスホリルグリセロール基のいずれかであることを特徴とするバイオチップの作製方法。
(6)(4)又は(5)記載のバイオチップの作製方法において、
前記生理活性物質捕捉担体が、前記電子求引性の置換基がカルボニル基に結合してなるカルボン酸誘導基を有する第二単位の部位で共有結合していることを特徴とするバイオチップの作製方法。
(7)(4)〜(6)いずれか記載のバイオチップの作製方法において、
前記高分子物質がブチルメタクリレート基を含む第三単位を有することを特徴とするバイオチップの作製方法。
(8)(4)〜(7)いずれか記載のバイオチップの作製方法において、
前記基板担体は、前記高分子物質に加えて、リン脂質の親水部を構成するリン酸エステルより誘導される基を有する第一単位と、ブチルメタクリレート基を含む第三単位とを有する第二の高分子物質を含むことを特徴とするバイオチップの作製方法。
(9)(1)〜(8)いずれか記載のバイオチップの作製方法において、
前記基板担体が、プラスチック材料からなることを特徴とするバイオチップの作製方法。
(10)(1)〜(9)いずれか記載のバイオチップの作製方法で作製されたバイオチップ。
That is, the present invention is as follows.
(1) A method for producing a biochip in which a physiologically active substance capture carrier is immobilized on a substrate carrier surface,
(A) a step of immobilizing a physiologically active substance capturing carrier on the surface of a substrate carrier;
(B) contacting the substrate carrier surface with a solution containing a nonionic surfactant;
A method for producing a biochip, comprising:
(2) The nonionic surfactant is any one of Tween 20 (polyoxyethylene sorbitan monolaurate), Tween 80 (polyoxyethylene sorbitan monooleate), Triton X-100 (polyethylene glycol-p-isooctyl phenyl ether). The method for producing a biochip as set forth in (1), wherein
(3) The biochip production method according to (1) or (2), wherein the concentration of the nonionic surfactant in the solution containing the nonionic surfactant is 0.005 to 2 wt%.
(4) The substrate support according to any one of (1) to (3), wherein the first unit having a group derived from a phosphate ester constituting the hydrophilic part of the phospholipid and the electron withdrawing substituent are carbonyl groups A method for producing a biochip, comprising a polymer substance containing a second unit having a carboxylic acid derivative group bonded to the surface.
(5) In the method for producing a biochip according to (4),
The group derived from the phosphate ester contained in the first unit of the polymer substance is any one of phosphorylcholine group, phosphorylethanolamine group, phosphorylserine group, phosphorylinositol group, phosphorylglycerol group, and phosphatidylphosphorylglycerol group. A biochip manufacturing method characterized by the above.
(6) In the method for producing a biochip according to (4) or (5),
Production of biochip characterized in that the physiologically active substance-trapping carrier is covalently bonded at a second unit site having a carboxylic acid derivative group in which the electron-withdrawing substituent is bonded to a carbonyl group. Method.
(7) In the biochip production method according to any one of (4) to (6),
A method for producing a biochip, wherein the polymer substance has a third unit containing a butyl methacrylate group.
(8) In the method for producing a biochip according to any one of (4) to (7),
In addition to the polymer substance, the substrate carrier includes a second unit having a first unit having a group derived from a phosphate ester constituting a hydrophilic part of a phospholipid and a third unit containing a butyl methacrylate group. A method for producing a biochip comprising a polymer substance.
(9) In the method for producing a biochip according to any one of (1) to (8),
A biochip manufacturing method, wherein the substrate carrier is made of a plastic material.
(10) A biochip produced by the biochip production method according to any one of (1) to (9).

本発明に依れば、バラツキが小さく再現性が高く検出できるバイオチップの作製が可能となる。   According to the present invention, it is possible to produce a biochip that can be detected with small variations and high reproducibility.

本発明に係るバイオチップの作製方法は、基板担体表面に生理活性物質捕捉担体を固定化し、非イオン性界面活性剤を基板担体表面に接触させることを特徴としている。基板担体表面を非イオン性界面活性剤に接触させることにより、基板担体表面の親水性が高くなり、バラツキが小さく再現性が高く検出できるバイオチップの作製が可能となる。
従来では界面活性剤にSDSを用いており、親水性の程度が不十分で、イオン性界面活性剤のため基体表面が電荷を帯びてしまうなど問題があったが、非イオン性界面活性剤を用いることにより、基体の親水性及び非特異吸着が改善し、バラツキが小さく再現性が高く検出できるバイオチップの作製が可能となった。
The biochip production method according to the present invention is characterized in that a physiologically active substance-trapping carrier is immobilized on the surface of a substrate carrier, and a nonionic surfactant is brought into contact with the surface of the substrate carrier. By bringing the surface of the substrate carrier into contact with a nonionic surfactant, the hydrophilicity of the surface of the substrate carrier is increased, and it becomes possible to produce a biochip that can be detected with little variation and high reproducibility.
Conventionally, SDS has been used as a surfactant, and the degree of hydrophilicity is insufficient, and there has been a problem that the surface of the substrate is charged due to the ionic surfactant, but a nonionic surfactant has been used. By using it, the hydrophilicity and non-specific adsorption of the substrate were improved, and it became possible to produce a biochip that can be detected with small variations and high reproducibility.

本発明に使用する基板担体(基体)の表面には、リン脂質の親水部を構成するリン酸エステルより誘導される基を有する第一単位と電子求引性の置換基がカルボニル基に結合してなるカルボン酸誘導基を有する第二単位とを含む高分子物質を有することが好ましい。   On the surface of the substrate carrier (substrate) used in the present invention, a first unit having a group derived from a phosphate ester constituting the hydrophilic part of the phospholipid and an electron-attracting substituent are bonded to a carbonyl group. It is preferable to have a polymer substance containing a second unit having a carboxylic acid derivative group.

このリン脂質の親水部を構成するリン酸エステルより誘導される基を含む第一単位と電子求引性の置換基がカルボニル基に結合してなるカルボン酸誘導基を有する第二単位とを有する高分子物質は、DNA鎖の非特異的吸着を抑制する性質とDNA鎖を固定化する性質とを併せ持つポリマーである。特に、第一単位に含まれるリン脂質の親水部を構成するリン酸エステルより誘導される基は鋳型DNA断片の非特異的吸着を抑制する役割を果たし、第二単位に含まれるカルボン酸誘導基は生理活性物質捕捉担体を化学的に固定化する役割を果たす。すなわち、生理活性物質捕捉担体は、この高分子物質からなるコーティング層のカルボン酸誘導基の部位で共有結合して、当該基体の表面に固定化される。   It has a first unit containing a group derived from a phosphate ester constituting the hydrophilic part of this phospholipid and a second unit having a carboxylic acid derivative group in which an electron-withdrawing substituent is bonded to a carbonyl group. The polymer substance is a polymer having both the property of suppressing nonspecific adsorption of DNA strands and the property of immobilizing DNA strands. In particular, a group derived from a phosphate ester constituting the hydrophilic part of the phospholipid contained in the first unit plays a role in suppressing nonspecific adsorption of the template DNA fragment, and the carboxylic acid-derived group contained in the second unit. Plays a role of chemically immobilizing the physiologically active substance-trapping carrier. That is, the physiologically active substance-trapping carrier is immobilized on the surface of the substrate by covalent bonding at the site of the carboxylic acid derivative group of the coating layer made of the polymer substance.

