JP2014149199A - Peptide probe, and measuring method of specimen using the same - Google Patents

Peptide probe, and measuring method of specimen using the same Download PDF

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Masayoshi Momiyama
政慶 籾山
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To search for a chemical material capable of being kept stably in a long term while holding a high material identification capability of a biological material, and build a measurement system using it and supply the system to a marketplace.SOLUTION: The peptide probe is used for measuring a surface plasmon resonance or magnetic sensing. The peptide probe includes: a peptide region having at least one specimen binding portion that applies a specific binding capacity to a specimen; and a linker region for fixing the peptide region onto a solid-phase carrier surface serving as a reaction field of the surface plasmon resonance or magnetic sensing. Here, the linker region is constituted by a molecular chain of a molecular length of 4-21. The measuring method of the specimen uses the peptide probe.

Description

本願発明は、ペプチドプローブ及び当該ペプチドプローブを利用した被検物質の測定方法に関するものである。   The present invention relates to a peptide probe and a method for measuring a test substance using the peptide probe.

妊娠検査薬等の臨床診断で多用されているイムノクロマト式アッセイ法等では、抗体等の天然の生理活性物質を濾紙やメンブランフィルター等に塗布して、前記生理活性物質ともう1つ別の生理活性物質で被検物質をサンドイッチ式に挟んで、後者の生理活性物質を検出することにより測定するのが一般的である。また、遺伝子を用いた臨床診断においても、被検物質であるDNA等の核酸を濾紙やメンブランフィルター等に固定して測定するという概念は同様である。上述の生理活性物質や核酸等は、生体内物質であることから、気温や湿度等の外的環境の変化により、その活性は変化する。通常は、活性が減衰する方向に働くので、臨床診断の場合には、本来のシグナルよりも低い数値となる。その結果、実際には陽性の反応を示しているにもかかわらず陰性と判断される偽陰性となり、疾病の存在を見逃すという問題を引き起こしていた。   In immunochromatographic assays that are frequently used in clinical diagnoses such as pregnancy test drugs, natural physiologically active substances such as antibodies are applied to filter paper, membrane filters, etc., and the physiologically active substance is separated from the physiologically active substance. In general, measurement is performed by sandwiching a test substance with a substance and detecting the latter physiologically active substance. In clinical diagnosis using genes, the concept of measuring nucleic acid such as DNA, which is a test substance, on a filter paper or membrane filter is the same. Since the above-mentioned physiologically active substances and nucleic acids are in-vivo substances, their activities change due to changes in the external environment such as temperature and humidity. Normally, the activity decreases in the direction of attenuation, so in clinical diagnosis, the value is lower than the original signal. As a result, although it actually showed a positive reaction, it became a false negative judged to be negative, causing a problem of overlooking the presence of the disease.

これらの問題を防ぐため、プローブとなる生理活性物質や核酸等の生体内物質を濾紙等に固定した後、一旦、乾燥させることによって活性を一定レベルまで下げ、長期的には活性の変動幅を抑えるという保存方法が一般的に行われている。通常、生理活性物質は乾燥により、活性は50%程度に減衰するが、その後1年の活性変動幅は10〜20%程度で安定する。しかしながら、1年後からも活性が徐々に低下することは避けられない。昨今、疾病の症状や治癒の進行具合を判定する等の臨床診断分野等で定量的な解析の必要性が増大しており、当該生体内物質の活性を安定化させることは急務であった。   In order to prevent these problems, after fixing the biologically active substance or nucleic acid as a probe to a filter paper or the like, the activity is lowered to a certain level by drying once, and the fluctuation range of the activity is reduced in the long term. The preservation method of suppressing is generally performed. Normally, the activity of a physiologically active substance is attenuated to about 50% by drying, but thereafter, the activity fluctuation range for one year is stabilized at about 10 to 20%. However, it is inevitable that the activity gradually decreases even after one year. In recent years, the need for quantitative analysis has increased in the field of clinical diagnosis such as determining disease symptoms and the progress of healing, and there has been an urgent need to stabilize the activity of in vivo substances.

近年、生理活性物質や核酸等の生体内物質を長期に亘って安定化させる方法が研究開発されている。例えば、抗体、抗原、酵素等のタンパク質が溶液中で不活性化することを抑制するタンパク質の安定化方法が報告されている(例えば、特許文献1、2等を参照)。特許文献1は、タンパク質を含有する溶液にペプチジルプロリルシス−トランスイソメラーゼを添加することにより、この物質のもつペプチジルプロリルシス−トランス異性化作用及びポリペプチド鎖の折り畳み作用等によりタンパク質の活性の低下を防御するものである。特許文献2は、溶液状態で存在する抗原又は抗体の特異性及び親和力、結合力を維持したまま長期間安定的に保存するために、ロイペプチン、アンチパイン、ペプスタチン等のペプチド性プロテアーゼインヒビターを添加するものである。また、複数のバイオマーカーにより癌を診断することにより、生理活性物質の活性の変動及び各個体毎に生じる誤差を吸収して診断の正確度を向上させる方法も報告されている(例えば、特許文献3を参照)。   In recent years, research and development have been conducted on methods for stabilizing in vivo substances such as physiologically active substances and nucleic acids over a long period of time. For example, methods for stabilizing proteins that suppress inactivation of proteins such as antibodies, antigens, and enzymes in solution have been reported (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In Patent Document 1, by adding peptidylprolyl cis-trans isomerase to a protein-containing solution, the activity of the protein is improved by the peptidyl prolyl cis-trans isomerization action and the polypeptide chain folding action of this substance. It protects against decline. Patent Document 2 adds a peptide protease inhibitor such as leupeptin, antipain, and pepstatin in order to stably store for a long period of time while maintaining the specificity, affinity, and binding force of an antigen or antibody present in a solution state. Is. In addition, a method for improving the accuracy of diagnosis by diagnosing cancer using a plurality of biomarkers to absorb fluctuations in the activity of physiologically active substances and errors generated for each individual has been reported (for example, Patent Documents). 3).

しかしながら、上述の技術は何れも生理活性物質や核酸等の生体内物質の活性の変動は、必然的に生じる事象であるとし、その活性変動幅を可能な限り低減することを目的とするものあった。したがって、生体内物質の活性の変動という問題を根本的に解決するものではなく、対処療法的な性格を持つに過ぎなかった。   However, in any of the above-described techniques, fluctuations in the activity of biological substances such as physiologically active substances and nucleic acids are inevitably occurring events, and the objective is to reduce the activity fluctuation range as much as possible. It was. Therefore, it does not fundamentally solve the problem of fluctuations in the activity of biological substances, but has only a coping therapy character.

特開平11−29596号公報JP-A-11-29596 特開平6−273418号公報JP-A-6-273418 特表2012−502281号公報Special table 2012-502281 gazette

本願発明の目的は、抗体等の生体内物質を利用する測定システムにおける、当該生体内物質の長期的安定性の問題点を根本的に解決することにある。従来においては、生体内物質、特に抗体は、高い結合活性と特異性を有し、かつ抗体産生技術は確立された技術であるため、根本的な問題解決を先延ばししてきたといえる。そこで、生体内物質の優れた物質識別能力を保持しつつ、長期間安定維持できる化学物質を探求し、それを利用した測定システムを構築し市場に供給することを目的とする。   An object of the present invention is to fundamentally solve the problem of long-term stability of a substance in the living body in a measurement system using the substance in the body such as an antibody. Conventionally, in-vivo substances, particularly antibodies, have high binding activity and specificity, and antibody production techniques are established techniques, so it can be said that the fundamental problem solution has been postponed. Therefore, an object is to search for a chemical substance that can be stably maintained for a long time while maintaining excellent substance discrimination ability of in-vivo substances, and to build a measurement system using the chemical substance and supply it to the market.

そこで、本願発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意研究した結果、被検物質を検出するプローブとしてペプチドを利用することにより、生体内物質の優れた物質識別能力を保持しつつ、長期間安定維持できることを見出し、そして、当該ペプチドを表面プラズモン共鳴や磁気センシング等の反応場となる固相担体に固定化する際のリンカーの分子長を好適化することにより高感度かつ高精度な測定システムを構築できることを見出した。さらに、固相担体表面とリンカーの荷電特性を好適化することにより、更なる感度及び精度の向上を実現できることを見出し、これらの知見に基づいて本願発明を完成するに至った。   Therefore, as a result of earnest research to solve the above problems, the inventors of the present application have used a peptide as a probe for detecting a test substance, thereby maintaining excellent substance discrimination ability of in vivo substances for a long period of time. A highly sensitive and highly accurate measurement system by finding that the peptide can be stably maintained, and by optimizing the molecular length of the linker when immobilizing the peptide on a solid phase carrier as a reaction field such as surface plasmon resonance or magnetic sensing Found that can be built. Furthermore, it has been found that further improvement in sensitivity and accuracy can be realized by optimizing the charge characteristics of the solid phase carrier surface and the linker, and the present invention has been completed based on these findings.

即ち、以下の〔1〕〜〔11〕に示す発明を提供する。
〔1〕表面プラズモン共鳴又は磁気センシング測定用のペプチドプローブであって、
被検物質に対して特異的結合能を示す被検物質結合部位を少なくとも1つ含むペプチド領域と、
前記表面プラズモン共鳴又は磁気センシングの反応場となる固相担体表面に、前記ペプチド領域を固定化するためのリンカー領域とを含み、ここで、前記リンカー領域は分子長4〜21の分子鎖から構成されているペプチドプローブ。
〔2〕前記リンカー領域が、分子長8〜21の分子鎖から構成されている。
〔3〕前記固相担体表面が正又は負に荷電された状態であるとき、前記リンカー領域が非荷電性の分子鎖で構成されている。
〔4〕前記リンカー領域が、アルキル鎖、又はペプチド核酸鎖である。
〔5〕前記固相担体表面が非荷電状態であるとき、前記リンカー領域が両親媒性の分子鎖で構成されている。
〔6〕前記リンカー領域が、ポリエチレングリコール鎖、又は核酸鎖である。
〔7〕前記ペプチド領域が、4〜11アミノ酸で構成されている。
〔8〕前記ペプチド領域が、8アミノ酸で構成されている。
〔9〕前記ペプチド領域が、配列番号1に示すアミノ酸配列を含むペプチド鎖である。
〔10〕表面プラズモン共鳴又は磁気センシングによる被検物質の測定方法であって、
前記表面プラズモン共鳴又は磁気センシングの反応場となる固相担体表面に、上記ペプチドプローブを前記リンカー領域を介して固定化する工程、
前記固相担体表面に固定化された前記ペプチドプローブに前記被検物質を接触させる工程、及び
前記ペプチドプローブの前記ペプチド領域に結合した前記被検物質を、前記表面プラズモン共鳴又は磁気センシングにより検出する工程、を含む。
〔11〕前記ペプチドプローブの前記ペプチド領域が、配列番号1に示すアミノ酸配列を含むペプチド鎖である。
That is, the invention shown in the following [1] to [11] is provided.
[1] A peptide probe for surface plasmon resonance or magnetic sensing measurement,
A peptide region comprising at least one test substance binding site exhibiting specific binding ability to the test substance;
A linker region for immobilizing the peptide region on the surface of a solid phase carrier serving as a reaction field for surface plasmon resonance or magnetic sensing, wherein the linker region is composed of molecular chains having a molecular length of 4 to 21 Peptide probe.
[2] The linker region is composed of molecular chains having a molecular length of 8 to 21.
[3] When the surface of the solid support is positively or negatively charged, the linker region is composed of an uncharged molecular chain.
[4] The linker region is an alkyl chain or a peptide nucleic acid chain.
[5] When the surface of the solid phase carrier is in an uncharged state, the linker region is composed of an amphiphilic molecular chain.
[6] The linker region is a polyethylene glycol chain or a nucleic acid chain.
[7] The peptide region is composed of 4 to 11 amino acids.
[8] The peptide region is composed of 8 amino acids.
[9] The peptide region is a peptide chain comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.
[10] A method for measuring a test substance by surface plasmon resonance or magnetic sensing,
A step of immobilizing the peptide probe on the surface of a solid phase carrier serving as a reaction field of the surface plasmon resonance or magnetic sensing via the linker region;
Contacting the test substance with the peptide probe immobilized on the surface of the solid phase carrier; and detecting the test substance bound to the peptide region of the peptide probe by the surface plasmon resonance or magnetic sensing. Process.
[11] The peptide region of the peptide probe is a peptide chain comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1.

