JP2013148483A - Manufacturing method of biochip, and biochip - Google Patents

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JP2013148483A JP2012009518A JP2012009518A JP2013148483A JP 2013148483 A JP2013148483 A JP 2013148483A JP 2012009518 A JP2012009518 A JP 2012009518A JP 2012009518 A JP2012009518 A JP 2012009518A JP 2013148483 A JP2013148483 A JP 2013148483A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a biochip used for detection and analysis of a number of protein in a biological sample, and capable of performing highly sensitive, high-throughput detection of a physiologically active substance by immobilizing protein at an arbitrary position on the surface of a substrate, suppressing unnecessary adsorption and connection of a physiologically active substance to the other part without coating an adsorption preventing agent, and maintaining an excellent spot shape.SOLUTION: Provided is a manufacturing method of a biochip in which protein is immobilized on the surface of a substrate, the method comprising the steps of: (1) applying a polymer having a phosphorylcholine group on the surface of a substrate; (2) performing spot application of or applying a liquid in which protein is dissolved or dispersed in a solvent on the surface of the substrate; (3) and immobilizing the protein. Also provided is a biochip manufactured by the manufacturing method.

Description

本発明は、生体試料中の多数の蛋白質の検出および分析に用いられるバイオチップの製造方法に関する技術であり、さらに詳しくは、抗原抗体反応を用いた免疫分析、プロテオミクス、ならびに遺伝子活性の細胞内蛋白質レベルでの測定に用いられるバイオチップの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a technique for producing a biochip used for detection and analysis of a large number of proteins in a biological sample, and more specifically, immunoassay using antigen-antibody reaction, proteomics, and intracellular protein of gene activity The present invention relates to a method of manufacturing a biochip used for level measurement.

現状のプロテインチップは一般にDNAチップの延長線上に位置付けられて開発がなされているため、ガラス基板上に蛋白質、またはそれを捕捉する分子をチップ表面に固定化する検討がなされている(例えば特許文献1参照)。
蛋白質、またはそれを捕捉する分子を基板上に固定化した後、該表面上で他の蛋白質(例えば抗原抗体反応では、蛋白質に対してはその抗体、また蛋白質を捕捉する分子に対してはその蛋白質) と反応させて検出機等で検出する場合、蛋白質、またはそれを捕捉する
Since current protein chips are generally developed on the extension line of a DNA chip, studies have been made to immobilize a protein or a molecule that captures it on a glass substrate on the surface of the chip (for example, patent documents). 1).
After immobilizing a protein or a molecule that captures it on the substrate, another protein on the surface (for example, in the case of an antigen-antibody reaction, the antibody for a protein, or the molecule for capturing a protein Protein), or when it is detected with a detector, it captures the protein or it

分子が固定されていない部分に該分子以外の蛋白質が固定されると、検出時にノイズとなり信号対雑音比(S/N 比) を低下させる原因となり、検出精度を低下させる( 例え
ば非特許文献1参照) 。
If a protein other than the molecule is immobilized on the portion where the molecule is not immobilized, noise will be generated during detection, causing a reduction in the signal-to-noise ratio (S / N ratio) and reducing the detection accuracy (for example, Non-Patent Document 1). See).

このため通常は、蛋白質、またはそれを捕捉する分子を固定化した後に、これらの分子が固定されていない部分で他の蛋白質が非特異的に吸着するのを防止するため、吸着防止剤のコーティングが行われるが、これらの非特異吸着防止能は十分でない。また、蛋白質、またはそれを捕捉する分子を固定化した後に吸着防止剤をコーティングするため、固定化した蛋白質、またはそれを捕捉する分子の上に吸着防止剤がコーティングされてしまう場合があり、続く反応、即ち他の蛋白質( 例えば抗原抗体反応では、蛋白質に対してはそ
の抗体、また蛋白質を捕捉する分子に対してはその蛋白質)との反応において、反応性が低下するという問題があった。このため、一次抗体固定化後の吸着防止剤コーティング工程がなく、かつ蛋白質、またはそれを捕捉する分子が固定されていない部分での非特異吸着量の少ないバイオチップが求められている。
For this reason, normally, after immobilizing a protein or a molecule that captures it, a coating with an adsorption inhibitor is used to prevent nonspecific adsorption of other proteins at the part where these molecules are not immobilized. However, their ability to prevent non-specific adsorption is not sufficient. In addition, since the adsorption inhibitor is coated after the protein or the molecule that captures the protein is immobilized, the adsorption protein may be coated on the immobilized protein or the molecule that captures it. In the reaction, that is, in the reaction with other proteins (for example, in the antigen-antibody reaction, the antibody against the protein, and the protein against the molecule that captures the protein), there is a problem that the reactivity is lowered. Therefore, there is a need for a biochip that does not have an adsorption inhibitor coating step after immobilization of the primary antibody and has a small amount of non-specific adsorption at a portion where a protein or a molecule that captures the protein is not immobilized.

