JP2012093290A - Particle for medical use and method of capturing physiologically active substance - Google Patents

Particle for medical use and method of capturing physiologically active substance Download PDF

Info

Publication number
JP2012093290A
JP2012093290A JP2010242167A JP2010242167A JP2012093290A JP 2012093290 A JP2012093290 A JP 2012093290A JP 2010242167 A JP2010242167 A JP 2010242167A JP 2010242167 A JP2010242167 A JP 2010242167A JP 2012093290 A JP2012093290 A JP 2012093290A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
biotin
repeating unit
polymer
medical
particle according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010242167A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Matsumoto
孝行 松元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP2010242167A priority Critical patent/JP2012093290A/en
Publication of JP2012093290A publication Critical patent/JP2012093290A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a particle for medical use having an excellent capability of fixing a biotin-binding protein compound and being quickly and easily recovered by general-purpose equipment such as a desktop small-sized centrifuge; and to provide a method of capturing physiologically active substances using the medical particles.SOLUTION: In this particle for medical use having a function of capturing a biologically active substance, a polymer is immobilized on the surface of a particulate substrate, and includes: a first repetition unit having a hydrophilic group at a side chain; and a second repetition unit having biotin derivative at the terminal of the side chain. This particle can selectively capture the biologically active substance including the biotin-binding protein and suppress adsorption and binding of unnecessary biologically active substances and fluorescent substance other than that.

Description

本発明は、医療用粒子および生理活性物質の捕捉方法に関する。 The present invention relates to a medical particle and a method for capturing a physiologically active substance.

ビオチンはビオチン結合性タンパク質と特異的に結合反応を生じることは古くから知られており、その結合力は抗原−抗体反応の100万倍以上と強く、ほとんど非可逆反応に近い結合性を示す。この特性を活かし、ビオチン−ビオチン結合タンパク質反応は、生化学分野における検出反応によく用いられる。 It has been known for a long time that biotin causes a specific binding reaction with a biotin-binding protein, and its binding power is as strong as 1 million times or more that of an antigen-antibody reaction, and it exhibits a binding property almost similar to an irreversible reaction. Taking advantage of this property, the biotin-biotin binding protein reaction is often used for detection reactions in the biochemical field.

ビオチンは分子量244の分子で分子末端にカルボシキル基を有することからヒドロキシスクシンイミドなどで活性エステル化することで簡便にアミノ残基を有する物質と結合でき、ビオチン標識することが可能となり、これらのことによりアビジン−ビオチン結合を用いた分子認識反応が広く用いられるようになった。 Since biotin is a molecule with a molecular weight of 244 and has a carboxyl group at the molecular end, it can be easily bound to a substance having an amino residue by active esterification with hydroxysuccinimide or the like, and biotin can be labeled. A molecular recognition reaction using an avidin-biotin bond has been widely used.

一方ビオチン結合タンパク質で最も古くから利用されている物質はアビジンであり、アビジンは生卵白由来のタンパク質である。また、微生物であるStreptomyces avidiniiからストレプトアビジンが精製されるようになってからは、入手もしやすくなり、汎用されるようになった。また、アビジンを脱グリコシル化することでレクチン等、糖鎖との相互作用により発生する非特異吸着を抑えたニュートラアビジンが開発され、元来のアビジン、ストレプトアビジン、ニュートラアビジンと、ビオチン結合タンパク質群として機能タンパク質のグループを形成している。 On the other hand, a biotin-binding protein that has been used for a long time is avidin, and avidin is a protein derived from raw egg white. In addition, after streptavidin has been purified from Streptomyces avidini, which is a microorganism, it has become easy to obtain and has become widely used. In addition, neutravidin has been developed that suppresses non-specific adsorption caused by interaction with sugar chains such as lectins by deglycosylating avidin. As a functional protein group.

前記のようなビオチン−ビオチン結合タンパク質群の反応をより簡便に用い、生体物質固定化やそれを用いた免疫分析のための、種々のシステムが開発されているが、その多くはビオチン結合性タンパク質群を基材に結合させる方法が取られている。 Various systems for immobilizing biological materials and immunoassay using the biotin-biotin-binding protein group reaction as described above have been developed more easily, but most of them are biotin-binding proteins. A method has been taken to bond the group to the substrate.

基材にビオチンを固定化させる系は、ビオチンを固定化して、その上にビオチン結合性タンパク質群を結合させるために使用されることが多い。
これは、ビオチン結合タンパク質が、ビオチンとの結合部位を1分子中に複数持つものもが多く(例えば、ストレプトアビジン1分子中に4箇所のビオチン結合部位)、基材上に固定化したビオチンに、ビオチン結合タンパク質を結合させた後、更に、ビオチンを含む生理活性物質等を捕捉させるためのものである。
例えば、特許文献1には、水不溶性ポリマー粒子にビオチンを固定化する方法が記載されている。これは、水不溶性ポリマー粒子にカゼイン分子を結合させ、該カゼイン分子をバインダーにしてビオチンを固定化する方法である。
A system in which biotin is immobilized on a substrate is often used for immobilizing biotin and binding a biotin-binding protein group thereon.
In many cases, biotin-binding proteins have multiple binding sites for biotin in one molecule (for example, four biotin-binding sites in one streptavidin molecule). After the biotin-binding protein is bound, the bioactive substance containing biotin is further captured.
For example, Patent Document 1 describes a method of immobilizing biotin on water-insoluble polymer particles. In this method, casein molecules are bound to water-insoluble polymer particles, and biotin is immobilized using the casein molecules as a binder.

一方、特許文献2には、スライドグラス上にビオチン分子を固定化し、そのビオチン分子を介して、アビジン、更に、DNAのプローブ分子を固定化したビオチン分子を
基材−ビオチン−アビジン−ビオチン−プローブ
の順に固定化した生体分子マイクロアレイの作製方法が記載されている。
この方法も、特許文献2と同様に非特異吸着に対する対策が講じておられず、対象物が、夾雑物の場合等による、非特異吸着によるブックグランド値の上昇、S/N比の悪化に対応しきれないという欠点があった。
On the other hand, in Patent Document 2, a biotin molecule is immobilized on a slide glass, and a biotin molecule on which a probe molecule of DNA is further immobilized with a biotin molecule via the biotin molecule is base-biotin-avidin-biotin-probe. A method for producing a biomolecule microarray immobilized in this order is described.
In this method, too, no countermeasures against non-specific adsorption are taken as in Patent Document 2, and the increase in the book ground value due to non-specific adsorption and the deterioration of the S / N ratio due to the case where the target object is a contaminant. There was a drawback that it could not cope.

特開昭63−192186JP 63-192186 A 特開2002−153272JP 2002-153272 A

本発明の目的は、ビオチン化合物の固定化能力に優れ、かつ、卓上小型遠心機など汎用の設備で迅速・簡単に回収できる医療用粒子およびその医療用粒子を用いた生理活性物質の捕捉方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a medical particle that has an excellent ability to immobilize a biotin compound and can be quickly and easily collected by general-purpose equipment such as a desktop small centrifuge and a method for capturing a physiologically active substance using the medical particle. It is to provide.