上記〔1〕〜〔9〕の構成によれば、表面プラズモン共鳴又は磁気センシング測定用のペプチドプローブを提供できる。かかるペプチドプローブは合成ペプチドを被検物質の検出部位とする。したがって、外的環境の変化及び経時的な活性変動及び低下等の、従来のタンパク質等の生理活性物質や核酸等の生体内物質プローブが抱えていた問題を解消することができる。即ち、外的環境変化に測定結果が影響されることなく、また長期間の保存安定性を維持することができる。これにより、臨床診断分野における疾病の症状や治癒の進行具合を判定する等の定量的な解析等、臨床現場の要求に応えた測定システムの構築に貢献することができる。そして、ペプチドプローブは、固相担体表面にリンカー領域を介して固定化されるが、かかるリンカー領域の分子長を好適化して構成されている。被検物質を認識する部位であるペプチド領域と固相担体表面の距離が測定感度に大きな影響を与えるため、リンカー領域の長さの好適化が重要である。つまり、固相反応系の場合、固相担体表面と被検物質を認識する部位との距離が測定されるシグナル強度に影響し、その距離を最適化することにより感度を向上させることができ、高感度、かつ高精度な測定システムの構築を実現することができる。また、本願発明のペプチドプローブは化学的に合成することができることから、抗体のように生産者間及びロット間での活性誤差が生じることがなく、また、生産時に副産物として不純物が混入することないため、被検物質の測定の妨げとなるバックグラウンドノイズを低減でき、高感度、高精度かつ安定性の高い測定システムを構築するために利用することができる。また、本願発明のペプチドプローブは、通常のペプチド合成機等を利用して安価に生産でき、上述の通り長期保存安定性を有することから大量調製も可能となり、測定システムのコスト削減にも寄与することができる。   According to the configuration of [1] to [9], a peptide probe for surface plasmon resonance or magnetic sensing measurement can be provided. Such a peptide probe uses a synthetic peptide as a detection site for a test substance. Therefore, it is possible to solve the problems of conventional biologically active substances such as proteins and in vivo substance probes such as nucleic acids, such as changes in the external environment and changes in activity over time. That is, the measurement results are not affected by changes in the external environment, and long-term storage stability can be maintained. As a result, it is possible to contribute to the construction of a measurement system that meets the requirements of the clinical site, such as quantitative analysis such as determining disease symptoms and the progress of healing in the clinical diagnosis field. The peptide probe is immobilized on the surface of the solid phase carrier via a linker region, and is configured by optimizing the molecular length of the linker region. Since the distance between the peptide region, which is a site for recognizing the test substance, and the surface of the solid phase carrier greatly affects the measurement sensitivity, it is important to optimize the length of the linker region. In other words, in the case of a solid-phase reaction system, the distance between the solid-phase carrier surface and the site for recognizing the test substance affects the measured signal intensity, and the sensitivity can be improved by optimizing the distance. Construction of a highly sensitive and highly accurate measurement system can be realized. In addition, since the peptide probe of the present invention can be chemically synthesized, there is no activity error between producers and lots like antibodies, and no impurities are mixed as a by-product during production. Therefore, background noise that hinders measurement of a test substance can be reduced, and can be used to construct a measurement system with high sensitivity, high accuracy, and high stability. In addition, the peptide probe of the present invention can be produced at low cost using a normal peptide synthesizer, etc., and has a long-term storage stability as described above, so that it can be prepared in large quantities and contributes to cost reduction of the measurement system. be able to.

特に、上記〔3〕〜〔6〕の構成によれば、本願発明のペプチドプローブのリンカー領域は、固相担体表面の荷電特性に対応してその荷電特性を好適化することができる。これにより、更なる測定感度が向上し、高精度の測定システムの実現に貢献することができる。   In particular, according to the configurations of [3] to [6] above, the linker region of the peptide probe of the present invention can optimize the charge characteristics corresponding to the charge characteristics of the solid phase carrier surface. Thereby, the further measurement sensitivity improves and it can contribute to realization of a highly accurate measurement system.

さらに、上記〔7〕〜〔8〕の構成によれば、本願発明のペプチドプローブのペプチド領域のアミノ酸長を特定することにより、被検物質を認識する部位であるペプチド領域と固相担体表面の距離が更なる好適化を図れる。このように好適化することにより、測定感度をより向上させることができ、高感度かつ高精度な測定システムの構築を実現することができる。   Furthermore, according to the configuration of [7] to [8] above, by specifying the amino acid length of the peptide region of the peptide probe of the present invention, the peptide region which is a site for recognizing the test substance and the surface of the solid support The distance can be further optimized. By optimizing in this way, the measurement sensitivity can be further improved, and the construction of a highly sensitive and highly accurate measurement system can be realized.

また、上記〔9〕の構成によれば、癌転移マーカーnm23の高感度かつ高精度な測定を可能とするペプチドプローブを提供することができる。これにより、癌転移に関する知見を得るための高感度かつ高精度な測定システムの構築を実現することができる。   Moreover, according to the configuration of [9] above, it is possible to provide a peptide probe that enables highly sensitive and highly accurate measurement of the cancer metastasis marker nm23. Thereby, construction of a highly sensitive and highly accurate measurement system for obtaining knowledge about cancer metastasis can be realized.

上記〔10〕〜〔11〕の構成によれば、被検物質の測定方法を提供することができる。かかる測定方法は、合成ペプチドを被検物質の検出部位とする本願発明のペプチドプローブを使用することにより、外的環境の変化や経時的な活性変動や活性低下等の影響を受けることなく被検物質を測定することができる。また、本願発明のペプチドプローブは、長期間の保存安定性を維持することができることから、臨床診断分野において疾病の症状や治癒の進行具合を判定する等の定量的な解析等、臨床現場の要求に応えることができる。そして、本願発明のペプチドプローブは、リンカー領域の分子長を好適化していることから、固相担体表面と被検物質を認識する部位との距離等が最適化され、高感度かつ高精度に被検物質を測定することができる。更に、本願発明のペプチドプローブのリンカー領域は、固相担体表面の荷電特性に対応してその荷電特性を好適化されたものであることからも、測定感度の向上が期待でき、高感度かつ高精度に被検物質を測定することができる。そして、本願発明のペプチドプローブは化学的に合成することができることから、抗体のように生産者間及びロット間での活性誤差が生じることがなく、生産時に副産物として不純物が混入することないため、被検物質の測定の妨げとなるバックグラウンドノイズを低減でき、高感度、高精度、かつ安定性をもって被検物質を測定することができる。また、本願発明のペプチドプローブは、通常のペプチド合成機等を利用して安価に生産でき、かつ長期保存安定性を有することからコスト的にも有利である。   According to the above [10] to [11], a method for measuring a test substance can be provided. Such a measurement method uses the peptide probe of the present invention having a synthetic peptide as a detection site for a test substance, so that the test can be performed without being affected by changes in the external environment, changes in activity over time, or decreases in activity. The substance can be measured. In addition, since the peptide probe of the present invention can maintain long-term storage stability, there is a need in the clinical field for quantitative analysis such as determining the symptoms of disease and the progress of healing in the clinical diagnostic field. Can respond. Since the peptide probe of the present invention optimizes the molecular length of the linker region, the distance between the surface of the solid support and the site for recognizing the test substance is optimized, and the target is highly sensitive and accurate. The test substance can be measured. Furthermore, since the linker region of the peptide probe of the present invention has an optimized charge characteristic corresponding to the charge characteristic of the surface of the solid phase carrier, it can be expected to improve measurement sensitivity. The test substance can be measured with high accuracy. And since the peptide probe of the present invention can be chemically synthesized, there is no activity error between producers and lots like antibodies, and impurities are not mixed as a by-product during production. Background noise that hinders measurement of the test substance can be reduced, and the test substance can be measured with high sensitivity, high accuracy, and stability. In addition, the peptide probe of the present invention is advantageous in terms of cost because it can be produced at low cost using a normal peptide synthesizer or the like and has long-term storage stability.

また、上記〔11〕の構成によれば、癌転移マーカーnm23の高感度かつ高精度な測定を可能となる本願発明のペプチドプローブを利用することから、癌転移に関する知見を得るための測定方法を確立することができる。   In addition, according to the configuration of [11] above, since the peptide probe of the present invention that enables highly sensitive and highly accurate measurement of the cancer metastasis marker nm23 is used, a measurement method for obtaining knowledge relating to cancer metastasis is provided. Can be established.

本願発明のペプチドプローブは、ペプチド領域とリンカー領域を含んで構成される。ペプチド領域は、被検物質を特異的に認識し結合できる領域である。そして、リンカー領域は、ペプチド領域と表面プラズモン共鳴や磁気センシング等の分析反応を実施する固相担体との間に介在して、ペプチド領域を固相担体上に固定化するための領域である。   The peptide probe of the present invention comprises a peptide region and a linker region. The peptide region is a region where the test substance can be specifically recognized and bound. The linker region is a region for immobilizing the peptide region on the solid phase carrier interposed between the peptide region and the solid phase carrier that performs an analytical reaction such as surface plasmon resonance or magnetic sensing.

ここで、被検物質は、ペプチドプローブのペプチド領域と特異的に結合する能力がある物質であれば、特に制限はない。例えば、各種タンパク質、ペプチド、糖、脂質、糖タンパク質、核酸、有機物、無機物等が挙げられる。生体内の癌マーカー、ホルモン、神経伝達物質、成長因子等が例示できる。そして、ペプチド領域と特異的に結合する特定の細胞、生体組織、器官、細菌、ウイルス、真菌等も被検物質となり得る。生体内物質の他、薬剤、農薬、食品添加物や環境ホルモン等の化学物質をも被検物質とすることができる。具体的には、被検物質として、nm23等の癌転移マーカー、PTH(副甲状腺ホルモン)等のホルモンマーカー等が挙げられる。   Here, the test substance is not particularly limited as long as it is a substance capable of specifically binding to the peptide region of the peptide probe. For example, various proteins, peptides, sugars, lipids, glycoproteins, nucleic acids, organic substances, inorganic substances and the like can be mentioned. Examples include in vivo cancer markers, hormones, neurotransmitters, growth factors, and the like. Further, specific cells, biological tissues, organs, bacteria, viruses, fungi, and the like that specifically bind to the peptide region can also be the test substance. In addition to in-vivo substances, chemical substances such as drugs, agricultural chemicals, food additives and environmental hormones can also be used as test substances. Specifically, examples of the test substance include cancer metastasis markers such as nm23, hormone markers such as PTH (parathyroid hormone), and the like.

ペプチド領域は、ペプチド分子鎖から構成され、被検物質に対する特異的結合性、つまり物質識別能を利用して被検物質を特異的に認識し結合できる結合部位を含んで構成される。ペプチド領域に存在する被検物質に対する結合部位は単数であっても複数であってもよく、好ましくは1〜3個の結合部位を有する。したがって、ペプチド領域の全てが被検物質に対する特異的結合性を有するアミノ酸で構成されている必要はなく、ペプチド領域全体で被検物質に対する特異的結合性を示すものでよい。   The peptide region is composed of peptide molecular chains, and includes a binding site that can specifically recognize and bind to the test substance using specific binding property to the test substance, that is, substance discrimination ability. There may be a single or a plurality of binding sites for the test substance existing in the peptide region, and it preferably has 1 to 3 binding sites. Therefore, it is not necessary that all of the peptide region is composed of amino acids having specific binding properties to the test substance, and the entire peptide region may exhibit specific binding properties to the test substance.

ペプチド領域としては、特異的結合性の観点から8アミノ酸程度の長さを有するものである。ペプチド領域が短すぎると被検物質への特異的結合能を維持することができず、長すぎると非特異的な結合を誘発する。例えば、好ましくは0〜21アミノ酸長であり、より好ましくは4〜11アミノ酸長又は4〜16アミノ酸長であり、特に好ましくは8アミノ酸長である。このように、ペプチド領域のアミノ酸長を特定することにより、被検物質への特異的結合能を十分に発揮できると共に、当該被検物質を認識する部位であるペプチド領域と固相担体表面の距離の最適化を図ることができる。   The peptide region has a length of about 8 amino acids from the viewpoint of specific binding. If the peptide region is too short, the specific binding ability to the test substance cannot be maintained, and if it is too long, non-specific binding is induced. For example, the length is preferably 0 to 21 amino acids, more preferably 4 to 11 amino acids or 4 to 16 amino acids, and particularly preferably 8 amino acids. Thus, by specifying the amino acid length of the peptide region, the specific binding ability to the test substance can be sufficiently exerted, and the distance between the peptide region that is a site for recognizing the test substance and the solid phase carrier surface Can be optimized.

ペプチド領域の配列は、被検物質を特異的に認識し、好ましくは特異的結合性を有する限り特に制限はない。そして、ペプチド領域と被検物質との結合性は、抗原と抗体との結合、酵素基質と酵素との結合、DNAとDNA 結合タンパク質との結合等に類似した結合性の他、共有結合、イオン結合、水素結合、配位結合等、ペプチド領域が被検物質を認識できる限り特に制限はない。例えば、被検物質が抗原性物質である場合には、抗原上のエピトープを認識し結合できる配列を利用することができる。また、それとは逆に、被検物質が抗体である場合には、当該エピトープをぺプチド領域に利用することができる。また、被検物質が酵素である場合には、酵素は標的となる基質タンパク質の特定領域の配列を特異的に認識して反応するため、その特定領域のペプチド配列を利用することもできる。また、レセプター−リガンド反応の認識部位の配列等を利用してもよい。具体的には、癌転移マーカーであるnm23結合ペプチド(Arg-Arg-Leu-Thr-Ile-Arg-Asn-Gly:配列番号1)が例示されるが、これに限定されるものではない。   The sequence of the peptide region is not particularly limited as long as it specifically recognizes the test substance and preferably has specific binding properties. The binding between the peptide region and the test substance is similar to the binding between an antigen and an antibody, the binding between an enzyme substrate and an enzyme, the binding between DNA and a DNA binding protein, a covalent bond, an ion There is no particular limitation as long as the peptide region can recognize the test substance, such as a bond, a hydrogen bond, and a coordinate bond. For example, when the test substance is an antigenic substance, a sequence that can recognize and bind to an epitope on the antigen can be used. On the contrary, when the test substance is an antibody, the epitope can be used for the peptide region. Further, when the test substance is an enzyme, the enzyme specifically recognizes and reacts with the sequence of the specific region of the target substrate protein, and thus the peptide sequence of the specific region can be used. Alternatively, the recognition site sequence of the receptor-ligand reaction may be used. Specifically, nm23 binding peptide (Arg-Arg-Leu-Thr-Ile-Arg-Asn-Gly: SEQ ID NO: 1) which is a cancer metastasis marker is exemplified, but is not limited thereto.

ここで、ペプチドは、コンビナトリアルケミストリーのアプローチに適した物質である。したがって、被検物質と特異的結合性を有するペプチド鎖の探索や配列最適化等に利用するようにペプチド領域を設計してよい。また、コンビナトリアルケミストリーにより同定されたペプチド鎖をペプチド領域として、本願発明のペプチドプローブを構築してもよい。   Here, the peptide is a substance suitable for the combinatorial chemistry approach. Therefore, the peptide region may be designed so as to be used for searching for a peptide chain having specific binding property to a test substance, sequence optimization, and the like. Alternatively, the peptide probe of the present invention may be constructed using a peptide chain identified by combinatorial chemistry as a peptide region.