また、すべての蛋白質(プロテオーム)の変動をプロファイリングする技術面では、超微量の蛋白質や数ナノリットルというような超微量の溶液の操作を可能とするマイクロフルイディクスの技術や、チップ上での前処理、分離、検出を目標とする「ラボ・オン・チップ」の概念が重要となってくる。この技術においては、サンプルである蛋白質などの生理活性物質が、流路内に固定化されたキャプチャーと特異的に反応し、かつキャプチャー部以外の流路の内壁への非特異吸着を抑制することが必要となる。 In terms of profiling the fluctuations of all proteins (proteomes), microfluidics technology that enables the manipulation of ultra-trace amounts of proteins and ultra-small quantities of solutions such as several nanoliters, and on-chip The concept of “lab-on-a-chip” that targets processing, separation, and detection becomes important. In this technology, a physiologically active substance such as a protein as a sample reacts specifically with the capture immobilized in the flow path, and suppresses non-specific adsorption to the inner wall of the flow path other than the capture section. Is required.

例えば、特許文献2や3の発明においては、生理活性物質固定のためのアミノ基含有ポリマーと親水性ポリマーを組み合わせることで、この目的を達成しようとした。基体の親水性を高めることで非特異吸着を抑制することが可能になった。 For example, in the inventions of Patent Documents 2 and 3, an attempt was made to achieve this object by combining an amino group-containing polymer for immobilizing a physiologically active substance and a hydrophilic polymer. Non-specific adsorption can be suppressed by increasing the hydrophilicity of the substrate.

しかしながら、親水性を高めることは、基体表面に水を落とした時の前進接触角を低くすることでもあり、その結果、生理活性物質を含む水溶液を基体表面にスポットした場合に、スポット面積が広がり、さらにスポット外周部がにじんで真円のスポットにならないなどの問題が生じた。 However, increasing the hydrophilicity also reduces the advancing contact angle when water is dropped on the substrate surface. As a result, when an aqueous solution containing a physiologically active substance is spotted on the substrate surface, the spot area increases. Furthermore, the spot outer peripheral portion bleeds and does not become a perfect spot.

特開2001−116750号公報JP 2001-116750 A 特開2005−091245号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-091245 特表2010−008378号広報Special table 2010-008378

「DNAマイクロアレイ実戦マニュアル」、林崎良英、岡崎康司編、羊土社、2000年、p.57“DNA Microarray Practice Manual”, Hayashizaki Yoshihide, Okazaki Koji edited, Yodosha, 2000, p. 57

本発明は、吸着防止剤をコーティングすることなしに、蛋白質を基体表面の任意の位置に固定化し、それ以外の部分への不要な生理活性物質の吸着および結合を抑制し、かつ良好なスポット形状を維持することにより高感度でハイスループットな生理活性物質の検出ができるバイオチップの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention fixes a protein at an arbitrary position on the surface of a substrate without coating an adsorption inhibitor, suppresses adsorption and binding of unnecessary physiologically active substances to other portions, and has a good spot shape. It is an object of the present invention to provide a biochip manufacturing method capable of detecting a physiologically active substance with high sensitivity and high throughput by maintaining the above.

