JP2015084775A - 高親和性dnaアプタマーを生成するための磁気アシスト迅速アプタマー選択方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】MARASプロトコルは高い親和性および特異性を有するアプタマーを効率的に生成することができる。標的に対する所望の親和性および特異性を有するDNAアプタマーを選択するため、回転磁場または交流磁場が、標的結合磁性マイクロ粒子またはナノ粒子と組み合わせて用いられた。
【選択図】図2
Description
3タイプのランダム化オリゴヌクレオチド配列60N、40Nおよび20Nがランダム配列ライブラリとして用いられた。ランダム化オリゴヌクレオチド配列は5’−AGCAGCACAGAGGTCAGATG−Xn−CCTATGCGTGCTACCGTGAA−3’と記載され、ランダム化(N)マー中央部Xnを有し、nは10〜100の範囲のいずれかの整数を表し、Xnはnマーヌクレオチドのヌクレオチド配列を意味する。例えば、ランダム化オリゴヌクレオチド配列60N、40Nまたは20Nはランダム化X60、X40またはX20中央部を有する核酸配列であってもよく、ランダム化X60、X40またはX20中央部はそれぞれランダム化60マー配列(60ヌクレオチドの配列)、ランダム化40マー配列またはランダム化20マー配列を表す。ランダム化オリゴヌクレオチド配列は1mMスケールで合成され、PAGE精製される(Invitrogen Life Technologies、米国ニューヨーク州グランドアイランドから購入される)。Lab−順方向5’−AGCAGCACAGAGGTCAGATG−3’(SEQ ID NO.1)およびLab−逆方向5’−TTCACGGTAGCACGCATAGG−3’(SEQ ID NO.2)を含む、1セットのプライマーが用いられ、PCR増幅中にライブラリの5’および3’縮重領域がアニールされた。上述した同じ配列を有する5’ビオチン標識プライマー:Lab−ビオチン−Rが用いられ、二本鎖PCR産物から順方向一本鎖が単離された。なお、逆方向一本鎖アプタマーが好まれる場合、一本鎖精製にLab−ビオチン−Fプライマーを用い、Lab−ビオチンーRを代替することができる。ユニバーサルT7プライマー(T7:5’−TAATACGACTCACTATAGGG-3’(SEQ ID NO.3))が用いられ、選択されたアプタマーのヌクレオチドが配列決定された。
この研究に用いられるストレプトアビジン被覆磁性ナノ粒子(SA−MNP)を含有する試薬は、Magqu(Magqu、台湾台北)から購入された。試薬中のSA−MNPの平均流体力学的直径は0.3emu/gの濃度で50nmだった。磁性ナノ粒子は、ストレプトアビジンでナノ粒子の最外表面を被覆することによりバイオ機能化され、PBS(pH=7.4)中に分散された。ストレプトアビジン被覆磁性マイクロ粒子(SA−MMP)を含有する試薬もMagquから購入され、SA−MMPの平均流体力学的直径は8mg/mlの濃度で約3μmだった。デキストラン、単もしくは多抗体、またはアミノ基のような他の代替物を用い、磁性粒子をバイオ機能化してもよい。この研究において用いられるヒトCRPの純度は99%より大きかった(MYBIOSOURCE、米国サンディエゴから購入)。ビオチン化キット(ビオチン標識キット−NH2)はAbnova(Abnova、台湾台北)から購入された。この研究では、600μgの純粋CRPタンパク質が用いられ、ビオチン化CRPタンパク質は製造業者の指示に従って調製された。その後、合計250μgのビオチン化CRPタンパク質が50μlのSA−MNP試薬またはSA−MMP試薬と混合され、一晩4℃でインキュベートされた。ストレプトアビジンとビオチンとの間の高親和性結合は、磁性粒子とビオチン化CRPタンパク質との間の結合を確保した。ここでは、標的CRPはストレプトアビジン−ビオチンの結合によって磁性粒子(MNPまたはMMP)に付着され、ストレプトアビジン−ビオチンは結合対とみなしてもよい。次にインキュベートされた溶液に磁気分離が行われ、磁気スタンド(Magqu)を用いることにより非結合ビオチン化CRPが除去された。CRP−MNPおよびCRP−MMPは50μlのPBS−T(50nMのK2HPO4、pH7.5、150mMのNaCl、0.05%Tween−20)中に再懸濁され、それぞれCRP標識磁性ナノ粒子試薬(CRP−MNP試薬)およびCRP標識磁性マイクロ粒子試薬(CRP−MMP試薬)を形成し、4℃で保存された。CRP−MNP試薬中のビオチン化CRPの最終濃度は、ブラッドフォードアッセイ(Bio−Rad、米国カリフォルニア州ハーキュリーズ)により決定され、188.47±1.30ng/μlであり、CRP−MMP試薬中では143.95±4.29ng/μlである。使用前、CRP−MNP試薬およびCRP−MMP試薬の両方は結合バッファ(BDバッファ:50mMのNaH2PO4、pH8.0、150mMのNaCl、5mMのKCl、2mMのMgCl2、0.005%(v/v)Tween−20)で3回洗浄された。各洗浄ステップ中、磁気スタンドが用いられ、CRP−MNPおよびCRP−MMPが回収された。同様に、SA−MNPおよびSA−MMPが必要な場合、ストレプトアビジン被覆磁性ナノ粒子試薬(SA−MNP試薬)およびストレプトアビジン被覆磁性マイクロ粒子試薬(SA−MMP試薬)が結合バッファで3回洗浄され、SA−MNPおよびSA−MMPが磁気スタンドを用いて回収された。