ここで、ペプチド鎖とは、2分子以上のアミノ酸がペプチド結合で連結した化合物である。ペプチド鎖を構成するアミノ酸としては、天然アミノ酸の他、化学修飾されたアミノ酸を含んでいてもよい。アミノ酸の化学修飾は、例えばリジンのN末端アミノ酸であるアミノ基、ヒスチジンのイミダゾール基、トリプトファンのインドール核、アスパラギン酸及びグルタミン酸のカルボキシル基、セリン、スレオニンの水酸基等の官能基を対象として行うことができる。例えば、アミノ基のアセチル化、スクシニル化、グアニジル化、イミダゾール基のエトキシホルミル化、カルボキシル基のアミド化、エチルエステル化等の化学修飾を行うことができるが、アミノ酸の化学修飾技術については多種多様な技術が報告されており、何れを用いることができる。   Here, the peptide chain is a compound in which two or more amino acids are linked by peptide bonds. As amino acids constituting the peptide chain, in addition to natural amino acids, chemically modified amino acids may be included. Chemical modification of amino acids may be performed on functional groups such as amino group which is N-terminal amino acid of lysine, imidazole group of histidine, indole nucleus of tryptophan, carboxyl group of aspartic acid and glutamic acid, hydroxyl group of serine and threonine. it can. For example, chemical modification such as acetylation of amino group, succinylation, guanidylation, ethoxyformylation of imidazole group, amidation of carboxyl group, ethyl esterification, etc. can be performed, but there are a wide variety of chemical modification techniques for amino acids Various techniques have been reported, and any of them can be used.

また、本願発明で用いられるペプチド鎖は非アミノ酸を含んで構成されていてもよい。そして、当該非アミノ酸と隣接する結合がペプチド結合でない場合があるが、この場合も、本明細書においてはペプチドと称するものとする。例えば、本願発明で用いられるペプチド鎖としては、ペプチド骨格に核酸塩基をもつペプチド核酸鎖であってもよい。当該ペプチド核酸鎖を利用することにより、本願発明のペプチドプローブを核酸の検出に用いることができる。   Moreover, the peptide chain used by this invention may be comprised including the non-amino acid. In some cases, the bond adjacent to the non-amino acid is not a peptide bond. In this case, it is also referred to as a peptide in this specification. For example, the peptide chain used in the present invention may be a peptide nucleic acid chain having a nucleobase in the peptide backbone. By using the peptide nucleic acid chain, the peptide probe of the present invention can be used for nucleic acid detection.

本願発明のペプチド領域を構成するペプチド鎖は、公知のペプチド合成技術を利用して合成することができる。例えば、液相合成法や固相合成法等の化学合成技術を利用することができる。特に、フルオレニルメトキシカルボニル(以下、「Fmoc」と称する)基やtert-ブトキシカルボニル(以下、「tBoc」と称する)基を利用した固相合成技術を利用する方法が汎用されている。具体的な手法としては、例えば、適当に保護したアミノ酸を、各種縮合方法等により所望のアミノ酸配列を順次担体上で結合させていくことにより行うことができる。一般には、C末端からN末端に向かって合成され、C末端になるアミノ酸のα-アミノ基以外のすべての官能基を保護したアミノ酸に、カルボキシ基以外のすべての官能基を保護したアミノ酸を縮合させペプチド結合を形成させる。次に、アミノ基を脱保護し、カルボキシル基以外のすべての官能基を保護したアミノ酸を縮合させ、N末端のアミノ酸に達するまで縮合反応を繰り返すことにより行うことができる。アミノ酸の保護は公知の技術により行うことができ、例えば、アミノ基の保護にはtBoc基、Fmoc基を、カルボキシル基の保護にはメチルやエチル等の短鎖アルキル鎖、4-ニトロベンジル基を利用することができ、市販の各種保護アミノ酸を利用することもできる。縮合反応は、例えば、ジシクロヘキシルカルボジイミド法、ジイソププロピルカルボジイミド等のカルボジイミド類を好ましく使用できる。また、市販のペプチド自動合成装置等を利用することができる。   The peptide chain constituting the peptide region of the present invention can be synthesized using a known peptide synthesis technique. For example, a chemical synthesis technique such as a liquid phase synthesis method or a solid phase synthesis method can be used. In particular, a method using a solid phase synthesis technique using a fluorenylmethoxycarbonyl (hereinafter referred to as “Fmoc”) group or a tert-butoxycarbonyl (hereinafter referred to as “tBoc”) group is widely used. As a specific technique, for example, a suitably protected amino acid can be sequentially bound on a carrier by a desired amino acid sequence by various condensation methods. In general, amino acids that are synthesized from the C-terminal to the N-terminal and that protect all functional groups other than the α-amino group of the amino acid that becomes the C-terminal are condensed with amino acids that protect all functional groups other than the carboxy group. To form peptide bonds. Next, it can be carried out by deprotecting the amino group, condensing amino acids in which all functional groups other than the carboxyl group are condensed, and repeating the condensation reaction until the amino acid at the N-terminal is reached. The amino acid can be protected by a known technique. For example, a tBoc group or Fmoc group is used to protect an amino group, a short alkyl chain such as methyl or ethyl, or a 4-nitrobenzyl group is used to protect a carboxyl group. Various commercially available protected amino acids can also be used. For the condensation reaction, for example, carbodiimides such as dicyclohexylcarbodiimide method and diisopropylpropylcarbodiimide can be preferably used. In addition, a commercially available peptide automatic synthesizer can be used.

リンカー領域とは、上述のペプチド領域と、表面プラズモン共鳴や磁気センシング等の分析反応を実施する固相担体との間に介在して、ペプチド領域を固相担体表面上に固定化するための領域である。そのため、リンカー領域は、固相担体表面に固定化可能な部位とペプチド領域を導入できる部位を分子内に含んでいることが好ましい。そして、本願発明のペプチドプローブは、ペプチド領域が有する生体関連物質の特異的結合性を利用して被検物質を検出及び測定等するものである。そのため、リンカー領域は、被検物質以外の被検試料中含まれる夾雑物質等と非特異的な相互作用を示さないものでなければならない。   The linker region is a region for immobilizing the peptide region on the surface of the solid phase carrier interposed between the above peptide region and a solid phase carrier that performs an analytical reaction such as surface plasmon resonance or magnetic sensing. It is. For this reason, the linker region preferably contains a site capable of being immobilized on the surface of the solid phase carrier and a site capable of introducing the peptide region in the molecule. And the peptide probe of this invention detects and measures a test substance using the specific binding property of the biological substance which a peptide area | region has. For this reason, the linker region must not exhibit a non-specific interaction with a contaminant substance or the like contained in a test sample other than the test substance.

また、リンカー領域の構造は、直鎖状、分枝状、環状等を問わないが、好ましくは直鎖状である。分枝状及び環状とする場合には、分枝や環の位置や形状等はペプチド領域と被検物質との反応において立体障害等とならないように構成する。   The structure of the linker region may be linear, branched or cyclic, but is preferably linear. In the case of branching and ringing, the positions and shapes of the branches and rings are configured so as not to cause steric hindrance in the reaction between the peptide region and the test substance.

固相担体上を反応場とする表面プラズモン共鳴や磁気センシング等においては、被検物質を認識する部位であるペプチド領域と固相担体表面の距離が測定感度に大きな影響を与えるため、リンカー領域の長さの好適化が重要である。つまり、固相反応系の場合、固相担体表面と被検物質を認識する部位との距離が測定されるシグナル強度に影響し、その距離を最適化することにより感度を向上させることができる。測定感度は、固相担体表面と被検物質を認識する部位との距離が長くなると測定感度が下がり、逆に、短すぎるとペプチド領域による被検物質の認識が立体障害等の要因になり測定感度が低下してしまう。したがって、リンカー領域の長さは、直鎖状リンカーの場合には、分子長を4〜21とすることが好ましく、7〜21、又は8〜21とすることがより好ましく、16とすることが特に好ましい。   In surface plasmon resonance, magnetic sensing, etc. using a solid phase carrier as a reaction field, the distance between the peptide region, which is the site for recognizing the test substance, and the solid phase carrier surface greatly affects the measurement sensitivity. The length optimization is important. That is, in the case of a solid-phase reaction system, the distance between the surface of the solid-phase carrier and the site for recognizing the test substance affects the measured signal intensity, and the sensitivity can be improved by optimizing the distance. Measurement sensitivity decreases when the distance between the surface of the solid support and the site for recognizing the test substance increases, and conversely, if it is too short, recognition of the test substance by the peptide region causes steric hindrance and other factors. Sensitivity will decrease. Therefore, the length of the linker region is preferably 4 to 21, more preferably 7 to 21, or 8 to 21, and preferably 16 in the case of a linear linker. Particularly preferred.

また、リンカー領域を分枝状及び環状として構成する場合には、固相担体表面からペプチド領域までの距離が上述した直鎖状リンカーと同程度の長さになるように構成する。例えば、分枝状の場合には、側鎖を含めず主鎖の分子長がリンカー領域の分子長として設計される。   Further, when the linker region is configured as branched and cyclic, it is configured such that the distance from the solid phase carrier surface to the peptide region is as long as the linear linker described above. For example, in the case of a branched shape, the molecular length of the main chain is designed as the molecular length of the linker region without including the side chain.

リンカー領域の構成は、固相担体表面の荷電特性に従って選択される。固相担体表面が正又は負に荷電している場合には、リンカー領域は非荷電性の分子鎖により構成される。一方、固相担体表面が非荷電性である場合には、リンカー領域は両親媒性の分子鎖により構成される。このように、荷電特性を好適化することにより、被検物質とペプチド領域の反応性、及び表面プラズモン共鳴や磁気センシング等におけるシグナルの検出強度を高めることができる。   The configuration of the linker region is selected according to the charge characteristics of the solid support surface. When the surface of the solid phase carrier is positively or negatively charged, the linker region is constituted by an uncharged molecular chain. On the other hand, when the surface of the solid support is uncharged, the linker region is composed of amphiphilic molecular chains. Thus, by optimizing the charge characteristics, the reactivity between the test substance and the peptide region, and the signal detection intensity in surface plasmon resonance, magnetic sensing, and the like can be increased.

また、リンカー領域の調製は、上記ペプチド領域の調製に続けて行うことができるし、リンカー領域の調製の後にペプチド領域の調製を続けて行ってもよい。例えば、ペプチド合成機等の自動合成装置を用いて順次合成していくように構成することができる。一方、別々に調製したリンカー領域とペプチド領域を連結させてもよい。その場合には、共有結合、物理的吸着、イオン結合等を介して連結することができ、例えば、リンカー領域の反応性官能基とペプチド領域の反応性官能基とを連結させればよい。連結に際して、適当なスペーサーを介在させてもよい。例えば、アミノ基やカルボニル基を反応性官能基として利用するため被検物質との結合には関与しないアミノ酸を付加して、これを連結のために利用してもよい。また、2価以上の官能基を有する多官能性の架橋試薬で架橋固定する架橋法をも利用できる。架橋試薬としては、例えばグルタルアルデヒド、ジイソシアナート化合物、ビスジアゾベンジジン等が利用できる。そして、ビオチン−アビジン結合等の生体内物質の相互作用を利用することができる。スペーサーは、リンカー領域及び固相担体表面の荷電特性に変化を与えないように選択することが好ましい。   The linker region can be prepared following the preparation of the peptide region, or the peptide region can be prepared after the preparation of the linker region. For example, it can be configured to sequentially synthesize using an automatic synthesizer such as a peptide synthesizer. On the other hand, a separately prepared linker region and peptide region may be linked. In that case, it can link through covalent bond, physical adsorption, ionic bond, etc. For example, what is necessary is just to link the reactive functional group of a linker area | region, and the reactive functional group of a peptide area | region. An appropriate spacer may be interposed at the time of connection. For example, since an amino group or a carbonyl group is used as a reactive functional group, an amino acid that does not participate in binding to a test substance may be added and used for linking. Further, a crosslinking method in which crosslinking is fixed with a polyfunctional crosslinking reagent having a divalent or higher functional group can also be used. As the crosslinking reagent, for example, glutaraldehyde, diisocyanate compound, bisdiazobenzidine and the like can be used. Then, the interaction of in vivo substances such as biotin-avidin bond can be used. The spacer is preferably selected so as not to change the charge characteristics of the linker region and the solid support surface.

リンカー領域が非荷電性の分子鎖として構成される場合、リンカー領域が固相担体表面に固定化される際に荷電を有しないものであれば、リンカー領域として特に制限なく利用することができる。ここで、非荷電性とは、電気を帯びていないことを意味する。つまり、電気的に中性になっている状態であり、イオン化、つまり、電子の授受が行われない状態を指す。例えば、鎖状炭化水素鎖、脂環式炭化水素鎖、芳香族炭化水素鎖等の炭化水素鎖として構成することができる。具体的には、アルキル鎖、アルケニル鎖、アルキルジエニル鎖、ポリエニル鎖等のエチレン系炭化水素鎖、アルキニル鎖等のアセチレン系炭化水素鎖、シクロアルキル鎖、フェニール鎖、ナフチル鎖等のアリール鎖、アリールアルキル鎖等を挙げることできる。また、ペプチド核酸(以下、「PNA」と称する)鎖として構成することもできるが、これらに限定するものではない。特には、アルキル鎖、PNA鎖として構成することが好ましい。   When the linker region is configured as an uncharged molecular chain, the linker region can be used without any particular limitation as long as the linker region has no charge when immobilized on the surface of the solid phase carrier. Here, uncharged means not charged with electricity. That is, it is a state in which it is electrically neutral, and refers to a state in which ionization, that is, transfer of electrons is not performed. For example, it can be configured as a hydrocarbon chain such as a chain hydrocarbon chain, an alicyclic hydrocarbon chain, or an aromatic hydrocarbon chain. Specifically, an ethylene chain such as an alkyl chain, an alkenyl chain, an alkyldienyl chain, and a polyenyl chain, an acetylene hydrocarbon chain such as an alkynyl chain, an aryl chain such as a cycloalkyl chain, a phenyl chain, and a naphthyl chain, An arylalkyl chain etc. can be mentioned. Further, it can be configured as a peptide nucleic acid (hereinafter referred to as “PNA”) chain, but is not limited thereto. In particular, an alkyl chain and a PNA chain are preferable.

