JP2023149346A - Method for recovering fine particles or extracellular vesicles covered by lipid bilayer membrane, and kit for recovering fine particles or extracellular vesicles covered by lipid bilayer membrane - Google Patents

Method for recovering fine particles or extracellular vesicles covered by lipid bilayer membrane, and kit for recovering fine particles or extracellular vesicles covered by lipid bilayer membrane Download PDF

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Abstract

To provide a method for recovering fine particles or extracellular vesicles covered by a lipid bilayer membrane in which extracellular vesicles can be sufficiently separated.SOLUTION: A method for recovering fine particles or extracellular vesicles covered by a lipid bilayer membrane in which fine particles or extracellular vesicles covered by a lipid bilayer membrane are recovered includes: a complex formation process of forming a complex in which fine particles or extracellular vesicles covered by a lipid bilayer membrane are bonded to an amino group carried by a carrier capable of carrying a substance containing the amino group by bringing the sample, the substance and the carrier in contact with each other; and a dissociation process of bringing the complex obtained by the complex formation process in contact with dissociation buffer solution containing metal cation to dissociate fine particles or extracellular vesicles covered by the lipid bilayer membrane from the complex.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

実施の形態は、脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法および脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収キットに関する。特に、エクソソームの回収方法およびエクソソームの回収キットに関する。 Embodiments relate to a method for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane, and a kit for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane. In particular, it relates to an exosome collection method and an exosome collection kit.

脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞であるエクソソームは、細胞から分泌される直径20~150nmの膜で覆われた粒子である。エクソソームは、血液、唾液、尿、脳脊髄液等の広範な生体液中に存在しており、その内部には、タンパク質、mRNA、microRNA等の様々な物質が含まれていることが知られている。最近では、エクソソームは、その内部に包含する物質を介した細胞間の情報伝達機能を有することが示唆されており、各種疾患や生命現象のバイオマーカーとして注目されている。 Exosomes, which are microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer, are membrane-covered particles with a diameter of 20 to 150 nm that are secreted from cells. Exosomes are present in a wide range of biological fluids such as blood, saliva, urine, and cerebrospinal fluid, and are known to contain various substances such as proteins, mRNA, and microRNA. There is. Recently, it has been suggested that exosomes have the function of transmitting information between cells via the substances they contain, and are attracting attention as biomarkers for various diseases and life phenomena.

エクソソームを回収する技術としては、これまでにいくつかの方法が報告されており、例えば、(1)超遠心法(特許文献1)、(2)遠心によるペレットダウン、(3)粒子のサイズによる分画、(4)免疫沈降法等が知られている。 Several methods have been reported to date for collecting exosomes, including (1) ultracentrifugation (Patent Document 1), (2) pelleting by centrifugation, and (3) depending on particle size. Fractionation, (4) immunoprecipitation, etc. are known.

特開2017-038566号公報JP2017-038566A Drug Delivery System 17-4 2002Drug Delivery System 17-4 2002

しかしながら、上該方法は、試料中の一部のエクソソームしか回収できないという問題点を有している。さらには、回収したエクソソームと抗体との複合体におけるエクソソームと抗体との結合が強固である為、エクソソームと抗体とを解離させてエクソソームの構造及び機能を損なわない状態のエクソソームを回収するためには、タンパク質の変性を伴うような厳しい条件で解離させる必要がある。このためエクソソームの構造及び機能を損なわない状態でのエクソソームの回収は困難である。
したがって、実施の形態の課題は、エクソソームを効率よく、エクソソームの構造及び機能を損なわない状態で分離できるエクソソームの回収方法およびエクソソームの回収キットを提供することである。
However, this method has the problem that only some exosomes in the sample can be recovered. Furthermore, since the binding between exosomes and antibodies in the recovered exosome-antibody complex is strong, it is necessary to dissociate the exosomes and antibodies and recover exosomes without damaging the structure and function of the exosomes. , it is necessary to dissociate under severe conditions that involve denaturation of the protein. For this reason, it is difficult to recover exosomes without damaging their structure and function.
Therefore, an object of the embodiments is to provide an exosome collection method and an exosome collection kit that can efficiently separate exosomes without impairing the structure and function of exosomes.

上記課題を解決するために、脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞を含む試料から脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞を回収する、脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法であって、
上記試料と、アミノ基を含む物質と、上記アミノ基を含む物質を担持可能な担体とを接触させるか、または、上記試料と、上記担体に担持された上記アミノ基を含む物質とを接触させることによって、上記脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞と上記担体に担持された上記アミノ基とが結合してなる複合体を形成させる複合体形成工程と、
上記複合体形成工程によって得られた上記複合体と、金属陽イオンを含む解離バッファー液とを接触させて、上記複合体から上記脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞を解離させる解離工程と、を含む脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法を用いる。
In order to solve the above problems, we collected microparticles covered with a lipid bilayer membrane or extracellular vesicles from a sample containing microparticles covered with a lipid bilayer membrane or extracellular vesicles. A method for recovering fine particles or extracellular vesicles, the method comprising:
The sample is brought into contact with a substance containing an amino group and a carrier capable of supporting the substance containing an amino group, or the sample is brought into contact with the substance containing an amino group supported on the carrier. a complex forming step in which a complex is formed by bonding the fine particles or extracellular vesicles covered with the lipid bilayer membrane with the amino group supported on the carrier;
The complex obtained by the complex formation step is brought into contact with a dissociation buffer solution containing metal cations, and the fine particles or extracellular vesicles covered with the lipid bilayer membrane are dissociated from the complex. A method for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane is used, which includes a dissociation step.

また、上記エクソソームの回収方法を行なうためのエクソソームの回収キットであって、上記ペプチド、上記担体、および上記解離バッファー、を含むことを特徴とする、エクソソームの回収キットを用いる。さらに、エクソソームを含む試料からエクソソームを回収する、エクソソームの回収キットであって、ポリオルニチンを含むペプチドと、上記ペプチドが担持された担体とを、含むエクソソームの回収キットを用いる。
また、上記脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法を行なうための脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収キットであって、
上記アミノ基を含む物質、上記担体、および上記解離バッファー、を含む、脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収キットを用いる。さらに、脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞を含む試料から脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞を回収する、脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収キットであって、ポリオルニチンを含むペプチドと、上記ペプチドが担持された担体とを、含む脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収キットを用いる。
Furthermore, an exosome collection kit is used to carry out the above exosome collection method, which is characterized by containing the above peptide, the above carrier, and the above dissociation buffer. Furthermore, an exosome collection kit is used to collect exosomes from a sample containing exosomes, and includes a peptide containing polyornithine and a carrier on which the peptide is supported.
Further, a kit for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane for performing the above-mentioned method for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane,
A kit for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane is used, which includes the above-mentioned substance containing an amino group, the above-mentioned carrier, and the above-mentioned dissociation buffer. Furthermore, microparticles covered with a lipid bilayer membrane or extracellular vesicles are collected from a sample containing microparticles covered with a lipid bilayer membrane or extracellular vesicles. A kit for recovering microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane, which includes a peptide containing polyornithine and a carrier on which the peptide is supported, is used.

本願のエクソソームの回収方法およびエクソソームの回収キットでは、エクソソームを十分分離できる。 With the exosome collection method and exosome collection kit of the present application, exosomes can be sufficiently separated.

実施の形態の微粒子または小胞分離用カラムの斜視図A perspective view of a column for separating particles or vesicles according to an embodiment 実施例Aの結果を示すグラフGraph showing the results of Example A 実施例Bの結果を示すグラフGraph showing the results of Example B 実施例Bの結果を示すグラフGraph showing the results of Example B 実施例Cの結果を示すグラフGraph showing the results of Example C 実施例Dの結果を示すグラフGraph showing the results of Example D

(実施の形態1)
実施の形態の一実施形態について以下に説明するが、実施の形態はこれに限定されるものではない。実施の形態は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能である。実施の形態はまた、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても実施の形態の技術的範囲に含まれる。
(Embodiment 1)
One embodiment of the embodiment will be described below, but the embodiment is not limited to this. The embodiments are not limited to the configurations described below, and various changes can be made within the scope of the claims. The technical scope of the embodiments also includes embodiments and examples obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments and examples.

〔1.エクソソームの回収方法〕
実施の形態の一実施形態に係るエクソソームの回収方法は、エクソソームを含む試料からエクソソームを回収する、エクソソームの回収方法であって、試料と、オルニチンを含むペプチドと、上記ペプチドを担持可能な担体とを接触させるか、または、上記試料と、上記担体に担持された上記ペプチドとを接触させることによって、上記エクソソームと上記担体に担持された上記ペプチドとが結合してなる複合体を形成させる複合体形成工程と、上記複合体形成工程によって得られた上記複合体と、金属陽イオンを含む解離バッファーとを接触させて、上記複合体から上記エクソソームを解離させる解離工程と、を含んでいる。
実施の形態の一実施形態に係るエクソソームの回収方法は、上記構成とすることから、下記(1)~(3)の効果を奏する。
[1. How to collect exosomes]
An exosome collection method according to one embodiment is an exosome collection method that collects exosomes from a sample containing exosomes, the method comprising: a sample, a peptide containing ornithine, and a carrier capable of supporting the peptide. or by contacting the sample with the peptide carried on the carrier, a complex is formed in which the exosome and the peptide carried on the carrier are combined to form a complex. and a dissociation step of bringing the complex obtained by the complex formation step into contact with a dissociation buffer containing a metal cation to dissociate the exosome from the complex.
Since the exosome recovery method according to one embodiment has the above configuration, it achieves the following effects (1) to (3).

(1)超遠心機等を使用する必要がないため、短時間に、かつ、簡便に、エクソソームを回収できる。 (1) Since there is no need to use an ultracentrifuge or the like, exosomes can be collected easily and in a short time.

(2)オルニチンがエクソソームの膜に結合することを利用しているため、エクソソームにおける抗原分子の発現状態に関わらず、広くエクソソームを捕捉し、回収することができる (2) Since it utilizes the fact that ornithine binds to the membrane of exosomes, it is possible to capture and recover a wide range of exosomes, regardless of the expression state of antigen molecules in exosomes.

(3)複合体から、エクソソームの膜構造および膜に存在するタンパク質の構造に影響を与えることが少ない、金属陽イオンを含む解離バッファーを用いたマイルドな(温和な)条件でエクソソームを解離させているため、エクソソームを傷つけることなく(換言すればエクソソームの構造及び機能を損なわない状態、またはエクソソームの構造及び機能をほぼ損なわない状態で)、エクソソームを回収することができる。 (3) Exosomes are dissociated from the complex under mild conditions using a dissociation buffer containing metal cations that has little effect on the membrane structure of exosomes and the structure of proteins present in the membrane. Therefore, exosomes can be recovered without damaging the exosomes (in other words, without damaging the structure and function of the exosome, or with the structure and function of the exosome substantially intact).

エクソソームの構造及び機能を損なわない状態(またはエクソソームの構造及び機能をほぼ損なわない状態)のエクソソームを回収することによって、例えば、(1)エクソソームの生理作用等の機能解析、および(2)バイオマーカー(エクソソーム由来のタンパク質、miRNA等の核酸)等に利用することが可能である。 By collecting exosomes in a state where the structure and function of exosomes are not impaired (or in a state where the structure and function of exosomes are almost not impaired), for example, (1) functional analysis such as physiological effects of exosomes, and (2) biomarkers (exosome-derived proteins, nucleic acids such as miRNA), etc.

また、エクソソームはがん、アルツハイマー病、心筋梗塞、脳梗塞、神経変性疾患、変形性膝関節症および感染症等、幅広い疾患の治療への応用が期待されている。そのため、エクソソームの構造及び機能を損なわない状態(またはエクソソームの構造及び機能をほぼ損なわない状態)のエクソソームを回収することによって、回収したエクソソームそのものを、(3)治療薬、および(4)ドラッグデリバリーシステムの運搬体、として利用できる。特に、上記(3)治療薬としてのエクソソームの利用には、(A)再生医療への補助的な利用、(B)免疫制御を目的とした利用、および(C)ワクチンとしての利用等が考えられている。 In addition, exosomes are expected to be applied to the treatment of a wide range of diseases, including cancer, Alzheimer's disease, myocardial infarction, cerebral infarction, neurodegenerative diseases, knee osteoarthritis, and infectious diseases. Therefore, by collecting exosomes in a state where the structure and function of exosomes are not impaired (or in a state where the structure and function of exosomes are not substantially impaired), the collected exosomes themselves can be used for (3) therapeutic drugs and (4) drug delivery. It can be used as a system carrier. In particular, the use of exosomes as a therapeutic drug in (3) above includes (A) supplementary use in regenerative medicine, (B) use for the purpose of immune control, and (C) use as a vaccine. It is being

以下では、実施の形態の一実施形態に係るエクソソームの回収方法に用いられる材料についてまずは説明し、続いて、エクソソームの回収方法の各工程について説明する。
〔1-1.材料〕
In the following, materials used in the method for collecting exosomes according to one embodiment will be described first, and then each step of the method for collecting exosomes will be described.
[1-1. material〕

(試料)
実施の形態の回収方法において、「エクソソームを含む試料」(本明細書中では、単に試料とも称する)とはエクソソームを含む混合物であれば、その他の構成は特に限定されず、例えば、エクソソームを含む生物学的試料が挙げられる。
(sample)
In the collection method of the embodiment, the "sample containing exosomes" (herein also simply referred to as a sample) is not particularly limited in other compositions as long as it is a mixture containing exosomes, for example, a sample containing exosomes. Examples include biological samples.

本明細書中では、「生物学的試料」とは、生物の体内から採取された検体や、生体からの抽出物、培養液中や、微生物由来成分を意味する。生物学的試料としては、例えば、血液、血漿、血清、唾液、尿、涙液、汗、母乳、羊水、脳脊髄液(髄液)、骨髄液、胸水、腹水、関節液、眼房水、硝子体、生体そのものや一部の組織からの抽出物、培養液、微生物由来成分等が含まれるがこれらに限定されない。生物学的試料の選択は、目的に応じて、当業者により適宜設定され得る。例えば、採取の容易さの観点からは、血液、血漿、血清、唾液、尿等が好ましく用いられる。他に、各臓器の抽出物、動物・植物細胞培養後の培養液、微生物もしくは微生物由来成分などが含まれる。 As used herein, the term "biological sample" refers to a specimen collected from the body of an organism, an extract from the organism, a culture solution, or a component derived from a microorganism. Biological samples include, for example, blood, plasma, serum, saliva, urine, lacrimal fluid, sweat, breast milk, amniotic fluid, cerebrospinal fluid (cerebrospinal fluid), bone marrow fluid, pleural fluid, ascites fluid, synovial fluid, aqueous humor, Examples include, but are not limited to, the vitreous body, extracts from the living body itself or some tissues, culture fluids, components derived from microorganisms, and the like. The selection of biological samples can be appropriately determined by those skilled in the art depending on the purpose. For example, from the viewpoint of ease of collection, blood, plasma, serum, saliva, urine, etc. are preferably used. Other examples include extracts of various organs, culture fluids after culturing animal and plant cells, microorganisms or microorganism-derived components, and the like.