MARASプロトコルを行うための実験装置を以下に記載した。実験装置は、振動磁場を発生させるための少なくとも2セットのコイル100、電力増幅器200、信号発生器300を備え、LABVIEWコンピュータプログラムで操作される。MARASにおいて用いられる振動磁場は、回転磁場MARAS(RO−MARAS)の場合は回転磁場または交流磁場MARAS(AC−MARAS)の場合は交流磁場であってもよい。RO−MARASについて、回転磁場は直交に配置された2セットのヘルムホルツコイルにより発生した。LABVIEWプログラムが用いられ、2つの信号、cos(ωt)およびsin(ωt)がNI BNC−2110キャプチャボックスを通して2チャンネル電力増幅器(HCA3030D)に送信された。これらの2つの信号は次に同様に増幅され、これは2セットのコイルを同時に駆動し、回転磁場を生成した。実験装置は図1Aに概略的に示される。図において、試料は2セットのヘルムホルツコイルの中心線の交点に配置された。しかしながら、回転磁場を発生させるのに他の代替装置を用いてもよい。AC−MARASについて、磁場は、試料がソレノイド内に配置された図1Bにおいて概略的に示されるように、電流発生器ユニットにより駆動された単一の励磁ソレノイドにより発生した。なお、図1Aの装置は、コンピュータプログラムが1つの信号のみを1セットのヘルムホルツコイルに送信する場合、AC−MARASに用い、AC磁場を発生させることもできる。さらに、交流磁場を発生させるのに他の代替装置を用いてもよい。また、信号発生器(300)からのサインおよびコサイン信号に電力増幅器(200)の異なる増幅因子を用いることにより発生させることができる楕円磁場のような、他のタイプの振動磁場も印加可能であり得る。
MARASプロトコルは下記のプロセス:複数のオリゴヌクレオチド配列を有する少なくとも1つのランダム配列ライブラリおよびその上に標的分子が結合した複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子を含む試料を提供するステップ;振動磁場を試料に印加することにより磁気アシストスクリーニングを行うステップ;磁気分離を行い、その上に標的分子が結合した複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合したオリゴヌクレオチド配列からなる結合混合物を回収するステップ;結合混合物を結合バッファ中に分散させるステップ;溶液を加熱し、その上に標的分子が結合した複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子から複数のオリゴヌクレオチド配列を溶出するステップ;磁気スタンドを用いることにより磁気分離を行い、上澄みを回収し、その上に標的分子が結合した複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子を除去するステップ;回収された上澄みを95℃まで5分間加熱し、4℃で急冷するステップ;陰性選択を行い、その上に標的分子が結合していない複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合したアプタマーを除去し、標的分子に特異的なアプタマーを選択するステップ;ならびに磁気分離を行い、標的分子に特異的な複数のオリゴヌクレオチド配列を有する上澄みを回収するステップとしてまとめられ得る。
各MARAS実験ステップから回収された上澄みは、その後のPCR増幅のため、1mlの100%冷アルコールで沈殿され、100μlのddH2Oにより希釈された。回収された上澄みはその後PCRによりLab−FおよびLab−Rプライマーで増幅された。1.25UのDNAポリメラーゼ(Invitrogen)、0.1mMのdNTP、0.5mMのMgSO4、0.5nMのプライマーを含有するPCR反応は、下記の条件下で行われた:95℃で5分;95℃で40秒の35サイクル、60℃で40秒、72℃で40秒;および72℃で10分。PCR産物はDNA抽出ミニプレップシステム(Viogene、台湾台北)を用いることにより精製された。精製産物はpGEM−Tイージーベクター(Promega、米国ウィスコンシン州マディソン)にサブクローニングされた。クローニング手順は製造業者の指示に従って行われた。選択されたコロニーのプラスミドは高速プラスミドミニキット(Geneaid、台湾台北)を用いることにより精製された。プラスミドはAppliedBiosystemsPRISM3730DNA自動配列決定装置およびBigDyeターミネーターサイクル配列決定キット(米国カリフォルニア州フォスターシティ)を用いることにより配列決定された。
アプタマーの標的CRPに対する親和性は、リアルタイムPCRにより測定された、平衡解離定数(Kd)により表された。クローニング実験から選択された各プラスミドについて、10ngのアプタマークローンプラスミドがPCRテンプレートとして用いられ、Lab−ビオチン−RおよびLab−Fプライマーで二本鎖DNA(dsDNA)が生成された。PCR条件および手順は上述したとおりだった。PCR増幅の完了後、PCR産物は、5μlのSA−MNP試薬の洗浄から得られた、SA−MNPと混合された。順方向一本鎖アプタマー(非ビオチン化鎖)は、0.15Nの新鮮なNaOHと5分間インキュベートされることにより、固定化相補的鎖から分離された。結合SA−MNPは磁気スタンドにより除去された。当量の0.15NのHClが回収された上澄みに添加され、最終pHが7.0に調節され、その後順方向ssDNAが1mlの100%氷冷アルコールで沈殿された。なお、逆方向一本鎖アプタマーは、結合混合物を94℃で溶出した後、磁気分離を行うことにより生成することもできる。また、順方向および逆方向一本鎖アプタマーは、PCR増幅中にLab−ビオチン−FおよびLab−Rプライマーを用いることにより単離することもできる。一本鎖アプタマーの濃度は、NanoDrop2000c分光光度計(Thermo Fisher Scientific、米国デラウェア州ウィルミントン)で決定された。20μlのBDバッファ中の一連の漸次希釈アプタマー(200nM〜1.5625nM)は、二次構造の形成のため、95℃まで5分間加熱され、4℃で冷却された。部分希釈アプタマーはインプット対照(インプット)として保持された。5μlのCRP−MNP試薬の洗浄から得られたCRP−MNPは、希釈アプタマーを含有する各マイクロチューブ中に添加され、30分間室温でインキュベートされた。結合CRP−MNPは100μlのBDバッファで2回洗浄された。結合アプタマーは、最終体積20μlのddH2O中で94℃で10分間加熱することにより、CRP−MNPから溶出された。溶液中のCRP−MNPが磁気スタンドで除去され、上澄みが回収された。インプット対照および溶出アプタマーの両方は1mlの100%氷冷アルコールで沈殿された。インプット対照および溶出アプタマーは100μlのddH2Oを充填した試験チューブ中で別々に溶解された。インプット対照チューブおよび溶出アプタマーチューブを含む、各試験チューブ中のアプタマーの量はリアルタイム定量PCR(q−PCR)により計算された。