JP2011007785A - Target molecular interaction substance-immobilized carrier - Google Patents

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Minako Hanazaki
美奈子 花崎
Hiroyuki Tanaka
裕之 田中
Toshifumi Shiratani
俊史 白谷
Hisao Takeuchi
久雄 竹内
Kazuhiko Ishihara
一彦 石原
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Mitsubishi Chemical Corp
University of Tokyo NUC
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Mitsubishi Chemical Corp
University of Tokyo NUC
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a target molecular interaction substance immobilized carrier with a large binding-amount of target molecular interaction substances and a totally uniform structure even under a neutrality condition, capable of acting each other effectively.SOLUTION: The target molecular interaction substance immobilized carrier includes a solid phase carrier, and a structure containing a target molecular interaction substance and water-soluble polymer that are immobilized to the solid phase carrier and bound each other. A method for manufacturing includes the steps of (1) copolymerizing a predetermined ethylenically unsaturated polymerizable monomer with a phosphorylcholine similar group and a predetermined ethylenically unsaturated polymerizable monomer with a functional group bonded thereto via a spacer to bind covalently to a target molecular interaction substance to synthesize water-soluble polymer, (2) mixing the water-soluble polymer with molecules acting with target molecules each other, and (3) supplying the mixture to the surface of a solid phase with a functional group for binding covalently to the functional group or target molecular interaction substance to manufacture the target molecular interaction substance immobilized carrier.

Description

本発明は標的分子相互作用物質が固定化された担体及びその製造方法に関する。具体的には、センサーチップ、標的分子の分離精製用チップなどの標的分子相互作用物質が固定化されたバイオチップに関する。   The present invention relates to a carrier on which a target molecule interaction substance is immobilized and a method for producing the same. Specifically, the present invention relates to a biochip on which a target molecule interaction substance such as a sensor chip or a target molecule separation / purification chip is immobilized.

医療・診断、遺伝子解析、プロテオミクス、マイクロエレクトロニクス、膜分離等の分野においては、標的分子と当該標的分子と特異的に相互作用する物質との相互作用を用いて標的分子を検出することによる診断、検査、分析、精製等が行われている。このような標的分子の検出を適切に行なうために、これと相互作用する物質の固定化担体について、様々な技術が開発されている。   In the fields of medical / diagnosis, genetic analysis, proteomics, microelectronics, membrane separation, etc., diagnosis by detecting the target molecule using the interaction between the target molecule and a substance that specifically interacts with the target molecule, Inspection, analysis, purification, etc. are performed. In order to appropriately detect such target molecules, various techniques have been developed for immobilization carriers for substances that interact with the target molecules.

特に、標的分子相互作用物質(以下、これを単に「相互作用物質」と称することがある)の担持量や、相互作用物質を含有した微小空間(即ち、相互作用物質と標的分子との相互作用を効果的に行なうことのできる空間)の作製方法が検討されており、特許文献1には、相互作用物質とポリマーの混合溶液を基板に供給・濃縮して作製する、相互作用物質(タンパク質)とポリマーの凝集体が積層された状態で固定化されているチップが開示されている。このチップは、従来の方法と比べて相互作用物質の固定化量が増加し、その結果、標的分子と相互作用物質との間の相互作用を高感度に検出できるものであった。しかし、上記方法では、相互作用物質とポリマーの混合溶液を基板に供給・濃縮して作製する際に、供給した液滴の周囲の部分には厚い積層体が作製され、逆にスポット内部では積層構造が薄くなるという不均一性の問題が存在した。この現象は特に中性の条件下でチップを作製した際に顕著であった。この問題を解決するために、アルカリ性溶液を用いて該チップを作製する方法が提案されているが、アルカリ性で変性しやすいタンパク質を相互作用物質として用いる場合にはタンパク質の失活等が問題となっていた。   In particular, the amount of the target molecule interacting substance (hereinafter sometimes simply referred to as “interacting substance”) supported, and the minute space containing the interacting substance (that is, the interaction between the interacting substance and the target molecule) (Patent Document 1) has been studied, and Patent Document 1 discloses an interactive substance (protein) prepared by supplying and concentrating a mixed solution of an interactive substance and a polymer on a substrate. And a chip in which polymer aggregates are fixed in a laminated state is disclosed. In this chip, the amount of the interaction substance immobilized is increased as compared with the conventional method, and as a result, the interaction between the target molecule and the interaction substance can be detected with high sensitivity. However, in the above method, when the mixed solution of the interacting substance and the polymer is supplied and concentrated on the substrate, a thick laminate is produced around the supplied droplet, and conversely, the laminate is laminated inside the spot. There was a problem of non-uniformity that the structure was thin. This phenomenon was particularly remarkable when a chip was produced under neutral conditions. In order to solve this problem, a method for producing the chip using an alkaline solution has been proposed. However, when an alkaline and easily denatured protein is used as an interaction substance, protein inactivation becomes a problem. It was.

国際公開WO2006/038456号パンフレットInternational Publication WO2006 / 038456 Pamphlet

本発明は、相互作用物質の結合量が多く、該相互作用物質を含有した微小空間が、相互作用物質と標的分子との相互作用を効果的に行なうことのできる空間であり、中性条件下でも全体的に均一な構造を有する構造体が固定化された担体を提供することを目的とする。   In the present invention, the amount of binding of the interacting substance is large, and the microspace containing the interacting substance is a space in which the interaction between the interacting substance and the target molecule can be effectively performed under neutral conditions. However, an object is to provide a carrier on which a structure having a uniform structure as a whole is fixed.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、固相担体と、該固相担体に固定化された、互いに結合してなる標的分子相互作用物質と水溶性重合体とを含む構造体とを含み、前記水溶性重合体はスペーサーと重合性基を含む化合物の水溶性重合体であり、前記標的分子相互作用物質は該スペーサーを介して前記水溶性重合体に結合している標的分子相互作用物質固定化担体が上記課題を解決できることを見出した。より具体的には、(1)親水性又は両親媒性の官能基を有する所定の不飽和重合性モノマーと、相互作用物質を共有結合するための官能基がスペーサーを介して結合している所定の不飽和重合性モノマーとを共重合させて水溶性重合体を合成し、(2)該水溶性重合体と相互作用物質を混合し、(3)該混合物を、相互作用物質又は水溶性重合体を共有結合するための官能基を有する固相表面に供給することにより、上記課題を解決した標的分子相互作用物質固定化担体が製造できることを見出した。本発明は、これらの知見によるものである。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention include a solid phase carrier, a target molecule interacting substance immobilized on the solid phase carrier and bound to each other, and a water-soluble polymer. The water-soluble polymer is a water-soluble polymer of a compound containing a spacer and a polymerizable group, and the target molecule interacting substance is bound to the water-soluble polymer through the spacer. The present inventors have found that a target molecule interaction substance-immobilized carrier can solve the above problems. More specifically, (1) a predetermined unsaturated polymerizable monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group and a functional group for covalently binding the interacting substance are bonded via a spacer. (2) mixing the water-soluble polymer and the interaction substance, and (3) mixing the mixture with the interaction substance or the water-soluble polymer. It has been found that a target molecule-interacting substance-immobilized carrier that solves the above-mentioned problems can be produced by supplying a solid-phase surface having a functional group for covalently bonding a compound. The present invention is based on these findings.

即ち、本発明は以下のとおりである。
[1]固相担体と、
該固相担体に固定化された互いに結合してなる標的分子相互作用物質と水溶性重合体とを含む構造体、
とを含む標的分子相互作用物質固定化担体であって、
前記水溶性重合体はスペーサーと重合性基を含む化合物の水溶性重合体であり、前記標的分子相互作用物質は該スペーサーを介して前記水溶性重合体に結合している、標的分子を捕捉・検出するための標的分子相互作用物質固定化担体。
[2]前記水溶性重合体は、標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基がスペーサーを介して重合性基に結合してなる化合物の水溶性重合体であり、標的分子相互作用物質は前記官能基を介して水溶性重合体に結合している、[1]に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
[3]スペーサーが下記式で表される、[1]または[2]に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
-(Y)q-
ここで、Yは炭素数1〜10のアルキレンオキシ基又はアルキレン基を示し、qは1〜20の整数を示すが、qが2以上20以下の整数である場合、繰り返されるYは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
[4]重合性基がアクリル基またはメタクリル基である、[1]〜[3]のいずれかに記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
[5]前記化合物が、下記一般式(II)で表されるエチレン系不飽和重合性モノマーである、[4]に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。

Figure 2011007785
(式中R7は水素原子又はメチル基を示し、Wは標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基を示す。)
[6]前記水溶性重合体が、スペーサーと重合性基を含む化合物と、親水性又は両親媒性の官能基を有する不飽和重合性モノマーとの共重合体である、[1]〜[5]のいずれかに記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
[7]下記(1)〜(3)に示す工程を少なくとも含む方法により製造されることを特徴とする、[6]に記載の標的分子相互作用物質固定化担体;
(1)親水性又は両親媒性の官能基を有する不飽和重合性モノマーと、前記一般式(II)で表されるエチレン系不飽和重合性モノマーとを共重合させて水溶性重合体を合成する工程
(2)(1)の工程で得られた水溶性重合体と、標的分子相互作用物質とを混合する工程、
(3)(2)の工程で得られた混合物を、前記官能基Wを共有結合するための官能基又は標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基を有する固相表面に供給する工程。
[8]親水性又は両親媒性の官能基を有する不飽和重合性モノマーが下記式(I)で表わされるホスホリルコリン類似基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーである、[6]または[7]に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
Figure 2011007785
(式中、R1は炭素数2〜10の2価の炭化水素基を示し、R2は炭素数1〜4の2価の炭化水素基を示し、R3、R4及びR5はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、R6は水素原子又はメチル基を示す。)
[9]水溶性重合体全体に対する、前記一般式(I)で表わされるホスホリルコリン類似基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーに由来する構成単位の割合が、30モル%以上であることを特徴とする、[8]に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
[10]前記水溶性重合体が、さらに疎水性ユニットを有する不飽和重合性モノマーに由来する構成単位を含む、[6]〜[9]のいずれかに記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
[11]前記疎水性ユニットを有する不飽和重合性モノマーがn−ブチルメタクリレートである、[10]に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
[12]下記(1)〜(3)に示す工程を少なくとも含む、[6]〜[11]のいずれかに記載の標的分子相互作用物質固定化担体の製造方法;
(1)親水性又は両親媒性の官能基を有する不飽和重合性モノマーと、前記一般式(II)で表わされるエチレン系不飽和重合性モノマーとを共重合させて水溶性重合体を合成する工程、
(2)(1)の工程で得られた水溶性重合体と、標的分子相互作用物質とを混合する工程、
(3)(2)の工程で得られた混合物を、前記官能基Wを共有結合するための官能基又は標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基を有する固相表面に供給する工程。
[13] 下記(1)〜(3)に示す工程を少なくとも含む方法により製造されることを特徴とする、標的分子を捕捉・検出するための、標的分子相互作用物質の標的分子相互作用物質固定化担体;
(1)下記一般式(I)で表わされるホスホリルコリン類似基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーと、下記一般式(II)で表わされるエチレン系不飽和重合性モノマーとを共重合させて水溶性重合体を合成する工程、
Figure 2011007785
(式中R1は炭素数2〜10の2価の炭化水素基を示し、R2は炭素数1〜4の2価の炭化水素基を示し、R3、R4及びR5はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、R6は水素原子又はメチル基を示す。)
Figure 2011007785
(式中R7は水素原子又はメチル基を示し、Yは炭素数1〜10のアルキレンオキシ基又はアルキレン基を示し、Wは標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基を示し、qは1〜20の整数を示す。qが2以上20以下の整数である場合、繰り返されるYは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
(2)(1)の工程で得られた水溶性重合体と、標的分子相互作用物質とを混合する工程、
(3)(2)の工程で得られた混合物を、前記官能基Wを共有結合するための官能基又は標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基を有する固相表面に供給する工程。
[14] 前記(3)の工程により固相表面に供給された混合物を乾燥させる工程をさらに含む方法により製造される、[13]に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
[15] 前記(1)の工程において、前記一般式(I)で表わされるホスホリルコリン類似基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーが、共重合に用いられる全モノマーの30モル%以上であることを特徴とする[13]または[14]に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
[16]前記(1)の工程において、さらに疎水性ユニットを有するエチレン系不飽和重合性モノマーを共重合させることにより製造される、[13]〜[15]のいずれかに記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
[17]前記疎水性ユニットを有するエチレン系不飽和重合性モノマーがn−ブチルメタクリレートである[16]に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
[18]下記(1)〜(3)に示す工程を少なくとも含む、[13]〜[17]のいずれかに記載の標的分子相互作用物質固定化担体の製造方法;
(1)下記一般式(I)で表わされるホスホリルコリン類似基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーと、下記一般式(II)で表わされるエチレン系不飽和重合性モノマーとを共重合させて水溶性重合体を合成する工程、
Figure 2011007785
(式中R1は炭素数2〜10の2価の炭化水素基を示し、R2は炭素数1〜4の2価の炭化水素基を示し、R3、R4及びR5はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、R6は水素原子又はメチル基を示す。)
Figure 2011007785
(式中R7は水素原子又はメチル基を示し、Yは炭素数1〜10のアルキレンオキシ基又はアルキレン基を示し、Wは標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基を示し、qは1〜20の整数を示す。qが2以上20以下の整数である場合、繰り返されるYは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
(2)(1)の工程で得られた水溶性重合体と、標的分子相互作用物質とを混合する工程、
(3)(2)の工程で得られた混合物を、前記官能基Wを共有結合するための官能基又は標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基を有する固相表面に供給する工程。
[19]標的分子が、標的分子相互作用物質を介して結合した、[1]〜[11]および[13]〜[17]のいずれかに記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
[20]標的分子が蛋白質、ペプチド、核酸および低分子化合物からなる群より選ばれる、[19]に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
[21][19]または[20]に記載の標的分子相互作用物質固定化担体を含むバイオチップ。 That is, the present invention is as follows.
[1] a solid phase carrier;
A structure comprising a target molecule interacting substance and a water-soluble polymer which are bonded to each other and fixed to the solid phase carrier;
A target molecule interaction substance-immobilized carrier comprising:
The water-soluble polymer is a water-soluble polymer of a compound containing a spacer and a polymerizable group, and the target molecule-interacting substance captures the target molecule bonded to the water-soluble polymer through the spacer. A target molecule interaction substance-immobilized carrier for detection.
[2] The water-soluble polymer is a water-soluble polymer of a compound in which a functional group for covalently binding a target molecule interacting substance is bonded to a polymerizable group via a spacer, and the target molecule interacting substance Is a target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to [1], which is bound to a water-soluble polymer through the functional group.
[3] The target molecule interaction substance-immobilized carrier according to [1] or [2], wherein the spacer is represented by the following formula.
-(Y) q-
Here, Y represents an alkyleneoxy group having 1 to 10 carbon atoms or an alkylene group, and q represents an integer of 1 to 20, but when q is an integer of 2 or more and 20 or less, the repeated Ys are the same. Or different.
[4] The target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to any one of [1] to [3], wherein the polymerizable group is an acryl group or a methacryl group.
[5] The target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to [4], wherein the compound is an ethylenically unsaturated polymerizable monomer represented by the following general formula (II).
Figure 2011007785
(Wherein R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group, and W represents a functional group for covalently bonding the target molecule interacting substance.)
[6] The water-soluble polymer is a copolymer of a compound containing a spacer and a polymerizable group and an unsaturated polymerizable monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group, [1] to [5] ] The target molecule interaction substance immobilization support according to any one of the above.
[7] The target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to [6], which is produced by a method including at least the following steps (1) to (3):
(1) A water-soluble polymer is synthesized by copolymerizing an unsaturated polymerizable monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group and the ethylenically unsaturated polymerizable monomer represented by the general formula (II). The step (2) the step of mixing the water-soluble polymer obtained in the step (1) and the target molecule interacting substance,
(3) A step of supplying the mixture obtained in the step (2) to a solid phase surface having a functional group for covalently binding the functional group W or a functional group for covalently binding a target molecule interacting substance. .
[8] The unsaturated polymerizable monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group is an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a phosphorylcholine-like group represented by the following formula (I): [6] or [7] 2. A target molecule interaction substance-immobilized carrier according to 1.
Figure 2011007785
(In the formula, R 1 represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, R 2 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 , R 4 and R 5 each represents Independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
[9] The ratio of the structural unit derived from the ethylenically unsaturated polymerizable monomer having the phosphorylcholine-like group represented by the general formula (I) to the entire water-soluble polymer is 30 mol% or more. The target molecule interaction substance-immobilized carrier according to [8].
[10] The target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to any one of [6] to [9], wherein the water-soluble polymer further includes a structural unit derived from an unsaturated polymerizable monomer having a hydrophobic unit. .
[11] The target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to [10], wherein the unsaturated polymerizable monomer having a hydrophobic unit is n-butyl methacrylate.
[12] The method for producing a target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to any one of [6] to [11], comprising at least the steps shown in the following (1) to (3);
(1) A water-soluble polymer is synthesized by copolymerizing an unsaturated polymerizable monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group and the ethylenically unsaturated polymerizable monomer represented by the general formula (II). Process,
(2) A step of mixing the water-soluble polymer obtained in the step (1) and the target molecule interacting substance,
(3) A step of supplying the mixture obtained in the step (2) to a solid phase surface having a functional group for covalently binding the functional group W or a functional group for covalently binding a target molecule interacting substance. .
[13] Immobilization of a target molecule-interacting substance for target molecule-interacting substance for capturing / detecting the target molecule, which is produced by a method including at least the steps shown in the following (1) to (3) Carrier;
(1) Water-soluble by copolymerizing an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a phosphorylcholine-like group represented by the following general formula (I) and an ethylenically unsaturated polymerizable monomer represented by the following general formula (II) A step of synthesizing a polymer;
Figure 2011007785
(Wherein R 1 represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, R 2 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 , R 4 and R 5 are each independently selected. And represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
Figure 2011007785
(Wherein R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group, Y represents an alkyleneoxy group or alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, W represents a functional group for covalently bonding the target molecule interacting substance, q Represents an integer of 1 to 20. When q is an integer of 2 or more and 20 or less, the repeated Ys may be the same or different.
(2) A step of mixing the water-soluble polymer obtained in the step (1) and the target molecule interacting substance,
(3) A step of supplying the mixture obtained in the step (2) to a solid phase surface having a functional group for covalently binding the functional group W or a functional group for covalently binding a target molecule interacting substance. .
[14] The target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to [13], which is produced by a method further comprising a step of drying the mixture supplied to the solid surface by the step (3).
[15] In the step (1), the ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a phosphorylcholine-like group represented by the general formula (I) is 30 mol% or more of the total monomers used for copolymerization. The target molecule interaction substance-immobilized carrier according to [13] or [14], which is characterized.
[16] The target molecule interaction according to any one of [13] to [15], which is produced by copolymerizing an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a hydrophobic unit in the step (1). Active substance immobilization carrier.
[17] The target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to [16], wherein the ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a hydrophobic unit is n-butyl methacrylate.
[18] The method for producing a target molecule interaction substance-immobilized carrier according to any one of [13] to [17], comprising at least the steps shown in the following (1) to (3);
(1) Water-soluble by copolymerizing an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a phosphorylcholine-like group represented by the following general formula (I) and an ethylenically unsaturated polymerizable monomer represented by the following general formula (II) A step of synthesizing a polymer;
Figure 2011007785
(Wherein R 1 represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, R 2 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 , R 4 and R 5 are each independently selected. And represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
Figure 2011007785
(Wherein R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group, Y represents an alkyleneoxy group or alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, W represents a functional group for covalently bonding the target molecule interacting substance, q Represents an integer of 1 to 20. When q is an integer of 2 or more and 20 or less, the repeated Ys may be the same or different.
(2) A step of mixing the water-soluble polymer obtained in the step (1) and the target molecule interacting substance,
(3) A step of supplying the mixture obtained in the step (2) to a solid phase surface having a functional group for covalently binding the functional group W or a functional group for covalently binding a target molecule interacting substance. .
[19] The target molecule interaction substance-immobilized carrier according to any one of [1] to [11] and [13] to [17], in which the target molecule is bound via a target molecule interaction substance.
[20] The target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to [19], wherein the target molecule is selected from the group consisting of proteins, peptides, nucleic acids, and low molecular compounds.
[21] A biochip comprising the target molecule interaction substance-immobilized carrier according to [19] or [20].

本発明に係る標的分子相互作用物質固定化担体は、従来の製造法で製造されたものと比べて、相互作用物質の担持量が多い。本発明の標的分子相互作用物質固定化担体は、相互作用物質を含有した微小空間が、相互作用物質と標的分子との相互作用を効果的に行なうことのできる空間である。本発明に係る標的分子相互作用物質固定化担体は、中性条件下でも均一な構造の構造体を有しているので、タンパク質などを相互作用物質として用いる場合に、特にその活性を保ったまま担持させることができる。本発明に係る標的分子相互作用物質固定化担体を用いることによりタンパク質等を相互作用物質とした診断、検査、分析、精製において、従来の標的分子相互作用物質固定化担体に比べて格段に標的分子との接触効率が高く、診断・検査・分析においては均一で再現性の高いシグナルを得られるという効果がある。   The target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to the present invention has a larger amount of the interacting substance supported than that produced by the conventional production method. In the target molecule-interacting substance-immobilized carrier of the present invention, the microspace containing the interacting substance is a space in which the interaction between the interacting substance and the target molecule can be effectively performed. Since the target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to the present invention has a structure having a uniform structure even under neutral conditions, the activity is maintained particularly when a protein or the like is used as an interacting substance. It can be supported. By using the target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to the present invention, in the diagnosis, inspection, analysis, and purification using proteins and the like as the interacting substance, the target molecule is markedly compared with the conventional target molecule-interacting substance-immobilized carrier. The contact efficiency is high, and there is an effect that a uniform and highly reproducible signal can be obtained in diagnosis, inspection and analysis.