本発明は、(1)〜(14)に示す以下の通りである。
(1)基体表面に蛋白質を固定化してなるバイオチップの製造方法であって、(1)基体表面にホスホリルコリン基を有するポリマーを塗布する工程、(2)基体表面に蛋白質を溶媒に溶解又は分散した液体を点着または塗布する工程、(3)蛋白質を固定化する工程、を含むことを特徴とするバイオチップの製造方法。
(2)前記(3)工程において、湿度50%以下の乾燥状態におく(1)記載のバイオチップの製造方法。
(3)ホスホリルコリン基が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン基である(1)または(2)記載のバイオチップの製造方法。
(4)前記ポリマーがホスホリルコリン基を有する単量体とブチルメタクリレート基を有する単量体と蛋白質を固定化する官能基を有する単量体との共重合体である(1)乃至(3)いずれか1項に記載のバイオチップの製造方法。
(5)前記(3)工程の固定化が化学結合により蛋白質が固定化されている(1)乃至(4)いずれか1項に記載のバイオチップの製造方法。
(6)前記の蛋白質を固定化する官能基が活性エステル基である(5)記載のバイオチップの製造方法。
(7)前記活性エステル基がp−ニトロフェニルエステル又はN−ヒドロキシスクシンイミドエステルである(5)または(6)記載のバイオチップの製造方法。
(8)蛋白質が基体表面にスポット状に固定化されている(1)乃至(7)いずれか1項に記載のバイオチップの製造方法。
(9)複数種の蛋白質のスポットが基体表面の同一区画中に存在している(8)記載のバイオチップの製造方法。
(10)基体の形状がスライドガラス状である(1)乃至(9)いずれか1項に記載のバイオチップの製造方法。
(11)基体の材質がプラスチックである(1)乃至(10)いずれか1項に記載のバイ
オチップの製造方法。
(12)前記プラスチックがポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、飽和環状ポリオレフィン、ポリペンテン、ポリアミド及びそれらの共重合体よりなる群より少なくとも1種である(11)記載のバイオチップの製造方法。
(13)前記蛋白質が、抗体である(1)乃至(12)いずれか1項に記載のバイオチップの製造方法
(14)(1)乃至(13)いずれか1項に記載の製造方法で作製したことを特徴とするバイオチップ。
The present invention is as follows (1) to (14).
(1) A biochip manufacturing method in which a protein is immobilized on a substrate surface, (1) a step of applying a polymer having a phosphorylcholine group to the substrate surface, (2) a protein dissolved or dispersed in a solvent on the substrate surface A method for producing a biochip, comprising: a step of spotting or applying the applied liquid; and (3) a step of immobilizing a protein.
(2) The biochip manufacturing method according to (1), wherein in the step (3), the substrate is kept in a dry state with a humidity of 50% or less.
(3) The biochip manufacturing method according to (1) or (2), wherein the phosphorylcholine group is a 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine group.
(4) The polymer is a copolymer of a monomer having a phosphorylcholine group, a monomer having a butyl methacrylate group, and a monomer having a functional group that immobilizes a protein (1) to (3) A method for producing a biochip according to claim 1.
(5) The method for producing a biochip according to any one of (1) to (4), wherein the protein in the immobilization in the step (3) is immobilized by a chemical bond.
(6) The method for producing a biochip according to (5), wherein the functional group for immobilizing the protein is an active ester group.
(7) The method for producing a biochip according to (5) or (6), wherein the active ester group is p-nitrophenyl ester or N-hydroxysuccinimide ester.
(8) The method for producing a biochip according to any one of (1) to (7), wherein the protein is immobilized in a spot shape on the surface of the substrate.
(9) The method for producing a biochip as set forth in (8), wherein a plurality of kinds of protein spots are present in the same section of the substrate surface.
(10) The biochip manufacturing method according to any one of (1) to (9), wherein the substrate has a glass slide shape.
(11) The biochip manufacturing method according to any one of (1) to (10), wherein the base material is plastic.
(12) The biochip manufacturing method according to (11), wherein the plastic is at least one selected from the group consisting of polycarbonate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, saturated cyclic polyolefin, polypentene, polyamide, and copolymers thereof.
(13) The biochip production method according to any one of (1) to (12), wherein the protein is an antibody (14) produced by the production method according to any one of (1) to (13) A biochip characterized by

本発明によると、吸着防止剤をコーティングすることなしに、蛋白質を基体表面の任意の位置に固定化し、それ以外の部分への不要な生理活性物質の吸着および結合を抑制し、かつ良好なスポット形状を維持した高感度でハイスループットな生理活性物質の検出ができるバイオチップの製造方法を提供することが可能となった。 According to the present invention, a protein is immobilized at an arbitrary position on the surface of a substrate without coating with an adsorption inhibitor, and adsorption and binding of unnecessary physiologically active substances to other portions are suppressed, and a good spot is obtained. It has become possible to provide a method for producing a biochip capable of detecting a physiologically active substance with high sensitivity and high throughput while maintaining its shape.

実施例1の抗原存在下での測定結果を示す図。The figure which shows the measurement result in the presence of the antigen of Example 1. 実施例1の抗原無しでの測定結果を示す図。The figure which shows the measurement result without an antigen of Example 1. 比較例1の抗原存在下での測定結果を示す図。The figure which shows the measurement result in the presence of the antigen of the comparative example 1. 比較例1の抗原無しでの測定結果を示す図。The figure which shows the measurement result without the antigen of the comparative example 1.

本発明のバイオチップの製造方法は、基体表面にホスホリルコリン基を有するポリマーをコートする工程を含むことを特徴とする。 The method for producing a biochip of the present invention is characterized in that it includes a step of coating a substrate surface with a polymer having a phosphorylcholine group.