リンカー領域を、アルキル鎖等の炭化水素鎖として構成する場合に、分子長を炭素数として、好ましくは4〜21とし、より好ましくは7〜21、又は8〜21、特に好ましくは16とする。そして、アルキル鎖は当該技術分野で公知の方法により製造でき、例えば、アルケンの水素化やグリニャール試薬の加水分解等を利用して合成することができる。   When the linker region is configured as a hydrocarbon chain such as an alkyl chain, the molecular length is preferably 4 to 21, more preferably 7 to 21, or 8 to 21, and particularly preferably 16 in terms of carbon number. The alkyl chain can be produced by a method known in the art, and can be synthesized by, for example, hydrogenation of an alkene or hydrolysis of a Grignard reagent.

PNA鎖は、ペプチド骨格に核酸塩基をもつ分子鎖であり、具体的には、ペプチド結合で繋がれたN-(2-アミノエチル)グリシンを骨格単位とし、これにメチレンカルボニル基を介して核酸塩基を結合させた構造をもつ分子鎖の総称である。そして、PNA鎖にはDNAやRNAに見られるリン酸基による電荷が存在しない。分子長は、N-(2-アミノエチル)グリシン数であり、好ましくは4〜21とし、より好ましくは7〜21、又は8〜21、特に好ましくは16とする。そして、PNA鎖は当該技術分野で公知の方法により製造でき、例えば、ペプチド合成と同様にFmoc法やtBoc法を利用して合成することができる。   A PNA chain is a molecular chain having a nucleobase in the peptide backbone. Specifically, N- (2-aminoethyl) glycine linked by peptide bonds is used as the backbone unit, and this is linked to the nucleic acid via a methylenecarbonyl group. It is a general term for molecular chains having a structure in which bases are bound. The PNA chain does not have a charge due to the phosphate group found in DNA and RNA. The molecular length is the number of N- (2-aminoethyl) glycine, preferably 4 to 21, more preferably 7 to 21, or 8 to 21, and particularly preferably 16. The PNA chain can be produced by a method known in the art, and for example, can be synthesized using the Fmoc method or the tBoc method in the same manner as peptide synthesis.

リンカー領域が両親媒性の分子鎖として構成される場合、両親媒性を有するものである限り当該リンカー領域として特に制限なく利用することができる。ここで、両親媒性の分子鎖とは、その内部に親水基と疎水基を有するものを意味する。親水基とは分子の中にある原子団のうち水分子との間に水素結合を形成しやすいものを意味し、一般に、酸素、窒素、硫黄等の原子を含む基、具体的には、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、スルホ基等が例示される。疎水基とは、水に対する親和性が低い原子団を意味し、例えば、上述の炭化水素基等が例示できる。両親媒性分子としては、例えば、上述の炭化水素の1又は数個の水素原子をヒドロキシ基に置換したアルコール、上述の炭化水素の1又は数個の水素原子がカルボニル基に置換した脂肪酸、アンモニアの1又は数個の水素原子が上述の炭化水素に置換したアミン等が挙げられ、また複数個を重合させたものであってもよい。特には、二価のアルコールであるエチレングリコールを複数重合させたポリエチレングリコール(以下、「PEG」と称する)が好ましい。また、塩基と糖、リン酸からなるヌクレオチドがリン酸エステル結合で連なった生体高分子である核酸鎖であってもよい。核酸鎖は、糖の種類によりDNA鎖とRNA鎖に大別され、リンカー領域として何れをも利用できるが、DNA鎖が好ましい。   When the linker region is configured as an amphiphilic molecular chain, the linker region can be used without particular limitation as long as it has amphipathic properties. Here, the amphiphilic molecular chain means one having a hydrophilic group and a hydrophobic group therein. A hydrophilic group means an atomic group in a molecule that easily forms a hydrogen bond with a water molecule. Generally, a group containing an atom such as oxygen, nitrogen, or sulfur, specifically, a hydroxyl group , Carboxyl group, amino group, sulfo group and the like. The hydrophobic group means an atomic group having a low affinity for water, and examples thereof include the above-described hydrocarbon groups. Examples of the amphiphilic molecule include alcohols in which one or several hydrogen atoms of the above-mentioned hydrocarbons are substituted with hydroxy groups, fatty acids in which one or several hydrogen atoms of the above-mentioned hydrocarbons are substituted with carbonyl groups, ammonia Or an amine in which one or several hydrogen atoms are substituted with the above-mentioned hydrocarbons, or a plurality of them may be polymerized. In particular, polyethylene glycol obtained by polymerizing a plurality of ethylene glycols, which are divalent alcohols (hereinafter referred to as “PEG”), is preferable. Further, it may be a nucleic acid chain which is a biopolymer in which nucleotides composed of a base, sugar and phosphate are linked by a phosphate ester bond. Nucleic acid chains are roughly classified into DNA chains and RNA chains depending on the type of sugar, and any of them can be used as a linker region, but DNA chains are preferred.

PEG鎖は、エチレングリコールが重合した構造をもつ高分子化合物である。ここで、PEG鎖の分子長は、PEG鎖を構成する重合したエチレングリコールの数を意味する。つまり、ポリエチレングリコールの構造式(-CH2-CH2-O-)nにおけるnの数が分子長となり、分子長を4〜21とすることが好ましく、7〜21、又は8〜21とすることがより好ましく、16とすることが特に好ましい。そして、PFG鎖は、当該技術分野で公知の方法により製造でき、例えば、エチレンオキシドをイオン触媒の存在下で重合させること等によって合成することができる。 The PEG chain is a polymer compound having a structure in which ethylene glycol is polymerized. Here, the molecular length of the PEG chain means the number of polymerized ethylene glycol constituting the PEG chain. That is, the number of n in the structural formula (—CH 2 —CH 2 —O—) n of polyethylene glycol is the molecular length, and the molecular length is preferably 4 to 21, and 7 to 21 or 8 to 21. More preferably, 16 is particularly preferable. The PFG chain can be produced by a method known in the art, and can be synthesized, for example, by polymerizing ethylene oxide in the presence of an ion catalyst.

DNA鎖は、2-デオキシリボースと、プリン若しくはピリミジン塩基及びエステル結合リン酸基によって構成されるヌクレオチド残基が、3´、5´-ホスホジエステル結合し、糖とリン酸基が交互に連なったポリデオキシリボヌクレオチドである。そして、DNA鎖に含まれる塩基はアデニン、グアニン、シトシン、チミンであるが、塩基についての制限はない。また、メチル化等の修飾を受けた修飾塩基を含んでいてもよい。そして、DNA鎖の数についても特に制限はなく、一本鎖の他、二本鎖及び三本鎖等の多重鎖であってもよいが、好ましくは一本鎖である。DNA鎖の分子長は、塩基数を分子長として、好ましくは4〜21とし、より好ましくは7〜21、又は8〜21、特に好ましくは16とする。そして、DNAは当該技術分野で公知の方法により製造でき、例えば、ホスホアミダイト法等に基づく化学合成法等を利用して合成することができる。   In the DNA chain, nucleotide residues composed of 2-deoxyribose, purine or pyrimidine base, and ester-linked phosphate groups are 3 ', 5'-phosphodiester linked, and sugars and phosphate groups are linked alternately Polydeoxyribonucleotide. The bases contained in the DNA strand are adenine, guanine, cytosine, and thymine, but there is no restriction on the base. Further, it may contain a modified base subjected to modification such as methylation. The number of DNA strands is not particularly limited, and may be a single strand or multiple strands such as a double strand and a triple strand, but is preferably a single strand. The molecular length of the DNA chain is preferably 4 to 21, more preferably 7 to 21, or 8 to 21, particularly preferably 16, with the number of bases as the molecular length. The DNA can be produced by a method known in the art, and can be synthesized, for example, using a chemical synthesis method based on the phosphoramidite method or the like.

本願発明の方法で用いられるペプチドプローブは、表面プラズモン共鳴法(以下、「SPR」と省略する場合がある)や磁気センシング等の固相担体上を反応場とする分析系に好適に使用することができる。   The peptide probe used in the method of the present invention should be suitably used for an analysis system using a solid phase carrier as a reaction field, such as surface plasmon resonance (hereinafter may be abbreviated as “SPR”) or magnetic sensing. Can do.

ここで、SPRとは、表面プラズモンを利用して分子の相互作用を分析する手法であり、表面プラズモンとは、金属の表面に沿って伝搬する特殊な電磁波である。具体的には、透明基板上の片側に、金属の薄膜、必要に応じてペプチドプローブを固定化するための薄膜を順に積層して構成した固相担体上の金属の薄膜側にペプチドプローブを固定化する。そして、被検試料を接触させる。被検試料中に被検物質が含まれると、ペプチドプローブと被検物質が結合し、見かけ上の分子量が変化する。この分子量の変化が起因となり、表面プラズモン共鳴に変化が起きるため反射光の屈折率の変化という光学的な変化として検出される。この光学的変化に基づいて被検物質を分析するものである。ここで、被検試料と固相の接触は、連続的な送液方式により被検試料を連続的に供給することができる。   Here, SPR is a technique for analyzing molecular interactions using surface plasmons, and surface plasmons are special electromagnetic waves that propagate along the surface of a metal. Specifically, a peptide probe is fixed to a metal thin film side on a solid phase carrier, which is formed by sequentially laminating a metal thin film on one side of a transparent substrate and, if necessary, a thin film for immobilizing a peptide probe. Turn into. Then, the test sample is brought into contact. When the test substance is contained in the test sample, the peptide probe and the test substance are combined, and the apparent molecular weight changes. Due to this change in molecular weight, a change occurs in the surface plasmon resonance, which is detected as an optical change called a change in the refractive index of the reflected light. The test substance is analyzed based on this optical change. Here, the contact between the test sample and the solid phase allows the test sample to be continuously supplied by a continuous liquid feeding method.

表面プラズモンの共鳴の原理を詳述すると、光源から全反射角以上で光を入射させると、光が反射するときエバネッセント波が透明基板と金属薄膜の界面にごく僅かに生じる。一方、金属薄膜にも表面プラズモンが発生し得る。そして、エバネッセント波が伝わる速度が、発生し得る表面プラズモンの波動の伝わる速度が一致する時に共鳴が起こり、表面プラズモンが誘発され、光エネルギーが表面プラズモンの波動のエネルギーに変化する。このように光エネルギーの一部が表面プラズモンの励起に利用されるため反射光として戻る光エネルギーに変化が起こることを利用した装置が利用される。つまり、透明基板表面上に金属を蒸着させ薄膜を作製し、本願発明のペプチドプローブを固定化する。そこへ、被検試料を流して被検物質とペプチドプローブを接触させる。接触の前後で一定波長の光を金属薄膜に照射し反射光の時間変化を観測する。反射光は表面プラズモン現象によって金属薄膜近傍の物質の密度の影響を受ける。したがって、被検物質が結合することよって表面の密度が高くなる。これを感知することによって被検物質を検出するものである。また、光化学的な変化を経時的に検出することができ、結合過程及び解離過程の解析から結合速度定数と解離速度定数を算出することができる。   The principle of surface plasmon resonance will be described in detail. When light is incident at a total reflection angle or more from a light source, very little evanescent wave is generated at the interface between the transparent substrate and the metal thin film when the light is reflected. On the other hand, surface plasmons can also be generated in the metal thin film. Resonance occurs when the speed at which the evanescent wave is transmitted coincides with the speed at which the surface plasmon wave that can be generated is transmitted, the surface plasmon is induced, and the light energy is changed to the energy of the surface plasmon wave. As described above, since a part of the light energy is used for excitation of the surface plasmon, an apparatus using the change in the light energy that returns as reflected light is used. That is, a metal is vapor-deposited on the transparent substrate surface to produce a thin film, and the peptide probe of the present invention is immobilized. A test sample is flowed there, and the test substance and the peptide probe are brought into contact with each other. The metal thin film is irradiated with light of a certain wavelength before and after contact, and the time change of reflected light is observed. The reflected light is affected by the density of the material near the metal thin film due to the surface plasmon phenomenon. Therefore, the surface density increases due to the binding of the test substance. By detecting this, the test substance is detected. In addition, photochemical changes can be detected over time, and binding rate constants and dissociation rate constants can be calculated from analysis of binding and dissociation processes.

固相担体は、透明基板上に、金属の薄膜、必要に応じてペプチドを固定化するための薄膜を順に積層して構成される。固相の形状は、SPRに適した形状であれば、特に制限はなく、平板形状、球体形状、立方体等の立体形状等であってもよい。あらゆる形状のものを利用することができる。好ましくは、シート状又は板状として形成される。また、各層の厚みも適宜、調整することができる。   The solid phase carrier is configured by sequentially laminating a metal thin film and, if necessary, a thin film for immobilizing a peptide on a transparent substrate. The shape of the solid phase is not particularly limited as long as it is a shape suitable for SPR, and may be a three-dimensional shape such as a flat plate shape, a spherical shape, or a cube. Any shape can be used. Preferably, it forms as a sheet form or plate shape. Moreover, the thickness of each layer can also be adjusted suitably.

