JP2023150351A - Virus concentrator material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査対象液中のウイルスを濃縮することが可能なウイルス濃縮材、その製造方法、それを用いたウイルス濃縮キット、ウイルス検査キット、ウイルス濃縮方法及びウイルス検査方法に関する。 The present invention relates to a virus concentration material capable of concentrating viruses in a liquid to be tested, a method for manufacturing the same, a virus concentration kit using the same, a virus test kit, a virus concentration method, and a virus test method.
ウイルスによる感染症の診断及び治療を行うために、患者から検体を採取してウイルス検査が行われる。さらに、空気中、水中、土壌中などの自然環境や建築物屋内の空気中や硬質表面などの人工的環境に存在しているウイルスの検出もまた、ウイルスによる感染症の感染源の特定やウイルスによる感染症のリスクを予測する上で重要であり、この場合、各々の環境から採取したサンプルを用いたウイルス検査が行われる。感染の有無及びウイルスの存在の有無を判断可能なウイルス検査としては、検体からウイルスの遺伝子(核酸)を検出する遺伝子検査、検体からウイルスに特異的な抗体を用いてウイルスに特異的な蛋白質を検出する抗原検査等が挙げられる。 In order to diagnose and treat infectious diseases caused by viruses, samples are collected from patients and tested for viruses. Furthermore, the detection of viruses that exist in natural environments such as in the air, water, and soil, as well as in artificial environments such as indoor air and hard surfaces of buildings, is also useful for identifying the source of infection by viral infections and Virus testing is important in predicting the risk of infectious diseases caused by viruses, and in this case, virus testing is performed using samples collected from each environment. Viral tests that can determine the presence or absence of infection and the presence of viruses include genetic tests that detect virus genes (nucleic acids) from specimens, and virus-specific proteins that are detected from specimens using virus-specific antibodies. Examples include antigen tests for detection.
一方で、各検査方法は検出限界を有しており、当該検出限界以下の少量のウイルスは検出が困難となる。ウイルス検査の検出感度を高める方法として、検体中のウイルスを濃縮する試みがなされている。例えば、特許文献1には、表面に標的ウイルスに対する抗体を有するウイルス濃縮用材料が記載されている。
On the other hand, each testing method has a detection limit, and it becomes difficult to detect a small amount of virus below the detection limit. As a way to increase the detection sensitivity of virus tests, attempts have been made to concentrate viruses in specimens. For example,
近年、COVID-19等のウイルスによる感染症の拡大の防止が急務となっている。これに伴い、感染初期や無症状の患者の検体を含む多くの検体から、高い感度でウイルスを検出したいという要請が高まっている。このため、特許文献1に記載のウイルス濃縮用材料よりも高い濃縮率で、簡便かつ迅速にウイルスを濃縮し、ウイルスの検出感度を高めるための技術が望まれている。
In recent years, there has been an urgent need to prevent the spread of infectious diseases caused by viruses such as COVID-19. Along with this, there is a growing demand for highly sensitive virus detection from a large number of samples, including samples from early stages of infection and asymptomatic patients. Therefore, there is a need for a technology that can easily and quickly concentrate viruses at a higher concentration rate than the material for virus concentration described in
本発明は、ウイルスを簡便に濃縮し、検出感度を高めることが可能なウイルス濃縮材、その製造方法、それを用いたウイルス濃縮キット、ウイルス検査キット、ウイルス濃縮方法、及びウイルス検査方法の提供に関する。 The present invention relates to a virus concentration material that can easily concentrate viruses and increase detection sensitivity, a method for producing the same, a virus concentration kit, a virus test kit, a virus concentration method, and a virus test method using the same. .
本発明の一形態に係るウイルス濃縮材は、
α-セルロースを主成分とするセルロース膜と、
前記セルロース膜に固定された、標的ウイルスに対する抗体と、
を備える。
前記セルロース膜は、前記抗体によって前記標的ウイルスをそれぞれ吸着可能に構成された一対の吸着面を有する。
本発明の他の特徴は、特許請求の範囲及び以下の説明から明らかになるであろう。
The virus concentration material according to one embodiment of the present invention is
A cellulose membrane whose main component is α-cellulose,
an antibody against the target virus immobilized on the cellulose membrane;
Equipped with
The cellulose membrane has a pair of adsorption surfaces each configured to be able to adsorb the target virus using the antibody.
Other features of the invention will be apparent from the claims and the following description.
本発明のウイルス濃縮材等によれば、ウイルスを簡便に濃縮し、検出感度を高めることが可能である。 According to the virus concentration material of the present invention, it is possible to easily concentrate viruses and increase detection sensitivity.
本明細書において、数値の限界値や範囲が記載されている場合には、その端点を含む。また、数値的な限界又は範囲に含まれる全ての値及びサブレンジは、明示的に書き出す場合と同様に、具体的に記載しているものとする。
本明細書において、単数で記載されている名詞は、「1つ以上」の意味を包含するものとする。
本発明の多数の修正及び変形は、明らかに、以下の教示に照らして可能である。したがって、添付の特許請求の範囲の範囲内で、本発明は、本明細書に具体的に記載されている以外の方法で実施され得ることが理解される。
本明細書に記載の全ての特許文献及び参考文献は、長々と記載されている場合と同様に、この参照により本明細書に完全に組み込まれる。
In this specification, when numerical limits or ranges are described, the endpoints thereof are included. In addition, all values and subranges within a numerical limit or range shall be specifically stated, as if written out explicitly.
In this specification, nouns written in the singular shall include the meaning of "one or more."
Obviously, many modifications and variations of the present invention are possible in light of the following teachings. It is therefore understood that within the scope of the appended claims, the invention may be practiced otherwise than as specifically described herein.
All patent documents and references mentioned herein are fully incorporated by reference into this specification, as if set forth at length.
[ウイルス濃縮材]
本発明のウイルス濃縮材は、ウイルス検査のための検査対象液中の標的ウイルスを簡便に濃縮し、かつ、検出感度を高めることが可能な材料である。
本発明のウイルス検査は、抗原検査及び遺伝子検査を含む。抗原検査は、ウイルスの有するタンパク質あるいはタンパク質の断片を検出する検査である。遺伝子検査は、ウイルスの遺伝子(核酸)を検出する検査である。
なお、本明細書において、「ウイルス検査」を単に「検査」とも称する。
また、本明細書において、「標的ウイルス」を単に「ウイルス」とも称する。
本発明の「検査対象液」とは、ウイルス検査の対象となる液であり、検査対象から採取された液状の検体又は検体を含む液を意味する。「検査対象」は、ヒト(被験者)及び家畜等の生体の一部、並びに非生体であってもよい。非生体の検査対象は、ウイルスに汚染された可能性のあるものを広く含み、例えば、ドアノブ、机、便器、装置の操作盤、コンピュータに接続された入力装置、スイッチ、床、壁等の固体の人工物、下水、河川等の水、土壌、屋内又は屋外の空気等を含む。
本発明において「濃縮」とは、検査対象液からウイルス濃度のより高いウイルス含有液を生成するための操作であり、具体的には、本発明のウイルス濃縮材に検査対象液中のウイルスを集合及び吸着させる操作を含む。
本発明において、ウイルスの「吸着」とは、ウイルス及び/又はその断片を選択的に結合することを意味する。ウイルスの断片は、例えば、ウイルスのタンパク質を含む。
[Virus concentrate material]
The virus concentration material of the present invention is a material that can easily concentrate a target virus in a liquid to be tested for virus testing and can increase detection sensitivity.
The virus test of the present invention includes an antigen test and a genetic test. Antigen tests are tests that detect proteins or protein fragments possessed by viruses. Genetic testing is a test that detects viral genes (nucleic acids).
In addition, in this specification, a "virus test" is also simply called a "test."
Furthermore, in this specification, the "target virus" is also simply referred to as "virus."
The "liquid to be tested" in the present invention is a liquid to be tested for viruses, and refers to a liquid sample collected from a test subject or a liquid containing a sample. The "inspection object" may be a part of a living body such as a human (subject) or a domestic animal, or a non-living body. Non-living objects to be tested include a wide range of objects that may be contaminated with viruses, such as doorknobs, desks, toilets, equipment operation panels, input devices connected to computers, switches, solid objects such as floors, walls, etc. This includes artificial objects, sewage, river water, soil, indoor or outdoor air, etc.
In the present invention, "concentration" refers to an operation for producing a virus-containing liquid with a higher virus concentration from a liquid to be tested. Specifically, it is an operation to collect viruses in the liquid to be tested into the virus concentration material of the present invention. and adsorption operations.
In the present invention, "adsorption" of a virus means selectively binding the virus and/or its fragments. Viral fragments include, for example, viral proteins.
本発明のウイルス濃縮材は、例えば、ウイルス検査のための検査対象液と接触させてウイルスを吸着させることができる。ウイルス濃縮材と検査対象液との接触方法は、特に限定されない。例えば、ウイルス濃縮材は、検査対象液に浸漬されてもよく、浸漬された状態で振とうされてもよい。あるいは、ウイルス濃縮材は、検査対象液をフィルトレーションするためのフィルタとして用いられてもよい。また、検査対象液が付着した検出対象をウイルス濃縮材で拭うことで、検査対象液中の標的ウイルスを濃縮してもよい。本発明に係る具体的な濃縮方法については、後述する。
ウイルス濃縮材を検査対象液と接触させた後、ウイルス濃縮材が回収される。回収されたウイルス濃縮材には、後述する構成により、多くのウイルスが吸着され得る。このウイルス濃縮材からウイルスを回収することで、濃度の高いウイルス含有液を得ることができ、ウイルス検査における検出感度を高めることができる。
For example, the virus concentration material of the present invention can be brought into contact with a liquid to be tested for virus testing to adsorb viruses. The method of contact between the virus concentration material and the liquid to be tested is not particularly limited. For example, the virus concentration material may be immersed in the liquid to be tested, or may be shaken while being immersed. Alternatively, the virus concentration material may be used as a filter for filtering the liquid to be tested. Alternatively, the target virus in the test liquid may be concentrated by wiping the detection target to which the test liquid has adhered with a virus concentrating material. A specific concentration method according to the present invention will be described later.
After contacting the virus concentration material with the liquid to be tested, the virus concentration material is collected. Many viruses can be adsorbed to the collected virus concentration material by the configuration described below. By collecting viruses from this virus concentration material, a highly concentrated virus-containing liquid can be obtained, and detection sensitivity in virus testing can be increased.
本発明の一実施形態において、ウイルス濃縮材1は、セルロース膜2と、セルロース膜2に固定された抗体3と、を備える。この例は図1及び図2に模式的に示される。
なお、図2において、ハッチングはセルロース膜2の断面形状を模式的に示すものであり、繊維の配向性等を示すものではない。
In one embodiment of the present invention, the
Note that in FIG. 2, hatching schematically shows the cross-sectional shape of the
(セルロース膜)
セルロース膜2は、ウイルス濃縮材1の基材である。セルロース膜2は、α-セルロースを主成分とする。
「セルロース膜2がα-セルロースを主成分とする」とは、セルロース膜2全体の質量を100質量%とした際に、セルロース膜2が50質量%以上のα-セルロースを含んでいることをいう。セルロース膜2のα-セルロースの含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上である。セルロース膜2のα-セルロースの含有量を高めることにより、α-セルロースの化学的修飾等の工程を省略でき、製造効率を高めることができる。さらに、セルロース膜2の組成をシンプルにすることで、セルロース膜2の製造コストを削減することができる。また、後述する実施例で示すように、このようなα-セルロースの含有量が高いセルロース膜2は、抗体3を安定して固定することができ、高い濃縮率を得ることができる。
(cellulose membrane)
The
"The
図1に例示するように、セルロース膜2は、繊維Fを含んでいることが好ましい。さらに、セルロース膜2は、繊維Fの集合体であって、膜状に成形されたものであることが好ましい。
繊維Fは、α-セルロースを主成分とする繊維であることが好ましい。α-セルロースを主成分とする繊維とは、繊維F全体の質量を100質量%とした際に、50質量%以上のα-セルロースを含んでいる繊維をいう。繊維Fのα-セルロースの含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上である。
なお、図1に示す例では、抗体3は、繊維Fの表面に固定されている。
As illustrated in FIG. 1, the
The fibers F are preferably fibers containing α-cellulose as a main component. Fibers containing α-cellulose as a main component refer to fibers containing 50% by mass or more of α-cellulose when the mass of the entire fiber F is 100% by mass. The content of α-cellulose in fiber F is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more.
Note that in the example shown in FIG. 1, the
濃縮率を高める観点から、セルロース膜2の繊維Fのメジアン繊維径は、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下である。これにより、セルロース膜2の比表面積を高め、セルロース膜2に多くの抗体3を固定することができる。したがって、ウイルス濃縮材1の濃縮性能を高めることができる。
また、セルロース膜2の強度を高め、セルロース膜2の構造を維持する観点から、セルロース膜2の繊維Fのメジアン繊維径は、好ましくは10μm以上、好ましくは20μm以上である。
本発明の「繊維径」とは、円相当直径を意味する。繊維の繊維径は、例えば走査型電子顕微鏡(SEM)の観察による二次元画像から繊維の塊、繊維の交差部分といった欠陥を除いた繊維を任意に500本選び出し、繊維の長手方向に直交する線を引いたときの長さを繊維径として直接読み取ることで測定することができる。測定した500本の繊維径の分布からメジアン繊維径を求めることができる。
From the viewpoint of increasing the concentration rate, the median fiber diameter of the fibers F of the
Moreover, from the viewpoint of increasing the strength of the
The "fiber diameter" in the present invention means a circular equivalent diameter. The fiber diameter of the fibers can be determined by arbitrarily selecting 500 fibers from a two-dimensional image obtained by scanning electron microscopy (SEM), excluding defects such as fiber clumps and fiber intersections, and measuring the fiber diameter by a line perpendicular to the longitudinal direction of the fibers. It can be measured by directly reading the length when the fiber diameter is pulled. The median fiber diameter can be determined from the distribution of the 500 measured fiber diameters.