実施の形態の一実施形態では、生物学的試料の由来は、エクソソームを保有する生物種由来であれば別段限定されない。生物学的試料の由来となる生物種としては、例えば哺乳類が使われる。哺乳類の例としては、マウス(Musmusculus)、ラット( Rattus norvegicus)、ネコ(Felis catus)、イヌ(Canis lupus familiaris)、ブタ(Sus scrofa domesticus)、ヒツジ(Ovis aries)、ウシ(Bosaurus)、ミドリザル(Cercopithecus aethiops)、ヒト(Homosapiens)等が挙げられる。また、培養液として幹細胞やがん細胞、口腔粘膜由来細胞等を培養した培養液などが使用できる。
他にも、葉、果物からの抽出物、植物の果汁成分などが用いられる。植物としては、ブドウ、グレープフルーツ、アセロラ、ドラゴンフルーツ、ショウガ、ニンジン、レモンなどの柑橘類、ブロッコリー、リンゴ等があげられる。また、微生物としては、コウジカビ、乳酸菌、酵母等が含まれる。食品(味噌、醤油、酒、ヨーグルト、牛乳、その他の発酵食品)なども含まれる。
In one embodiment, the origin of the biological sample is not particularly limited as long as it is derived from a biological species that possesses exosomes. For example, mammals are used as the biological species from which the biological sample is derived. Examples of mammals include mice (Musmusculus), rats (Rattus norvegicus), cats (Felis catus), dogs (Canis lupus familiaris), pigs (Sus scrofa domesticus), sheep (Ovis a ries), cows (Bosaurus), green monkeys ( Cercopithecus aethiops), humans (Homosapiens), and the like. Further, as the culture solution, a culture solution in which stem cells, cancer cells, oral mucosa-derived cells, etc. are cultured can be used.
Other materials that can be used include extracts from leaves and fruits, and plant juice components. Examples of plants include grapes, grapefruit, acerola, dragon fruit, ginger, carrots, citrus fruits such as lemon, broccoli, and apples. Furthermore, the microorganisms include Aspergillus aspergillus, lactic acid bacteria, yeast, and the like. This also includes foods (miso, soy sauce, sake, yogurt, milk, and other fermented foods).

(ペプチド)
実施の形態の回収方法において利用するペプチド(以下、適宜「実施の形態のペプチド」という。)は、オルニチンを含むペプチドであって、試料中のエクソソームと結合することができる。
(peptide)
The peptide used in the recovery method of the embodiment (hereinafter referred to as the "peptide of the embodiment" as appropriate) is a peptide containing ornithine, and is capable of binding to exosomes in the sample.

実施の形態のペプチドは、当該分野において公知の任意の手法に従って容易に作製され、例えば、ペプチドの発現ベクターが導入された形質転換体によって発現されても、化学合成されてもよい。すなわち、実施の形態のペプチドをコードするポリヌクレオチドもまた、実施の形態の範囲内である。化学合成法としては、固相法または液相法を挙げることができる。固相法において、例えば、市販の各種ペプチド合成装置(ModelMultiPepRS(IntavisAG)等)を利用することができる。また市販されているポリオルニチンを実施の形態のペプチドとして利用可能である。市販されているポリオルニチンは、特に限定されるものではないはないが、後述する実施例において利用したポリ-L-オルニチン(シグマアルドリッチ社製)等が挙げられる。 The peptides of the embodiments can be easily produced according to any method known in the art, for example, they can be expressed by a transformant into which a peptide expression vector has been introduced, or they can be chemically synthesized. That is, polynucleotides encoding the peptides of the embodiments are also within the scope of the embodiments. As the chemical synthesis method, a solid phase method or a liquid phase method can be mentioned. In the solid phase method, for example, various commercially available peptide synthesizers (ModelMultiPepRS (Intavis AG), etc.) can be used. Furthermore, commercially available polyornithine can be used as the peptide of the embodiment. Commercially available polyornithines include, but are not particularly limited to, poly-L-ornithine (manufactured by Sigma-Aldrich) used in the examples described below.

実施の形態のペプチドの分子量の上限は特に限定されるものではないが、溶解性および粘度等の操作性の観点からは300,000程度が上限であるといえる。
実施の形態のペプチドは、単一の分子量を有するペプチドからなるものであっても、それぞれ異なった分子量を有するペプチドの混合物からなるものであってもよい
Although the upper limit of the molecular weight of the peptide of the embodiment is not particularly limited, it can be said that about 300,000 is the upper limit from the viewpoint of operability such as solubility and viscosity.
The peptide of the embodiment may be composed of a peptide having a single molecular weight, or may be composed of a mixture of peptides each having a different molecular weight.

(担体)
実施の形態の回収方法において利用する担体(以下適宜「実施の形態の担体」という。)は、実施の形態のペプチドを担持可能な担体を意味する。実施の形態の担体は、エクソソームに結合した実施の形態のペプチドと結合しエクソソーム-実施の形態のペプチド-実施の形態の担体の順で結合した複合体を形成し得る。
(carrier)
The carrier used in the recovery method of the embodiment (hereinafter referred to as "carrier of the embodiment" as appropriate) means a carrier capable of supporting the peptide of the embodiment. The carrier according to the embodiment can bind to the peptide according to the embodiment bound to the exosome to form a complex in which the exosome, the peptide according to the embodiment, and the carrier according to the embodiment are bound in this order.

実施の形態の回収方法では、担体を用いることによって、エクソソームを含む複合体を効率的かつ簡便に回収することでエクソソームの高効率回収が可能となる。 In the recovery method of the embodiment, by using a carrier, a complex containing exosomes can be efficiently and easily recovered, thereby enabling highly efficient recovery of exosomes.

担体は、実施の形態のペプチドを直接的または間接的に担持(保持)できる構造物であれば、その他の構成は特に限定されない。実施の形態の担体としては、担体に結合する実施の形態のペプチドの機能を弱めない支持体であることが好ましく、例えば、ガラス、ナイロンメンブレン、半導体ウェハー、ラテックス粒子、セルロース粒子、μビーズ、シリカビーズ、磁性粒子、モノリス担体等が挙げられる。実施の形態の担体としては、エクソソームを含む複合体の回収およびエクソソームの回収を容易に行なうことができるという点で、特にモノリス担体であることが好ましい。モノリス担体はペプチド、タンパク質、抗体、核酸等の分離精製において広く使用されており、当業者であれば十分に理解し得る担体である。 The structure of the carrier is not particularly limited as long as it is a structure that can directly or indirectly support (retain) the peptide of the embodiment. The carrier of the embodiment is preferably a support that does not weaken the function of the peptide of the embodiment that binds to the carrier, such as glass, nylon membrane, semiconductor wafer, latex particles, cellulose particles, μ beads, and silica. Examples include beads, magnetic particles, monolithic carriers, and the like. As the carrier of the embodiment, a monolithic carrier is particularly preferable in that it is possible to easily recover a complex containing exosomes and to recover exosomes. Monolithic carriers are widely used in the separation and purification of peptides, proteins, antibodies, nucleic acids, etc., and are well understood by those skilled in the art.

(実施の形態のペプチドと実施の形態の担体との結合方法)
上述したように、実施の形態のペプチドと担体とは結合することによって、実施の形態のペプチドを実施の形態の担体が担持することが可能である。
(Method for binding the peptide of the embodiment to the carrier of the embodiment)
As described above, the peptide of the embodiment can be supported by the carrier of the embodiment by binding the peptide of the embodiment to the carrier.

実施の形態の一実施形態においてペプチドと担体との結合方法は、別段限定されず、適宜、周知の方法を用いることができる。また、ペプチドと担体との結合は直接的であっても間接的であってもよい。 In one embodiment, the method for binding the peptide to the carrier is not particularly limited, and any known method can be used as appropriate. Further, the binding between the peptide and the carrier may be direct or indirect.

担体と結合するペプチドの種類は、一種類であってもよいし、複数種類の組み合わせであってもよい。複数種類のペプチドが組み合わせて用いられる場合、その組み合わせは別段限定されない。 The type of peptide that binds to the carrier may be one type or a combination of multiple types. When multiple types of peptides are used in combination, the combination is not particularly limited.

<モノリス>
ここで特に担体として、以下のものがよい。実施の形態は、モノリス体の表面がポリマーで被覆され、上記ポリマーにイオン交換基が修飾されているモノリス体及びこのようなモノリス体を備えた微粒子または小胞の分離用カラムである。又、イオン交換基は、特に限定されないが、陰イオン交換基を用いることが出来る。
<Monolith>
Here, the following carriers are particularly suitable. Embodiments include a monolith body whose surface is coated with a polymer and the polymer is modified with an ion exchange group, and a column for separating fine particles or vesicles equipped with such a monolith body. Further, the ion exchange group is not particularly limited, but an anion exchange group can be used.

微粒子または小胞とは粒子径が1nmから数300nmの粒子であり、小胞というのは、ウイルスやエクソソーム、リソソーム、リポソーム、といった内側に液体などで包括された空間を持つものであり、その中にタンパク質や核酸などの物質が含まれる場合もあれば、含まれない場合もある。微粒子または小胞には生物により作られるものと工業的に生産されるものが含まれる。微粒子または小胞は、これらに限定されないが、薬物を含有したナノメディシンナノメディシンを含み、ナノメディシンは、リポソーム製剤、タンパク質結合型製剤、エクソソーム、ウイルスを含む。尚、多くのナノメディシンの表面は血管内での安定した循環を可能にするため、負に帯電している。ナノメディシンに含まれる薬物は、これらに限定されないが、低分子化合物、高分子の抗体、オリゴ核酸、ペプチド、タンパク質、DNA、メッセンジャーRNA、μRNA(miRNA)が含まれる。又、微粒子または小胞の母体は、これらに限定されないが、金、銀、炭素等で構成することが出来る。 Microparticles or vesicles are particles with a diameter of 1 nm to several 300 nm, and vesicles are particles such as viruses, exosomes, lysosomes, and liposomes that have a space filled with liquid etc. may or may not contain substances such as proteins and nucleic acids. Microparticles or vesicles include those produced by organisms and those produced industrially. Microparticles or vesicles include, but are not limited to, drug-containing nanomedicines, including liposome formulations, protein-bound formulations, exosomes, and viruses. Note that the surfaces of many nanomedicines are negatively charged to enable stable circulation within blood vessels. Drugs included in nanomedicine include, but are not limited to, low-molecular compounds, high-molecular antibodies, oligonucleic acids, peptides, proteins, DNA, messenger RNA, and μRNA (miRNA). Further, the matrix of the fine particles or vesicles can be made of, but not limited to, gold, silver, carbon, or the like.

微粒子または小胞の分離とは、微粒子または小胞の分析や精製等を行うための分離が含まれる。
モノリス体とは、三次元網状の骨格構造を備え、骨格によって形成される、骨格の一方の端部から他方の端部に連続し、言い換えれば骨格の上端から下端まで貫通し、且つ相互に連通する貫通孔である、マクロ孔を備えた、単一の構造物である多孔質体であり、一体型多孔質体である。又、モノリス体は、貫通孔(マクロ孔)内の骨格に貫通孔より小径であって貫通孔間に連通する又は連通しない細孔である、メソ孔を備える構造のものとメソ孔のない構造のものが存在する。モノリス体としては、貫通孔が連続的かつ規則正しく三次元網目構造を形成しているものが好ましいが、これに限定されない。又、貫通孔はモノリス体の軸と直交する方向の断面が円形又はそれに近いものが好ましい。
Separation of particles or vesicles includes separation for analysis, purification, etc. of particles or vesicles.
A monolith body has a three-dimensional network skeleton structure, is formed by a skeleton, is continuous from one end of the skeleton to the other end, in other words, penetrates from the top end of the skeleton to the bottom end, and communicates with each other. It is a porous body that is a single structure, and is an integrated porous body that is equipped with macropores that are through-holes. In addition, the monolith body has a structure in which the skeleton inside the through-holes (macropores) has mesopores, which are pores that are smaller in diameter than the through-holes and communicate or do not communicate between the through-holes, and a structure without mesopores. There are things. The monolith body preferably has through holes that form a continuous and regular three-dimensional network structure, but is not limited thereto. Further, it is preferable that the through-hole has a circular cross section or a circular cross section in a direction perpendicular to the axis of the monolith body.

マクロ孔は、培養細胞や、血液などに含まれるたんぱく質などや、微粒子または小胞及び微粒子または小胞からの低分子である放出物や遊離物、ナノメディシン及びナノメディシンに含まれていた薬物であって、ナノメディシンからの放出薬物や遊離薬物の通路として働き、メソ孔は、微粒子または小胞からの低分子である放出物や遊離物、ナノメディシンに含まれていた薬物であって、ナノメディシンからの放出薬物や遊離薬物の分離する機能になる。又、メソ孔は、微粒子または小胞の大きさや微粒子または小胞からの放出物や遊離物の大きさに応じて径の大きさを選択することにより、微粒子または小胞からの放出物や遊離物として、低分子から抗体、核酸等の高分子の放出物や遊離物まで、微粒子または小胞と微粒子または小胞からの放出物や遊離物の分離をすることが可能である。 Macropores include cultured cells, proteins contained in blood, microparticles or vesicles, low-molecular substances released or released from microparticles or vesicles, nanomedicine, and drugs contained in nanomedicine. Mesopores act as a passageway for released drugs or free drugs from nanomedicine, and mesopores serve as passageways for released drugs or free drugs from nanomedicines, such as small molecules released from microparticles or vesicles, or drugs contained in nanomedicines. and the ability to separate free drugs. In addition, by selecting the diameter of mesopores depending on the size of the particles or vesicles and the size of the substances released or released from the particles or vesicles, the mesopores can be It is possible to separate fine particles or vesicles and substances released or liberated from fine particles or vesicles, from small molecules to substances released or liberated from macromolecules such as antibodies or nucleic acids.

メソ孔のサイズによって、微粒子または小胞と結合力が変わると考えられ、また表面積が変化することにより、回収率が最も高くなるメソ孔が存在する。つまり、メソ孔がターゲットとなる微粒子または小胞よりも小さい場合は、メソ孔内で補足することができなくなるが、一方で、メソ孔を十分に大きくすると、表面積が減少するため、補足する微粒子または小胞が少なくなってしまう。回収率を最も上げるための条件としては、メソ孔を0.005~200nmとするのが好ましい It is thought that the binding force with microparticles or vesicles changes depending on the size of the mesopores, and due to the change in surface area, there are mesopores that give the highest recovery rate. That is, if the mesopore is smaller than the target microparticle or vesicle, it will no longer be able to be captured within the mesopore, whereas if the mesopore is made large enough, the surface area will be reduced and the captured microparticle Or there will be fewer vesicles. In order to maximize the recovery rate, it is preferable that the mesopore size be 0.005 to 200 nm.

一方、メソ孔を十分に小さくすると、大きな微粒子または小胞を回収することが難しくなることがわかっている。おそらく、大きな微粒子または小胞は、一部がメソ孔にトラップされてしまい、解離液中の陽イオンが微粒子または小胞とメソ孔中の陰イオン基にアクセスできなくなってしまうことが原因と考えられる。小さい微粒子または小胞を選択的に取得できることは、微粒子または小胞をドラックデリバリーシステムやワクチンなどの外殻に使用する際に有効である。つまり、より小さい方が、細胞内に取り込みやすくなるためである。(非特許文献1)この場合、メソ孔は0.005~300nm以下とすることが好ましい。 On the other hand, it has been found that if the mesopores are made small enough, it becomes difficult to recover large particles or vesicles. This is probably due to the fact that large particles or vesicles are partially trapped in the mesopores, making it impossible for cations in the dissociation solution to access the particles or vesicles and the anionic groups in the mesopores. It will be done. The ability to selectively obtain small particles or vesicles is effective when using the particles or vesicles as shells for drug delivery systems, vaccines, and the like. In other words, the smaller the size, the easier it is to be taken into cells. (Non-Patent Document 1) In this case, the mesopores are preferably 0.005 to 300 nm or less.

モノリス体は、試料を含んだ液体の流れる貫通孔であるマクロ孔の直径は特に限定されないが、1~50μmが好ましい。基本的にはマクロ孔の直径が小さいほど、接触回数が増えるが、試料を含んだ液体を流す際の通液抵抗も上昇するので、HPLCカラムや固相抽出カラムとして利用する場合には、マクロ孔の直径は1~20μmが好ましい。 In the monolith body, the diameter of macropores, which are through holes through which a liquid containing a sample flows, is not particularly limited, but is preferably 1 to 50 μm. Basically, the smaller the diameter of the macropore, the higher the number of contacts, but this also increases the resistance to flowing liquid containing the sample, so when using the macropore as an HPLC column or solid phase extraction column, it is necessary to The diameter of the pores is preferably 1 to 20 μm.