透明基板としては、任意の透明の不溶性材料を利用でき、ガラス、シリコンであっても、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート等の合成高分子ポリマーであってもよい。   Any transparent insoluble material can be used as the transparent substrate, and it may be glass, silicon, or a synthetic polymer such as polycarbonate, cycloolefin polymer, polymethyl methacrylate, polyethylene terephthalate.

金属の薄膜としては、金、銀、銅、白金、およびアルミニウム等を利用することができ、これらを単独であるいは組み合わせて用いてもよい。酸化などの耐久性の観点からは金が好ましい。金属の薄膜の形成は、公知の方法の何れを使用しても行ってよく、例えば、スパッタリング法、蒸着法、電気めっき法、無電解めっき法等によって金属膜の薄膜を基板上に形成することができる。   As the metal thin film, gold, silver, copper, platinum, aluminum, or the like can be used, and these may be used alone or in combination. From the viewpoint of durability such as oxidation, gold is preferable. The formation of the metal thin film may be performed using any known method. For example, the metal thin film is formed on the substrate by sputtering, vapor deposition, electroplating, electroless plating, or the like. Can do.

そして、固相担体表面の荷電特性は、リンカー領域の構成に応じて適宜好適化することが好ましい。リンカー領域が非荷電性である場合には正又は負に荷電するように構成され、リンカー領域が両親媒性の場合には非荷電性となるように構成される。したがって、ペプチドプローブを固定化するための薄膜を積層する場合や表面処理を行う場合には、荷電特性を考慮する必要がある。   And it is preferable to optimize suitably the charge characteristic of the surface of a solid-phase carrier according to the structure of a linker area | region. When the linker region is uncharged, it is configured to be positively or negatively charged, and when the linker region is amphiphilic, it is configured to be uncharged. Therefore, when laminating a thin film for immobilizing a peptide probe or performing a surface treatment, it is necessary to consider the charge characteristics.

ここで、正又は負に荷電した固相担体表面とは、固相担体の表面が電気を帯びていることを意味する。正に荷電とはプラスの電荷を持っている状態を指し、負に荷電とはマイナスの電荷を持っている状態を指す。非荷電性とは、固相担体の表面が電気を帯びていないことを意味する。したがって、固相担体表面が電気的に中性になっている状態であり、イオン化、つまり、電子の授受が行われない状態を指す。   Here, the surface of the solid phase carrier charged positively or negatively means that the surface of the solid phase carrier is charged with electricity. Positively charged refers to a state having a positive charge, and negatively charged refers to a state having a negative charge. Uncharged means that the surface of the solid support is not charged. Therefore, it is a state where the surface of the solid phase carrier is electrically neutral, and refers to a state where ionization, that is, transfer of electrons is not performed.

ペプチドプローブを固定化するための薄膜を積層する場合には、上述したとおり、薄膜は固相担体表面の荷電特性に影響を与えることから、所望の荷電特性を有する材料により構成する。薄膜を非荷電性とする場合には、非荷電特性を有する任意の不溶性材料により構成できる。例えば、デキストラン、セルロース等の中性糖類が多重重合した多糖類、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の合成高分子ポリマー等、また、これらの組み合わせ等が例示されるが、これらに限定されるものではない。薄膜を正又は負に荷電させる場合には、正又は負の荷電特性を有する任意の不溶性材料により構成できる。したがって、具体的には、その内部に、カルボキシル基、アミノ基、スルホン基、リン酸基等の官能基を包含するものが例示される。したがって、上述の非荷電材料の一部に、カルボキシル基、アミノ基、スルホン基、リン酸基等の官能基を導入したものを好適に利用することができる。例えば、カラギナン、デキストラン硫酸、キサンタンガム、カルボキシメチルセルロース等の多糖類や、ポリアクリルアミド、ポリスチレンスルホン酸、ポリアミド等の合成ポリマー等、また、これらの組み合わせ等が例示されるが、これらに限定されるものではない。   When a thin film for immobilizing a peptide probe is laminated, as described above, the thin film affects the charge characteristics on the surface of the solid phase carrier, and therefore, it is made of a material having desired charge characteristics. When the thin film is uncharged, it can be composed of any insoluble material having uncharged characteristics. Examples include polysaccharides in which neutral sugars such as dextran and cellulose are polypolymerized, synthetic polymer polymers such as polystyrene, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, and polyethylene terephthalate, and combinations thereof, but are not limited thereto. Is not to be done. When the thin film is positively or negatively charged, it can be composed of any insoluble material having positive or negative charging characteristics. Therefore, specifically, those containing functional groups such as a carboxyl group, an amino group, a sulfone group, and a phosphate group are exemplified. Accordingly, a material obtained by introducing a functional group such as a carboxyl group, an amino group, a sulfone group, or a phosphoric acid group into a part of the above-mentioned uncharged material can be suitably used. Examples include polysaccharides such as carrageenan, dextran sulfate, xanthan gum, carboxymethyl cellulose, synthetic polymers such as polyacrylamide, polystyrene sulfonic acid, polyamide, etc., and combinations thereof, but are not limited thereto. Absent.

また、ペプチドプローブを固定化するための薄膜は、自己組織化単分子膜として構成してもよい。自己組織化単分子膜とは、金、白金、銀、銅等の金属面等の固相担体表面に有機分子自身が自発的に結合、集積、規則正しく組織化して形成される単分子膜である。このような自己組織化単分子膜を形成する有機分子としては、チオール基、ジスルフィド基、セレノール基、イソシアニド基等を含む有機分子が知られており、特にアルカンチオールが汎用されている。また、ペプチドプローブの固定化を容易にするべく、種々の官能基が導入した自己組織化単分子膜が知られており、それらを好適に利用することができる。   The thin film for immobilizing the peptide probe may be configured as a self-assembled monomolecular film. A self-assembled monolayer is a monolayer formed by spontaneously binding, accumulating and regularly organizing organic molecules on the surface of a solid support such as a metal surface such as gold, platinum, silver or copper. . As organic molecules forming such a self-assembled monolayer, organic molecules containing a thiol group, a disulfide group, a selenol group, an isocyanide group, and the like are known, and alkanethiol is particularly widely used. In order to facilitate the immobilization of peptide probes, self-assembled monolayers into which various functional groups are introduced are known, and they can be suitably used.

ペプチドプローブの固相担体表面への固定化は、リンカー領域の固相担体表面への固定化により行われ、当該ペプチドプローブが有する被検物質に対する特異的結合性及び荷電特性に影響を与えない限り、公知の何れの方法をも利用することができる。例えば、共有結合、物理的吸着、イオン結合を介して固定化する担体結合法を利用することができるが、共有結合法が好ましい。共有結合法としては、ジアゾ法、酸アジド法、イソシアナート法、ブロムシアン法、カルボニル基とアミノ基の直接縮合法、ジスルフィド結合法等が例示できるが、これに限定されるものではない。そして、リンカー領域及び固相担体表面のアミノ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、スルホン基、リン酸基、チオール基、イミダゾール基等の反応性官能基を利用して固定化することが好ましい。また、固定化に際して、これらの官能基を活性化することができ、例えば、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド (WSC)とN-ヒドロキシコハク酸イミド (NHS)等でカルボキシル基を活性化させてもよい。   The peptide probe is immobilized on the solid phase carrier surface by immobilizing the linker region on the solid phase carrier surface, as long as it does not affect the specific binding properties and charge characteristics of the peptide probe to the test substance. Any known method can be used. For example, it is possible to use a carrier binding method that is immobilized through covalent bonding, physical adsorption, or ionic bonding, but the covalent bonding method is preferable. Examples of the covalent bond method include, but are not limited to, a diazo method, an acid azide method, an isocyanate method, a bromocyan method, a direct condensation method of a carbonyl group and an amino group, and a disulfide bond method. And it is preferable to fix | immobilize using reactive functional groups, such as an amino group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a sulfone group, a phosphoric acid group, a thiol group, an imidazole group of a linker area | region and a solid-phase carrier surface. In addition, these functional groups can be activated during immobilization, such as 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (WSC) and N-hydroxysuccinimide (NHS). The group may be activated.

固定化に際して、適当なスペーサーを介在させてもよい。例えば、アミノ基やカルボニル基等を反応性官能基として利用するため被検物質との結合には関与しないアミノ酸を付加してこれを連結のために利用してもよい。また、2価以上の官能基を有する多官能性の架橋試薬で架橋固定する架橋法をも利用できる。架橋試薬としては、例えばグルタルアルデヒド、ジイソシアナート化合物、ビスジアゾベンジジン等が利用できる。そして、ビオチン−アビジン結合等の生体内物質の相互作用を利用することができる。スペーサーは、リンカー領域及び固相担体の荷電特性に変化を与えないように選択される。さらに、多糖類、導電性ポリマー、酸化還元ポリマー、光架橋性ポリマー等の網目構造をもつポリマー、透析膜等の半透性膜内に封入して固定化する包括法等をも利用することができる。また、これらを組み合わせて用いてもよい。   An appropriate spacer may be interposed upon immobilization. For example, since an amino group, a carbonyl group, or the like is used as a reactive functional group, an amino acid that does not participate in binding to the test substance may be added and used for the connection. Further, a crosslinking method in which crosslinking is fixed with a polyfunctional crosslinking reagent having a divalent or higher functional group can also be used. As the crosslinking reagent, for example, glutaraldehyde, diisocyanate compound, bisdiazobenzidine and the like can be used. Then, the interaction of in vivo substances such as biotin-avidin bond can be used. The spacer is selected so as not to change the charge characteristics of the linker region and the solid support. Furthermore, it is also possible to use a polymer having a network structure such as a polysaccharide, a conductive polymer, a redox polymer, a photocrosslinkable polymer, a comprehensive method in which it is sealed in a semipermeable membrane such as a dialysis membrane, etc. it can. Moreover, you may use combining these.

公知の種々のSPR装置を利用することができ、例えば、クレッチマン機構を利用した装置を利用することができる。SPR装置としては、市販品を利用することができ、例えば、Biacore 1000等を利用することができる。SPR装置の構造を、一例を挙げて説明すると、透明基板上に、金属薄膜、ペプチドを固定化できる薄膜が順に配置された固相担体と、前記透明基板の金属薄膜が形成されていない側に配置されたプリズムと、前記透明基板と前記金属薄膜との界面に対して種々の角度で光を入射させることができる光源と、前記透明基板と金属薄膜との界面で反射した光の強度を測定する光検出器とを備えて構成される。   Various known SPR devices can be used. For example, a device using a Kretschmann mechanism can be used. A commercially available product can be used as the SPR device, for example, Biacore 1000 or the like. The structure of the SPR device will be described with an example. A solid support on which a metal thin film and a thin film capable of immobilizing a peptide are sequentially arranged on a transparent substrate, and a side of the transparent substrate on which the metal thin film is not formed are described. Measures the intensity of the light reflected at the interface between the transparent substrate and the metal thin film, and the light source capable of entering light at various angles with respect to the arranged prism, the interface between the transparent substrate and the metal thin film And a photodetector.

また、磁気センシングとは、磁性物質や電流が発する磁気や地磁気等の大きさや向きを検知することにより、物質の相互作用を分析する手法である。例えば、磁性センサー等を利用することができる。具体的には、固相担体上にペプチドプローブを固定化する。そして、被検試料を接触させると、被検試料中に被検物質が含まれると、ペプチドプローブのペプチド領域と被検物質が結合する。そして、被検物質からの磁気信号強度を検出することにより被検物質を分析するものである。被検物質からの磁気信号強度の検出は、例えば、被検物質を磁性粒子で標識することにより行うことができ、被検物質に対して特異的結合性を有する物質、例えばペプチドや抗体等を、磁性粒子で標識することによって行うことができる。   Magnetic sensing is a technique for analyzing the interaction of substances by detecting the magnitude and direction of magnetism and geomagnetism generated by magnetic substances and currents. For example, a magnetic sensor or the like can be used. Specifically, a peptide probe is immobilized on a solid support. When the test sample is brought into contact, if the test substance is contained in the test sample, the peptide region of the peptide probe and the test substance are combined. Then, the test substance is analyzed by detecting the magnetic signal intensity from the test substance. The detection of the magnetic signal intensity from the test substance can be performed, for example, by labeling the test substance with magnetic particles, and a substance having specific binding property to the test substance, such as a peptide or an antibody, can be detected. It can be carried out by labeling with magnetic particles.

ここで、磁性粒子とは、磁場内で磁化される磁性体物質を含むものであり、かつ粒子として形成されたものを意味する。磁性体物質は、強磁性体、反磁性体、常磁性体、超常磁性体、フェリ磁性体等に分類される。磁気信号を検出でき、ペプチドプローブと被検物質の特異的結合性、ペプチドプローブと固相担体の荷電特性及びその他の測定試薬類の機能を阻害しない何れをも利用することができる。例えば、鉄、コバルト、ニッケル、ガドリニウム等の強磁性金属、鉄−ニッケル、鉄−コバルト等の前記強磁性金属を同士の合金、強磁性金属を含む合金、マグネタイト(Fe3O4)、マグヘマイト(γ-Fe2O3)及びその中間体等の各種フェライト類に代表される強磁性金属の酸化物等が挙げられる。特には化学的安定性及び磁場に対する反応性の観点からフェライト類の使用が好ましく、フェライト類にコバルト、マンガン、ニッケル、亜鉛等の金属を添加したものも好適に利用することができる。 Here, the magnetic particle means a material containing a magnetic substance magnetized in a magnetic field and formed as a particle. Magnetic materials are classified into ferromagnetic materials, diamagnetic materials, paramagnetic materials, superparamagnetic materials, ferrimagnetic materials, and the like. Any one that can detect a magnetic signal and does not inhibit the specific binding property between the peptide probe and the test substance, the charge characteristics of the peptide probe and the solid phase carrier, and the functions of other measurement reagents can be used. For example, ferromagnetic metals such as iron, cobalt, nickel and gadolinium, alloys of the above ferromagnetic metals such as iron-nickel and iron-cobalt, alloys containing ferromagnetic metals, magnetite (Fe 3 O 4 ), maghemite ( Examples thereof include ferromagnetic metal oxides represented by various ferrites such as γ-Fe 2 O 3 ) and intermediates thereof. In particular, ferrites are preferably used from the viewpoint of chemical stability and reactivity to a magnetic field, and ferrites added with metals such as cobalt, manganese, nickel, and zinc can also be suitably used.