濃縮率を高める観点から、セルロース膜2は、抗体3によってウイルスをそれぞれ吸着可能に構成された、一対の吸着面2sを有する。例えば、抗体3は、一対の吸着面2sを構成する繊維Fの表面に少なくとも固定されている。セルロース膜2の両面を吸着面2sとすることで、ウイルスの吸着量を高めることができる。
なお、抗体3は、一対の吸着面2sを構成する繊維Fに加えて、セルロース膜2の内部の繊維Fにも固定されていることが好ましい。
また、ウイルス濃縮材1の基材を膜状に構成することで、1つのウイルス濃縮材1における吸着面2sを広く確保することができる。これにより、ウイルス濃縮材1の1枚あたりのウイルス吸着量を増加させることができ、1検体に対する濃縮処理を、1枚又は数枚のウイルス濃縮材1によって行うことができる。したがって、ウイルス濃縮時におけるウイルス濃縮材1の準備、及び濃縮後のウイルス濃縮材1の回収を、簡便に行うことができる。
セルロース膜2は、単層でも積層体でもよい。図2に示す例では、セルロース膜2が単層である例を示している。
From the viewpoint of increasing the concentration rate, the
Note that the
Further, by configuring the base material of the
The
一対の吸着面2sは、典型的には、同一の平面形状を有する。吸着面2sの平面形状は、円形、楕円形若しくはこれらに類する形状、多角形状若しくはこれに類する形状、又はその他の形状から選択される任意の平面形状を有する。セルロース膜2は、広げた状態で用いられてもよく、あるいは、折り曲げ等によって変形された状態で用いられてもよい。
濃縮を簡便に行う観点から、吸着面2sの平面形状は、円形であることが好ましい。これにより、平面視において、セルロース膜2の重心から周縁部までの寸法がほぼ一定となる。したがって、振とうやフィルタリングといった検査対象液からの圧力が加わるような場合でも、周縁部の意図しない形状変化を抑制することができる。さらに、吸着面2sの平面形状を円形とすることで、円筒状や円錐状の検査器具に適した形状となり、濃縮処理を効率よく行うことができる。
The pair of
From the viewpoint of convenient concentration, the planar shape of the
一対の吸着面2s各々の面積は、検査対象液の量や用いる器具の大きさに応じて適宜設定できる。0.5~2mL程度の少量の検査対象液に対して効率よく濃縮を行う観点から、当該面積は、好ましくは7mm2以上、より好ましくは19mm2以上、さらに好ましくは78.5mm2以上であり、好ましくは8000mm2以下、より好ましくは2000mm2以下、さらに好ましくは800mm2以下、さらに好ましくは300mm2以下である。上記範囲に設定することで、一対の吸着面2sの面積を十分に確保でき、十分な濃縮率を得ることができる。
また、一対の吸着面2sの平面形状が円形である場合における、これらの面の直径は、同様の観点から、好ましくは3mm以上、より好ましくは5mm以上であり、好ましくは50mm以下、より好ましくは30mm以下である。
The area of each of the pair of
Further, when the planar shape of the pair of
セルロース膜2は、取り扱い性を高める観点から、柔軟性を有することが好ましい。ここでいう「柔軟なセルロース膜」とは、人の手で容易に折り曲げることが可能な軟質なセルロース膜を言う。具体的に、「柔軟なセルロース膜」は、板紙と同等又はそれよりも剛度の低い膜であり、例えば、テーバー剛度(JIS P8125:2000)が30mN・m以下であることが好ましい。柔軟なセルロース膜の例としては、紙状のセルロース膜が挙げられ、より具体的には、後述するペーパーフィルタが挙げられる。
これにより、ピンセット等の器具でセルロース膜2の周縁を掴みやすくなり、複数のウイルス濃縮材1を含む包装体からの取り出しや、検査対象液からのウイルス濃縮材1の回収が容易になる。また、柔軟性を有する程度にセルロース膜2を薄く構成することで、体積に対して吸着面を広く確保することができ、濃縮率を高めることができる。また、セルロース膜2を薄く構成することで、検査対象液の全体に浸漬しやすくなり、十分な濃縮率を得ることができる。さらに、セルロース膜2を薄く構成することで、ウイルス濃縮材1の体積を低減することができ、保管に必要なスペースを削減することができる。
It is preferable that the
This makes it easier to grasp the periphery of the
一方で、セルロース膜2は、濃縮中の意図しない形状変化や破れを抑制するため、ある程度の強度を有していることが好ましい。薄さと強度のバランスの良いセルロース膜2を得る観点から、セルロース膜2の坪量は、好ましくは70g/m2以上、より好ましくは80/m2以上であり、好ましくは200g/m2以下、より好ましくは1500g/m2以下である。
なお、セルロース膜2の坪量は、以下のように測定する。
測定対象であるセルロース膜2を所定の大きさに切断し、測定用の小片を得る。それらの小片の重量を測定し、求めた重量を各小片の面積で除して小片の坪量を算出する。小片5個の坪量の平均値を、セルロース膜2の坪量とする。
On the other hand, it is preferable that the
Note that the basis weight of the
The
坪量と同様の観点から、セルロース膜2の厚みは、好ましくは0.15mm以上、より好ましくは0.16mm以上であり、好ましくは0.4mm以下、より好ましくは0.3mm以下である。
なお、セルロース膜2の厚みは、以下のように測定する。
3枚のセルロース膜2を、測定用サンプルとして準備する。レーザー変位計(オムロン株式会社製ZSLD80)を使用し、サンプル中の任意の3箇所の厚みを測定する。測定した全ての厚みの平均値をセルロース膜2の厚みとする。
From the same viewpoint as the basis weight, the thickness of the
Note that the thickness of the
Three
薄さと強度のバランスが良く、上記厚み及び坪量の範囲を満たし得る構成の例として、セルロース膜2は、紙状に構成されることが好ましい。紙状のセルロース膜2は、繊維Fを膠着させて製造されたものである。なお、検査対象液と接触させた際の破れや溶解を抑制する観点から、本明細書における「紙」は、トイレットペーパーのような水解紙を含まないものとする。
これにより、セルロース膜2に適度な柔軟性及び強度を付与できる。また、綿状などの構成と比較して薄いセルロース膜2を得ることができるため、保管のためのスペースを削減することができる。さらに、セルロース膜2が1枚ずつ取り出しやすくなり、使用の際の利便性を高めることができる。
As an example of a structure that has a good balance between thinness and strength and can satisfy the above thickness and basis weight ranges, the
Thereby, appropriate flexibility and strength can be imparted to the
濃縮率を高める観点から、セルロース膜2は、繊維Fを含んでいることに加えて、フィルタ状に構成されることが好ましい。
例えば、図1の拡大図に示すように、繊維F間に複数の孔Pが形成されることにより、セルロース膜2がフィルタ状に形成される。
これにより、セルロース膜2の孔Pに検査対象液が流入し、検査対象液の流れが生じることで、検査対象液中のウイルスと抗体3との接触機会を高めることができる。したがって、セルロース膜2へのウイルスの吸着量を増加させ、濃縮率を高めることができる。
さらに、孔Pに接する繊維Fに抗体3が固定されていることで、検査対象液が孔Pに流入した際に、ウイルスが抗体3に吸着されやすくなる。このような作用によってもセルロース膜2へのウイルスの吸着量を増加させることができる。
From the viewpoint of increasing the concentration rate, it is preferable that the
For example, as shown in the enlarged view of FIG. 1, by forming a plurality of holes P between fibers F, the
Thereby, the liquid to be tested flows into the pores P of the
Furthermore, since the
より具体的に、セルロース膜2は、例えばペーパーフィルタ(濾紙)として構成されることがより好ましい。これにより、フィルタ状でありつつも、上述の紙としての利点を活かすことができ、検査対象液との接触時に十分な強度を有するセルロース膜2を得ることができる。
さらに、セルロース膜2は、定性分析用の濾紙(定性濾紙)であることがより好ましい。これにより、後述する実施例で説明するように、十分な量の抗体3を固定することができ、高い濃縮率を得やすくなる。また、セルロース膜2を安価にかつ容易に作製することができ、製造コストを低減することができる。
More specifically, it is more preferable that the
Furthermore, it is more preferable that the
セルロース膜2がフィルタ状に構成される場合、セルロース膜2と検査対象液中のウイルスとの接触機会を増やす観点からは、孔径をある程度の大きさに設定することが好ましい。その一方で、繊維Fを密に配置することで、抗体3を固定するための繊維Fの表面積を増加させることができる。
このように、セルロース膜2の孔径と繊維Fの密度のバランスの良いセルロース膜2を得る観点から、セルロース膜2の保留粒子径(粒子保持能)は、好ましくは1μm以上、より好ましくは1.5μm以上、さらに好ましくは2μm以上であり、好ましくは50μm以下、より好ましくは40μm以下、さらに好ましくは30μm以下である。
保留粒子径は、JIS P 3801に規定された硫酸バリウム等の懸濁液を自然濾過したときの漏洩粒子径により求めた値であり、具体的には、保持効率が98%となる粒子径である。つまり、保留粒子径は、セルロース膜2の平均孔径を反映した値となる。後述する実施例で示すように、保留粒子径がウイルスの大きさと比較して非常に大きい場合でも、本発明では、抗体3によって十分な濃縮作用を得ることができる。
When the
As described above, from the viewpoint of obtaining a
The retention particle size is a value determined from the leakage particle size when a suspension of barium sulfate, etc. is naturally filtered as specified in JIS P 3801, and specifically, it is the particle size at which the retention efficiency is 98%. be. In other words, the retained particle diameter is a value that reflects the average pore diameter of the
保留粒子径と同様の観点から、セルロース膜2の濾水時間は、好ましくは20秒以上、より好ましくは30秒以上であり、好ましくは2000秒以下、より好ましくは1500秒以下である。
濾水時間は、JIS P 3801に記載の方法で測定される。具体的に、濾水時間は、ヘルツベルヒろ過速度試験器を使用し、10cm2のフィルタ面(例えばセルロース膜2では吸着面2s)において、20℃、100mlの蒸留水を0.98kPaの圧力によりろ過する時間である。つまり、濾水時間が長いと、水がセルロース膜2を透過しにくくなる。
濾水時間の下限値を上記のように設定することで、検査対象液がセルロース膜2を通過する時間が長くなり、検査対象液とセルロース膜2との接触機会を高めることができる。また、繊維Fを密に配置することができ、セルロース膜2上に十分な量の抗体3を固定することができる。濾水時間の上限値を上記のように設定することで、検査対象液がセルロース膜2を通過しやすくなる。
From the same viewpoint as the retained particle size, the drainage time of the
Drainage time is measured by the method described in JIS P 3801. Specifically, the filtration time is determined by filtering 100 ml of distilled water at 20°C and a pressure of 0.98 kPa on a 10 cm 2 filter surface (for example, 2 s of adsorption surface for cellulose membrane 2) using a Herzberg filtration rate tester. It's time to do it. In other words, if the drainage time is long, it becomes difficult for water to permeate through the
By setting the lower limit of the drainage time as described above, the time for the test liquid to pass through the
(抗体)
本発明の抗体3は、上述のように、セルロース膜2に固定され、例えば繊維Fの表面に固定される。
「抗体3がセルロース膜2に固定される」とは、ウイルス濃縮材1の保存及び流通時、及び検査対象液へのセルロース膜2の接触時に、多くの抗体3がセルロース膜2から脱離しないでセルロース膜2の表面に固定されている状態を意味する。ウイルス結合活性を有する多くの抗体3をセルロース膜2に固定する観点から、抗体3は、抗体3の分子とセルロース膜2に含まれる分子との親和性を利用してセルロース膜2に固定されることが好ましい。当該親和性を利用した抗体3とセルロース膜2との固定方法としては、例えば、共有結合、疎水結合、水素結合、静電結合、その他の分子間力(ファン・デル・ワールス力)による結合が挙げられる。
(antibody)
The
"
ウイルス濃縮材1によってウイルスの濃縮率を向上させる観点からは、多くの抗体3がセルロース膜2に固定されていることが好ましい。このような観点から、抗体3が固定されたセルロース膜2の1g当たりにおける抗体3の含有量は、好ましくは1mg以上、より好ましくは1.5mg以上、さらに好ましくは3mg以上である。また、セルロース膜2の表面における抗体3の密度を適切に制御し、抗体3のウイルスとの結合活性を確保する観点や製造コストの観点から、抗体3が固定されたセルロース膜2の1g当たりにおける抗体3の含有量は、好ましくは60mg以下、より好ましくは30mg以下、さらに好ましくは15mg以下である。
なお、「抗体3が固定されたセルロース膜2の1g当たりにおける抗体3の含有量」とは、抗体3及びそれが固定されたセルロース膜2全体の1g当たりにおける抗体3の含有量を意味するものとする。
抗体3の含有量は、以下のように測定することができる。セルロース膜2から抗体3を界面活性剤溶液等の公知のタンパク質溶出液で溶出し、溶出された抗体溶液中の抗体濃度を測定することで求めることができる。抗体濃度は、公知のタンパク質濃度測定法で求めることができるが、抗体特異的な測定法である、抗体測定用ELISAキットや電気泳動後にタンパク質染色液で染色後、抗体3のバンドの量を定量することで求めることが好ましい。
From the viewpoint of improving the virus concentration rate by the
In addition, "the content of
The content of
本発明の抗体3は、典型的には、標的ウイルスのタンパク質の一部と特異的に結合することが可能なCDRを含む構造ドメインを有する。CDR(Complementarity Determining Region;相補性決定領域)とは、配列可変な抗原認識部位又はランダム配列領域を含み、超可変領域とも言われる。CDRのアミノ酸配列等により、標的ウイルスへの結合性が制御される。
抗体3が認識可能なタンパク質としては、例えば、標的ウイルスのスパイクタンパク質(Sタンパク質)、ヌクレオチドタンパク質(Nタンパク質)、エンベロープタンパク質(Eタンパク質)、マトリックスタンパク質等が挙げられる。ウイルスそのものを吸着させるためには、抗体3は、ウイルスの表面に存在しているスパイクタンパク質に結合することが好ましく、スパイクタンパク質のS1タンパク質に結合することがより好ましい。
Examples of proteins that can be recognized by
抗体3は、具体的には、IgG抗体、重鎖抗体、及びフラグメント抗体から選ばれる1種又は2種以上であることが好ましい。
IgG抗体は、重鎖(VH)及び軽鎖(LH)からなり、重鎖及び軽鎖がそれぞれCDR1,CDR2,CDR3の3つのCDRを有する。
重鎖抗体は、重鎖のみからなり、CDR1,CDR2,CDR3の3つのCDRを有する。
フラグメント抗体は、酵素や遺伝子工学的な手法を用いて断片化された抗体であり、Fab、F(ab')2、Fv、VHH抗体等を含む。
特に、抗体3として重鎖抗体又はフラグメント抗体を用いることで、IgG抗体よりも抗体3の分子量を小さくことができ、より多くの抗体3をセルロース膜2の表面に固定することができる。したがって、セルロース膜2のウイルス吸着量が向上し、ウイルスの濃縮率がより確実に向上する。
Specifically, the
IgG antibodies consist of a heavy chain (VH) and a light chain (LH), and the heavy chain and light chain each have three CDRs, CDR1, CDR2, and CDR3.
A heavy chain antibody consists only of a heavy chain and has three CDRs: CDR1, CDR2, and CDR3.
Fragment antibodies are antibodies fragmented using enzymes or genetic engineering techniques, and include Fab, F(ab') 2 , Fv, VHH antibodies, and the like.