q−PCRはMicroAmp光学96ウェル反応プレートで行われ、閾値サイクル(ct)値はStepOnePlusリアルタイムPCRシステムソフトウェア、バージョン2.0(Applied Biosystems)で最大相関係数アプローチを用いて自動的に計算された。各q−PCRランのための混合物は、2.5μlのSYBRグリーンPCRマスターミックス(AppliedBiosystems)ならびに0.5nMのプライマーLab順方向およびLab逆方向を含有する10μlだった。反応条件は下記のとおりだった:95℃で3分間;94℃で30秒間の40サイクル、60℃で30秒間、および72℃で30秒間。インプット対照および溶出アプタマー中のアプタマーの濃度は、最大結合の指標として200nMのアプタマーを用いて計算された。選択されたアプタマーのKd値は次に、曲線適合プログラム、(curveexpert.webhop.netからの)CurveExpert1.3によって実験データに基づき飽和結合曲線を適合することにより決定された。
1ナノモルの20Nランダム化オリゴヌクレオチドライブラリは、マイクロチューブ中でBDバッファで10μlまで希釈され、95℃まで5分間加熱され、4℃で急冷された。5μlのCRP−MNP試薬の洗浄から得られたCRP−MNPはマイクロチューブ中に添加され、30分間室温でインキュベートされた。CRP−MNPに結合したオリゴヌクレオチド配列は磁気スタンドに誘引されるので、非結合オリゴヌクレオチド配列は除去され、結合混合物は1mlのBDバッファで3回洗浄された。100μlのBDバッファが添加され、試料としてマイクロチューブ中で結合混合物が再懸濁された。印加された磁場は回転磁場(RO−MARAS)または交流磁場(AC−MARAS)のいずれかだった。磁場の強度は試料位置でガウスメータにより測定された。
さまざまな回転磁場周波数の磁気アシストスクリーニング(陽性選択および陰性選択)から得られたアプタマーは20N RO F2(−1、−2)、20N RO F20(−4、−5)、20N RO F200(−1、−3)、20N RO F2K(−1、−4)、20N RO F20K(−1、−2)、20N RO F27K(−4、−6)および20N RO >F27K(−1、−5)と称され、選択された20Nアプタマーの配列決定結果は表1に挙げた。
2Hz、20Hz、200Hz、2000Hz、20KHzおよび200KHzの磁場周波数の交流磁場(AC)下の20Nランダム化ヌクレオチド配列ライブラリに基づき、これらの回収された非結合ヌクレオチド配列は、(表2に挙げられるように)個別の参照番号を有する20N AC F2(−2、−4)、F20(−2、−4)、F200(−1、−2)、F2K(−1、−4)、F20K(−1、−3)、F200K(−1、−2)、>200K(−1、−2)と示された。
100KHzの固定磁場周波数ならびに12.5ガウス(12.5g)、25ガウス、50ガウス、100ガウス、200ガウスおよび400ガウスの高磁場強度の交流磁場(AC)下の20Nランダム化ヌクレオチド配列ライブラリに基づき、これらの回収されたアプタマー配列は20N HAC 12.5g(−1、−2)、20N HAC 25g(−1、−2)、20N HAC 50g(−2、−9)、20N HAC 100g(−1、−2)、20N HAC 200g(−2、−3)、20N HAC 400g(−1、−5)および20N HAC >400g(−1、−4)と示され、アプタマーの配列決定結果は表3に挙げた。
標的分子に対して高い結合親和性を有するアプタマーの選択のためのMARASプロトコルの強度をさらに示すため、RO−MARASの図1Aの装置を用いてワンショットMARAS(OS−MARAS)が行われた。ワンショットMARAS実験では、異なる長さの中央部を有する3タイプのランダム化オリゴヌクレオチド配列(60N、40Nおよび20N)が配列ライブラリとして用いられ、選択されたアプタマーの標的分子に対する親和性に対する配列長さの影響が同時に評価される。ワンショットRO−MARAS(OS−RO−MARAS)実験は14ガウスおよび20KHzで行われた。60N、40Nおよび20NライブラリのCRP−MNPとの結合混合物は上述したように調製された。各結合混合物に14ガウスおよび20KHzの回転磁場が10分間印加され、2.5分毎にピペティングにより撹拌された。1回の磁気アシストスクリーニング後、上澄みは磁気スタンドを用いることにより除去され、保持された結合混合物は100μlのBDバッファで再懸濁された。その後、保持された結合混合物は溶出のため95℃まで5分間加熱された。上澄み中の溶出アプタマーは磁気スタンドにより分離され、回収された上澄みに上述したように陰性選択が行われた。陰性選択が行われ、いずれのSA−MNP結合アプタマーも除去された。もう1回磁気分離が行われ、上澄みが回収され、これは次にさらなる分析のため1mlの100%冷アルコールで沈殿された。2つのアプタマーが配列決定および結合親和性計算のため各実験から選択された。また、AC−MARASの図1Bの装置を用いる高磁場でのワンショットAC−MARAS(OS−AC−MARAS)は、上述した同様の手順に従って、100ガウスおよび150KHzのAC磁場を用いて行われた。
200:電力増幅器
300:信号発生器
Claims (35)
- a)複数のオリゴヌクレオチド配列を有する少なくとも1つのランダム配列ライブラリおよび上部に標的分子が結合した複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子を含む試料を提供するステップであって、前記複数のオリゴヌクレオチド配列の第1部分が、上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合される、ステップ;
b)磁気スタンドを用いることにより第1回目の磁気分離を行い、上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分を回収するステップ;
c)前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分をバッファ中に分散させるステップ;