磁性粒子の形状や大きさには特に制限はなく、ペプチドプローブと被検物質の特異的結合性、ペプチドプローブと固相担体の荷電特性及びその他の測定試薬類の機能を阻害しない限り、適宜、好適な形状及び大きさが選択される。形状としては、例えば、球状、楕円体状、粒状、立方体状、柱状、棒状、板状、針状、繊維状、塊状等が挙げられ、均一形状に成形することが好ましい。また、磁性粒子は、ナノ粒子又はマイクロ粒子として構成することが好ましく、特に好ましくは、磁性ナノ粒子である。具体的な平均コア粒径としては、例えば、1nm〜3μmが好ましく、10 nm〜150nmがより好ましく、15nm〜30nmが特に好ましい。   There are no particular restrictions on the shape and size of the magnetic particles, as long as they do not interfere with the specific binding properties of the peptide probe and the test substance, the charge characteristics of the peptide probe and the solid phase carrier, and the functions of other measurement reagents. A suitable shape and size is selected. Examples of the shape include a spherical shape, an ellipsoidal shape, a granular shape, a cubic shape, a columnar shape, a rod shape, a plate shape, a needle shape, a fiber shape, and a lump shape, and the shape is preferably formed into a uniform shape. The magnetic particles are preferably configured as nanoparticles or microparticles, and particularly preferably magnetic nanoparticles. As a specific average core particle size, for example, 1 nm to 3 μm is preferable, 10 nm to 150 nm is more preferable, and 15 nm to 30 nm is particularly preferable.

磁性粒子は、磁性体物質のみで構成してもよく、磁性体物質が粒子の全体又は表面に分布するように構成しても、粒子の内部に封入して構成してもよい。例えば、磁性体物質が一様に分布したポリマー等を粒子状に形成してもよく、ポリマー等に磁性体物質が一様に分布した核を、ポリマー等で被覆することによって調製することができる。ポリマーは、親水性ポリマー及び疎水性ポリマーの別は問わず、測定態様に応じて適宜選択することができる。具体的には、ポリスチレン、シリカゲル、ゼラチン、ポリアクリルアミド等の高分子ポリマーを好適に使用することができる。また、粒子表面にアミノ基、カルボキシル基、トシル基、ヒドロキシル基等の官能基を導入して機能性を発現するように構成してもよい。なお、調製に際しては、一粒子当たりの磁化が均一になるように調製することが好ましい。   The magnetic particles may be composed of only a magnetic substance, or may be configured such that the magnetic substance is distributed on the whole or the surface of the particle, or may be enclosed inside the particle. For example, a polymer or the like in which a magnetic substance is uniformly distributed may be formed into particles, and can be prepared by coating a polymer or the like with a core in which the magnetic substance is uniformly distributed. . The polymer can be appropriately selected according to the measurement mode regardless of whether the polymer is a hydrophilic polymer or a hydrophobic polymer. Specifically, high molecular polymers such as polystyrene, silica gel, gelatin, and polyacrylamide can be preferably used. Moreover, you may comprise so that functional groups may be expressed by introduce | transducing functional groups, such as an amino group, a carboxyl group, a tosyl group, and a hydroxyl group, on the particle | grain surface. In preparation, it is preferable to prepare so that the magnetization per particle is uniform.

磁性粒子での標識は、磁性粒子や標識され得る被検物質に対する特異的結合性を有する物質の安定性と機能性を保持できる限りは、公知のいずれを標識技術をも使用できる。例えば、物理的吸着法及び化学的結合法が例示される。物理的吸着法は、磁性粒子と捕捉物質とを、水、生理食塩水、各種緩衝液等の水溶性溶媒中で接触させることにより行うことができる。化学的結合法としては、ジアゾ法、酸アジド法、イソシアナート法、ブロムシアン法等による共有結合の形成による標識化が例示される。また、グルタルアルデヒド等の官能基を2以上有する多官能性試薬等の架橋試薬を用いて固定化する方法も利用できる。そして、上述したように、磁性粒子の表面に機能性を発現するように導入されたアミノ基、カルボキシル基、トシル基、ヒドロキシル基等の官能基と、捕捉物質上の官能基を化学的に結合させることもできる。また、適当な鎖長の反応性側鎖(スペーサー)、アルブミンやプロテインA等のタンパク質を介して、磁性粒子と捕捉物質を化学的に結合させることができる。特に、強い親和性と特異性を有するビオチン−アビジン(ストレプトアビジン)結合法等を利用することができる。   For labeling with magnetic particles, any known labeling technique can be used as long as the stability and functionality of the substance having specific binding properties to the magnetic particles and the analyte to be labeled can be maintained. For example, a physical adsorption method and a chemical bonding method are exemplified. The physical adsorption method can be performed by bringing the magnetic particles and the trapping substance into contact with each other in a water-soluble solvent such as water, physiological saline, or various buffer solutions. Examples of the chemical bonding method include labeling by formation of a covalent bond by a diazo method, an acid azide method, an isocyanate method, a bromocyan method, or the like. Further, a method of immobilizing using a cross-linking reagent such as a multifunctional reagent having two or more functional groups such as glutaraldehyde can also be used. Then, as described above, the functional group on the capture substance is chemically bonded to the functional group such as amino group, carboxyl group, tosyl group, hydroxyl group and the like introduced so as to express the functionality on the surface of the magnetic particle. It can also be made. In addition, the magnetic particles and the capture substance can be chemically bonded via a reactive side chain (spacer) having an appropriate chain length, and a protein such as albumin or protein A. In particular, a biotin-avidin (streptavidin) binding method having strong affinity and specificity can be used.

磁気粒子からの磁気信号は磁気センサー等の磁気検出手段によって検出される。磁気信号強度は被検物質の量に比例する。したがって、磁気検出手段は、磁性粒子からの磁気に応答して電気信号を発生するように構成され得ることが好ましい。   Magnetic signals from the magnetic particles are detected by magnetic detection means such as a magnetic sensor. The magnetic signal intensity is proportional to the amount of the test substance. Accordingly, it is preferred that the magnetic detection means can be configured to generate an electrical signal in response to magnetism from the magnetic particles.

被検物質とペプチドプローブとの反応場となり、そして、磁気信号の検知面となる固相担体は、その形状は特に制限はなく、平板形状、球体形状、立方体等の立体形状等であってもよい。好ましくは、平面的に積層された平板形状として構成する。好ましくはアレイとして構成される。例えば、固相担体表面に、複数のウェル、コンパートメント、チャンバー、チャネル等を形成することが好ましい。   The solid phase carrier that serves as a reaction field between the test substance and the peptide probe and serves as a magnetic signal detection surface is not particularly limited in shape, and may be a three-dimensional shape such as a flat plate shape, a spherical shape, or a cube. Good. Preferably, it is configured as a flat plate shape laminated in a plane. Preferably it is configured as an array. For example, it is preferable to form a plurality of wells, compartments, chambers, channels and the like on the surface of the solid phase carrier.

そして、固相担体を構成する材料は、シリコンやシリカ、酸化チタン等の無機化合物、アクリルアミド、ポリスチレン、ポリカーボネート等の合成ポリマー等で製造することができる。そして、PtMn、NiMn、IrMn、PdMn、PdPtMn、RhMn等を主成分とする反強磁性層、Ta、Ru、Cr、Rh、Ir、Au、Ag、Cu、Zr、Pt、Mo、W等を主成分とする非磁性層、NiFe、Co、CoFe等を主成分とする強磁性層、シード層、絶縁体層等を積層してよく、磁気信号の検出方式に応じて適宜選択することができる。そして、固相担体表面の荷電特性は、リンカー領域の構成に応じて適宜好適化することが好ましい。リンカー領域が非荷電性である場合には正又は負に荷電するように構成され、リンカー領域が両親媒性の場合には非荷電性となるように構成される。特に、ペプチドを固定化するための薄膜を積層する場合や表面処理を行う場合には、荷電特性を考慮する必要がある。かかる構成については、SPRの場合と同様に行うことができる。   And the material which comprises a solid-phase carrier can be manufactured with synthetic compounds, such as inorganic compounds, such as a silicon | silicone, a silica, and a titanium oxide, acrylamide, a polystyrene, and a polycarbonate. And antiferromagnetic layer mainly composed of PtMn, NiMn, IrMn, PdMn, PdPtMn, RhMn, etc., mainly Ta, Ru, Cr, Rh, Ir, Au, Ag, Cu, Zr, Pt, Mo, W, etc. A nonmagnetic layer as a component, a ferromagnetic layer mainly composed of NiFe, Co, CoFe, or the like, a seed layer, an insulator layer, or the like may be laminated, and can be appropriately selected according to the detection method of the magnetic signal. And it is preferable to optimize suitably the charge characteristic of the surface of a solid-phase carrier according to the structure of a linker area | region. When the linker region is uncharged, it is configured to be positively or negatively charged, and when the linker region is amphiphilic, it is configured to be uncharged. In particular, when a thin film for immobilizing a peptide is laminated or when a surface treatment is performed, it is necessary to consider the charge characteristics. About this structure, it can carry out similarly to the case of SPR.

ペプチドプローブの固相担体表面への固定化は、SPRにおける固定化手法に準じて行うことができるまた、固定化に際しては、非特異的結合の抑制のため、必要に応じて、固相担体表面にブロッキング等の処理を行うこともできる。   The peptide probe can be immobilized on the surface of the solid phase carrier according to the immobilization method in SPR. Also, during the immobilization, the surface of the solid phase carrier can be immobilized as necessary to suppress nonspecific binding. It is also possible to perform processing such as blocking.

磁気の検出は、磁気センサーにより行うことが好ましく、磁気センサーとしては、センサー表面上の磁性粒子からの磁気信号を検出できるものであれば制限はなく、例えば、ホール素子、磁気インピーダンス(magneto-impedance :MI)素子、磁気抵抗(Magneto Resistive:MR)素子や巨大磁気抵抗(Giant Magneto Resistive:GMR)素子等の磁気抵抗素子、トンネル磁気抵抗(Tunnel Magneto Resistive:TMR)素子、超伝導量子干渉素子(Superconductivity Quantum Interface Device :SQUID)等を使用することができる。計測手法としては、磁化率測定や磁気緩和測定法等を公知の何れの技術を使用することができる。特には、磁気抵抗素子であるGMR素子であり、S.X Wang他著、Biosensors and Bioelectronics、2010年、第25巻、第9号、第2051〜2057頁等に記載されるようなGMRセンサーを利用することが好ましい。例えば、磁場の変化により、磁気センサーの抵抗値が変化することを利用して磁気粒子の磁化を検出するように構成することができる。外部磁場の存在によりセンサー上の磁気粒子が磁化され、磁化された磁気粒子は磁気センサーの抵抗の変化を誘発する。そして、この磁気センサーの抵抗変化量を検出することにより、磁気粒子の存在を検出することができる。   Magnetic detection is preferably performed by a magnetic sensor, and the magnetic sensor is not limited as long as it can detect magnetic signals from magnetic particles on the sensor surface. For example, a Hall element, magnetic impedance (magneto-impedance) : MI) elements, magnetoresistive elements such as magnetoresistive (MR) elements and giant magnetoresistive (GMR) elements, tunnel magnetoresistive (TMR) elements, superconducting quantum interference elements (TMR) elements Superconductivity Quantum Interface Device (SQUID) or the like can be used. As a measurement method, any known technique such as magnetic susceptibility measurement or magnetic relaxation measurement can be used. In particular, it is a GMR element that is a magnetoresistive element, and uses a GMR sensor as described in SX Wang et al., Biosensors and Bioelectronics, 2010, Vol. 25, No. 9, pages 2051 to 2057, etc. It is preferable. For example, it can be configured to detect the magnetization of the magnetic particle by utilizing the change in the resistance value of the magnetic sensor due to the change in the magnetic field. The presence of an external magnetic field magnetizes the magnetic particles on the sensor, and the magnetized magnetic particles induce a change in the resistance of the magnetic sensor. The presence of magnetic particles can be detected by detecting the resistance change amount of the magnetic sensor.