(a)〜(c)はいずれも、本発明の標的分子相互作用物質固定化担体の一例の表面近傍を拡大して示す模式図である。(A)-(c) is a schematic diagram which expands and shows the surface vicinity of an example of the target molecule interaction material immobilization support | carrier of this invention. ポリマーAとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体が固定化されたウェルと、ポリマーBとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体が固定化されたウェルと、ポリマーCとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体が固定化されたウェルと、マウスIgGのみが固定化されたウェルにおける、プロテインAの捕捉量の比較データを示す図である。A well in which an interacting substance structure in which polymer A and mouse IgG are bound is immobilized, a well in which an interacting substance structure in which polymer B and mouse IgG are bound is immobilized, and polymer C and mouse IgG are bound. It is a figure which shows the comparison data of the capture amount of protein A in the well in which the interacting substance structure was immobilized, and the well in which only mouse IgG was immobilized. ポリマーAとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体をスポットした金基板と、ポリマーBとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体をスポットした金基板と、ポリマーCとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体をスポットした金基板と、マウスIgGのみをスポットした金基板とにおける、スポットのイメージング像の比較データを示す図である。A gold substrate spotted with an interacting substance structure bound to polymer A and mouse IgG, a gold substrate spotted with an interacting substance structure bound to polymer B and mouse IgG, and an interaction bound to polymer C and mouse IgG It is a figure which shows the comparison data of the imaging image of a spot in the gold substrate which spotted the substance structure, and the gold substrate which spotted only mouse IgG. ポリマーAとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体をスポットした金基板と、ポリマーBとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体をスポットした金基板と、ポリマーCとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体をスポットした金基板と、マウスIgGのみをスポットした金基板とにおける、相互作用物質構造体又はマウスIgGの固定化量の比較データを示す図である。A gold substrate spotted with an interacting substance structure bound to polymer A and mouse IgG, a gold substrate spotted with an interacting substance structure bound to polymer B and mouse IgG, and an interaction bound to polymer C and mouse IgG It is a figure which shows the comparison data of the fixed amount of the interaction substance structure or mouse | mouth IgG in the gold substrate which spotted the substance structure, and the gold substrate which spotted only mouse | mouth IgG. ポリマーAとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体をスポットした金基板と、ポリマーBとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体をスポットした金基板と、ポリマーCとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体をスポットした金基板と、マウスIgGのみをスポットした金基板とにおける、プロテインAの捕捉量の比較データを示す図である。A gold substrate spotted with an interacting substance structure bound to polymer A and mouse IgG, a gold substrate spotted with an interacting substance structure bound to polymer B and mouse IgG, and an interaction bound to polymer C and mouse IgG It is a figure which shows the comparison data of the capture amount of protein A in the gold substrate which spotted the substance structure, and the gold substrate which spotted only mouse IgG. ポリマーBとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体をスポットした金基板と、ポリマーCとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体をスポットした金基板と、マウスIgGのみをスポットした金基板(2D)とにおける、プロテインAの捕捉量の比較データを示す図である。A gold substrate spotted with an interacting substance structure bound to polymer B and mouse IgG, a gold substrate spotted with an interacting substance structure bound to polymer C and mouse IgG, and a gold substrate spotted with only mouse IgG (2D ) And comparative data of the captured amount of protein A. ポリマーBとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体のスポット、ポリマーCとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体のスポット、およびマウスIgGのみのスポットにおいて、結合した標的分子に由来するCy5の蛍光画像を示す図である(写真)。Fluorescence of Cy5 derived from the bound target molecule in the spot of the interactor structure in which polymer B and mouse IgG are bound, the spot of the interactor structure in which polymer C and mouse IgG are bound, and the spot of only mouse IgG It is a figure which shows an image (photograph). ポリマーDとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体をスポットした金基板と、ポリマーEとマウスIgGが結合した相互作用物質構造体をスポットした金基板とにおける、プロテインAの捕捉量の比較データを示す図と結合した標的分子に由来するCy5の蛍光画像を示す図(写真)である。Comparison data of the capture amount of protein A between the gold substrate spotted with the interacting substance structure bound to polymer D and mouse IgG and the gold substrate spotted with the interacting substance structure bound to polymer E and mouse IgG It is a figure (photograph) which shows the fluorescence image of Cy5 derived from the target molecule couple | bonded with the figure to show.

[I 本発明の標的分子相互作用物質固定化担体]
本発明の標的分子相互作用物質固定化担体は、固相担体と、該固相担体に固定化された互いに結合してなる標的分子相互作用物質(以下、単に相互作用物質と呼ぶこともある)と水溶性重合体とを含む構造体、とを含む標的分子相互作用物質固定化担体であって、前記水溶性重合体はスペーサーと重合性基を含む化合物の水溶性重合体であり、前記標的分子相互作用物質は該スペーサーを介して前記水溶性重合体に結合している、標的分子を捕捉・検出するための標的分子相互作用物質固定化担体である。
ここで、水溶性重合体が標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基がスペーサーを介して重合性基に結合してなる化合物の水溶性重合体であり、標的分子相互作用物質は前記官能基を介して水溶性重合体に結合していることが好ましい。
さらに好ましくは、水溶性重合体は標的分子相互作用物質がスペーサーを介して重合性基に結合してなる化合物と、親水性又は両親媒性の官能基を有する不飽和重合性モノマーとの共重合体である。
本発明の標的分子相互作用物質固定化担体は、好ましくは、親水性または両親媒性の官能基を有する不飽和重合性モノマーと、相互作用物質を共有結合するための官能基がスペーサーを介して結合している所定の不飽和重合性モノマーとを共重合させて水溶性重合体を合成する工程、該水溶性重合体と相互作用物質とを、所定の媒質中に共存させる工程(以下適宜、「混合工程」という)、混合工程で得られた混合物を、相互作用物質を共有結合するための官能基を有する固相表面に供給する工程を少なくとも含む方法により製造される。
本発明の標的分子相互作用物質固定化担体は、より好ましくは、ホスホリルコリン類似基を有する所定のエチレン系不飽和重合性モノマーと、相互作用物質を共有結合するための官能基がスペーサーを介して結合している所定のエチレン系不飽和重合性モノマーとを共重合させて水溶性重合体を合成する工程、該水溶性重合体と相互作用物質とを、所定の媒質中に共存させる工程、混合工程で得られた混合物を、相互作用物質を共有結合するための官能基を有する固相表面に供給する工程を少なくとも含む方法により製造される。
[I Target molecule interaction substance immobilization support of the present invention]
The target molecule-interacting substance-immobilized carrier of the present invention is a solid-phase carrier and a target molecule-interacting substance that is bonded to the solid-phase carrier (hereinafter also simply referred to as an interacting substance). And a structure comprising a water-soluble polymer, a target molecule interaction substance-immobilized carrier, wherein the water-soluble polymer is a water-soluble polymer of a compound containing a spacer and a polymerizable group, and the target The molecular interaction substance is a target molecule interaction substance immobilization carrier for capturing and detecting a target molecule, which is bound to the water-soluble polymer via the spacer.
Here, the water-soluble polymer is a water-soluble polymer of a compound in which a functional group for covalently bonding the target molecule interacting substance is bonded to the polymerizable group via a spacer, and the target molecule interacting substance is It is preferably bonded to the water-soluble polymer via a functional group.
More preferably, the water-soluble polymer is a copolymer of a compound in which a target molecule interaction substance is bonded to a polymerizable group via a spacer and an unsaturated polymerizable monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group. It is a coalescence.
The target molecule-interacting substance-immobilized carrier of the present invention preferably has an unsaturated polymerizable monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group and a functional group for covalently binding the interacting substance via a spacer. A step of synthesizing a water-soluble polymer by copolymerizing with a predetermined unsaturated polymerizable monomer, a step of coexisting the water-soluble polymer and an interacting substance in a predetermined medium (hereinafter, as appropriate, It is produced by a method including at least a step of supplying a mixture obtained in the mixing step to a solid phase surface having a functional group for covalently binding an interacting substance.
In the target molecule interaction substance-immobilized carrier of the present invention, more preferably, a predetermined ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a phosphorylcholine-like group and a functional group for covalently bonding the interaction substance are bonded via a spacer. A step of synthesizing a water-soluble polymer by copolymerizing with a predetermined ethylenically unsaturated polymerizable monomer, a step of mixing the water-soluble polymer and an interacting substance in a predetermined medium, and a mixing step The mixture obtained in (1) is produced by a method including at least a step of supplying the mixture to a solid surface having a functional group for covalently binding an interacting substance.

上記混合物が供給された固相表面上には、相互作用物質と、水溶性重合体とからなる鎖から構成される構造体(以下、相互作用物質構造体とよぶことがある)が形成されている。前記鎖は、特開2006−113050号公報の[0089]段落に記載されているもの等で、相互作用物質と水溶性重合体とが互いに結合してなるものである。水溶性重合体に相互作用物質がスペーサーを介して結合し、その構造の繰り返しによって鎖状及び/又は網目状の構造が形成される。
この鎖が、例えば集合したり結合したりすることによって、本発明における相互作用物質構造体のマトリックス構造(マトリックス)が構成されている。即ち、本発明における相互作用物質構造体は、図1(a)〜図1(c)に模式的に示すように、相互作用物質と水溶性重合体とを含む構造体であり、その骨格は相互作用物質と水溶性重合体とが結合して構成された鎖により形成されている。これにより、本発明における相互作用物質構造体は、当該鎖が、鎖状及び/又は網目状に結合した構造を有するマトリックスとして構成されているのである。
なお、図1(a)〜図1(c)は、本発明における相互作用物質構造体のマトリックス構造を説明するため、固相担体に固定化した本発明における相互作用物質構造体の一例の表面近傍を拡大して示す模式図である。また、図1(a)〜図1(c)において、円形部分が相互作用物質を表わし、線状部分が水溶性重合体を表わす。また、線状部分のうち点線部分がスペーサーを表す。
On the solid phase surface supplied with the above mixture, a structure composed of a chain composed of an interacting substance and a water-soluble polymer (hereinafter sometimes referred to as an interacting substance structure) is formed. Yes. The chain is one described in paragraph [0089] of JP-A No. 2006-111050, and is formed by bonding an interacting substance and a water-soluble polymer to each other. An interactive substance is bonded to the water-soluble polymer through a spacer, and a chain-like and / or network-like structure is formed by repeating the structure.
This chain is assembled or bonded, for example, to form a matrix structure (matrix) of the interactive substance structure in the present invention. That is, the interactive substance structure in the present invention is a structure containing an interactive substance and a water-soluble polymer as schematically shown in FIGS. 1 (a) to 1 (c), and its skeleton is It is formed by a chain formed by binding an interacting substance and a water-soluble polymer. Thereby, the interacting substance structure in the present invention is configured as a matrix having a structure in which the chains are linked in a chain and / or a network.
1 (a) to 1 (c) show the surface of an example of the interactive substance structure in the present invention immobilized on a solid phase carrier, in order to explain the matrix structure of the interactive substance structure in the present invention. It is a schematic diagram which expands and shows the vicinity. Moreover, in FIG. 1 (a)-FIG.1 (c), a circular part represents an interactive substance and a linear part represents a water-soluble polymer. Moreover, a dotted line part represents a spacer among linear parts.

以下、本発明における相互作用物質構造体の鎖及び当該鎖から構成されるマトリックス構造について説明する。
上述したように、本発明における相互作用物質構造体は、相互作用物質及び水溶性重合体からなる鎖を有する構造体である。また、本発明における相互作用物質構造体の鎖は、マトリックス構造の骨格を構成するもので、具体的には相互作用物質と水溶性重合体とが互いに結合してなるものである。詳しくは、水溶性重合体に相互作用物質がスペーサーを介して結合し、その構造の繰り返しによって鎖状及び/又は網目状の構造を形成したものである。
よって、本発明における相互作用物質構造体は、通常、下記式(A)で表わされる部分構造を2以上有する。
1−R2 (A)
{上記式(A)において、R1は相互作用物質を表わし、R2は水溶性重合体を表わす。ただし、相互作用物質構造体が固相担体に結合している場合、R2は固相担体に直接結合していない水溶性重合体を表わす。また、各R1,R2はそれぞれ同じであっても異なっていても良い。}
即ち、本発明における相互作用物質構造体は、上記式(A)のように相互作用物質と水溶性重合体とが結合した部分構造が、直鎖状及び/又は網目状に結合した構造体であることが好ましい。具体的には、上記式(A)のR1はそれぞれ独立に他の1又は2以上のR2に結合し、R2はそれぞれ独立に他の1又は2以上のR1に結合していることが好ましい。ただし、本発明における相互作用物質構造体は、例えば相互作用物質R1同士や水溶性重合体R2同士が結合した部分構造を含んでいてもかまわない。ここで、R1同士やR2同士の結合とは、分子間引力、疎液相互作用、電気的相互作用等の物理的相互作用による結合を示す。
したがって、本発明における相互作用物質構造体は、水溶性重合体同士の間には相互作用物質が存在し、また、相互作用物質同士の間には水溶性重合体が存在する橋架け構造を少なくとも一部に有していることが好ましい。そして、相互作用物質及び水溶性重合体の両方によって、マトリックス構造の鎖が構成されていることが好ましい。
Hereinafter, the chain | strand of the interaction substance structure in this invention and the matrix structure comprised from the said chain | strand are demonstrated.
As described above, the interacting substance structure in the present invention is a structure having a chain composed of an interacting substance and a water-soluble polymer. Moreover, the chain | strand of the interaction substance structure in this invention comprises the frame | skeleton of a matrix structure, and, specifically, an interaction substance and a water-soluble polymer couple | bond together. Specifically, an interacting substance is bonded to a water-soluble polymer via a spacer, and a chain-like and / or network-like structure is formed by repeating the structure.
Therefore, the interaction substance structure in the present invention usually has two or more partial structures represented by the following formula (A).
R 1 -R 2 (A)
{In the above formula (A), R 1 represents an interacting substance, and R 2 represents a water-soluble polymer. However, when the interacting substance structure is bound to the solid phase carrier, R 2 represents a water-soluble polymer not directly bound to the solid phase carrier. Also, each R 1 and R 2 may be the same or different. }
That is, the interacting substance structure in the present invention is a structure in which a partial structure in which an interacting substance and a water-soluble polymer are bound as in the above formula (A) is bound in a linear and / or network form. Preferably there is. Specifically, R 1 in the above formula (A) is independently bonded to one or more other R 2 s , and R 2 is independently bonded to one or more other R 1 s . It is preferable. However, the interaction substance structure in the present invention may include a partial structure in which, for example, the interaction substances R 1 or the water-soluble polymers R 2 are bonded to each other. Here, the bonds between R 1 and R 2 indicate bonds by physical interaction such as intermolecular attractive force, lyophobic interaction, and electrical interaction.
Therefore, the interaction substance structure in the present invention has at least a bridge structure in which an interaction substance exists between water-soluble polymers and a water-soluble polymer exists between interaction substances. It is preferable to have a part. And it is preferable that the chain | strand of a matrix structure is comprised with both the interaction substance and the water-soluble polymer.

相互作用物質構造体が相互作用物質と水溶性重合体とからなる鎖を有していることは、例えば、以下の方法により確認することができる。
本発明における相互作用物質構造体は、上述したような相互作用物質と水溶性重合体とからなる鎖を有しているため、その構成要素である相互作用物質の結合を分解することにより構造が崩壊する。これを利用し、相互作用物質構造体の相互作用物質のみを分解するようにすれば、相互作用物質と水溶性重合体とからなる鎖を確認することができる。例えば、水溶性重合体を分解しないようにしながら相互作用物質を分解した場合、本発明における相互作用物質構造体では、相互作用物質構造体が大きく崩壊する。さらに崩壊したものを調べることにより、相互作用物質構成要素以外の相互作用物質構造体を構成する化合物を特定することができる。さらに、水溶性重合体を分解しないようにしながら相互作用物質を分解した場合、本発明における相互作用物質構造体では、水溶性重合体のうち、固相担体に対して相互作用物質を介して固定化されていた部分は固相担体から脱離する。
The fact that the interactive substance structure has a chain composed of the interactive substance and the water-soluble polymer can be confirmed, for example, by the following method.
Since the interaction substance structure in the present invention has a chain composed of the interaction substance and the water-soluble polymer as described above, the structure of the interaction substance structure can be obtained by decomposing the binding of the interaction substance as a component. Collapse. If this is utilized to decompose only the interacting substance of the interacting substance structure, a chain composed of the interacting substance and the water-soluble polymer can be confirmed. For example, when the interacting substance is decomposed while preventing the water-soluble polymer from being decomposed, the interacting substance structure in the present invention greatly collapses. Further, by investigating the collapsed compounds, it is possible to specify the compounds constituting the interacting substance structure other than the interacting substance constituent elements. Further, when the interacting substance is decomposed while preventing the water-soluble polymer from being decomposed, the interacting substance structure in the present invention is fixed to the solid phase carrier via the interacting substance in the water-soluble polymer. The part which has been converted is released from the solid phase carrier.

したがって、具体的には、水溶性重合体が分解されず相互作用物質のみが分解を受ける酵素やその他の薬品により相互作用物質を分解し、この処理により固相担体から脱離した物質を調べること、又は、固相担体表面に残留している物質を調べることにより、相互作用物質構成要素以外の相互作用物質構造体を構成する化合物を特定できる。相互作用物質構造体が相互作用物質と水溶性重合体とからなる鎖を有していれば、脱離した物質または固相担体表面に残留している物質のなかに水溶性重合体が検出される。   Therefore, specifically, the interaction substance is decomposed by an enzyme or other chemicals that are not decomposed by the water-soluble polymer and only the interaction substance is decomposed, and the substance detached from the solid support by this treatment is examined. Alternatively, by examining the substance remaining on the surface of the solid phase carrier, the compound constituting the interacting substance structure other than the interacting substance constituent element can be specified. If the interacting substance structure has a chain composed of the interacting substance and the water-soluble polymer, the water-soluble polymer is detected in the detached substance or the substance remaining on the surface of the solid support. The

上記の方法で用いる、相互作用物質を分解するための酵素や薬品は、用いた相互作用物質や水溶性重合体の種類に応じて任意のものを適当に用いればよい。その具体例を挙げると、相互作用物質が核酸である場合、例えば、リボヌクレアーゼ、デオキシリボヌクレアーゼ等の核酸分解酵素などが挙げられる。
また、相互作用物質が蛋白質である場合、例えば、微生物プロテアーゼ、トリプシン、キモトリプシン、パパイン、レンネット、V8プロテアーゼ等のタンパク質分解酵素、臭化シアン、2−ニトロ−5−チオシアン安息香酸、塩酸、硫酸、水酸化ナトリウム等のタンパク質分解能を有する化学物質などが挙げられる。
さらに、相互作用物質が脂質である場合、例えば、リパーゼ、ホスホリパーゼA2等の脂質分解酵素などが挙げられる。
また、相互作用物質が糖である場合、α−アミラーゼ、β−アミラーゼ、グルコアミラーゼ、プルラナーゼ、セルラーゼ等の糖分解酵素などが挙げられる。
なお、相互作用物質を分解するための酵素や薬品は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
ただし、例示物の中でも、相互作用物質だけでなく水溶性重合体も分解する虞があるものは、上記の鎖の確認が正確に行なえなくなる虞があるため、使用は避けるべきである。
Any enzyme or chemical for decomposing the interaction substance used in the above method may be used appropriately depending on the type of the interaction substance or water-soluble polymer used. When the specific example is given, when an interaction substance is a nucleic acid, nucleolytic enzymes, such as ribonuclease and deoxyribonuclease, etc. are mentioned, for example.
When the interacting substance is a protein, for example, proteolytic enzymes such as microbial protease, trypsin, chymotrypsin, papain, rennet, and V8 protease, cyanogen bromide, 2-nitro-5-thiocyanobenzoic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid And chemical substances having protein resolution such as sodium hydroxide.
Furthermore, when the interaction substance is a lipid, for example, lipolytic enzymes such as lipase and phospholipase A2 can be mentioned.
In addition, when the interacting substance is a sugar, examples thereof include glycolytic enzymes such as α-amylase, β-amylase, glucoamylase, pullulanase, and cellulase.
In addition, the enzyme and chemical | medical agent for decomposing | disassembling an interaction substance may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
However, among the exemplified substances, those that may decompose not only the interacting substance but also the water-soluble polymer should be avoided because the chain cannot be confirmed accurately.