(ポリマーの構成)
ホスホリルコリン基を有するポリマーは、生体膜(リン脂質二重層膜)類似の構造を有しているポリマーであって、生理活性物質の吸着を抑制する効果を有する( 例えばI s h i
h a r a K , T s u j i T , K u r o s a k i T , N a k a b a y a s h i N ,J o u r n a l o f B i o m e d i c a l M a t e r i a l s R e s e a r c h , 2 8 ( 2 ) , p p . 2 2 5 - 2 3 2 , ( 1 9 9 4 )4 など) 。
(Polymer composition)
A polymer having a phosphorylcholine group is a polymer having a structure similar to a biological membrane (phospholipid bilayer membrane) and has an effect of suppressing adsorption of a physiologically active substance (for example, I shi
hara K, Tsuji T, Kurosaki T, Nakabayashi N, Journalof Biomedical Materials Research, 2 8 (2), pp. 2 2 5-2 3 2, (1 9 9 4) 4, etc.

本発明で用いるホスホリルコリン基は、例えば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エトキシノニルホスホリルコリン、アリルホスホリルコリン、ブテニルホスホリルコリン、ヘキセニルホスホリルコリン、オクテニルホスホリルコリン、デセニルホスホリルコリン等を挙げられることができるが、2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンが好ましい。 Examples of the phosphorylcholine group used in the present invention include 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, 2-methacryloyloxyethoxyethylphosphorylcholine, 6-methacryloyloxyhexylphosphorylcholine, 10-methacryloyloxyethoxynonylphosphorylcholine, allylphosphorylcholine, butenylphosphorylcholine, hexenylphosphorylcholine, octyl Examples thereof include tenenyl phosphorylcholine and decenyl phosphorylcholine, and 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine is preferable.

さらに、本発明に使用するポリマーは生理活性物質を固定化するための官能基を有することが好ましい。本発明に用いる生理活性物質を固定化する官能基をとしては、化学的に活性な基、受容体基、リガンド基などがあるが、これらに限定されない。具体的な例としては、アルデヒド基、活性エステル基、エポキシ基、ビニルスルホン基チオール基、アミノ基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、ヒドロキシル基、アクリレート基、マレイミド基、ヒドラジド基、アジド基、アミド基、スルホネート基などがあるがこれらに限定されない。これらの中でも生理活性物質に多く含まれるアミノ基との反応性の点からアルデヒド基、活性エステル基、エポキシ基、ビニルスルホン基が好ましい。特に、活性エステル基が生理活性物質との結合において広く用いられ、実績もあることから最も好ましい。 Furthermore, the polymer used in the present invention preferably has a functional group for immobilizing a physiologically active substance. Examples of the functional group for immobilizing the physiologically active substance used in the present invention include, but are not limited to, a chemically active group, a receptor group, and a ligand group. Specific examples include aldehyde groups, active ester groups, epoxy groups, vinyl sulfone groups, thiol groups, amino groups, isocyanate groups, isothiocyanate groups, hydroxyl groups, acrylate groups, maleimide groups, hydrazide groups, azide groups, amide groups. , But not limited to, sulfonate groups. Among these, an aldehyde group, an active ester group, an epoxy group, and a vinyl sulfone group are preferable from the viewpoint of reactivity with amino groups contained in a large amount of physiologically active substances. In particular, an active ester group is most preferred because it is widely used in bonding with physiologically active substances and has a proven record.

基体表面とポリマーとの結合は、共有結合、静電的相互作用、水素結合、疎水効果による結合等どのような結合様式であっても良いが、表面処理の簡易性等の観点から、基体表面とポリマーとの疎水効果によって結合していることが好ましい。
また、本発明に使用するポリマーは、ホスホリルコリン基以外に他の基を含んでもよく、ホスホリルコリン基を有する単量体、活性エステル基を有する単量体と疎水性基であるブチルメタクリレート基を有する単量体との三元共重合体が好ましい。
The bond between the substrate surface and the polymer may be any type of bond such as covalent bond, electrostatic interaction, hydrogen bond, bond by hydrophobic effect, etc., but from the viewpoint of simplicity of surface treatment, the substrate surface It is preferable that the polymer and the polymer are bonded by a hydrophobic effect.
Further, the polymer used in the present invention may contain other groups in addition to the phosphorylcholine group, a monomer having a phosphorylcholine group, a monomer having an active ester group, and a single group having a butyl methacrylate group which is a hydrophobic group. A terpolymer with a monomer is preferred.