In particular, by using a heavy chain antibody or a fragment antibody as the
さらに、抗体3は、フラグメント抗体の中でもVHH抗体であることがより好ましい。VHH抗体は、重鎖抗体のフラグメント抗体であって、ラクダ科動物の血清中から見出されたシングルドメイン抗体である。VHH抗体は、CDR1,CDR2,CDR3の3つのCDRを含む構造ドメインを有する。当該構造ドメインにおいて、3つのCDRは、例えば、N末端側からCDR1、CDR2、CDR3の順で存在する。
また、IgG抗体等は動物培養細胞を用いて生産する必要があるが、VHH抗体は大腸菌や酵母で生産できる。また、VHH抗体は、遺伝子工学的に改変が容易であり、Hisタグ等のタグ(ペプチド)の導入が容易である。さらに、VHH抗体は、熱などに対しても耐性が高く、安定した結合活性を維持できる。これらの特徴から、抗体3としてVHH抗体を用いることで、安定した濃縮能を有するウイルス濃縮材1を高い生産性で得ることができる。
Furthermore,
Furthermore, while IgG antibodies and the like must be produced using cultured animal cells, VHH antibodies can be produced using E. coli or yeast. Further, VHH antibodies are easily modified by genetic engineering, and tags (peptides) such as His tags can be easily introduced therein. Furthermore, VHH antibodies have high resistance to heat and the like, and can maintain stable binding activity. From these characteristics, by using the VHH antibody as the
抗体3の標的ウイルスは、ヒト及び家畜への感染が報告されている病原性のウイルスであることが好ましく、特にウイルス検査の必要性が高い、コロナウイルス、インフルエンザウイルス、ノロウイルス、ロタウイルス、アデノウイルス、ヘルペスウイルス、レトロウイルス及びサポウイルスから選ばれる1種又は2種以上であることがより好ましい。
また、抗体3の標的ウイルスは、スパイクタンパク質を有するエンベロープウイルスであることが好ましい。エンベロープウイルスとしては、インフルエンザウイルス、ヘルペスウイルス、コロナウイルス、レトロウイルスなどが挙げられる。
The target virus of
Further, the target virus of
特に、本発明の標的ウイルスとなるエンベロープウイルスは、コロナウイルスに属するSARS-CoV-2であることがより好ましい。SARS-CoV-2は、急性呼吸器疾患(COVID-19)の原因となるウイルスである。本発明によって検査対象液中のSARS-CoV-2を簡便かつ高い濃縮率で濃縮することで、ウイルス検査におけるSARS-CoV-2の検出感度が向上する。これにより、感染初期の患者や無症状の患者に対してもCOVID-19が診断される可能性が高まる。さらに、後述するように、本発明では非常に迅速かつ簡便に標的ウイルスの濃縮が可能となり、検査効率が高められる。したがって、本発明により、SARS-CoV-2の感染防止策が適切に講じられ、COVID-19の拡大防止に貢献できる。 In particular, the enveloped virus that is the target virus of the present invention is preferably SARS-CoV-2, which belongs to the coronavirus. SARS-CoV-2 is the virus that causes acute respiratory disease (COVID-19). By concentrating SARS-CoV-2 in a liquid to be tested easily and at a high concentration rate according to the present invention, the detection sensitivity of SARS-CoV-2 in virus testing is improved. This increases the possibility that COVID-19 will be diagnosed even in patients in the early stages of infection or in asymptomatic patients. Furthermore, as will be described later, the present invention enables concentration of the target virus very quickly and easily, increasing testing efficiency. Therefore, according to the present invention, measures to prevent infection of SARS-CoV-2 can be appropriately taken, and it can contribute to preventing the spread of COVID-19.
抗体3の標的ウイルスがSARS-CoV-2である場合、抗体3は、CDR1,CDR2及びCDR3を含む下記1)、2)又は3)の構造ドメインを1つ以上有することが好ましい。
1)の構造ドメインは、配列番号1で示されるアミノ酸配列又は当該アミノ酸配列において1個のアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列からなるCDR1と、
配列番号2で示されるアミノ酸配列又は当該アミノ酸配列において1個のアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列からなるCDR2と、
配列番号3で示されるアミノ酸配列又は当該アミノ酸配列において1個のアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列からなるCDR3と、を含む。
ここで、配列番号1で示されるアミノ酸配列はGSTFSDYVMAであり、配列番号2で示されるアミノ酸配列はTISRNGGTTTであり、配列番号3で示されるアミノ酸配列はVGGDGDSである。これらのCDR配列を有する抗体としてはCoVHH1(配列番号4)がある。
2)の構造ドメインは、配列番号5で示されるアミノ酸配列又は当該アミノ酸配列において1個のアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列からなるCDR1と、
配列番号6で示されるアミノ酸配列又は当該アミノ酸配列において1個のアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列からなるCDR2と、
配列番号7で示されるアミノ酸配列又は当該アミノ酸配列において1個のアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列からなるCDR3と、を含む。
ここで、配列番号5で示されるアミノ酸配列はDQIFDNYNMAであり、配列番号6で示されるアミノ酸配列はALSWGDSNTGであり、配列番号7で示されるアミノ酸配列はVTWLRGDYである。これらCDRを有する抗体としてはCoVHH-E5(配列番号8)がある。
3)の構造ドメインは、配列番号9で示されるアミノ酸配列又は当該アミノ酸配列において1個のアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列からなるCDR1と、
配列番号10で示されるアミノ酸配列又は当該アミノ酸配列において1個のアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列からなるCDR2と、
配列番号11で示されるアミノ酸配列又は当該アミノ酸配列において1個のアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列からなるCDR3と、を含む。
ここで、配列番号9で示されるアミノ酸配列はGTIFSTNAMSであり、配列番号10で示されるアミノ酸配列はAITSGGNTNであり、配列番号11に示されるアミノ酸配列はPGVVTGSYDVRNYである。これらCDRを有する抗体としてはCoVHH-E9(配列番号12)がある。
When the target virus of
The structural domain of 1) is a CDR1 consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 or an amino acid sequence in which one amino acid is substituted with another amino acid;
CDR2 consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 or an amino acid sequence in which one amino acid is substituted with another amino acid;
It includes the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3 or a CDR3 consisting of an amino acid sequence in which one amino acid is substituted with another amino acid.
Here, the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 1 is GSTFSDYVMA, the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 2 is TISRNGGTTT, and the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 3 is VGGDGDS. An example of an antibody having these CDR sequences is CoVHH1 (SEQ ID NO: 4).
The structural domain of 2) is a CDR1 consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5 or an amino acid sequence in which one amino acid is substituted with another amino acid;
CDR2 consisting of the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 6 or an amino acid sequence in which one amino acid is substituted with another amino acid;
It includes the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7 or a CDR3 consisting of an amino acid sequence in which one amino acid is substituted with another amino acid.
Here, the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 5 is DQIFDNYNMA, the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 6 is ALSWGDSNTG, and the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 7 is VTWLRGDY. An example of an antibody having these CDRs is CoVHH-E5 (SEQ ID NO: 8).
The structural domain of 3) is a CDR1 consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 9 or an amino acid sequence in which one amino acid is substituted with another amino acid;
CDR2 consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 10 or an amino acid sequence in which one amino acid is substituted with another amino acid;
CDR3 consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 or an amino acid sequence in which one amino acid is substituted with another amino acid.
Here, the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 9 is GTIFSTNAMS, the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 10 is AITSGGNTN, and the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 11 is PGVVTGSYDVRNY. An example of an antibody having these CDRs is CoVHH-E9 (SEQ ID NO: 12).
上記配列番号1~3、配列番号5~7、及び配列番号9~11で示される各アミノ酸配列において1個のアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列からなるCDRは、配列番号1~3、配列番号5~7、及び配列番号9~11で示されるアミノ酸配列からなるCDRに変異が導入されたCDRを意味する。また、CDR1、CDR2、CDR3に変異が導入されていても、SARS-CoV-2に対する結合能を有している限り、本発明の抗体のCDRに包含される。
ここで、好ましい置換として、極性や大きさが類似のアミノ酸への置換が挙げられる。上記好ましい置換の例としては、スレオニン残基のアスパラギン残基、イソロイシン残基またはメチオニン残基への置換、フェニルアラニン残基のイソロイシン残基への置換、セリン残基のアルギニン残基またはアスパラギン残基への置換、アラニン残基のスレオニン残基への置換、アルギニン残基のセリン残基への置換、アスパラギン残基のチロシン残基への置換、グリシン残基のセリン残基への置換、バリン残基のフェニルアラニン残基またはイソロイシン残基への置換、アスパラギン酸残基のグリシン残基またはバリン残基への置換、が挙げられる。
置換されるアミノ酸の位置及び置換後のアミノ酸の種類は、特に限定されないが、以下に好ましい例を挙げる。
1)の構造ドメインにおいて、アミノ酸が置換される好ましい位置として、CDR1においては3、4、5又は10番目が挙げられ、CDR2においては3、4、5、6、7、8、9又は10番目が挙げられ、CDR3においては1、2、3又は4番目が挙げられる。
1)の構造ドメインにおいて、置換されるアミノ酸の位置及び置換後のアミノ酸の種類は、特に以下の組み合わせが好ましい。
CDR1においては、3番目のスレオニン残基のアスパラギン残基への置換、4番目のフェニルアラニン残基のイソロイシン残基への置換、5番目のセリン残基のアルギニン残基への置換、10番目のアラニン残基のスレオニン残基への置換、が好ましい。
CDR2においては、3番目のセリン残基のアスパラギン残基への置換、4番目のアルギニン残基のセリン残基への置換、5番目のアスパラギン残基のチロシン残基への置換、6番目のグリシン残基のセリン残基への置換、7番目のグリシン残基のセリン残基への置換、8番目のスレオニン残基のメチオニン残基への置換、9番目のスレオニン残基のイソロイシン残基への置換、10番目のスレオニン残基のメチオニン残基への置換、が好ましい。
CDR3においては、1番目のバリン残基のフェニルアラニン残基またはイソロイシン残基への置換、2番目のグリシン残基のアルギニン残基への置換、3番目のグリシン残基のバリン残基への置換、4番目のアスパラギン酸残基のグリシン残基またはバリン残基への置換、が好ましい。
A CDR consisting of an amino acid sequence in which one amino acid is substituted with another amino acid in each of the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 1 to 3, SEQ ID NOs: 5 to 7, and SEQ ID NOs: 9 to 11 above is SEQ ID NOS: 1 to 3. , SEQ ID NOs: 5 to 7, and SEQ ID NOs: 9 to 11. Furthermore, even if mutations are introduced into CDR1, CDR2, and CDR3, they are included in the CDRs of the antibody of the present invention as long as they have the ability to bind to SARS-CoV-2.
Here, preferred substitutions include substitutions with amino acids similar in polarity and size. Examples of the above preferred substitutions include substitution of a threonine residue with an asparagine residue, isoleucine residue or methionine residue, substitution of a phenylalanine residue with an isoleucine residue, substitution of a serine residue with an arginine residue or an asparagine residue. Substitution of alanine residue with threonine residue, substitution of arginine residue with serine residue, substitution of asparagine residue with tyrosine residue, substitution of glycine residue with serine residue, valine residue Examples include substitution of phenylalanine residue or isoleucine residue, and substitution of aspartic acid residue with glycine residue or valine residue.
The position of the amino acid to be substituted and the type of amino acid after substitution are not particularly limited, but preferred examples are listed below.
In the structural domain of 1), preferred positions for amino acid substitution include
In the structural domain 1), the following combinations are particularly preferred for the position of the substituted amino acid and the type of amino acid after substitution.
In CDR1, the 3rd threonine residue is replaced with an asparagine residue, the 4th phenylalanine residue is replaced with an isoleucine residue, the 5th serine residue is replaced with an arginine residue, and the 10th alanine is replaced. Substitution of the residue with a threonine residue is preferred.
In CDR2, the third serine residue is replaced with an asparagine residue, the fourth arginine residue is replaced with a serine residue, the fifth asparagine residue is replaced with a tyrosine residue, and the sixth glycine residue is substituted with a tyrosine residue. Substitution of the residue with a serine residue, substitution of the 7th glycine residue with a serine residue, substitution of the 8th threonine residue with a methionine residue, substitution of the 9th threonine residue with an isoleucine residue. Substitution, substitution of the 10th threonine residue with a methionine residue, is preferred.
In CDR3, the first valine residue is replaced with a phenylalanine residue or isoleucine residue, the second glycine residue is replaced with an arginine residue, the third glycine residue is replaced with a valine residue, Preferably, the fourth aspartic acid residue is replaced with a glycine residue or a valine residue.
さらに、抗体3は、CDR1,CDR2及びCDR3を含む上記3)の構造ドメインを1つ以上有することがより好ましい。このような抗体3は、以下の実施例で説明するように、セルロース膜2に固定され、ウイルスを安定して吸着することができる。
Furthermore, it is more preferable that
さらに、抗体3は、上記アミノ酸配列のCDR1,CDR2及びCDR3を含む構造ドメインを有するVHH抗体であることがより好ましい。これにより、SARS-CoV-2に対する特異的な結合活性を有しつつ、VHH抗体の上記利点を有する抗体3が得られる。したがって、SARS-CoV-2に対して吸着能を有するウイルス濃縮材1を、高い生産効率で得ることができる。
Furthermore, it is more preferable that
また、抗体3は、精製等を容易にするため、FLAGタグ、Hisタグ、HAタグ及びGSTタグなどのタグペプチドに相当するアミノ酸配列を有していてもよい。例えば、抗体3は、配列番号13のアミノ酸配列を有するHisタグを有することで、金属イオンとの親和性が高まる。この性質を利用することで、抗体3の精製や検出を行うことが容易になる。なお、配列番号13で示されるアミノ酸配列はHHHHHHである。
また、タグペプチドはヒンジペプチドを介して抗体3のC末端に結合していることが好ましい。より具体的に、当該ヒンジペプチドは、特に限定されないが、配列番号14~16で示されるアミノ酸配列から選ばれる1種又は2種以上のアミノ酸配列を含んでいることが好ましい。このうち、タグペプチドがHisタグである場合、ヒンジペプチドは、配列番号16で示される配列を有することがより好ましい。ここで、配列番号14で示されるアミノ酸配列はEPKTPKPQSである。配列番号15で示されるアミノ酸配列はGGGである。配列番号16で示されるアミノ酸配列はGGGSである。
Further, the
Furthermore, the tag peptide is preferably bound to the C-terminus of the
(ウイルス濃縮材を用いた濃縮原理及び作用効果)
図3を用いて、以上の構成を有するウイルス濃縮材1の、ウイルス検査における濃縮原理及び典型的な作用効果について説明する。
図3(A)は、検査対象液L中にウイルスVが分散している状態を示す。検査対象液Lは、容器等に採取された状態でもよいし、検査対象の表面に付着した状態でもよい。
図3(B)では、セルロース膜2を検査対象液Lと接触させる。セルロース膜2には、抗体(図3において図示せず)が固定されているため、当該抗体を介して検査対象液L中のウイルスVがセルロース膜2の吸着面2sに選択的に吸着する。これにより、検査対象液L中のウイルスVがセルロース膜2上に集合した状態となる。つまり、検査対象液L中のウイルスVがセルロース膜2によって濃縮される。
そして、図3(C)に示すように、セルロース膜2を検査対象液Lから分離し、回収する。これにより、濃縮されたウイルスVが検査対象液Lから分離され、濃縮処理が完了する。
(Concentration principle and effects using virus concentration material)
With reference to FIG. 3, the concentration principle and typical effects of the
FIG. 3(A) shows a state in which the virus V is dispersed in the liquid L to be tested. The test target liquid L may be collected in a container or the like, or may be attached to the surface of the test target.