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

[I−1 水溶性重合体]
本発明における水溶性重合体とはスペーサーと重合性基を含む化合物の水溶性重合体であり、好ましくは標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基がスペーサーを介して重合性基に結合してなる化合物をモノマー(以下、これを「スペーサー付きモノマー」あるいは「第1モノマー」と称することがある)に用いて重合反応を行うことにより得られる水溶性重合体である。ただし、相互作用物質が官能基と反応してスペーサーに結合すると官能基は水溶性重合体の構成要素ではなくなる。
ここで、スペーサーとしては下記式で表される構造が挙げられる。
-(Y)q-
[I-1 Water-soluble polymer]
The water-soluble polymer in the present invention is a water-soluble polymer of a compound containing a spacer and a polymerizable group, and preferably a functional group for covalently binding the target molecule interacting substance is bonded to the polymerizable group via the spacer. Is a water-soluble polymer obtained by carrying out a polymerization reaction using the resulting compound as a monomer (hereinafter sometimes referred to as “a monomer with a spacer” or “first monomer”). However, when the interacting substance reacts with the functional group and binds to the spacer, the functional group is no longer a constituent of the water-soluble polymer.
Here, examples of the spacer include a structure represented by the following formula.
-(Y) q-

ここで、Yは炭素数1〜10のアルキレンオキシ基又はアルキレン基を示す。qは1〜20の整数を示すが、より好ましい標的分子捕捉効果が得られ、より効率よく水溶性重合体を合成できる範囲は2〜8である。qが2以上20以下の整数である場合、繰り返されるYは、それぞれ同一であっても、又は異なるアルキレンオキシ基の連鎖であってもよい。スペーサーの好ましい構造としてはポリオキシエチレン等が挙げられる。特に、第1モノマー単独で重合させて水溶性重合体を得る場合にはスペーサーはポリアルキレンオキシ基である必要がある。   Here, Y represents an alkyleneoxy group having 1 to 10 carbon atoms or an alkylene group. Although q shows the integer of 1-20, the more preferable target molecule capture effect is acquired and the range which can synthesize | combine a water-soluble polymer more efficiently is 2-8. When q is an integer of 2 or more and 20 or less, the repeated Ys may be the same or a chain of different alkyleneoxy groups. A preferred structure of the spacer includes polyoxyethylene. In particular, when a water-soluble polymer is obtained by polymerizing the first monomer alone, the spacer needs to be a polyalkyleneoxy group.

重合性基としては単独または他の重合性基と反応して重合反応できる基であればよいが、付加重合性基が好ましく、アクリル基、メタクリル基またはこれらを含む基がより好ましい。   The polymerizable group may be a group that can be polymerized by being reacted alone or with another polymerizable group, but is preferably an addition polymerizable group, more preferably an acryl group, a methacryl group, or a group containing these.

標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基がスペーサーを介して重合性基に結合してなる化合物として具体的には、下記一般式(II)で表わされるエチレン系不飽和重合性モノマーが挙げられる。

Figure 2011007785
ここで、R7は水素原子又はメチル基を示す。 Specifically, as a compound in which a functional group for covalently binding a target molecule interaction substance is bonded to a polymerizable group via a spacer, an ethylenically unsaturated polymerizable monomer represented by the following general formula (II) is Can be mentioned.
Figure 2011007785
Here, R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group.

式(II)における-(Y)q-の定義および好ましい例は上述したとおりであるが、もし、スペーサーが無く(qが0の場合)、主鎖に直接活性エステルが結合しているモノマー(例えば、N- acryloyloxysuccinimide)を用いて水溶性重合体を合成したとしても、中性p
H領域の媒質中において、相互作用物質を効率的に結合することができない。
これは、疎水性であるスクシンイミド基が水溶性重合体内部に埋もれてしまい、相互作用物質と接触、結合することが困難になるためである。特に、後述する第2モノマーとしてホスホリルコリン類似基を用いた水溶性重合体の場合には、ホスホリルコリン類似基が比較的バルキーであるために、さらにこの傾向が強い。
The definition and preferred examples of- (Y) q- in formula (II) are as described above. However, if there is no spacer (when q is 0), a monomer in which an active ester is directly bonded to the main chain ( For example, even if a water-soluble polymer is synthesized using N-acryloyloxysuccinimide), neutral p
In the medium in the H region, the interaction substance cannot be efficiently bound.
This is because the hydrophobic succinimide group is buried inside the water-soluble polymer, making it difficult to contact and bind to the interacting substance. In particular, in the case of a water-soluble polymer using a phosphorylcholine-like group as the second monomer described later, this tendency is further strong because the phosphorylcholine-like group is relatively bulky.

Wは標的分子相互作用物質と共有結合できる官能基を示す。官能基としては、上記の相互作用物質と共有結合可能なものであれば他に制限はなく、任意の官能基を用いることができる。通常は、相互作用物質の種類や本発明における相互作用物質が結合した水溶性重合体(以下、相互作用物質構造体とよぶことがある)の用途などに応じて適当なものを選択することが好ましい。なお、官能基は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いても良い。   W represents a functional group that can be covalently bonded to the target molecule interacting substance. The functional group is not particularly limited as long as it can be covalently bonded to the above-described interacting substance, and any functional group can be used. Usually, it is possible to select an appropriate one according to the type of the interacting substance and the use of the water-soluble polymer to which the interacting substance is bound in the present invention (hereinafter sometimes referred to as the interacting substance structure). preferable. In addition, a functional group may be used individually by 1 type, and may be used 2 or more types by arbitrary combinations and a ratio.

好ましい官能基としては、活性エステル基が挙げられる。活性エステル基の具体例としては、N-ヒドロキシスクシンイミド活性エステル基、p−ニトロフェニル活性エステル基、コハク酸イミド活性エステル基、フタル酸イミド活性エステル基等が挙げられる。相互作用物質がタンパク質である場合、通常は、タンパク質の表層に存在するアミノ基と、上記活性エステル基とが結合する。また、相互作用物質が核酸である場合も、通常は、核酸の末端に導入されるアミノ基と、上記活性エステル基とが結合する。さらに、相互作用物質が糖である場合も、通常は、糖の側鎖に存在するアミノ基と、上記活性エステル基とが結合する。   A preferable functional group includes an active ester group. Specific examples of the active ester group include an N-hydroxysuccinimide active ester group, a p-nitrophenyl active ester group, a succinimide active ester group, and a phthalimide active ester group. When the interacting substance is a protein, usually, an amino group present on the surface layer of the protein is bound to the active ester group. When the interacting substance is a nucleic acid, the amino group introduced into the end of the nucleic acid is usually bound to the active ester group. Further, even when the interacting substance is a sugar, the amino group present in the side chain of the sugar is usually bonded to the active ester group.

本発明における水溶性重合体は、前記第1モノマーと、親水性又は両親媒性の官能基を有する不飽和重合性モノマー(以下、これを「第2モノマー」と称することがある)との共重合により得られる水溶性重合体であることが好ましい。   The water-soluble polymer in the present invention is a combination of the first monomer and an unsaturated polymerizable monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group (hereinafter sometimes referred to as “second monomer”). A water-soluble polymer obtained by polymerization is preferred.

水溶性重合体を構成する第2モノマーは、親水性の官能基を有する不飽和重合性モノマー又は両親媒性の不飽和重合性モノマーであれば特に限定されない。親水性又は両親媒性の官能基を有する不飽和重合性モノマーの具体例を挙げると、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、p-スチレンスルホン酸ナトリウム、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、(メタ)アクリロニトリル、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルアセトアミド、N−ビニル−N−アセトアミド、ポリエチレングリコールモノ−(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸グリシジル、N-アクリロイルモルホリン、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン等が挙げられる。   The second monomer constituting the water-soluble polymer is not particularly limited as long as it is an unsaturated polymerizable monomer having a hydrophilic functional group or an amphiphilic unsaturated polymerizable monomer. Specific examples of the unsaturated polymerizable monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group include (meth) acrylic acid, itaconic acid, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, and 2-hydroxy (meth) acrylic acid. Propyl, sodium p-styrenesulfonate, (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-isopropylacrylamide, N-vinylformamide, (meth) acrylonitrile, N- (meth) acryloylmorpholine, N-vinyl Examples include pyrrolidone, N-vinylacetamide, N-vinyl-N-acetamide, polyethylene glycol mono- (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, N-acryloylmorpholine, 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine and the like.

本発明における水溶性重合体の例としては、少なくとも、下記一般式(I)で表わされるホスホリルコリン類似基を有するエチレン系不飽和重合性モノマー及び下記一般式(II)で表わされるエチレン系不飽和重合性モノマーとの共重合体が挙げられる。

Figure 2011007785
Figure 2011007785
Examples of the water-soluble polymer in the present invention include at least an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a phosphorylcholine-like group represented by the following general formula (I) and an ethylenically unsaturated polymerization represented by the following general formula (II): And a copolymer with a functional monomer.
Figure 2011007785
Figure 2011007785

式中R1は炭素数2〜10の2価の炭化水素基を示し、R2は炭素数1〜4の2価の炭化水素基を示し、R3、R4及びR5はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、R6は水素原子又はメチル基を示す。ここで、R1として具体的には、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙げられるが、エチレン基であることが好ましい。R2として具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙げられるが、エチレン基であることが好ましい。R3、R4、及びR5として具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられるが、メチル基であることが好ましい。 In the formula, R 1 represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, R 2 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 , R 4 and R 5 are each independently selected. Represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group. Here, specific examples of R 1 include an ethylene group, a propylene group, and a butylene group, and an ethylene group is preferable. Specific examples of R 2 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and a butylene group, with an ethylene group being preferred. Specific examples of R 3 , R 4 , and R 5 include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group, with a methyl group being preferred.

上記(I)で表わされる化合物として、具体的には、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、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、6−メタクリロイルオキシヘキシルホスホリルコリン、10−メタクリロイルオキシデシルホスホリルコリン、2−メタクロイルオキシアリルホスホリルコリン、2−メタクロイルオキシブテニルホスホリルコリン、2−メタクロイルオキシヘキセニルホスホリルコリン、2−メタクロイルオキシオクテニルホスホリルコリン、2−メタクロイルオキシデセニルホスホリルコリン等が挙げられるが、このうち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く用いられる。   Specific examples of the compound represented by (I) include 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, 2-methacryloyloxyethoxyethylphosphorylcholine, 6-methacryloyloxyhexylphosphorylcholine, 10-methacryloyloxydecylphosphorylcholine, 2-methacryloyloxyallyl. Phosphorylcholine, 2-methacryloyloxybutenylphosphorylcholine, 2-methacryloyloxyhexenylphosphorylcholine, 2-methacryloyloxyoctenylphosphorylcholine, 2-methacryloyloxydecenylphosphorylcholine, etc., among which 2-methacryloyloxyethyl Phosphorylcholine is preferably used.

上記式(I)、(II)で表わされる化合物は、市販のものを用いても良いし、当業者に周知の方法で調製したものを用いてもよい。   As the compounds represented by the above formulas (I) and (II), commercially available compounds may be used, or those prepared by methods well known to those skilled in the art may be used.

前記一般式(II)に示すスペーサーを有するエチレン系不飽和重合性モノマーを用いることで、親水性基又は両親媒性基よりも疎水性であるスクシンイミド基が水中に露出し、相互作用物質(タンパク質等)と接触しやすくなるなど、親水性基又は両親媒性基の立体障害を回避することができ、中性でも効率的に相互作用物質を結合することができる。特に、第2モノマーとしてホスホリルコリン類似基を用いる場合には、この傾向が顕著である。   By using an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a spacer represented by the general formula (II), a succinimide group that is more hydrophobic than a hydrophilic group or an amphiphilic group is exposed in water, and an interactive substance (protein The steric hindrance of the hydrophilic group or the amphiphilic group can be avoided, such as being easily contacted with the like, and the interaction substance can be bound efficiently even in the neutral state. This tendency is particularly remarkable when a phosphorylcholine-like group is used as the second monomer.

前記水溶性重合体は、さらに疎水性ユニット(以下、これを「第3モノマー」と称することがある)を有することが好ましい。疎水性ユニットとは、疎水性ユニットを有する不飽和重合性モノマーに由来する構成単位を意味するが、具体的には疎水性基を有するメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の芳香環(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、スチレン、メチルスチレン、クロロメチルスチレン等のスチレン系単量体、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル系単量体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル系単量体等が挙げられる。これらは単独若しくは2種以上の混合物として用いても良い。このうちn−ブチルメタクリレートが好ましく用いられる。疎水性ユニットは、造膜性を付与することと、疎水性である活性エステル基よりも、さらに疎水性の高いユニットが高分子鎖に導入されるため、活性エステルがより水中に露出しやすくなるため好ましい。   The water-soluble polymer preferably further has a hydrophobic unit (hereinafter sometimes referred to as “third monomer”). The hydrophobic unit means a structural unit derived from an unsaturated polymerizable monomer having a hydrophobic unit, and specifically, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) having a hydrophobic group. Aromatic rings such as linear or branched alkyl (meth) acrylates such as acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, etc. Polyalkylene glycol (meth) acrylates such as (meth) acrylate and polypropylene glycol (meth) acrylate, styrene monomers such as styrene, methylstyrene and chloromethylstyrene, vinyl such as methyl vinyl ether and butyl vinyl ether Examples include ether monomers, vinyl ester monomers such as vinyl acetate and vinyl propionate. These may be used alone or as a mixture of two or more. Of these, n-butyl methacrylate is preferably used. Hydrophobic units impart film-forming properties, and more hydrophobic units are introduced into the polymer chain than hydrophobic active ester groups, making active esters more easily exposed to water. Therefore, it is preferable.

また、モノマー同士が結合しないように、過度の熱を加えることや、強力な紫外線を照射することを防ぐことも好ましい。   Moreover, it is also preferable to prevent applying excessive heat or irradiating strong ultraviolet rays so that the monomers do not bond with each other.

本発明における水溶性重合体は、上記モノマーを、それ自体既知の通常用いられる方法によって重合させることにより製造することができる。具体的には、例えば、モノマーをラジカル重合させる場合、通常はラジカル重合開始剤を混合することにより重合を開始させる。用いるラジカル重合開始剤は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを用いることができる。使用できるラジカル系重合開始剤の例としては、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2'−アゾビス−(2−メチルプロパンニトリル)、2,2'−アゾビス−(2,4−ジメチルペンタンニトリル)、2,2'−アゾビス−(2−メチルブタンニトリル)、1,1'−アゾビス−(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2'−アゾビス−(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)、2,2'−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2'−アゾビス−(2−アミジノプロパン)ヒドロクロリド等のアゾ(アゾビスニトリル)タイプの開始剤、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロペルオキシド、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過硫酸塩(例えば過硫酸アンモニウム)、過酸エステル(例えばt−ブチルペルオクテート、α−クミルペルオキシピバレート及びt−ブチルペルオクテート)等の過酸化物タイプの開始剤などが挙げられる。ラジカル重合開始剤の添加濃度は1〜100mMが好ましい。   The water-soluble polymer in the present invention can be produced by polymerizing the above monomer by a commonly used method known per se. Specifically, for example, when the monomer is radically polymerized, the polymerization is usually started by mixing a radical polymerization initiator. Any radical polymerization initiator may be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Examples of the radical polymerization initiator that can be used include 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2′-azobis- (2-methylpropanenitrile), 2,2′-azobis- ( 2,4-dimethylpentanenitrile), 2,2′-azobis- (2-methylbutanenitrile), 1,1′-azobis- (cyclohexanecarbonitrile), 2,2′-azobis- (2,4-dimethyl) Of azo (azobisnitrile) type, such as -4-methoxyvaleronitrile), 2,2'-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis- (2-amidinopropane) hydrochloride Initiator, benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, hydrogen peroxide, acetyl peroxide, lauroyl peroxide, persulfate (eg ammonium persulfate), perester For example t- butyl peroxide octoate, etc. α- cumyl peroxypivalate and t- butyl per octoate) peroxide type initiators and the like. The concentration of the radical polymerization initiator added is preferably 1 to 100 mM.

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

本発明における水溶性重合体としては、上記第1モノマー単独、第1及び2モノマー、あるいは第1〜3モノマーを重合させた重合体のうち、水溶性であるのものをいう。ここで、水溶性とは重合体の少なくとも一部の量が水に溶解していればよく、残りは水に分散していてもよい。標的分子相互作用物質固定化担体の製造時に用いる媒質は任意であるが、通常は、溶媒や分散媒等の媒質として水を用いるためである。   The water-soluble polymer in the present invention refers to a water-soluble polymer among the polymers obtained by polymerizing the first monomer alone, the first and second monomers, or the first to third monomers. Here, water-soluble means that at least a part of the polymer may be dissolved in water, and the rest may be dispersed in water. This is because water is used as a medium such as a solvent or a dispersion medium, although the medium used for producing the target molecule interaction substance-immobilized carrier is arbitrary.

前記重合体を水溶性とするには、具体的には、例えば、上記第2モノマーが、重合させるモノマー全体の30モル%以上、好ましくは40モル%以上、さらに好ましくは50モル%以上に調製して上記共重合を行う方法が用いられる。共重合させる場合の溶媒としては、例えば、エタノール等のアルコール系溶媒が用いられ、反応条件は、用いる重合開始剤あるいはモノマーの種類によって適宜選択することができる。共重合反応に供するモノマーの量比としては、第1モノマーと第2モノマーとを共重合させて水溶性重合体を調製する場合においては、第2モノマーが30〜99モル%、好ましくは40〜99モル%、さらに好ましくは50〜99モル%、最も好ましくは60〜99モル%であり、第1モノマーが1〜70モル%、好ましくは1〜60モル%、さらに好ましくは1〜50モル%、最も好ましくは1〜40モル%(但し第1モノマーと第2モノマーの合計を100モル%とする)である。
さらに第1モノマーと第2モノマーと第3モノマーとを共重合させて水溶性重合体を調製する場合においては、第2モノマーが30〜90モル%、好ましくは40〜90モル%、さらに好ましくは60〜90モル%であり、第1モノマーが1〜60モル%、好ましくは1〜40モル%、さらに好ましくは1〜20モル%であり、第3モノマーが10〜50モル%、好ましくは20〜35モル%(但し第1モノマーと第2モノマーと第3モノマーの合計を100モル%とする)である。具体的には、第2モノマーとして2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(以下、「MPC」と称することがある)を用い、第1モノマーとして、Methacryl−PEG−NHS(以下、「MA−PEG−NHS」と称することがある)を用い、さらに第3モノマーとしてn−ブチルメタクリレート(以下、「BMA」と称することがある)を用いる場合には、例えばMPCを30〜90モル%、好ましくは40〜90モル%、さらに好ましくは60〜90モル%、MA−PEG−NHSを1〜60モル%、好ましくは1〜40モル%、さらに好ましくは1〜20モル%、BMAを10〜50モル%、好ましくは20〜35モル%(但しMPCとMA−PEG−NHSとBMAの合計を100モル%とする)とすることができる。
In order to make the polymer water-soluble, specifically, for example, the second monomer is prepared in an amount of 30 mol% or more, preferably 40 mol% or more, more preferably 50 mol% or more of the total amount of monomers to be polymerized. Thus, a method for carrying out the copolymerization is used. As the solvent for copolymerization, for example, an alcohol solvent such as ethanol is used, and the reaction conditions can be appropriately selected depending on the type of polymerization initiator or monomer used. As the amount ratio of the monomers to be subjected to the copolymerization reaction, when the water-soluble polymer is prepared by copolymerizing the first monomer and the second monomer, the second monomer is 30 to 99 mol%, preferably 40 to 40%. 99 mol%, more preferably 50-99 mol%, most preferably 60-99 mol%, the first monomer is 1-70 mol%, preferably 1-60 mol%, more preferably 1-50 mol% Most preferably, it is 1 to 40 mol% (provided that the total of the first monomer and the second monomer is 100 mol%).
Furthermore, in the case of preparing a water-soluble polymer by copolymerizing the first monomer, the second monomer, and the third monomer, the second monomer is 30 to 90 mol%, preferably 40 to 90 mol%, more preferably 60 to 90 mol%, the first monomer is 1 to 60 mol%, preferably 1 to 40 mol%, more preferably 1 to 20 mol%, and the third monomer is 10 to 50 mol%, preferably 20 ˜35 mol% (provided that the total of the first monomer, the second monomer and the third monomer is 100 mol%). Specifically, 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (hereinafter sometimes referred to as “MPC”) is used as the second monomer, and Methacryl-PEG-NHS (hereinafter referred to as “MA-PEG-NHS”) as the first monomer. And n-butyl methacrylate (hereinafter sometimes referred to as “BMA”) is used as the third monomer, for example, MPC is 30 to 90 mol%, preferably 40 to 90. Mol%, more preferably 60-90 mol%, MA-PEG-NHS 1-60 mol%, preferably 1-40 mol%, more preferably 1-20 mol%, BMA 10-50 mol%, preferably 20-35 mol% (however, the sum of MPC, MA-PEG-NHS and BMA is 100 mol%). That.