モノリス体としては、シリカモノリス体やガラスモノリス体を含むセラミックモノリス体やポリマーモノリス体を用いることが出来る。モノリス体の原料は、特に限定されないが、セラミックやガラス等の無機質が好ましい。更に、生体試料成分の場合はモノリス体を形成する原料により、非対象物の吸着が生じる場合があり、固相抽出など実績のあるケイ素アルコキシドを原料とするシリカモノリス体が好ましい。 As the monolith body, a ceramic monolith body or a polymer monolith body including a silica monolith body or a glass monolith body can be used. The raw material for the monolith body is not particularly limited, but inorganic materials such as ceramic and glass are preferable. Furthermore, in the case of biological sample components, adsorption of non-target substances may occur depending on the raw material forming the monolith body, so a silica monolith body made from silicon alkoxide, which has a proven track record in solid phase extraction, is preferable.

ケイ素アルコキシドを原料とするシリカモノリス体としては、特に限定されないが、例えば、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン等を原料として製造されるシリカモノリス体が好ましく、又、これらの原料を単独又は混合してから行うゾル-ゲル合成により製造されるシリカモノリス体が好ましい。 Silica monoliths made from silicon alkoxide are not particularly limited, but for example, silica monoliths produced from tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, etc. are preferred; A silica monolith body produced by sol-gel synthesis using these raw materials alone or after mixing them is preferred.

シリカモノリス体の製造は、特に限定されないが、ゾル-ゲル法等の一般的に知られている方法を用いて、以下のように行うことが出来る。先ず、水溶性高分子を酢酸水溶液に溶解し、この溶液に上記原料加えて加水分解反応を行って攪拌した後に得られた溶液を固化させる。そして、固化したゲルをアンモニア水溶液中に浸漬した後、乾燥し、加熱することによって、非晶質シリカよりなる多孔質のシリカモノリス体を得る。尚、アンモニア溶液浸漬の温度が高いほど大きいメソ孔が得られ、又、乾燥、加熱時の温度コントロールによりメソ孔の大きさは自由に変化させることが可能である。特にシリカモノリス体のノンポーラス化は、1100℃程度で行うことが出来る。又、上記原材料比や固化時の温度によってマクロ孔もコントロール可能である。 Production of the silica monolith body is not particularly limited, but can be carried out as follows using a generally known method such as a sol-gel method. First, a water-soluble polymer is dissolved in an acetic acid aqueous solution, the above raw materials are added to this solution, a hydrolysis reaction is carried out, and the resulting solution is solidified after stirring. Then, the solidified gel is immersed in an ammonia aqueous solution, dried, and heated to obtain a porous silica monolith body made of amorphous silica. Incidentally, the higher the temperature of immersion in the ammonia solution, the larger the mesopores obtained, and the size of the mesopores can be freely changed by controlling the temperature during drying and heating. In particular, the silica monolith body can be made non-porous at about 1100°C. Moreover, macropores can also be controlled by the above-mentioned raw material ratio and temperature during solidification.

一具体例としては、ゾル-ゲル法で作製する場合、テトラエトキシシランを、ポリエチレングリコールポリマー(PEO)を含む酸性水溶液中で高分子化しゾル溶液を得る。そのゾル溶液を、円筒状、例えば内径8mm、長さ50cmのポリカーボネートパイプに注ぎ密栓をして20時間インキュベーションする。このようにして、円柱状のモノリスゾル体、例えば外径5mm、長さ40cmのモノリスゾル体を得ることが出来る。そして、アンモニア水溶液に、ゲル内溶液を完全に置換した後、インキュベーションしメソ孔を作製し、メタノールで洗浄しシリカモノリス体を得る。 As a specific example, when producing by a sol-gel method, tetraethoxysilane is polymerized in an acidic aqueous solution containing polyethylene glycol polymer (PEO) to obtain a sol solution. The sol solution is poured into a cylindrical polycarbonate pipe, for example, having an inner diameter of 8 mm and a length of 50 cm, and the pipe is sealed and incubated for 20 hours. In this way, a cylindrical monolithic sol body, for example, a monolithic sol body with an outer diameter of 5 mm and a length of 40 cm can be obtained. Then, after completely replacing the solution in the gel with an ammonia aqueous solution, it is incubated to create mesopores, and washed with methanol to obtain a silica monolith body.

PEO濃度を、1%~20%に変化させることで、モノリス多孔質体のマクロ孔の径を0.1μm~200μmまで変化させることが出来る。又、アンモニア水溶液の濃度を、0.01%~1%に変化させることで、モノリス多孔質体のメソ孔の径を0.005~200nmまで変化させることが出来る。 By changing the PEO concentration from 1% to 20%, the macropore diameter of the monolithic porous body can be changed from 0.1 μm to 200 μm. Furthermore, by changing the concentration of the ammonia aqueous solution from 0.01% to 1%, the diameter of the mesopores of the monolithic porous body can be changed from 0.005 to 200 nm.

即ち、シリカモノリス体はテトラメトキシシラン等の金属アルコキシドやトリメトキシシラン等の反応性有機モノマー等を単独、又は、混合して用いて、部分的に加水分解して、重縮合してコロイド状オリゴマーを作り(ゾルの生成)、更に加水分解して重合と架橋を促進させ、三次元網状の骨格構造を作ることで合成される(ゲルの生成)。そして、最後に焼成して、完全にゲル化して固めるが、焼成温度が300℃以上あれば、ゲル化は完了する。尚、焼成温度を1100℃程度の高温処理とすることにより、シリカモノリス体をノンポーラス化することが出来る。ゲル化が完了していれば、融着等の熱でも変性することが無い。 That is, the silica monolith body is partially hydrolyzed and polycondensed using a metal alkoxide such as tetramethoxysilane or a reactive organic monomer such as trimethoxysilane alone or in combination to form a colloidal oligomer. (generation of sol), and then hydrolyzed to promote polymerization and crosslinking to create a three-dimensional network skeletal structure (generation of gel). Finally, it is fired to completely gel and solidify, and if the firing temperature is 300°C or higher, gelation is completed. Note that the silica monolith body can be made non-porous by performing a high-temperature treatment at a firing temperature of about 1100°C. If gelation is completed, it will not be denatured even by heat such as fusion.

ガラスモノリス体及びセラミックモノリス体も原料及び製造方法が異なるが、シリカモノリス体と同様の構造を有する多孔質体である。 The glass monolith body and the ceramic monolith body are also porous bodies having a structure similar to that of the silica monolith body, although the raw materials and manufacturing methods are different.

セラミックを原料とするセラミックモノリス体としては、特に限定されないが、シリカやチタン、ジルコニウム、ハフニウムなどの4族元素化合物、アルミナシリケート質A(硬磁気粒子を燒結したもの)、けい砂質、アルミナ質、アルミナシリト質B(シャモット粒子を燒結したもの)、多孔質ムライト質、けいそう土質のもの等から選択することが出来る。 Ceramic monolith bodies made from ceramics include, but are not particularly limited to, compounds of Group 4 elements such as silica, titanium, zirconium, and hafnium, alumina-silicate A (sintered hard magnetic particles), silica, and alumina. , alumina silitic B (sintered chamotte particles), porous mullite, diatomaceous earth, etc.

この場合の製造方法として、これに限定されないが、例えば、一定範囲の粒子径の陶磁器粒子(硬磁気粉砕物、シリカ、アルミナ、シャモットなど)と気孔形成材、例えば結晶セルロ-スと適当な分散溶媒と混合・成形・燒結して製造することが出来る。より具体的には、これに限定されないが、例えば、けい砂、硼酸、ソーダ灰及びAl、ZrO、ZnO、TiO、SnO、MgO等種々の金属酸化物を混合し、1200~1400℃に溶融することで、組成が金属酸化物-NaO-B-SiO-CaO等のセラミックモノリス体を製造することが出来る。 In this case, the manufacturing method may include, but is not limited to, ceramic particles (hard magnetically ground material, silica, alumina, chamotte, etc.) having a particle size within a certain range, a pore-forming material such as crystalline cellulose, and an appropriate dispersion. It can be manufactured by mixing with a solvent, molding, and sintering. More specifically, for example, but not limited to, silica sand, boric acid, soda ash, and various metal oxides such as Al 2 O 3 , ZrO 2 , ZnO 2 , TiO 2 , SnO 2 , and MgO 2 are mixed. , 1200 to 1400° C., it is possible to produce a ceramic monolith body having a composition such as metal oxide-Na 2 O-B 2 O 3 -SiO 2 -CaO.

ガラスを原料とするガラスモノリス体としては、特に限定されないが、組成がNaO-B-SiO-CaO系のものが挙げられ、A1、ZrO、ZnO、TiO、SnO、MgOなど種々の酸化物を添加したガラスを用いて製造する場合もある。この場合の製造方法として、これに限定されないが、例えば、けい砂、硼酸、ソ-ダ灰及びアルミナを混合し、1200~1400℃に溶融することで、ガラスの塊りが作られる。組成がNaO-B-SiO-CaOになりガラスの多孔質体となる。 Glass monolith bodies made from glass are not particularly limited, but include those having a composition of NaO-B 2 O 3 -SiO 2 -CaO, such as A1 2 O 3 , ZrO 2 , ZnO 2 , TiO 2 , In some cases, it is manufactured using glass to which various oxides such as SnO 2 and MgO 2 are added. In this case, the manufacturing method is not limited to this, but for example, a glass lump is made by mixing silica sand, boric acid, soda ash, and alumina and melting the mixture at 1200 to 1400°C. The composition becomes Na 2 O--B 2 O 3 --SiO 2 --CaO, resulting in a glass porous body.

これを800~110℃にて成形後、未分相硼けいガラスを得、熱処理によりSiO相とB-NaO-CaO相に分相させ、酸処理によってSiO骨格を残したガラスモノリス体を製造することが出来る。モノリス体の原料が無機質の場合、熱処理時の条件を変化させることにより、細孔分布の均一なものが製造可能である。 After molding this at 800 to 110°C, unseparated silica glass was obtained, which was heat treated to separate into SiO 2 phase and B 2 O 3 -NaO-CaO phase, and acid treated to form glass with the SiO 2 skeleton remaining. Monolith bodies can be manufactured. When the raw material for the monolith body is inorganic, it is possible to produce a monolith body with a uniform pore distribution by changing the heat treatment conditions.

セラミックモノリス体やガラスモノリス体は、組成や分相化条件でマクロ孔の径をコ
ントロールすることが出来、マクロ孔と同時にメソ孔も形成することが出来る。
In ceramic monolith bodies and glass monolith bodies, the diameter of macropores can be controlled by composition and phase separation conditions, and mesopores can be formed simultaneously with macropores.

又、モノリス体として、耐薬品性やアルカリ性溶媒への耐久性が高く、シラノールの影響がなく、高分子物質(ポリマー)を原料とした多孔性のポリマーモノリス体を用いることが出来る。このようにポリマーで構成されたモノリス体は、モノリス体の表面がポリマーで被覆されている構成である。ポリマーモノリス体は、そのままの使用では、ナノメディシンはボイドに溶出するために、ナノメディシンが低濃度の場合には正確な定量が難しいので、イオン交換基、好ましくは陰イオン交換基を導入することが必要である。 Further, as the monolith body, a porous polymer monolith body made from a high molecular substance (polymer) can be used, which has high chemical resistance and durability against alkaline solvents, is not affected by silanol, and is made from a high molecular substance (polymer). The monolith body made of a polymer in this manner has a structure in which the surface of the monolith body is coated with a polymer. If the polymer monolith is used as is, the nanomedicine will elute into the voids, making accurate quantification difficult when the concentration of nanomedicine is low. Therefore, it is necessary to introduce an ion exchange group, preferably an anion exchange group. It is.

ポリマーモノリス体の材質は、特に限定されるものではないが、具体的には、スチレン-ジビニルベンゼン系、メタクリル酸エステル系、アクリルアミド系などの共重合体が挙げられる。モノリス体は、これらの共重合体であるポリマーに陰イオン交換基を導入して構成したものでもよい。ポリマーモノリス体を構成するモノマーは、共重合性を有するものであれば特に限定されず、目的に適合したモノマーを選択すればよい。又、モノマーの配合割合を調節することで、疎水性を制御することが出来る。又、ポリマーモノリス体のマクロ孔の直径及びメソ孔の直径の均一性は、モノマーを溶解するポロゲンの配合割合や溶媒種、モノマー濃度、架橋剤や重合開始剤の割合、重合温度等により制御することが出来る。 The material of the polymer monolith body is not particularly limited, but specific examples thereof include styrene-divinylbenzene-based, methacrylic acid ester-based, and acrylamide-based copolymers. The monolith body may be constructed by introducing an anion exchange group into a polymer that is a copolymer of these. The monomers constituting the polymer monolith are not particularly limited as long as they have copolymerizability, and monomers that are suitable for the purpose may be selected. Furthermore, hydrophobicity can be controlled by adjusting the blending ratio of monomers. Furthermore, the uniformity of the macropore diameter and mesopore diameter of the polymer monolith body is controlled by the blending ratio of the porogen that dissolves the monomer, the type of solvent, the monomer concentration, the ratio of the crosslinking agent and polymerization initiator, the polymerization temperature, etc. I can do it.

ポリマーモノリス体の作製例として、エポキシ基の開環反応を利用した陰イオン交換ポリマーモノリスの作製例を挙げる。先ず、メタクリル酸グリシジル(GMA)300μL、メタクリル酸エチレングリコール(EDMA)100μLを1-プロパノール350μL、1,4-ブタンジオール200μL、水50μLからなるホロゲンに溶解する。このモノマー溶液に窒素を通液した後、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)を4mg加え、カラム管に満たして60℃で24時間反応させ、GMAベースのポリマーモノリス体を作製することが出来る。 As an example of producing a polymer monolith body, an example of producing an anion exchange polymer monolith using a ring-opening reaction of an epoxy group will be given. First, 300 μL of glycidyl methacrylate (GMA) and 100 μL of ethylene glycol methacrylate (EDMA) are dissolved in hologen consisting of 350 μL of 1-propanol, 200 μL of 1,4-butanediol, and 50 μL of water. After passing nitrogen through this monomer solution, add 4 mg of 2,2'-azobis(isobutyronitrile), fill the column tube, and react at 60°C for 24 hours to produce a GMA-based polymer monolith. I can do it.

モノリス体の表面はポリマーで被覆され、上記ポリマーの表面にイオン交換基が修飾されている。そして、モノリス体の表面にコートされたポリマーの表面、言い換えればモノリス体のマクロ孔及びメソ孔の表面にはイオン交換基が露出して存在している。実施の形態が利用されるイオン交換クロマトグラフィーは、微粒子または小胞の分子の荷電状態を利用し、反対の電荷を有する担体と可逆的に結合、切断させる手法である。微粒子または小胞の分子と担体との結合は、イオン交換基との可逆的な相互作用の他にも例えばファンデルワールス力や疎水性相互作用も関わる可能性があるが、一般的にはそれらはイオン結合に比べれば、ごく弱い結合であるため、微粒子または小胞分子の表面荷電をコントロールすることで無視できるものである。 The surface of the monolith body is coated with a polymer, and the surface of the polymer is modified with an ion exchange group. Ion exchange groups are exposed on the surface of the polymer coated on the surface of the monolith body, in other words, on the surfaces of the macropores and mesopores of the monolith body. Ion exchange chromatography, which is used in the embodiments, is a technique that utilizes the charged state of molecules in microparticles or vesicles to reversibly bind and cleave carriers with opposite charges. In addition to reversible interactions with ion-exchange groups, the bonding between molecules of microparticles or vesicles and carriers may also involve, for example, van der Waals forces or hydrophobic interactions, but in general, these is a very weak bond compared to ionic bonds, so it can be ignored by controlling the surface charge of microparticles or vesicle molecules.