このような目的は、下記(1)〜(12)に記載の本発明により達成される。
(1)生理活性物質を捕捉する機能を有する医療用粒子であって、
粒子状の基材の表面に、重合体が固定化されており、
前記重合体は、側鎖に親水性基を有する第1繰り返しユニットと、側鎖の末端にビオチン誘導体を有する第2繰り返しユニットとを有することを特徴とする医療用粒子。
(2)前記第2繰り返しユニットは、アルキレングリコール残基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーの重合体の側鎖末端にビオチン誘導体を結合させたものである(1)に記載の医療用粒子。
(3)前記重合体が前記第1繰り返しユニットと前記第2繰り返しユニットとのランダム共重合体である(1)または(2)に記載の医療用粒子。
(4)前記第1繰り返しユニットと、前記第2繰り返しユニットとの共重合比(第1繰り返しユニット/第2繰り返しユニット)が、97/3〜50/50である(1)ないし(3)のいずれか1項に記載の医療用粒子。
(5)ビオチン誘導体は、ビオチン末端カルボキシル基にアミノ基を導入し末端アミノ基修飾ビオチンである少なくとも一種以上である(1)ないし(4)のいずれか1項に記載の医療用粒子。
(6)前記第1繰り返しユニットは、アルキレングリコール残基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーの重合体である(1)ないし(5)のいずれか1項に記載の医療用粒子。
(7)前記アルキレングリコール残基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーが、下記式(1)で表されるモノマーである(6)に記載の医療用粒子。

Figure 2012093290
(8)前記粒子状の基材は、無機材料で構成されている(1)ないし(7)のいずれか1項に記載の医療用粒子。
(9)前記無機材料が、無機酸化物である(8)に記載の医療用粒子。
(10)前記無機酸化物が、酸化ケイ素である(9)に記載の医療用粒子。
(11)前記粒子状の基材表面にシランカップリング剤を介して導入された重合性官能基が、前記重合体合成時に重合体中に取り込まれることにより、前記粒子状の基材と前記重合体とが共有結合で固定化されている(1)ないし(10)のいずれか1項に記載の医療用粒子。
(12)(1)ないし(11)のいずれか1項に記載の医療用粒子を用いることを特徴とする、生理活性物質の捕捉方法。
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (12).
(1) Medical particles having a function of capturing a physiologically active substance,
The polymer is immobilized on the surface of the particulate substrate,
The medical particle, wherein the polymer has a first repeating unit having a hydrophilic group in a side chain and a second repeating unit having a biotin derivative at a terminal of the side chain.
(2) The medical particle according to (1), wherein the second repeating unit is obtained by binding a biotin derivative to a side chain end of a polymer of an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having an alkylene glycol residue.
(3) The medical particle according to (1) or (2), wherein the polymer is a random copolymer of the first repeating unit and the second repeating unit.
(4) The copolymerization ratio (first repeat unit / second repeat unit) of the first repeat unit and the second repeat unit is 97/3 to 50/50 (1) to (3) The medical particles according to any one of the above.
(5) The biotin derivative according to any one of (1) to (4), wherein the biotin derivative is at least one kind of biotin terminal carboxyl group-introduced biotin which is a terminal amino group-modified biotin.
(6) The medical particle according to any one of (1) to (5), wherein the first repeating unit is a polymer of an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having an alkylene glycol residue.
(7) The medical particle according to (6), wherein the ethylenically unsaturated polymerizable monomer having an alkylene glycol residue is a monomer represented by the following formula (1).
Figure 2012093290
(8) The medical particle according to any one of (1) to (7), wherein the particulate base material is composed of an inorganic material.
(9) The medical particle according to (8), wherein the inorganic material is an inorganic oxide.
(10) The medical particle according to (9), wherein the inorganic oxide is silicon oxide.
(11) When the polymerizable functional group introduced into the surface of the particulate base material via a silane coupling agent is taken into the polymer during the synthesis of the polymer, the particulate base material and the weight The medical particle according to any one of (1) to (10), wherein the coalescence is immobilized by a covalent bond.
(12) A method for capturing a physiologically active substance, comprising using the medical particles according to any one of (1) to (11).

本発明によれば、ビオチン化合物の固定化能力に優れ、かつ、卓上小型遠心機など汎用の設備で迅速・簡単に回収できる医療用粒子および生理活性物質の捕捉方法を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the capture | acquisition method of the medical particle | grains and bioactive substance which is excellent in the fixability of a biotin compound, and can be collect | recovered rapidly and easily with general purpose equipment, such as a desktop small centrifuge, can be obtained.

以下、本発明の医療用粒子および生理活性物質の捕捉方法について説明する。
本発明の医療用粒子は、生理活性物質を捕捉する機能を有する医療用粒子であって、粒子状の基材の表面に、重合体が固定化されており、前記重合体は、側鎖に親水性基を有する第1繰り返しユニットと、側鎖の末端にビオチン誘導体を有する第2繰り返しユニットと、を有することを特徴とする。
また、本発明の生理活性物質の捕捉方法は、上記に記載の医療用粒子を用いることを特徴とする。
Hereinafter, the method for capturing medical particles and physiologically active substances of the present invention will be described.
The medical particles of the present invention are medical particles having a function of capturing a physiologically active substance, and a polymer is immobilized on the surface of a particulate base material, and the polymer is attached to a side chain. It has the 1st repeating unit which has a hydrophilic group, and the 2nd repeating unit which has a biotin derivative at the terminal of a side chain, It is characterized by the above-mentioned.
The method for capturing a physiologically active substance of the present invention is characterized by using the medical particles described above.

本発明の医療用粒子は、生理活性物質を捕捉する機能を有するものである。具体的には、ビオチン結合タンパク質を捕捉する機能を有する医療用粒子に関するものであり、ビオチン−ビオチン結合性タンパク質の結合反応を利用するものである。さらに具体的には、ビオチン誘導体を結合させた基材にビオチン結合タンパク質を含む生理活性物質を捕捉させることにより、該生理活性物質と特異的に結合する生体分子を選択的に回収しうる粒子を得るものである。
ここで、生理活性物質とは、例えばビオチン結合タンパク質を含む生体分子、例えば、ビオチン結合タンパク質と結合した抗原、抗体、ペプチド、DNA、RNA、糖、レクチン等を挙げることができる。
The medical particles of the present invention have a function of capturing a physiologically active substance. Specifically, the present invention relates to a medical particle having a function of capturing a biotin-binding protein and uses a biotin-biotin-binding protein binding reaction. More specifically, particles capable of selectively recovering biomolecules that specifically bind to a bioactive substance by capturing a bioactive substance containing a biotin-binding protein on a base material to which a biotin derivative is bound. To get.
Here, examples of the physiologically active substance include biomolecules including a biotin-binding protein, for example, antigens, antibodies, peptides, DNA, RNA, sugars, lectins and the like bound to a biotin-binding protein.

また、ビオチン結合タンパク質は、ビオチンとの結合部位を1分子中に複数持つものもが多く(例えば、ストレプトアビジン1分子中に4箇所のビオチン結合部位)、粒子上のビオチン誘導体に、ビオチン結合タンパク質を結合させた後、更に、ビオチン結合性タンパク質を結合させた粒子にビオチンを含む生理活性物質を捕捉させることにより、該生理活性物質と特異的に結合する生体分子を選択的に回収しうる粒子を得るものである。
ここで、生理活性物質とは、例えばビオチンを含む生体分子、例えば、ビオチン化した抗原、抗体、ペプチド、DNA、RNA、糖、レクチン等を挙げることができる。
In addition, many biotin-binding proteins have multiple binding sites for biotin (for example, four biotin-binding sites in one molecule of streptavidin). After binding biotin, the bioactive substance containing biotin can be selectively recovered by capturing bioactive substance containing biotin in the biotin-binding protein-bound particle. Is what you get.
Here, examples of the physiologically active substance include biomolecules including biotin, such as biotinylated antigen, antibody, peptide, DNA, RNA, sugar, lectin and the like.

前記粒子状の基材は、特に限定されるものではなく、有機材料、無機材料を問わず用いることができる。有機材料としては、例えばアフィニティクロマトグラフィーの担体として用いられる多孔性のアガロース粒子(商品名:Sepharose)、デキストラン粒子(商品名:Sephadex)の他に、ポリアクリルアミドゲル(商品名:Bio−Gel P、バイオラッド社)、ポリスチレン、エチレン−無水マレイン酸共重合物、ポリメタクリル酸メチル等の粒子が挙げられる。 The particulate base material is not particularly limited, and any organic material or inorganic material can be used. Examples of organic materials include porous agarose particles (trade name: Sepharose) and dextran particles (trade name: Sephadex) used as carriers for affinity chromatography, as well as polyacrylamide gel (trade name: Bio-Gel P, Biorad), polystyrene, ethylene-maleic anhydride copolymer, polymethyl methacrylate and the like.