d)前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の一部分が、上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子から解離されるように、上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分に振動磁場を印加することにより、磁気アシストスクリーニングを行うステップ;
e)上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子から解離された前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記一部分が除去されるように、前記磁気スタンドを用いることにより第2回目の磁気分離を行い、上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の第2部分を回収するステップ;
f)上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分を前記バッファ中に分散させるステップ;
g)上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子から前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分を溶出するステップ;
h)前記磁気スタンドを用いることにより第3回目の磁気分離を行い、上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子を除去するステップ;ならびに
i)前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分に陰性選択を行い、前記標的分子に特異的なアプタマーを選択するステップであって、前記標的分子に特異的な前記アプタマーが、上部に前記標的分子が結合していない前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合されない、ステップ、
を含む、アプタマー選択プロトコル。 - 前記標的分子が、前記複数の磁性ナノ粒子またはミクロ粒子および前記標的分子のそれぞれに付着した結合対によって、前記標的分子が、前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合される、請求項1に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記結合対が、前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に付着した第1成分および前記標的分子に付着した第2成分を含む、請求項2に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記陰性選択を行うステップi)が、
上部に前記第1成分が付着した複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子を、前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分へ加える工程、
上部に前記第1成分が付着した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子を、前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分とインキュベーションする工程;ならびに
上部に前記第1成分が付着した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列を除去することにより、前記標的分子に特異的な前記アプタマーを得るために第4回目の磁気分離をする工程、
を含む、請求項3に記載のアプタマー選択プロトコル。 - 前記振動磁場が、回転磁場である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記回転磁場の周波数が、1Hz〜300KHzである、請求項5に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記回転磁場の強度が、5ガウス〜1000ガウスである、請求項5に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記振動磁場が、交流磁場である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記交流磁場の周波数が、1Hz〜300KHzである、請求項8に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記交流磁場の強度が、5ガウス〜1000ガウスである、請求項8に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記磁性ナノ粒子のサイズが、5nm〜500nmである、請求項1〜10のいずれか1項に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記磁性マイクロ粒子のサイズが、0.50μm〜50μmである、請求項1〜10のいずれか1項に記載のアプタマー選択プロトコル。
- a)複数のオリゴヌクレオチド配列を有する少なくとも1つのランダム配列ライブラリを含む試料を提供し、バッファで希釈するステップ;
b)上部に標的分子が結合していない複数の第1磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子とインキュベートすることにより前記試料に陰性選択を行い、上部に前記標的分子が結合していない前記複数の第1磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合していない前記複数のオリゴヌクレオチド配列の第1部分を単離するステップ;
c)第1回目の磁気分離を行い、上部に前記標的分子が結合していない前記複数の第1磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列を前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分から除去するステップ;