しかし、担体としてシリカ母体のモノリス体を使用する場合は、イオン結合だけではなく、微粒子または小胞がモノリス体の表面処理時に残存するシラノール基に強く吸着し、イオン結合を切断するだけでは溶出することが出来ない。そのため、残存シラノール基の影響を無くすために、モノリス体の表面をポリマーで被覆することにより、シラノール基をポリマーで被覆し、シラノール基の影響を無くして微粒子または小胞の溶出を可能としている。尚、モノリス体としてポリマーモノリス体を利用することが出来る。このような構成により、シラノールの影響がなく、又、予めモノリス体の表面がポリマーで被覆されている構成であるので、モノリス体を別途ポリマーで被覆することは不要とすることが出来る。 However, when using a silica-based monolith as a carrier, not only ionic bonds but also fine particles or vesicles strongly adsorb to the silanol groups remaining during surface treatment of the monolith, and they cannot be eluted by simply breaking the ionic bonds. I can't do that. Therefore, in order to eliminate the influence of residual silanol groups, the surface of the monolith body is coated with a polymer, thereby eliminating the influence of the silanol groups and making it possible to elute fine particles or vesicles. Note that a polymer monolith body can be used as the monolith body. With such a configuration, there is no influence of silanol, and since the surface of the monolith body is coated with a polymer in advance, it is not necessary to separately coat the monolith body with a polymer.

モノリス体の表面を被覆するポリマーは、モノリス体の表面に直接高分子材料を結合させて構成してもよく、モノリス体の表面にリンカーを介して結合させて構成してもよい。リンカーを介する場合、リンカーに予め構成されたポリマーを結合してもよいが、リンカーにモノマーを結合させ、モノマーをグラフト重合させて成形されたポリマーを結合させた構成とすることも出来る。 The polymer covering the surface of the monolith may be formed by bonding a polymeric material directly to the surface of the monolith, or may be formed by bonding to the surface of the monolith via a linker. In the case of via a linker, a pre-formed polymer may be bonded to the linker, but it is also possible to bond a monomer to the linker and bond a polymer formed by graft polymerization of the monomer.

リンカーはエポキシ基やビニル基など二重結合を有しているものを用いることが出来る。例えば、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリルアミドプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランに由来するリンカーを用いることが出来る。 As the linker, one having a double bond such as an epoxy group or a vinyl group can be used. For example, linkers derived from 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacrylamidopropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, allyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane can be used.

重合させるモノマーとしては特に限定されないが、3-アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム、2-アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム、2-メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム、ビニルベンジルトリメチルアンモニウム、3-メタクリロイルアミノプロピルトリメチルアンモニウム等を用いることが出来る。 The monomer to be polymerized is not particularly limited, but 3-acrylamidopropyltrimethylammonium, 2-acryloyloxyethyltrimethylammonium, 2-methacryloyloxyethyltrimethylammonium, vinylbenzyltrimethylammonium, 3-methacryloylaminopropyltrimethylammonium, etc. can be used. I can do it.

又、モノリス体の表面へのポリマーの被覆は、陰イオン交換能を有するポリマー自体を被覆する構成としてもよい。この様な構成としては、特に限定されないが、以下のように構成することが出来る。シリカモノリス体の表面を、アミノ基と反応性のあるエポキシ基やイソシアネート、イソチオシネート、酸無水物などを有するシランカップリング剤でリンカー修飾し、リンカーを介してポリアミンやポリアミノ酸、ポリエチレンイミン、重合型DEAE、ポリアリルアミン、アミノエチル化アクリル重合体、アクリルアミドージアリルジメチルアンモニウム共重合体、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウム)重合体、ポリ(メタクリル酸トリメチルアミノエチル)重合体を被覆することが出来る。尚、陰イオン交換能を有するポリマーは、ポリマー自体が陰イオン交換基を有しているものでもよく、予めポリマーに陰イオン交換基を導入して構成したものでもよい。 Furthermore, the surface of the monolith body may be coated with the polymer itself, which has an anion exchange ability. Although such a configuration is not particularly limited, it can be configured as follows. The surface of the silica monolith body is modified with a linker containing an epoxy group, isocyanate, isothiocyanate, acid anhydride, etc. that is reactive with amino groups, and polyamine, polyamino acid, polyethyleneimine, polymerized type DEAE, polyallylamine, aminoethylated acrylic polymer, acrylamide diallyldimethylammonium copolymer, poly(diallyldimethylammonium) polymer, and poly(trimethylaminoethyl methacrylate) polymer can be coated. In addition, the polymer having anion exchange ability may be one in which the polymer itself has an anion exchange group, or may be one in which an anion exchange group is introduced into the polymer in advance.

又、シリカモノリス体上のシラノール基を標的としたリンカーとしては、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、トリメチルシリルイソチオシネート等のシランカップリング剤を用いることが出来る。 In addition, as linkers targeting silanol groups on silica monolith bodies, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatepropyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride, trimethylsilylisothiocinate Silane coupling agents such as the following can be used.

又、シラノール基を、アミノ基を有するN-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤で修飾することでアミノ基導入シリカモノリスを作製することが出来る。又、シラノール基に、3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物を導入後に、コハク酸を開環反応することでカルボキシル基導入シリカモノリスを作製することが出来る。 In addition, the silanol group can be replaced with N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane having an amino group. An amino group-introduced silica monolith can be produced by modifying it with a silane coupling agent such as silane or 3-aminopropyltriethoxysilane. Further, after introducing 3-trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride into the silanol group, a silica monolith introduced with a carboxyl group can be prepared by carrying out a ring-opening reaction with succinic acid.

そして、上記アミノ基やカルボキシル基と化学結合を形成する官能基であるイソチオシネート、イソシアネート、アシルアジド、NHSエステル、スルホニルクロリド、アルデヒド、グリオキサール、カルボジイミドなどを有するホモ二機能性架橋剤やヘテロ二機能性架橋剤をクロスリンカーとして用いることも出来る。ホモ二極能性としては例えばDSS(disuccinimidylsuberate)、DMP(dimethylpimelimidate)等を用いることが出来、アミノ基を介した固定化が可能であり、ヘテロ二機能性架橋剤は、EDC(1-etyl-3-(dimethylaminopropyl)carbodiimide等を用いることが出来、カルボキシル基とアミノ基を介した架橋が可能である。 Homobifunctional crosslinking agents and heterobifunctional crosslinking agents have functional groups such as isothiocynate, isocyanate, acyl azide, NHS ester, sulfonyl chloride, aldehyde, glyoxal, and carbodiimide that form chemical bonds with the above amino groups and carboxyl groups. Agents can also be used as cross-linkers. As the homodipolar cross-linking agent, for example, DSS (disuccinimidyl suberate), DMP (dimethylpimelimidate), etc. can be used, and immobilization via an amino group is possible. 3-(dimethylaminopropyl)carbodiimide and the like can be used, and crosslinking via a carboxyl group and an amino group is possible.

陰イオン交換基は正電荷をもち、陰イオンを結合できるものを使用する。陰イオン交換基は、負に荷電した微粒子または小胞を吸着し、放出する。微粒子または小胞これらに限定されないが、一級アミン基、二級アミン基、三級アミン基又は四級アミン基を用いることが出来る。又、陰イオン交換基としては、強陰イオン交換基である第4級アンモニウム(Q)、弱陰イオン官能基であるジエチルアミノエチル(DEAE)、ジエチルアミノプロピル(ANX)等を用いることが出来、解離するpH範囲、分離対象の微粒子または小胞に応じて適宜選択することが出来る。更に、陰イオン交換基としては、トリメチルアンモニウムなどの第4級アミンを有する強陰イオン交換官能基、第1級および第2級アミンを有するポリアミン、塩基性ポリアミノ酸の1種であるポリリジン、ポリアルギニン、ポリヒスチジン、ポリオルニチン、ポリジアミノ酪酸が好ましい。 The anion exchange group used is one that has a positive charge and can bind anions. Anion exchange groups adsorb and release negatively charged microparticles or vesicles. Microparticles or vesicles including, but not limited to, primary amine groups, secondary amine groups, tertiary amine groups, or quaternary amine groups can be used. In addition, as the anion exchange group, quaternary ammonium (Q), which is a strong anion exchange group, diethylaminoethyl (DEAE), diethylaminopropyl (ANX), etc., which are weak anionic functional groups, can be used. It can be selected as appropriate depending on the pH range to be used and the particles or vesicles to be separated. Furthermore, examples of anion exchange groups include strong anion exchange functional groups having quaternary amines such as trimethylammonium, polyamines having primary and secondary amines, polylysine, which is a type of basic polyamino acid, and polyamino acids. Arginine, polyhistidine, polyornithine, and polydiaminobutyric acid are preferred.

移動相に含まれてモノリス体に送られた、ナノメディシンを含む微粒子または小胞及び微粒子または小胞からの放出薬物を含む放出物や遊離薬物を含む遊離物は、マクロ孔を通る。この際、微粒子または小胞は、マクロ孔のメソ孔を除いた側面に露出した陰イオン交換基を含むイオン交換基に結合し、結合が切られながら、メソ孔には入らずにマクロ孔内を進み、モノリス体から放出される。一方、微粒子または小胞からの放出物や遊離物は、メソ孔に入りながらマクロ孔内を進み、モノリス体から放出される。 The microparticles or vesicles containing the nanomedicine and the released substances containing the released drug and the free substances containing the free drug from the microparticles or vesicles, which are contained in the mobile phase and sent to the monolith body, pass through the macropores. At this time, the fine particles or vesicles bind to the ion exchange groups, including the anion exchange groups, exposed on the sides of the macropores excluding the mesopores, and while the bonds are broken, they do not enter the mesopores, but instead enter the macropores. and is released from the monolith body. On the other hand, substances released or liberated from fine particles or vesicles enter the mesopores, proceed through the macropores, and are released from the monolith body.

実施の形態は、モノリス体を分離対象である微粒子または小胞の電荷的な特性に従ってイオン交換基を有するポリマーで被覆し、微粒子または小胞のシラノールへの吸着を無くすと共にイオン交換基との相互作用によって微粒子または小胞を保持させ、イオン強度によって溶出させる。一方、微粒子または小胞からの放出物や遊離物はメソ孔を通過することによって、放出物や遊離物の電荷的な特性に従ってメソ孔内のイオン交換基と、マクロ孔におけるイオン交換基と微粒子または小胞との相互作用とは異なる強さで相互作用することにより分離させることが出来る。 In the embodiment, a monolith body is coated with a polymer having an ion exchange group according to the charge characteristics of the particles or vesicles to be separated, thereby eliminating adsorption of the particles or vesicles to silanol and inhibiting interaction with the ion exchange groups. Microparticles or vesicles are retained by action and eluted by ionic strength. On the other hand, the released substances and free substances from fine particles or vesicles pass through the mesopores, and depending on the charge characteristics of the released substances and free substances, the ion exchange groups in the mesopores and the ion exchange groups in the macropores and the fine particles Alternatively, it can be separated by interacting with a strength different from that with vesicles.

モノリス体へのポリマーによる表面被覆及びポリマーの表面へのイオン交換基の修飾は以下のように行うことが出来る。モノリス体の表面の被覆は、表面が完全に覆われず、一部露出している場合も含まれる。一具体例としては、シリカモノリス体をアクリルアミドで被覆する場合は、この方法に限定されないが、シリカモノリス体の表面のシリカ表面にリンカーを結合させ、グラフト重合によりシリカモノリス体にポリマーを被覆させることが出来る。 Surface coating of the monolithic body with a polymer and modification of the surface of the polymer with an ion exchange group can be carried out as follows. Covering the surface of the monolith body includes cases where the surface is not completely covered and is partially exposed. As a specific example, when a silica monolith body is coated with acrylamide, a linker may be bonded to the silica surface of the silica monolith body, and the silica monolith body may be coated with a polymer by graft polymerization, although this method is not limited to this method. I can do it.

具体的には、トルエン下でメタクリロイルクロリドの溶液を滴下添加し、トルエン中で3-アミノプロピルトリエトキシシランとトリエチルアミンを0℃にて0.5時間以上に攪拌して調製されたN-(3-トリエトキシシリルプロピル)メタクリルアミドでリンカー(スペーサー)としてのシランを調製し、シリカモノリス体を、窒素雰囲気下にて80℃、12時間、シラン、ピリジン、トルエン1:1:1混合物と反応させ、得られたリンカーで修飾されたシリカモノリス体をトルエンとメタノールで洗浄した。次いで、リンカーで修飾されたシリカモノリス体を、トリメチルアンモニウム基を有するアクリルアミドモノマーである3-アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリドを含むモノマー溶液(反応溶液重量に対するモノマー試薬重量が3~30重量%)とペルオキソ二硫酸アンモニウムを含むメタノール水溶液中で70℃、15時間反応させ、モノリス体表面へポリマー被覆とイオン交換基の導入を行い、続いて水とアセトンで洗浄してポリマー被覆されると共に陰イオン交換基が修飾されたシリカモノリス体を得た。 Specifically, a solution of methacryloyl chloride was added dropwise in toluene, and N-(3 - Prepare silane as a linker (spacer) with (triethoxysilylpropyl) methacrylamide, and react the silica monolith with a 1:1:1 mixture of silane, pyridine, and toluene at 80°C for 12 hours under a nitrogen atmosphere. The resulting linker-modified silica monolith was washed with toluene and methanol. Next, the silica monolith modified with a linker is mixed with a monomer solution containing 3-acrylamidopropyltrimethylammonium chloride, which is an acrylamide monomer having a trimethylammonium group (the weight of the monomer reagent is 3 to 30% by weight based on the weight of the reaction solution), and peroxodi A reaction was carried out at 70°C for 15 hours in a methanol aqueous solution containing ammonium sulfate to coat the monolith surface with polymer and introduce ion exchange groups, followed by washing with water and acetone to coat the monolith with polymer and modify anion exchange groups. A silica monolith body was obtained.

このように、ポリマーをモノリス体の表面に被覆する方法として、モノリス体の表面にリンカーを付け、リンカーにモノマーをグラフト重合させる方法があるが、モノリス体の表面に直接高分子材料を結合させることも出来る。又、ポリマーにイオン交換基を修飾する方法として、ポリマーにイオン交換基を修飾する方法の他、イオン交換基が修飾されたモノマーを重合させて、ポリマーを形成すると共にイオン交換基を導入する方法を採用することが出来る。モノリス体の表面に直接高分子材料を結合させる方法として以下の方法が挙げられるが、これらの手法に限定されることはない。 As described above, there is a method of coating the surface of a monolith body with a polymer by attaching a linker to the surface of the monolith body and graft polymerizing the monomer to the linker, but it is not possible to bond the polymer material directly to the surface of the monolith body. You can also do it. In addition, as a method for modifying a polymer with an ion exchange group, in addition to a method of modifying a polymer with an ion exchange group, there is a method of polymerizing a monomer modified with an ion exchange group to form a polymer and introducing an ion exchange group. can be adopted. Examples of methods for directly bonding a polymeric material to the surface of a monolith body include the following methods, but the method is not limited to these methods.

シリカモノリス体に対して、ポリリジンを被覆する方法として、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のエポキシ基を有するシラン剤(5wt%)を混合後、窒素パージを行った。200℃で10時間反応後、アセトン洗浄、乾燥をすることで、エポキシ修飾シリカモノリス体を調製した。エポキシ修飾シリカモノリス体に対して、分子量4000~15000のポリリジン水溶液を添加し、70℃で10時間反応させることで、シリカモノリス体にポリリジンを導入することが出来る。ポリリジンの分子量は4000~15000に限定されず、分子量50万程度までのポリリジンを使用することが可能である。尚、同様の方法により、その他の塩基性ポリアミノ酸や塩基性アミノ酸とその他のアミノ酸とが組み合わされたポリマーをシリカモノリス体に導入することが出来る。 As a method for coating the silica monolith body with polylysine, a silane agent having an epoxy group (5 wt %) such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane was mixed therein, and then nitrogen purging was performed. After reacting at 200°C for 10 hours, the mixture was washed with acetone and dried to prepare an epoxy-modified silica monolith. Polylysine can be introduced into the silica monolith by adding an aqueous solution of polylysine having a molecular weight of 4,000 to 15,000 to the epoxy-modified silica monolith and reacting at 70° C. for 10 hours. The molecular weight of polylysine is not limited to 4,000 to 15,000, and polylysine having a molecular weight of up to about 500,000 can be used. In addition, other basic polyamino acids or polymers in which basic amino acids and other amino acids are combined can be introduced into the silica monolith body by a similar method.