第一の単位は、たとえば、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン基、6−メタクリロイルオキシヘキシルホスホリルコリン基等の(メタ)アクリロイルオキシアルキルホスホリルコリン基;
2−メタクリロイルオキシエトキシエチルホスホリルコリン基および10−メタクリロイルオキシエトキシノニルホスホリルコリン基等の(メタ)アクリロイルオキシアルコキシアルキルホスホリルコリン基;
アリルホスホリルコリン基、ブテニルホスホリルコリン基、ヘキセニルホスホリルコリン基、オクテニルホスホリルコリン基、およびデセニルホスホリルコリン基等のアルケニルホスホリルコリン基;
等の基を有し、ホスホリルコリン基がこれらの基中に含まれている構成とすることができる。
The first unit is, for example, a (meth) acryloyloxyalkyl phosphorylcholine group such as a 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine group, a 6-methacryloyloxyhexyl phosphorylcholine group;
(Meth) acryloyloxyalkoxyalkylphosphorylcholine groups such as 2-methacryloyloxyethoxyethyl phosphorylcholine group and 10-methacryloyloxyethoxynonylphosphorylcholine group;
Alkenylphosphorylcholine groups such as allylphosphorylcholine group, butenylphosphorylcholine group, hexenylphosphorylcholine group, octenylphosphorylcholine group, and decenylphosphorylcholine group;
And a phosphorylcholine group is included in these groups.

また、これらの基のうち、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンが好ましい。第一単位が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを有する構成とすることにより、基体表面における検体の非特異的吸着をより一層確実に抑制することができる。   Of these groups, 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine is preferable. By adopting a configuration in which the first unit has 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, nonspecific adsorption of the analyte on the surface of the substrate can be more reliably suppressed.

なお、ここでは基本骨格として下記式(a)に示すホスホリルコリン基である例を挙げたが、このホスホリルコリンを下記式(b)のホスホリルエタノールアミン基、下記式(c)のホスホリルイノシトール基、下記式(d)のホスホリルセリン基、下記式(e)のホスホリルグリセロール基、下記式(f)に示したホスファチジルホスホリルグリセロール基などのリン酸基に置換してもよい(以下についても同様)。   In addition, although the example which is the phosphorylcholine group shown to following formula (a) as a basic skeleton was given here, this phosphorylcholine is phosphorylethanolamine group of following formula (b), phosphorylinositol group of following formula (c), following formula The phosphoryl serine group in (d), the phosphoryl glycerol group in the following formula (e), and the phosphate group such as the phosphatidyl phosphoryl glycerol group in the following formula (f) may be substituted (the same applies to the following).

Figure 2010207115
Figure 2010207115

カルボン酸誘導体は、カルボン酸のカルボキシル基が活性化されたものであり、C=Oを介して脱離基を有するカルボン酸である。カルボン酸誘導体は、具体的には、アルコキシル基よりも電子求引性の高い基がカルボニル基に結合して求核反応が活性化された化合物である。カルボン酸誘導基は、アミノ基、チオール基、水酸基等に対する反応性を有する化合物である。   The carboxylic acid derivative is a carboxylic acid in which the carboxyl group of the carboxylic acid is activated and has a leaving group via C═O. Specifically, the carboxylic acid derivative is a compound in which a nucleophilic reaction is activated by bonding a group having higher electron withdrawing property than an alkoxyl group to a carbonyl group. The carboxylic acid derivative group is a compound having reactivity with an amino group, a thiol group, a hydroxyl group and the like.

カルボン酸誘導体として、さらに具体的には、カルボン酸であるアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸などのカルボキシル基が、酸無水物、酸ハロゲン化物、活性エステル、活性化アミドに変換された化合物が挙げられる。カルボン酸誘導基は、こうした化合物に由来する活性化された基であり、たとえば、p−ニトロフェニル基やN−ヒドロキシスクシンイミド基等の活性エステル基;
―Cl、−F等のハロゲン;
等の基を有することができる。
More specifically, carboxylic acid derivatives include carboxyl groups such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, and fumaric acid, which are carboxylic acids, in acid anhydrides, acid halides, active esters, and activated amides. Examples include converted compounds. Carboxylic acid-derived groups are activated groups derived from such compounds, for example, active ester groups such as p-nitrophenyl groups and N-hydroxysuccinimide groups;
-Halogen such as Cl, -F;
And the like.

また、カルボン酸誘導基は、下記式(1)に示される基とすることができる。   The carboxylic acid derivative group can be a group represented by the following formula (1).

Figure 2010207115
(ただし、上記式(1)において、Aは水酸基を除く脱離基である。)
Figure 2010207115
(In the above formula (1), A is a leaving group excluding a hydroxyl group.)

上記式(1)に示される一価の基は、たとえば下記式(p)または式(q)から選択されるいずれかの基とすることができる。   The monovalent group represented by the above formula (1) can be, for example, any group selected from the following formula (p) or formula (q).

Figure 2010207115
Figure 2010207115

(ただし、上記式(p)および式(q)において、R1およびR2は、それぞれ独立して、一価の有機基であり、直鎖状、分岐状、および環状のいずれであってもよい。また、上記式(p)において、R1はCとともに環を形成する二価の基であってもよい。また、上記式(q)において、R2はNとともに環を形成する二価の基であってもよい。) (However, in the above formulas (p) and (q), R 1 and R 2 are each independently a monovalent organic group, which may be linear, branched, or cyclic. In Formula (p), R 1 may be a divalent group that forms a ring with C. In Formula (q), R 2 is a divalent group that forms a ring with N. It may be a group of

上記式(p)に示される基として、たとえば下記式(r)、(s)、および(w)に示される基が挙げられる。また、上記式(q)に示される基として、たとえば下記式(u)に示される基が挙げられる。   Examples of the group represented by the formula (p) include groups represented by the following formulas (r), (s), and (w). Moreover, as group shown by the said formula (q), group shown by following formula (u) is mentioned, for example.

上記式(1)に示される基は、たとえば下記式(r)、式(s)等に示される酸無水物由来の基;
下記式(t)に示される酸ハロゲン化物由来の基;
下記式(u)、式(w)に示される活性エステル由来の基;または
下記式(v)に示される活性化アミド由来の基とすることができる。
The group represented by the above formula (1) is, for example, a group derived from an acid anhydride represented by the following formula (r), formula (s) or the like;
A group derived from an acid halide represented by the following formula (t);
A group derived from an active ester represented by the following formula (u) or formula (w); or a group derived from an activated amide represented by the following formula (v).