In FIG. 3(B), the
Then, as shown in FIG. 3(C), the
セルロース膜2に吸着したウイルスVは、例えば、ウイルス抽出液等によってセルロース膜2から分離され、ウイルス検査の試料として利用される。
セルロース膜2がウイルスVを選択的に吸着して濃縮することで、ウイルス抽出液等の濃縮後のウイルス含有液におけるウイルスVの濃度が高められる。
The virus V adsorbed on the
As the
ウイルスVの濃縮率を高める観点から、本発明のウイルス濃縮材1では、セルロース膜2が、抗体3によってウイルスをそれぞれ吸着可能に構成された一対の吸着面2sを有する。これにより、セルロース膜2が2つの吸着面2sによってウイルスVを吸着できる。さらに、一実施形態においては、抗体3が繊維Fの表面に固定され、繊維Fの表面にウイルスが吸着される。したがって、セルロース膜2におけるウイルスVを吸着可能な面積が増大し、セルロース膜2の単位質量あたりに吸着するウイルスVの量が高められる。
このことから、以下の具体例に示すように、ウイルスVの濃縮率を高めることができる。
例えば、質量(サイズ)が一定であっても、単位質量あたりに吸着可能なウイルスVの量がより高いセルロース膜2を形成することができる。この結果、検査対象液Lからより多くのウイルスVを当該ウイルス抽出液に移動させることができ、当該ウイルス抽出液におけるウイルスVの濃度が高められる。これにより、ウイルスVの高濃度化が実現する。
さらに、例えば、セルロース膜2に吸着可能なウイルスVの量を維持しつつ、質量(サイズ)の小さいセルロース膜2を形成することもできる。これにより、セルロース膜2が浸漬可能なウイルス抽出液の容積を低減させることができる。仮に、同一量のウイルスVを抽出するためのウイルス抽出液の容積が1/10であれば、濃縮率は10倍となる。したがって、このような観点からも、ウイルスVの高濃度化が可能となる。
From the viewpoint of increasing the concentration rate of the virus V, in the
From this, as shown in the following specific example, the concentration rate of virus V can be increased.
For example, even if the mass (size) is constant, a
Furthermore, for example, it is also possible to form a
ウイルスVの濃度を高めることで、ウイルス検査の検出感度が高められ、ウイルス検査の信頼性が高められる。さらに、ウイルスの保持量の少ない、感染初期の患者や無症状の患者の検体からもウイルスを検出できる可能性がある。これにより、検査結果に基づいて、感染防止策がより適切に講じられ、ウイルス感染症の拡大が防止される。 By increasing the concentration of virus V, the detection sensitivity of the virus test is increased and the reliability of the virus test is increased. Furthermore, it may be possible to detect the virus in specimens from patients in the early stages of infection or asymptomatic patients, who carry only a small amount of virus. As a result, infection prevention measures can be taken more appropriately based on the test results, and the spread of viral infections can be prevented.
本発明のウイルス濃縮材1を用いることで、セルロース膜2を検査対象液Lに接触させることを主体とする簡単なステップでウイルスVの濃縮ができる。まず、遠心分離機等の装置を必要とせずに、ウイルスVの濃縮ができる。例えば、ウイルス濃縮材1はセルロース膜2を基材とするため、1枚ずつ取り出して使用しやすくなり、使用の際の計量等のステップを省略しやすくなる。加えて、セルロース膜2は、磁性体等の特殊な材料と比較して比較的容易に管理することができる。
このように、本発明のウイルス濃縮材1によれば、ウイルスVの濃縮のための技術や特殊な装置が不要となり、多様な場所において、かつ多様な作業者(ユーザ)によって、ウイルスVの濃縮処理が可能となる。さらに、ウイルスVの濃縮が短時間で完了する。したがって、本発明のウイルス濃縮材1によれば、迅速かつ大量に、適切なウイルス検査の結果が得られ、ウイルス検査の効率化に大きく寄与できる。この結果、感染防止策がより適切に講じられ、ウイルス感染症の拡大が防止される。
By using the
As described above, according to the
[ウイルス濃縮材の製造方法]
本発明のウイルス濃縮材は、一実施形態において、以下のように製造される。
本発明のウイルス濃縮材の製造方法は、
セルロース膜を準備する工程(S11)と、
標的ウイルスの抗体にセルロース膜を接触させることで、セルロース膜に抗体を固定する工程(S12)と、
を含む。この製造方法の例は、図4に示されている。
[Method for manufacturing virus concentrate material]
In one embodiment, the virus concentrate material of the present invention is manufactured as follows.
The method for producing the virus concentrate material of the present invention includes:
a step of preparing a cellulose membrane (S11);
Immobilizing the antibody on the cellulose membrane by bringing the cellulose membrane into contact with the antibody of the target virus (S12);
including. An example of this manufacturing method is shown in FIG.
(セルロース膜の準備(S11))
まず、セルロース膜2を準備する。セルロース膜2の材料は、市販の紙材、ペーパーフィルタ、その他の市販のセルロース製シート材でもよいし、公知の方法によって作製されたセルロース製シート材でもよい。
(Preparation of cellulose membrane (S11))
First, a
ペーパーフィルタ状のセルロース膜2の作製方法の一例について説明する。
セルロース膜2の原料として、精製されたα-セルロース、及び/又は天然由来のセルロース原料を準備する。天然由来のセルロース繊維は、綿糸、麻、ヤシ、パルプ、その他の植物原料から選択された1又は2種以上であり得る。
これらのセルロース原料を水と混合し、セルロース原料を膨潤させる。膨潤させたセルロース原料を、叩解機等を用いて叩きほぐす。その後、必要に応じて貯蔵・除塵する。続いて、抄紙機を用いて、膨潤したセルロース原料を網上に薄く伸ばし、このセルロース原料から水を除き、乾燥させる。乾燥したシートをロール等によって巻取り、必要に応じて仕上げ加工する。そして、このシート材を所定の形状に切断することで、セルロース膜2が作製される。
An example of a method for producing a paper filter-
As a raw material for the
These cellulose raw materials are mixed with water to swell the cellulose raw materials. The swollen cellulose raw material is beaten using a beating machine or the like. After that, store and remove dust as necessary. Subsequently, using a paper machine, the swollen cellulose raw material is spread thinly on a mesh, water is removed from the cellulose raw material, and the cellulose raw material is dried. The dried sheet is wound up using a roll or the like, and finishing processing is performed as necessary. Then, the
セルロース膜2に用いられる市販のシート材としては、例えば、ペーパーフィルタ(濾紙)が好ましく、定性濾紙がより好ましい。定性濾紙は、比較的安価に入手できることに加えて、薄さと強度のバランスが良く、セルロース膜2の材料として適している。
また、セルロース膜2に適した市販のシート材を選択する際には、上述の範囲の厚み、坪量、保留粒子径、及び/又は濾水時間を有するものを選択することが好ましい。
市販のシート材を用いる場合には、当該シート材を所定の形状に切断することで、セルロース膜2が作製される。
As a commercially available sheet material used for the
Furthermore, when selecting a commercially available sheet material suitable for the
When using a commercially available sheet material, the
(抗体の固定化処理(S12))
続いて、セルロース膜2を抗体3に接触させることで、セルロース膜2に抗体3を固定する。
セルロース膜2に抗体3を固定する方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、セルロース膜2は、抗体を含有する抗体含有液に浸漬させてもよい。あるいは、セルロース膜2に抗体含有液を噴霧等することで、セルロース膜2を抗体と接触させてもよい。
(Antibody immobilization treatment (S12))
Subsequently, the
As a method for immobilizing the
抗体含有液は、好ましくは、水、又は水溶性の液状の媒体と抗体3とを含む液であり、例えば緩衝液に抗体3を分散させた液とすることができる。
抗体3は、例えば、共有結合、疎水結合、水素結合、静電結合、その他の分子間力(ファン・デル・ワールス力)による結合等によって、セルロース膜2上に固定される。
抗体含有液は、抗体3とセルロース膜2との親和性を高める観点から、抗体3の他、界面活性剤、エタノール、緩衝液から選ばれる1種又は2種以上を含んでいてもよい。界面活性剤としては、抗体機能を低下させない観点から、非イオン界面活性剤が好ましく、アルキルグリコシドやポリオキシエチレンアルキルエーテル等が挙げられる。
抗体含有液における抗体3の濃度は、セルロース膜2上に十分な量の抗体3を固定させる観点から、好ましくは0.01mg/L以上、より好ましくは0.1mg/L以上である。
また、コストを抑える観点から、当該濃度は、好ましくは10mg/L以下、より好ましくは1mg/L以下である。
The antibody-containing solution is preferably a solution containing water or a water-soluble liquid medium and the
The
The antibody-containing liquid may contain, in addition to the
The concentration of
Further, from the viewpoint of reducing costs, the concentration is preferably 10 mg/L or less, more preferably 1 mg/L or less.
抗体含有液中にセルロース膜2を浸漬させる場合の浸漬時間は、セルロース膜2上に十分な量の抗体3を固定させる観点から、好ましくは15分間以上、より好ましくは1時間以上、更に好ましくは3時間以上、より一層好ましくは6時間以上である。
また、生産性を高める観点から、当該浸漬時間は、好ましくは36時間以下、より好ましくは24時間以下、更に好ましくは18時間以下、より一層好ましくは12時間以下である。
本工程における抗体含有液の温度は、セルロース膜2に対して抗体3を効率よく固定させるとともに、抗体3及びセルロース膜2の変性を防止する観点から、好ましくは4℃以上60℃以下である。
The immersion time when the
Moreover, from the viewpoint of increasing productivity, the immersion time is preferably 36 hours or less, more preferably 24 hours or less, still more preferably 18 hours or less, even more preferably 12 hours or less.
The temperature of the antibody-containing solution in this step is preferably 4° C. or more and 60° C. or less from the viewpoint of efficiently fixing the
標的ウイルスに対する抗体3は、市販品であってもよく、あるいは公知の方法により作製されてもよい。例えば、VHH抗体の作製方法としては、ペプチド固相合成法とネイティブ・ケミカル・リゲーション(Native Chemical Ligation;NCL)法を組み合わせて作製することや遺伝子工学的に作製することができるが、本発明の抗体3をコードする核酸を適当なベクターに組み込んで、これを宿主細胞に導入し、組換え抗体として産生させる方法が好ましい。
The
組換え抗体として産生において使用される宿主細胞としては、例えば、大腸菌、枯草菌、カビ、動物細胞、植物細胞、バキュロウイルス/昆虫細胞または酵母細胞等が挙げられる。抗体を発現させるための発現ベクターは、各種宿主細胞に適したベクターを用いることができる。発現ベクターとしては、例えば、pBR322、pBR325、pUC12、pUC13等の大腸菌由来のベクター;pUB110、pTP5、pC194等の枯草菌由来のベクター;pHY300PLK等の大腸菌と枯草菌で共用することができるシャトルベクター;pSH19、pSH15等の酵母由来ベクター;λファージ等のバクテリオファージ;アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、レンチウイルス、ワクシニアウイルス、バキュロウイルス等のウイルス;及びこれらを改変したベクター等を用いることができる。
これらの発現ベクターは、各々のベクターに適した、複製開始点、選択マーカー及びプロモーターを有しており、必要に応じて、エンハンサー、転写集結配列(ターミネーター)、リボソーム結合部位及びポリアデニル化シグナル等を有していてもよい。
また、発現ベクターには、上述のように、FLAGタグ、Hisタグ、HAタグ及びGSTタグなどを融合させて発現させるための塩基配列が挿入されていてもよい。
Host cells used in production as recombinant antibodies include, for example, E. coli, Bacillus subtilis, fungi, animal cells, plant cells, baculovirus/insect cells, or yeast cells. As expression vectors for expressing antibodies, vectors suitable for various host cells can be used. Expression vectors include, for example, vectors derived from Escherichia coli such as pBR322, pBR325, pUC12, and pUC13; vectors derived from Bacillus subtilis such as pUB110, pTP5, and pC194; shuttle vectors that can be used in common with Escherichia coli and Bacillus subtilis such as pHY300PLK; Yeast-derived vectors such as pSH19 and pSH15; bacteriophages such as λ phage; viruses such as adenovirus, adeno-associated virus, lentivirus, vaccinia virus, and baculovirus; and vectors modified therewith can be used.
These expression vectors have replication origins, selection markers, and promoters suitable for each vector, and as necessary, enhancers, transcription assembly sequences (terminators), ribosome binding sites, polyadenylation signals, etc. may have.
Further, as described above, the expression vector may contain a base sequence inserted therein for expression by fusing FLAG tag, His tag, HA tag, GST tag, etc.
発現させた本発明の抗体3を培養菌体または培養細胞から抽出する際には、培養後、公知の方法で菌体または培養細胞を集め、これを適当な緩衝液に懸濁し、超音波、リゾチーム及び/または凍結融解などによって菌体または細胞を破壊したのち、遠心分離や濾過により、可溶性抽出液を取得する。得られた抽出液から、公知の分離・精製法を適切に組み合わせて目的の抗体を取得することができる。また抗体3を細胞外へ分泌生産する宿主を用いた場合は、培養液より遠心分離や濾過により培養上清を取得する。得られた培養上清から公知の分離・精製法を適切に組み合わせて目的の抗体を取得することができる。
公知の分離、精製法としては、塩析や溶媒沈澱法などの溶解度を利用する方法、透析法、限外ろ過法、ゲルろ過法、SDS-PAGE等の主として分子量の差を利用する方法、イオン交換クロマトグラフィーなどの電荷の差を利用する方法、アフィニティークロマトグラフィーなどの特異的親和性を利用する方法、逆相高速液体クロマトグラフィーなどの疎水性の差を利用する方法または等電点電気泳動法などの等電点の差を利用する方法などが用いられる。
When extracting the expressed
Known separation and purification methods include methods that utilize solubility such as salting out and solvent precipitation, methods that primarily utilize differences in molecular weight such as dialysis, ultrafiltration, gel filtration, SDS-PAGE, and ion Methods that utilize differences in charge such as exchange chromatography, methods that utilize specific affinity such as affinity chromatography, methods that utilize differences in hydrophobicity such as reversed-phase high performance liquid chromatography, or isoelectric focusing A method that utilizes the difference in isoelectric points, etc., is used.