これらモノマーは、適当な溶媒に懸濁して重合開始剤を添加した後、50〜80℃で、2〜6時間静置することにより共重合反応を行う。溶媒としては、モノマー、開始剤、重合してできた重合体を溶解するものであれば特に制限なく用いることができるが、具体的には、例えば、エタノール等のアルコール系溶媒が好ましく用いられる。溶媒量としては、上記モノマーが十分に共重合できるような量を適宜選択することができるが、具体的にはモノマーの全体量に対して1〜20倍程度を用いることが好ましい。   These monomers are suspended in a suitable solvent, added with a polymerization initiator, and then allowed to stand at 50 to 80 ° C. for 2 to 6 hours to carry out a copolymerization reaction. Any solvent can be used without particular limitation as long as it dissolves a monomer, an initiator, and a polymer obtained by polymerization. Specifically, for example, an alcohol solvent such as ethanol is preferably used. The amount of the solvent can be appropriately selected so that the monomer can be sufficiently copolymerized. Specifically, it is preferably about 1 to 20 times the total amount of the monomer.

かくして得られる水溶性重合体は、それ自体既知の通常用いられる方法により精製することが好ましい。具体的には、クロロホルム−エーテル混合溶媒(2:8程度)により再沈殿を行い、沈殿物を回収して減圧乾燥する方法等が用いられる。   The water-soluble polymer thus obtained is preferably purified by a commonly used method known per se. Specifically, reprecipitation is performed with a chloroform-ether mixed solvent (about 2: 8), and the precipitate is collected and dried under reduced pressure.

また、上記水溶性重合体は、無電荷であることが望ましい。水溶性重合体が相互作用物質と同じ電荷(同符号の電荷)を有していると、静電的反発力により、水溶性重合体と相互作用物質との結合が妨げられる可能性がある。一方、水溶性重合体が相互作用物質と反対の電荷(逆符号の電荷)を有していると、相互作用物質と水溶性重合体内の電荷を有する部分とが静電的引力により結合してしまい、水溶性重合体が有している活性エステル基に相互作用物質が効果的に結合することを妨げる可能性がある。また、水溶性重合体と相互作用物質との静電的引力による結合は、本発明の標的分子相互作用物質固定化担体を分離精製に用いる場合、使用時に用いる溶液のpHや塩などの添加物により、容易に結合が壊れてしまうことがありえるものと予想される。   The water-soluble polymer is preferably uncharged. If the water-soluble polymer has the same charge (charge having the same sign) as that of the interacting substance, the binding between the water-soluble polymer and the interacting substance may be hindered by electrostatic repulsion. On the other hand, if the water-soluble polymer has a charge opposite to that of the interacting substance (reverse sign charge), the interacting substance and the charged part in the water-soluble polymer are combined by electrostatic attraction. Therefore, there is a possibility that the interactive substance is effectively bonded to the active ester group of the water-soluble polymer. In addition, when the target molecule-interacting substance-immobilized carrier of the present invention is used for separation and purification, the binding between the water-soluble polymer and the interacting substance is an additive such as pH and salt of the solution used at the time of use. Therefore, it is expected that the bond can be easily broken.

なお、水溶性重合体が無電荷であるとは、少なくとも構造式上、非イオン性もしくは両性イオン性(正及び負の両方の電荷を有しており、お互いの電荷が実質打ち消しあっているもの)であれば、当該水溶性重合体は無電荷である。ただし、本発明における相互作用物質構造体の製造過程において、活性エステル基の加水分解等により、水溶性重合体が電荷をもったとしても、本発明の効果を損なわない限り、このような水溶性重合体は好適に用いることができる。   It should be noted that the water-soluble polymer is uncharged means that at least the structural formula is nonionic or zwitterionic (has both positive and negative charges, and the charges mutually cancel each other. ), The water-soluble polymer is uncharged. However, even if the water-soluble polymer has a charge due to hydrolysis of the active ester group or the like in the production process of the interaction substance structure in the present invention, such water-solubility can be used as long as the effect of the present invention is not impaired. A polymer can be used suitably.

水溶性重合体の分子量や構造等は特に制限は無く任意である。したがって、水溶性重合体として例えば低分子量の重合体(オリゴマー)を用いても良いが、その場合、固定化しようとする一つの相互作用物質内のみで架橋してしまい、効率的に鎖を形成できなくなって、本発明における相互作用物質構造体を形成できなくなる可能性がある。また、相互作用物質内で架橋すると、該相互作用物質の活性が保持されない可能性もある。これを防止する観点からは、水溶性重合体の重量平均分子量としては、通常1000以上、好ましくは10000以上、また、通常100万以下、好ましくは50万以下、さらに好ましくは25万以下である。なお、分子量の測定には種種の方法が使える。尚、本明細書における分子量は、実施例に記載の方法で、SEC(サイズ排除クロマトグラフィー)により測定した分子量を意味する。   The molecular weight and structure of the water-soluble polymer are not particularly limited and are arbitrary. Therefore, for example, a low molecular weight polymer (oligomer) may be used as the water-soluble polymer, but in that case, it is crosslinked only within one interacting substance to be immobilized, thereby efficiently forming a chain. It may not be possible to form the interacting substance structure in the present invention. In addition, when the cross-linking is performed in the interacting substance, the activity of the interacting substance may not be retained. From the viewpoint of preventing this, the weight average molecular weight of the water-soluble polymer is usually 1,000 or more, preferably 10,000 or more, and usually 1,000,000 or less, preferably 500,000 or less, more preferably 250,000 or less. Various methods can be used for measuring the molecular weight. In addition, the molecular weight in this specification means the molecular weight measured by SEC (size exclusion chromatography) by the method as described in an Example.

また、水溶性重合体の一部が媒質中に分散している場合において、水溶性重合体の大きさに制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。ただし、効果的に相互作用物質と水溶性重合体とを結合させるためには、溶媒や分散媒などの液体(ここでは、媒質)中に混和した状態において、水溶性重合体の径は、通常1nm以上、好ましくは2nm以上、より好ましくは、3nm以上であることが望ましい。また、上限に特に制限は無いが、通常1μm以下である。   Moreover, when a part of water-soluble polymer is disperse | distributing in a medium, there is no restriction | limiting in the magnitude | size of a water-soluble polymer, and it is arbitrary unless the effect of this invention is impaired remarkably. However, in order to effectively bind the interacting substance and the water-soluble polymer, the diameter of the water-soluble polymer is usually in the state of being mixed in a liquid such as a solvent or a dispersion medium (here, the medium). It is desirable that the thickness is 1 nm or more, preferably 2 nm or more, more preferably 3 nm or more. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in an upper limit, Usually, it is 1 micrometer or less.

これらの水溶性重合体の大きさの測定には、種種の方法が使用できるが、静的光散乱測定法などにより調べることができる。   Various methods can be used to measure the size of these water-soluble polymers, but they can be examined by a static light scattering measurement method or the like.

さらに、水溶性重合体が有する活性エステル基の量は、特に限定されず、また水溶性重合体の種類によって一概には規定できないが、例えば水溶性重合体として分子量1000以上の高分子を用いた場合、水溶性重合体が相互作用物質と効率よく結合でき、かつ、溶媒や分散媒などに混和できるようにするため、水溶性重合体に対して、モル%で、0.05%、好ましくは0.1%、より好ましくは0.5%以上、さらに好ましくは1%以上、かつ、40%以下、好ましくは35%以下、より好ましくは30%以下である。   Further, the amount of the active ester group possessed by the water-soluble polymer is not particularly limited, and cannot be defined unconditionally depending on the type of the water-soluble polymer. For example, a polymer having a molecular weight of 1000 or more was used as the water-soluble polymer. In this case, in order to allow the water-soluble polymer to efficiently bind to the interacting substance and to be miscible with a solvent or a dispersion medium, the water-soluble polymer is 0.05%, preferably 0.05%, based on the water-soluble polymer. It is 0.1%, more preferably 0.5% or more, further preferably 1% or more, and 40% or less, preferably 35% or less, more preferably 30% or less.

[I−2 標的分子相互作用物質]
標的分子相互作用物質(相互作用物質)は、その目的に応じて、本発明の効果を著しく損なわない限り任意の物質を用いることができる。例えば、本発明の標的分子相互作用物質固定化担体を標的分子の精製などの用途で用いる場合には、標的分子と結合する物質が用いられ、該結合作用を利用して、標的分子の分離精製を行なうようにする。
[I-2 Target molecule interaction substance]
As the target molecule interaction substance (interaction substance), any substance can be used depending on the purpose as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. For example, when the target molecule-interacting substance-immobilized carrier of the present invention is used for purposes such as target molecule purification, a substance that binds to the target molecule is used, and the target molecule is separated and purified using the binding action. To do.

標的分子とは、本発明の標的分子相互作用物質固定化担体により捕捉、検出する目的対象であれば何れのものでもよい。具体的には、蛋白質、ペプチド、核酸、酵素、抗体、低分子化合物等が挙げられる。ここで、「相互作用」とは、特に限定されるものではないが、通常は、共有結合、イオン結合、キレート結合、配位結合、疎水結合、水素結合、ファンデルワールス結合、及び静電力による結合のうち少なくとも1つから生じる物質間に働く力による作用を示す。また静電力による結合とは、静電結合の他、電気的反発も含有する。また、上記作用の結果生じる結合反応、合成反応、分解反応も相互作用に含有される。標的分子は、既知のものでも未知のものでもよい。標的分子が未知の場合としては、例えば、これと相互作用する物質として医薬品化合物や医薬品候補化合物、基質が特定されていない受容体等を担持させ、本発明の標的分子相互作用物質固定化担体を標的分子の特定(スクリーニング)に用いることができる。   The target molecule may be any target molecule that is captured and detected by the target molecule interaction substance-immobilized carrier of the present invention. Specific examples include proteins, peptides, nucleic acids, enzymes, antibodies, and low molecular compounds. Here, the “interaction” is not particularly limited, but is usually based on a covalent bond, ionic bond, chelate bond, coordination bond, hydrophobic bond, hydrogen bond, van der Waals bond, and electrostatic force. The effect | action by the force which acts between the substances which arise from at least 1 of a coupling | bonding is shown. In addition, electrostatic coupling includes electric repulsion in addition to electrostatic coupling. In addition, a binding reaction, a synthesis reaction, and a decomposition reaction resulting from the above action are also included in the interaction. The target molecule may be known or unknown. In the case where the target molecule is unknown, for example, a drug compound or drug candidate compound, a receptor whose substrate is not specified is supported as a substance that interacts with the target molecule, and the target molecule-interacting substance-immobilized carrier of the present invention is used. It can be used for identification (screening) of target molecules.

標的分子と相互作用物質との組み合わせとしては、酵素と基質、抗体と抗原分子(エピトープ)、レクチンと糖、レセプターとリガンド、プロテインA、プロテインGあるいはプロテインA/GとFc、アビジン及びストレプトアビジン等のビオチン結合タンパク質とビオチン、グルタチオン−S−トランスフェラーゼとグルタチオン、アルブミンとアルブミン結合化合物、マルトース結合タンパク質とマルトース、Gタンパク質とグアニンヌクレオチド、ポリヒスチジンペプチドとニッケルあるいはコバルト等の金属イオン、DNA結合タンパク質とDNA、抗体、カルモジュリンとカルモジュリン結合ペプチド、ATP結合タンパク質とATP、あるいはエストラジオール受容体タンパク質とエストラジオールなどの各種受容体タンパク質とそのリガンド、細胞と細胞結合物質、アポ酵素と補酵素、核酸と該核酸に相補的な配列を有する核酸、等が挙げられる。   Combinations of target molecules and interacting substances include enzyme and substrate, antibody and antigen molecule (epitope), lectin and sugar, receptor and ligand, protein A, protein G or protein A / G and Fc, avidin and streptavidin, etc. Biotin-binding protein and biotin, glutathione-S-transferase and glutathione, albumin and albumin-binding compound, maltose-binding protein and maltose, G protein and guanine nucleotide, polyhistidine peptide and metal ions such as nickel or cobalt, DNA-binding protein and DNA , Antibodies, calmodulin and calmodulin-binding peptides, ATP-binding protein and ATP, or various receptor proteins such as estradiol receptor protein and estradiol And its ligand, cells and cell-binding agent, apoenzyme and coenzyme, nucleic acid having a sequence complementary to the nucleic acid and the nucleic acid, and the like.

相互作用物質としてアルブミンを用いた場合は担体への非特異的吸着を抑制することができる。また、相互作用物質としてアビジンを用いれば、ビオチン化した別の相互作用物質又はその他の化合物を容易に且つ多量に固定化した担体を構成することができる。また、相互作用物質にプロテインAを用いれば、抗体を容易に且つ多量に固定化した担体を構成することができる。   When albumin is used as the interacting substance, nonspecific adsorption to the carrier can be suppressed. Further, when avidin is used as the interaction substance, a carrier on which another biotinylated interaction substance or other compound is easily immobilized in a large amount can be constituted. In addition, if protein A is used as the interacting substance, a carrier on which an antibody is easily immobilized in a large amount can be constructed.

[I−3 混合工程]
混合工程では、所定の媒質中において、相互作用物質と、水溶性重合体とを共存させる。相互作用物質は、通常は、何らかの溶媒に相互作用物質を溶解もしくは分散させた溶液、又は分散液として用意する。この場合に相互作用物質を希釈する溶媒や分散媒は、相互作用物質の活性や構造の安定性等を考慮して調製することが好ましい。混合工程において、相互作用物質と、水溶性重合体とを、所定の媒質中に共存させることで、相互作用物質を水溶性重合体が有する官能基を介して結合させることができ、これにより相互作用物質構造体を得ることができる。なお、水溶性重合体が有する官能基は全て相互作用物質と反応する必要はなく、相互作用物質構造体において一部残存していてもよい。ただし、標的分子を相互作用させる際には残存していないことが望ましいので、一部残存している場合は標的分子を相互作用させる前に官能基を標的分子と反応しない基に変換することが好ましい。本明細書においては、相互作用物質と水溶性重合体とが結合する際の場を形成する物質を「媒質」と広義に呼ぶものとする。
[I-3 Mixing step]
In the mixing step, the interacting substance and the water-soluble polymer are allowed to coexist in a predetermined medium. The interacting substance is usually prepared as a solution or dispersion in which the interacting substance is dissolved or dispersed in some solvent. In this case, the solvent or dispersion medium for diluting the interactive substance is preferably prepared in consideration of the activity of the interactive substance, the stability of the structure, and the like. In the mixing step, the interacting substance and the water-soluble polymer are allowed to coexist in a predetermined medium, so that the interacting substance can be bonded via the functional group of the water-soluble polymer. An active substance structure can be obtained. Note that all the functional groups of the water-soluble polymer need not react with the interacting substance, and may partially remain in the interacting substance structure. However, since it is desirable that the target molecule does not remain when interacting with the target molecule, the functional group may be converted to a group that does not react with the target molecule before the target molecule interacts if it remains partially. preferable. In the present specification, a substance that forms a field when an interacting substance and a water-soluble polymer are combined is broadly called a “medium”.

混合工程においては、相互作用物質構造体に効率よく微小空間を形成させるために、さらに非結合物質を共存させてもよい。微小空間を形成させることにより、該微小空間中において、標的分子と相互作用物質の相互作用を効率的に行わせることが可能になる。   In the mixing step, a non-binding substance may be allowed to coexist in order to efficiently form a minute space in the interactive substance structure. By forming the minute space, it becomes possible to efficiently perform the interaction between the target molecule and the interacting substance in the minute space.

非結合物質は、相互作用物質及び水溶性重合体に結合しないことが好ましく、相互作用物質構造体に300nm以上100μm以下の径を有する微小空間を形成し得る物質を用いることが好ましい。非結合物質は、好ましくは水混和性物質が用いられ、中でも水溶性物質を使用することが好ましく、特に水溶性高分子化合物を用いることが好ましい。また、非結合物質は、無電荷であることが好ましい。なお、非結合物質が無電荷であるとは、少なくとも構造式上、非イオン性もしくは両性イオン性(正及び負の両方の電荷を有しており、お互いの電荷が実質打ち消しあっているもの)であれば、当該非結合物質は無電荷である。非結合物質は、合成高分子化合物でもよく、天然高分子化合物でもよい。非結合物質としては、例えばポリエチレングリコールが挙げられる。非結合物質については、特開2007−279028号公報に詳細に記載されている。   The non-binding substance preferably does not bind to the interactive substance and the water-soluble polymer, and it is preferable to use a substance that can form a microspace having a diameter of 300 nm to 100 μm in the interactive substance structure. The non-binding substance is preferably a water-miscible substance, preferably a water-soluble substance, and particularly preferably a water-soluble polymer compound. The non-binding substance is preferably uncharged. It should be noted that the non-binding substance is non-charged at least in terms of the structural formula, non-ionic or zwitterionic (having both positive and negative charges, and the mutual charges substantially cancel each other) If so, the unbound material is uncharged. The non-binding substance may be a synthetic polymer compound or a natural polymer compound. Examples of the non-binding substance include polyethylene glycol. Non-binding substances are described in detail in JP-A-2007-279028.

混合工程の後、媒質を除去する濃縮工程や乾燥工程を行うこともできるし、非結合物質を除去する工程などを行なうこともできる。   After the mixing step, a concentration step for removing the medium and a drying step can be performed, and a step for removing unbound substances can also be performed.

本発明の標的分子相互作用物質固定化担体の製造工程においては、相互作用物質、水溶性重合体、非結合物質及び媒質、並びに、これらを混合した混合物などに対して、本発明の効果を著しく妨げない限り、任意の添加剤を共存させてもよい。添加剤の例としては、上記の塩の他、酸、塩基、バッファー、グリセリン、ポリエチレングリコール、糖類等の保湿剤、生体物質の安定剤としての亜鉛等の金属イオン、消泡剤、変性剤、アジ化ナトリウム等の防腐剤などを挙げることができる。   In the production process of the target molecule-interacting substance-immobilized carrier of the present invention, the effects of the present invention are remarkably applied to the interacting substance, the water-soluble polymer, the non-binding substance and the medium, and the mixture thereof. As long as it does not prevent, arbitrary additives may coexist. Examples of additives include the above-mentioned salts, moisturizers such as acids, bases, buffers, glycerin, polyethylene glycol, saccharides, metal ions such as zinc as stabilizers for biological materials, antifoaming agents, denaturing agents, Examples thereof include preservatives such as sodium azide.

媒質としては、本発明の標的分子相互作用物質固定化担体の製造が可能な限り任意のものを用いることができるが、通常は、相互作用物質と水溶性重合体とが混和しうるものを用いることが望ましい。さらに、非結合物質や添加剤が用いられる場合には、非結合物質や添加剤も混和しうるものを用いることが望ましい。この際、相互作用物質、水溶性重合体、非結合物質及び添加剤の混和状態は任意であり、溶解状態であっても分散状態であってもよいが、相互作用物質と水溶性重合体とを安定して結合させるためには、相互作用物質及び水溶性重合体が媒質中において溶解状態で存在していることが好ましい。   As the medium, any medium can be used as long as the target molecule-interacting substance-immobilized carrier of the present invention can be produced. Usually, a medium in which the interacting substance and the water-soluble polymer are miscible is used. It is desirable. Furthermore, when a non-binding substance or additive is used, it is desirable to use a substance that can also mix the non-binding substance or additive. At this time, the mixing state of the interacting substance, the water-soluble polymer, the non-binding substance, and the additive is arbitrary, and it may be in a dissolved state or a dispersed state. In order to stably bind these, the interacting substance and the water-soluble polymer are preferably present in a dissolved state in the medium.

媒質としては、通常は液体を用いる。この際、媒質は、相互作用物質と水溶性重合体とが結合する場を形成することになり、相互作用物質や水溶性重合体等の活性や構造の安定性などに影響を与えることがあるため、その影響を考慮して選択することが好ましい。通常は、媒質として水や、各種緩衝液、例えば、炭酸バッファー、リン酸バッファー、酢酸バッファーなどが挙げられる。また、媒質としては水以外の液体を用いても良く、例えば、有機溶媒を用いることができる。さらに、有機溶媒の中でも、両親媒性溶媒、即ち、水に混和しうる有機溶媒が好ましい。水以外の媒質の具体例としては、メタノール、エタノール、1−ブタノールなどのアルコール系溶媒の他に、THF(テトラヒドロフラン)、DMF(N, N−ジメチルホルムアミド)、NMP(N−メチルピロリドン)、DMSO(ジメチルスルホオキシド)、ジオキサン、アセトニトリル、ピリジン、アセトン、グリセリンなどが挙げられる。   A liquid is usually used as the medium. At this time, the medium forms a field where the interacting substance and the water-soluble polymer are bonded, and may affect the activity and the stability of the structure of the interacting substance and the water-soluble polymer. Therefore, it is preferable to select in consideration of the influence. Usually, the medium includes water and various buffer solutions such as carbonate buffer, phosphate buffer, and acetate buffer. Further, a liquid other than water may be used as the medium, and for example, an organic solvent can be used. Furthermore, among the organic solvents, an amphiphilic solvent, that is, an organic solvent miscible with water is preferable. Specific examples of media other than water include THF (tetrahydrofuran), DMF (N, N-dimethylformamide), NMP (N-methylpyrrolidone), DMSO, in addition to alcohol solvents such as methanol, ethanol, and 1-butanol. (Dimethyl sulfoxide), dioxane, acetonitrile, pyridine, acetone, glycerin and the like.