(ポリマーのコーティング)
本発明のバイオチップは、基体表面を該ポリマーでコーティングすることにより、生理活
性物質の非特異的吸着を抑制する性質、特定の生理活性物質を固定化する性質を容易に付与することが可能である。
基体へのポリマーのコーティングは、例えば有機溶剤にポリマーを0.05〜10重量%濃度になるように溶解したポリマー溶液を調製し、浸漬、吹きつけなどの公知の方法で基体表面に塗布した後、室温下ないしは加温下にて乾燥させることにより行われる。
(Polymer coating)
The biochip of the present invention can easily impart the property of suppressing nonspecific adsorption of a physiologically active substance and the property of immobilizing a specific physiologically active substance by coating the surface of the substrate with the polymer. is there.
For coating the polymer on the substrate, for example, a polymer solution in which the polymer is dissolved in an organic solvent so as to have a concentration of 0.05 to 10% by weight is prepared and applied to the substrate surface by a known method such as dipping or spraying. It is carried out by drying at room temperature or under heating.

用いる有機溶剤としては、2−ブタノン、エタノール、メタノール、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、アセトン、メチルエチルケトンなどの単独溶媒またはこれらの混合溶剤が使用される。中でも、エタノール、メタノールがプラスチック基体を変性させず、乾燥させやすいため好ましい。また、溶液中でポリマーを加水分解させる場合にも、水と任意の割合で混ざるので好ましい。 As the organic solvent to be used, a single solvent such as 2-butanone, ethanol, methanol, t-butyl alcohol, benzene, toluene, tetrahydrofuran, dioxane, dichloromethane, chloroform, acetone, methyl ethyl ketone, or a mixed solvent thereof is used. Of these, ethanol and methanol are preferable because they do not denature the plastic substrate and are easy to dry. Moreover, when hydrolyzing a polymer in a solution, it is preferable because it is mixed with water at an arbitrary ratio.

本発明のポリマーを溶解した溶液を基体表面に塗布した後、溶液を除去し、有機溶媒で洗浄したのち、遠心乾燥するのが好ましい。 After applying the solution in which the polymer of the present invention is dissolved to the substrate surface, it is preferable to remove the solution, wash it with an organic solvent, and then centrifuge dry.

(基体の素材)
基体の素材は、通常ガラス、金属その他を用いることができるが、本発明に使用する基体の素材としては、表面処理の容易性、量産性の観点から、プラスチックを使用し、特に熱可塑性樹脂であることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、蛍光発生量の少ないものが好ましい。例えばポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、飽和環状ポリオレフィン、ポリペンテン、ポリアミド及びそれらの共重合体よりなる群より少なくとも1種等を用いることが好ましく、耐熱性、耐薬品性、低蛍光性、成形性に特に優
れる飽和環状ポリオレフィンを用いることがより好ましい。ここで飽和環状ポリオレフィンとは、環状オレフィン構造を有する重合体単独または環状オレフィンとα − オレフィンとの共重合体を水素添加した飽和重合体等を指す。
(Base material)
The substrate material can be usually glass, metal or the like, but as the substrate material used in the present invention, plastic is used from the viewpoint of ease of surface treatment and mass productivity, and particularly a thermoplastic resin. Preferably there is. As a thermoplastic resin, a thing with little fluorescence generation amount is preferable. For example, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of polycarbonate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, saturated cyclic polyolefin, polypentene, polyamide and copolymers thereof, for heat resistance, chemical resistance, low fluorescence, and moldability. It is more preferable to use a particularly excellent saturated cyclic polyolefin. Here, the saturated cyclic polyolefin refers to a polymer having a cyclic olefin structure or a saturated polymer obtained by hydrogenating a copolymer of a cyclic olefin and an α-olefin.

(基体の形状)
本発明に使用する基体の形状は、特に限定しないが、スライドガラス状の基板、マルチウェルプレート、ビーズ状の球体等が挙げられる。これらの基体表面に微細な流路を有していてもよく、流路内に抗体を固定化させることも可能である。
(Base shape)
The shape of the substrate used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a slide glass substrate, a multiwell plate, and a bead-shaped sphere. A fine channel may be provided on the surface of these substrates, and the antibody can be immobilized in the channel.

(蛋白質の固定化)
本発明において蛋白質を基体上に固定化する際には、蛋白質を溶媒で溶解又は分散した液体を点着する方法が好ましい。
蛋白質を溶解または分散する溶媒のpHは8〜10であることが好ましく、pH9.0〜9.9がより好ましい。蛋白質固定化の工程における環境については、温度は20℃ 以
上が必要であり、好ましくは25〜70℃ である。
(Immobilization of protein)
In the present invention, when the protein is immobilized on the substrate, a method of spotting a liquid in which the protein is dissolved or dispersed with a solvent is preferable.
The pH of the solvent for dissolving or dispersing the protein is preferably 8 to 10, more preferably pH 9.0 to 9.9. As for the environment in the protein immobilization step, the temperature needs to be 20 ° C. or higher, preferably 25 to 70 ° C.