なお、抗体含有液に接触させたセルロース膜2は、必要に応じて、乾燥又は脱水されてもよい。乾燥方法としては、例えば、風乾、加熱による乾燥、自然乾燥等から選ばれる1又は2以上の公知の乾燥方法を用いることができる。このうち、抗体3及びセルロース膜2の変性を防止しつつ、生産性を高める観点から、風乾が好ましく用いられる。乾燥温度は、抗体3及びセルロース膜2の変性を防止する観点から、好ましくは4℃以上60℃以下である。
Note that the
[ウイルス濃縮方法]
本発明のウイルス濃縮方法は、本発明のウイルス濃縮材1を準備する工程(S20)と、セルロース膜2を検査対象液と接触させることで、検査対象液中の標的ウイルスを濃縮する工程(S21)と、を含む。この例は、図5(A)に示されている。
本発明のウイルス濃縮方法において、検査対象液は、生体由来の採取物を検体として含んでいてもよく、あるいは非生体由来の検体を含んでいてもよい。非生体由来の検体の例については、後述する。
上記生体由来の採取物としては、例えば、気管スワブ、鼻腔拭い液、咽頭拭い液、鼻腔洗浄液、鼻腔吸引液、鼻汁鼻かみ液、唾液、痰、血液、血清、尿、糞便、組織、細胞、組織又は細胞の破砕物等が挙げられる。
採取物が固形物を含む場合は、検査対象液は、当該固形物を適当な検体処理液によって懸濁させた液体であってもよい。
検査対象液は、気管スワブ、鼻腔拭い液、咽頭拭い液、鼻腔洗浄液、鼻腔吸引液、鼻汁鼻かみ液、唾液、痰、血液、血清、尿等から選ばれる1又は2以上の生体の体液を含んでいるのが好ましく、詳細を後述するように、唾液を含んでいるのがより好ましい。なお、この場合、検査対象液中のウイルスの濃度をより高める観点から、検査対象液が唾液そのものであることがより一層好ましい。
[Virus concentration method]
The virus concentration method of the present invention includes the step of preparing the
In the virus concentration method of the present invention, the test liquid may contain a specimen derived from a living body or a specimen derived from a non-living body. Examples of specimens derived from non-living organisms will be described later.
Examples of the above-mentioned biological samples include tracheal swabs, nasal swabs, throat swabs, nasal washings, nasal aspirates, nasal discharge, saliva, sputum, blood, serum, urine, feces, tissues, cells, Examples include crushed tissue or cells.
When the sample contains solid matter, the liquid to be tested may be a liquid in which the solid matter is suspended in an appropriate specimen processing liquid.
The liquid to be tested is one or more biological body fluids selected from tracheal swabs, nasal swabs, throat swabs, nasal washings, nasal aspirates, nasal discharge, nose blows, saliva, sputum, blood, serum, urine, etc. Preferably, it contains saliva, and more preferably, it contains saliva, as will be described in detail later. In this case, from the viewpoint of further increasing the concentration of the virus in the liquid to be tested, it is even more preferable that the liquid to be tested is saliva itself.
本発明のウイルス濃縮方法は、好ましくは、
(1)容器に採取された検査対象液中にウイルス濃縮材1を浸漬させて濃縮する方法、
(2)容器に採取された検査対象液をウイルス濃縮材1によってフィルトレーションして濃縮する方法、
(3)検査対象をセルロース膜2により拭い、検査対象液中のウイルスを濃縮する方法、
の少なくとも一つを含む。
以下、(1)を実施形態1、(2)を実施形態2、(3)を実施形態3として、それぞれ説明する。
The virus concentration method of the present invention preferably includes:
(1) A method of concentrating the
(2) A method of filtering and concentrating the test liquid collected in a container using the
(3) A method of wiping the test target with a
Contains at least one of the following.
Hereinafter, (1) will be described as
(1)実施形態1
本実施形態のウイルス濃縮方法は、例えば、本発明のウイルス濃縮材1を準備する工程(S20)と、容器に検査対象液を採取する工程(S22)と、濃縮工程(S21)と、を含む。この例は、図5(B)に示されている。
(1)
The virus concentration method of the present embodiment includes, for example, a step of preparing the
(検体採取工程(S22))
本工程では、公知の方法により容器に検査対象液を採取する。
容器は、十分な量の検査対象液を収容可能であり、かつ、セルロース膜の挿入及び取り出しが可能なサイズを有する。容器の容量は、好ましくは1mL以上、より好ましくは5mL以上であり、好ましくは50mL以下、より好ましくは15mL以下である。容器は、具体的には、遠沈管、コップ等で構成される。容器としては、好ましくは、本発明のウイルス濃縮キットに含まれる容器を用いることができる。
検査対象液の採取方法は、検体の種類により適切な方法を選択することができる。
例えば、検査対象液が唾液、痰等の体液を含む場合は、容器に直接体液を採取してもよい。
あるいは、綿棒、スワブ又はシリンジ等の検体採取具を用いて採取した採取物を容器に入れてもよい。この場合、採取物が液体の場合は、当該採取物を検査対象液として用いてもよいし、当該採取物に適当な処理液を加えて検査対象液を調製してもよい。
(Sample collection step (S22))
In this step, a liquid to be tested is collected into a container using a known method.
The container has a size that is capable of containing a sufficient amount of the liquid to be tested and that allows insertion and removal of the cellulose membrane. The capacity of the container is preferably 1 mL or more, more preferably 5 mL or more, and preferably 50 mL or less, more preferably 15 mL or less. Specifically, the container is composed of a centrifuge tube, a cup, and the like. As the container, preferably, a container included in the virus concentration kit of the present invention can be used.
An appropriate method for collecting the liquid to be tested can be selected depending on the type of specimen.
For example, if the liquid to be tested includes body fluids such as saliva and sputum, the body fluids may be collected directly into a container.
Alternatively, a sample collected using a specimen collection device such as a cotton swab, swab, or syringe may be placed in a container. In this case, if the collected material is a liquid, the collected material may be used as the liquid to be tested, or a suitable processing liquid may be added to the collected material to prepare the liquid to be tested.
本実施形態において、検査対象液は、生体の体液として唾液を含むことがより好ましい。これにより、検査対象が苦痛を伴うことなく検体を採取することができる。また、検査対象である被験者自身で検体を採取することが可能となり、検体採取時における医療従事者への感染が抑制される。さらに、検体の採取時に飛沫が飛ぶ可能性が低減され、これによっても周囲への感染が抑制される。
本実施形態では、検査対象液が唾液を含む場合であっても、後述する濃縮工程によって十分にウイルスが濃縮されるため、検出感度の良好なウイルス検査を行うことができる。
In this embodiment, it is more preferable that the liquid to be tested includes saliva as a biological fluid. This allows the specimen to be collected without causing any pain to the test subject. In addition, it becomes possible for the subject to be tested to collect the specimen himself, thereby suppressing infection of medical workers during specimen collection. Furthermore, the possibility of droplets flying during sample collection is reduced, which also reduces infection to the surrounding area.
In the present embodiment, even if the liquid to be tested contains saliva, the virus is sufficiently concentrated in the concentration step described below, so that a virus test with good detection sensitivity can be performed.
セルロース膜と検査対象液とを十分に接触させる観点から、検査対象液の量は、好ましくは0.1mL以上、より好ましくは0.5mL以上であり、好ましくは10mL以下、より好ましくは5mL以下である。 From the viewpoint of sufficient contact between the cellulose membrane and the liquid to be tested, the amount of the liquid to be tested is preferably 0.1 mL or more, more preferably 0.5 mL or more, and preferably 10 mL or less, more preferably 5 mL or less. be.
さらに、検査対象液が唾液等の生体の体液を含んでいる場合、濃縮工程(S21)前に、検査対象液にキレート剤を添加することが好ましい。これにより、濃縮工程における濃縮率を安定的に高めることができる。キレート剤としては特に限定されず、例えば、EDTA、NTA、DTPA、HEDTA、GEDTA、TTHA、HIDA、DHEG、クエン酸、MGDA、GLDA等から選択される1種又は2種以上を用いることができる。例えば、キレート剤は、アミノカルボン酸系のキレート剤が好ましく、EDTAがより好ましい。
検査対象液に対するキレート剤の濃度は、上記作用効果を十分に得る観点から、好ましくは0.0005mol/L以上、より好ましくは0.005mol/L以上であり、さらに好ましくは0.05mol/L以上である。また、当該濃度の上限値については特に限定されないが、好ましくは1mol/L以下、より好ましくは0.5mol/L以下である。
Furthermore, when the test target liquid contains biological body fluids such as saliva, it is preferable to add a chelating agent to the test target liquid before the concentration step (S21). Thereby, the concentration rate in the concentration step can be stably increased. The chelating agent is not particularly limited, and for example, one or more selected from EDTA, NTA, DTPA, HEDTA, GEDTA, TTHA, HIDA, DHEG, citric acid, MGDA, GLDA, etc. can be used. For example, the chelating agent is preferably an aminocarboxylic acid-based chelating agent, and more preferably EDTA.
The concentration of the chelating agent in the test liquid is preferably 0.0005 mol/L or more, more preferably 0.005 mol/L or more, and even more preferably 0.05 mol/L or more, from the viewpoint of sufficiently obtaining the above effects. It is. Further, the upper limit of the concentration is not particularly limited, but is preferably 1 mol/L or less, more preferably 0.5 mol/L or less.
(濃縮工程(S21))
本実施形態の濃縮工程では、容器に採取された検査対象液にセルロース膜2を浸すことで、検査対象液中の標的ウイルスを濃縮する。
本工程では、例えば、ウイルス濃縮材1のユーザが、セルロース膜2をピンセット等で把持して、検査対象液にセルロース膜2を浸してもよい。
検査対象液にセルロース膜2を浸すことで、図3を用いて説明したように、セルロース膜2に固定された抗体3に、検査対象液中のウイルスが結合する。これにより、検査対象液中のウイルスがセルロース膜2上に集められ、当該ウイルスが濃縮される。
濃縮率を高める観点から、セルロース膜2は、検査対象液中で攪拌又は振とうされてもよい。これにより、検査対象液中におけるウイルスとセルロース膜2との接触機会が高められ、セルロース膜2上により多くのウイルスが吸着され得る。
浸漬時間は、セルロース膜2と検査対象液中のウイルスとを十分に接触させるとともに、濃縮工程を効率よく行う観点から、好ましくは60秒以上、より好ましくは300秒以上であり、好ましくは900秒以下、より好ましくは600秒以下である。
セルロース膜2の浸漬後、セルロース膜2を検査対象液から分離する。これにより、セルロース膜2上に集められたウイルスも検査対象液から分離され、ウイルスの濃縮が可能となる。
(Concentration step (S21))
In the concentration step of this embodiment, the target virus in the test liquid is concentrated by immersing the
In this step, for example, the user of the
By immersing the
From the viewpoint of increasing the concentration rate, the
The immersion time is preferably 60 seconds or more, more preferably 300 seconds or more, and preferably 900 seconds, from the viewpoint of sufficiently contacting the
After the
上記実施形態のウイルス濃縮方法では、本発明のウイルス濃縮材1を用いることで、セルロース膜2の単位質量あたりに吸着するウイルス量が多くなり、ウイルスの濃縮率が向上する。したがって、上記濃縮工程によって濃縮されたウイルスをウイルス検査に用いることで、検査試料におけるウイルス濃度が向上し、ウイルス検査の検出感度が向上する。
また、上記ウイルス濃縮方法では、セルロース膜2を検査対象液に浸すといった非常に簡便な操作でウイルスの濃縮が行われる。これにより、迅速かつ大量に、適切なウイルス検査の結果が得られ、ウイルス検査の効率化に大きく寄与できる。この結果、感染防止策がより適切に講じられ、ウイルス感染症の拡大が防止される。
In the virus concentration method of the above embodiment, by using the
Moreover, in the above virus concentration method, the virus is concentrated by a very simple operation such as immersing the
(2)実施形態2
本実施形態の濃縮工程(S21)では、検査対象液をウイルス濃縮材1によってフィルトレーションすることで、検査対象液中の標的ウイルスを濃縮する。
「フィルトレーション」とは、検査対象液を、フィルタ状に構成されたウイルス濃縮材1に通液させる処理を意味する。フィルトレーションの一例が、図6に示される。
図6に示す例では、まず、フィルタユニット10のハウジング11にウイルス濃縮材1を装着する。ハウジング11は、第1端部11a及び第2端部11bを含み、第1端部11a及び第2端部11b間に流路が形成される。ウイルス濃縮材1は、例えば、一対の吸着面2sが液体の流れ方向(図6の白抜き矢印の方向)に対してほぼ垂直となるように、ハウジング11内に配置される。
そして、検査対象液Lを含むシリンジ12を、ハウジング11の第1端部11aに装着する。
続いて、シリンジ12のプランジャ12aを押圧する。これにより、検査対象液Lが加圧され、ウイルス濃縮材1を通過する。この結果、検査対象液L中のウイルスVがウイルス濃縮材1に吸着される。
通液後、ウイルス濃縮材1をフィルタユニット10から回収する。セルロース膜2には検査対象液中のウイルスVが吸着されるため、ウイルスVの濃縮が可能となる。
(2)
In the concentration step (S21) of this embodiment, the target virus in the test liquid is concentrated by filtering the test liquid using the
"Filtration" refers to a process in which a liquid to be tested is passed through a
In the example shown in FIG. 6, first, the
Then, the
Subsequently, the
After passing through the liquid, the
(3)実施形態3
本実施形態の濃縮工程では、検査対象液が付着した検査対象をセルロース膜2で拭うことで、検査対象液中の標的ウイルスを濃縮する(S21)。この例は、図5(A)及び(C)に示されている。
「検査対象」とは、検査の対象となる検体の採取元を意味し、ヒト(被験者)及び家畜等の生体の一部、並びに非生体を含む。
本工程では、例えば、ウイルス濃縮材1のユーザが、セルロース膜2をピンセット等で把持して、検査対象をセルロース膜2で拭ってもよい。
検査対象が生体の場合には、例えば、検査対象液である体液が付着した検査対象を上記セルロース膜2で拭う。当該体液が付着した検査対象としては、鼻腔、咽頭等が挙げられる。これにより、体液中のウイルスがセルロース膜2に吸着し、ウイルスが濃縮される。
(3)
In the concentration step of this embodiment, the target virus in the test liquid is concentrated by wiping the test object to which the test liquid has adhered with the cellulose membrane 2 (S21). An example of this is shown in FIGS. 5A and 5C.
"Test subject" means a source from which a specimen to be tested is collected, and includes parts of living bodies such as humans (subjects) and domestic animals, as well as non-living bodies.
In this step, for example, the user of the
When the test object is a living body, for example, the
一方、本実施形態では、検査対象が非生体の固体であってもよい。非生体の固体としては、例えば、ドアノブ、机、便器、キーボード等の操作盤、マウス等の入力装置、スイッチ、床、壁、下水、河川等の水、土壌、屋内又は屋外の空気等が挙げられる。
この場合は、濃縮工程の前に、セルロース膜2又は固体の表面を、検査対象液の媒体で濡らす工程(S23)をさらに含み、濃縮工程では、当該固体の表面をセルロース膜2で拭ってもよい。この例は、図5(C)に示されている。
検査対象液の媒体は、検査対象液に含まれる液体であって、検査対象上のウイルスとセルロース膜2に固定された抗体3との結合を可能とする液体である。当該媒体は、例えば、PBS(Phosphate-buffered saline)等の緩衝液やTween20、Tween80等の界面活性剤、あるいはエタノール等の有機溶媒から選ばれる1種又は2種以上の成分を含む。
セルロース膜2を媒体で濡らす方法としては、例えば、上記媒体にセルロース膜2を浸漬させる方法、上記媒体をセルロース膜2に噴霧する方法等が挙げられる。
上記固体の表面を媒体で濡らす方法としては、例えば、上記媒体を上記固体の表面に噴霧する方法、上記媒体を上記固体の表面に注ぐ方法等が挙げられる。
セルロース膜2又は固体の表面を上記媒体で濡らした後に、固体の表面をセルロース膜2で拭うことで、媒体で濡れた状態のセルロース膜2にウイルスが吸着し得る。このセルロース膜2に付着したウイルス及び媒体を含む液体が、検査対象液として扱われる。
On the other hand, in this embodiment, the object to be inspected may be a non-living solid. Examples of non-living solids include doorknobs, desks, toilets, operation panels such as keyboards, input devices such as mice, switches, floors, walls, sewage, water from rivers, soil, indoor or outdoor air, etc. It will be done.