また、無機材料としては、金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、オスミウム、鉄、銅、コバルト、およびこれらの合金や無機酸化物等が挙げられる。これらの中でも無機酸化物が粒子自体の強度が高い点で好ましい。中でも、酸化ケイ素が取り扱いやすく最も好ましい。 Examples of the inorganic material include gold, silver, platinum, palladium, iridium, rhodium, osmium, iron, copper, cobalt, and alloys and inorganic oxides thereof. Among these, inorganic oxides are preferable because the strength of the particles themselves is high. Among these, silicon oxide is most preferable because it is easy to handle.

前記粒子状の基材の平均粒径は、目的および用途に応じて適宜選択される。特に、無機物の場合、粒径の制御が困難な乳化重合や懸濁重合で有機物の粒子を製造する方法に比較して、粒径の制御が容易である。
具体的に、本発明の医療用粒子に用いる基材の粒径としては、用途によっても異なるが、平均粒径が数nm〜100μm程度のものが好ましい。特には、100nm〜50μmが好ましく、最も1μm〜40μmが好ましい。前記基材の平均粒径が前記範囲内であると、特に生理活性物質の捕捉量とハンドリングの良さとのバランスに優れる。
このような平均粒径は、例えば粒度分布計で測定することができる。
The average particle diameter of the particulate substrate is appropriately selected according to the purpose and application. In particular, in the case of an inorganic substance, the particle diameter can be easily controlled as compared with a method of producing organic particles by emulsion polymerization or suspension polymerization in which it is difficult to control the particle diameter.
Specifically, the particle diameter of the substrate used for the medical particles of the present invention is preferably one having an average particle diameter of about several nm to 100 μm, although it varies depending on the application. In particular, 100 nm to 50 μm is preferable, and 1 μm to 40 μm is most preferable. When the average particle size of the substrate is within the above range, the balance between the amount of the physiologically active substance captured and the good handling is particularly excellent.
Such an average particle diameter can be measured with a particle size distribution meter, for example.

前記粒子状の基材の表面には、重合体が固定されている。この重合体は、ビオチン誘導体を効率良く、かつ簡易に粒子状基材に結合することを可能とするものである。さらに、このビオチン誘導体と反応する別の物質(検出対象以外のタンパク質等)の非特異吸着を効果的に抑制するものである。 A polymer is fixed on the surface of the particulate substrate. This polymer makes it possible to bind a biotin derivative efficiently and easily to a particulate substrate. Furthermore, non-specific adsorption of another substance (such as a protein other than the detection target) that reacts with the biotin derivative is effectively suppressed.

前記重合体は、側鎖に親水性基を有する第1繰り返しユニットと、側鎖の末端にビオチン誘導体を有する第2繰り返しユニットと、を有する。すなわち、側鎖に親水性基を有する第1繰り返しユニットが、検出対象以外のタンパク質等の非特異吸着を抑制し、側鎖の末端にビオチン誘導体を有する第2繰り返しユニットがビオチン結合生理活性物質を捕捉することができるものである。 The polymer has a first repeating unit having a hydrophilic group in the side chain and a second repeating unit having a biotin derivative at the end of the side chain. That is, the first repeating unit having a hydrophilic group in the side chain suppresses non-specific adsorption of proteins other than the detection target, and the second repeating unit having a biotin derivative at the end of the side chain has a biotin-binding physiologically active substance. It can be captured.

前記側鎖に親水性基を有する第1繰り返しユニットは、例えばアルキレングリコール残基を有するエチレン系不飽和重合性モノマー、ホスホリルコリン基を有するエチレン系不飽和重合性モノマー等に由来するものである。これらの中でもアルキレングリコール残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ものが好ましい。これにより、血清中に含まれるタンパク質の非特異吸着を大きく抑制することができる。 The first repeating unit having a hydrophilic group in the side chain is derived from, for example, an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having an alkylene glycol residue, an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a phosphorylcholine group, or the like. Among these, those derived from an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having an alkylene glycol residue are preferred. Thereby, the nonspecific adsorption | suction of the protein contained in serum can be suppressed significantly.

具体的にアルキレングリコール残基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーは、下記式(1)で示されるように、(メタ)アクリル基と炭素数1〜10のアルキレングリコール残基Yの連鎖からなる化合物であることが好ましい。 Specifically, the ethylenically unsaturated polymerizable monomer having an alkylene glycol residue is composed of a chain of a (meth) acryl group and an alkylene glycol residue Y having 1 to 10 carbon atoms, as represented by the following formula (1). A compound is preferred.

Figure 2012093290
Figure 2012093290

前記式(1)中のアルキレングリコール残基Yの炭素数は1〜10であり、好ましくは1〜6であり、より好ましくは2〜4であり、更に好ましくは2〜3であり、最も好ましくは2である。炭素数が前記範囲内であると、特に非特異吸着の抑制に優れる。
また、アルキレングリコール残基Yの繰り返し数qは、特に限定されるものではないが、好ましくは1〜100の整数であり、より好ましくは2〜100の整数であり、更に好ましくは2〜95の整数であり、最も好ましくは20〜90の整数である。 前記繰り返し数qが前記範囲内であると、特に非特異吸着の抑制に優れる。
なお、繰り返し数qが、2以上100以下の場合は、繰り返されるアルキレングリコール残基Yの炭素数は同一であっても、異なっていてもよい。
Carbon number of alkylene glycol residue Y in said Formula (1) is 1-10, Preferably it is 1-6, More preferably, it is 2-4, More preferably, it is 2-3, Most preferably Is 2. When the carbon number is within the above range, it is particularly excellent in suppressing nonspecific adsorption.
Further, the repeating number q of the alkylene glycol residue Y is not particularly limited, but is preferably an integer of 1 to 100, more preferably an integer of 2 to 100, still more preferably 2 to 95. It is an integer, most preferably an integer of 20 to 90. When the repeat number q is within the above range, it is particularly excellent in suppressing nonspecific adsorption.
In addition, when the repeating number q is 2 or more and 100 or less, the carbon number of the alkylene glycol residue Y to be repeated may be the same or different.

前記アルキレングリコール残基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーとしては、具体的にはメトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート及びその水酸基の一置換エステル、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート及びその水酸基の一置換エステル、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールを側鎖とする(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられるが、目的とする生理活性物質以外の成分の非特異的吸着が少ないこと及び入手性からメトキシポリエチレングリコールメタクリレートまたはエトキシポリエチレングリコールメタクリレートが好ましい。 Specific examples of the ethylenically unsaturated polymerizable monomer having an alkylene glycol residue include methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, and 2-hydroxypropyl. (Meth) acrylate and mono-substituted ester thereof, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate and mono-substituted ester thereof, glycerol mono (meth) acrylate, (meth) acrylate having polypropylene glycol as a side chain, 2-methoxy Ethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate, ethoxypoly Ji glycol (meth) acrylate and the like, methoxy polyethylene glycol methacrylate or ethoxy polyethylene glycol methacrylate is preferred because it and availability is less nonspecific adsorption of components other than the physiologically active substance of interest.

また、側鎖の末端にビオチン誘導体を有する第2繰り返しユニットのビオチン誘導体は、生理活性物質に結合したビオチン結合タンパク質と特異的に反応する分子が好ましい。
また、ビオチン結合タンパク質は、具体的にはアビジン、ストレプトアビジン、ニュートラアビジンが好ましい。ビオチンと前記アビジン類との相互作用は非常に強く、特異性も高いためである。また、低分子であるビオチンを生理活性物質へ導入する事も容易な為、物質固定化の為の強力なツールとすることができる。
The biotin derivative of the second repeating unit having a biotin derivative at the end of the side chain is preferably a molecule that specifically reacts with a biotin-binding protein bound to a physiologically active substance.
Specifically, the biotin-binding protein is preferably avidin, streptavidin, or neutravidin. This is because the interaction between biotin and the avidins is very strong and highly specific. In addition, since biotin, which is a low molecule, can be easily introduced into a physiologically active substance, it can be a powerful tool for immobilizing substances.