この際に重要なことは、固定化の工程において湿度を0〜50%に保つことである。特に湿度35〜45%の条件下ではスポットの滲みやかすれによるスポット形状の異常が見られず、シグナル強度が安定し、より好適である。固定化後は、固定化されなかった蛋白質を除去するため、純水や緩衝液で洗浄することが好ましい。 In this case, it is important to keep the humidity at 0 to 50% in the immobilization process. In particular, when the humidity is 35 to 45%, spot shape abnormality due to spot bleeding or blurring is not observed, and the signal intensity is stable, which is more preferable. After immobilization, it is preferable to wash with pure water or a buffer solution in order to remove proteins that have not been immobilized.

蛋白質が基体表面にスポット状に固定化される場合、本発明の条件下では、スポットの滲みやかすれによるスポット形状の異常の発生が抑制され得ることにより、複数種の蛋白質のスポットを基体表面の同一区画中に存在させることが可能である。これにより、同一の検体中の複数種の蛋白質を同時に測定することが可能となる。 When the protein is immobilized on the surface of the substrate in the form of spots, under the conditions of the present invention, the occurrence of spot shape abnormalities due to spot bleeding or blurring can be suppressed, so that a plurality of types of protein spots can be It can exist in the same compartment. This makes it possible to simultaneously measure a plurality of types of proteins in the same specimen.

次に、本発明の具体的実施例について説明する。 Next, specific examples of the present invention will be described.

1.ポリマーの調製
(1)ポリマーの合成
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」と記載)、n−ブ
チルメタクリレート(以下、「BMA」と記載)、p−ニトロフェニルオキシカルボニル−ポリエチレングリコールメタクリレート(以下、「MEONP」と記載。)を脱水エタノールに溶解させた。
そこに、さらに2、2−アゾビスイソブチロニトリル(以下、「AIBN」と記載、和光純薬工業社製)を添加し、均一になるまで撹拌することで、モノマー混合溶液を作製した。
なお、モノマー混合溶液中における、それぞれのモル比は、MPC、BMA、MEONPの順に70:27:3である。
その後、アルゴンガス雰囲気下、60℃で6時間反応させた後、反応溶液をジエチルエーテル中に滴下し、沈殿を収集することにより第1のポリマーを得た。
なお、上述したMEONPについては、以下の(2)に示すようにして合成した。
1. Preparation of Polymer (1) Polymer Synthesis 2-Methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (hereinafter referred to as “MPC”), n-butyl methacrylate (hereinafter referred to as “BMA”), p-nitrophenyloxycarbonyl-polyethylene glycol methacrylate ( Hereinafter, described as “MEONP”) was dissolved in dehydrated ethanol.
Further, 2,2-azobisisobutyronitrile (hereinafter referred to as “AIBN”, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added thereto, and the mixture was stirred until uniform to prepare a monomer mixed solution.
In addition, each molar ratio in a monomer mixed solution is 70: 27: 3 in order of MPC, BMA, and MEONP.
Then, after making it react at 60 degreeC under argon gas atmosphere for 6 hours, the reaction solution was dripped in diethyl ether, and the 1st polymer was obtained by collecting precipitation.
The above-mentioned MEONP was synthesized as shown in (2) below.

(2)p−ニトロフェニルオキシカルボニル−ポリエチレングリコールメタクリレート(MEONP)の合成
0.01molのポリエチレングリコールモノメタクリレート(日本油脂製、「Blenmer PE−200」)を20mLのクロロホルムに溶解させた後、−30℃まで冷却した。
−30℃に保ちながらこの溶液に、予め作製しておいた0.01molのp−ニトロフェニルクロロフォーメート(Aldrich社製)と0.01molのトリエチルアミン(和光純薬工業社製)およびクロロホルム20mLの均一溶液をゆっくりと滴下した。
−30℃にて1時間反応させた後、室温でさらに2時間溶液を攪拌した。その後反応液から塩をろ過により除去し、溶媒を留去してMEONPを得た。
(2) Synthesis of p-nitrophenyloxycarbonyl-polyethylene glycol methacrylate (MEONP) 0.01 mol of polyethylene glycol monomethacrylate (manufactured by NOF Corporation, “Blenmer PE-200”) was dissolved in 20 mL of chloroform, and then −30 Cooled to ° C.
While maintaining the temperature at −30 ° C., 0.01 mol of p-nitrophenyl chloroformate (manufactured by Aldrich), 0.01 mol of triethylamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and 20 mL of chloroform were added to this solution. The homogeneous solution was slowly added dropwise.
After reacting at −30 ° C. for 1 hour, the solution was further stirred at room temperature for 2 hours. Thereafter, the salt was removed from the reaction solution by filtration, and the solvent was distilled off to obtain MEONP.