Figure 2010207115
Figure 2010207115

カルボン酸誘導基のうち、活性エステル基は、穏やかな条件における反応性に優れるため、好ましく用いられる。穏やかな条件としては、たとえば中性またはアルカリ性の条件、具体的にはpH7.0以上10.0以下、さらに具体的にはpH7.6以上9.0以下、さらにまた具体的にはpH8.0とすることができる。   Of the carboxylic acid-derived groups, an active ester group is preferably used because of its excellent reactivity under mild conditions. The mild conditions include, for example, neutral or alkaline conditions, specifically pH 7.0 or more and 10.0 or less, more specifically pH 7.6 or more and 9.0 or less, and more specifically pH 8.0. It can be.

また、本明細書において規定するところの「活性エステル基」は、その定義について厳密な規定はなされていないが、慣用の技術表現としては、エステル基のアルコール側に酸性度の高い電子求引性基を有して求核反応を活性化するエステル群、すなわち反応活性の高いエステル基を意味するものとして、各種の化学合成、たとえば高分子化学、ペプチド合成等の分野で慣用されているものである。なお、ペプチド合成の分野においては、泉屋信夫、加藤哲夫、青柳東彦、脇道典著、「ペプチド合成の基礎と実験」、1985年発行、丸善、に記載されているように、活性エステル法はアミノ酸またはペプチドのC末端を活性化する方法の一つとして用いられている。   In addition, the definition of “active ester group” as defined in this specification is not strictly defined. However, as a conventional technical expression, an electron withdrawing property having high acidity on the alcohol side of the ester group. An ester group having a group and activating a nucleophilic reaction, that is, an ester group having a high reaction activity, is commonly used in various chemical synthesis fields such as polymer chemistry and peptide synthesis. is there. In the field of peptide synthesis, as described in Nobuo Izumiya, Tetsuo Kato, Toshihiko Aoyagi, Noriaki Waki, “Basics and Experiments of Peptide Synthesis”, published in 1985, Maruzen, It is used as one of the methods for activating the C-terminus of amino acids or peptides.

実際的には、エステル基のアルコール側に、電子求引性の基を有し、アルキルエステルよりも活性化されたエステル基である。活性エステル基は、アミノ基、チオール基、水酸基等の基に対する反応性を有する。さらに具体的には、フェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N−ヒドロキシアミンエステル類、シアノメチルエステル、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等がアルキルエステル等に比べてはるかに高い活性を有する活性エステル基として知られている。   Actually, the ester group has an electron-attracting group on the alcohol side of the ester group and is activated more than the alkyl ester. The active ester group has reactivity with groups such as amino group, thiol group, and hydroxyl group. More specifically, an active ester group in which phenol esters, thiophenol esters, N-hydroxyamine esters, cyanomethyl esters, esters of heterocyclic hydroxy compounds, etc. have much higher activity than alkyl esters etc. Known as.

ここでは、高分子物質中の活性化カルボン酸誘導体基が活性エステル基である場合を例に、説明する。活性エステル基としては、たとえばp−ニトロフェニル基、N−ヒドロキシスクシンイミド基、コハク酸イミド基、フタル酸イミド基、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド基等が挙げられるが、たとえばp−ニトロフェニル基が好ましく用いられる。   Here, the case where the activated carboxylic acid derivative group in the polymer substance is an active ester group will be described as an example. Examples of the active ester group include p-nitrophenyl group, N-hydroxysuccinimide group, succinimide group, phthalimide group, 5-norbornene-2,3-dicarboximide group, and the like. A nitrophenyl group is preferably used.

表面にオリゴヌクレオチドが固定化される基体の場合、第一単位と第二単位のさらに具体的な構成の組み合わせとして、たとえば、リン脂質の親水部を構成するリン酸エステルより誘導される基を含む第一単位が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン基を有し、活性エステル基がp−ニトロフェニル基である構成とすることができる。   In the case of the substrate on which the oligonucleotide is immobilized on the surface, as a more specific combination of the first unit and the second unit, for example, a group derived from a phosphate ester constituting the hydrophilic part of the phospholipid is included. The first unit may have a 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine group and the active ester group may be a p-nitrophenyl group.

また、本実施形態の基体のコーティング層に使用される高分子物質は、リン脂質の親水部を構成するリン酸エステルより誘導される基およびカルボン酸誘導基以外に他の基を含んでもよい。また、高分子物質は共重合体とすることができる。具体的には、高分子物質がブチルメタクリレート基を含む共重合体であることが好ましい。こうすることにより、高分子物質を適度に疎水化し、この高分子物質の基体表面への吸着性をさらに好適に確保することができる。   In addition, the polymer substance used for the coating layer of the substrate of the present embodiment may contain other groups in addition to the group derived from the phosphate ester and the carboxylic acid derived group constituting the hydrophilic part of the phospholipid. The polymer substance can be a copolymer. Specifically, the polymer substance is preferably a copolymer containing a butyl methacrylate group. By so doing, the polymer substance can be appropriately hydrophobized, and the adsorptivity of the polymer substance to the substrate surface can be more suitably ensured.

具体的には、高分子物質を、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)基を有する第一単量体と、p−ニトロフェニルオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート(NPMA)基を有する第二単量体と、ブチルメタリレート(BMA)基を有する第三単量体との共重合体とすることができる。これらの共重合体であるpoly(MPC−co−BMA−co−NPMA)(PMBN)は、模式的に下記一般式(2)で示される。   Specifically, the polymer substance is composed of a first monomer having a 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) group and a second monomer having a p-nitrophenyloxycarbonyl polyethylene glycol methacrylate (NPMA) group. , And a copolymer with a third monomer having a butyl metallate (BMA) group. These copolymers, poly (MPC-co-BMA-co-NPMA) (PMBN), are schematically represented by the following general formula (2).

Figure 2010207115
Figure 2010207115

ただし、上記一般式(2)において、a、b、およびcは、それぞれ独立して、正の整数である。また、上記一般式(2)において、第一〜第三単量体がブロック共重合していてもよいし、これらの単量体がランダムに共重合していてもよい。   However, in the said General formula (2), a, b, and c are respectively independently a positive integer. In the general formula (2), the first to third monomers may be block copolymerized, or these monomers may be copolymerized randomly.

上記一般式(2)で示される共重合体は、高分子物質の適度な疎水化と、検体の非特異吸着を抑制する性質と、生理活性物質捕捉担体を固定化する性質とのバランスとに、より一層優れた構成である。このため、このような共重合体を用いることにより、基体表面をより一層確実に高分子物質で被覆するとともに、高分子物質がコーティングされた基体上への検体の非特異的吸着を抑制しつつ、生理活性物質捕捉担体をさらに確実に共有結合により固定化して基体上に導入することができる。   The copolymer represented by the general formula (2) has a balance between appropriate hydrophobicity of the polymer substance, the property of suppressing nonspecific adsorption of the specimen, and the property of immobilizing the physiologically active substance capture carrier. The structure is even better. For this reason, by using such a copolymer, the surface of the substrate is more reliably coated with the polymer material, and the nonspecific adsorption of the specimen on the substrate coated with the polymer material is suppressed. In addition, the physiologically active substance-trapping carrier can be more reliably immobilized by covalent bonding and introduced onto the substrate.