ポリマーモノリス体に陰イオン交換基を導入する方法としては、これらに限定されないが以下の方法を採用することが出来る。GMAベースのポリマーモノリス体に10%ジエチルアミン溶液inアセトニトリルを添加し、70℃で10時間反応させることで、弱陰イオン交換基であるDEAE基を導入することが出来る。更に、DEAE基が修飾されたポリマーモノリス体をクロロトルエン中にて反応させることで、第4級アミン型の強陰イオン交換基を導入することが出来る。 Although the method for introducing anion exchange groups into the polymer monolith body is not limited to these, the following methods can be employed. DEAE groups, which are weak anion exchange groups, can be introduced by adding 10% diethylamine solution in acetonitrile to a GMA-based polymer monolith and reacting at 70° C. for 10 hours. Furthermore, by reacting a DEAE group-modified polymer monolith in chlorotoluene, a quaternary amine type strong anion exchange group can be introduced.

上述のようにして得られた、表面がポリマーで被覆され、当該ポリマーにイオン交換基が修飾された3mmφのモノリス体を乾燥し、化学的に不活性なPEEK樹脂等の第一ポリマー層でモノリス体の側面を覆い、次いでステンレス鋼管(6mmOD、厚さ1.2mm、長さ50mm)に挿入し、第一ポリマー層で側面を被覆されたモノリス体とステンレス管の間にエポキシ樹脂などの第二ポリマー層を充填し、微粒子または小胞分離用カラムを得た。 The 3 mm diameter monolith body whose surface is coated with a polymer and which has been modified with an ion exchange group, obtained as described above, is dried, and the monolith body is coated with a first polymer layer such as chemically inert PEEK resin. Cover the sides of the body and then insert it into a stainless steel tube (6mm OD, 1.2mm thickness, 50mm length) and add a second layer of epoxy resin etc. between the monolithic body and the stainless steel tube whose sides are coated with the first polymer layer. A column for separating fine particles or vesicles was obtained by filling the polymer layer.

本手法の場合、使用最高温度50℃、30MPaまでの使用可能なカラムを得ることが出来、送液圧力の低いモノリス型シリカゲルカラムでは、十分な性能のカラムが作製可能である。ステンレス鋼管の末端を切断し、カートリッジ型微粒子または小胞分離用HPLCカラム(3mmID×50mm)として用いることが出来る。カートリッジ型カラムは、同じくステンレス鋼管である専用のホルダーにはめ込み、1/16インチ配管に接続可能なエンドナットで締めることでカラムとして使用出来る。 In the case of this method, it is possible to obtain a column that can be used at a maximum temperature of 50° C. and up to 30 MPa, and a monolithic silica gel column with low liquid feeding pressure can produce a column with sufficient performance. The end of the stainless steel tube can be cut off and used as a cartridge-type HPLC column (3 mm ID x 50 mm) for separation of microparticles or vesicles. A cartridge type column can be used as a column by fitting it into a special holder, which is also a stainless steel tube, and tightening it with an end nut that can be connected to 1/16 inch piping.

実施の形態のモノリス体は、簡易的な分離、精製が可能となる固相抽出カラムにも利用することができる。例えば、固相抽出カラムとして、図1に示すように、その素材及びその径によらず空のカラム2内にモノリス体3を設置して構成したスピンカラム1のような形態(回収キット)をとることができる。
ここでいう固相抽出カラムとは、従来の粒径の大きな粒子を詰めたカラムクロマトグラフィーや薄層クロマトグラフィーなどの煩雑で特別な装置や技術を必要とする方法に代わって、モノリス体をカートリッジカラムに充填する方法で確立されたものである。遠心機やバキュームポンプ、アスピレーターなどの吸引に加え、加圧を用いて通液し、容易に化合物の分離、精製が可能である。例えば、ナノメディシンナノメディシン幹細胞培養中のエクソソームを通液し、洗浄し回収することができる。
これら、簡易的な方法に加え、ポンプなどの装置を使用する液体クロマトグラフィーや、低圧ポンプを特徴とする精製用装置も使用でき、使用機器に応じてモノリスカラムの形態を適宜変更することが可能である。
The monolith body of the embodiment can also be used in a solid phase extraction column that enables simple separation and purification. For example, as a solid phase extraction column, as shown in Fig. 1, a spin column 1 (collection kit) configured by installing a monolith body 3 in an empty column 2 regardless of its material and diameter may be used. You can take it.
The solid-phase extraction column referred to here is an alternative to conventional methods such as column chromatography packed with large particles or thin layer chromatography, which require complicated and special equipment and techniques. This method was established for filling columns. In addition to suction using a centrifuge, vacuum pump, or aspirator, liquid can be passed using pressurization to easily separate and purify compounds. For example, exosomes in nanomedicine stem cell culture can be passed through, washed, and collected.
In addition to these simple methods, liquid chromatography that uses devices such as pumps and purification devices that feature low-pressure pumps can also be used, and the form of the monolith column can be changed as appropriate depending on the equipment used. It is.

又、固相抽出によりナノメディシンを分離、精製する従来の手法として、サイズ排除クロマトグラフィー充填剤を用いたカラムが用いられている。しかし、この従来の手法では、エクソソームの溶出時間幅として4~5分程度かかり、サイズ排除クロマトグラフィーのため、試料アプライ前のカラム平衡化に慎重さが必要となり、決して誰しもが容易に短時間に使用出来る手法ではない。一方、図1に示すような、実施の形態の微粒子または小胞分離用カラムとしてのスピンカラム1を用いて、遠心機にて通液することにより、短時間に誰もが容易にエクソソームを精製可能となった。 Further, as a conventional method for separating and purifying nanomedicine by solid phase extraction, a column using a size exclusion chromatography packing material is used. However, with this conventional method, the elution time of exosomes takes about 4 to 5 minutes, and since it is size exclusion chromatography, careful column equilibration is required before sample application. This is not a method that can be used in a timely manner. On the other hand, anyone can easily purify exosomes in a short time by using a spin column 1 as a column for separating microparticles or vesicles according to the embodiment, as shown in FIG. 1, and passing the liquid through a centrifuge. It has become possible.

(解離バッファー)
実施の形態の回収方法では、後述する解離工程において、複合体と金属陽イオンを含み、pHを調整した解離バッファー(以下、適宜「実施の形態の解離バッファー」という。)と、を接触させることによって、複合体からエクソソームを解離させ、エクソソームを回収する。実施の形態の解離バッファーは界面活性剤および/またはタンパク質変性剤等を含むことなくまたは、ごく低濃度で含んでおり、マイルドな(温和な)条件でエクソソームを複合体から解離させることができるため、エクソソームをエクソソームの構造及び機能を損なわない状態(エクソソームの構造及び機能をほぼ損なわないに近い状態)で回収することができる。またエクソソームをエクソソームの構造及び機能を損なわない状態(エクソソームの構造及び機能をほぼ損なわないに近い状態)で簡便に回収することができるという効果は、実施の形態の顕著かつ有利な効果である。
(dissociation buffer)
In the recovery method of the embodiment, in the dissociation step described below, the complex is brought into contact with a dissociation buffer containing metal cations and whose pH is adjusted (hereinafter referred to as "dissociation buffer of the embodiment" as appropriate). The exosomes are dissociated from the complex and recovered. The dissociation buffer of the embodiment does not contain surfactants and/or protein denaturants, or contains them at very low concentrations, and exosomes can be dissociated from the complex under mild conditions. , exosomes can be recovered in a state where the structure and function of exosomes are not impaired (a state where the structure and function of exosomes are almost intact). Further, the effect that exosomes can be easily recovered in a state where the structure and function of exosomes are not impaired (a state where the structure and function of exosomes are almost not impaired) is a remarkable and advantageous effect of the embodiment.

実施の形態の解離バッファーに含まれる金属陽イオンとしては、特に限定されず、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、銀イオン、および銅(I)イオン等の1価の金属陽イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、バリウムイオン、銅(II)イオン、鉄(II)イオン、スズ(II)イオン、コバルト(II)イオン、および鉛(II)イオン等の2価の金属陽イオン、ならびにアルミニウムイオン、および鉄(III)イオン等の3価の金属陽イオン、等が挙げられる。実施の形態の解離バッファーに含まれる金属陽イオンとしては、これら金属陽イオンの中でも、水溶性が高いことから、ナトリウムイオン、カリウムイオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオン、およびニッケルイオンが好ましい。さらに、複合体からエクソソームを十分に解離させることができることから、実施の形態の解離バッファーは、上述した金属陽イオンの中でもナトリウムイオン、カリウムイオン、もしくはマグネシウムイオンを、単独でまたは組み合わせて含むことが好ましい。pH調整には、各種の緩衝液を使用することができる。MESやTRIS、TRISIN、MOPS,BES,BISTRIS、TES、HEPES、TAPSO、HEPSO、POPSO、MOPSO、BICINE、TAPS、CHES、CAPS、などのグッド緩衝液や、リン酸バッファー、炭酸バッファー、クエン酸バッファー、などの各種緩衝液を使用することができる。また、解離液には、使用用途に合わせて、殺菌剤などの試薬を添加することができる。 The metal cations contained in the dissociation buffer of the embodiment are not particularly limited, and include, for example, monovalent metal cations such as sodium ions, potassium ions, lithium ions, silver ions, and copper (I) ions, magnesium ions, etc. ions, divalent metals such as calcium ions, zinc ions, nickel ions, barium ions, copper (II) ions, iron (II) ions, tin (II) ions, cobalt (II) ions, and lead (II) ions. Examples include cations and trivalent metal cations such as aluminum ions and iron (III) ions. Among these metal cations, sodium ions, potassium ions, magnesium ions, zinc ions, and nickel ions are preferable as the metal cations contained in the dissociation buffer of the embodiment because of their high water solubility. Furthermore, since exosomes can be sufficiently dissociated from the complex, the dissociation buffer of the embodiment may contain sodium ions, potassium ions, or magnesium ions among the above-mentioned metal cations, either alone or in combination. preferable. Various buffer solutions can be used for pH adjustment. Good buffers such as MES, TRIS, TRISIN, MOPS, BES, BISTRIS, TES, HEPES, TAPSO, HEPSO, POPSO, MOPSO, BICINE, TAPS, CHES, CAPS, phosphate buffer, carbonate buffer, citrate buffer, Various buffer solutions such as can be used. Further, a reagent such as a bactericide can be added to the dissociation liquid depending on the intended use.

実施の形態の目的は、簡便に、かつ、エクソソームの構造及び機能を損なわない状態で(またはエクソソームの構造及び機能をほぼ損なわない状態で)エクソソームを回収することである。よって、実施の形態の回収方法において「エクソソームの構造及び機能を損なわない状態で(またはエクソソームの構造及び機能をほぼ損なわない状態で)エクソソームを回収する」とは、エクソソームを傷つけることなく(ほぼ傷つけることなく)、試料中のエクソソームを、試料中のエクソソーム以外の物質(例えばタンパク質等)から分離し、回収することを意味する。換言すれば、実施の形態の回収方法において「エクソソームの構造及び機能を損なわない状態で(またはエクソソームの構造及び機能をほぼ損なわない状態で)エクソソームを回収する」とは、エクソソームの膜構造(具体的には脂質二重膜構造)を保った状態(ほぼ保った状態)で、および、膜に存在するタンパク質の構造を保った状態(ほぼ保った状態)で、試料中のエクソソームを、試料中のエクソソーム以外の物質と分離し、回収することを意味する。 The purpose of the embodiment is to easily recover exosomes without impairing the structure and function of exosomes (or with substantially intact structure and function of exosomes). Therefore, in the collection method of the embodiment, "recovering exosomes without damaging the structure and function of exosomes (or with almost no damage to the structure and function of exosomes)" means "recovering exosomes without damaging exosomes (almost without damaging them)" This means separating and recovering exosomes in a sample from substances other than exosomes (e.g. proteins, etc.) in the sample. In other words, in the collection method of the embodiment, "recovering exosomes without impairing the structure and function of exosomes (or in a state with substantially intact structure and function of exosomes)" means that the membrane structure of exosomes (specifically Exosomes in a sample are transferred to the sample while maintaining (almost maintaining) the structure of the lipid bilayer membrane, and while maintaining (almost maintaining) the structure of the proteins present in the membrane. This means separating and recovering substances other than exosomes.

解離バッファーは、エクソソームの膜構造および膜に存在するタンパク質の構造に影響
を与えない範囲において、金属陽イオン以外の物質を含んでいてもよい。
The dissociation buffer may contain substances other than metal cations as long as they do not affect the membrane structure of exosomes and the structure of proteins present in the membrane.

解離バッファーにおける金属陽イオンの濃度は、複合体からエクソソームを解離させることが可能であり、かつ、エクソソームの膜構造および膜に存在するタンパク質の構造に影響を与えない限り、特に限定されない。つまり、使用する実施の形態のペプチドとエクソソームとの結合強度、および金属陽イオンの種類(価数)等に応じて最適な陽イオンの濃度は変わり得る為、適宜最適な濃度を検討の上、決定すればよい。なお、実施の形態の解離バッファーにおける金属陽イオンの濃度は、特に限定されるものではないが、例えば、0.01M~5Mであることが好ましく、0.05M~2Mであることがより好ましく、0.1M~1Mであることがさらに好ましく、0.3M~0.7Mであることが特に好ましい。塩が低濃度であれば、エクソソームをより多く取得することが期待できる一方、タンパク質など夾雑物が混入する懸念がある。使用用途に合わせて、適宜、塩濃度を選択することが可能である。 The concentration of metal cations in the dissociation buffer is not particularly limited as long as it can dissociate exosomes from the complex and does not affect the membrane structure of exosomes and the structure of proteins present in the membrane. In other words, the optimal cation concentration may vary depending on the binding strength between the peptide of the embodiment used and the exosome, the type (valence) of the metal cation, etc., so after considering the optimal concentration as appropriate, All you have to do is decide. Note that the concentration of metal cations in the dissociation buffer of the embodiment is not particularly limited, but for example, it is preferably 0.01M to 5M, more preferably 0.05M to 2M, It is more preferably 0.1M to 1M, and particularly preferably 0.3M to 0.7M. If the concentration of salt is low, it is expected that more exosomes will be obtained, but there is a concern that contaminants such as proteins may be mixed in. It is possible to select the salt concentration as appropriate depending on the intended use.