2.抗原の検出
[実施例1](RAT ALBUMIN抗体を湿度50%以下の乾燥状態で固定化した場合)
2. Detection of antigen [Example 1] (when RAT ALBUMIN antibody is immobilized in a dry state with a humidity of 50% or less)

(1)まず、RAT ALBUMINの検出のために、以下の部材および原材料等を用意した。
基体として直径7mm、深さ1mmのウェルを備えるポリエチレン樹脂基板を用意した。該基体にポリマーの0.5wt%エタノール溶液を調整し、これを成型品のウェルに点着したのち乾燥、次に、エタノールを用いて洗浄し、ウェル底面に、ポリマーを導入した。
(1) First, the following members and raw materials were prepared for detection of RAT ALBUMIN.
A polyethylene resin substrate provided with a well having a diameter of 7 mm and a depth of 1 mm was prepared as a substrate. A 0.5 wt% ethanol solution of the polymer was prepared on the substrate, spotted on the well of the molded product, dried, then washed with ethanol, and the polymer was introduced into the bottom of the well.

(2)次に、一次抗体(RABBIT IGG FRACTION TO RAT ALBUMIN(Cappel社製))の5μg/mLリン酸バッファー溶液を調製し、これを穴部に点着したのち、45%以下の乾燥状態、室温下で一晩静置した。洗浄液(0.05% triton X100 /PBS)を用いて3回洗浄を行った。 (2) Next, a 5 μg / mL phosphate buffer solution of a primary antibody (RABBIT IGG FRACTION TO RAT ALBUMIN (manufactured by Cappel)) was prepared, and after spotting this in the hole, a dry state of 45% or less, Allowed to stand overnight at room temperature. Washing was performed 3 times using a washing solution (0.05% triton X100 / PBS).

(3)次に、Albumin抗原(Albumin 、Rat (-)(Cappel社製))の70μg/m
LPBS溶液(検体)を調製し、これを穴部に点着したのち、37℃の環境下に1.5時間静置して、抗原抗体反応を実施した。洗浄液を用いて3回洗浄を行った。
(3) Next, 70 μg / m of Albumin antigen (Albumin, Rat (−) (Cappel))
An LPBS solution (specimen) was prepared, spotted in a hole, and then allowed to stand in an environment at 37 ° C. for 1.5 hours to carry out an antigen-antibody reaction. Washing was performed 3 times using the washing solution.

(4)次に、標識化二次抗体(オチン標識 SHEEP IGG FRACTION TO RAT ALBUMIN(Cappel社製))の1ug/mL PBS溶液(0.05% triton X100)を調製し、これを穴部に点
着したのち、37℃の環境下に1時間静置して、抗原抗体反応を実施した。洗浄液を用い
て3回洗浄を行った。
(4) Next, a 1 ug / mL PBS solution (0.05% triton X100) of a labeled secondary antibody (Otin-labeled SHEEP IGG FRACTION TO RAT ALBUMIN (Cappel)) was prepared and spotted in the hole. After that, it was allowed to stand in an environment of 37 ° C. for 1 hour to carry out an antigen-antibody reaction. Washing was performed 3 times using the washing solution.

(5)次に、Cy3標識されたストレプトアビジンのPBS溶液(0.05% triton X100)を調製し、これを穴部に点着したのち、37℃の環境下に0.5時間静置した。洗浄液を用いて3回洗浄を行った。 (5) Next, a solution of Cy3-labeled streptavidin in PBS (0.05% triton X100) was prepared, spotted in the hole, and allowed to stand in an environment of 37 ° C. for 0.5 hour. Washing was performed 3 times using the washing solution.

(6)測定は、ウェルについて、それぞれ、蛍光測定(励起波長:550nm蛍光波長:570nm)を行った。
結果を図1に示す。図1によると抗原依存的に蛍光シグナルが得られた。また、各スポ
ットの形も形状のよい円をしめしていた。
(6) For the measurement, fluorescence was measured for each well (excitation wavelength: 550 nm, fluorescence wavelength: 570 nm).
The results are shown in Figure 1. According to FIG. 1, a fluorescence signal was obtained in an antigen-dependent manner. Also, the shape of each spot was a good shape circle.

[比較例](RAT ALBUMIN抗体を湿度50%以上の多湿下で固定化した場合)実施例1と同様の操作で、(2)の一次抗体の固定化において、湿度60%の条件下で実施した。
その結果、抗原依存的な蛍光シグナルが得られなかった。
[Comparative Example] (When RAT ALBUMIN antibody is immobilized under high humidity of 50% or higher) The same procedure as in Example 1 is carried out under the conditions of 60% humidity in the immobilization of the primary antibody in (2). did.
As a result, an antigen-dependent fluorescence signal was not obtained.