なお、上記一般式(2)で示される共重合体は、MPC、BMA、およびNPMAの各単量体を混合し、ラジカル重合等の公知の重合方法により得ることができる。上記一般式(2)で示される共重合体をラジカル重合により作製する場合、たとえば、Ar等の不活性ガス雰囲気にて、30℃以上90℃以下の温度条件で溶液重合を行うことができる。   The copolymer represented by the general formula (2) can be obtained by mixing MPC, BMA, and NPMA monomers and using a known polymerization method such as radical polymerization. When the copolymer represented by the general formula (2) is prepared by radical polymerization, solution polymerization can be performed, for example, in an inert gas atmosphere such as Ar under a temperature condition of 30 ° C. or higher and 90 ° C. or lower.

溶液重合に使用される溶媒は適宜選択されるが、たとえば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコールや、ジエチルエーテル等のエーテル、クロロホルム等の有機溶媒を単独でまたは複数混合して用いることができる。具体的には、ジエチルエーテルとクロロホルムを体積比で8対2とした混合溶媒とすることができる。   The solvent used for the solution polymerization is appropriately selected. For example, alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, ethers such as diethyl ether, and organic solvents such as chloroform can be used alone or in combination. Specifically, a mixed solvent in which diethyl ether and chloroform are in a volume ratio of 8 to 2 can be obtained.

また、ラジカル重合反応に使用されるラジカル重合開始剤としては、通常使用されるものを用いることができる。たとえば、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスバレロニトリル等のアゾ系開始剤;
過酸化ラウロイル、過酸化ベンゾイル、t−ブチルペルオキシネオデカノエート、t−ブチルペルオキシピバレート等の油溶性の有機過酸化物;
などが用いられる。
Moreover, what is used normally can be used as a radical polymerization initiator used for radical polymerization reaction. For example, azo initiators such as azobisisobutyronitrile (AIBN) and azobisvaleronitrile;
Oil-soluble organic peroxides such as lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butylperoxyneodecanoate, t-butylperoxypivalate;
Etc. are used.

さらに具体的には、ジエチルエーテルとクロロホルムを体積比で8対2とした混合溶媒およびAIBNを用い、Ar中、60℃にて2〜6時間程度重合を行うことができる。   More specifically, polymerization can be carried out in Ar at 60 ° C. for about 2 to 6 hours using a mixed solvent of diethyl ether and chloroform in a volume ratio of 8 to 2 and AIBN.

なお、本実施形態では、高分子物質がブチルメタクリレート基を含む第三単位を有する例を説明したが、リン脂質の親水部を構成するリン酸エステルより誘導される基を含む第一単位とカルボン酸誘導基を含む第二単位とを有する高分子物質を第一の高分子物質とし、これに加えて、リン脂質の親水部を構成するリン酸エステルより誘導される基を含む第一単位とブチルメタクリレート基を含む第三単位とを有する第二の高分子物質を含んでいてもよい。   In this embodiment, an example in which the high molecular substance has a third unit containing a butyl methacrylate group has been described. However, the first unit containing a group derived from a phosphate ester constituting the hydrophilic part of the phospholipid and a carboxylic acid A polymer substance having a second unit containing an acid-derived group as a first polymer substance, and in addition to this, a first unit containing a group derived from a phosphate ester constituting the hydrophilic part of the phospholipid; A second polymer substance having a third unit containing a butyl methacrylate group may be included.

なお、上記第一の高分子物質の第一単位と上記第二の高分子物質の第一単位とは同一構造であってもよいし、異なる構造であってもよい。また、上記第一の高分子物質がブチルメタクリレート基を含む第三単位を含むとき、この第一の高分子物質の第三単位と上記第二の高分子物質の第三単位とは同一構造であってもよいし、異なる構造であってもよい。   The first unit of the first polymer substance and the first unit of the second polymer substance may have the same structure or different structures. In addition, when the first polymer substance includes a third unit containing a butyl methacrylate group, the third unit of the first polymer substance and the third unit of the second polymer substance have the same structure. There may be a different structure.

このような第二の高分子物質は、鋳型DNA断片の非特異的吸着を抑制するポリマーとして用いられる。このようなポリマーとしては、たとえばホスホリルコリン基が30モル%、ブチルメタクリレート基が70モル%の割合で含まれているものであるMPCポリマー(日本油脂社製)を用いることができる。   Such a second polymer substance is used as a polymer that suppresses nonspecific adsorption of the template DNA fragment. As such a polymer, for example, an MPC polymer (manufactured by NOF Corporation) containing 30 mol% phosphorylcholine groups and 70 mol% butyl methacrylate groups can be used.

なお、高分子物質が上記第一の高分子物質、第二の高分子物質からなる場合、これらの高分子物質が混合されている構成とすることができる。各々の高分子物質のポリマーは、たとえばエタノール溶液に溶解できるため、それぞれのポリマー溶液を混合することにより容易に混合ポリマーを得ることができる。   In addition, when a high molecular substance consists of said 1st high molecular substance and 2nd high molecular substance, it can be set as the structure by which these high molecular substances are mixed. Since the polymer of each polymer substance can be dissolved in, for example, an ethanol solution, a mixed polymer can be easily obtained by mixing the respective polymer solutions.

以上のような高分子物質からなるコーティング層を表面に含む基体は、所定の形状に加工された基体の表面に高分子物質を含む液体を塗布し、乾燥することにより得られる。また、高分子物質を含む液体中に基体を浸漬し、乾燥してもよい。   The substrate including the coating layer made of the polymer material as described above is obtained by applying a liquid containing the polymer material to the surface of the substrate processed into a predetermined shape and drying it. Further, the substrate may be immersed in a liquid containing a polymer substance and dried.

また、基体として、プラスチック材料を用いた場合には、形状やサイズの変更に対する柔軟性が確保される上に、ガラス基板のものに比べて安価で提供することができるという観点から好ましい。このようなプラスチック材料としては、表面処理の容易性および量産性の観点から、熱可塑性樹脂を用いることができる。   In addition, when a plastic material is used as the substrate, flexibility in changing the shape and size is secured, and it is preferable from the viewpoint that it can be provided at a lower cost than that of a glass substrate. As such a plastic material, a thermoplastic resin can be used from the viewpoint of easy surface treatment and mass productivity.

熱可塑性樹脂としては、蛍光発生量の少ないものを用いることができる。蛍光発生量の少ない樹脂を用いることにより、DNA鎖の検出反応におけるバックグランドを低下させることができるため、検出感度をさらに向上させることができる。蛍光発生量の少ない熱可塑性樹脂としては、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の直鎖状ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、含フッ素樹脂等を用いることができる。上記樹脂の中でも、飽和環状ポリオレフィンは、耐熱性、耐薬品性、低蛍光性、透明性および成形性に特に優れるため、光学的な分析に好適であり、基体の材料として好ましく用いられる。   As a thermoplastic resin, a thing with little fluorescence generation amount can be used. By using a resin with a small amount of fluorescence generation, the background in the detection reaction of the DNA strand can be lowered, and therefore the detection sensitivity can be further improved. Examples of the thermoplastic resin that generates a small amount of fluorescence include linear polyolefins such as polyethylene and polypropylene, cyclic polyolefins, fluorine-containing resins, and the like. Among the above resins, saturated cyclic polyolefin is particularly excellent in heat resistance, chemical resistance, low fluorescence, transparency and moldability, and is therefore suitable for optical analysis and is preferably used as a substrate material.