In this case, before the concentration step, it further includes a step (S23) of wetting the
The medium of the test target liquid is a liquid contained in the test target liquid, and is a liquid that allows the virus on the test target to bind to the
Examples of the method of wetting the
Examples of the method of wetting the surface of the solid with the medium include a method of spraying the medium onto the surface of the solid, a method of pouring the medium onto the surface of the solid, and the like.
By wetting the
本実施形態のウイルス濃縮方法では、本発明のウイルス濃縮材1のセルロース膜2によって検査対象を拭うことで、従来用いられていた検体採取方法と比較して、より多くのウイルスを採取することができる。これにより、ウイルスが効率よく濃縮され、ウイルス検査の検出感度が高められる。
さらに、多くの人が接触する可能性のあるドアノブ、机、操作盤等の非生体の固体に対しても、容易に、かつ高い感度でウイルス検査を行うことができる。したがって、本発明は感染源の特定等の疫学的調査にも有用であり、感染拡大の防止に大きく貢献できる。
In the virus concentration method of this embodiment, by wiping the test object with the
Furthermore, non-living solid objects such as doorknobs, desks, and operation panels that many people may come into contact with can be tested for viruses easily and with high sensitivity. Therefore, the present invention is also useful for epidemiological investigations such as identifying the source of infection, and can greatly contribute to preventing the spread of infection.
[ウイルス検査方法]
本発明は、さらに、ウイルス検査方法を提供する。
本発明のウイルス検査方法は、本発明のウイルス濃縮材1を準備する工程(S20)と、セルロース膜2を検査対象液と接触させることで、検査対象液中の標的ウイルスを濃縮する工程(S21)と、濃縮された標的ウイルスを検出する工程(S31)と、を含む。この例は、図7(A)に示されている。
さらに、本発明のウイルス検査方法は、上記検出工程の前に、検査対象液と接触させたセルロース膜2から標的ウイルスを抽出する工程(S32)を含んでもよい。この例は、図7(B)に示されている。
上記ウイルスの濃縮工程は、上述の「ウイルス濃縮方法」の項において説明した濃縮工程と同様であるため、説明を省略する。
[Virus testing method]
The present invention further provides a virus testing method.
The virus testing method of the present invention includes the step of preparing the
Furthermore, the virus testing method of the present invention may include, before the detection step, a step (S32) of extracting the target virus from the
The virus concentration step described above is the same as the concentration step explained in the section of the above-mentioned "Virus concentration method," so the explanation will be omitted.
(抽出工程(S32))
本工程では、濃縮工程後のセルロース膜2から、公知のウイルス抽出方法を用いてウイルスを抽出することができる。
例えば、濃縮工程後のセルロース膜2を、公知のウイルス抽出液に浸すことで、ウイルスがセルロース膜2から分離され、抽出される。当該ウイルス抽出液は、例えば、界面活性剤、緩衝液等を含む。本工程では、必要に応じて、ウイルス抽出液中におけるセルロース膜2の攪拌、ウイルス抽出液の加熱等が行われてもよい。
抽出工程後のウイルス抽出液は、そのままウイルスの検出工程に用いられてもよいし、さらに希釈液等によって調製されてもよい。
本発明のウイルス検査方法が上記抽出工程を含むことで、濃縮後のウイルスがセルロース膜2から分離され、検出工程において取り扱いやすくなる。
(Extraction step (S32))
In this step, viruses can be extracted from the
For example, the virus is separated from the
The virus extract after the extraction step may be used as it is in the virus detection step, or may be further prepared with a diluted solution or the like.
By including the above extraction step in the virus testing method of the present invention, the concentrated virus is separated from the
(検出工程(S31))
本工程では、濃縮工程後のセルロース膜2から、公知のウイルス検出方法を用いてウイルスを検出することができる。
本工程におけるウイルス検出方法は、抗原検査によるウイルスタンパク質の検出方法、又は遺伝子検査による核酸の検出方法を含む。
抗原検査は、ELISA法、イムノクロマト法等の抗原抗体反応を利用した方法が挙げられる。
遺伝子検査としては、PCR法、リアルタイムPCR法、LAMP法等が挙げられる。
抗原検査によってウイルスタンパク質を検出する場合には、例えば、濃縮後のウイルス抽出液に対して、当該ウイルスのタンパク質に結合可能な抗体を反応させ、ウイルスを検出することができる。
遺伝子検査によってウイルスを検出する場合には、例えば、濃縮後のウイルス抽出液又はウイルスが吸着されたセルロース膜に対して核酸抽出処理を行い、当該抽出された核酸を用いて核酸増幅処理を行い、当該ウイルスの核酸を検出することができる。
(Detection step (S31))
In this step, viruses can be detected from the
The virus detection method in this step includes a virus protein detection method using an antigen test or a nucleic acid detection method using a genetic test.
Antigen tests include methods that utilize antigen-antibody reactions, such as ELISA and immunochromatography.
Examples of genetic testing include PCR method, real-time PCR method, and LAMP method.
When detecting a viral protein by an antigen test, for example, the virus can be detected by reacting a concentrated virus extract with an antibody capable of binding to the protein of the virus.
When detecting a virus by genetic testing, for example, a nucleic acid extraction process is performed on the concentrated virus extract or a cellulose membrane to which the virus has been adsorbed, and the extracted nucleic acid is used to perform a nucleic acid amplification process. The nucleic acid of the virus can be detected.
本発明のウイルス検査方法では、本発明のウイルス濃縮材1を用いることで、上述のようにウイルスの濃縮率が向上し、ウイルス検査の感度が高められる。さらに、簡便な操作で迅速にウイルスが濃縮されることで、大量の検体のウイルス検査が可能となり、感染防止策がより適切に講じられる。したがって、本発明は、感染防止の拡大に大きく貢献できる。
In the virus testing method of the present invention, by using the
[ウイルス濃縮キット]
本発明のウイルス濃縮材は、ウイルス検査において検査対象液中のウイルスを濃縮するためのウイルス濃縮キットに用いられてもよい。
一実施形態において、本発明のウイルス濃縮キット4は、ウイルス濃縮材1と、容器5と、を備えることが好ましい。
ウイルス濃縮材1は、上述の「ウイルス濃縮材」の項において説明した構成を有し、具体的には、α-セルロースを主成分とするセルロース膜2と、セルロース膜2に固定された抗体3と、を有する。この例は、図8及び図9に示されている。
なお、図8では、図示の都合上、容器5に対するウイルス濃縮材1の大きさが実際よりも大きくなるように記載している。
[Virus concentration kit]
The virus concentration material of the present invention may be used in a virus concentration kit for concentrating viruses in a liquid to be tested in a virus test.
In one embodiment, the
The
In addition, in FIG. 8, for convenience of illustration, the size of the
容器5は、ウイルス濃縮材1と、標的ウイルスの検査のための検査対象液と、を内部に保持することが可能な器物である。
本発明において、「容器」は、検査対象液を貯留できる構成に限定されず、図6で説明したハウジング11のように、流路として検査対象液を一時的に保持できる構成も含むものとする。また、「検査対象液が容器5の内部に保持される」とは、一検体の検査対象液の全てが一度に容器5の内部に収容される態様に限られず、検査対象液が少量ずつ容器5の内部に流入するような態様を含む。
また、「ウイルス濃縮材1が容器5の内部に保持される」とは、ウイルス濃縮材1が容器5の内部に配置されればよく、ウイルス濃縮材1が容器5に対して固定されることを要しない。
容器5は、滅菌されていることが好ましく、例えば滅菌可能なプラスチック、ガラス等で構成される。
The
In the present invention, the "container" is not limited to a structure capable of storing a liquid to be tested, but also includes a structure capable of temporarily holding a liquid to be tested as a flow path, like the
Furthermore, "the
The
容器5は、例えば、唾液等の検査対象液を採取するための検体採取容器、又は検体採取具によって採取された検体が処理された検体処理液を収容可能な容器であることが好ましく、検体採取容器であることがより好ましい。この例は、図8に示されている。
図8に示す例において、容器5は、セルロース膜2の挿入及び取り出しが可能なサイズで構成され、その容量は、好ましくは1mL以上、より好ましくは5mL以上であり、現実的には50mL以下、又は15mL以下である。容器5は、具体的には、遠沈管、コップ等で構成される。容器5において、「セルロース膜2の挿入及び取り出しが可能である」とは、セルロース膜2が、ウイルスに対する濃縮能を損なうことなく、容器5の内部まで挿入可能であり、かつ、容器5の内部から取り出されることを意味する。
The
In the example shown in FIG. 8, the
あるいは、容器5は、図6を用いて説明した、ウイルス濃縮材1を用いたフィルトレーションを行う際のフィルタユニット10のハウジング11として構成されてもよい。つまり、容器5内にウイルス濃縮材1をセットすることで、フィルタユニット10として構成されてもよい。この例は、図9に示されている。
容器5(ハウジング11)は、第1端部11aと、第2端部11bと、を含む。第1端部11aは、検査対象液を含むシリンジ等を取り付けることが可能に構成される。第2端部11bは、フィルトレーションされたフロースルーが流出する。
この例において、ウイルス濃縮材1は、図9に示すように容器5(ハウジング11)の内部にセットされた状態であってもよい。あるいは、ウイルス濃縮材1は、容器5(ハウジング11)とは別体で流通され、ユーザにより容器5内にセットされてもよい。
また、容器5は、ウイルス濃縮材1が配置可能な断面形状を有していればよい。容器5の断面形状は、セルロース膜2の平面形状に応じた断面形状であることが好ましく、例えば円形状であることが好ましい。容器5の断面形状が円形状である場合の内径は、例えば5mm以上100mm以下とすることができる。
なお、この例では、ウイルス濃縮キット4が、フィルタユニットのハウジングとしての容器5の他に、図8で示した検査対象液を採取及び/又は収容するための容器をさらに有していてもよい。また、ウイルス濃縮キット4は、図6で示すシリンジをさらに有していてもよい。
このようなウイルス濃縮キット4によっても、フィルトレーションによってウイルスの濃縮が可能となる。
Alternatively, the
The container 5 (housing 11) includes a
In this example, the
Further, the
In addition, in this example, the
Such a
上記構成のウイルス濃縮キット4によれば、ウイルス濃縮材1と容器5とが提供される。これにより、ウイルスの濃縮処理がより簡便に行われるとともに、当該濃縮処理におけるウイルスの濃縮率が高められる。
According to the
[ウイルス検査キット]
本発明のウイルス濃縮材は、ウイルス検査のためのウイルス検査キットに用いられてもよい。
本発明のウイルス検査キット6は、ウイルス濃縮材1と、容器5と、検査試薬7と、を備えることが好ましい。この例は、図8及び図9に示されている。
ウイルス濃縮材1及び容器5は、「ウイルス濃縮材」及び「ウイルス濃縮キット」の項で説明した構成を有するため、説明を省略する。
[Virus test kit]
The virus concentration material of the present invention may be used in a virus test kit for virus testing.
The
The
本発明のウイルス検査キット6は、ウイルスを検出可能なウイルス検査を行うためのキットである。本発明のウイルス検査キット6の対象となるウイルス検査としては、抗原検査及び遺伝子検査が挙げられる。
抗原検査は、ELISA法、イムノクロマト法等の抗原抗体反応を利用した方法が挙げられる。
遺伝子検査としては、PCR法、リアルタイムPCR法、LAMP法等が挙げられる。
The
Antigen tests include methods that utilize antigen-antibody reactions, such as ELISA and immunochromatography.
Examples of genetic testing include PCR method, real-time PCR method, and LAMP method.
検査試薬7は、セルロース膜2に付着した検査対象液を用いて標的ウイルスを検出するための検査試薬である。図8及び図9には、ウイルス検査キット6が1つの検査試薬7を含む例を示しているが、ウイルス検査キット6が複数の検査試薬を含んでいてもよい。
検査試薬7は、例えば、セルロース膜2に吸着されたウイルスをセルロース膜2から分離するためのウイルス抽出液を含んでいてもよい。ウイルス抽出液は、例えば、界面活性剤、緩衝液等を含む。ウイルス抽出液によってセルロース膜2からウイルスが分離されることで、濃縮されたウイルスを用いてウイルス検査の試料を容易に調製することができる。
例えば、ELISA法を対象とする検査試薬7は、上記ウイルス抽出液、酵素標識抗体含有液、基質液、洗浄液、希釈液等から選択された1又は2以上の試薬を含んでいてもよい。
例えば、イムノクロマト法を対象とする検査試薬7は、上記ウイルス抽出液を含んでいてもよい。
遺伝子検査を対象とする検査試薬7は、例えば、上記ウイルス抽出液、ウイルスから核酸を抽出する核酸抽出液、核酸増幅用試薬等から選択された1又は2以上の試薬を含んでいてもよい。
The
The
For example, the
For example, the
The
さらに、本発明のウイルス検査キット6は、必要に応じて、ウイルス検査に用いられる検査器具を含んでいてもよい。当該検査器具としては、イムノクロマト法に用いられる抗体等を含むニトロセルロース膜、検査試料滴下用のチップ、検査用プレート等が挙げられる。
Furthermore, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、セルロース膜2の形状は、図1に示すものに限定されず、種々の形状を採り得る。例えば、セルロース膜2は、矩形状であってもよいし、他の形状であってもよい。
また、ウイルス濃縮材1は、セルロース膜及び抗体の他、例えば、セルロース膜を保持する棒状の保持部材を備えていてもよい。これにより、ユーザが保持部材を把持してウイルスの濃縮処理を行うことが可能となり、利便性が高められる。
また、ウイルス濃縮キット4及びウイルス検査キット6は、図8及び図9に示した例に限定されず、本発明に包含される種々の形態を採り得る。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
For example, the shape of the
In addition to the cellulose membrane and the antibody, the
Further, the
<試験例1:検査対象液への浸漬によるウイルス濃縮材の濃縮能の検討>
試験例1として、標的ウイルスに対する抗体を固定したセルロース膜を作製し、検査対象液への浸漬によって当該ウイルスの濃縮が可能か否か、検討した。
<Test Example 1: Examination of concentration ability of virus concentration material by immersion in test target liquid>
As Test Example 1, a cellulose membrane on which antibodies against a target virus were immobilized was prepared, and it was investigated whether the virus could be concentrated by immersing it in a test liquid.