また、解離バッファーのpHは適宜設定され得る。解離バッファーのpHは、5~10であることが好ましく、6~9であることがより好ましく、7~8であることがさらに好ましく、7.3~7.5であることが特に好ましい。解離バッファーのpHが上記範囲であれば、エクソソームの膜構造および膜に存在するタンパク質の構造に影響を与えないため好ましい。
〔1-2.工程〕
Further, the pH of the dissociation buffer can be set as appropriate. The pH of the dissociation buffer is preferably 5 to 10, more preferably 6 to 9, even more preferably 7 to 8, and particularly preferably 7.3 to 7.5. It is preferable that the pH of the dissociation buffer is within the above range because it does not affect the membrane structure of exosomes and the structure of proteins present in the membrane.
[1-2. Process]

(複合体形成工程)
実施の形態の回収方法に含まれる複合体形成工程(以下、適宜「実施の形態の複合体形成工程」という。)は、エクソソームを含む試料と実施の形態のペプチドと、実施の形態の担体とを接触させるか、または、上記試料と、実施の形態の担体に担持された実施の形態のペプチドとを接触させることによって、上記エクソソームと上記担体に担持された上記ペプチドとが結合してなる複合体(エクソソーム-実施の形態のペプチド-実施の形態の担体の順で結合した複合体。以下、適宜「実施の形態の複合体」という。)を形成させる複合体形成工程である。つまり、実施の形態の複合体形成工程では、実施の形態のペプチドが実施の形態の担体に担持されていない状態で実施の形態のペプチドと実施の形態の担体と試料とを接触させた後にエクソソーム-実施の形態のペプチド-実施の形態の担体の順で結合した複合体を形成させてもよいし、実施の形態の担体に実施の形態のペプチドが既に担持させた状態で当該ペプチドと試料とを接触させて実施の形態の複合体を形成してもよいということである。ただし、より効率的に実施の形態の複合体を形成するという観点からは後者の態様がより好ましいといえる。
(Complex formation process)
The complex formation step included in the recovery method of the embodiment (hereinafter referred to as the "complex formation step of the embodiment" as appropriate) involves a sample containing an exosome, a peptide of the embodiment, and a carrier of the embodiment. or by contacting the sample with the peptide of the embodiment supported on the carrier of the embodiment, a complex formed by binding the exosome and the peptide supported on the carrier. This is a complex formation step of forming a body (a complex in which exosomes, peptides of embodiments, and carriers of embodiments are bound in this order. Hereinafter, appropriately referred to as "complex of embodiments"). That is, in the complex formation step of the embodiment, the peptide of the embodiment is brought into contact with the carrier of the embodiment and the sample in a state where the peptide of the embodiment is not supported on the carrier of the embodiment, and then the exosomes are A complex may be formed in which the peptide of the embodiment is bound to the carrier of the embodiment in this order, or the peptide of the embodiment is already supported on the carrier of the embodiment, and then the peptide and the sample are combined. This means that the composite of the embodiment may be formed by contacting the two. However, from the viewpoint of forming the composite of the embodiment more efficiently, the latter aspect is more preferable.

エクソソームを含む試料と実施の形態のペプチドと実施の形態の担体とを接触させる方法としては、試料中のエクソソームと実施の形態のペプチドと実施の形態の担体とが、それぞれ結合し、実施の形態の複合体を形成できるような条件下で行なわれるものであれば、その他の方法は限定されない。例えば、試料中に、実施の形態のペプチドと実施の形態の担体とを添加し、混合する方法が挙げられる。試料、実施の形態のペプチド、および実施の形態の担体を接触させる際の添加および混合する順序は特に限定されない。例えば、(1)実施の形態のペプチドおよび実施の形態の担体を同時に、試料に添加し、混合してもよく、(2)試料に実施の形態のペプチドを添加し、混合した後に、実施の形態の担体を添加し、混合してもよく、(3)試料に実施の形態の担体を添加し、混合した後に、実施の形態のペプチドを添加し、混合してもよい。ただし、実施の形態のペプチドがエクソソームに結合し、実施の形態のペプチドと実施の形態の担体とが結合することから上記(2)の手順が好ましいかもしれない。上述した方法による、試料とペプチドと担体との接触によって、エクソソームとペプチドと担体とを含む実施の形態の複合体が形成され得る。 A method of contacting a sample containing exosomes, the peptide of the embodiment, and the carrier of the embodiment is such that the exosome in the sample, the peptide of the embodiment, and the carrier of the embodiment are bonded to each other, and the peptide of the embodiment is bonded to the carrier of the embodiment. Other methods are not limited as long as they are carried out under conditions that allow the formation of a complex. For example, a method may be mentioned in which the peptide of the embodiment and the carrier of the embodiment are added to a sample and mixed. The order of addition and mixing when bringing the sample, the peptide of the embodiment, and the carrier of the embodiment into contact with each other is not particularly limited. For example, (1) the peptide of the embodiment and the carrier of the embodiment may be added to a sample at the same time and mixed, or (2) the peptide of the embodiment may be added to the sample and mixed, and then the peptide of the embodiment may be added to the sample and mixed. (3) After adding the carrier of the embodiment to the sample and mixing, the peptide of the embodiment may be added and mixed. However, since the peptide of the embodiment binds to the exosome and the peptide of the embodiment and the carrier of the embodiment bind, the procedure (2) above may be preferable. By contacting the sample, the peptide, and the carrier by the method described above, a complex of the embodiment including the exosome, the peptide, and the carrier can be formed.

また、試料と、実施の形態の担体に担持された実施の形態のペプチドとを接触させる方法としては、試料中のエクソソームと実施の形態の担体に担持された実施の形態のペプチドとが結合し、実施の形態の複合体を形成できるような条件下で行なわれるものであれば、その他の方法は限定されない。例えば、試料中に実施の形態の担体に担持された実施の形態のペプチドを添加し、混合させる方法が挙げられる。
試料と実施の形態のペプチドと実施の形態の担体との接触時間、または、試料と実施の形態の担体に担持された実施の形態のペプチドとの接触時間は、実施の形態の複合体を形成するために十分な時間であれば限定されるものではなく、適宜最適な条件を検討の上、決定され得る。
In addition, as a method for contacting a sample with the peptide of the embodiment supported on the carrier of the embodiment, a method in which the exosomes in the sample and the peptide of the embodiment supported on the carrier of the embodiment are bonded. , other methods are not limited as long as they are carried out under conditions that allow the formation of the complexes of the embodiments. For example, a method may be mentioned in which the peptide of the embodiment supported on the carrier of the embodiment is added to a sample and mixed.
The contact time between the sample, the peptide of the embodiment, and the carrier of the embodiment, or the contact time of the sample and the peptide of the embodiment supported on the carrier of the embodiment, determines the time when the complex of the embodiment is formed. The period of time is not limited as long as it is sufficient for the purpose of the present invention, and may be determined after considering the optimum conditions as appropriate.

また、エクソソームを含む試料と実施の形態のペプチドと実施の形態の担体との接触において、例えば柱状または円筒状の容器(カラム)に実施の形態の担体を充填することによって作製した、担体を含むカラム(本明細書中では、「担体カラム」という。)を用いることも可能である。担体カラムに試料を含む溶液およびペプチドを含む溶液を通液させて実施の形態の複合体を得る方法としては、試料中のエクソソームと実施の形態のペプチドと実施の形態の担体とが、それぞれ結合し、実施の形態の複合体を形成できるような条件下で行なわれるものであれば、その他の方法は限定されない。例えば、次の(1)~(3)が挙げられる:(1)担体カラムに、実施の形態のペプチドを含む溶液を添加し、当該溶液を通液させることによって、実施の形態の担体に実施の形態のペプチドを結合させた後、担体カラムに試料を含む溶液を添加し、当該溶液を通液させることによって実施の形態の複合体を形成させる;(2)予め試料に実施の形態のペプチドを添加し、混合する等して、試料と実施の形態のペプチドとを接触させることによって、試料中のエクソソームとペプチドとが結合してなる複合体(エクソソーム-ペプチド複合体)を形成させ、その後、エクソソーム-ペプチド複合体を含む溶液を担体カラムに添加し、通液させることによって、実施の形態のペプチドと実施の形態の担体とが結合して実施の形態の複合体を形成させる;(3)担体カラムに試料を含む溶液および実施の形態のペプチドを含む溶液同時に添加し、それら溶液を通液させることによって、実施の形態の複合体を形成させる。
上記(1)~(3)において、担体カラムと、ペプチドおよび/もしくは試料、または、エクソソーム-ペプチド複合体を含む試料、との接触時間は、試料中のエクソソームとペプチドと担体とが実施の形態の複合体を形成するために十分な時間であることが好ましい。
In addition, in the contact between a sample containing exosomes, the peptide of the embodiment, and the carrier of the embodiment, a carrier prepared by, for example, filling a columnar or cylindrical container (column) with the carrier of the embodiment may be used. It is also possible to use a column (referred to herein as a "carrier column"). A method for obtaining the complex of the embodiment by passing a sample-containing solution and a peptide-containing solution through a carrier column is such that the exosome in the sample, the peptide of the embodiment, and the carrier of the embodiment bind, respectively. However, other methods are not limited as long as they are carried out under conditions that allow the formation of the complex of the embodiment. For example, the following (1) to (3) can be mentioned: (1) A solution containing the peptide of the embodiment is added to a carrier column, and the solution is passed through the carrier of the embodiment. After binding the peptide of the form, a solution containing the sample is added to the carrier column, and the solution is passed through to form the complex of the embodiment; (2) The peptide of the embodiment is attached to the sample in advance. By adding and mixing the sample and the peptide of the embodiment, a complex formed by binding the exosomes and the peptide in the sample (exosome-peptide complex) is formed, and then , by adding a solution containing the exosome-peptide complex to a carrier column and passing the solution, the peptide of the embodiment and the carrier of the embodiment are combined to form the complex of the embodiment; (3 ) The complex of the embodiment is formed by simultaneously adding a solution containing a sample and a solution containing the peptide of the embodiment to a carrier column and passing these solutions through.
In (1) to (3) above, the contact time between the carrier column and the peptide and/or sample, or the sample containing the exosome-peptide complex, is determined according to the embodiment of the present invention. Preferably, the time is sufficient to form a complex.

上記時間は、担体カラムへの試料溶液(エクソソームを含む試料をおよび/もしくは実施の形態のペプチドを含む溶液、またはエクソソーム-ペプチド複合体を含む溶液)の通液速度、または、当該試料溶液を添加してから通液を開始するまでの時間等を調整することによって、適宜設定できる。 The above time is the rate at which the sample solution (a sample containing exosomes and/or a solution containing a peptide of an embodiment, or a solution containing an exosome-peptide complex) is passed through the carrier column, or the sample solution is added to the carrier column. It can be set as appropriate by adjusting the time from when the liquid is passed until the start of liquid passage.

また、エクソソームを含む試料と実施の形態の担体に担持された実施の形態のペプチドとの接触において、例えば柱状または円筒状の容器(カラム)に実施の形態のペプチドが担持された実施の形態の担体を充填することによって調製したカラム(本明細書中では、「ペプチドカラム」という。)を用いることも可能である。当該ペプチドカラムに試料を含む溶液を通液させることによって、試料と実施の形態の担体に担持された実施の形態のペプチドとを接触させ、実施の形態の複合体を得ることが可能である。ペプチドカラムと試料との接触時間は、試料中のエクソソームと実施の形態の担体に担持された実施の形態のペプチドとが実施の形態の複合体を形成するために十分な時間であることが好ましい。上記時間は、試料を含む溶液の通液速度、または、当該溶液を添加してから通過を開始するまでの時間等を調整することによって、適宜設定できる。 In addition, in contacting the sample containing exosomes with the peptide of the embodiment supported on the carrier of the embodiment, for example, the peptide of the embodiment supported on a columnar or cylindrical container (column) may be used. It is also possible to use a column prepared by packing a carrier (referred to herein as a "peptide column"). By passing a solution containing a sample through the peptide column, the sample and the peptide of the embodiment supported on the carrier of the embodiment can be brought into contact to obtain the complex of the embodiment. The contact time between the peptide column and the sample is preferably a sufficient time for the exosomes in the sample and the peptide of the embodiment supported on the carrier of the embodiment to form the complex of the embodiment. . The above-mentioned time can be set as appropriate by adjusting the flow rate of the solution containing the sample, the time from the addition of the solution to the start of passage, etc.

上記担体カラムまたは上記ペプチドカラムに試料溶液を通液させるための物理的方法は従来公知の方法を用いることが可能である。例えば、以下(1)~(3)の方法が挙げられる。 A conventionally known physical method can be used for passing the sample solution through the carrier column or the peptide column. Examples include methods (1) to (3) below.

(1)鉛直方向に載置された担体カラム(またはペプチドカラム)上に、上記試料溶液を添加し、重力によって担体カラム(またはペプチドカラム)内に上記試料溶液を通液させる方法である。 (1) This is a method in which the sample solution is added onto a vertically placed carrier column (or peptide column), and the sample solution is allowed to flow through the carrier column (or peptide column) by gravity.

(2)担体カラム(またはペプチドカラム)の一方に上記試料溶液を添加し、試料溶液を添加した方向から加圧するか、または、試料溶液を添加した方向とは逆の方向から吸引することによって、担体カラム(またはペプチドカラム)内に上記試料溶液を通液させる方法である。 (2) By adding the above sample solution to one side of the carrier column (or peptide column) and applying pressure from the direction in which the sample solution was added, or by suctioning from the direction opposite to the direction in which the sample solution was added, This is a method in which the sample solution is passed through a carrier column (or peptide column).

(3)担体カラム(またはペプチドカラム)の一方に試料溶液を添加した後、当該担体カラム(またはペプチドカラム)を遠心チューブ内に装填し、当該遠心チューブを遠心分離することによって、担体カラム(またはペプチドカラム)内に上記試料溶液を通液させる方法である。なお、上記(3)の方法は、いわゆる従来公知のスピンカラムを用いた方法である。(3)の場合は、遠心後、乾燥を防ぐため、速やかに次工程へ進むことが望ましい。 (3) After adding the sample solution to one of the carrier columns (or peptide columns), load the carrier column (or peptide column) into a centrifuge tube, and centrifuge the centrifuge tube. This is a method in which the sample solution is passed through a peptide column. Note that the method (3) above is a method using a so-called conventionally known spin column. In the case of (3), it is desirable to proceed to the next step immediately after centrifugation to prevent drying.

(解離工程)
実施の形態の回収方法に含まれる解離工程(以下、適宜「実施の形態の解離工程」という。)は、上記複合体形成工程によって得られた実施の形態の複合体と、金属陽イオンを含む実施の形態の解離バッファーとを接触させて、実施の形態の複合体からエクソソームを解離させる工程である。
(Dissociation step)
The dissociation step included in the recovery method of the embodiment (hereinafter referred to as "dissociation step of the embodiment" as appropriate) includes the complex of the embodiment obtained by the above complex formation step and a metal cation. This is a step of dissociating exosomes from the complex of the embodiment by contacting the dissociation buffer of the embodiment.

実施の形態の複合体と実施の形態の解離バッファーとを接触させる方法としては、実施の形態の複合体からエクソソームを解離させるような条件下で行なわれるものであれば、その他の方法は限定されない。例えば、実施の形態の複合体を含む容器に実施の形態の解離バッファーを添加し、混合させる方法が挙げられる。実施の形態の複合体と実施の形態の解離バッファーとの接触時間は、複合体からエクソソームが解離するために十分な時間であれば特に限定されるものではない。実施の形態の複合体と実施の形態の解離バッファーとの接触によって、エクソソームは実施の形態の複合体から解離され、当該解離バッファーへ移動する。そして、当該解離バッファーと実施の形態の担体とを分離し当該解離バッファーを回収することにより、エクソソームを回収することができる。 The method of bringing the complex of the embodiment into contact with the dissociation buffer of the embodiment is not limited to any other method as long as it is carried out under conditions that dissociate the exosome from the complex of the embodiment. . For example, a method may be mentioned in which the dissociation buffer of the embodiment is added to a container containing the complex of the embodiment and mixed. The contact time between the complex of the embodiment and the dissociation buffer of the embodiment is not particularly limited as long as it is sufficient time for exosomes to dissociate from the complex. By contacting the complex of the embodiment with the dissociation buffer of the embodiment, the exosomes are dissociated from the complex of the embodiment and migrate to the dissociation buffer. Then, the exosomes can be recovered by separating the dissociation buffer and the carrier of the embodiment and recovering the dissociation buffer.

実施の形態の解離工程において、実施の形態のペプチドは、実施の形態の担体に結合されたままでいてもよく、実施の形態の担体から解離されていてもよい。また、上記分離の後、回収された解離バッファー中に実施の形態のペプチドが含まれていてもよい。エクソソームをより純度高く回収する観点から、実施の形態の解離工程において実施の形態のペプチドは実施の形態の担体に結合されたままでいることが好ましく、上記分離の後、回収された解離バッファー中に実施の形態のペプチドが含まれていないことが好ましい。 In the dissociation step of the embodiment, the peptide of the embodiment may remain bound to the carrier of the embodiment or may be dissociated from the carrier of the embodiment. Furthermore, after the above separation, the peptide of the embodiment may be contained in the dissociation buffer recovered. From the viewpoint of recovering exosomes with higher purity, it is preferable that the peptide of the embodiment remains bound to the carrier of the embodiment in the dissociation step of the embodiment, and after the above separation, the peptide of the embodiment is added to the dissociation buffer recovered. Preferably, the peptide of the embodiment is not included.