ここで、飽和環状ポリオレフィンとは、環状オレフィン構造を有する重合体単独または環状オレフィンとα−オレフィンとの共重合体を水素添加した飽和重合体を指す。前者の例としては、たとえばノルボルネン、ジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセンに代表されるノルボルネン系モノマー、及び、これらのアルキル置換体を開環重合して得られる重合体を水素添加して製造される飽和重合体である。後者の共重合体はエチレンやプロピレン、イソプロピレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン等のα−オレフィンと環状オレフィン系モノマーのランダム共重合体を水素添加することにより製造される飽和重合体である。共重合体では、エチレンとの共重合体が最も好ましい。これらの樹脂は単独で用いてもよく、2種類またはそれ以上の共重合体あるいは混合物であってもよい。また、環状オレフィン構造を有する単量体が開環重合して得られる飽和環状ポリオレフィンだけでなく、環状オレフィン構造を有する単量体の付加重合により得られる飽和環状ポリオレフィンを用いることもできる。   Here, the saturated cyclic polyolefin refers to a saturated polymer obtained by hydrogenating a polymer having a cyclic olefin structure or a copolymer of a cyclic olefin and an α-olefin. Examples of the former are produced by hydrogenating norbornene monomers represented by, for example, norbornene, dicyclopentadiene, and tetracyclododecene, and polymers obtained by ring-opening polymerization of these alkyl-substituted products. It is a saturated polymer. The latter copolymer is composed of α-olefin such as ethylene, propylene, isopropylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene, 1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 1-hexene and 1-octene. It is a saturated polymer produced by hydrogenating a random copolymer of cyclic olefin monomers. As the copolymer, a copolymer with ethylene is most preferable. These resins may be used alone, or two or more copolymers or a mixture may be used. Further, not only a saturated cyclic polyolefin obtained by ring-opening polymerization of a monomer having a cyclic olefin structure, but also a saturated cyclic polyolefin obtained by addition polymerization of a monomer having a cyclic olefin structure can be used.

以上のような高分子物質を表面に含むプラスチック材料からなる基体は、所定の形状に加工された基体の表面に高分子物質を含む液体を塗布し、乾燥することにより得られる。また、高分子物質を含む液体中に基体を浸漬し、乾燥してもよい。   A substrate made of a plastic material including a polymer substance as described above can be obtained by applying a liquid containing the polymer substance to the surface of the substrate processed into a predetermined shape and drying it. Further, the substrate may be immersed in a liquid containing a polymer substance and dried.

なお、基体の材料をプラスチックとした場合、形状は板状には限られず、たとえばフィルム状やシート状であってもよい。具体的には、基体を可とう性のプラスチックフィルムとすることもできる。また、基体は、一つの部材から構成されていてもよいし、複数の部材から構成されていてもよい。   When the base material is plastic, the shape is not limited to a plate shape, and may be a film shape or a sheet shape, for example. Specifically, the substrate can be a flexible plastic film. Moreover, the base body may be composed of one member or a plurality of members.

次に、活性エステル基を有する高分子物質を基体表面に有する場合について、生理活性物質捕捉担体の固定化方法、非イオン性界面活性剤への接触方法について説明する。
例えば、(i)基体表面上の高分子物質に含まれる複数の活性エステル基のうち、少なくとも一部の活性エステル基と生理活性物質捕捉担体とを反応させて共有結合を形成させることにより、基体表面で生理活性物質捕捉担体を固定化し、続いて(ii)生理活性物質捕捉担体を固定化した以外の基体表面の活性エステル基を不活性化する、すなわち残りの活性エステル基を不活性化することにより、生理活性物質捕捉担体を基体の表面に固定することができ、(iii)非イオン性界面活性剤を含む純水や緩衝液に接触させる。
上記工程(ii)及び(iii)は同時に行うこともできる。
Next, a method for immobilizing a physiologically active substance-trapping carrier and a method for contacting a nonionic surfactant will be described for the case where a polymer substance having an active ester group is present on the substrate surface.
For example, (i) among the plurality of active ester groups contained in the polymer substance on the substrate surface, at least a part of the active ester groups are reacted with a physiologically active substance capturing carrier to form a covalent bond, thereby forming a substrate Immobilize the physiologically active substance capturing carrier on the surface, and then (ii) inactivate the active ester groups on the surface of the substrate other than the immobilized physiologically active substance capturing carrier, that is, inactivate the remaining active ester groups. Thus, the physiologically active substance-trapping carrier can be immobilized on the surface of the substrate, and (iii) is brought into contact with pure water or a buffer solution containing a nonionic surfactant.
Said process (ii) and (iii) can also be performed simultaneously.

上記工程(i)において、生理活性物質捕捉担体を基体表面上に固定化する際には、生理活性物質捕捉担体を溶解または分散した液体を点着する方法が好ましい。高分子物質に含まれる活性エステル基の一部が生理活性物質捕捉担体と反応して、生理活性物質捕捉担体の間で共有結合が形成される。   In the step (i), when immobilizing the physiologically active substance capturing carrier on the substrate surface, a method of spotting a liquid in which the physiologically active substance capturing carrier is dissolved or dispersed is preferable. A part of the active ester group contained in the polymer substance reacts with the physiologically active substance capturing carrier to form a covalent bond between the physiologically active substance capturing carriers.

この生理活性物質捕捉担体を溶解または分散した液体は、例えば中性からアルカリ性、例えばpHが7.6以上とすることができる。   The liquid in which the physiologically active substance-trapping carrier is dissolved or dispersed can be, for example, neutral to alkaline, for example, pH 7.6 or higher.

また、点着後、基体表面に固定化されなかった生理活性物質捕捉担体を除去するため、純水や緩衝液で洗浄してもよい。   In addition, after the spotting, in order to remove the physiologically active substance capturing carrier that has not been immobilized on the surface of the substrate, the carrier may be washed with pure water or a buffer solution.

また、上記工程(ii)に示したように、洗浄後は生理活性物質捕捉担体を固定化した以外の基体表面の活性エステルの不活性化処理をアルカリ化合物、あるいは一級アミノ基を有する化合物で行う。   Further, as shown in the above step (ii), after the washing, the inactive treatment of the active ester on the surface of the substrate other than the immobilized physiologically active substance capturing carrier is performed with an alkali compound or a compound having a primary amino group. .

アルカリ化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸ナトリウム、水酸化リチウム、リン酸カリウムなどを用いることができる。   Examples of the alkali compound include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium bicarbonate, disodium hydrogen phosphate, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, sodium borate, lithium hydroxide, and potassium phosphate. it can.