以上説明したとおり、本願発明のペプチドプローブは合成ペプチドを被検物質の検出部位とする。したがって、外的環境の変化及び経時的な活性変動及び活性低下等の、従来のタンパク質等の生理活性物質や核酸等の生体内物質プローブが抱えていた問題を解消することができる。即ち、外的環境変化に測定結果が影響されることなく、また長期間の保存安定性を維持することができる。これにより、臨床診断分野における疾病の症状や治癒の進行具合を判定する等の定量的な解析等、臨床現場の要求に応えた測定システムの構築に貢献することができる。そして、ペプチドプローブは、固相担体表面にリンカー領域を介して固定化されるが、かかるリンカー領域の分子長を好適化して構成されている。被検物質を認識する部位であるペプチド領域と固相担体表面の距離が測定感度に大きな影響を与えるため、リンカー領域の長さの好適化が重要である。つまり、固相反応系の場合、固相担体表面と被検物質を認識する部位との距離が測定されるシグナル強度に影響し、その距離を最適化することにより感度を向上させることができ、高感度、かつ高精度な測定システムの構築を実現することができる。また、本願発明のペプチドプローブは化学的に合成することができることから、抗体のように生産者間及びロット間での活性誤差が生じることがなく、また、生産時に副産物として不純物が混入することないため、被検物質の測定の妨げとなるバックグラウンドノイズを低減でき、高感度、高精度かつ安定性の高い測定システムを構築するために利用することができる。また、本願発明のペプチドプローブは、通常のペプチド合成機等を利用して安価に生産でき、上述の通り長期保存安定性を有することから大量調製が可能となり、測定システムのコスト削減にも寄与することができる。   As described above, the peptide probe of the present invention uses a synthetic peptide as a detection site for a test substance. Therefore, it is possible to solve the problems of conventional biologically active substances such as proteins and in vivo substance probes such as nucleic acids, such as changes in the external environment and changes in activity and decrease in activity over time. That is, the measurement results are not affected by changes in the external environment, and long-term storage stability can be maintained. As a result, it is possible to contribute to the construction of a measurement system that meets the requirements of the clinical site, such as quantitative analysis such as determining disease symptoms and the progress of healing in the clinical diagnosis field. The peptide probe is immobilized on the surface of the solid phase carrier via a linker region, and is configured by optimizing the molecular length of the linker region. Since the distance between the peptide region, which is a site for recognizing the test substance, and the surface of the solid phase carrier greatly affects the measurement sensitivity, it is important to optimize the length of the linker region. In other words, in the case of a solid-phase reaction system, the distance between the solid-phase carrier surface and the site for recognizing the test substance affects the measured signal intensity, and the sensitivity can be improved by optimizing the distance. Construction of a highly sensitive and highly accurate measurement system can be realized. In addition, since the peptide probe of the present invention can be chemically synthesized, there is no activity error between producers and lots like antibodies, and no impurities are mixed as a by-product during production. Therefore, background noise that hinders measurement of a test substance can be reduced, and can be used to construct a measurement system with high sensitivity, high accuracy, and high stability. In addition, the peptide probe of the present invention can be produced at low cost using a normal peptide synthesizer, etc., and has a long-term storage stability as described above, enabling mass preparation and contributing to cost reduction of the measurement system. be able to.

本願発明のペプチドプローブを利用して、被検試料中に含まれる被検物質を検出する方法に利用することができ、かかる被検物質の測定方法も本願発明の一部を構成する。   The peptide probe of the present invention can be used in a method for detecting a test substance contained in a test sample, and the method for measuring the test substance also forms part of the present invention.

具体的には、本願発明の被検物質の測定方法は、上述の表面プラズモン共鳴又は磁気センシングによって被検物質を検出する方法であって、(1)表面プラズモン共鳴又は磁気センシングの反応場となる固相担体に、本願発明のペプチドプローブを前記リンカー領域により固定化する工程、(2)前記固相担体に固定化された前記ペプチドプローブに前記被検物質を接触させる工程、及び(3)前記ペプチドプローブのペプチド領域に結合した被検物質を、表面プラズモン共鳴又は磁気センシングにより検出する工程を含んで構成される。各工程については上述の通りに行うことができる。   Specifically, the method for measuring a test substance of the present invention is a method for detecting a test substance by the above-described surface plasmon resonance or magnetic sensing, and (1) a reaction field for surface plasmon resonance or magnetic sensing. A step of immobilizing the peptide probe of the present invention on a solid phase carrier by the linker region, (2) a step of bringing the test substance into contact with the peptide probe immobilized on the solid phase carrier, and (3) the above The method includes a step of detecting a test substance bound to the peptide region of the peptide probe by surface plasmon resonance or magnetic sensing. Each step can be performed as described above.

ここで、本願発明の方法に適用される被検物質を含む被検試料は、測定対象となる被検物質を含む可能性のある試料であれば特に制限はない。例えば、動物由来の血液、血漿、血清、脳脊髄液、羊水、乳、汗、尿、唾液、喀痰、糞便、組織、細胞培養物等の生体由来試料、植物の根、茎、葉、花、果実等の植物由来試料、土壌、地下水、河川水、湖沼水等の環境試料、野菜、肉、卵、加工食品等の食品等が例示される。また、これらの試料は、そのまま測定対象とすることができるが、被検物質の分離、抽出、精製等の前処理が施されていてもよい。したがって、本発明のペプチドプローブ、及び当該ペプチドプローブを用いた被検物質の測定方法は、様々な技術分野、特には臨床診断等の医療分野、食品分野、環境分野等で利用することができる。   Here, the test sample containing the test substance applied to the method of the present invention is not particularly limited as long as it is a sample that may contain the test substance to be measured. For example, animal-derived blood, plasma, serum, cerebrospinal fluid, amniotic fluid, milk, sweat, urine, saliva, sputum, feces, tissue, cell culture, and other biological samples, plant roots, stems, leaves, flowers, Examples include plant-derived samples such as fruits, environmental samples such as soil, groundwater, river water, and lake water, and foods such as vegetables, meat, eggs, and processed foods. These samples can be used as measurement targets as they are, but pretreatments such as separation, extraction, and purification of a test substance may be performed. Therefore, the peptide probe of the present invention and the method for measuring a test substance using the peptide probe can be used in various technical fields, particularly in the medical field such as clinical diagnosis, the food field, and the environmental field.

以上説明したとおり、本願発明の被検物質の測定方法は、合成ペプチドを被検物質の検出部位とする本願発明のペプチドプローブを使用することにより、外的環境の変化や経時的な活性変動や活性低下等の影響を受けることなく被検物質を測定することができる。また、本願発明のペプチドプローブは、長期間の保存安定性を維持することができることから、臨床診断分野における疾病の症状や治癒の進行具合を判定する等の定量的な解析等、臨床現場の要求に応えることができる。そして、本願発明のペプチドプローブは、リンカー領域の分子長を好適化していることから、固相担体表面と被検物質を認識する部位との距離等が最適化され、高感度かつ高精度に被検物質を測定することができる。更に、本願発明のペプチドプローブのリンカー領域は、固相担体表面の荷電特性に対応してその荷電特性を好適化されたものであることからも、測定感度の向上が期待でき、高感度かつ高精度に被検物質を測定することができる。そして、本願発明のペプチドプローブは化学的に合成することができることから、抗体のように生産者間及びロット間での活性誤差が生じることがなく、生産時に副産物として不純物が混入することないため、被検物質の測定の妨げとなるバックグラウンドノイズを低減でき、高感度、高精度、かつ安定性をもって被検物質を測定することができる。また、本願発明のペプチドプローブは、通常のペプチド合成機等を利用して安価に生産でき、かつ長期保存安定性を有することからコスト的にも有利である。   As described above, the method for measuring a test substance of the present invention uses the peptide probe of the present invention having a synthetic peptide as a detection site for a test substance, thereby changing the external environment, fluctuation of activity over time, A test substance can be measured without being affected by a decrease in activity or the like. In addition, since the peptide probe of the present invention can maintain long-term storage stability, there is a requirement in the clinical field such as quantitative analysis such as determining disease symptoms and the progress of healing in the clinical diagnosis field. Can respond. Since the peptide probe of the present invention optimizes the molecular length of the linker region, the distance between the surface of the solid support and the site for recognizing the test substance is optimized, and the target is highly sensitive and accurate. The test substance can be measured. Furthermore, since the linker region of the peptide probe of the present invention has an optimized charge characteristic corresponding to the charge characteristic of the surface of the solid phase carrier, it can be expected to improve measurement sensitivity. The test substance can be measured with high accuracy. And since the peptide probe of the present invention can be chemically synthesized, there is no activity error between producers and lots like antibodies, and impurities are not mixed as a by-product during production. Background noise that hinders measurement of the test substance can be reduced, and the test substance can be measured with high sensitivity, high accuracy, and stability. In addition, the peptide probe of the present invention is advantageous in terms of cost because it can be produced at low cost using a normal peptide synthesizer or the like and has long-term storage stability.

以下、実施例により、本願発明をさらに詳細に説明する。しかしながら、本願発明は以下の実施例に限定されるものではなく、様々な実施形態が可能であることは明確に理解されるべきである。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, it should be clearly understood that the present invention is not limited to the following examples, and various embodiments are possible.

実施例1.リンカー領域の分子長が反応活性に与える影響(SPR)
本実施例においては、本願発明のペプチドプローブのリンカー領域の分子長が反応活性に与える影響をSPRの強度比較により検討した。
Example 1. Effect of linker region molecular length on reaction activity (SPR)
In this example, the effect of the molecular length of the linker region of the peptide probe of the present invention on the reaction activity was examined by comparing the strength of SPR.

(試薬)
ペプチドプローブとしては、以下のペプチド領域及びリンカー領域を有するものをペプチド合成機で合成して使用した。
ペプチド領域は、癌転移マーカーであるnm23結合合成ペプチドを用いた。なお、nm23結合合成ペプチドの配列情報は以下の通りである。
nm23結合合成ペプチド:Arg-Arg-Leu-Thr-Ile-Arg-Asn-Gly (配列番号1)
リンカー領域としては、5、8、12、16、21、25分子長のPEG鎖を用いた。なお、PEG鎖の分子長は、PEG鎖の構造式(-CH2-CH2-O-)nにおけるnの数を分子長とした。
(reagent)
A peptide probe having the following peptide region and linker region was synthesized by a peptide synthesizer and used.
For the peptide region, nm23-binding synthetic peptide, which is a cancer metastasis marker, was used. The sequence information of the nm23-binding synthetic peptide is as follows.
nm23-binding synthetic peptide: Arg-Arg-Leu-Thr-Ile-Arg-Asn-Gly (SEQ ID NO: 1)
As the linker region, 5, 8, 12, 16, 21, 25 molecular length PEG chains were used. As for the molecular length of the PEG chain, the number of n in the structural formula (—CH 2 —CH 2 —O—) n of the PEG chain was defined as the molecular length.

(方法)
前記nm23結合合成ペプチドと各分子長のPEGを連結したペプチドプローブをSPRの固相担体の金薄膜上に固定化した。固定化に際して、金薄膜を1−メルカプトウンデカン酸及び1−メルカプトドデカノール(1:10)で処理して金薄膜上に自己組織化膜を形成し、水溶性カルボジイミド/PEG付ペプチド(10:1)混合液を加えることで、固定化した。続いて、SPRにより各ペプチドプローブの結合速度定数を求めた。SPR装置としてはBiacore1000(Biacore 社製)を用い、展開溶液としてはPBSを用いた。被検試料としてnm23/PBSを流速200μg/mlで添加して25℃にて測定した。
(Method)
A peptide probe in which the nm23-bonded synthetic peptide and each molecular length of PEG were linked was immobilized on a gold thin film of an SPR solid phase carrier. Upon immobilization, the gold thin film was treated with 1-mercaptoundecanoic acid and 1-mercaptododecanol (1:10) to form a self-assembled film on the gold thin film, and a water-soluble carbodiimide / PEG-attached peptide (10: 1 ) Immobilized by adding the mixture. Subsequently, the binding rate constant of each peptide probe was determined by SPR. Biacore 1000 (Biacore) was used as the SPR device, and PBS was used as the developing solution. As a test sample, nm23 / PBS was added at a flow rate of 200 μg / ml and measured at 25 ° C.

(結果)
結果を表1に示す。表1は、リンカー領域の分子長が16のときの活性を100%とし、各分子長での相対活性値を示す。
(result)
The results are shown in Table 1. Table 1 shows the relative activity value at each molecular length, assuming that the activity when the molecular length of the linker region is 16 is 100%.

Figure 2014149199
Figure 2014149199

表1の結果、本願発明のペプチドプローブは、リンカー領域の分子長を8〜21とした場合に、高い反応性を示すことが確認できた。固相反応系の場合、固相担体表面と被検物質を認識する部位との距離が測定されるシグナル強度に影響し、その距離を最適化することにより測定感度及び精度を向上させることができることが理解できる。
ただし、反応性は、測定システムの影響を受けることから、実際に使われる測定システムに応じてリンカー領域の分子長を最適化してもよい。
As a result of Table 1, it was confirmed that the peptide probe of the present invention showed high reactivity when the molecular length of the linker region was 8-21. In the case of a solid-phase reaction system, the distance between the surface of the solid-phase carrier and the site that recognizes the test substance affects the measured signal intensity, and the measurement sensitivity and accuracy can be improved by optimizing the distance. Can understand.
However, since the reactivity is affected by the measurement system, the molecular length of the linker region may be optimized according to the measurement system actually used.

実施例2.ペプチドプローブの耐熱性及び保存安定性の評価
本実施例では、本願発明のペプチドプローブの耐熱性及び保存安定性を、一般的な抗体との比較により評価した。本実施例も、実施例1と同様にSPRにて評価を行った。
Example 2 Evaluation of Heat Resistance and Storage Stability of Peptide Probe In this example, the heat resistance and storage stability of the peptide probe of the present invention were evaluated by comparison with general antibodies. This example was also evaluated by SPR as in Example 1.

(試薬)
ペプチドプローブは、以下のペプチド領域及びリンカー領域を有するものを使用した。
ペプチド領域として、癌転移マーカーであるnm23結合合成ペプチド(配列番号1)を用い、リンカー領域として、6分子長のPEG鎖を用いた。
比較例として、nm23に対する一般的な抗体であるnm23-H1 Antibody(NM301)(品番sc-465、Santa Cruz社製)モノクローナル抗体を用いた。ここで、一般的な抗体とは、動物の免疫応答により産生されるタンパク質抗体のことである。
(reagent)
A peptide probe having the following peptide region and linker region was used.
As a peptide region, a nm23-binding synthetic peptide (SEQ ID NO: 1), which is a cancer metastasis marker, was used, and a 6-molecule long PEG chain was used as a linker region.
As a comparative example, a general antibody against nm23, nm23-H1 Antibody (NM301) (product number sc-465, manufactured by Santa Cruz) monoclonal antibody was used. Here, a general antibody is a protein antibody produced by the immune response of an animal.