前記第2繰り返しユニットは、例えば側鎖にアルキレングリコール残基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーや側鎖にグリシジル基を有するエチレン系不飽和重合性モノマー等に由来し、さらに側鎖の先端に上述したビオチン結合性タンパク質を結合したものが挙げられる。これらの中でも、側鎖にアルキレングリコール残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ユニットにビオチン結合性タンパク質を結合したものが好ましい。これにより、非特異吸着をより抑制することができる。 The second repeating unit is derived from, for example, an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having an alkylene glycol residue in the side chain or an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a glycidyl group in the side chain, and further at the tip of the side chain. What bound the biotin-binding protein mentioned above is mentioned. Among these, those obtained by binding a biotin-binding protein to a unit derived from an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having an alkylene glycol residue in the side chain are preferable. Thereby, nonspecific adsorption | suction can be suppressed more.

また、第2繰り返しユニットは、下記式(2)で示されるモノマーに由来するユニットのWを用いてビオチン結合性タンパク質を固定化したものであっても良い。 The second repeating unit may be a unit in which a biotin-binding protein is immobilized using W of a unit derived from a monomer represented by the following formula (2).

Figure 2012093290
Figure 2012093290

式(2)中のWは、活性エステルであり、具体的には例えばp−ニトロフェニル活性エステル基、N−ヒドロキシスクシンイミド活性エステル基、フタル酸イミド活性エステル基、5−ノルボルネン−2、3−ジカルボキシイミド活性エステル基等が挙げられるが、中でもp−ニトロフェニル活性エステル基又はN−ヒドロキシスクシンイミド活性エステル基が好ましく、p−ニトロフェニル活性エステル基が最も好ましい。これにより、ビオチン誘導体と、活性エステルの反応性を向上することができ、第2繰り返しユニットの側鎖の末端にビオチン誘導体を配置することが容易となる。 W in Formula (2) is an active ester, specifically, for example, p-nitrophenyl active ester group, N-hydroxysuccinimide active ester group, phthalimide active ester group, 5-norbornene-2, 3- Examples thereof include a dicarboximide active ester group, among which a p-nitrophenyl active ester group or an N-hydroxysuccinimide active ester group is preferable, and a p-nitrophenyl active ester group is most preferable. Thereby, the reactivity of a biotin derivative and an active ester can be improved, and it becomes easy to arrange a biotin derivative at the end of the side chain of the second repeating unit.

前記重合体の前述した第1繰り返しユニットと、第2繰り返しユニットとの共重合比(第1繰り返しユニット/第2繰り返しユニット)は、特に限定されないが、97/3〜50/50であることが好ましく、特に95/5〜70/30であることが好ましい。共重合比が前記範囲内であると、特に非特異吸着を効果的に抑制するとともに、ビオチン化合物の捕捉効果に優れる。
前記共重合比は、例えばX線光電子分光分析(XPS)で元素組成を評価することで算出できる。
The copolymerization ratio (first repeating unit / second repeating unit) between the first repeating unit and the second repeating unit of the polymer is not particularly limited, but is 97/3 to 50/50. Particularly preferred is 95/5 to 70/30. When the copolymerization ratio is within the above range, non-specific adsorption is particularly effectively suppressed and the biotin compound capturing effect is excellent.
The copolymerization ratio can be calculated, for example, by evaluating the elemental composition by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

前記重合体は、第1繰り返しユニットと第2繰り返しユニットを含むランダム共重合体であることが好ましい。これにより、第2繰り返しユニットの側鎖の末端に存在するビオチン誘導体が分散するために、有効に作用することができる。 The polymer is preferably a random copolymer including a first repeating unit and a second repeating unit. Thereby, since the biotin derivative which exists in the terminal of the side chain of the 2nd repeating unit disperses, it can work effectively.

前記重合体の重量平均分子量は、特に限定されないが、5000〜1000000であることが好ましく、特に10000〜100000であることが好ましい。重量平均分子量が前記範囲内であると、合成時のハンドリングがよく、また、非特異吸着を効果的に抑制することができる。 Although the weight average molecular weight of the said polymer is not specifically limited, It is preferable that it is 5000-1 million, and it is especially preferable that it is 10000-100,000. When the weight average molecular weight is within the above range, handling during synthesis is good, and nonspecific adsorption can be effectively suppressed.

本発明の医療用粒子では、前記第1繰り返しユニット、前記第2繰り返しユニット、および側鎖にシランカップリング剤を有するユニットからなる重合体が、前記基材にシランカップリング剤を介して結合されていても良い。これにより、ポリマーがビーズから脱離するのを防ぐことができる。 In the medical particle of the present invention, a polymer composed of the first repeating unit, the second repeating unit, and a unit having a silane coupling agent in the side chain is bonded to the base material via the silane coupling agent. May be. This can prevent the polymer from detaching from the beads.

前記側鎖にシランカップリング剤を有するユニットとしては、メタクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン、メタクリロキシプロピルジメチルエトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシランに由来するものが挙げられる。 As the unit having a silane coupling agent in the side chain, methacryloxypropyldimethylmethoxysilane, methacryloxypropyldimethylethoxysilane, methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, Those derived from methacryloxypropyltriethoxysilane are mentioned.

シランカップリング剤により、粒子に結合した重合体を形成する具体的な方法としては、無機酸化物の場合は、表面に存在する水酸基との間のカップリング反応で容易に結合させることができる。 As a specific method for forming a polymer bonded to particles by a silane coupling agent, in the case of an inorganic oxide, it can be easily bonded by a coupling reaction with a hydroxyl group present on the surface.

前記シランカップリング剤を用いることで、ポリマーがビーズから脱離することを防ぐことができることから、医療用粒子しての使用において、繰り返される加熱処理や、洗浄工程において、ポリマーの溶解を防ぐことが可能であり、さらに、ポリマーの脱離に伴い発生する、非特異吸着の劣化が抑制され、化学的、物理的安定した医療用粒子を提供することが可能となる。
また、検出対象以外のタンパク質等に対する非特異吸着が少なく、かつ、検出対象は、ビオチン誘導体とビオチン結合タンパク質の高い反応性により、粒子表面に捕捉することが可能であるので、S/N比の高い医療用粒子を提供することができる。
By using the silane coupling agent, it is possible to prevent the polymer from detaching from the beads. Therefore, in the use as medical particles, the polymer is prevented from being dissolved in repeated heat treatments and washing steps. Furthermore, it is possible to provide chemically and physically stable medical particles in which deterioration of non-specific adsorption that occurs with the desorption of the polymer is suppressed.
In addition, since non-specific adsorption to proteins other than the detection target is small and the detection target can be captured on the particle surface due to the high reactivity of the biotin derivative and the biotin-binding protein, the S / N ratio is low. High medical particles can be provided.

(重合体固定ビーズの作製)
前記重合体固定ビーズの作製について述べる。本発明のビーズの合成方法は、特に限定されるものではないが、合成の容易さから、ビーズ粒子表面に、重合性官能基を有するシランカップリング剤を固定化し、前記のビオチン結合タンパク質を固定化する官能基を有するエチレン系不飽和重合性モノマー、アルキレングリコール残基を有するエチレン系不飽和重合性モノマー、および該ビーズを含む混合物を、重合開始剤存在下、溶媒中でラジカル重合することが好ましい。
溶媒としてはそれぞれのエチレン系不飽和重合性モノマーが溶解するものであればよく、例えば、2−ブタノン、メタノール、エタノール、t−ブチルアルコール、ベンゼン、トルエン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロメタン、クロロホルムなどを挙げることができる。これらの溶媒は、単独または2種以上の組み合わせで用いられる。
重合開始剤としては通常のラジカル開始剤ならいずれでもよく、例えば、2,2’−アゾビスイソブチルニトリル(以下「AIBN」という)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1 −カルボニトリル)などのアゾ化合物、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウリルなどの有機過酸化物などを挙げることができる。
本発明の高分子化合物の化学構造は、その結合方式がランダム、ブロック、グラフトなどいずれの形態をなしていてもかまわない。
(Production of polymer fixed beads)
The production of the polymer-fixed beads will be described. The method for synthesizing the beads of the present invention is not particularly limited, but for ease of synthesis, a silane coupling agent having a polymerizable functional group is immobilized on the surface of the bead particles, and the biotin-binding protein is immobilized. An ethylenically unsaturated polymerizable monomer having a functional group to be converted, an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having an alkylene glycol residue, and a mixture containing the beads may be radically polymerized in a solvent in the presence of a polymerization initiator. preferable.
Any solvent may be used as long as each ethylenically unsaturated polymerizable monomer can be dissolved. Examples thereof include 2-butanone, methanol, ethanol, t-butyl alcohol, benzene, toluene, tetrahydrofuran, dioxane, dichloromethane, and chloroform. be able to. These solvents are used alone or in combination of two or more.
The polymerization initiator may be any ordinary radical initiator, such as 2,2′-azobisisobutylnitrile (hereinafter referred to as “AIBN”), 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), and the like. Examples thereof include organic peroxides such as azo compounds, benzoyl peroxide, and lauryl peroxide.
The chemical structure of the polymer compound of the present invention may be in any form such as random, block or graft.