一級アミノ基を有する化合物としては、グリシン、9−アミノアクアジン、アミノブタノール、4−アミノ酪酸、アミノカプリル酸、アミノエタノール、5−アミノ2,3−ジヒドロー1,4−ペンタノール、アミノエタンチオール塩酸塩、アミノエタンチオール硫酸、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール、リン酸二水素2−アミノエチル、硫酸水素アミノエチル、4−(2−アミノエチル)モルホリン、5-アミノフルオレセイン、6−アミノヘキサン酸、アミノヘキシルセルロース、p−アミノ馬尿酸、2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール、5−アミノイソフタル酸、アミノメタン、アミノフェノール、2−アミノオクタン、2−アミノオクタン酸、1−アミノ2−プロパノール、3−アミノ−1−プロパノール、3−アミノプロペン、3−アミノプロピオニトリル、アミノピリジン、11−アミノウンデカン酸、アミノサリチル酸、アミノキノリン、4−アミノフタロニトリル、3−アミノフタルイミド、p−アミノプロピオフェノン、アミノフェニル酢酸、アミノナフタレンなどを用いることができる。これらのうち、アミノエタノール、グリシンを用いることが好ましい。   Examples of the compound having a primary amino group include glycine, 9-amino aquadine, aminobutanol, 4-aminobutyric acid, aminocaprylic acid, aminoethanol, 5-amino2,3-dihydro-1,4-pentanol, and aminoethanethiol. Hydrochloride, aminoethanethiolsulfuric acid, 2- (2-aminoethylamino) ethanol, 2-aminoethyl dihydrogen phosphate, aminoethyl hydrogensulfate, 4- (2-aminoethyl) morpholine, 5-aminofluorescein, 6- Aminohexanoic acid, aminohexyl cellulose, p-aminohippuric acid, 2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, 5-aminoisophthalic acid, aminomethane, aminophenol, 2-aminooctane, 2-amino Octanoic acid, 1-amino-2-propanol, 3-amino-1-propyl Lopanol, 3-aminopropene, 3-aminopropionitrile, aminopyridine, 11-aminoundecanoic acid, aminosalicylic acid, aminoquinoline, 4-aminophthalonitrile, 3-aminophthalimide, p-aminopropiophenone, aminophenylacetic acid , Aminonaphthalene and the like can be used. Of these, aminoethanol and glycine are preferably used.

また、基体に固定化する生理活性物質捕捉担体には、活性エステル基との反応性を高めるため、アミノ基を導入しておくことが好ましい。アミノ基は活性エステル基との反応性に優れるため、アミノ基が導入された生理活性物質捕捉担体を用いることにより、効率よくかつ強固に基体の表面上に固定化することができる。   In addition, it is preferable to introduce an amino group into the physiologically active substance-trapping carrier immobilized on the substrate in order to increase the reactivity with the active ester group. Since the amino group is excellent in reactivity with the active ester group, it can be efficiently and firmly immobilized on the surface of the substrate by using the physiologically active substance-trapping carrier into which the amino group has been introduced.

上記(iii)の工程で使用される非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等が挙げられる。
これらのうち、生化学実験等で一般的に使用されている、Tween20(ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート)、Tween80(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート)、又はTritonX−100(ポリエチレングリコール−p−イソオクチルフェニルエーテル)が好ましい。
Examples of the nonionic surfactant used in the step (iii) include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, and the like. Can be mentioned.
Among these, Tween 20 (polyoxyethylene sorbitan monolaurate), Tween 80 (polyoxyethylene sorbitan monooleate), or Triton X-100 (polyethylene glycol-p-iso), which are generally used in biochemical experiments and the like, are used. Octylphenyl ether) is preferred.

非イオン性界面活性剤は、純水あるいは緩衝液などで希釈して用いる。希釈の程度に特に制限はないが、0.005〜2wt%であることが好ましく、0.01〜1wt%であることがより好ましい。下限値未満では十分な効果で得られないことがあり、上限値を超えるとその後の反応に阻害を及ぼすことが懸念される。   The nonionic surfactant is used after being diluted with pure water or a buffer solution. Although there is no restriction | limiting in particular in the grade of dilution, It is preferable that it is 0.005-2 wt%, and it is more preferable that it is 0.01-1 wt%. If it is less than the lower limit, it may not be obtained with a sufficient effect, and if it exceeds the upper limit, there is a concern that the subsequent reaction will be inhibited.

生理活性物質捕捉担体を固定化した基体表面に前記希釈溶液を接触させる方法は、希釈溶液中に基体を浸漬、又は基体表面に希釈溶液を滴下させて行うが、生産性を考慮すると浸漬させる方法が好ましい。必要に応じて、浸漬後に遠心乾燥を行う。
以上により、生理活性物質捕捉担体が固定化されたバイオチップが得られる。
The method of bringing the diluted solution into contact with the surface of the substrate on which the physiologically active substance-capturing carrier is immobilized is performed by immersing the substrate in the diluted solution or by dropping the diluted solution on the surface of the substrate. Is preferred. If necessary, centrifugal drying is performed after immersion.
As described above, a biochip on which a physiologically active substance capturing carrier is immobilized can be obtained.

生理活性捕捉担体として合成オリゴDNAを使用した。
以下の手法にて、遺伝子に特異的な合成オリゴDNAを本実施形態に対応するプラスチック基体の表面に固定化、非イオン性界面活性剤を基板表面に接触させ、その後、遺伝子の検出能の評価を行った。本実施例では、遺伝子として黄色ブドウ球菌23SリボゾームDNAを使用した。
Synthetic oligo DNA was used as a bioactive capture carrier.
By the following method, a gene-specific synthetic oligo DNA is immobilized on the surface of a plastic substrate corresponding to this embodiment, a nonionic surfactant is brought into contact with the substrate surface, and then the gene detection ability is evaluated. Went. In this example, S. aureus 23S ribosomal DNA was used as a gene.

飽和環状ポリオレフィン樹脂をスライドガラス形状(寸法:76mm×26mm、1mm)に加工して固相基板を作成した。固相基板を2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン−ブチルメタクリレート−p−ニトロフェニルカルボニルオキシエチルメタクリレート共重合体の0.3重量%エタノール溶液に浸漬することにより、プラスチック基板表面にホスホリルコリン基と活性エステル基とを有する高分子物質を導入した。   A saturated cyclic polyolefin resin was processed into a slide glass shape (dimensions: 76 mm × 26 mm, 1 mm) to prepare a solid phase substrate. By immersing the solid phase substrate in a 0.3 wt% ethanol solution of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine-butyl methacrylate-p-nitrophenylcarbonyloxyethyl methacrylate copolymer, phosphorylcholine groups and active ester groups are formed on the plastic substrate surface. A polymer material having was introduced.