また、これらの媒質として液体を用いる際には、この媒質に塩を加えても良い。塩の種類は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、具体例としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、リン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、塩化カルシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウムなどが挙げられる。また、用いる塩の量に制限は無く、用途に応じて任意の量の塩を用いることができる。なお、媒質は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。   Further, when liquid is used as these media, salt may be added to the media. The kind of the salt is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Specific examples include sodium chloride, potassium chloride, sodium phosphate, sodium acetate, calcium chloride, sodium hydrogen carbonate, ammonium carbonate and the like. Moreover, there is no restriction | limiting in the quantity of the salt to be used, Arbitrary quantity salt can be used according to a use. In addition, a medium may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

混合工程における混合操作は任意で、また、これらを混合する順番も任意である。さらに、後述する固相担体に相互作用物質が結合した水溶性重合体を固定する目的で、固相担体上でこの混合物を調製することも可能である。   The mixing operation in the mixing step is arbitrary, and the order of mixing them is also arbitrary. Furthermore, it is also possible to prepare this mixture on a solid phase carrier for the purpose of immobilizing a water-soluble polymer in which an interacting substance is bound to the solid phase carrier described later.

混合工程において使用する相互作用物質、水溶性重合体、非結合物質、媒質、添加剤等の混合比率は、本発明の標的分子相互作用物質固定化担体を得ることができる限り任意である。ただし、「(相互作用物質の重量)/{(相互作用物質の重量)+(水溶性重合体の重量)}」で表される混合比率の値は、通常0.1以上、好ましくは0.2以上、より好ましくは0.4以上、更に好ましくは0.5以上、特に好ましくは0.6以上が望ましい。また、上限に特に制限は無いが、通常0.999以下である。   The mixing ratio of the interaction substance, water-soluble polymer, non-binding substance, medium, additive, etc. used in the mixing step is arbitrary as long as the target molecule interaction substance-immobilized carrier of the present invention can be obtained. However, the value of the mixing ratio represented by “(weight of interacting substance) / {(weight of interacting substance) + (weight of water-soluble polymer)}” is usually 0.1 or more, preferably 0.8. 2 or more, more preferably 0.4 or more, still more preferably 0.5 or more, and particularly preferably 0.6 or more. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in an upper limit, Usually, it is 0.999 or less.

また、媒質中における相互作用物質及び水溶性重合体の割合(濃度)も本発明の標的分子相互作用物質固定化担体を得ることができる限り任意であるが、相互作用物質及び水溶性重合体の合計濃度が、通常0.1g/L以上、好ましくは1g/L以上、より好ましくは10g/L以上とすることが望ましい。   Further, the ratio (concentration) of the interacting substance and the water-soluble polymer in the medium is arbitrary as long as the target molecule interacting substance-immobilized carrier of the present invention can be obtained. The total concentration is usually 0.1 g / L or more, preferably 1 g / L or more, more preferably 10 g / L or more.

さらに、「(非結合物質の重量)/{(相互作用物質の重量)+(水溶性重合体の重量)+(非結合物質の重量)}」で表される混合比率の値は、通常0.001以上、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.1以上である。また、上限に特に制限は無いが、通常0.95以下、好ましくは0.7以下、より好ましくは0.5以下である。   Furthermore, the value of the mixing ratio represented by “(weight of non-binding substance) / {(weight of interacting substance) + (weight of water-soluble polymer) + (weight of non-binding substance)}” is usually 0. 0.001 or more, preferably 0.01 or more, more preferably 0.1 or more. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in an upper limit, Usually, 0.95 or less, Preferably it is 0.7 or less, More preferably, it is 0.5 or less.

[I−4 固相担体]
固相担体は、表面に相互作用物質構造体が結合する基体となるものである。本発明で用いる固相担体に制限は無く、相互作用物質構造体が結合できるものであれば、任意の材質、形状、寸法のものを用いることができる。
[I-4 Solid phase carrier]
The solid phase carrier serves as a substrate on which the interacting substance structure is bound to the surface. There is no restriction | limiting in the solid-phase carrier used by this invention, The thing of arbitrary materials, a shape, and a dimension can be used if an interacting substance structure can couple | bond.

固相担体の材質の例を挙げると、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、アクリル系樹脂等の各種樹脂材料、寒天、カラギーナン、ゼラチン、カルボキシメチルセルロース、糊、アルギン酸、ポリビニルアルコール、デキストラン等のゲル状担体、ガラス、アルミナ、炭素、金属等の無機材料などが挙げられる。なお、固相担体の材質は1種を単独で用いたものでもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用したものであっても良い。また、固相担体の形状は、本発明の標的分子相互作用物質固定化担体の用途に応じて適宜選択することができる。   Examples of the material of the solid phase carrier include various resin materials such as polyolefin, polystyrene, polyethylene, polycarbonate, polyamide, and acrylic resin, gels such as agar, carrageenan, gelatin, carboxymethylcellulose, glue, alginic acid, polyvinyl alcohol, and dextran. And inorganic materials such as glass carriers, glass, alumina, carbon, and metals. In addition, the material of the solid phase carrier may be a single material used alone, or a combination of two or more materials in any combination and ratio. In addition, the shape of the solid phase carrier can be appropriately selected depending on the use of the target molecule interaction substance-immobilized carrier of the present invention.

さらに、上記固相担体は、そのまま使用してもよいが、金属や金属酸化物などの被覆材料で表面を被覆してから相互作用物質構造体を結合させても良い。また、固相担体と相互作用物質構造体とを結合させるために、表面処理として、前記一般式(II)の官能基W又は相互作用物質を共有結合するための官能基を有する固相担体を用いる。該官能基として、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基、アルデヒド基、ヒドラジド基、カルボニル基、エポキシ基、ビニル基、アミノ基、スクシンイミド基、p−ニトロフェニル基等の、化学結合により固相担体と相互作用物質構造体とを結合させることができる官能基が挙げられる。   Further, the solid phase carrier may be used as it is, or the surface of the solid support may be coated with a coating material such as metal or metal oxide, and then the interacting substance structure may be bound. Further, in order to bind the solid phase carrier and the interactive substance structure, as a surface treatment, a solid phase carrier having a functional group W of the general formula (II) or a functional group for covalently binding the interactive substance is used. Use. Examples of the functional group include a hydroxyl group, a carboxyl group, a thiol group, an aldehyde group, a hydrazide group, a carbonyl group, an epoxy group, a vinyl group, an amino group, a succinimide group, and a p-nitrophenyl group. Examples thereof include a functional group capable of binding the carrier and the interacting substance structure.

相互作用物質構造体と固相表面との結合は相互作用物質と固相表面の官能基の反応によるものであってもよいし、相互作用物質と未反応である水溶性重合体の官能基と固相表面の官能基の反応によるものであってもよいし、これらの両方であってもよい。
例えば、前記一般式(II)の官能基Wがスクシンイミド基であり、固相表面の官能基がアミノ基である場合には、相互作用物質構造体は、該スクシンイミド基と固相表面のアミノ基との間の共有結合を介して固相表面に結合することができる。また、相互作用物質がアミノ基を有する物質であり、固相表面の官能基がスクシンイミド基である場合には、相互作用物質構造体は、相互作用物質が有するアミノ基と固相表面のスクシンイミド基との間の共有結合を介して固相表面に結合することができる。
The binding between the interacting substance structure and the solid surface may be due to the reaction between the interacting substance and the functional group on the solid surface, or the functional group of the water-soluble polymer that has not reacted with the interacting substance. This may be due to the reaction of the functional group on the surface of the solid phase, or both of them.
For example, when the functional group W of the general formula (II) is a succinimide group and the functional group on the solid phase surface is an amino group, the interactive substance structure includes the succinimide group and the amino group on the solid phase surface. Can be bound to the solid surface via a covalent bond between In addition, when the interacting substance is a substance having an amino group and the functional group on the solid phase surface is a succinimide group, the interacting substance structure includes the amino group of the interacting substance and the succinimide group on the solid phase surface. Can be bound to the solid surface via a covalent bond between

相互作用物質構造体を固相担体に供給する方法としては、前記混合工程における混合物を、固相担体に接触した状態にさせることができるものであれば何れの方法を用いてもよい。例えば、あらかじめ相互作用物質構造体の構成成分の混合物を用意して、該混合物を固相担体に接触させてもよいし、各成分を別々に用意し、固相担体上でそれらを混合させて混合物を調製しながら、固相担体に混合物を接触させるようにしてもよい。固相担体と混合物の好ましい接触方法としては、上記構成成分をそれぞれ別々に又は上記構成成分の混合物を固相表面上へ滴下する方法である。滴下量は、本発明の標的分子相互作用物質固定化担体の用途や製造時の条件に応じて適宜選択することができるが、具体的には1pL〜10μL程度が好ましい。   As a method for supplying the interaction substance structure to the solid phase carrier, any method may be used as long as the mixture in the mixing step can be brought into contact with the solid phase carrier. For example, a mixture of constituent components of the interacting substance structure may be prepared in advance, and the mixture may be brought into contact with the solid support, or each component may be prepared separately and mixed on the solid support. While preparing the mixture, the mixture may be brought into contact with the solid phase carrier. A preferable method for contacting the solid phase carrier and the mixture is a method in which the constituent components are separately added or a mixture of the constituent components is dropped onto the solid surface. The amount of dripping can be appropriately selected according to the use of the target molecule-interacting substance-immobilized carrier of the present invention and the conditions at the time of production. Specifically, about 1 pL to 10 μL is preferable.

相互作用物質構造体を固相担体に結合させる際の条件は任意であるが、相互作用物質の変性等を避ける観点から、温度条件は、通常0〜3℃以上10〜25℃以下で行なう。さらに、相互作用物質構造体を固相担体に固定するには、混合物の供給後、所定の時間だけ固相担体を静置することが望ましい。静置の時間は任意であるが、通常1分〜1時間以上12〜24時間以下が望ましい。   The conditions for binding the interacting substance structure to the solid support are arbitrary, but from the viewpoint of avoiding denaturation of the interacting substance, etc., the temperature condition is usually 0 to 3 ° C. or more and 10 to 25 ° C. or less. Furthermore, in order to fix the interacting substance structure to the solid phase carrier, it is desirable that the solid phase carrier is allowed to stand for a predetermined time after the mixture is supplied. Although the standing time is arbitrary, it is usually preferably 1 minute to 1 hour to 12 to 24 hours.

また、固相担体に供給された相互作用物質構造体は、適宜、濃縮工程又は乾燥工程を行なうようにしてもよい。固相担体への固定後の混合物を乾燥、濃縮する場合、その際の圧力条件も任意であるが、通常は、常圧以下、自然乾燥が望ましい。   In addition, the interaction substance structure supplied to the solid phase carrier may be appropriately subjected to a concentration step or a drying step. When drying and concentrating the mixture after immobilization on the solid phase carrier, the pressure condition at that time is also arbitrary, but usually, normal pressure or lower is desirable.

さらに、混合工程において非結合物質を添加した場合には、固相担体への混合物の供給後、除去工程を行なうことにより、相互作用物質構造体から非結合物質を除去することもできる。   Furthermore, when a non-binding substance is added in the mixing step, the non-binding substance can be removed from the interactive substance structure by performing a removal step after supplying the mixture to the solid phase carrier.

非結合物質を除去する方法に制限は無く、例えば、非結合物質を含有する相互作用物質構造体を洗浄溶媒で洗浄し、非結合物質を除去しても良い。洗浄溶媒は、相互作用物質構造体を変質させないものが好ましい。洗浄溶媒の具体例を挙げると、水、エタノール、2−プロパノール、DMSO、DMF等の水溶性有機溶媒などが挙げられる。中でも、水が好ましい。また、洗浄溶媒には、緩衝物質や界面活性剤などの物質を含有させてもよい。   There is no limitation on the method for removing the unbound substance, and for example, the unbound substance may be removed by washing the interacting substance structure containing the unbound substance with a washing solvent. The washing solvent is preferably one that does not alter the interactive substance structure. Specific examples of the washing solvent include water-soluble organic solvents such as water, ethanol, 2-propanol, DMSO, and DMF. Of these, water is preferred. Further, the cleaning solvent may contain substances such as a buffer substance and a surfactant.

かくして製造された相互作用物質構造体が結合した固相担体は、標的分子を検出するために使用することができるが、さらに固相表面上の活性エステル基等の未反応の官能基をブロッキングする目的で、エタノールアミン−HCl水溶液やグリシン等を接触させることが好ましい。接触時間は1分〜5時間が好ましい。その後、さらにエタノールアミン等を除去する目的で脱塩水等を用いてよく洗浄し、室温で乾燥して、本発明の標的分子相互作用物質固定化担体とすることが好ましい。   The solid-phase carrier to which the thus produced interacting substance structure is bound can be used for detecting the target molecule, but also blocks unreacted functional groups such as active ester groups on the solid-phase surface. For the purpose, it is preferable to contact ethanolamine-HCl aqueous solution or glycine. The contact time is preferably 1 minute to 5 hours. Thereafter, it is preferably washed well with demineralized water or the like for the purpose of removing ethanolamine and the like, and dried at room temperature to obtain the target molecule-interacting substance-immobilized carrier of the present invention.

[II 本発明の標的分子相互作用物質固定化担体の用途]
本発明の標的分子相互作用物質固定化担体は、例えば、標的物質を検出するバイオセンサーとして好適に使用できる。上記のバイオセンサーは、例えば、いわゆるDNAアレイ若しくはDNAチップ、または、プロテインアレイ若しくはプロテインチップ等と呼ばれる、DNAまたは蛋白質等を固定化したセンサーチップ(バイオチップ)を用いて、相互作用を解析するものである。例えば、本発明の標的分子相互作用物質固定化担体は、このセンサーチップに適用することができる。即ち、上述した方法によりセンサーチップ本体を固相にして、その表面に相互作用物質構造体を形成することでセンサーチップを製造することができる。
[II Use of target molecule interaction substance-immobilized carrier of the present invention]
The target molecule interaction substance-immobilized carrier of the present invention can be suitably used, for example, as a biosensor for detecting a target substance. The biosensor described above is, for example, a so-called DNA array or DNA chip, or a sensor chip (biochip) on which DNA or protein or the like is called a protein array or protein chip or the like is used to analyze the interaction. It is. For example, the target molecule interaction substance-immobilized carrier of the present invention can be applied to this sensor chip. That is, a sensor chip can be manufactured by setting the sensor chip body as a solid phase and forming an interactive substance structure on the surface by the above-described method.

このようなセンサーチップは、蛍光法、ELISA法、化学発光法、RI法、SPR(表面プラズモン共鳴)法、QCM(水晶発振子マイクロバランス)法、ピエゾ方式カンチレバー法、レーザー方式カンチレバー法、質量分析法、電気化学的方法、電極法、電界効果トランジスタ(FET)法、カーボンナノチューブを利用したFET及び/又は単一電子トランジスタ法に用いることができる。   Such sensor chips include fluorescence method, ELISA method, chemiluminescence method, RI method, SPR (surface plasmon resonance) method, QCM (quartz crystal microbalance) method, piezo method cantilever method, laser method cantilever method, mass spectrometry The present invention can be used in a method, an electrochemical method, an electrode method, a field effect transistor (FET) method, a FET using a carbon nanotube, and / or a single electron transistor method.

さらに、本発明の標的分子相互作用物質固定化担体は、抗血栓性、細胞接着性、細胞増殖因子等のタンパク質の徐放性などを付与することができるため、DDS(ドラッグデリバリーシステム)のための薬剤の表面処理、再生医療担体の表面処理、人工臓器の表面処理、カテーテルなどの表面処理等に適用可能である。   Furthermore, since the target molecule interacting substance-immobilized carrier of the present invention can impart antithrombogenicity, cell adhesion, sustained release of proteins such as cell growth factors, etc., and therefore for DDS (drug delivery system) It can be applied to the surface treatment of drugs, the surface treatment of regenerative medical carriers, the surface treatment of artificial organs, the surface treatment of catheters and the like.

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

[実施例1]
ポリマーA又はポリマーBとマウスIgGを用いて作製した96ウェルプレート上の標的分子と相互作用する分子構造体
(1)水溶性重合体(ポリマーA)の合成
モノマーである2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(以下、「MPC」と称する)を合成し、これを3.7重量部、n−ブチルメタクリレート(BMA)(和光純薬社製)を0.90重量部、スクシンモノマーである合成したMethacryl−PEG−NHS(MA−PEG−NHS)を0.67重量部、開始剤AIBN(関東化学社製)を0.049重量部、溶媒であるエタノールを全量30mlとなるように添加し、アルゴン置換を行った。その後、60℃で3時間、ラジカル重合によって合成を行った。クロロホルムーエーテル混合溶媒(2:8)を用いて再沈殿を行った。沈殿物を回収し、減圧乾燥することで、ポリマーAを得た。
ここで、上記MA−PEG−NHSの合成は以下の方法で行った。
脱水アセトン300mLにN,N'−Disuccinimidyl carbonate(DSC)8.0121g入れ攪拌した。そこへ脱水アセトン100mLにPolyethylene glycol−monomethacrylate(ブレンマーPE−90:日油製)4.4062g、トリエチルアミン(TEA)6.3411gを溶解後滴下し、室温で24時間反応させた。反応後エバポレートで溶媒を除去した。その後クロロホルム300mLに溶解し、希塩酸(pH4)300mLを加え洗浄した。クロロホルム層を回収し、硫酸マグネシウムを加え一昼夜脱水した。フィルターろ過後エバポレートで完全に溶媒を除去し、粘ちょうな液体を得た。収率は74.7%(6.1442g)であった。
[Example 1]
Molecular structure that interacts with target molecule on 96-well plate prepared using polymer A or polymer B and mouse IgG (1) Synthesis of water-soluble polymer (polymer A) 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (monomer) Hereinafter referred to as “MPC”), 3.7 parts by weight of this, 0.90 parts by weight of n-butyl methacrylate (BMA) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and synthesized Methacryl- Add 0.67 parts by weight of PEG-NHS (MA-PEG-NHS), 0.049 parts by weight of initiator AIBN (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), and add ethanol as a solvent to a total volume of 30 ml. went. Then, synthesis was performed by radical polymerization at 60 ° C. for 3 hours. Reprecipitation was performed using a chloroform-ether mixed solvent (2: 8). Polymer A was obtained by collecting the precipitate and drying under reduced pressure.
Here, the synthesis of the MA-PEG-NHS was performed by the following method.
In 300 mL of dehydrated acetone, 8.0121 g of N, N′-disuccinimidyl carbonate (DSC) was added and stirred. Into 100 mL of dehydrated acetone were dissolved 4.4962 g of Polyethylene glycol-monomethacrylate (Blenmer PE-90: manufactured by NOF Corporation) and 6.3411 g of triethylamine (TEA), and the mixture was allowed to react at room temperature for 24 hours. After the reaction, the solvent was removed by evaporation. Thereafter, the resultant was dissolved in 300 mL of chloroform, and washed with 300 mL of diluted hydrochloric acid (pH 4). The chloroform layer was collected, added with magnesium sulfate, and dehydrated overnight. After filtration, the solvent was completely removed by evaporation to obtain a viscous liquid. The yield was 74.7% (6.1442 g).

得られたポリマーAについて、SEC(Size Exclusion Chromatography)測定を行なった結果、ポリマーAのピークトップ分子量(Mp)が約74470、重量平均分子量(Mw)が約63989と見積もられた。
ここで、SECの測定は、Shodex OH pak SB−804HQ(昭和電工製)を用い、メタノール:水=7:3(10mMのLiBrを含む)を展開溶媒として行なった。また、分子量校正の標準試料としてはPEGを用いた。
The obtained polymer A was subjected to SEC (Size Exclusion Chromatography) measurement. As a result, the peak top molecular weight (Mp) of the polymer A was estimated to be about 74470, and the weight average molecular weight (Mw) was estimated to be about 63899.
Here, SEC was measured using Shodex OH pak SB-804HQ (manufactured by Showa Denko), methanol: water = 7: 3 (containing 10 mM LiBr) as a developing solvent. PEG was used as a standard sample for molecular weight calibration.

また、得られたポリマーAに含まれるMA−PEG−NHSとBMAとMPCとのモル比(MA−PEG−NHS/BMA/MPC)は、1H−NMR測定からMA−PEG−NHS/BMA/MPC=3.3/33/63と見積もられた。 The molar ratio of MA-PEG-NHS and BMA and MPC contained in the obtained polymer A (MA-PEG-NHS / BMA / MPC) is from 1 H-NMR measurement MA-PEG-NHS / BMA / MPC = 3.3 / 33/63 was estimated.

(2)水溶性重合体(ポリマーB)の合成
モノマーであるMPC(日油(株)社製)を3.7重量部、合成したMA−PEG−NHSを2.7重量部、開始剤AIBN(関東化学社製)を0.049重量部、溶媒であるエタノールを全量30mlになるように添加し、アルゴン置換を行った。その後、60℃で3時間、ラジカル重合によって合成を行った。クロロホルムーエーテル混合溶媒(2:8)を用いて再沈殿を行った。沈殿物を回収し、減圧乾燥することで、ポリマーBを得た。
得られたポリマーBについて、標準ポリエチレングリコールで校正されたSEC(Size Exclusion Chromatography)測定を行なった結果、ポリマーBのピークトップ分子量(Mp)が約63508、重量平均分子量(Mw)が約283167と見積もられた。
(2) Synthesis of water-soluble polymer (Polymer B) 3.7 parts by weight of monomer MPC (manufactured by NOF Corporation), 2.7 parts by weight of synthesized MA-PEG-NHS, initiator AIBN 0.049 parts by weight (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and ethanol as a solvent were added so that the total amount was 30 ml, followed by argon substitution. Then, synthesis was performed by radical polymerization at 60 ° C. for 3 hours. Reprecipitation was performed using a chloroform-ether mixed solvent (2: 8). Polymer B was obtained by collect | recovering deposits and drying under reduced pressure.
The obtained polymer B was subjected to SEC (Size Exclusion Chromatography) measurement calibrated with standard polyethylene glycol. As a result, the peak top molecular weight (Mp) of the polymer B was estimated to be about 63508, and the weight average molecular weight (Mw) was estimated to be about 283167. It was lost.