(ビオチン誘導体の固定化)
本発明において、基材に固定化するビオチン誘導体は、ビオチン結合タンパク質誘導体と特異的に反応するビオチン分子が好ましく、特に末端アミノ基修飾ビオチンが好ましい。例えば、Biotinyl−3,6,9−trioxaundecanediamine、Amine−PEO−Biotyne、Amine−PEG2−Biotyne、Amine−PEG3−Biotynなどの分子があげられる。これらの分子の特徴は、ビオチンと末端のアミノ基の間にPEOやPEGなどのスペーサーを有していることで、これは、ビオチンを固定化した際に、基材との間にある程度の距離を持たせて、それによりビオチン−ビオチン結合タンパク質の相互作用において立体障害による結合不足を解消する狙いがある。
(Immobilization of biotin derivatives)
In the present invention, the biotin derivative immobilized on the substrate is preferably a biotin molecule that reacts specifically with a biotin-binding protein derivative, and particularly preferably a terminal amino group-modified biotin. For example, molecules such as Biotinyl-3,6,9-trioxaundecanamine, Amine-PEO-Biotyne, Amine-PEG2-Biotyne, Amine-PEG3-Biotyn and the like can be mentioned. These molecules are characterized by having a spacer such as PEO or PEG between biotin and the terminal amino group, which is a certain distance from the substrate when biotin is immobilized. Thus, the aim is to eliminate the lack of binding due to steric hindrance in the biotin-biotin binding protein interaction.

本発明においてビオチン誘導体をビーズ上に固定化する際には、ビオチン誘導体を溶解又は分散させた液体を付着する方法が好ましい。ビオチン誘導体を溶解又は分散した液体は、前記試薬により水溶性溶媒、有機溶媒または両溶媒の混合物を用いることができる。水溶性溶媒の場合、pHは5.0〜11.0であることが好ましく、pH6.0〜10がより好ましい。この範囲外だと、基材、ポリマーおよびビオチン誘導体が変性するおそれがある。 In the present invention, when the biotin derivative is immobilized on the beads, a method of attaching a liquid in which the biotin derivative is dissolved or dispersed is preferable. As the liquid in which the biotin derivative is dissolved or dispersed, a water-soluble solvent, an organic solvent, or a mixture of both solvents can be used depending on the reagent. In the case of a water-soluble solvent, the pH is preferably 5.0 to 11.0, and more preferably pH 6.0 to 10. Outside this range, the substrate, polymer and biotin derivative may be denatured.

また、有機溶媒を用いる場合には、第二繰り返しユニットのビオチン誘導体を結合させる官能基と反応を起さないものであれば特に限定しないが、メタノールやエタノールのアルコール類、ジメチルスルホキシドなどの極性溶媒、トルエン、ベンゼンなどの非極性溶媒があげられるが、ビーズやビーズ表面の高分子物質が侵されないことが必要であるので、アルコール類やジメチルスルホキシドを用いることが好ましい。
ビーズへのビオチン誘導体の固定化反応が終了したら、ビーズを洗浄して未反応物を除去する。洗浄剤としては特に限定するものではないが、純水や各種緩衝液、メタノールやエタノールなどのアルコールなどが好ましい。
In addition, when an organic solvent is used, it is not particularly limited as long as it does not react with the functional group that binds the biotin derivative of the second repeating unit, but polar solvents such as methanol and ethanol alcohols, dimethyl sulfoxide, etc. Nonpolar solvents such as toluene and benzene can be used, but it is preferable to use alcohols or dimethyl sulfoxide since it is necessary that the beads and the polymer substance on the surface of the beads are not affected.
When the immobilization reaction of the biotin derivative to the beads is completed, the beads are washed to remove unreacted substances. Although it does not specifically limit as a cleaning agent, Pure water, various buffer solutions, alcohol, such as methanol and ethanol, etc. are preferable.

(生理活性物質の捕捉)
ビーズ上に固定化したビオチン誘導体を用いて捕捉する生理活性物質は、ビオチン結合タンパク質と結合している必要がある。
一方、ビオチン結合タンパク質のみをビーズ上に固定化したビオチン誘導体と結合させた後、更にビオチン誘導体と結合させた生理活性物質を捕捉させることも可能である。
(Capture of physiologically active substances)
A physiologically active substance to be captured using a biotin derivative immobilized on a bead needs to be bound to a biotin-binding protein.
On the other hand, after binding only a biotin-binding protein to a biotin derivative immobilized on a bead, it is also possible to capture a physiologically active substance further bound to the biotin derivative.

(ビオチン結合タンパク質の修飾により捕捉する生理活性物質の構造)
捕捉する生理活性物質は、ビオチン結合タンパク質により修飾する必要がある。
この反応は、市販の二官能性の架橋剤を用いることで簡単に作製可能である。
市販の二官能性の架橋剤としては、たとえば、グルタルアルデヒド、ピアースバイオテクノロジー社製のBASED、DSS、N-[κ-Maleimidoundecanoyloxy]-Sulfosuccinimide Ester、N-Succinimidyl Iodoacetate、Succinimidyl-6-[(β-Maleimidopropionamido)Hexanoate]を好適に用いることができる。
(Structure of bioactive substance captured by modification of biotin-binding protein)
The physiologically active substance to be captured needs to be modified with a biotin-binding protein.
This reaction can be easily prepared by using a commercially available bifunctional crosslinking agent.
Commercially available bifunctional crosslinking agents include, for example, glutaraldehyde, Pierce Biotechnology's BASED, DSS, N- [κ-Maleimidoundecanoyloxy] -Sulfosuccinimide Ester, N-Succinimidyl Iodoacetate, Succinimidyl-6-[(β- Maleimidopropionamido) Hexanoate] can be preferably used.

(ビオチン修飾により捕捉する生理活性物質の構造)
まず、第一段階として、ビーズ表面に固定化されたビオチン誘導体にビオチン誘導体を捕捉させる必要がある。この捕捉反応は、一般的なビオチンーアビジン反応条件で間単に作製可能である。
続いて、捕捉する生理活性物質にビオチン又はビオチン誘導体を、一般的な方法で導入する事で、基材表面に捕捉されたビオチン結合タンパク質によって、効果的に目的の生理活性物質を固定化する事が可能となる。より反応性を高める為に、ビオチン又はビオチン誘導体の導入位置は生理活性物質の末端や外側であることが望ましい。生理活性物質の合成法が進歩してきた事で、任意の位置にビオチン又はビオチン誘導体を導入できるようになってきており、生理活性を発現する為に重要な部位に影響を及ぼさないような位置で生理活性物質を担体表面に固定化することが可能である。
ビオチンまたはビオチン誘導体を導入する一般的な方法としては、市販のビオチン標識キット(例えば、同人化学製、Dojin Labling Kit)を用いて生理活性物質をビオチン標識することが可能である。
(Structure of bioactive substance captured by biotin modification)
First, as a first step, it is necessary to capture the biotin derivative on the biotin derivative immobilized on the bead surface. This capture reaction can be easily produced under general biotin-avidin reaction conditions.
Subsequently, by introducing biotin or a biotin derivative into the physiologically active substance to be captured by a general method, the target biologically active substance can be effectively immobilized by the biotin-binding protein captured on the substrate surface. Is possible. In order to enhance the reactivity, it is desirable that the biotin or biotin derivative is introduced at the end or outside of the physiologically active substance. Advances in the synthesis of bioactive substances have made it possible to introduce biotin or biotin derivatives at any position, and at positions that do not affect the important sites for developing bioactivity. The physiologically active substance can be immobilized on the surface of the carrier.
As a general method for introducing biotin or a biotin derivative, a bioactive substance can be labeled with biotin using a commercially available biotin labeling kit (for example, Dojin Labling Kit, manufactured by Dojin Chemical).