(合成オリゴDNAの調製)
5’末端にアミノ基を有した鎖長25bpの合成オリゴDNA(シグマジェノシス社製)を、10μMとなるように所定の緩衝液で溶解した。合成オリゴDNAの配列を下記に示す。
agtaggataggcgaagcgtgcgatt(配列番号1)
(Preparation of synthetic oligo DNA)
A synthetic oligo DNA having an amino group at the 5 ′ end and having a chain length of 25 bp (manufactured by Sigma Genosys) was dissolved in a predetermined buffer so as to be 10 μM. The sequence of the synthetic oligo DNA is shown below.
agtaggataggcgaagcgtgcgatt (SEQ ID NO: 1)

(合成オリゴDNAの固定化)
溶解した合成オリゴDNAを、マイクロアレイ作製装置(日立ソフトウェアエンジニアリング社製MARKS-I)を用い、300μm径スポットピンでプラスチック基板の表面上に96箇所スポットした。合成オリゴDNAをスポットした基板を、80℃で一時間加熱して、合成オリゴDNAを固定化させた。
(Immobilization of synthetic oligo DNA)
The dissolved synthetic oligo DNA was spotted at 96 locations on the surface of the plastic substrate with a 300 μm diameter spot pin using a microarray production apparatus (MARKS-I manufactured by Hitachi Software Engineering Co., Ltd.). The substrate on which the synthetic oligo DNA was spotted was heated at 80 ° C. for 1 hour to immobilize the synthetic oligo DNA.

(活性エステルの不活性化処理および基板への非イオン性界面活性剤処理)
合成オリゴDNAを固定化させた基板を、水酸化ナトリウムおよびTween20を含むリン酸緩衝液に室温で5分間浸漬させることにより、活性エステルを不活性化させると同時に基板表面を親水化処理した。
リン酸緩衝液中のそれぞれ成分の濃度は、0.1N水酸化ナトリウム、0.1wt% Tween20とした。
浸漬後は遠心乾燥を行い、基板を完成させた。
(Deactivation treatment of active ester and nonionic surfactant treatment on substrate)
The substrate on which the synthetic oligo DNA was immobilized was immersed in a phosphate buffer containing sodium hydroxide and Tween 20 at room temperature for 5 minutes to inactivate the active ester and at the same time hydrophilize the substrate surface.
The concentration of each component in the phosphate buffer was 0.1 N sodium hydroxide and 0.1 wt% Tween 20.
After immersion, centrifugal drying was performed to complete the substrate.

(菌の培養)
黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus ATCC 25923)を寒天培地で培養し、37℃、一昼夜(14-18時間)行った。培地はインスタント培地である"普通ブイヨン栄研"を用い、液体培地は" 普通ブイヨン栄研"の指示量を脱塩水に溶かし、寒天培地はそれに1.6%の寒天を加え、それぞれオートクレーブ後、使用した。
(Bacteria culture)
Staphylococcus aureus ATCC 25923 was cultured on an agar medium and incubated at 37 ° C. all day and night (14-18 hours). The medium used was "Normal Bouillon Eiken" which is an instant medium, the liquid medium was dissolved in the indicated amount of "Normal Bouillon Eiken" in demineralized water, 1.6% agar was added to the agar medium, and each was used after autoclaving. .

(23SリボゾームDNAの抽出)
上記菌培養における1つのコロニーを、200μlのPBS(−)中に分散させ、DNA抽出キット(Invitrogen)を用い、3μlのDNA抽出液を得た。
(Extraction of 23S ribosomal DNA)
One colony in the above bacterial culture was dispersed in 200 μl of PBS (−), and 3 μl of DNA extract was obtained using a DNA extraction kit (Invitrogen).

(PCRによる23SリボゾームDNA鎖増幅反応)
23SリボゾームDNAのユニバーサルプライマーを用い、PCR反応により23SリボゾームDNAの増幅をおこなった。
PCRによる増幅に使用プライマーの配列を下記に示す。
プライマー配列:
センス :5‘−gacagccaggatgttggcttagaagcagc(配列番号2)
アンチセンス:下記を同量混合したものを用いた。
5‘−ggaatttcgctaccttaggaccgttatagttacg(配列番号3)
5‘−ggaatttcgctaccttaggatggttatagttacc(配列番号4)
25μL中に上記プライマー各々を12.5pmol、200μMのdATP、dCTP、dGTP、Cy3標識dUTP、0.5UのDNAポリメラーゼ(タカラバイオ株式会社製Ex Taq)をPCRバッファー中に溶解させ、サーマルサイクラーにより、熱変性95℃1分、アニーリング70℃2分、DNA鎖の伸長反応72℃5分のヒートサイクルで、30サイクル行い、Cy3標識化PCR産物を得た。
(23S ribosomal DNA chain amplification reaction by PCR)
23S ribosomal DNA was amplified by PCR reaction using a universal primer of 23S ribosomal DNA.
The sequences of primers used for amplification by PCR are shown below.
Primer sequence:
Sense: 5'-gacagccaggatgttggcttagaagcagc (SEQ ID NO: 2)
Antisense: The same amount of the following was used.
5'-ggaatttcgctaccttaggaccgttatagttacg (SEQ ID NO: 3)
5'-ggaatttcgctaccttaggatggttatagttacc (SEQ ID NO: 4)
In 25 μL, 12.5 pmol of each of the above primers, 200 μM dATP, dCTP, dGTP, Cy3-labeled dUTP, 0.5 U of DNA polymerase (Ex Taq manufactured by Takara Bio Inc.) was dissolved in a PCR buffer, and a thermal cycler was used. Heat-denatured at 95 ° C. for 1 minute, annealed at 70 ° C. for 2 minutes, and DNA strand extension reaction at 72 ° C. for 5 minutes for 30 cycles to obtain a Cy3-labeled PCR product.

(ハイブリダイゼーション)
ハイブリダイゼーションは、自動ハイブリ装置(Hyb4 Genomic Solutions社製)を使用して行った。
基板をチャンバーにセットし、所定の緩衝液に溶解させたCy3標識化PCR産物を注入させた後、65℃で3時間反応させた。
ハイブリダイゼーション後、基板を0.1%のTween20水溶液を用いて洗浄して終了した。
(Hybridization)
Hybridization was performed using an automatic hybridization apparatus (Hyb4 Genomic Solutions).
The substrate was set in a chamber, and a Cy3-labeled PCR product dissolved in a predetermined buffer solution was injected, followed by reaction at 65 ° C. for 3 hours.
After hybridization, the substrate was washed with 0.1% Tween 20 aqueous solution to finish.

(蛍光測定)
マイクロアレイ用蛍光スキャナー(ScanArray Lite パーキンエルマー社製)によりスポットの蛍光強度を測定し、蛍光強度のバラツキ(CV値)について評価を行った。
(Fluorescence measurement)
The fluorescence intensity of the spots was measured with a microarray fluorescence scanner (ScanArray Lite Perkin Elmer), and the variation in fluorescence intensity (CV value) was evaluated.

(実施例2)
非イオン性界面活性剤処理を行う際のTween20濃度を0.01wt%とした以外は実施例1と同様に実施した。
(Example 2)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the Tween 20 concentration during the treatment with the nonionic surfactant was 0.01 wt%.