また、得られたポリマーBに含まれるMA−PEG−NHSとMPCとのモル比(MA−PEG−NHS/MPC)は、1H−NMR測定からMA−PEG−NAS/MPC=11/89と見積もられた。 Moreover, the molar ratio (MA-PEG-NHS / MPC) of MA-PEG-NHS and MPC contained in the obtained polymer B is MA-PEG-NAS / MPC = 11/89 from 1 H-NMR measurement. Estimated.

(3)96ウェルプレート表面への標的分子と相互作用する分子構造体の形成
(3−1)96ウェルプレートの表面処理
0.1MのN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS、和光純薬工業社製)水溶液1mLと0.4Mの1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミド塩酸塩(EDC、同仁化学研究所製)水溶液1mLとを混合し、さらに脱塩水18gで希釈した溶液を、カルボキシル基が導入された96ウェルプレート(スミロン(登録商標)ELISA製品・カルボタイプ、住友ベークライト社製)に100μL/well添加し、15分間反応させた。これは、ウェル内の表面に、ウェルと標的分子と相互作用する分子構造体とを結合させることができるスクシンイミド基を導入するためである。
(3) Formation of molecular structure interacting with target molecule on 96-well plate surface (3-1) Surface treatment of 96-well plate 0.1M N-hydroxysuccinimide (NHS, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) aqueous solution 1 mL and 0.4 M 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide hydrochloride (EDC, manufactured by Dojindo Laboratories) aqueous solution were mixed with 1 mL, and further diluted with 18 g of demineralized water, 100 μL / well was added to a 96-well plate (Sumilon (registered trademark) ELISA product / carbotype, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) into which a group was introduced, and allowed to react for 15 minutes. This is because a succinimide group capable of binding a well and a molecular structure that interacts with a target molecule is introduced into the surface of the well.

(3−2)相互作用物質と水溶性重合体の混合物の調製及び滴下と乾燥処理
次に、相互作用物質として用いる10mg/mLのマウスIgG(LAMPIRE BIOLOGICAL LABORATORIES製)のバッファーを10mMりん酸バッファー(pH7.4,pH8.0)又は10mM炭酸バッファー(pH9.4)に交換したものを用意した。この10mg/mLのマウスIgGを含むバッファーとポリマーA又はポリマーBの水溶液(10mg/mL)を重量混合比10:1(標的分子と相互作用する分子:水溶性重合体)で混合した混合物を、96ウェルプレートのウェル内に1μLスポッティングした。これを室温にて乾燥した後、未反応の活性エステル基をブロッキングする目的で、1ウェル内に1Mのエタノールアミン−HCl水溶液(pH8.5)300μLを室温して30分浸漬した。これにより、プレートのウェル表面にマウスIgG及びポリマーAもしくはポリマーBを、それぞれ標的分子相互作用物質及び水溶性重合体とする、標的分子と相互作用する分子構造体が形成された。
(3-2) Preparation and dropping and drying treatment of mixture of interaction substance and water-soluble polymer Next, 10 mg / mL mouse IgG (manufactured by LAMPIRE BIOLOGICAL LABORATORIES) used as an interaction substance was replaced with 10 mM phosphate buffer ( The one exchanged with pH 7.4, pH 8.0) or 10 mM carbonate buffer (pH 9.4) was prepared. A mixture obtained by mixing the buffer containing 10 mg / mL mouse IgG and an aqueous solution of polymer A or polymer B (10 mg / mL) at a weight mixing ratio of 10: 1 (molecule interacting with target molecule: water-soluble polymer), 1 μL spotted into wells of 96 well plate. After drying this at room temperature, for the purpose of blocking unreacted active ester groups, 300 μL of 1M ethanolamine-HCl aqueous solution (pH 8.5) was immersed in 1 well at room temperature for 30 minutes. As a result, a molecular structure that interacts with the target molecule was formed on the well surface of the plate using mouse IgG and polymer A or polymer B as the target molecule interacting substance and water-soluble polymer, respectively.

その後、ウェル内を、エタノールアミンを除去する目的で脱塩水を用いてよく洗浄し、室温で乾燥して、表面に標的分子相互作用物質を担持したウェルを得た。   Thereafter, the inside of the well was thoroughly washed with demineralized water for the purpose of removing ethanolamine and dried at room temperature to obtain a well carrying a target molecule interacting substance on the surface.

[比較例1]
ポリマーCとマウスIgGを用いて作製した96ウェルプレート上の標的分子相互作用物質固定化担体の製造
(1)水溶性重合体(ポリマーC)の合成
モノマーであるN−アクリロイルモルホリン(NAM、KOHJIN社製)2.82重量部、及びN−アクリロイルオキシスクシンイミド(NAS、ACROS ORGANICS社製)0.84重量部と、溶媒である脱水ジオキサン(和光純薬工業株式会社製)20.87重量部とをよく混合し、50mLの四つ口フラスコにそそぎ入れ、室温で30分間窒素にて脱気を行ない、モノマー溶液を調製した。
[Comparative Example 1]
Production of carrier for immobilizing target molecule interaction substance on 96-well plate prepared using polymer C and mouse IgG (1) Synthesis of water-soluble polymer (polymer C) N-acryloylmorpholine (NAM, KOHJIN) 2.82 parts by weight of N-acryloyloxysuccinimide (NAS, manufactured by ACROS ORGANICS) and 20.87 parts by weight of dehydrated dioxane (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a solvent. The mixture was mixed well, poured into a 50 mL four-necked flask, and deaerated with nitrogen at room temperature for 30 minutes to prepare a monomer solution.

このモノマー溶液をオイルバスにて70℃に昇温し、重合開始剤アゾビスイソブチロニトリル(AIBN、キシダ化学株式会社製)0.0124重量部を脱水ジオキサン0.50重量部に溶かした溶液を入れることにより、重合を開始した。重合は窒素雰囲気下、8時間行なった。   This monomer solution was heated to 70 ° C. in an oil bath, and a solution in which 0.0124 parts by weight of a polymerization initiator azobisisobutyronitrile (AIBN, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was dissolved in 0.50 parts by weight of dehydrated dioxane. The polymerization was started by adding. The polymerization was carried out for 8 hours under a nitrogen atmosphere.

重合後、ポリマーが生成した溶液は、0.5Lのエタノール(純正化学株式会社製)に供給することにより再沈殿させた後、溶媒を除去することにより粉末化し、水溶性重合体ポリマーCを得た。   After the polymerization, the polymer-generated solution was reprecipitated by supplying it to 0.5 L of ethanol (manufactured by Junsei Co., Ltd.), and then pulverized by removing the solvent to obtain a water-soluble polymer polymer C. It was.

得られたポリマーCについて、標準ポリスチレンで校正されたSEC(Size Exclusion Chromatography)測定を行なった結果、ポリマーCの重量平均分子量(Mw)が約59500と見積もられた。
ここで、SECの測定は、下記の条件で行った。
溶媒 :DMF(50mMLiBr入)
流速 : 0.5ml/min
温度 : 80℃
尚、今回は、以下の装置、検出器及びカラムを使って測定した。
装置 :Tosoh HLC−8120GPC
検出器:RI(装置内臓)
カラム :TOSOH TSKgel SuperHM−M(15cm×2)
The obtained polymer C was subjected to SEC (Size Exclusion Chromatography) measurement calibrated with standard polystyrene. As a result, the weight average molecular weight (Mw) of the polymer C was estimated to be about 59,500.
Here, the measurement of SEC was performed under the following conditions.
Solvent: DMF (with 50 mM LiBr)
Flow rate: 0.5ml / min
Temperature: 80 ° C
In addition, this time, it measured using the following apparatuses, detectors, and columns.
Apparatus: Tosoh HLC-8120GPC
Detector: RI (built-in device)
Column: TOSOH TSKgel SuperHM-M (15 cm × 2)

また、得られたポリマーCに含まれるNASとNAMとのモル比(NAS/NAM)は、1H−NMR測定からNAS/NAM=23/77と見積もられた。 The molar ratio (NAS / NAM) between NAS and NAM contained in the obtained polymer C was estimated to be NAS / NAM = 23/77 from 1 H-NMR measurement.

(2)96ウェルプレート表面への相互作用物質構造体の形成
実施例1の「(3−1)96ウェルプレートの表面処理」と同様にして、96ウェルプレートのウェル内の表面にスクシンイミド基を導入した。
(2) Formation of interacting substance structure on the surface of 96-well plate In the same manner as in “(3-1) Surface treatment of 96-well plate” in Example 1, succinimide groups were formed on the surface in the well of the 96-well plate. Introduced.

次に、ポリマーA水溶液またはポリマーB水溶液の代わりにポリマーC水溶液(10mg/mL)を用いた以外は実施例1の「(3−2)相互作用物質と水溶性重合体の混合物の調製及び滴下と乾燥処理」と同様の操作を行うことにより、プレートのウェル表面にマウスIgG及びポリマーCをそれぞれ標的分子相互作用物質及び水溶性重合体とする相互作用物質構造体が形成された。   Next, “preparation and dropwise addition of the mixture of the interacting substance and the water-soluble polymer of Example 1 except that the polymer C aqueous solution (10 mg / mL) was used instead of the polymer A aqueous solution or the polymer B aqueous solution. By performing the same operation as “and drying treatment”, an interacting substance structure having mouse IgG and polymer C as a target molecule interacting substance and a water-soluble polymer was formed on the well surface of the plate, respectively.

また、基板へのマウスIgGの直接固定(2D)は、ポリマーを用いない点を除いては、上記方法と同様の方法にて行った。その後、ウェル内を、エタノールアミンを除去する目的で脱塩水を用いてよく洗浄し、室温で乾燥して、表面に相互作用物質構造体、もしくはマウスIgGのみを担持したプレートを得た。   In addition, direct fixation (2D) of mouse IgG to the substrate was performed by the same method as described above, except that no polymer was used. Thereafter, the well was thoroughly washed with demineralized water for the purpose of removing ethanolamine and dried at room temperature to obtain a plate carrying only an interacting substance structure or mouse IgG on the surface.

<実施例1および比較例1で得られた標的分子相互作用物質固定化担体の蛍光強度法による評価>
上記実施例1および比較例1で得られたサンプルの性能を蛍光強度法で分析した。上記の実施例1および比較例1で得られた相互作用物質構造体プレートを5重量%BSAを含むPBS(−)200μl/ウェルにて室温で1時間ブロッキングした。溶液を除去した後に水洗し、アナライトとして50μg/mLのFITC Conjugated ProteinA(EY LABORATORIES,INC.製)を含むPBS(−)を100μlずつウェルに添加し、室温で1時間インキュベートした。溶液を除去した後、反応に関与しなかった余分なアナライトを除去することを目的として0.05%Tween20を含むPBS(−)を用いて充分に洗浄を行なった。さらに水洗した後に、1ウェルあたりに100μLのPBSを添加し、MOLECULAR IMAGER(BIO−RAD製)を用いて励起波長488nm及び蛍光波長530nmにて相互作用物質構造体全体部分のFITCの蛍光強度測定を行なった。
<Evaluation of target molecule-interacting substance-immobilized carrier obtained in Example 1 and Comparative Example 1 by fluorescence intensity method>
The performance of the samples obtained in Example 1 and Comparative Example 1 was analyzed by the fluorescence intensity method. The interactive substance structure plate obtained in Example 1 and Comparative Example 1 was blocked with 200 μl / well of PBS (−) containing 5 wt% BSA at room temperature for 1 hour. After removing the solution, the plate was washed with water, and 100 μl of PBS (−) containing 50 μg / mL FITC Conjugated Protein A (manufactured by EY LABORATORIES, INC.) Was added to the well and incubated at room temperature for 1 hour. After removing the solution, washing was sufficiently performed using PBS (-) containing 0.05% Tween 20 for the purpose of removing excess analyte that was not involved in the reaction. After further washing with water, 100 μL of PBS was added per well, and FITC fluorescence intensity measurement of the whole part of the interactive substance structure was carried out using an MOLECULAR IMAGER (manufactured by BIO-RAD) at an excitation wavelength of 488 nm and a fluorescence wavelength of 530 nm. I did it.

結果を図2に示す。図2において、本実施例は、比較例1と比較して中性領域(Buffer pH8.0及びpH7.4)で、より高い蛍光強度(Intensity)を示した。このことから、ポリマーA、もしくはポリマーBを用いることでより多くのアナライトを捕捉可能であることが示された。   The results are shown in FIG. In FIG. 2, the present example showed higher fluorescence intensity (Intensity) in the neutral region (Buffer pH 8.0 and pH 7.4) as compared with Comparative Example 1. From this, it was shown that more analytes can be captured by using polymer A or polymer B.

[実施例2]マウスIgGを用いた金チップ上の相互作用物質構造体
(1)金チップの表面処理
金で被覆されたチップを、10mMの16−メルカプトヘキサデカン酸(16−MELCAPTOHEXADEANOIC ACID:ALDRICH社製)エタノール溶液に浸漬させ、室温で12時間反応させ、表面処理を行なった。反応終了後、金チップをエタノールで洗浄した。この表面処理は、金−硫黄結合を介して金チップの表面にカルボキシル基を導入するための処理である。
[Example 2] Structure of interacting substance on gold chip using mouse IgG (1) Surface treatment of gold chip A chip coated with gold was treated with 10 mM 16-mercaptohexadecanoic acid (16-MERCAPTOEXADEANOIC ACID: ALDRICH). Manufactured) It was immersed in an ethanol solution and reacted at room temperature for 12 hours for surface treatment. After completion of the reaction, the gold chip was washed with ethanol. This surface treatment is a treatment for introducing a carboxyl group into the surface of the gold chip via a gold-sulfur bond.

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

(2)相互作用物質構造体の形成
次に10mg/mLのマウスIgGを含む水溶液(りん酸バッファー10mM、pH7.4)とポリマーAもしくはポリマーBの水溶液(10mg/mL)とを重量混合比10: 1(相互作用物質:水溶性重合体)で混合した混合物を、金チップの表面に1μL×4点スポッティングした。これを室温にて乾燥した後、未反応の活性エステル基をブロッキングする目的で、1Mのエタノールアミン水溶液(pH8.5)3mLに15分間浸漬した。これにより、金チップの表面にマウスIgGと、ポリマーAもしくはポリマーBとを、それぞれ相互作用物質及び水溶性重合体とする相互作用物質構造体が形成された。
(2) Formation of interaction substance structure Next, an aqueous solution containing 10 mg / mL mouse IgG (phosphate buffer 10 mM, pH 7.4) and an aqueous solution of polymer A or polymer B (10 mg / mL) were mixed at a weight mixing ratio of 10 A mixture of 1 (interactive substance: water-soluble polymer) was spotted on the surface of a gold chip at 1 μL × 4 points. After drying this at room temperature, it was immersed in 3 mL of 1M ethanolamine aqueous solution (pH 8.5) for 15 minutes for the purpose of blocking unreacted active ester groups. Thereby, the interaction substance structure which uses mouse IgG and polymer A or polymer B as an interaction substance and a water-soluble polymer, respectively, was formed on the surface of the gold chip.

その後、脱塩水を用いてよく洗浄し、室温で乾燥して、表面に相互作用物質構造体を担持した相互作用物質構造体金チップを得た。   Then, it was washed thoroughly with demineralized water and dried at room temperature to obtain an interactive substance structure gold chip carrying an interactive substance structure on its surface.

[比較例2]マウスIgGを用いた金チップ上の相互作用物質構造体
(1)金チップの表面処理
金チップへのスクシンイミド基の導入は、実施例2の「(1)金チップの表面処理」と同様にした。
[Comparative Example 2] Interactive substance structure on gold chip using mouse IgG (1) Surface treatment of gold chip Introduction of succinimide group into the gold chip was carried out in accordance with “(1) Surface treatment of gold chip of Example 2. ".

(2)相互作用物質構造体の形成
次に、ポリマーA水溶液またはポリマーB水溶液の代わりにポリマーC水溶液(10mg/mL)を用いた以外は実施例2の「(2)相互作用物質構造体の形成」と同様の操作を行うことにより、金チップの表面にマウスIgGとポリマーCとをそれぞれ標的分子相互作用物質及び水溶性重合体とする相互作用物質構造体が形成された。また、基板へのマウスIgGの直接固定(2D)は、ポリマーを用いない点を除いては、上記方法と同様の方法にて行った。
(2) Formation of interacting substance structure Next, “(2) interacting substance structure of Example 2 except that polymer A aqueous solution (10 mg / mL) was used instead of polymer A aqueous solution or polymer B aqueous solution. By performing the same operation as “formation”, an interacting substance structure having mouse IgG and polymer C as a target molecule interacting substance and a water-soluble polymer, respectively, was formed on the surface of the gold chip. In addition, direct fixation (2D) of mouse IgG to the substrate was performed by the same method as described above, except that no polymer was used.

<実施例2および比較例2で得られたマウスIgGを用いた金チップ上の相互作用物質構造体のSPR測定による評価>
実施例2および比較例2で得られた相互作用物質構造体金チップの測定をイメージングSPR装置にて行った。
<Evaluation by SPR measurement of interacting substance structure on gold chip using mouse IgG obtained in Example 2 and Comparative Example 2>
The interaction substance structure gold chip obtained in Example 2 and Comparative Example 2 was measured with an imaging SPR device.

ポリマーAとIgG又はポリマーBとIgGからなる相互作用物質構造体が固定化された金チップをイメージングSPR装置FLEX CHIP TM Kinetic Analysis System (HTS Biosystems Inc)にセットし、バッファーを送液した後、スポットのイメージング像を観察した。また、比較例としては、比較例2で示したポリマーCを用いて作製した相互作用物質構造体と、金基板に直接マウスIgGを固定化したスポット(2D)を用いた。
結果を図3−1に示す。ポリマーAを用いて作製した相互作用物質構造体はスポット全体が均一であった。ポリマーBを用いて作製した相互作用物質構造体は、ところどころに斑点が見えるがスポット内部に相互作用物質構造体が形成されていることが確認された。しかし、ポリマーCを用いて作製した相互作用物質構造体(比較例2)はスポット内部には相互作用物質構造体が形成されておらず、リング状にスポットの周囲にのみ相互作用物質構造体が形成されていた。さらに、金基板に直接マウスIgGを固定化したもの(2D)においては、固定化量が少なく、スポットを確認することが難しかった。
A gold chip on which an interacting substance structure composed of polymer A and IgG or polymer B and IgG is immobilized is set in an imaging SPR device FLEX CHIP Kinetic Analysis System (HTS Biosystems Inc), and after sending a buffer, spot The imaging image of was observed. In addition, as a comparative example, an interacting substance structure prepared using the polymer C shown in comparative example 2 and a spot (2D) in which mouse IgG was directly immobilized on a gold substrate were used.
The results are shown in FIG. In the interactive substance structure produced using the polymer A, the entire spot was uniform. In the interacting substance structure produced using the polymer B, it was confirmed that the interacting substance structure was formed inside the spot although spots were visible in some places. However, the interaction substance structure (Comparative Example 2) produced using the polymer C has no interaction substance structure formed inside the spot, and the interaction substance structure is formed only around the spot in a ring shape. Was formed. Furthermore, in the case where mouse IgG was directly immobilized on a gold substrate (2D), the amount of immobilization was small and it was difficult to confirm the spot.

図3−2に、イメージング像(図3−1)のスポット内部の○で囲った部分に固定化された相互作用物質構造体もしくはマウスIgGの固定化量をSPR(Surface Plasmon Resonance)で測定した結果を示した。
尚、SPR現象は、金属薄膜近傍の屈折率に依存するので、金属薄膜表面にタンパク質などが結合した場合には共鳴角が変化する。この結合量は共鳴角の変化量と一致するため、共鳴角の変化量を測定することで、タンパク質の固定化量、タンパク質−タンパク質間の相互作用量などを調べることができる。
固定化量は、ポリマーAを用いた相互作用物質構造体、ポリマーBを用いた相互作用物質構造体、ポリマーCを用いた相互作用物質構造体、2Dの順に減少し、イメージング像と一致した。
In Fig. 3-2, the immobilized amount of the interacting substance structure or mouse IgG immobilized on the circled portion in the spot of the imaging image (Fig. 3-1) was measured by SPR (Surface Plasmon Resonance). Results are shown.
Since the SPR phenomenon depends on the refractive index in the vicinity of the metal thin film, the resonance angle changes when protein or the like is bonded to the surface of the metal thin film. Since the amount of binding coincides with the amount of change in resonance angle, the amount of protein immobilized, the amount of protein-protein interaction, etc. can be examined by measuring the amount of change in resonance angle.
The amount of immobilization decreased in the order of an interactive substance structure using the polymer A, an interactive substance structure using the polymer B, an interactive substance structure using the polymer C, and 2D, which coincided with the imaging image.