また、複合体形成工程においてカラムが使用された場合には、複合体形成工程において実施の形態の複合体が形成されたカラムに、実施の形態の解離バッファーを通液させることによって、実施の形態の複合体と実施の形態の解離バッファーとを接触させることが可能である。カラムへ実施の形態の解離バッファーを通液させるための物理的方法としては、(複合体形成工程)の項に記載した(1)~(3)の方法が挙げられる。カラムと実施の形態の解離バッファーとを接触させた場合には、エクソソームは複合体から解離され当該解離バッファーへ移動する。従って、カラム通液後の解離バッファーを回収することによって、エクソソームを回収することができる。 Further, when a column is used in the complex formation step, the dissociation buffer of the embodiment can be passed through the column on which the complex of the embodiment has been formed in the complex formation step. It is possible to contact the complex with the dissociation buffer of the embodiment. Physical methods for passing the dissociation buffer of the embodiment through the column include methods (1) to (3) described in the section (complex formation step). When the column and the dissociation buffer of the embodiment are brought into contact, the exosomes are dissociated from the complex and migrate to the dissociation buffer. Therefore, exosomes can be recovered by recovering the dissociation buffer after passing through the column.

実施の形態の回収方法は、上述した複合体形成工程および解離工程以外の工程が含まれていてもよい。その他の工程としては、例えば洗浄工程、および回収工程が挙げられる。 The recovery method of the embodiment may include steps other than the above-described complex formation step and dissociation step. Other steps include, for example, a washing step and a recovery step.

(回収工程)
回収工程は、複合体形成工程と解離工程との間に設けられ、複合体形成工程によって得られた実施の形態の複合体を回収する工程である。回収工程は、複合体形成工程および担体等に応じて従来公知の方法が適宜採用され得る。
(Collection process)
The recovery step is provided between the complex formation step and the dissociation step, and is a step of recovering the complex of the embodiment obtained by the complex formation step. In the recovery step, a conventionally known method may be appropriately adopted depending on the complex formation step, carrier, and the like.

担体が、〔1-1.材料〕の(担体)の項で説明したような構造物である場合には、遠心分離によって実施の形態の複合体含む担体を回収することができる。例えば、遠心を行なうことによって、実施の形態の複合体を含む担体を回収することが可能である。 The carrier is [1-1. In the case of a structure as explained in the section of (Carrier) in [Materials], the carrier containing the composite of the embodiment can be recovered by centrifugation. For example, by performing centrifugation, it is possible to recover the carrier containing the complex of the embodiment.

また、担体が、磁性粒子である場合には、従来公知のマグネティックスタンド等の磁性体を用いて外部から磁力を与えることによって、担体を容易に回収することができる。担体が磁性粒子であり、磁性体を用いて回収する場合には、遠心の方法と比較して、以下の(1)および(2)の利点を有する:(1)磁性粒子である担体は、磁性体に引き寄せられているため、上清をほぼ完全に取り除くことが可能であり、得られるエクソソームの純度が高くなること;(2)上清を取り除く際に、磁性粒子を一緒に取り除いてしまう虞が小さくなり、得られるエクソソームの損失を防ぐことができること(エクソソームの回収率を向上することができる)。 Further, when the carrier is a magnetic particle, the carrier can be easily recovered by applying magnetic force from the outside using a magnetic material such as a conventionally known magnetic stand. When the carrier is a magnetic particle and is recovered using a magnetic material, it has the following advantages (1) and (2) compared to the centrifugation method: (1) The carrier is a magnetic particle, Because they are attracted to the magnetic material, it is possible to remove the supernatant almost completely, increasing the purity of the resulting exosomes; (2) When removing the supernatant, magnetic particles are also removed. It is possible to reduce the risk and prevent the loss of the obtained exosomes (the recovery rate of exosomes can be improved).

なお、実施の形態の複合体形成工程において、担体カラムまたはペプチドカラムが用いられる場合には、実施の形態の複合体を含む担体はカラム内に留まることとなる。このため、上述の回収工程は必要とされる。 Note that when a carrier column or a peptide column is used in the complex formation step of the embodiment, the carrier containing the complex of the embodiment remains in the column. For this reason, the above-mentioned recovery step is required.

(洗浄工程)
実施の形態の回収方法には、解離工程の前に、さらに洗浄工程が含まれていることが好ましい。洗浄工程は、回収された実施の形態の複合体、または、カラム中の実施の形態の複合体を、適当な洗浄液を用いて、適当な回数洗浄する工程である。洗浄工程は、当該複合体が解離しない条件下で行なわれるものであれば、使用される洗浄液の種類および洗浄回数等は特に限定されない。
(Washing process)
Preferably, the recovery method of the embodiment further includes a washing step before the dissociation step. The washing step is a step of washing the recovered complex of the embodiment or the complex of the embodiment in the column an appropriate number of times using an appropriate washing solution. As long as the washing step is carried out under conditions that do not dissociate the complex, the type of washing liquid used, the number of washings, etc. are not particularly limited.

洗浄工程で使用される洗浄液としては、例えば、生理食塩水またはリン酸緩衝生理食塩水(Phosphatebufferedsaline、PBS)が挙げられる。 Examples of the washing solution used in the washing step include physiological saline or phosphate buffered saline (PBS).

実施の形態の一実施形態が回収工程を含む場合には、洗浄工程としては、以下のような方法が挙げられる。(1)回収された実施の形態の複合体を含む担体を上記洗浄液と混合することによって、担体を当該洗浄液に再懸濁する。(2)再度、実施の形態の複合体を含む担体を回収する(すなわち、実施の形態の複合体を含む担体と洗浄液とを分離する)。 When one embodiment of the embodiment includes a recovery step, examples of the washing step include the following methods. (1) By mixing the recovered carrier containing the complex of the embodiment with the above-mentioned washing solution, the carrier is resuspended in the washing solution. (2) Collect the carrier containing the complex of the embodiment again (that is, separate the carrier containing the complex of the embodiment from the washing liquid).

また実施の形態の複合体形成工程において、担体カラムまたはペプチドカラムが用いた場合には、実施の形態の複合体が形成された後のカラムに対して上記洗浄液を適当量通液すればよい。 Further, in the complex forming step of the embodiment, when a carrier column or a peptide column is used, an appropriate amount of the above-mentioned washing liquid may be passed through the column after the complex of the embodiment is formed.

〔2.エクソソームの回収キット〕
実施の形態の一実施形態に係るエクソソームの回収キット(以下、適宜「実施の形態のキット」という)は、上述した実施の形態の回収方法を行なうためのキットであって、上述した実施の形態のペプチド、実施の形態の担体、および実施の形態の解離バッファー、を含む。よって、キットの構成の説明については、〔1.エクソソームの回収方法〕の説明が援用可能である。
[2. Exosome recovery kit]
An exosome collection kit according to one embodiment (hereinafter referred to as "kit of embodiment" as appropriate) is a kit for carrying out the collection method of the embodiment described above, and is a kit for performing the collection method of the embodiment described above. , a carrier according to an embodiment, and a dissociation buffer according to an embodiment. Therefore, regarding the explanation of the configuration of the kit, please refer to [1. Exosome collection method] can be referred to.

実施の形態のキットに含まれる実施の形態のペプチドおよび実施の形態の担体は、実施の形態のペプチドが実施の形態の担体に予め担持された状態で実施の形態のキットに含まれていてもよいし、それぞれが別体として含まれていてもよい。 The peptide of the embodiment and the carrier of the embodiment contained in the kit of the embodiment may be included in the kit of the embodiment in a state in which the peptide of the embodiment is pre-supported on the carrier of the embodiment. Alternatively, each may be included separately.

また、実施の形態のキットには、磁性粒子、ポリオルニチンが固定化された磁性粒子、およびマグネティックスタンド等の磁性体、ならびにビオチン等が含まれていてもよい。
また実施の形態のキットには、上記の構成の他に、特定の材料を内包する容器(例えば、ボトル、プレート、チューブ、ディッシュ、カラム等)が含まれていてもよい。実施の形態のキットは、希釈剤、溶媒、洗浄液またはその他の試薬を内包した容器を備え得る。実施の形態のキットの説明において使用される用語「備えた(備えている)」は、キットを構成する個々の容器のいずれかの中に内包されている状態が意図され得る。
Further, the kit of the embodiment may include magnetic particles, magnetic particles on which polyornithine is immobilized, magnetic substances such as a magnetic stand, biotin, and the like.
In addition to the above configuration, the kit of the embodiment may also include a container (for example, a bottle, plate, tube, dish, column, etc.) containing a specific material. Kits of embodiments may include containers containing diluents, solvents, wash solutions, or other reagents. The term "comprising" used in the description of the kit of the embodiment may mean that the kit is contained in any of the individual containers constituting the kit.

また。実施の形態のキットは、実施の形態の回収方法を実施するための説明書を備えていてもよい。さらに、エクソソームを含む試料からエクソソームを回収する、エクソソームの回収キットであって、ポリオルニチンを含むペプチドと、上記ペプチドが担持された担体とを、含むエクソソームの回収キットでもよい。この回収キットと、試料と、解離バッファーとを用いればよい。
実施の形態の一実施形態は、以下のような構成である。
[1]脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞を含む試料から脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞を回収する、脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法であって、
前記試料と、アミノ基を含む物質と、前記アミノ基を含む物質を担持可能な担体とを接触させるか、または、前記試料と、前記担体に担持された前記アミノ基を含む物質とを接触させることによって、前記脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞と前記担体に担持された前記アミノ基とが結合してなる複合体を形成させる複合体形成工程と、
前記複合体形成工程によって得られた前記複合体と、金属陽イオンを含む解離バッファー液とを接触させて、前記複合体から前記脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞を解離させる解離工程と、を含む脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法である。
[2]前記アミノ基を含む物質は、オルニチンを含むペプチドである[1]に記載の脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法を用いる。
[3]前記担体のメソ孔の孔径を制限することで、回収される前記脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の粒子径を制御する[1]又は[2]に記載の回収方法を用いる。
[4]前記担体は、シリカモノリスである[1]~[3]のいずれか1つに記載の脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法を用いる。
[5]前記解離バッファー液は、2価の金属イオンがマグネシウムを含む溶液である[1]~[4]の何れか1つに記載の脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法を用いる。
[6]前記解離バッファー液の濃度は、0.1~1.5Mである[1]~[5]のいずれか1つに記載の脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法を用いる。
[7][1]~[6]のいずれか1つに記載の脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法を行なうための脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収キットであって、
前記アミノ基を含む物質、前記担体、および前記解離バッファー、を含む、脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収キットを用いる。
[8]脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞を含む試料から脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞を回収する、脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収キットであって、
ポリオルニチンを含むペプチドと、前記ペプチドが担持された担体とを、含む脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収キットを用いる。
Also. The kit of the embodiment may include instructions for carrying out the recovery method of the embodiment. Furthermore, it may be an exosome collection kit for collecting exosomes from a sample containing exosomes, which includes a peptide containing polyornithine and a carrier on which the peptide is supported. This collection kit, sample, and dissociation buffer may be used.
One embodiment of the embodiment has the following configuration.
[1] Microparticles or cells covered with a lipid bilayer membrane to collect microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane from a sample containing microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane. A method for collecting external vesicles, the method comprising:
Bringing the sample into contact with a substance containing an amino group and a carrier capable of supporting the substance containing an amino group, or bringing the sample into contact with the substance containing the amino group supported on the carrier. a complex forming step in which a complex is formed by bonding the fine particles or extracellular vesicles covered with the lipid bilayer membrane to the amino group supported on the carrier;
The complex obtained by the complex formation step is brought into contact with a dissociation buffer solution containing metal cations to dissociate fine particles or extracellular vesicles covered with the lipid bilayer membrane from the complex. A method for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane includes a dissociation step.
[2] The substance containing an amino group is a peptide containing ornithine.The method for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane according to [1] is used.
[3] The particle size of the microparticles or extracellular vesicles covered with the lipid bilayer membrane to be collected is controlled by limiting the pore size of the mesopores of the carrier [1] or [2]. Use collection methods.
[4] The carrier is a silica monolith.The method for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane according to any one of [1] to [3] is used.
[5] The dissociation buffer solution is a solution containing magnesium as a divalent metal ion, and the microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane according to any one of [1] to [4]. Use the following collection method.
[6] The concentration of the dissociation buffer solution is 0.1 to 1.5 M. [1] to [5] above, in which microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane according to any one of [1] to [5] are Use collection methods.
[7] Microparticles or cells covered with a lipid bilayer membrane for carrying out the method for recovering microparticles covered with a lipid bilayer membrane or extracellular vesicles according to any one of [1] to [6]. A kit for collecting external vesicles,
A kit for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane is used, which includes the substance containing the amino group, the carrier, and the dissociation buffer.
[8] Microparticles or cells covered with a lipid bilayer membrane to collect microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane from a sample containing microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane. A kit for collecting external vesicles,
A kit for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane containing a peptide containing polyornithine and a carrier on which the peptide is supported is used.

以下、実施例により実施の形態の一実施形態を更に詳細に説明するが、実施の形態はかかる実施例のみに限定されるものではない。
<実施例A>
ペプチドが担持されたカラム(修飾体固定化カラム)を作製した。担体としては、シリカモノリスを用いた。
Hereinafter, one embodiment of the embodiment will be described in more detail with reference to Examples, but the embodiments are not limited to these Examples.
<Example A>
A peptide-supported column (modifier-immobilized column) was prepared. Silica monolith was used as the carrier.

シリカモノリス体(3mmID×長さ50mm)は、マクロ孔サイズ1μm、メソ孔サイズ11nm、表面積340m/gを用いた。シリカモノリス体の表面に正電荷を加えるために、ソースとしてトリメチルアンモニウム基を選択した。シリカモノリス体の表面にトリメチルアンモニウム基を組み込むために、アクリルアミドとシロキサンの2つの異なる官能基修飾方法によって同じ官能基(トリメチルアンモニウム基)を修飾したシリカモノリス体を用いたカラム(以下「トリメチルアンモニウム基修飾カラム」ともいう。)を用いた。 The silica monolith body (3 mm ID x 50 mm length) used had a macropore size of 1 μm, a mesopore size of 11 nm, and a surface area of 340 m 2 /g. Trimethylammonium groups were chosen as the source to add positive charges to the surface of the silica monolith. In order to incorporate trimethylammonium groups onto the surface of the silica monolith, we used a column (hereinafter referred to as "trimethylammonium group") using a silica monolith modified with the same functional group (trimethylammonium group) using two different functional group modification methods: acrylamide and siloxane. (Also referred to as "modified column.") was used.