実施例1、と比較例1とでは、明らかに得られた蛍光シグナルの強度、形状が著しく異なり、実施例1において良好な結果が得られたことがわかる。 It can be seen that Example 1 and Comparative Example 1 clearly differ in the intensity and shape of the fluorescent signal obtained, and that good results were obtained in Example 1.

本発明は、不要な生理活性物質の吸着および結合を抑制し、高感度でハイスループットな生理活性物質の検出および分析用のバイオチップに使用することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a biochip for detecting and analyzing bioactive substances with high sensitivity and high throughput by suppressing adsorption and binding of unnecessary bioactive substances.

Claims (14)

基体表面に蛋白質を固定化してなるバイオチップの製造方法であって、
(1)基体表面にホスホリルコリン基を有するポリマーを塗布する工程、
(2)基体表面に蛋白質を溶媒に溶解又は分散した液体を点着または塗布する工程、
(3)蛋白質を固定化する工程、
を含むことを特徴とするバイオチップの製造方法。
A method for producing a biochip comprising a protein immobilized on a substrate surface,
(1) A step of applying a polymer having a phosphorylcholine group to the surface of the substrate,
(2) A step of spotting or applying a liquid in which a protein is dissolved or dispersed in a solvent on the surface of the substrate,
(3) a step of immobilizing the protein,
A method for producing a biochip comprising:
前記(3)工程において、湿度50%以下の乾燥状態におく請求項1記載のバイオチップの製造方法。 The biochip manufacturing method according to claim 1, wherein in the step (3), the substrate is kept in a dry state with a humidity of 50% or less. ホスホリルコリン基が2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン基である請求項1または2記載のバイオチップの製造方法。 The method for producing a biochip according to claim 1 or 2, wherein the phosphorylcholine group is a 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine group. 前記ポリマーがホスホリルコリン基を有する単量体とブチルメタクリレート基を有する単量体と蛋白質を固定化する官能基を有する単量体との共重合体である請求項1乃至3いずれか1項に記載のバイオチップの製造方法。 4. The polymer according to claim 1, wherein the polymer is a copolymer of a monomer having a phosphorylcholine group, a monomer having a butyl methacrylate group, and a monomer having a functional group for immobilizing a protein. Biochip manufacturing method. 前記(3)工程の固定化が化学結合により蛋白質が固定化されている請求項1乃至4いずれか1項に記載のバイオチップの製造方法。 The method for producing a biochip according to any one of claims 1 to 4, wherein the protein is immobilized by chemical bonding in the immobilization in the step (3). 前記の蛋白質を固定化する官能基が活性エステル基である請求項5記載のバイオチップの製造方法。 6. The method for producing a biochip according to claim 5, wherein the functional group for immobilizing the protein is an active ester group. 前記活性エステル基がp−ニトロフェニルエステル又はN−ヒドロキシスクシンイミドエステルである請求項5または6記載のバイオチップの製造方法。 The method for producing a biochip according to claim 5 or 6, wherein the active ester group is p-nitrophenyl ester or N-hydroxysuccinimide ester. 蛋白質が基体表面にスポット状に固定化されている請求項1乃至7いずれか1項に記載のバイオチップの製造方法。 The method for producing a biochip according to any one of claims 1 to 7, wherein the protein is immobilized in a spot shape on the surface of the substrate. 複数種の蛋白質のスポットが基体表面の同一区画中に存在している請求項8記載のバイオチップの製造方法。 9. The method for producing a biochip according to claim 8, wherein a plurality of kinds of protein spots are present in the same section of the substrate surface. 基体の形状がスライドガラス状である請求項1乃至9いずれか1項に記載のバイオチップの製造方法。 The biochip manufacturing method according to any one of claims 1 to 9, wherein the substrate has a glass slide shape. 基体の材質がプラスチックである請求項1乃至10いずれか1項に記載のバイオチップの
製造方法。
The biochip manufacturing method according to claim 1, wherein the substrate is made of plastic.
前記プラスチックがポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、飽和環状ポリオレフィン、ポリペンテン、ポリアミド及びそれらの共重合体よりなる群より少なくとも1種である請求項11記載のバイオチップの製造方法。 The method for producing a biochip according to claim 11, wherein the plastic is at least one selected from the group consisting of polycarbonate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, saturated cyclic polyolefin, polypentene, polyamide and copolymers thereof. 前記蛋白質が、抗体である請求項1乃至12いずれか1項に記載のバイオチップの製造方法 The method for producing a biochip according to any one of claims 1 to 12, wherein the protein is an antibody. 請求項1乃至13いずれか1項に記載の製造方法で作製したことを特徴とするバイオチップ。

A biochip manufactured by the manufacturing method according to claim 1.

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