(実施例3)
非イオン性界面活性剤処理を行う際のTween20濃度を1wt%とした以外は実施例1と同様に実施した。
として実施した。
Example 3
The same procedure as in Example 1 was performed except that the Tween 20 concentration during the treatment with the nonionic surfactant was changed to 1 wt%.
As implemented.

(実施例4)
非イオン性界面活性剤をTween80とした以外は実施例1と同様に実施した。
として実施した。
Example 4
The same operation as in Example 1 was carried out except that Tween 80 was used as the nonionic surfactant.
As implemented.

(実施例5)
非イオン性界面活性剤をTritonX−100とした以外は実施例1と同様に実施した。
(Example 5)
The same operation as in Example 1 was performed except that Triton X-100 was used as the nonionic surfactant.

(比較例1)
非イオン性界面活性剤を除いた以外は実施例1と同様に実施した。
(Comparative Example 1)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the nonionic surfactant was removed.

(比較例2)
非イオン性界面活性剤処理を行う際のTween20濃度を5wt%とした以外は実施例1と同様に実施した。
(Comparative Example 2)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the Tween 20 concentration during the treatment with the nonionic surfactant was changed to 5 wt%.

実施例および比較例におけるスポットの蛍光強度のバラツキを表1および表2に示す。   Tables 1 and 2 show variations in the fluorescence intensity of the spots in the examples and comparative examples.

Figure 2010207115
Figure 2010207115

Figure 2010207115
Figure 2010207115

非イオン性界面活性剤濃度を0.005〜2wt%で処理した場合は、蛍光強度も安定しており、バラツキ(CV値)も12%前後と低い値となった。
非イオン性界面活性剤処理しない場合は、蛍光強度のバラツキが大きくなった。
また、非イオン性界面活性剤濃度が2wt%を超えた場合は、蛍光強度が低くなり、バラツキも大きくなった。
When the nonionic surfactant concentration was treated at 0.005 to 2 wt%, the fluorescence intensity was stable and the variation (CV value) was as low as about 12%.
When the nonionic surfactant treatment was not performed, the variation in the fluorescence intensity increased.
In addition, when the nonionic surfactant concentration exceeded 2 wt%, the fluorescence intensity decreased and the variation also increased.

Claims (10)

基板担体表面に生理活性物質捕捉担体を固定化したバイオチップの作製方法であって、
(a)生理活性物質捕捉担体を基板担体表面に固定化する工程、
(b)非イオン性界面活性剤を含む溶液を基板担体表面に接触させる工程、
を含むことを特徴とするバイオチップの作製方法。
A method for producing a biochip in which a physiologically active substance capturing carrier is immobilized on a substrate carrier surface,
(A) a step of immobilizing a physiologically active substance capturing carrier on the surface of a substrate carrier;
(B) contacting the substrate carrier surface with a solution containing a nonionic surfactant;
A method for producing a biochip, comprising:
前記非イオン性界面活性剤が、Tween20(ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート)、Tween80(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアート)、TritonX−100(ポリエチレングリコール−p−イソオクチルフェニルエーテル)のいずれかを含むことを特徴とする請求項1記載のバイオチップの作製方法。   The nonionic surfactant contains any of Tween 20 (polyoxyethylene sorbitan monolaurate), Tween 80 (polyoxyethylene sorbitan monooleate), Triton X-100 (polyethylene glycol-p-isooctyl phenyl ether). The method for producing a biochip according to claim 1. 前記非イオン性界面活性剤を含む溶液中の非イオン性界面活性剤の濃度が、0.005〜2wt%である請求項1又は2記載のバイオチップの作製方法。   The method for producing a biochip according to claim 1 or 2, wherein the concentration of the nonionic surfactant in the solution containing the nonionic surfactant is 0.005 to 2 wt%. 請求項1〜3いずれか記載の基板担体が、リン脂質の親水部を構成するリン酸エステルより誘導される基を有する第一単位と電子求引性の置換基がカルボニル基に結合してなるカルボン酸誘導基を有する第二単位とを含む高分子物質を表面に有することを特徴とするバイオチップの作製方法。   The substrate carrier according to any one of claims 1 to 3, wherein a first unit having a group derived from a phosphate ester constituting a hydrophilic part of a phospholipid and an electron-attracting substituent are bonded to a carbonyl group. A method for producing a biochip, comprising a polymer substance including a second unit having a carboxylic acid-derived group on a surface. 請求項4記載のバイオチップの作製方法において、
前記高分子物質の第一単位に含まれるリン酸エステルより誘導される基は、ホスホリルコリン基、ホスホリルエタノールアミン基、ホスホリルセリン基、ホスホリルイノシトール基、ホスホリルグリセロール基、ホスファチジルホスホリルグリセロール基のいずれかであることを特徴とするバイオチップの作製方法。
The method for producing a biochip according to claim 4, wherein
The group derived from the phosphate ester contained in the first unit of the polymer substance is any one of phosphorylcholine group, phosphorylethanolamine group, phosphorylserine group, phosphorylinositol group, phosphorylglycerol group, and phosphatidylphosphorylglycerol group. A biochip manufacturing method characterized by the above.
請求項4又は5記載のバイオチップの作製方法において、
前記生理活性物質捕捉担体が、前記電子求引性の置換基がカルボニル基に結合してなるカルボン酸誘導基を有する第二単位の部位で共有結合していることを特徴とするバイオチップの作製方法。
The method for producing a biochip according to claim 4 or 5,
Production of biochip characterized in that the physiologically active substance-trapping carrier is covalently bonded at a second unit site having a carboxylic acid derivative group in which the electron-withdrawing substituent is bonded to a carbonyl group. Method.
請求項4〜6いずれか記載のバイオチップの作製方法において、
前記高分子物質がブチルメタクリレート基を含む第三単位を有することを特徴とするバイオチップの作製方法。
In the method for producing a biochip according to any one of claims 4 to 6,
A method for producing a biochip, wherein the polymer substance has a third unit containing a butyl methacrylate group.
請求項4〜7いずれか記載のバイオチップの作製方法において、
前記基板担体は、前記高分子物質に加えて、リン脂質の親水部を構成するリン酸エステルより誘導される基を有する第一単位と、ブチルメタクリレート基を含む第三単位とを有する第二の高分子物質を含むことを特徴とするバイオチップの作製方法。
In the method for producing a biochip according to any one of claims 4 to 7,
In addition to the polymer substance, the substrate carrier includes a second unit having a first unit having a group derived from a phosphate ester constituting a hydrophilic part of a phospholipid and a third unit containing a butyl methacrylate group. A method for producing a biochip comprising a polymer substance.
請求項1〜8いずれか記載のバイオチップの作製方法において、
前記基板担体が、プラスチック材料からなることを特徴とするバイオチップの作製方法。
The method for producing a biochip according to any one of claims 1 to 8,
A biochip manufacturing method, wherein the substrate carrier is made of a plastic material.
請求項1〜9いずれか記載のバイオチップの作製方法で作製されたバイオチップ。   A biochip produced by the biochip production method according to claim 1.
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