[ウイルス濃縮材の作製]
(セルロース膜の準備)
セルロース膜の材料として、Whatman(登録商標) 定性濾紙 No.1を準備した。これを直径10mmの円形に切り出し、セルロース膜とした。このセルロース膜は、α-セルロースを90質量%以上含む。
このセルロース膜の厚さは180μm、坪量は87g/m2であった。
このセルロース膜の保留粒子径は11μm、濾水時間は150秒であった。
[Preparation of virus concentration material]
(Preparation of cellulose membrane)
As a material for the cellulose membrane, Whatman (registered trademark) Qualitative Filter Paper No. I prepared 1. This was cut into a circle with a diameter of 10 mm to obtain a cellulose membrane. This cellulose membrane contains 90% by mass or more of α-cellulose.
The thickness of this cellulose membrane was 180 μm, and the basis weight was 87 g/m 2 .
The retained particle size of this cellulose membrane was 11 μm, and the drainage time was 150 seconds.
(抗体の作製)
抗SARS-CoV-2抗体であるVHH抗体を作製した。VHH抗体は、標的分子として、SARS-CoV-2(2019-nCoV)Spike Protein(S1 Subunit,His Tag)(Hisタグ付きS1タンパク質、Sino Biological)を用い、cDNAディスプレイを用いてスクリーニングされたものである。
作製されたVHH抗体を、CoVHH1、CoVHH-E5、CoVHH-E9と称する。このうち、CoVHH-E9を本試験に用いた。
(Preparation of antibodies)
VHH antibody, which is an anti-SARS-CoV-2 antibody, was produced. The VHH antibody was screened using cDNA display using SARS-CoV-2 (2019-nCoV) Spike Protein (S1 Subunit, His Tag) (His-tagged S1 protein, Sino Biological) as a target molecule. be.
The produced VHH antibodies are referred to as CoVHH1, CoVHH-E5, and CoVHH-E9. Among these, CoVHH-E9 was used in this test.
(遺伝子人工合成)
Hisタグ付きCoVHH-E9をコードする塩基を人工合成した。合成されるCoVHH-E9のアミノ酸配列は、配列番号12のC末端側に配列番号16のヒンジ配列を介したHisタグ配列(配列番号13)が付与された配列番号17となる。そのため、CoVHH-E9発現用の人工合成遺伝子は、配列番号17をコードする塩基配列の3'末端に終止コドンが付与された配列番号18となる。さらに、CoVHH-E9発現用の人工合成遺伝子をプラスミドベクターに挿入するための配列として、配列番号18に対して、GCAGCTCTTGCAGCA(配列番号19)が5'末端に、TCTATTAAACTAGTT(配列番号20)が3'末端に付加されたものをユーロフィン社で人工合成し、実験に供した。
(artificial gene synthesis)
A base encoding His-tagged CoVHH-E9 was artificially synthesized. The amino acid sequence of CoVHH-E9 to be synthesized is SEQ ID NO: 17, in which a His tag sequence (SEQ ID NO: 13) is added to the C-terminal side of SEQ ID NO: 12 via the hinge sequence of SEQ ID NO: 16. Therefore, the artificially synthesized gene for expressing CoVHH-E9 is SEQ ID NO: 18, which is the nucleotide sequence encoding SEQ ID NO: 17 with a stop codon added to the 3' end. Furthermore, as a sequence for inserting an artificially synthesized gene for CoVHH-E9 expression into a plasmid vector, GCAGCTCTTGCAGCA (SEQ ID NO: 19) is at the 5' end and TCTATTAAAACTAGTT (SEQ ID NO: 20) is at the 3' end of SEQ ID NO: 18. The one with the end added was artificially synthesized by Eurofins and used for experiments.
(Hisタグ付きVHH発現用プラスミドの構築)
pHY300PLKをベースとして作製された組換えプラスミドpHY-S237(特開2014-158430)をテンプレートとし、5'-GATCCCCGGGAATTCCTGTTATAAAAAAAGG-3'(配列番号21)と5'-ATGATGTTAAGAAAGAAAACAAAGCAG-3'(配列番号22)のプライマーセットとPrimeSTAR Max DNAポリメラーゼ(TaKaRa)を用いたPCRによりプラスミド配列を増幅した。168株のゲノムをテンプレートとし、5'-GAATTCCCGGGGATCTAAGAAAAGTGATTCTGGGAGAG-3'(配列番号23)と5'-CTTTCTTAACATCATAGTAGTTCACCACCTTTTCCC-3'(配列番号24)のプライマーセットを用いたPCRによりspoVG遺伝子由来のプロモーターDNAを増幅した。得られたプロモーターDNAを、In-Fusion HD Cloning Kit(Takara)を用いてプラスミド配列に組み込み、spoVGプロモーターと連結されたVHH発現用プラスミドを構築した。5'-TGCTGCAAGAGCTGCCGGAAATAAA-3'(配列番号25)及び5'-TCTATTAAACTAGTTATAGGG-3'(配列番号26)のプライマーセットとPrimeSTAR Max DNAポリメラーゼ(TaKaRa)を用いたPCRによりプラスミド配列を増幅した。得られたPCR断片に、上記人工合成遺伝子を含むDNAをIn-Fusion HD Cloning Kit(Takara)を用いて組み込み、人工合成VHH遺伝子を含むVHH発現用プラスミドを構築した。このHisタグ付きCoVHH発現用プラスミドをCoVHH-E9-His-pHYと呼ぶ。
(Construction of His-tagged VHH expression plasmid)
Using the recombinant plasmid pHY-S237 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-158430) prepared based on pHY300PLK as a template, 5'-GATCCCCGGGAATTCCTGTTATAAAAAAAGG-3' (SEQ ID NO: 21) and 5'-ATGATGTTAAGAAAGAAAACAAAGCAG- 3' (SEQ ID NO: 22) Plasmid sequences were amplified by PCR using the primer set and PrimeSTAR Max DNA polymerase (TaKaRa). sp by PCR using the genome of strain 168 as a template and using the primer set 5'-GAATTCCCGGGGATCTAAGAAAAGTGATTCTGGGAGAG-3' (SEQ ID NO: 23) and 5'-CTTTCTTAACATCATAGTAGTTCACCACCTTTTTCCC-3' (SEQ ID NO: 24). Promoter DNA derived from the oVG gene was amplified. . The obtained promoter DNA was incorporated into a plasmid sequence using In-Fusion HD Cloning Kit (Takara) to construct a VHH expression plasmid linked to the spoVG promoter. The plasmid sequence was amplified by PCR using a primer set of 5'-TGCTGCAAGAGCTGCCGGAAATAAA-3' (SEQ ID NO: 25) and 5'-TCTATTAAAACTAGTTATAGGG-3' (SEQ ID NO: 26) and PrimeSTAR Max DNA polymerase (TaKaRa). The DNA containing the artificially synthesized gene was inserted into the obtained PCR fragment using In-Fusion HD Cloning Kit (Takara) to construct a VHH expression plasmid containing the artificially synthesized VHH gene. This His-tagged CoVHH expression plasmid is called CoVHH-E9-His-pHY.
(組換え枯草菌の作製)
Bacillus subtilis158株から、特開2006-174707号公報の段落0043から0048に記載されている方法に従って、細胞外プロテアーゼ遺伝子(epr、wprA、mpr、nprB、bpr、nprE、vpr及びaprE)を欠損させ、さらに特許第4336082の段落0026から0029に記載されている方法に従い、胞子形成に関与するsigF遺伝子を欠損させた。得られた細胞外プロテアーゼ多重欠損株をDpr8ΔsigFと記載する。枯草菌株Dpr8ΔsigFへのプラスミド導入は以下に示すプロトプラスト法によって行った。1mLのLB液体培地にグリセロールストックした枯草菌を植菌し、30℃、210rpmで一晩振とう培養した。翌日、新たな1mLのLB液体培地にこの培養液を10μL植菌し、37℃、210rpmで約2時間振とう培養した。この培養液を1.5mLチューブに回収し、1,2000rpmで5分間遠心し、上清を除去したペレットをLysozyme(SIGMA)4mg/mLを含むSMMP(0.5Mシュークロース、20mMマレイン酸二ナトリウム、20mM塩化マグネシウム6水塩、35%(w/v)Antibiotic medium 3(Difco))500μLに懸濁し、37℃で1時間インキュベートした。次いで、3,500rpmで10分間遠心し、上清を除去したペレットをSMMP400μLに懸濁した。この懸濁液33μLをプラスミドと混合し、さらに40%PEGを100μL添加してボルテックスした。この液にSMMPを350μL加えて転倒混和し、30℃、210rpmで1時間振とうした後、DM3寒天培地プレートに全量塗布し、30℃で2~3日間インキュベートした。
(Creation of recombinant Bacillus subtilis)
Deleting extracellular protease genes (epr, wprA, mpr, nprB, bpr, nprE, vpr and aprE) from Bacillus subtilis 158 strain according to the method described in paragraphs 0043 to 0048 of JP 2006-174707A, Furthermore, the sigF gene involved in sporulation was deleted according to the method described in paragraphs 0026 to 0029 of Patent No. 4336082. The obtained extracellular protease multiple deletion strain is designated as Dpr8ΔsigF. Plasmid introduction into Bacillus subtilis strain Dpr8ΔsigF was performed by the protoplast method described below. Bacillus subtilis stocked with glycerol was inoculated into 1 mL of LB liquid medium, and cultured with shaking at 30° C. and 210 rpm overnight. The next day, 10 μL of this culture solution was inoculated into a new 1 mL LB liquid medium, and cultured with shaking at 37° C. and 210 rpm for about 2 hours. The culture solution was collected into a 1.5 mL tube, centrifuged at 1,2000 rpm for 5 minutes, the supernatant was removed, and the pellet was mixed with SMMP (0.5 M sucrose, 20 mM disodium maleate) containing 4 mg/mL of Lysozyme (SIGMA). , 20mM magnesium chloride hexahydrate, 35% (w/v) Antibiotic medium 3 (Difco)) and incubated at 37°C for 1 hour. Next, the pellet was centrifuged at 3,500 rpm for 10 minutes, the supernatant was removed, and the pellet was suspended in 400 μL of SMMP. 33 μL of this suspension was mixed with the plasmid, and 100 μL of 40% PEG was added and vortexed. 350 μL of SMMP was added to this solution, mixed by inversion, and shaken at 30° C. and 210 rpm for 1 hour. The entire amount was applied onto a DM3 agar plate and incubated at 30° C. for 2 to 3 days.
(VHH産生)
作製した組換え枯草菌を1mLの50ppmテトラサイクリンを含むLB培地に植菌し、32℃で一晩往復振とうし、前培養液とした。前培養液をひだ付き三角フラスコに入れた20mLの2×L-mal培地に1%接種し、30℃で72時間振とう培養した。培養終了時の培養液をマイクロチューブにて4℃、15,000rpm、5分間遠心し、上清を回収した。上清中のVHH抗体をNi-NTAアガロースビーズ(富士フィルム和光純薬)を用い、キットのプロトコルに従って精製した。溶出液にはPBS(30mM イミダゾール)を用いた。また、SDS-PAGEにより目的タンパク質を検出した。
その結果、CoVHH-E9が合成されていることが確認された。
(VHH production)
The prepared recombinant Bacillus subtilis was inoculated into 1 mL of LB medium containing 50 ppm tetracycline, and shaken back and forth overnight at 32° C. to prepare a preculture solution. 1% of the preculture solution was inoculated into 20 mL of 2×L-mal medium in a pleated Erlenmeyer flask, and cultured with shaking at 30° C. for 72 hours. At the end of the culture, the culture solution was centrifuged in a microtube at 4°C, 15,000 rpm, for 5 minutes, and the supernatant was collected. The VHH antibody in the supernatant was purified using Ni-NTA agarose beads (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) according to the kit protocol. PBS (30mM imidazole) was used as the eluate. In addition, the target protein was detected by SDS-PAGE.
As a result, it was confirmed that CoVHH-E9 was synthesized.
[抗体の固定処理]
作製されたセルロース膜に対して、産生されたVHH抗体を固定させた。
PBSにCoVHH-E9溶液を加え、1.17mg/mLの濃度のCoVHH-E9含有液を調製した。なお、抗体濃度の定量は、バイオラッドプロテインアッセイキット(BIO-RAD)を用いて測定を行った。1枚の直径10mmの円形状に切断したセルロース膜当たり0.1mLのCoVHH-E9含有液を加え、室温で30分静置した。
その後、HBST(20mM HEPES)で5回洗浄し、蒸留水で1回洗浄した。その後、50℃で10分間風乾した。
これにより、CoVHH-E9を固定したセルロース膜である、実施例1のサンプルが作製された。
なお、CoVHH-E9を固定しなかったセルロース膜を、比較例1のサンプルとした。
[Antibody fixation treatment]
The produced VHH antibody was immobilized on the produced cellulose membrane.
A CoVHH-E9 solution was added to PBS to prepare a solution containing CoVHH-E9 at a concentration of 1.17 mg/mL. Note that the antibody concentration was determined using a Bio-Rad Protein Assay Kit (BIO-RAD). 0.1 mL of the CoVHH-E9-containing solution was added to each cellulose membrane cut into a circular shape with a diameter of 10 mm, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 30 minutes.
Thereafter, it was washed five times with HBST (20mM HEPES) and once with distilled water. Thereafter, it was air-dried at 50°C for 10 minutes.
As a result, the sample of Example 1, which was a cellulose membrane on which CoVHH-E9 was immobilized, was produced.
Note that a cellulose membrane on which CoVHH-E9 was not immobilized was used as a sample of Comparative Example 1.
[ウイルス溶液への浸漬及び振とう]
SARS-CoV-2溶液(wuhan株)に対し、PBSを加えて、2.7x10^8 copies/mLのSARS-CoV-2溶液を調製した。
SARS-CoV-2溶液0.5mLを複数の2mLチューブ(Protein LoBind tube、Eppendorf)にそれぞれ添加した。実施例1及び比較例1のサンプルを2枚ずつ準備し、1本のチューブにサンプルを1枚入れて転倒混和(振とう)した。転倒混和を開始してから30分後の溶液の上清をそれぞれ回収した。
[Immersion in virus solution and shaking]
PBS was added to the SARS-CoV-2 solution (Wuhan strain) to prepare a 2.7 x 10^8 copies/mL SARS-CoV-2 solution.
0.5 mL of SARS-CoV-2 solution was added to each of multiple 2 mL tubes (Protein LoBind tubes, Eppendorf). Two samples each of Example 1 and Comparative Example 1 were prepared, and one sample was placed in one tube and mixed by inversion (shaking). The supernatant of each solution was collected 30 minutes after starting the inversion mixing.