d)前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分を、上部に標的分子が結合した複数の第2磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子とインキュベートするステップであって、前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の第2部分が、上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合される、ステップ;
e)第2回目の磁気分離を行い、上部に前記標的分子が結合した前記複数の第2磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分を回収するステップ;
f)上部に前記標的分子が結合した前記複数の第2磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分を前記バッファ中に分散させるステップ;
g)前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分の一部分が、上部に前記標的分子が結合した前記複数の第2磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子から解離されるように、上部に前記標的分子が結合した前記複数の第2磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分に振動磁場を印加することにより、磁気アシストスクリーニングを行うステップ;
h)上部に前記標的分子が結合した前記複数の第2磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子から解離された前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分の前記部分が除去されるように、磁気スタンドを用いることにより第3回目の磁気分離を行い、上部に前記標的分子が結合した前記複数の第2磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分の第3部分を回収するステップ;
i)上部に前記標的分子が結合した前記複数の第2磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分の前記第3部分をddH2Oで分散させるステップ;
j)上部に前記標的分子が結合した前記複数の第2磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子から前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分の前記第3部分を溶出するステップ;ならびに
k)第4回目の磁気分離を行い、上部に前記標的分子が結合した前記複数の第2磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子を除去し、前記標的分子に特異的なアプタマーを得るステップ、
を含む、アプタマー選択プロトコル。 - 前記標的分子が、結合対によって前記複数の第2磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合され、前記結合対が、前記複数の第2磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に付着した第1成分および前記標的分子に付着した第2成分を含む、請求項13に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記複数の第1磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子が、上部に結合した第1成分を有する、請求項14に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記振動磁場が、回転磁場である、請求項13〜15のいずれか1項に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記回転磁場の周波数が、1Hz〜300KHzである、請求項16に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記回転磁場の強度が、5ガウス〜1000ガウスである、請求項16に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記振動磁場が、交流磁場である、請求項13〜15のいずれか1項に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記交流磁場の周波数が、1Hz〜300KHzである、請求項19に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記交流磁場の強度が、5ガウス〜1000ガウスである、請求項19に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記第1または第2磁性ナノ粒子のサイズが、5nm〜500nmである、請求項13〜21のいずれか1項に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記第1または第2磁性マイクロ粒子のサイズが、0.50μm〜50μmである、請求項13〜21のいずれか1項に記載のアプタマー選択プロトコル。
- a)複数のオリゴヌクレオチド配列を有する少なくとも1つのランダム配列ライブラリおよび上部に標的分子が結合した複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子を含む試料を提供するステップであって、前記複数のオリゴヌクレオチド配列の第1部分が、上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合される、ステップ;