次に、アナライト(検体)として1μg/mLのproteinA(SIGMA社)を用い、SPR測定により相互作用物質構造体とproteinAとの相互作用を検出した。それぞれの相互作用物質構造体と相互作用したアナライト量を図3−3に示す。相互作用したアナライトは、固定化量と同様に、ポリマーAを用いた相互作用物質構造体、ポリマーBを用いた相互作用物質構造体、ポリマーCを用いた相互作用物質構造体、2Dの順に減少した。   Next, 1 μg / mL protein A (SIGMA) was used as an analyte (specimen), and the interaction between the interacting substance structure and protein A was detected by SPR measurement. The amount of analyte interacting with each interacting substance structure is shown in Figure 3-3. The interacted analyte is in the order of the interaction substance structure using the polymer A, the interaction substance structure using the polymer B, the interaction substance structure using the polymer C, and 2D, in the same manner as the immobilized amount. Diminished.

[実施例3]ポリマーBとマウスIgGを用いて作製した、標的分子相互作用物質固定化担体
(1)水溶性重合体(ポリマーB)の合成
水溶性重合体であるポリマーBの合成は、実施例1の「(2)水溶性重合体(ポリマーB)の合成」と同様にした。
[Example 3] Target molecule-interacting substance-immobilized carrier prepared using polymer B and mouse IgG (1) Synthesis of water-soluble polymer (polymer B) Synthesis of polymer B, which is a water-soluble polymer, was carried out. In the same manner as in Example 1, “(2) Synthesis of water-soluble polymer (polymer B)”.

(2)金チップの表面処理
固相として金で被覆されたチップ(金チップ)を用いた。これらを、10mMの2−アミノタンチオール塩酸塩(和光純薬工業社製)水溶液に浸漬させ、室温で12時間反応させ、表面処理を行なった。反応終了後、金チップを脱塩水で洗浄した。この表面処理は、金−硫黄結合を介して金チップの表面にアミノ基を導入するための処理である。
このようにして、水溶性重合体ポリマーBに含まれるスクシンイミド基を共有結合するための官能基であるアミノ基を有する固相表面を得た。
(2) Surface treatment of gold chip A chip coated with gold (gold chip) was used as a solid phase. These were immersed in a 10 mM aqueous solution of 2-aminotanthiol hydrochloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and reacted at room temperature for 12 hours for surface treatment. After completion of the reaction, the gold chip was washed with demineralized water. This surface treatment is a treatment for introducing an amino group onto the surface of the gold chip via a gold-sulfur bond.
In this way, a solid surface having an amino group as a functional group for covalently bonding the succinimide group contained in the water-soluble polymer polymer B was obtained.

(3)アミノ基を有する固相表面上への相互作用物質構造体の形成
次に、10mg/mLマウスIgG溶液(LAMPIRE BIOLOGICAL LABORATORIES製)のバッファーを10mMりん酸バッファー(pH7.4)に交換したものを用意した。この10mg/mLのマウスIgGを含む水溶液(りん酸バッファー10mM、pH7.4)とポリマーBの水溶液(10mg/mL)とを重量混合比10: 1(相互作用物質:水溶性重合体)で混合した混合物を、上述のようにして作製したアミノ基を有する金チップの表面に1μL供給した。これを室温にて乾燥させた後、未反応のスクシンイミド基をブロッキングする目的で、1Mのエタノールアミン水溶液(pH8.5)3mLを前記金チップ表面全体を覆うように滴下し、30分間放置した。これにより、金チップの表面にマウスIgGと、ポリマーBとを、それぞれ相互作用物質及び水溶性重合体とする相互作用物質構造体が作製された。
(3) Formation of interacting substance structure on solid-phase surface having amino group Next, the buffer of 10 mg / mL mouse IgG solution (manufactured by LAMPIRE BIOLOGICAL LABORATORIES) was replaced with 10 mM phosphate buffer (pH 7.4). I prepared something. This aqueous solution containing 10 mg / mL mouse IgG (phosphate buffer 10 mM, pH 7.4) and the aqueous solution of polymer B (10 mg / mL) were mixed at a weight mixing ratio of 10: 1 (interacting substance: water-soluble polymer). 1 μL of the obtained mixture was supplied to the surface of the gold chip having amino groups prepared as described above. After drying this at room temperature, for the purpose of blocking unreacted succinimide groups, 3 mL of 1M ethanolamine aqueous solution (pH 8.5) was dropped so as to cover the entire surface of the gold chip, and left for 30 minutes. As a result, an interacting substance structure having mouse IgG and polymer B on the surface of the gold chip as an interacting substance and a water-soluble polymer was produced.

その後、脱塩水を用いてよく洗浄し、室温で乾燥して、金チップ表面に相互作用物質構造体を得た。   Thereafter, it was thoroughly washed with demineralized water and dried at room temperature to obtain an interactive substance structure on the gold chip surface.

[比較例3]ポリマーCとマウスIgGを用いて作製した金チップ上の相互作用物質構造体
(1)水溶性重合体(ポリマーC)の合成
比較例1の「(1)水溶性重合体(ポリマーC)の合成」と同様にした。
[Comparative Example 3] Synthesis of interacting substance structure (1) water-soluble polymer (polymer C) on a gold chip prepared using polymer C and mouse IgG "(1) Water-soluble polymer (1) of Comparative Example 1" Same as “Synthesis of polymer C)”.

(2)金チップの表面処理
金チップへのアミノ基の導入は、実施例3の「(2)金チップの表面処理」と同様にした。
(2) Surface treatment of gold chip Introduction of amino groups into the gold chip was carried out in the same manner as “(2) Surface treatment of gold chip” in Example 3.

(3)相互作用物質構造体の形成
水溶性重合体としてポリマーCを用いたこと以外は、実施例3の「(3)アミノ基を有する固相表面上への相互作用物質構造体の形成」と同様にした。これにより、金チップの表面にマウスIgG及びポリマーCとを、それぞれ相互作用物質及び水溶性重合体とする、相互作用物質構造体を得た。
(3) Formation of interacting substance structure “(3) Formation of interacting substance structure on solid surface having amino group” in Example 3 except that polymer C was used as the water-soluble polymer. And so on. As a result, an interacting substance structure having mouse IgG and polymer C on the surface of the gold chip as an interacting substance and a water-soluble polymer was obtained.

また、アミノ基を有する金チップ上へのマウスIgGの直接固定(2D)は、ポリマーを用いない点を除いては、実施例3の「(3)アミノ基を有する固相表面上への相互作用物質構造体の形成」と同様にした。   In addition, the direct fixation (2D) of mouse IgG on a gold chip having an amino group was carried out in accordance with “(3) Mutual immobilization on a solid phase surface having an amino group” in Example 3 except that no polymer was used. "Formation of active substance structure".

<実施例3および比較例3で得られた相互作用物質構造体による標的分子の捕捉と検出>
実施例3および比較例3で得られた相互作用物質構造体を表面に有する金チップの性能を蛍光強度法で分析した。上記の相互作用物質構造体を表面に有する金チップ上に3重量%BSAを含むPBS(−)2mlを滴下し、完全に金チップ表面を覆う状態で室温にて1時間ブロッキングした。溶液を除去した後に水洗し、標的分子として50μg/mLのCy5標識ProteinAを含むPBS(−)1mlを相互作用物質構造体が形成された金チップ上に添加し、室温で1時間インキュベートした。溶液を除去した後、反応に関与しなかった余分な標的分子を除去することを目的として0.05%Tween20を含むPBS(−)を用いて充分に洗浄を行なった。さらに水洗した後に、圧空にて乾燥し、InnoScan700 Microarray Scanner(INNOPSYS製)を用いて励起波長635nmにて相互作用物質構造体の中心付近のCy5の蛍光強度測定を行なった。尚、解析ソフトウェアとしてMAPIX(INNOPSYS社製)を用いた。
ここで、上記Cy5標識ProteinAの作製は以下の方法で行った。Protein水溶液(RepliGen社製)のバッファーを100mM炭酸バッファー(pH9.4)に交換し、ProteinA濃度が1mg/mlとなるように調製した。この1mg/mlProteinA溶液1mlをCy5 Mono-Reactive Dye Pack(GE Healthcare製)1本に添加し、混合した。この混合溶液を室温にて30分インキュベーションした。その後、PD−10 Columns(GE Healthcare製)を用い、PBS(−)を展開溶媒として使用し、前記混合液から未反応のCy5を取り除き、Cy5標識ProteinAを得た。
<Capture and detection of target molecule by interacting substance structure obtained in Example 3 and Comparative Example 3>
The performance of the gold chip having the interacting substance structure obtained in Example 3 and Comparative Example 3 on its surface was analyzed by the fluorescence intensity method. 2 ml of PBS (−) containing 3 wt% BSA was dropped onto a gold chip having the above-mentioned interacting substance structure on the surface, and blocked for 1 hour at room temperature with the gold chip surface completely covered. After removing the solution, it was washed with water, and 1 ml of PBS (−) containing 50 μg / mL Cy5-labeled Protein A as a target molecule was added onto the gold chip on which the interacting substance structure was formed, and incubated at room temperature for 1 hour. After removing the solution, washing was sufficiently performed using PBS (−) containing 0.05% Tween 20 for the purpose of removing excess target molecules not involved in the reaction. After further washing with water, the sample was dried with compressed air, and the fluorescence intensity of Cy5 near the center of the interactive substance structure was measured at an excitation wavelength of 635 nm using an InnoScan700 Microarray Scanner (manufactured by INNOPSYS). Note that MAPIX (manufactured by INNOPSYS) was used as analysis software.
Here, the production of Cy5-labeled Protein A was performed by the following method. The protein aqueous solution (RepliGen) buffer was replaced with a 100 mM carbonate buffer (pH 9.4) to prepare a Protein A concentration of 1 mg / ml. 1 ml of this 1 mg / ml Protein A solution was added to one Cy5 Mono-Reactive Dye Pack (manufactured by GE Healthcare) and mixed. This mixed solution was incubated at room temperature for 30 minutes. Thereafter, PD-10 Columns (manufactured by GE Healthcare) was used, PBS (−) was used as a developing solvent, and unreacted Cy5 was removed from the mixed solution to obtain Cy5-labeled Protein A.

結果を図4に示す。図4において、本実施例は、ポリマーCを用いて作製した相互作用物質構造体(比較例3)と比較して中性領域(Buffer pH7.4)で、より高い蛍光強度(Intensity)を示した。このことから、ポリマーBを用いることでより多くの標的分子を捕捉可能であることが示された。   The results are shown in FIG. In FIG. 4, this example shows higher fluorescence intensity (Intensity) in the neutral region (Buffer pH 7.4) compared to the interacting substance structure (Comparative Example 3) prepared using Polymer C. It was. From this, it was shown that more target molecules can be captured by using the polymer B.

また、相互作用物質構造体に捕捉された標的分子に由来するCy5の蛍光画像を図5に示す。ポリマーBを用いて作製した相互作用物質構造体は、スポット(以下、相互作用物質と水溶性重合体の混合物を供給した領域のことを指す)内部にもCy5の蛍光が確認され、相互作用物質構造体が均一に形成されたことがわかる。しかし、ポリマーCを用いて作製した相互作用物質構造体(比較例3)はスポット内部には相互作用物質構造体が形成されておらず、リング状にスポットの周囲にのみCy5の蛍光が確認され、相互作用物質構造体が不均一に形成されたことがわかる。   FIG. 5 shows a fluorescence image of Cy5 derived from the target molecule captured by the interacting substance structure. The interaction substance structure produced using the polymer B was confirmed to have Cy5 fluorescence inside the spot (hereinafter referred to as a region to which a mixture of the interaction substance and the water-soluble polymer was supplied). It can be seen that the structure was formed uniformly. However, the interaction substance structure (Comparative Example 3) produced using polymer C does not have an interaction substance structure formed inside the spot, and Cy5 fluorescence is confirmed only around the spot in a ring shape. It can be seen that the interacting substance structure was formed unevenly.

[実施例4]ポリマーDとマウスIgGを用いて作製した金チップ上の相互作用物質構造体
(1)水溶性重合体(ポリマーD)の合成
モノマーであるN−アクリロイルモルホリン(NAM、KOHJIN社製)0.894重量部、及びMA−PEG−NHSを0.106重量部と、溶媒である脱水ジオキサン(和光純薬工業株式会社製)4.17重量部とをよく混合し、30mLの四つ口フラスコにそそぎ入れ、室温で30分間窒素にて脱気を行ない、モノマー溶液を調製した。
[Example 4] Structure of interaction substance on gold chip prepared using polymer D and mouse IgG (1) Synthesis of water-soluble polymer (polymer D) N-acryloylmorpholine (NAM, manufactured by KOHJIN) as a monomer ) 0.894 parts by weight, 0.106 parts by weight of MA-PEG-NHS and 4.17 parts by weight of dehydrated dioxane (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a solvent are mixed well, and 30 mL The solution was poured into a neck flask and deaerated with nitrogen at room temperature for 30 minutes to prepare a monomer solution.

このモノマー溶液をオイルバスにて80℃に昇温し、重合開始剤アゾビスイソブチロニトリル(AIBN、キシダ化学株式会社製)0.003重量部を脱水ジオキサン1.5重量部に溶かした溶液を入れることにより、重合を開始した。重合は窒素雰囲気下、6時間行なった。   This monomer solution was heated to 80 ° C. in an oil bath, and a solution obtained by dissolving 0.003 part by weight of a polymerization initiator azobisisobutyronitrile (AIBN, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) in 1.5 parts by weight of dehydrated dioxane. The polymerization was started by adding. The polymerization was performed for 6 hours under a nitrogen atmosphere.

重合後、ポリマーが生成した溶液は、150mLのクロロホルム−ジエチルエーテル混合溶媒[クロロホルム/ジエチルエーテル=30/120 (v/v)]に供給することにより再沈殿させた後、溶媒を除去することにより粉末化し、水溶性重合体ポリマーDを得た。   After the polymerization, the solution in which the polymer was formed was reprecipitated by supplying it to 150 mL of a chloroform-diethyl ether mixed solvent [chloroform / diethyl ether = 30/120 (v / v)], and then the solvent was removed. Powdered to obtain water-soluble polymer polymer D.

得られたポリマーDについて、標準ポリスチレンで校正されたSEC(Size Exclusion Chromatography)測定を行なった結果、ポリマーDの重量平均分子量(Mw)が238954と見積もられた。
ここで、SECの測定は、下記の条件で行った。
溶媒 :DMF(50mMLiBr入)
流速 : 1.0ml/min
温度 : 50℃
尚、今回は、以下の装置、検出器及びカラムを使って測定した。
装置 :日本ウォーターズ(株)製 Waters 2695
検出器:日本ウォーターズ(株)製 Waters 2410
カラム :昭和電工株式会社製 Shodex AD-80M/S
The obtained polymer D was subjected to SEC (Size Exclusion Chromatography) measurement calibrated with standard polystyrene, and as a result, the weight average molecular weight (Mw) of the polymer D was estimated to be 238954.
Here, the measurement of SEC was performed under the following conditions.
Solvent: DMF (with 50 mM LiBr)
Flow rate: 1.0ml / min
Temperature: 50 ° C
In addition, this time, it measured using the following apparatuses, detectors, and columns.
Apparatus: Waters 2695 made by Nippon Waters Co., Ltd.
Detector: Waters 2410 manufactured by Nippon Waters
Column: Shodex AD-80M / S manufactured by Showa Denko KK

また、得られたポリマーDに含まれるMA−PEG−NHSとNAMとのモル比(M−PEG−NAS/NAM)は、1H−NMR測定からMA−PEG−NHS/NAM=7/93と見積もられた。 Moreover, the molar ratio (M-PEG-NAS / NAM) of MA-PEG-NHS and NAM contained in the obtained polymer D is MA-PEG-NHS / NAM = 7/93 from 1 H-NMR measurement. Estimated.

(2)金チップの表面処理
固相として金で被覆されたチップを用いた。これを、5mMの16−メルカプトヘキサデカン酸(16−MELCAPTOHEXZDECANOIC ACID:ALDRICH社製)エタノール溶液に浸漬させ、室温で12時間反応させ、表面処理を行なった。反応終了後、金チップをエタノールで洗浄した。この表面処理は、金−硫黄結合を介して金チップの表面にスクシンイミド基を導入するための処理である。
このようにして、相互作用物質であるマウスIgG中のアミノ基を共有結合するための官能基であるスクシンイミド基を有する固相表面を得た。
(2) Surface treatment of gold chip A chip coated with gold was used as a solid phase. This was immersed in a 5 mM ethanol solution of 16-mercaptohexadecanoic acid (16-MELCCAPOHEXZDECANIC ACID: manufactured by ALDRICH), and reacted at room temperature for 12 hours for surface treatment. After completion of the reaction, the gold chip was washed with ethanol. This surface treatment is a treatment for introducing a succinimide group to the surface of the gold chip via a gold-sulfur bond.
In this way, a solid phase surface having a succinimide group as a functional group for covalently binding an amino group in mouse IgG as an interacting substance was obtained.

(3)スクシンイミド基を有する固相表面上での相互作用物質構造体の形成
次に、10mg/mLマウスIgG溶液(LAMPIRE BIOLOGICAL LABORATORIES製)のバッファーを10mMりん酸バッファー(pH7.4)に交換したものを用意した。この10mg/mLのマウスIgGを含む水溶液(りん酸バッファー10mM、pH7.4)とポリマーDの水溶液(10mg/mL)とを重量混合比10: 2(相互作用物質:水溶性重合体)で混合した混合物を、上述のように作製したスクシンイミド基導入金チップの表面に1μL供給した。これを室温にて乾燥させた後、未反応のスクシンイミド基をブロッキングする目的で、1Mのエタノールアミン水溶液(pH8.5)3mLを金チップ表面全体を覆うように滴下し、30分間放置した。これにより、金チップの表面にマウスIgG及びポリマーDを、それぞれ相互作用物質及び水溶性重合体とする、相互作用物質構造体が形成された。
(3) Formation of interacting substance structure on solid surface having succinimide group Next, the buffer of 10 mg / mL mouse IgG solution (manufactured by LAMPIRE BIOLOGICAL LABORATORIES) was exchanged with 10 mM phosphate buffer (pH 7.4). I prepared something. The aqueous solution containing 10 mg / mL mouse IgG (phosphate buffer 10 mM, pH 7.4) and the aqueous solution of polymer D (10 mg / mL) were mixed at a weight mixing ratio of 10: 2 (interacting substance: water-soluble polymer). 1 μL of the prepared mixture was supplied to the surface of the succinimide group-introduced gold chip produced as described above. After drying this at room temperature, for the purpose of blocking unreacted succinimide groups, 3 mL of 1M ethanolamine aqueous solution (pH 8.5) was dropped so as to cover the entire surface of the gold chip and left for 30 minutes. Thereby, the interaction substance structure which uses mouse IgG and polymer D as an interaction substance and a water-soluble polymer, respectively, was formed on the surface of the gold chip.

その後、脱塩水を用いてよく洗浄し、室温で乾燥して、金チップ表面に相互作用物質構造体を得た。   Thereafter, it was thoroughly washed with demineralized water and dried at room temperature to obtain an interactive substance structure on the gold chip surface.

[比較例4]ポリマーEとマウスIgGを用いて作製した金チップ上の相互作用物質構造体
(1)水溶性重合体(ポリマーE)の合成
モノマーであるN−アクリロイルモルホリン(NAM、KOHJIN社製)を5.64重量部、及びN−アクリロイルオキシスクシンイミド(NAS、ACROS ORGANICS社製)を0.36重量部と、溶媒である脱水ジオキサン(和光純薬株式会社製)30重量部とをよく混合し、50mlの四つ口フラスコに注ぎ入れ、室温で30分間窒素にて脱気を行い、モノマー溶液を調製した。
[Comparative Example 4] Interaction substance structure on gold chip prepared using polymer E and mouse IgG (1) Synthesis of water-soluble polymer (polymer E) N-acryloylmorpholine (NAM, manufactured by KOHJIN) as a monomer ) And 5.64 parts by weight of N-acryloyloxysuccinimide (NAS, manufactured by ACROS ORGANICS) and 30 parts by weight of dehydrated dioxane (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a solvent are mixed well. The mixture was poured into a 50 ml four-necked flask and deaerated with nitrogen at room temperature for 30 minutes to prepare a monomer solution.

このモノマー溶液をオイルバスにて80℃に昇温し、重合開始剤アゾビスイソブチロニトリル(AIBN、キシダ化学株式会社製)0.018重量部を脱水ジオキサン4重量部に溶かした溶液を入れることにより、重合を開始した。重合は窒素雰囲気下、6時間行った。   The monomer solution was heated to 80 ° C. in an oil bath, and a solution prepared by dissolving 0.018 parts by weight of a polymerization initiator azobisisobutyronitrile (AIBN, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) in 4 parts by weight of dehydrated dioxane was added. The polymerization was started. The polymerization was carried out for 6 hours under a nitrogen atmosphere.