[濃縮能の評価]
(ウエスタンブロッティング)
上清中のSARS-CoV-2のNタンパク質の量を測定するため、抗Nタンパク質抗体を用いたウエスタンブロッティングを実施した。
回収した上清91μLと、10×Sample Reducing Agent(Invitrogen)14μLと、4×LDS Sample Buffer(Invitrogen)35μLとを混合し、100℃で5分間加熱した。
加熱処理したサンプル10μLを10%,Bis-Tris,1.0mm,Mini Protein Gel(Invitrogen)にアプライし、200Vで40分間電気泳動した。電気泳動終了後、ゲルを取り出し、iBlot2(Invitrogen)を用いて、PVDFメンブレンへタンパク質転写した。続いて、メンブレンを取り出し、iBind(Invitrogen)を用いて、抗原抗体反応を行った。操作は付属のプロトコルに従った。1次抗体には1000倍希釈したAnti SARS-CoV-2 Nucleocapsid Protein Rabbit Mab Antibody(SinoBiological,40143-R019)を用い、2次抗体には1000倍希釈したAnti-Rabbit IgG HRP-linked Antibody(CST,7074S)を使用した。
抗原抗体反応終了後、メンブレンをイオン交換水で2回洗浄し、2mLのECL Prime Western Blotting Detection Reagent(Cytiva)をメンブレンに滴下して、室温で5分間インキュベートした。メンブレンから余計な溶液を除去し、CCDカメラ付きイメージャー(Light capture II、ATTO)で化学発光を検出した。
[Evaluation of concentration ability]
(Western blotting)
To measure the amount of SARS-CoV-2 N protein in the supernatant, Western blotting was performed using an anti-N protein antibody.
91 μL of the collected supernatant, 14 μL of 10× Sample Reducing Agent (Invitrogen), and 35 μL of 4× LDS Sample Buffer (Invitrogen) were mixed and heated at 100° C. for 5 minutes.
10 μL of the heat-treated sample was applied to 10% Bis-Tris, 1.0 mm, Mini Protein Gel (Invitrogen), and electrophoresed at 200 V for 40 minutes. After the electrophoresis was completed, the gel was taken out and the protein was transferred to a PVDF membrane using iBlot2 (Invitrogen). Subsequently, the membrane was taken out and an antigen-antibody reaction was performed using iBind (Invitrogen). The operation followed the attached protocol. Anti-SARS-CoV-2 Nucleocapsid Protein Rabbit Mab Antibody (SinoBiological, 40143-R019) diluted 1000 times was used as the primary antibody, and Anti-Rabbit I diluted 1000 times was used as the secondary antibody. gG HRP-linked Antibody (CST, 7074S) was used.
After the antigen-antibody reaction was completed, the membrane was washed twice with ion-exchanged water, 2 mL of ECL Prime Western Blotting Detection Reagent (Cytiva) was dropped onto the membrane, and the membrane was incubated for 5 minutes at room temperature. Excess solution was removed from the membrane, and chemiluminescence was detected using an imager with a CCD camera (Light capture II, ATTO).
(結果)
図10は、ウエスタンブロッティングで得られたバンドの画像を示す図である。
「初発」は、ウイルス濃縮材と接触させる前のウイルス溶液におけるウエスタンブロッティングの結果を示す。
実施例1のサンプルと接触させたウイルス溶液の上清は、比較例1のサンプルと接触させたウイルス溶液の上清と比較して、SARS-CoV-2のNタンパク質の量が大きく減少し、上清中のNタンパク質がほとんど検出されなかった。この結果から、実施例1のウイルス濃縮材は、SARS-CoV-2を吸着する能力が高く、SARS-CoV-2を濃縮できることが示された。
(result)
FIG. 10 is a diagram showing images of bands obtained by Western blotting.
"Initial" indicates the result of Western blotting on the virus solution before contacting with the virus concentration material.
The amount of SARS-CoV-2 N protein in the supernatant of the virus solution contacted with the sample of Example 1 was significantly reduced compared to the supernatant of the virus solution contacted with the sample of Comparative Example 1. Almost no N protein was detected in the supernatant. This result showed that the virus concentration material of Example 1 had a high ability to adsorb SARS-CoV-2 and was able to concentrate SARS-CoV-2.
<試験例2:検査対象液のフィルトレーションによるウイルス濃縮材の濃縮能の検討>
試験例2として、標的ウイルスに対する抗体を固定したセルロース膜を検査対象液のフィルトレーションに用いることで、ウイルスの濃縮が可能か否か検討した。
<Test Example 2: Examination of concentration ability of virus concentration material by filtration of test liquid>
As Test Example 2, we investigated whether it was possible to concentrate the virus by using a cellulose membrane on which antibodies against the target virus were immobilized for filtration of the test liquid.
[ウイルス濃縮材の作製]
(セルロース膜の準備)
セルロース膜の材料として、Whatman(登録商標) 定性濾紙 No.602hを準備した。これを直径13mmの円形に切り出し、セルロース膜とした。このセルロース膜は、α-セルロースを90質量%以上含む。
このセルロース膜の厚さは160μm、坪量は84g/m2であった。
このセルロース膜の保留粒子径は2.5μm以下、濾水時間は750秒であった。
[Preparation of virus concentration material]
(Preparation of cellulose membrane)
As a material for the cellulose membrane, Whatman (registered trademark) Qualitative Filter Paper No. 602h was prepared. This was cut into a circle with a diameter of 13 mm to obtain a cellulose membrane. This cellulose membrane contains 90% by mass or more of α-cellulose.
The thickness of this cellulose membrane was 160 μm, and the basis weight was 84 g/
The retained particle size of this cellulose membrane was 2.5 μm or less, and the drainage time was 750 seconds.
[抗体の固定処理]
作製されたセルロース膜に対して、試験例1と同様の操作によってVHH抗体を固定させた。これにより、CoVHH-E9を固定したセルロース膜である、実施例2のサンプルが作製された。
なお、CoVHH-E9を固定しなかったセルロース膜を、比較例2のサンプルとした。
[Antibody fixation treatment]
The VHH antibody was immobilized on the prepared cellulose membrane by the same procedure as in Test Example 1. As a result, the sample of Example 2, which is a cellulose membrane on which CoVHH-E9 was immobilized, was prepared.
Note that a cellulose membrane on which CoVHH-E9 was not immobilized was used as a sample of Comparative Example 2.
[フィルトレーション]
複数の同一のフィルタユニット(SWINNEXフィルターホルダー 35mm、メルク)を準備した(図6参照)。各フィルタユニットのハウジング内に、実施例1又は比較例1のサンプルを1枚ずつ取り付けた。各サンプルは、フィルタ面(吸着面)が、液体の流れ方向と垂直になるように取り付けた。
2.5mLシリンジに、試験例1で調製したSARS-CoV-2溶液(ウイルス溶液)を1mLずつ吸引した。各シリンジの端部を、フィルタユニットの一端部に取り付けた。プランジャを押して800μL/minの速さで送液した。フィルタユニットの他端部からフロースルーを回収した。
このフロースルーを、試験例1と同様にウエスタンブロッティングに供し、バンドを撮像した。このバンドの画像を、図11に示す。「初発 1/2」、「初発 1/4」、は、初発のウイルス溶液をPBSによって1/2倍、1/4倍にそれぞれ希釈した液における結果を示す。
[Filtration]
A plurality of identical filter units (SWINNEX filter holder 35 mm, Merck) were prepared (see Figure 6). One sample of Example 1 or Comparative Example 1 was attached to the housing of each filter unit. Each sample was attached so that the filter surface (adsorption surface) was perpendicular to the flow direction of the liquid.
1 mL of the SARS-CoV-2 solution (virus solution) prepared in Test Example 1 was aspirated into a 2.5 mL syringe. The end of each syringe was attached to one end of the filter unit. The plunger was pressed to feed the liquid at a rate of 800 μL/min. Flow-through was collected from the other end of the filter unit.
This flow-through was subjected to Western blotting in the same manner as in Test Example 1, and the bands were imaged. An image of this band is shown in FIG. "Initial 1/2" and "Initial 1/4" indicate the results obtained by diluting the
[結果]
図11に示すように、実施例2のサンプルを用いたフィルトレーションにより得られたフロースルーは、比較例2のサンプルを用いたフィルトレーションにより得られたフロースルーと比較して、SARS-CoV-2のNタンパク質の量が明確に減少していることがわかった。初発のバンド強度と実施例2のサンプルのバンド強度とを比較すると、実施例2のサンプルは、約20%のSARS-CoV-2を吸着しているものと考えられる。これらの結果から、実施例2のウイルス濃縮材は、SARS-CoV-2を吸着する能力が高く、SARS-CoV-2を濃縮できることが示された。
[result]
As shown in FIG. 11, the flow-through obtained by filtration using the sample of Example 2 is higher than the flow-through obtained by filtration using the sample of Comparative Example 2. It was found that the amount of CoV-2 N protein was clearly decreased. Comparing the initial band intensity and the band intensity of the sample of Example 2, it is thought that the sample of Example 2 adsorbs about 20% of SARS-CoV-2. These results showed that the virus concentration material of Example 2 had a high ability to adsorb SARS-CoV-2 and was able to concentrate SARS-CoV-2.
1 ウイルス濃縮材
2 セルロース膜
2s 吸着面
3 抗体
4 ウイルス濃縮キット
5 容器
6 ウイルス検査キット
7 検査試薬
1
Claims (16)
前記セルロース膜に固定された、標的ウイルスに対する抗体と、
を備え、
前記セルロース膜は、前記抗体によって前記標的ウイルスをそれぞれ吸着可能に構成された一対の吸着面を有する
ウイルス濃縮材。 A cellulose membrane whose main component is α-cellulose,
an antibody against the target virus immobilized on the cellulose membrane;
Equipped with
The cellulose membrane has a pair of adsorption surfaces each configured to be able to adsorb the target virus by the antibody. Virus concentration material.
前記抗体は、前記繊維の表面に固定される
請求項1に記載のウイルス濃縮材。 The cellulose membrane includes fibers and is configured in a filter shape,
The virus concentration material according to claim 1, wherein the antibody is immobilized on the surface of the fiber.
請求項2に記載のウイルス濃縮材。 The virus concentration material according to claim 2, wherein the cellulose membrane has a retained particle diameter of 2.5 μm or more and 11 μm or less.
請求項1から3のいずれか一項に記載のウイルス濃縮材。 The virus concentration material according to any one of claims 1 to 3, wherein the cellulose membrane contains 90% by mass or more of α-cellulose.
請求項1から4のいずれか一項に記載のウイルス濃縮材。 The virus concentration material according to any one of claims 1 to 4, wherein the cellulose membrane has a basis weight of 80 g/m 2 or more and 200 g/m 2 or less.
請求項1から5のいずれか一項に記載のウイルス濃縮材。 The virus concentration material according to any one of claims 1 to 5, wherein the antibody is one or more selected from heavy chain antibodies and fragment antibodies.
請求項6に記載のウイルス濃縮材。 The virus concentrate material according to claim 6, wherein the antibody is a VHH antibody.
配列番号9で示されるアミノ酸配列又は当該アミノ酸配列において1個のアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列からなるCDR1と、配列番号10で示されるアミノ酸配列又は当該アミノ酸配列において1個のアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列からなるCDR2と、配列番号11で示されるアミノ酸配列又は当該アミノ酸配列において1個のアミノ酸が他のアミノ酸に置換されたアミノ酸配列からなるCDR3と、を含む、構造ドメインを1つ以上有する
請求項1から7のいずれか一項に記載のウイルス濃縮材。 The antibody is
CDR1 consisting of the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 9 or an amino acid sequence in which one amino acid is substituted with another amino acid, and the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 10 or one amino acid sequence in which one amino acid is substituted with another amino acid. A structure comprising a CDR2 consisting of an amino acid sequence in which another amino acid is substituted, and a CDR3 consisting of an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 or an amino acid sequence in which one amino acid is substituted with another amino acid in the amino acid sequence. The virus concentrate material according to any one of claims 1 to 7, having one or more domains.
請求項1から8のいずれか一項に記載のウイルス濃縮材。 The virus concentrate material according to any one of claims 1 to 8, wherein the target virus is an enveloped virus.
請求項9に記載のウイルス濃縮材。 The virus concentrate material according to claim 9, wherein the target virus is SARS-CoV-2.
前記ウイルス濃縮材と、前記標的ウイルスの検査のための検査対象液と、を内部に保持することが可能な容器と、
を備え、
前記セルロース膜は、前記抗体によって前記標的ウイルスをそれぞれ吸着可能に構成された一対の吸着面を有する
ウイルス濃縮キット。 A virus concentration material having a cellulose membrane mainly composed of α-cellulose and an antibody against a target virus immobilized on the cellulose membrane;
a container capable of holding therein the virus concentration material and a test liquid for testing the target virus;
Equipped with
The cellulose membrane has a pair of adsorption surfaces each configured to be able to adsorb the target virus by the antibody. The virus concentration kit.
前記ウイルス濃縮材と、前記標的ウイルスの検査のための検査対象液と、を内部に保持することが可能な容器と、
前記セルロース膜に付着した前記検査対象液を用いて前記標的ウイルスを検出するための検査試薬と、
を備え、
前記セルロース膜は、前記抗体によって前記標的ウイルスをそれぞれ吸着可能に構成された一対の吸着面を有する
ウイルス検査キット。 A virus concentration material having a cellulose membrane mainly composed of α-cellulose and an antibody against a target virus immobilized on the cellulose membrane;
a container capable of holding therein the virus concentration material and a test liquid for testing the target virus;
a test reagent for detecting the target virus using the test target liquid attached to the cellulose membrane;
Equipped with
The cellulose membrane has a pair of adsorption surfaces each configured to be able to adsorb the target virus by the antibody. The virus test kit.
前記セルロース膜を、前記標的ウイルスの検査のための検査対象液と接触させることで、前記検査対象液中の前記標的ウイルスを濃縮する
ウイルス濃縮方法。 A pair comprising a cellulose membrane containing α-cellulose as a main component, and an antibody against a target virus immobilized on the cellulose membrane, wherein the cellulose membrane is configured to be able to adsorb the target virus by the antibody, respectively. Prepare a virus concentration material having an adsorption surface of
A virus concentration method, comprising: concentrating the target virus in the test liquid by bringing the cellulose membrane into contact with a test liquid for testing the target virus.
請求項13に記載のウイルス濃縮方法。 The virus concentration method according to claim 13, wherein the test target liquid includes saliva.
前記セルロース膜を、前記標的ウイルスの検査のための検査対象液と接触させることで、前記検査対象液中の前記標的ウイルスを濃縮し、
濃縮された前記標的ウイルスを検出する
ウイルス検査方法。 A cellulose membrane containing α-cellulose as a main component, and an antibody against a target virus immobilized on the cellulose membrane, and the cellulose membrane is configured to be able to adsorb each of the target viruses by the antibody. Prepare a virus concentration material having a pair of adsorption surfaces,
By bringing the cellulose membrane into contact with a test liquid for testing the target virus, concentrating the target virus in the test liquid,
A virus testing method for detecting the concentrated target virus.
標的ウイルスの抗体に前記セルロース膜を接触させることで、前記セルロース膜に前記抗体を固定する
ウイルス濃縮材の製造方法。 Prepare a cellulose membrane containing α-cellulose as the main component,
A method for producing a virus concentration material, comprising immobilizing the antibody on the cellulose membrane by bringing the cellulose membrane into contact with an antibody of a target virus.
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