(方法)
上述のnm23結合合成ペプチドとPEG鎖を連結したペプチドプローブを、SPRの固相担体の金膜上に固定化した。連結および固定化条件等は、実施例1の手順に準じて行った。比較対照のモノクローナル抗体も同様に金薄膜上に固定化した(比較例)。そして、耐熱性及び保存安定性を評価すべく、25℃及び50℃にて、0時間、1日、1週間、2週間及び1ヶ月静置した後、SPRにより結合速度定数を求めた。SPR装置及び測定条件等は、実施例1の手順に準じて行った。
(Method)
The peptide probe in which the above-mentioned nm23-bonded synthetic peptide and PEG chain were linked was immobilized on a gold film of an SPR solid phase carrier. Connection and immobilization conditions and the like were performed according to the procedure of Example 1. A comparative monoclonal antibody was also immobilized on a thin gold film (Comparative Example). Then, in order to evaluate heat resistance and storage stability, after standing at 25 ° C. and 50 ° C. for 0 hour, 1 day, 1 week, 2 weeks and 1 month, the binding rate constant was determined by SPR. The SPR device and measurement conditions were performed in accordance with the procedure of Example 1.

(結果)
結果を表2に示す。表2は、25℃、0時間での抗体の活性を100%とし、各条件での抗体及び本願発明のペプチドプローブの相対活性値を示す。
(result)
The results are shown in Table 2. Table 2 shows the relative activity values of the antibody and the peptide probe of the present invention under each condition, assuming that the antibody activity at 25 ° C. for 0 hour is 100%.

Figure 2014149199
Figure 2014149199

表2の結果より、本願発明のペプチドプローブは、25℃で0時間での初期ピーク時のみ抗体のシグナル強度に劣るものの、他の条件下では活性を維持して安定な測定システムを実現できていることが理解できる。特に、50℃では抗体活性は著しく低下しているが、ペプチドプローブでは活性変動は認められなかった。つまり、本願発明のペプチドプローブは、外的環境変化に測定結果が影響されることなく、また長期間の保存安定性を維持することができることが理解できる。   From the results in Table 2, the peptide probe of the present invention is inferior to the signal intensity of the antibody only at the initial peak at 25 ° C. for 0 hour, but can maintain the activity under other conditions and realize a stable measurement system. I can understand. In particular, the antibody activity was remarkably reduced at 50 ° C., but no activity fluctuation was observed with the peptide probe. That is, it can be understood that the peptide probe of the present invention can maintain long-term storage stability without being affected by changes in the external environment.

実施例3.リンカー領域の分子長が反応活性に与える影響(磁性センシング)
本実施例においては、本願発明のペプチドプローブのリンカー領域の分子長が反応活性に与える影響を磁気センシングによる磁気強度の比較により検討した。
Example 3 Effect of linker region molecular length on reaction activity (magnetic sensing)
In this example, the influence of the molecular length of the linker region of the peptide probe of the present invention on the reaction activity was examined by comparing the magnetic intensity by magnetic sensing.

(試薬)
ペプチドプローブとしては、以下のペプチド領域及びリンカー領域を有するものをペプチド合成機で合成して使用した。
ペプチド領域として、癌転移マーカーであるnm23結合合成ペプチド(配列番号1)を用いた。
リンカー領域としては、0、4、7、11、16、21、及び25分子長のPEG鎖、0、4、7、11、16、21、及び25分子長のアルキル鎖を夫々用いた。なお、PEG鎖は、PEG鎖の構造式(-CH2-CH2-O-)nにおけるnの数を分子長とし、アルキル鎖は、炭素数を分子長とした。
(reagent)
A peptide probe having the following peptide region and linker region was synthesized by a peptide synthesizer and used.
As a peptide region, a cancer metastasis marker nm23-binding synthetic peptide (SEQ ID NO: 1) was used.
As the linker region, 0, 4, 7, 11, 16, 21, and 25 molecular length PEG chains and 0, 4, 7, 11, 16, 21, and 25 molecular length alkyl chains were used, respectively. In the PEG chain, the number of n in the structural formula (—CH 2 —CH 2 —O—) n of the PEG chain was defined as the molecular length, and the alkyl chain was defined as the molecular length of carbon.

(方法)
磁性センサーとして、GMRセンサーを用いて磁気強度を測定した。ここで、GMRセンサーはS.X Wang他著、Biosensors and Bioelectronics、2010年、第25巻、第9号、第2051〜2057頁の記載に基づいて構築したものを使用した。
(Method)
The magnetic strength was measured using a GMR sensor as the magnetic sensor. Here, the GMR sensor used was constructed based on the description of SX Wang et al., Biosensors and Bioelectronics, 2010, Vol. 25, No. 9, pp. 2051-2057.

まず、GMRセンサーの表面をアルコール洗浄した後、プラズマ照射(1000W、1分)により不純物を完全分解した。続いて、センサー表面を、68℃にて2% APTES/エタノールに浸すことで、センサー表面のSi基を化学的にアミノ基に修飾した。GMRセンサーを十分乾燥させた後、上述のnm23結合合成ペプチドとPEG鎖、又はアルキル鎖を連結したペプチドプローブをGMRセンサーに塗布して固定した。詳細には、1つのGMRセンサーの大きさは100μm×100μmであり、ここに101112個のペプチドを固定した。そして、1チップに80個のセンサーが載っており、上述の異なるリンカータイプを4か所ずつ固定した。続いて、室温25℃にて、10ng/mlのnm23抗原/PBSを150μl添加して2時間反応させた後、洗浄(0.1%BSA、0.05% Tween20/PBS)し、1μg/mlのビオチン標識抗nm23抗体/PBSを150μl加えて更に1時間反応させた。洗浄後、ストレプトアビジン標識磁性ナノ粒子溶液100μLを加えて反応させ、反応15分後に磁気信号の強度を測定した。 First, after cleaning the surface of the GMR sensor with alcohol, the impurities were completely decomposed by plasma irradiation (1000 W, 1 minute). Subsequently, the Si surface of the sensor surface was chemically modified to an amino group by immersing the sensor surface in 2% APTES / ethanol at 68 ° C. After the GMR sensor was sufficiently dried, a peptide probe in which the above-mentioned nm23-bonded synthetic peptide and PEG chain or alkyl chain were linked was applied to the GMR sensor and fixed. Specifically, the size of one GMR sensor was 100 μm × 100 μm, and 10 11 to 12 peptides were immobilized thereon. And 80 sensors are mounted on one chip, and the above-mentioned different linker types are fixed at four locations. Subsequently, at room temperature of 25 ° C., 150 μl of 10 ng / ml nm23 antigen / PBS was added and reacted for 2 hours, followed by washing (0.1% BSA, 0.05% Tween20 / PBS), and 1 μg / ml biotin-labeled anti-antibody. 150 μl of nm23 antibody / PBS was added and reacted for another 1 hour. After washing, 100 μL of streptavidin-labeled magnetic nanoparticle solution was added and reacted, and the intensity of the magnetic signal was measured 15 minutes after the reaction.

(結果)
結果を表3に示す。表3は、各リンカー種及び各分子長のペプチドプローブの磁気信号強度を示し、4か所分の平均値である。なお、信号強度は下記式の通りに算出した。
(result)
The results are shown in Table 3. Table 3 shows the magnetic signal intensities of the peptide probes of each linker type and each molecular length, and is an average value for four places. The signal intensity was calculated according to the following formula.

〔数1〕
磁気信号の強度(ppm)≒△変化した磁性抵抗(Ω)/掛けている磁性抵抗(Ω)
注:変化する磁性抵抗は約μΩであり、センサーに掛けている磁性抵抗は約2kΩであるため、磁気信号の強度の単位は「ppm」となる。
[Equation 1]
Magnetic signal strength (ppm) ≒ △ Changed magnetic resistance (Ω) / Multiplied magnetic resistance (Ω)
Note: Since the changing magnetic resistance is about μΩ and the magnetic resistance applied to the sensor is about 2 kΩ, the unit of magnetic signal intensity is “ppm”.

Figure 2014149199
Figure 2014149199

表3の結果より、僅かながらアルキル鎖の方が、PEGよりも反応効率が良いことが理解できる。固相担体であるGMRセンサー表面はアミノ化されており、固相担体表面は正に荷電している状態にあることから、非荷電性のアルキル鎖をリンカー領域として選択することが適当であることが導かれる。また、本願発明のペプチドプローブは、リンカー領域の分子長を4〜21とした場合に、高い反応性を示すことが確認できた。GMRセンサーによる磁気センシングの場合には、センサーの表面から磁性ナノ粒子までの距離が近い方が感度が上がることもあり、実施例1、2のSPRに比べてリンカー領域の分子長が短くても良いと思われ、本実施例の結果もそれに合致するものであった。   From the results in Table 3, it can be understood that the alkyl chain has a slightly higher reaction efficiency than PEG. Since the GMR sensor surface, which is a solid phase carrier, is aminated and the solid phase carrier surface is positively charged, it is appropriate to select an uncharged alkyl chain as the linker region. Is guided. Moreover, it was confirmed that the peptide probe of the present invention showed high reactivity when the molecular length of the linker region was 4-21. In the case of magnetic sensing using a GMR sensor, the closer the distance from the sensor surface to the magnetic nanoparticles, the higher the sensitivity, and even if the molecular length of the linker region is shorter than the SPR of Examples 1 and 2. It seemed to be good, and the result of this example was consistent with it.

本願発明のペプチドプローブ、及び当該ペプチドプローブを用いた被検物質の測定方法は、被検物質の測定が要求される様々の技術分野で利用することができ、特には臨床診断等の医療分野、食品分野、環境分野等で利用することができる。   The peptide probe of the present invention and the method for measuring a test substance using the peptide probe can be used in various technical fields where measurement of the test substance is required, particularly in the medical field such as clinical diagnosis, It can be used in the food and environmental fields.

Claims (11)

表面プラズモン共鳴又は磁気センシング測定用のペプチドプローブであって、
被検物質に対して特異的結合能を示す被検物質結合部位を少なくとも1つ含むペプチド領域と、
前記表面プラズモン共鳴又は磁気センシングの反応場となる固相担体表面に、前記ペプチド領域を固定化するためのリンカー領域とを含み、ここで、前記リンカー領域は分子長4〜21の分子鎖で構成されているペプチドプローブ。
A peptide probe for surface plasmon resonance or magnetic sensing measurement,
A peptide region comprising at least one test substance binding site exhibiting specific binding ability to the test substance;
A linker region for immobilizing the peptide region on the surface of a solid phase carrier serving as a reaction field of the surface plasmon resonance or magnetic sensing, wherein the linker region is composed of a molecular chain having a molecular length of 4 to 21 Peptide probe.
前記リンカー領域が、分子長8〜21の分子鎖で構成されている請求項1に記載のペプチドプローブ。   The peptide probe according to claim 1, wherein the linker region is composed of a molecular chain having a molecular length of 8 to 21. 前記固相担体表面が正又は負に荷電された状態であるとき、前記リンカー領域が非荷電性の分子鎖で構成されている請求項1又は2に記載のペプチドプローブ。   The peptide probe according to claim 1 or 2, wherein when the surface of the solid phase carrier is positively or negatively charged, the linker region is composed of an uncharged molecular chain. 前記リンカー領域が、アルキル鎖、又はペプチド核酸鎖である請求項3に記載のペプチドプローブ。   The peptide probe according to claim 3, wherein the linker region is an alkyl chain or a peptide nucleic acid chain. 前記固相担体表面が非荷電状態であるとき、前記リンカー領域が両親媒性の分子鎖で構成されている請求項1又は2に記載のペプチドプローブ。   The peptide probe according to claim 1 or 2, wherein the linker region is composed of an amphiphilic molecular chain when the surface of the solid phase carrier is in an uncharged state. 前記リンカー領域が、ポリエチレングリコール鎖、又は核酸鎖である請求項5に記載のペプチドプローブ。   The peptide probe according to claim 5, wherein the linker region is a polyethylene glycol chain or a nucleic acid chain. 前記ペプチド領域が、4〜11アミノ酸で構成されている請求項1〜6の何れか一項に記載のペプチドプローブ。   The peptide probe according to any one of claims 1 to 6, wherein the peptide region is composed of 4 to 11 amino acids. 前記ペプチド領域が、8アミノ酸で構成されている請求項7に記載のペプチドプローブ。   The peptide probe according to claim 7, wherein the peptide region is composed of 8 amino acids. 前記ペプチド領域が、配列番号1に示すアミノ酸配列を含むペプチド鎖である請求項1〜8の何れか一項に記載のペプチドプローブ。   The peptide probe according to any one of claims 1 to 8, wherein the peptide region is a peptide chain comprising the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1. 表面プラズモン共鳴又は磁気センシングによる被検物質の測定方法であって、
前記表面プラズモン共鳴又は磁気センシングの反応場となる固相担体表面に、請求項1〜9のいずれか一項に記載のペプチドプローブを前記リンカー領域を介して固定化する工程、
前記固相担体表面に固定化された前記ペプチドプローブに前記被検物質を接触させる工程、及び
前記ペプチドプローブの前記ペプチド領域に結合した前記被検物質を、前記表面プラズモン共鳴又は磁気センシングにより検出する工程、を含む被検物質の測定方法。
A method for measuring a test substance by surface plasmon resonance or magnetic sensing,
A step of immobilizing the peptide probe according to any one of claims 1 to 9 via the linker region on the surface of a solid phase carrier serving as a reaction field of the surface plasmon resonance or magnetic sensing;
Contacting the test substance with the peptide probe immobilized on the surface of the solid phase carrier; and detecting the test substance bound to the peptide region of the peptide probe by the surface plasmon resonance or magnetic sensing. A method for measuring a test substance comprising a step.
前記ペプチドプローブの前記ペプチド領域が、配列番号1に示すアミノ酸配列を含むペプチド鎖である請求項10に記載の被検物質の測定方法。   The method for measuring a test substance according to claim 10, wherein the peptide region of the peptide probe is a peptide chain comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1.
JP2013017333A 2013-01-31 2013-01-31 Peptide probe, and measuring method of specimen using the same Pending JP2014149199A (en)

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