以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to this.

(実施例1)
(ビオチンビーズの作製)
メタクリロキシプロピルジメチルメトキシシラン(Gelest社製SIM6486.5)13gをpH3.0の酢酸水溶液50mLとエタノール50mLとの混合液に添加し、シランカップリング剤を加水分解した後に、シリカビーズ(平均粒径5μm、細孔径70Å、富士シリシア化学株式会社製SMB70−5)10gを投入し70℃で2時間攪拌した後、吸引ろ過により反応溶液からシリカビーズを回収し、100℃で1時間加熱した。その後、エタノールで分散させてよく振盪した後、遠心分離により上澄みを除去し乾燥させた。
Example 1
(Production of biotin beads)
After adding 13 g of methacryloxypropyldimethylmethoxysilane (SIM 6486.5 manufactured by Gelest Co.) to a mixed solution of 50 mL of acetic acid aqueous solution of pH 3.0 and 50 mL of ethanol, hydrolyzing the silane coupling agent, silica beads (average particle size) 10 μg of 5 μm, 70 μm pore size, SMB70-5 manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd. was added and stirred at 70 ° C. for 2 hours, and then silica beads were collected from the reaction solution by suction filtration and heated at 100 ° C. for 1 hour. Then, after dispersing with ethanol and shaking well, the supernatant was removed by centrifugation and dried.

数平均分子量Mn=約475のポリエチレングリコールメチルエーテルメタクリレート(別名メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、以下PEGMA475と記載、Aldrich社製)、p−ニトロフェニルオキシカルボニルエチレングルコールメタクリレート(MEONP)をエタノールに溶解させ、モノマー混合溶液を作製した。総モノマー濃度は0.2mol/L、それぞれのモル比はPEGMA475、MEONPの順に90:10、80:20、70:30である。そこにAIBNを0.004mol/Lになるように添加し、均一になるまで撹拌した。その後、上記のメタクリロキシプロピルジメチルメトキシシランで処理したシリカビーズ10gを投入し、アルゴンガス雰囲気下、70℃で22時間反応させた。次いで、遠心分離により反応溶液からシリカビーズを回収し、ジメチルスルホキシドに分散させ、よく振盪した後、吸引ろ過によりビーズを回収し、乾燥させた。 Polyethylene glycol methyl ether methacrylate (also known as methoxy polyethylene glycol methacrylate, hereinafter referred to as PEGMA475, manufactured by Aldrich) having a number average molecular weight Mn of about 475, p-nitrophenyloxycarbonylethylene glycol methacrylate (MEONP) is dissolved in ethanol, and monomer A mixed solution was prepared. The total monomer concentration is 0.2 mol / L, and the respective molar ratios are 90:10, 80:20, and 70:30 in the order of PEGMA475 and MEONP. AIBN was added there so that it might become 0.004 mol / L, and it stirred until it became uniform. Thereafter, 10 g of silica beads treated with the above methacryloxypropyldimethylmethoxysilane were added and reacted at 70 ° C. for 22 hours in an argon gas atmosphere. Next, silica beads were collected from the reaction solution by centrifugation, dispersed in dimethyl sulfoxide, shaken well, and then collected by suction filtration and dried.

得られたシリカビーズ約100mgを0.5mg/mLのビオチン溶液(PIERCE製EZ-Link Biotin-LC-PEO-AmineをDMSOで希釈)と混合し37℃で4時間処理した後、遠心分離により上澄みを除去し、純水で分散させ、遠心分離により上澄みを除去する操作を3回行い、さらに0.1mol/Lの2−アミノエタノール(溶媒:pH9.5、0.05mol/LのTris−HCl緩衝液)で室温下、1時間処理し、MEONPの不活性化を行った。 遠心分離により上澄みを除去した後、純水で分散させ、遠心分離により上澄みを除去する操作を3回行い乾燥させた。また、ビオチンを固定化せず、ポリマーコートと不活性化のみを上述の方法で行ったビーズを作製した。 About 100 mg of the obtained silica beads were mixed with a 0.5 mg / mL biotin solution (EZ-Link Biotin-LC-PEO-Amine manufactured by PIERCE was diluted with DMSO), treated at 37 ° C. for 4 hours, and then centrifuged to obtain a supernatant. The sample was removed three times, dispersed with pure water, and the supernatant was removed by centrifugation three times, and further 0.1 mol / L 2-aminoethanol (solvent: pH 9.5, 0.05 mol / L Tris-HCl). Buffer) for 1 hour at room temperature to inactivate MEONP. The supernatant was removed by centrifugation, then dispersed with pure water, and the operation of removing the supernatant by centrifugation was performed three times and dried. Moreover, the biotin was not fixed but the bead which produced only a polymer coat and inactivation by the above-mentioned method was produced.

(ビオチンビーズおよび不活化ビーズの測定)
得られたシリカビーズ(ビオチン固定化ビーズおよび不活化のみ行ったビーズ)各1mgに5μg/mLに調整したHRP標識化ストレプトアビジン(CHEMICON INTERNATIONAL製STREPTAVIDIN,HRP CONJUGATEDをPBSで希釈)270μLを投入し、室温で30分間攪拌した後、遠心分離により上澄みを除去した。次いで、0.05%の濃度でTriton×100を含むPBSを投入し、よく分散させた後、遠心分離により上澄みを除去する操作を5回繰り返し、フィルターユニット(MILLIPORE社製Ultrafree−MC)を用いてシリカビーズを回収した。回収したシリカビーズにTMBZ溶液(住友ベークライト株式会社製ペルオキシダーゼ用発色キットより調製し使用)を加え室温で15分間攪拌することによりTMBZとシリカビーズ表面のHRP標識化ストレプトアビジンとを反応をさせた後、反応停止液(住友ベークライト株式会社製ペルオキシダーゼ発色キットより使用)を加え反応を停止させた。その後、フィルターユニットによりシリカビーズと反応液を分離し、反応液における450nmの吸光度を測定した。この吸光度は、上記操作においてビオチン固定化ビーズを使用した場合には、主としてシリカビーズに特異的に捕捉されたHRP標識化ストレプトアビジンの量が反映され、不活化ビーズを使用した場合には、主としてシリカビーズに非特異的に吸着されたHRP標識化ストレプトアビジンの量が反映される。
(Measurement of biotin beads and inactivated beads)
270 μL of HRP-labeled streptavidin (CHEMICON INTERNATIONAL STREPTAVIDIN, HRP CONJUGATED diluted in PBS) adjusted to 5 μg / mL was added to each 1 mg of the obtained silica beads (biotin-immobilized beads and beads inactivated only), After stirring at room temperature for 30 minutes, the supernatant was removed by centrifugation. Next, PBS containing Triton × 100 at a concentration of 0.05% was added and dispersed well, and then the supernatant was removed by centrifugation five times, and a filter unit (Ultrafree-MC manufactured by MILLIPORE) was used. The silica beads were recovered. After reacting TMBZ and HRP-labeled streptavidin on the surface of the silica beads by adding a TMBZ solution (prepared and used from a color kit for peroxidase manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) to the recovered silica beads and stirring for 15 minutes at room temperature Then, a reaction stop solution (used from a peroxidase coloring kit manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) was added to stop the reaction. Thereafter, the silica beads and the reaction solution were separated by a filter unit, and the absorbance at 450 nm in the reaction solution was measured. This absorbance mainly reflects the amount of HRP-labeled streptavidin captured specifically on silica beads when biotin-immobilized beads are used in the above operation, and mainly when inactivated beads are used. The amount of HRP labeled streptavidin adsorbed non-specifically on the silica beads is reflected.