シリカモノリス体の表面修飾は以下のように行った。実施例として、シリカモノリス体の表面を、トリメチルアンモニウム基を有するアクリルアミドモノマーを重合させてアクリルアミドで被覆し、陰イオン交換基を導入した、ポリマー被覆型シリカモノリス体を用いたカラム(以下「アクリルアミド被覆カラム」ともいう。)を使用した。トルエン下でメタクリロイルクロリドの溶液を滴下添加し、トルエン中で3-アミノプロピルトリエトキシシランとトリエチルアミンを0℃にて0.5時間以上に攪拌して調製されたN-(3-トリエトキシシリルプロピル)メタクリルアミドでシランを調製し、シリカモノリス体を、窒素雰囲気下にて80℃、12時間、シラン、ピリジン、トルエン1:1:1混合物と反応させ、得られたリンカーで修飾されたシリカモノリス体をトルエンとメタノールで洗浄した。次いで、リンカーで修飾されたシリカモノリス体に、ポリオルニチン(実施例A4)、ポリリジン(実施例A2)、アミノシラン(実施例A1)、ポリアリルアミン(実施例A3)の各溶液を反応させ、ポリオルニチン、ポリリジン、アミノシラン、ポリアリルアミンの各修飾体で修飾されたシリカモノリス体を得た。 Surface modification of the silica monolith body was performed as follows. As an example, a column using a polymer-coated silica monolith (hereinafter referred to as "acrylamide-coated") in which the surface of the silica monolith was coated with acrylamide by polymerizing an acrylamide monomer having a trimethylammonium group and an anion exchange group was introduced. ) was used. N-(3-triethoxysilylpropyl) prepared by dropwise addition of a solution of methacryloyl chloride in toluene and stirring 3-aminopropyltriethoxysilane and triethylamine in toluene at 0 °C for over 0.5 h. ) Preparing silane with methacrylamide, reacting the silica monolith with a 1:1:1 mixture of silane, pyridine, and toluene for 12 hours at 80°C under a nitrogen atmosphere to obtain a silica monolith modified with a linker. The body was washed with toluene and methanol. Next, the linker-modified silica monolith body was reacted with solutions of polyornithine (Example A4), polylysine (Example A2), aminosilane (Example A1), and polyallylamine (Example A3) to form polyornithine. A silica monolith modified with each of polylysine, aminosilane, and polyallylamine was obtained.

<試料>
HADSC-脂肪由来幹細胞(ロンザ社)をコーニング CellBIND表面ハイパーフラスコM(コーニング社)に播種、培地にはKBM ADSC-4(コージンバイオ社)を使用した。37℃、5% CO雰囲気下のインキュベーター内で培養し、50%以上コンフルエントになったら培養上清液を回収した。回収した培養上清液を、遠心機(工機ホールディングス、CF16RN)を用いて4℃で10000 ×g、30分間の条件で遠心し、上清を回収した。その後、マイレクスGP 0.22μm PES(メルクミリポア、SLGP033RS)に通して、培養上清液を得た。培養上清液(0.5mL)中のエクソソームを以下の方法で回収した。
<方法>
<Sample>
HADSC-adipose derived stem cells (Lonza) were seeded in Corning CellBIND surface hyper flask M (Corning), and KBM ADSC-4 (Kohjin Bio) was used as the medium. The cells were cultured in an incubator at 37° C. under a 5% CO 2 atmosphere, and the culture supernatant was collected when the cells reached 50% confluence or more. The collected culture supernatant was centrifuged using a centrifuge (Koki Holdings, CF16RN) at 4° C. and 10,000×g for 30 minutes, and the supernatant was collected. Thereafter, the culture supernatant was obtained by passing through Millex GP 0.22 μm PES (Merck Millipore, SLGP033RS). Exosomes in the culture supernatant (0.5 mL) were collected by the following method.
<Method>

(1)上記培養上清液(0.5mL)を、上記カラムを通過させた (1) The above culture supernatant (0.5 mL) was passed through the above column.

(2)カラム中の修飾体に、エクソソームを結合させた。すなわち、複合工程にて、エクソソームと修飾体(ペプチド)とカラムとを含む複合体が形成させた (2) Exosomes were bound to the modified product in the column. That is, in the compositing process, a complex containing an exosome, a modified product (peptide), and a column was formed.

(3)複合体を洗浄した:カラムに、超純水を0.5mL、カラムを通過させた (3) Washed the complex: 0.5 mL of ultrapure water was passed through the column.

(4)上記(3)の操作(洗浄)をさらに2回行ない、培養上清液中のエクソソームを複合体として含む、ポリオルニチン固定化カラムを回収した (4) The operation (washing) in (3) above was performed two more times to recover the polyornithine-immobilized column containing exosomes in the culture supernatant as a complex.

(5)解離バッファーをカラムに流し、複合体からエクソソームを分離した。解離バッファーは、MgClを用いた。 (5) A dissociation buffer was passed through the column to separate exosomes from the complex. MgCl2 was used as the dissociation buffer.

(6)解離バッファー液中のエクソソーム量をELISAで測定した (6) The amount of exosomes in the dissociation buffer was measured by ELISA

(7)CD9/CD63 Exosome ELISA Kit(コスモバイオ、EXH0102EL)とサンライズサーモRC-R(TECAN、551-40081)を用いて、添付の標準プロトコルに従ってエクソソーム量を測定した
<結果>
結果を表1、図2に示す。実施例A4のポリオルニチンは、他の実施例A1~A3と比較して、予想外に4倍以上のエクソソームを回収できた。ポリリジンやポリオルニチンといったアミノ酸重合体は、カラム担体上の正電荷を増やし、脂質二重膜などが接着できる。ポリオルニチンは、ポリリジンよりも、分子量が小さく、疎水性が低い。そのため、ポリオルニチンはより帯電し易く、疎水性が低いため、より吸着しやすい条件を導き出したと考えられる。
(7) The amount of exosomes was measured using the CD9/CD63 Exosome ELISA Kit (Cosmo Bio, EXH0102EL) and Sunrise Thermo RC-R (TECAN, 551-40081) according to the attached standard protocol <Results>
The results are shown in Table 1 and Figure 2. Using the polyornithine of Example A4, it was unexpectedly possible to recover four times more exosomes than in other Examples A1 to A3. Amino acid polymers such as polylysine and polyornithine increase the positive charge on the column carrier, allowing lipid bilayer membranes to adhere. Polyornithine has a lower molecular weight and lower hydrophobicity than polylysine. Therefore, since polyornithine is more easily charged and has lower hydrophobicity, it is thought that conditions were derived that make it easier to adsorb.

担体として、シリカモノリスが好ましい。なぜなら、ポリマーを容易に固定可能なためである。 Silica monolith is preferred as carrier. This is because the polymer can be easily fixed.

Figure 2023149346000002
<実施例B>
実施例A4の条件で、シリカモノリスのメソ穴径を変えて、回収されたエクソソームの粒子径、量を測定した。説明しない事項は、実施例A、A4と同様である。
エクソソームの粒子径の測定には、粒子径分布測定機(Lightsizer:アントンパール製、レーザー回析・散乱法、体積基準で平均値)もしくは透過型電子顕微鏡(JEM1230R:日本電子製、1%酢酸ウラニルで試料をネガティブ染色)を用いた。
メソ穴径の測定は、細孔分布測定装置(水銀圧入法あるいは窒素吸着法)を用いた。
条件と結果を表2、図3、4に示す。メソ孔径により、回収できるエクソソームの径、量が異なることがわかる。
図3より、必要な径のエクソソームを得るために、メソ孔を設定できる。たとえば、140nm径のエクソソームを得るには、10nm前後のメソ孔径(A領域)を使用する。105nm径のエクソソームを得るには、300nm前後のメソ孔径(C領域)を使用する。170~180nm径のエクソソームを得るには、20~200nmのメソ孔径(B領域)を使用する。
担体のメソ孔径を制限することで回収されるエクソソームの粒子径を制御することができる。
これにより得られる所望の粒子径のエクソソームは、ドラッグデリバリーシステム(Drug Delivery System:DDS)で有効に使用され得る。
図4より、エクソソームをより多く回収するには、メソ孔径が、30~200nmのシリカモノリスの担体を使用するのが好ましい。
また、図3,4より、メソ孔径30~200nmの担体を用いると、エクソソームの回収率が高く、エクソソームの粒子径も一定のものが得られる。
Figure 2023149346000003
<実施例C>
実施例A4の条件で、洗浄液をNaClとして、その濃度を変えて、回収されたエクソソームの粒子径を測定した。説明しない事項は、実施例A、A4と同様である。
条件と結果を表3、図5に示す。
洗浄液の濃度は、0.1~1.5Mがよい。1.6M~16Mもよい。0.1~0.9Mが好ましい。洗浄液としてNaClを用いたが、他の洗浄液でも同様の濃度がよい。
Figure 2023149346000004
<実施例D>
実施例A4の条件で、解離バッファー液をMgSO、NaSOとして、回収されたエクソソームの量を測定した。説明しない事項は、実施例A4と同様である。
条件と結果を表4、図6に示す。
2価の金属イオンを含むMgSOは、1価金属イオンを含むNaSOより、2倍近い量のエクソソームを回収できた。これは、多価の陽イオンのほうがカラムに修飾されたイオン交換基に対する親和性が強いためと思われる。2価の金属イオンを含む酸性溶液なら同様に効果がある。
Figure 2023149346000005
(全体として)
カラムは、シリカモノリス以外のビーズや多孔質体でもよい。
なお、脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞は、細胞から放出される核を持たない(複製できない)脂質二重膜で囲まれた粒子である。脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞は産生機構の違いから(1)エクソソーム、(2)μベシクル、(3)アポトーシス小胞に分類されている。上記では、エクソソームだけでなく、(2)~(3)に同様に適用できる。つまり、脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞に適用できる。
Figure 2023149346000002
<Example B>
Under the conditions of Example A4, the mesopore diameter of the silica monolith was changed and the particle diameter and amount of recovered exosomes were measured. Items not explained are the same as in Examples A and A4.
To measure the particle size of exosomes, use a particle size distribution analyzer (Lightsizer: made by Anton Paar, laser diffraction/scattering method, average value on a volume basis) or a transmission electron microscope (JEM1230R: made by JEOL, 1% uranyl acetate). Negative staining of the sample) was used.
The mesopore diameter was measured using a pore distribution measuring device (mercury intrusion method or nitrogen adsorption method).
The conditions and results are shown in Table 2 and Figures 3 and 4. It can be seen that the diameter and amount of exosomes that can be recovered differ depending on the mesopore diameter.
From FIG. 3, mesopores can be set in order to obtain exosomes with a required diameter. For example, to obtain exosomes with a diameter of 140 nm, a mesopore diameter (region A) of around 10 nm is used. To obtain exosomes with a diameter of 105 nm, use a mesopore diameter (region C) of around 300 nm. To obtain exosomes with a diameter of 170-180 nm, use a mesopore size of 20-200 nm (region B).
By limiting the mesopore size of the carrier, the particle size of the recovered exosomes can be controlled.
Exosomes with a desired particle size obtained thereby can be effectively used in a drug delivery system (DDS).
From FIG. 4, in order to recover more exosomes, it is preferable to use a silica monolith carrier with a mesopore diameter of 30 to 200 nm.
Furthermore, from FIGS. 3 and 4, when a carrier with a mesopore diameter of 30 to 200 nm is used, the recovery rate of exosomes is high and the particle size of exosomes is also constant.
Figure 2023149346000003
<Example C>
The particle size of the recovered exosomes was measured under the conditions of Example A4, using NaCl as the washing solution and varying its concentration. Items not explained are the same as in Examples A and A4.
The conditions and results are shown in Table 3 and FIG. 5.
The concentration of the cleaning solution is preferably 0.1 to 1.5M. 1.6M to 16M is also good. 0.1 to 0.9M is preferred. Although NaCl was used as the cleaning solution, other cleaning solutions with similar concentrations are also suitable.
Figure 2023149346000004
<Example D>
The amount of recovered exosomes was measured under the conditions of Example A4, using MgSO 4 and Na 2 SO 4 as the dissociation buffer. Items not explained are the same as in Example A4.
The conditions and results are shown in Table 4 and FIG. 6.
MgSO 4 containing divalent metal ions was able to recover nearly twice as many exosomes as Na 2 SO 4 containing monovalent metal ions. This seems to be because polyvalent cations have a stronger affinity for the ion exchange groups modified on the column. Acidic solutions containing divalent metal ions are similarly effective.
Figure 2023149346000005
(as a whole)
The column may be beads or porous materials other than silica monolith.
Note that a microparticle or extracellular vesicle covered with a lipid bilayer membrane is a particle surrounded by a lipid bilayer membrane that does not have a nucleus (cannot replicate) and is released from a cell. Microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane are classified into (1) exosomes, (2) μ vesicles, and (3) apoptotic vesicles based on different production mechanisms. The above can be applied not only to exosomes but also to (2) to (3). That is, it can be applied to microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane.

実施の形態によると、簡便に、かつエクソソームの構造及び機能を損なわない状態(エクソソームの構造及び機能をほぼ損なわない状態)でエクソソームを回収することができる。したがって、実施の形態によると、エクソソームの内部に包含される物質の解析を簡便に、かつ、詳細に行なうことができるようになる。従って、実施の形態は、種々の技術分野、とりわけ、製薬および医療分野等において有用である。 According to the embodiment, exosomes can be recovered easily and in a state where the structure and function of the exosome are not impaired (state where the structure and function of the exosome are substantially unchanged). Therefore, according to the embodiment, it becomes possible to easily and precisely analyze substances contained inside exosomes. Therefore, the embodiments are useful in various technical fields, particularly in the pharmaceutical and medical fields.

1 スピンカラム
2 カラム
3 モノリス体

1 Spin column 2 Column 3 Monolith body

Claims (8)

脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞を含む試料から脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞を回収する、脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法であって、
前記試料と、アミノ基を含む物質と、前記アミノ基を含む物質を担持可能な担体とを接触させるか、または、前記試料と、前記担体に担持された前記アミノ基を含む物質とを接触させることによって、前記脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞と前記担体に担持された前記アミノ基とが結合してなる複合体を形成させる複合体形成工程と、
前記複合体形成工程によって得られた前記複合体と、金属陽イオンを含む解離バッファー液とを接触させて、前記複合体から前記脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞を解離させる解離工程と、を含む脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法。
Microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer are recovered from a sample containing microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer. A collection method,
Bringing the sample into contact with a substance containing an amino group and a carrier capable of supporting the substance containing an amino group, or bringing the sample into contact with the substance containing the amino group supported on the carrier. a complex forming step in which a complex is formed by bonding the fine particles or extracellular vesicles covered with the lipid bilayer membrane to the amino group supported on the carrier;
The complex obtained by the complex formation step is brought into contact with a dissociation buffer solution containing metal cations to dissociate fine particles or extracellular vesicles covered with the lipid bilayer membrane from the complex. A method for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane, comprising: a dissociation step.
前記アミノ基を含む物質は、オルニチンを含むペプチドである請求項1に記載の脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法。 2. The method for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane according to claim 1, wherein the substance containing an amino group is a peptide containing ornithine. 前記担体のメソ孔の孔径を制限することで、回収される前記脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の粒子径を制御する請求項1又は2に記載の回収方法。 3. The recovery method according to claim 1, wherein the particle size of the microparticles or extracellular vesicles covered with the lipid bilayer membrane to be recovered is controlled by limiting the pore size of the mesopores of the carrier. 前記担体は、シリカモノリスである請求項1~3のいずれか1項に記載の脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法。 The method for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane according to any one of claims 1 to 3, wherein the carrier is a silica monolith. 前記解離バッファー液は、2価の金属イオンがマグネシウムを含む溶液である請求項1~4の何れか1項に記載の脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法。 The method for collecting fine particles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane according to any one of claims 1 to 4, wherein the dissociation buffer solution is a solution containing magnesium as a divalent metal ion. 前記解離バッファー液の濃度は、0.1~1.5Mである請求項1~5のいずれか1項に記載の脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法。 The method for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane according to any one of claims 1 to 5, wherein the concentration of the dissociation buffer solution is 0.1 to 1.5M. 請求項1~6のいずれか1項に記載の脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収方法を行なうための脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収キットであって、
前記アミノ基を含む物質、前記担体、および前記解離バッファー、を含む、脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収キット。
Recovery of microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane for carrying out the method for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane according to any one of claims 1 to 6. It is a kit,
A kit for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane, comprising the substance containing the amino group, the carrier, and the dissociation buffer.
脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞を含む試料から脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞を回収する、脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収キットであって、
ポリオルニチンを含むペプチドと、前記ペプチドが担持された担体とを、含む脂質二重膜に覆われた微粒子又は細胞外小胞の回収キット。
Microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer are recovered from a sample containing microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer. A collection kit for
A kit for collecting microparticles or extracellular vesicles covered with a lipid bilayer membrane, which includes a peptide containing polyornithine and a carrier on which the peptide is supported.
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