重合後、ポリマーが生成した溶液は、150mlのクロロホルム−ジエチルエーテル混合溶媒[クロロホルム/ジエチルエーテル=30/120 (v/v)]に供給することにより再沈殿させた後、溶媒を除去することにより粉末化し、水溶性重合体ポリマーDを得た。
ポリマーEを得た。
After the polymerization, the solution in which the polymer was formed was reprecipitated by supplying it to 150 ml of a chloroform-diethyl ether mixed solvent [chloroform / diethyl ether = 30/120 (v / v)], and then the solvent was removed. Powdered to obtain water-soluble polymer polymer D.
Polymer E was obtained.

得られたポリマーEについて、標準ポリスチレンで校正されたSEC(Size Exclusion Chromatography)測定を行なった結果、ポリマーの重量平均分子量(Mw)が170320と見積もられた。
ここで、SECの測定は、実施例4の「(1)水溶性重合体(ポリマーD)の合成」に記載の方法と同様にした。
The obtained polymer E was subjected to SEC (Size Exclusion Chromatography) measurement calibrated with standard polystyrene. As a result, the weight average molecular weight (Mw) of the polymer was estimated to be 170320.
Here, the SEC was measured in the same manner as in the method described in “(1) Synthesis of water-soluble polymer (polymer D)” in Example 4.

また、得られたポリマーEに含まれるNASとNAMとのモル比(NAS/NAM)は、1H−NMR測定からNAS/NAM=8.4/91.6と見積もられた。 The molar ratio (NAS / NAM) between NAS and NAM contained in the obtained polymer E was estimated to be NAS / NAM = 8.4 / 91.6 from 1 H-NMR measurement.

(2)金チップの表面処理
固相として金チップを用いた。金チップのスクシンイミド基の導入は、実施例4の「(2)金チップの表面処理」と同様にした。
(2) Surface treatment of gold chip A gold chip was used as a solid phase. The introduction of the succinimide group of the gold chip was carried out in the same manner as in “(2) Surface treatment of gold chip” in Example 4.

(3)ポリマーEを用いた相互作用物質構造体の形成
水溶性重合体としてポリマーEを用いたこと以外は、実施例4の「(3)スクシンイミド基を有する固相表面上での相互作用物質構造体の形成」と同様にした。これにより、金チップの表面にマウスIgG及びポリマーEとをそれぞれ相互作用物質及び水溶性重合体とする、相互作用物質構造体を得た。
(3) Formation of interacting substance structure using polymer E Except that polymer E was used as the water-soluble polymer, “(3) interacting substance on solid surface having succinimide group” in Example 4 Same as “Formation of structure”. As a result, an interacting substance structure having mouse IgG and polymer E as the interacting substance and water-soluble polymer on the surface of the gold chip was obtained.

<実施例4および比較例4で得られた相互作用物質構造体による標的分子の捕捉と検出>
上記のように実施例4および比較例4で作製した相互作用物質構造体を表面に有する金チップの性能を蛍光強度法で分析した。上記の相互作用物質構造体金チップに3重量%BSAを含むPBS(−)2mlを表面を覆うように滴下し、室温にて1時間ブロッキングした。溶液を除去した後に水洗し、標的分子として50μg/mLのCy5標識ProteinAを含むPBS(−)を1mlを相互作用物質構造体が形成された金チップ上に表面を覆うように添加し、室温で1時間インキュベートした。溶液を除去した後、反応に関与しなかった余分な標的分子を除去することを目的として0.05%Tween20を含むPBS(−)を用いて充分に洗浄を行なった。さらに水洗した後に、圧空にて乾燥し、InnoScan700 Microarray Scanner(INNOPSYS社製)を用いて励起波長635nmにて相互作用物質構造体の中心付近のCy5の蛍光強度測定を行なった。尚、解析ソフトウェアとしてMAPIX(INNOPSYS社製)を用いた。
ここで、上記Cy5標識ProteinAの作製は以下の方法で行った。Protein水溶液(RepliGen社製)のバッファーを100mM炭酸バッファー(pH9.4)に交換し、ProteinA濃度が1mg/mlとなるように調製した。この1mg/mlProteinA溶液1mlをCy5 Mono-Reactive Dye Pack(GE Healthcare製)1本に添加し、混合した。この混合溶液を室温にて30分インキュベーションした。その後、PD−10 Columns(GE Healthcare製)を用い、PBS(−)を展開溶媒として使用し、前記混合液から未反応のCy5を取り除き、Cy5標識ProteinAを得た。
<Capture and detection of target molecule by interacting substance structure obtained in Example 4 and Comparative Example 4>
As described above, the performance of the gold chip having the interacting substance structure produced in Example 4 and Comparative Example 4 on its surface was analyzed by the fluorescence intensity method. 2 ml of PBS (−) containing 3 wt% BSA was dropped onto the above interacting substance structure gold chip so as to cover the surface, and blocked at room temperature for 1 hour. After removing the solution, it was washed with water, and 1 ml of PBS (−) containing 50 μg / mL of Cy5-labeled Protein A as a target molecule was added so as to cover the surface of the gold chip on which the interacting substance structure was formed. Incubated for 1 hour. After removing the solution, washing was sufficiently performed using PBS (−) containing 0.05% Tween 20 for the purpose of removing excess target molecules not involved in the reaction. After further washing with water, the sample was dried with compressed air, and the fluorescence intensity of Cy5 near the center of the interactive substance structure was measured at an excitation wavelength of 635 nm using an InnoScan700 Microarray Scanner (manufactured by INNOPSYS). Note that MAPIX (manufactured by INNOPSYS) was used as analysis software.
Here, the production of Cy5-labeled Protein A was performed by the following method. The protein aqueous solution (RepliGen) buffer was replaced with a 100 mM carbonate buffer (pH 9.4) to prepare a Protein A concentration of 1 mg / ml. 1 ml of this 1 mg / ml Protein A solution was added to one Cy5 Mono-Reactive Dye Pack (manufactured by GE Healthcare) and mixed. This mixed solution was incubated at room temperature for 30 minutes. Thereafter, PD-10 Columns (manufactured by GE Healthcare) was used, PBS (−) was used as a developing solvent, and unreacted Cy5 was removed from the mixed solution to obtain Cy5-labeled Protein A.

結果を図6に示す。図6において、本実施例は、比較例4と比較して中性領域(Buffer pH7.4)で、より高い蛍光強度(Intensity)を示した。このことから、ポリマーDを用いることでより多くの標的分子を捕捉可能であることが示された。   The results are shown in FIG. In FIG. 6, this example showed higher fluorescence intensity (Intensity) in the neutral region (Buffer pH 7.4) compared to Comparative Example 4. From this, it was shown that more target molecules can be captured by using the polymer D.

また、標的分子相互作用物質固定化担体に捕捉された標的分子に由来するCy5の蛍光画像を図6に示す。ポリマーDを用いて作製した相互作用物質構造体は、スポット(以下、相互作用物質と水溶性重合体の混合物を供給した領域のことをいう)内部にもCy5の蛍光が確認され、相互作用物質構造体が均一に形成されたことがわかる。しかし、ポリマーEを用いて作製した相互作用物質構造体(比較例4)はスポット内部では蛍光強度が極めて低く、リング状にスポットの周囲にのみCy5の蛍光が強く確認され、相互作用物質構造体が不均一に形成されたことがわかる。   Further, FIG. 6 shows a fluorescence image of Cy5 derived from the target molecule captured by the target molecule interaction substance-immobilized carrier. The interaction substance structure produced using the polymer D was confirmed to have Cy5 fluorescence inside the spot (hereinafter referred to as a region to which a mixture of the interaction substance and the water-soluble polymer was supplied). It can be seen that the structure was formed uniformly. However, the interaction substance structure (Comparative Example 4) produced using the polymer E has a very low fluorescence intensity inside the spot, and Cy5 fluorescence is strongly confirmed only around the spot in a ring shape. It can be seen that is formed unevenly.

本発明の標的分子相互作用物質固定化担体は、医療・診断、遺伝子解析、プロテオミクス、マイクロエレクトロニクス、膜分離等の分野において好適に使用できる。   The target molecule-interacting substance-immobilized carrier of the present invention can be suitably used in the fields of medicine / diagnosis, gene analysis, proteomics, microelectronics, membrane separation and the like.

Claims (21)

固相担体と、
該固相担体に固定化された互いに結合してなる標的分子相互作用物質と水溶性重合体とを含む構造体、
とを含む標的分子相互作用物質固定化担体であって、
前記水溶性重合体はスペーサーと重合性基を含む化合物の水溶性重合体であり、前記標的分子相互作用物質は該スペーサーを介して前記水溶性重合体に結合している、標的分子を捕捉・検出するための標的分子相互作用物質固定化担体。
A solid support;
A structure comprising a target molecule interacting substance and a water-soluble polymer which are bonded to each other and fixed to the solid phase carrier;
A target molecule interaction substance-immobilized carrier comprising:
The water-soluble polymer is a water-soluble polymer of a compound containing a spacer and a polymerizable group, and the target molecule-interacting substance captures the target molecule bonded to the water-soluble polymer through the spacer. A target molecule interaction substance-immobilized carrier for detection.
前記水溶性重合体は、標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基がスペーサーを介して重合性基に結合してなる化合物の水溶性重合体であり、標的分子相互作用物質は前記官能基を介して水溶性重合体に結合している、請求項1に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。   The water-soluble polymer is a water-soluble polymer of a compound in which a functional group for covalently bonding a target molecule interacting substance is bonded to a polymerizable group via a spacer, and the target molecule interacting substance is the functional group. The target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to claim 1, which is bound to a water-soluble polymer via a group. スペーサーが下記式で表される、請求項1または2に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
-(Y)q-
ここで、Yは炭素数1〜10のアルキレンオキシ基又はアルキレン基を示し、qは1〜20の整数を示すが、qが2以上20以下の整数である場合、繰り返されるYは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
The target molecule interaction substance immobilization support according to claim 1 or 2, wherein the spacer is represented by the following formula.
-(Y) q-
Here, Y represents an alkyleneoxy group having 1 to 10 carbon atoms or an alkylene group, and q represents an integer of 1 to 20, but when q is an integer of 2 or more and 20 or less, the repeated Ys are the same. Or different.
重合性基がアクリル基またはメタクリル基である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。 The target molecule interaction substance immobilization support according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymerizable group is an acrylic group or a methacryl group. 前記化合物が、下記一般式(II)で表されるエチレン系不飽和重合性モノマーである、請求項4に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
Figure 2011007785
(式中R7は水素原子又はメチル基を示し、Wは標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基を示す。)
The target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to claim 4, wherein the compound is an ethylenically unsaturated polymerizable monomer represented by the following general formula (II).
Figure 2011007785
(Wherein R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group, and W represents a functional group for covalently bonding the target molecule interacting substance.)
前記水溶性重合体が、スペーサーと重合性基を含む化合物と、親水性又は両親媒性の官能基を有する不飽和重合性モノマーとの共重合体である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。 The water-soluble polymer is a copolymer of a compound containing a spacer and a polymerizable group and an unsaturated polymerizable monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group. Item 6. A target molecule interaction substance-immobilized carrier according to Item. 下記(1)〜(3)に示す工程を少なくとも含む方法により製造されることを特徴とする、請求項6に記載の標的分子相互作用物質固定化担体;
(1)親水性又は両親媒性の官能基を有する不飽和重合性モノマーと、前記一般式(II)で表されるエチレン系不飽和重合性モノマーとを共重合させて水溶性重合体を合成する工程
(2)(1)の工程で得られた水溶性重合体と、標的分子相互作用物質とを混合する工程

(3)(2)の工程で得られた混合物を、前記官能基Wを共有結合するための官能基又は標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基を有する固相表面に供給する工程。
The target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to claim 6, which is produced by a method including at least the steps shown in the following (1) to (3);
(1) A water-soluble polymer is synthesized by copolymerizing an unsaturated polymerizable monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group and the ethylenically unsaturated polymerizable monomer represented by the general formula (II). The step (2) the step of mixing the water-soluble polymer obtained in the step (1) and the target molecule interacting substance,
(3) A step of supplying the mixture obtained in the step (2) to a solid phase surface having a functional group for covalently binding the functional group W or a functional group for covalently binding a target molecule interacting substance. .
親水性又は両親媒性の官能基を有する不飽和重合性モノマーが下記式(I)で表わされるホスホリルコリン類似基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーである、請求項6または7に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。
Figure 2011007785
(式中、R1は炭素数2〜10の2価の炭化水素基を示し、R2は炭素数1〜4の2価の炭化水素基を示し、R3、R4及びR5はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、R6は水素原子又はメチル基を示す。)
The target molecule according to claim 6 or 7, wherein the unsaturated polymerizable monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group is an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a phosphorylcholine-like group represented by the following formula (I): Interactive substance-immobilized carrier.
Figure 2011007785
(In the formula, R 1 represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, R 2 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 , R 4 and R 5 each represents Independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
水溶性重合体全体に対する、前記一般式(I)で表わされるホスホリルコリン類似基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーに由来する構成単位の割合が、30モル%以上であることを特徴とする、請求項8に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。   The proportion of structural units derived from an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a phosphorylcholine-like group represented by the general formula (I) with respect to the entire water-soluble polymer is 30 mol% or more, Item 9. The target molecule interaction substance-immobilized carrier according to Item 8. 前記水溶性重合体が、さらに疎水性ユニットを有する不飽和重合性モノマーに由来する構成単位を含む、請求項6〜9のいずれか一項に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。   The target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to any one of claims 6 to 9, wherein the water-soluble polymer further includes a structural unit derived from an unsaturated polymerizable monomer having a hydrophobic unit. 前記疎水性ユニットを有する不飽和重合性モノマーがn−ブチルメタクリレートである、請求項10に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。   The target molecule interaction substance immobilization support according to claim 10, wherein the unsaturated polymerizable monomer having a hydrophobic unit is n-butyl methacrylate. 下記(1)〜(3)に示す工程を少なくとも含む、請求項6〜11のいずれか一項に記載の標的分子相互作用物質固定化担体の製造方法;
(1)親水性又は両親媒性の官能基を有する不飽和重合性モノマーと、前記一般式(II)で表わされるエチレン系不飽和重合性モノマーとを共重合させて水溶性重合体を合成する工程、
(2)(1)の工程で得られた水溶性重合体と、標的分子相互作用物質とを混合する工程、
(3)(2)の工程で得られた混合物を、前記官能基Wを共有結合するための官能基又は標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基を有する固相表面に供給する工程。
The method for producing a target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to any one of claims 6 to 11, comprising at least the steps shown in (1) to (3) below:
(1) A water-soluble polymer is synthesized by copolymerizing an unsaturated polymerizable monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group and the ethylenically unsaturated polymerizable monomer represented by the general formula (II). Process,
(2) A step of mixing the water-soluble polymer obtained in the step (1) and the target molecule interacting substance,
(3) A step of supplying the mixture obtained in the step (2) to a solid phase surface having a functional group for covalently binding the functional group W or a functional group for covalently binding a target molecule interacting substance. .
下記(1)〜(3)に示す工程を少なくとも含む方法により製造されることを特徴とする、標的分子を捕捉・検出するための、標的分子相互作用物質固定化担体;
(1)下記一般式(I)で表わされるホスホリルコリン類似基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーと、下記一般式(II)で表わされるエチレン系不飽和重合性モノマーとを共重合させて水溶性重合体を合成する工程、
Figure 2011007785
(式中R1は炭素数2〜10の2価の炭化水素基を示し、R2は炭素数1〜4の2価の炭化水素基を示し、R3、R4及びR5はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、R6は水素原子又はメチル基を示す。)
Figure 2011007785
(式中R7は水素原子又はメチル基を示し、Yは炭素数1〜10のアルキレンオキシ基又はアルキレン基を示し、Wは標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基を示し、qは1〜20の整数を示す。qが2以上20以下の整数である場合、繰り返されるYは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
(2)(1)の工程で得られた水溶性重合体と、標的分子相互作用物質とを混合する工程、
(3)(2)の工程で得られた混合物を、前記官能基Wを共有結合するための官能基又は標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基を有する固相表面に供給する工程。
A target molecule interaction substance-immobilized carrier for capturing and detecting a target molecule, which is produced by a method including at least the steps shown in the following (1) to (3);
(1) Water-soluble by copolymerizing an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a phosphorylcholine-like group represented by the following general formula (I) and an ethylenically unsaturated polymerizable monomer represented by the following general formula (II) A step of synthesizing a polymer;
Figure 2011007785
(Wherein R 1 represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, R 2 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 , R 4 and R 5 are each independently selected. And represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
Figure 2011007785
(Wherein R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group, Y represents an alkyleneoxy group or alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, W represents a functional group for covalently bonding the target molecule interacting substance, q Represents an integer of 1 to 20. When q is an integer of 2 or more and 20 or less, the repeated Ys may be the same or different.
(2) A step of mixing the water-soluble polymer obtained in the step (1) and the target molecule interacting substance,
(3) A step of supplying the mixture obtained in the step (2) to a solid phase surface having a functional group for covalently binding the functional group W or a functional group for covalently binding a target molecule interacting substance. .
前記(3)の工程により固相表面に供給された混合物を乾燥させる工程をさらに含む方法により製造される、請求項13に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。   The target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to claim 13, which is produced by a method further comprising a step of drying the mixture supplied to the solid surface by the step (3). 前記(1)の工程において、前記一般式(I)で表わされるホスホリルコリン類似基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーが、共重合に用いられる全モノマーの30モル%以上であることを特徴とする請求項13または14に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。   In the step (1), the ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a phosphorylcholine-like group represented by the general formula (I) is 30 mol% or more of the total monomers used for copolymerization. The target molecule interaction substance immobilization support according to claim 13 or 14. 前記(1)の工程において、さらに疎水性ユニットを有するエチレン系不飽和重合性モノマーを共重合させることにより製造される、請求項13〜15のいずれか一項に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。   The target molecule interaction substance immobilization according to any one of claims 13 to 15, which is produced by copolymerizing an ethylenically unsaturated polymerizable monomer further having a hydrophobic unit in the step (1). Carrier. 前記疎水性ユニットを有するエチレン系不飽和重合性モノマーがn−ブチルメタクリレートである請求項16に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。   The target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to claim 16, wherein the ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a hydrophobic unit is n-butyl methacrylate. 下記(1)〜(3)に示す工程を少なくとも含む、請求項13〜17のいずれか一項に
記載の標的分子相互作用物質固定化担体の製造方法;
(1)下記一般式(I)で表わされるホスホリルコリン類似基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーと、下記一般式(II)で表わされるエチレン系不飽和重合性モノマーとを共重合させて水溶性重合体を合成する工程、
Figure 2011007785
(式中R1は炭素数2〜10の2価の炭化水素基を示し、R2は炭素数1〜4の2価の炭化水素基を示し、R3、R4及びR5はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、R6は水素原子又はメチル基を示す。)
Figure 2011007785
(式中R7は水素原子又はメチル基を示し、Yは炭素数1〜10のアルキレンオキシ基又はアルキレン基を示し、Wは標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基を示し、qは1〜20の整数を示す。qが2以上20以下の整数である場合、繰り返されるYは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
(2)(1)の工程で得られた水溶性重合体と、標的分子相互作用物質とを混合する工程、
(3)(2)の工程で得られた混合物を、前記官能基Wを共有結合するための官能基又は標的分子相互作用物質を共有結合するための官能基を有する固相表面に供給する工程。
The method for producing a target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to any one of claims 13 to 17, comprising at least the steps shown in the following (1) to (3);
(1) Water-soluble by copolymerizing an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a phosphorylcholine-like group represented by the following general formula (I) and an ethylenically unsaturated polymerizable monomer represented by the following general formula (II) A step of synthesizing a polymer;
Figure 2011007785
(Wherein R 1 represents a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, R 2 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 , R 4 and R 5 are each independently selected. And represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
Figure 2011007785
(Wherein R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group, Y represents an alkyleneoxy group or alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, W represents a functional group for covalently bonding the target molecule interacting substance, q Represents an integer of 1 to 20. When q is an integer of 2 or more and 20 or less, the repeated Ys may be the same or different.
(2) A step of mixing the water-soluble polymer obtained in the step (1) and the target molecule interacting substance,
(3) A step of supplying the mixture obtained in the step (2) to a solid phase surface having a functional group for covalently binding the functional group W or a functional group for covalently binding a target molecule interacting substance. .
標的分子が、標的分子相互作用物質を介して結合した、請求項1〜11および13〜17のいずれか一項に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。 The target molecule interaction substance immobilization carrier according to any one of claims 1 to 11 and 13 to 17, wherein the target molecule is bound via a target molecule interaction substance. 標的分子が蛋白質、ペプチド、核酸および低分子化合物からなる群より選ばれる、請求項19に記載の標的分子相互作用物質固定化担体。 The target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to claim 19, wherein the target molecule is selected from the group consisting of proteins, peptides, nucleic acids, and low molecular weight compounds. 請求項19または20に記載の標的分子相互作用物質固定化担体を含むバイオチップ。 A biochip comprising the target molecule-interacting substance-immobilized carrier according to claim 19 or 20.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014222152A (en) * 2013-05-13 2014-11-27 国立大学法人 東京大学 Magnetic nanoparticle coated with polymer brush layer

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