(比較例1)
前記アビジンビーズの作製と同様の方法で、PEGMA475とMEONPとの比率を、順に99:1、20:80に変更したものを作製した。前記と同様、ビオチン化ビーズと不活化ビーズに対してHRP標識化ストレプトアビジンの特異的捕捉評価および非特異的吸着量評価を行った。
(Comparative Example 1)
In the same manner as the preparation of the avidin beads, the ratio of PEGMA475 and MEONP was changed to 99: 1 and 20:80 in this order. As above, specific capture evaluation and non-specific adsorption amount evaluation of HRP-labeled streptavidin were performed on biotinylated beads and inactivated beads.

(比較例2)
シリカビーズ(平均粒径5μm、細孔径70Å、富士シリシア化学株式会社製SMB70−5)に実施例1の処理の施さずそのまま用い、ビオチン化ビーズと不活化ビーズに対してHRP標識化ストレプトアビジンの特異的捕捉評価および非特異的吸着量評価を行った。
(Comparative Example 2)
The silica beads (average particle size 5 μm, pore size 70 mm, SMB70-5 manufactured by Fuji Silysia Chemical Ltd.) were used as they were without the treatment of Example 1, and HRP-labeled streptavidin was used for biotinylated beads and inactivated beads. Specific capture evaluation and non-specific adsorption amount evaluation were performed.

表1には実施例1、比較例1及び2のビオチン固定化ビーズおよび不活化ビーズに対する、HRP標識化ストレプトアビジンによる450nmの吸光度を示した。表より明らかなように、本発明の粒子は、比較例1および2のビーズに比較して、ビオチン固定化ビーズに対するHRP標識化ストレプトアビジンによる吸光度(1)と不活性化ビーズに対するHRP標識化ストレプトアビジンによる吸光度(2)との比((1)/(2))が大きく、より選択的に目的とするストレプトアビジンを捕捉できていることがわかる。 Table 1 shows the absorbance at 450 nm of HRP-labeled streptavidin for the biotin-immobilized beads and inactivated beads of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. As is clear from the table, the particles of the present invention were compared with the beads of Comparative Examples 1 and 2 in terms of absorbance (1) due to HRP-labeled streptavidin for biotin-immobilized beads and HRP-labeled streptoid for inactivated beads. It can be seen that the ratio ((1) / (2)) to the absorbance (2) by avidin is large, and the target streptavidin can be captured more selectively.

表1

Figure 2012093290
Table 1
Figure 2012093290

(実施例2)
(アビジン固定化ビーズの作製)
実施例1で作製したビオチン化ビーズ各約37mgを50μg/mLのアビジン溶液(PIERCE製NeutrAvidinTMBiotin−Binding Proteinをリン酸緩衝液(PBS)で希釈)1mLと混合し37℃で4時間処理した。次いで、遠心分離により上澄みを除去した後、0.05%の濃度でTween20を含むリン酸緩衝液(PBST)で分散させ、遠心分離により上澄みを除去する操作を3回行い、さらにPBSで分散させ、遠心分離により上澄みを除去する操作を1回行った。
(Example 2)
(Preparation of avidin-immobilized beads)
About 37 mg of each biotinylated bead prepared in Example 1 was mixed with 1 mL of a 50 μg / mL avidin solution (NeutrAvidin ™ Biotin-Binding Protein manufactured by PIERCE diluted with phosphate buffer (PBS)) and treated at 37 ° C. for 4 hours. Next, the supernatant is removed by centrifugation, and then dispersed with a phosphate buffer solution (PBST) containing Tween 20 at a concentration of 0.05%, and the supernatant is removed by centrifugation three times, and further dispersed with PBS. The operation of removing the supernatant by centrifugation was performed once.

(アビジン固定化ビーズの測定)
得られたシリカビーズ1mgにアビジンと特異的に結合する5μg/mLのビオチン標識化HRP溶液(Zymed Laboratories,Inc.製Biotinylated PeroxidaseをPBSで200倍に希釈)270μL、または5μg/mLのHRP標識化抗体溶液270μLを投入し、室温で30分間攪拌した後、遠心分離により上澄みを除去した。次いで、0.05%の濃度でTriton×100を含むPBSを投入し、よく分散させた後、遠心分離により上澄みを除去する操作を5回繰り返し、フィルターユニット(MILLIPORE社製Ultrafree−MC)を用いてシリカビーズを回収した。回収したシリカビーズにTMBZ溶液(住友ベークライト株式会社製ペルオキシダーゼ用発色キットより調製し使用)を加え室温で15分間攪拌することによりTMBZとシリカビーズ表面に特異的に捕捉されたビオチン標識化HRP、又は非特異的に吸着したHRP標識化抗体とを反応をさせた後、反応停止液(住友ベークライト株式会社製ペルオキシダーゼ発色キットより使用)を加え反応を停止させた。その後、フィルターユニットによりシリカビーズと反応液を分離し、反応液における450nmの吸光度を測定した。この吸光度には上記操作においてビオチン標識化HRP溶液を投入した場合には、主としてシリカビーズに特異的に捕捉されたビオチン標識化HRPの量が反映され、HRP標識化抗体溶液を投入した場合には、主としてシリカビーズに非特異的に吸着されたHRP標識化抗体の量が反映される。
(Measurement of avidin-immobilized beads)
270 μL of 5 μg / mL biotin-labeled HRP solution (Zymed Laboratories, Inc. Biotinylated Peroxidase diluted 200-fold with PBS) that binds specifically to 1 mg of the obtained silica beads, or 5 μg / mL of HRP After adding 270 μL of the antibody solution and stirring at room temperature for 30 minutes, the supernatant was removed by centrifugation. Next, PBS containing Triton × 100 at a concentration of 0.05% was added and dispersed well, and then the supernatant was removed by centrifugation five times, and a filter unit (Ultrafree-MC manufactured by MILLIPORE) was used. The silica beads were recovered. Biotin-labeled HRP specifically captured on the surface of TMBZ and silica beads by adding a TMBZ solution (prepared and used from a color development kit for peroxidase manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) to the collected silica beads and stirring for 15 minutes at room temperature, or After reacting with the non-specifically adsorbed HRP-labeled antibody, a reaction stop solution (used from a peroxidase coloring kit manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) was added to stop the reaction. Thereafter, the silica beads and the reaction solution were separated by a filter unit, and the absorbance at 450 nm in the reaction solution was measured. When the biotin-labeled HRP solution is added in the above operation, the absorbance mainly reflects the amount of biotin-labeled HRP specifically captured on the silica beads, and when the HRP-labeled antibody solution is input. , Mainly reflecting the amount of HRP-labeled antibody adsorbed non-specifically to silica beads.

(比較例3)
実施例1で作製した不活化ビーズに対して実施例2と同じ操作を行った。
(Comparative Example 3)
The same operation as in Example 2 was performed on the inactivated beads prepared in Example 1.

表2には実施例2、比較例3のビーズに対する、特異的捕捉評価および非特異的吸着量評価における450nmの吸光度を示した。表より明らかなように、本発明の粒子は比較例3のシリカビーズに比較してビオチン標識化HRPによる吸光度(1)とHRP標識化抗体による吸光度(2)との比((1)/(2))が大きく、より選択的に目的とするタンパク質を捕捉できていることがわかる。   Table 2 shows the absorbance at 450 nm in the specific capture evaluation and the nonspecific adsorption amount evaluation for the beads of Example 2 and Comparative Example 3. As is apparent from the table, the particles of the present invention are compared with the silica beads of Comparative Example 3 in the ratio of the absorbance (1) by biotin-labeled HRP and the absorbance (2) by HRP-labeled antibody ((1) / ( 2)) is large, indicating that the target protein can be captured more selectively.