b)磁気スタンドを用いることにより第1回目の磁気分離を行い、上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分を回収するステップ;
c)上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分をバッファ中に分散させるステップ;
d)前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の一部分が、上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子から解離されるように、上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分に第1振動磁場を印加することにより、第1磁気アシストスクリーニングを行うステップ;
e)上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子から解離された前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記部分が除去されるように、前記磁気スタンドを用いることにより第2回目の磁気分離を行い、上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の第2部分を回収するステップ;
f)上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分を前記バッファ中に分散させるステップ;
g)前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分の一部分が、上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子から解離されるように、上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分に第2振動磁場を印加することにより、第2磁気アシストスクリーニングを行うステップ;
h)前記磁気スタンドを用いることにより第3回目の磁気分離を行い、上部に前記標的分子が結合した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子から解離された前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分の第3部分を回収するステップ;ならびに
i)前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分の前記第3部分に陰性選択を行い、前記標的分子に特異的なアプタマーを選択するステップであって、所望の親和性を有する前記標的分子に特異的な前記アプタマーが、上部に前記標的分子が結合していない前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合されない、ステップ、
を含む、選択されたアプタマーが標的に対して所望の範囲の親和性を有するアプタマー選択プロトコル。 - 前記標的分子が、前記複数の磁性ナノ粒子またはミクロ粒子および前記標的分子のそれぞれに付着した結合対によって前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合され、前記結合対が、前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に付着した第1成分および前記標的分子に付着した第2成分を含む、請求項24に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記陰性選択を行うステップi)が、
上部に前記第1成分が付着した複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子を加える工程、
上部に前記第1成分が付着した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子を、前記複数のオリゴヌクレオチド配列の前記第1部分の前記第2部分の前記第3部分とインキュベーションする工程;ならびに
上部に前記第1成分が付着した前記複数の磁性ナノ粒子またはマイクロ粒子に結合した前記複数のオリゴヌクレオチド配列を除去することにより、前記標的分子に特異的な前記アプタマーを得るため第4回目の磁気分離をする工程、
を含む、請求項25に記載のアプタマー選択プロトコル。 - 前記第1振動磁場が、前記第2振動磁場より低い磁場周波数および/または磁場強度を有する、請求項24〜26のいずれか1項に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記第1および第2振動磁場が、回転磁場である、請求項27に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記回転磁場の磁場周波数が、1Hz〜300KHzである、請求項28に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記回転磁場の磁場強度が、5ガウス〜1000ガウスである、請求項28に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記第1および第2振動磁場が、交流磁場である、請求項27に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記交流磁場の磁場周波数が、1Hz〜300KHzである、請求項31に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記交流磁場の磁場強度が、5ガウス〜1000ガウスである、請求項31に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記磁性ナノ粒子のサイズが、5nm〜500nmである、請求項24〜33のいずれか1項に記載のアプタマー選択プロトコル。
- 前記磁性マイクロ粒子のサイズが、0.50μm〜50μmである、請求項24〜33のいずれか1項に記載のアプタマー選択プロトコル。
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