表2

Figure 2012093290
Table 2
Figure 2012093290

Claims (12)

生理活性物質を捕捉する機能を有する医療用粒子であって、
粒子状の基材の表面に、重合体が固定化されており、
前記重合体は、側鎖に親水性基を有する第1繰り返しユニットと、側鎖の末端にビオチン誘導体を有する第2繰り返しユニットとを有することを特徴とする医療用粒子。
A medical particle having a function of capturing a physiologically active substance,
The polymer is immobilized on the surface of the particulate substrate,
The medical particle, wherein the polymer has a first repeating unit having a hydrophilic group in a side chain and a second repeating unit having a biotin derivative at a terminal of the side chain.
前記第2繰り返しユニットは、アルキレングリコール残基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーの重合体の側鎖末端にビオチン誘導体を結合させたものである請求項1に記載の医療用粒子。   2. The medical particle according to claim 1, wherein the second repeating unit is obtained by binding a biotin derivative to a side chain end of a polymer of an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having an alkylene glycol residue. 前記重合体が前記第1繰り返しユニットと前記第2繰り返しユニットとのランダム共重合体である請求項1または2に記載の医療用粒子。   The medical particle according to claim 1 or 2, wherein the polymer is a random copolymer of the first repeating unit and the second repeating unit. 前記第1繰り返しユニットと、前記第2繰り返しユニットとの共重合比(第1繰り返しユニット/第2繰り返しユニット)が、97/3〜50/50である請求項1ないし3のいずれか1項に記載の医療用粒子。   The copolymerization ratio (first repeating unit / second repeating unit) between the first repeating unit and the second repeating unit is 97/3 to 50/50. The medical particles described. ビオチン誘導体は、ビオチン末端カルボキシル基にアミノ基を導入し末端アミノ基修飾ビオチンである少なくとも一種以上である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の医療用粒子。   The medical particle according to any one of claims 1 to 4, wherein the biotin derivative is at least one kind of biotin derivative which is a terminal amino group-modified biotin by introducing an amino group into a biotin terminal carboxyl group. 前記第1繰り返しユニットは、アルキレングリコール残基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーの重合体である請求項1ないし5のいずれか1項に記載の医療用粒子。   The medical particle according to any one of claims 1 to 5, wherein the first repeating unit is a polymer of an ethylenically unsaturated polymerizable monomer having an alkylene glycol residue. 前記アルキレングリコール残基を有するエチレン系不飽和重合性モノマーが、下記式(1)で表されるモノマーである請求項6に記載の医療用粒子。
Figure 2012093290
The medical particle according to claim 6, wherein the ethylenically unsaturated polymerizable monomer having an alkylene glycol residue is a monomer represented by the following formula (1).
Figure 2012093290
前記粒子状の基材は、無機材料で構成されている請求項1ないし7のいずれか1項に記載の医療用粒子。   The medical particle according to any one of claims 1 to 7, wherein the particulate substrate is made of an inorganic material. 前記無機材料が、無機酸化物である請求項8に記載の医療用粒子。   The medical particle according to claim 8, wherein the inorganic material is an inorganic oxide. 前記無機酸化物が、酸化ケイ素である請求項9に記載の医療用粒子。   The medical particle according to claim 9, wherein the inorganic oxide is silicon oxide. 前記粒子状の基材表面にシランカップリング剤を介して導入された重合性官能基が、前記重合体合成時に重合体中に取り込まれることにより、前記粒子状の基材と前記重合体とが共有結合で固定化されている請求項1ないし10のいずれか1項に記載の医療用粒子。   When the polymerizable functional group introduced into the surface of the particulate base material via a silane coupling agent is taken into the polymer during the synthesis of the polymer, the particulate base material and the polymer are The medical particle according to any one of claims 1 to 10, which is immobilized by a covalent bond. 請求項1ないし11のいずれか1項に記載の医療用粒子を用いることを特徴とする、生理活性物質の捕捉方法。   A method for capturing a physiologically active substance, wherein the medical particles according to any one of claims 1 to 11 are used.
JP2010242167A 2010-10-28 2010-10-28 Particle for medical use and method of capturing physiologically active substance Pending JP2012093290A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010242167A JP2012093290A (en) 2010-10-28 2010-10-28 Particle for medical use and method of capturing physiologically active substance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010242167A JP2012093290A (en) 2010-10-28 2010-10-28 Particle for medical use and method of capturing physiologically active substance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012093290A true JP2012093290A (en) 2012-05-17

Family

ID=46386768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010242167A Pending JP2012093290A (en) 2010-10-28 2010-10-28 Particle for medical use and method of capturing physiologically active substance

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012093290A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014062798A (en) * 2012-09-21 2014-04-10 Sumitomo Bakelite Co Ltd Analyzing carrier, and method for manufacturing and using the same
WO2017170994A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 古河電気工業株式会社 Cell-containable chip

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007127426A (en) * 2005-11-01 2007-05-24 Jsr Corp Magnetic particles for diagnostic drug
JP2007163240A (en) * 2005-12-13 2007-06-28 Sumitomo Bakelite Co Ltd Biochip and using method
WO2008087909A1 (en) * 2007-01-16 2008-07-24 Sumitomo Bakelite Company, Ltd. Particles for medical use, particles for analysis, and process for production of both
JP2010508845A (en) * 2006-11-13 2010-03-25 ザ ブライハム アンド ウイメンズ ホスピタル, インコーポレイテッド Methods for promoting cardiac repair using growth factors fused to heparin binding sequences

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007127426A (en) * 2005-11-01 2007-05-24 Jsr Corp Magnetic particles for diagnostic drug
JP2007163240A (en) * 2005-12-13 2007-06-28 Sumitomo Bakelite Co Ltd Biochip and using method
JP2010508845A (en) * 2006-11-13 2010-03-25 ザ ブライハム アンド ウイメンズ ホスピタル, インコーポレイテッド Methods for promoting cardiac repair using growth factors fused to heparin binding sequences
WO2008087909A1 (en) * 2007-01-16 2008-07-24 Sumitomo Bakelite Company, Ltd. Particles for medical use, particles for analysis, and process for production of both

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014062798A (en) * 2012-09-21 2014-04-10 Sumitomo Bakelite Co Ltd Analyzing carrier, and method for manufacturing and using the same
WO2017170994A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 古河電気工業株式会社 Cell-containable chip
CN108885211A (en) * 2016-03-31 2018-11-23 古河电气工业株式会社 Cell stores chip and the screening technique using cell storage chip
JPWO2017170994A1 (en) * 2016-03-31 2019-02-14 古河電気工業株式会社 Cell containing chip
EP3438662A4 (en) * 2016-03-31 2020-01-22 Furukawa Electric Co., Ltd. Cell holding chip and screening method using cell holding chip

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4716034B2 (en) Magnetic particles and method for producing the same
JP2009542862A (en) Particles containing multiblock polymers
EP2797679B1 (en) Porous membranes having a hydrophilic coating and methods for their preparation and use
Lee et al. Multiplexed immunoassay using post-synthesis functionalized hydrogel microparticles
JP5401989B2 (en) Medical particles, analytical particles, and methods for producing them
JP4210828B2 (en) POLYMER PARTICLE FOR BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
JP5866880B2 (en) Particles for immobilizing physiologically active substances, physiologically active substance-immobilized particles, and sugar affinity substance capturing particles
JPH10197534A (en) Method for sensing analyte in test liquid through coagulation, reagent kit, synthetic particle carrying fixed ligand molecule, and use of the particle
JP6287847B2 (en) Analytical carrier, method for producing and using the same
JP4935973B2 (en) Organic polymer particles and method for producing the same
WO2007127981A2 (en) Analyte-releasing beads and use thereof in quantitative elispot or fluorispot assay
JP4427312B2 (en) Analysis kit
JP2010260877A (en) Organic polymer particle and probe-bonded particle
JP2012093290A (en) Particle for medical use and method of capturing physiologically active substance
JP2008239874A (en) Vinyl polymer, blocking agent and method for producing probe-bound particles using the same
Fici et al. A protein multiplex microarray substrate with high sensitivity and specificity
JP2006250667A (en) Substrate for biochip and biochip
WO2007115444A1 (en) Seperation or analysis composition comprising active nanostructure and seperation or analysis method
JP4984080B2 (en) Signal enhancer for immunochemical reaction and immunological measurement method
JP6028488B2 (en) Analytical carrier, method for producing and using the same
WO2007064297A1 (en) Nano scale reaction system
JP2016180716A (en) Affinity bead
JP2008001794A (en) Polymer compound for medical material and medical material using the same polymer compound
JP2012068127A (en) Particle for medical use and method for capturing physiologically active substance
WO2006036003A1 (en) Microparticle having, linked thereto, substance having biospecific affinity and use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130430

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131126

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131129

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140127

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140527