JP3395849B2 - 核酸プローブアッセイ法及びそのための組成物 - Google Patents
核酸プローブアッセイ法及びそのための組成物Info
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Description
およびそのための組成物に関し、さらに詳細には標識核
酸の固相への非特異的吸着を防ぐ核酸プローブアッセイ
法およびそのための試薬を提供するものである。
を検出する核酸プローブアッセイ法は、遺伝病、癌、感
染症等の診断のために有効な手段として汎用されるよう
になってきている。このアッセイ法は、一本鎖に変性さ
れた核酸が適当な条件下で相補的な核酸配列をもつ核酸
と水素結合を介してハイブリダイズすることを利用した
ものである。核酸プローブアッセイ法には、試料中の検
出しようとする核酸(以下、被分析核酸と呼ぶ)を直接
固相に結合させ、標識したプローブと反応させる方法、
または捕捉プローブをあらかじめ固相に結合させてお
き、被分析核酸を該捕捉プローブにより捕捉する方法が
ある。後者の場合、被分析核酸を標識する方法(特開昭
62−265999号公報)、標識した第二のプローブ
を用いるサンドイッチアッセイ法(特開昭58−501
703号公報)、液相で標識プローブ及び捕捉されうる
形のプローブを反応させてサンドイッチ状のコンジュゲ
ートを形成させた後、捕捉されうる形のプローブを第三
の捕捉プローブにより固相に捕捉する方法(特開平1−
104200号公報)などが知られている。
は被分析核酸を固定した後、標識した被分析核酸または
標識プローブが結合した被分析核酸、または標識プロー
ブ(以下、標識した被分析核酸または標識プローブが結
合した被分析核酸および標識プローブをまとめて標識核
酸と呼ぶ)を反応させ、しかる後、過剰の標識核酸を除
去する必要がある。この場合、標識核酸が非特異的に固
相に結合することを防ぐために、牛血清アルブミンやサ
ケ精子DNA等でブロックする方法(Molecular Clonin
g,1982)が一般的に行われている。これらの方法ではブ
ロックを確実にして特異的な反応を制御することなく非
特異的な標識核酸の結合を抑え、ノイズを低下させるこ
とにより高感度が達成される。一方、ランダムオリゴヌ
クレオチドを用いて非特異的な標識核酸の結合を抑える
ことも知られている。
ッセイ法において、標識核酸の固相への非特異的吸着を
防ぐために用いられている牛血清アルブミンやサケ精子
DNAなどでは、その純度を一定に保つことが困難であ
り、またロット間の差が大きいことが知られている。ラ
ンダムオリゴヌクレオチドは合成により調製するためコ
ストアップにつながるという短所がある。したがって本
発明ではこのような状況を解決すべく行われたものであ
る。すなわち、本発明の目的は被分析核酸を高感度で検
出するため、標的核酸の固相への非特異的吸着を防ぐ核
酸プローブアッセイ法およびそのための安価で安定した
非特異的吸着ブロック試薬を提供することである。
ローブをあらかじめ固相に結合させ、試料中の被分析核
酸を該捕捉プローブにより捕捉することにより被分析核
酸を検出する方法において、捕捉プローブを結合させた
固相をモノヌクレオチドおよび/またはモノヌクレオシ
ドを含む試薬で処理することを特徴とする核酸プローブ
アッセイ法である。
結合させ、標識プローブにより被分析核酸を検出する方
法において、被分析核酸を結合させた固相をモノヌクレ
オチドおよび/またはモノヌクレオシドを含む試薬で処
理した後、標識プローブを反応させることを特徴とする
核酸プローブアッセイ法である。
またはモノヌクレオシドを含む試薬を含有することを特
徴とする核酸プローブアッセイ用組成物である。
結合させ、試料中の被分析核酸を該捕捉プローブにより
捕捉することにより被分析核酸を検出する方法として
は、被分析核酸を標識する方法(特開昭62−2659
99号公報)、標識した第二のプローブを用いるサンド
イッチアッセイ法(特開昭58−501703号公
報)、液相で標識プローブ及び捕捉されうる形のプロー
ブを反応させてサンドイッチ状のコンジュゲートを形成
させた後、捕捉されうる形のプローブを第三の捕捉プロ
ーブにより固相に捕捉する方法(特開平1−10420
0号公報)などがある。
を結合させた固相をモノヌクレオチドおよび/またはモ
ノヌクレオシドを含む試薬で処理する。
モノヌクレオシドとは、窒素を含む有機塩基と糖の還元
基とがグリコシド結合した配糖体化合物および/または
該化合物の糖部分がリン酸とエステルを作っている化合
物の単量体である。またその有機塩基部分はチミン、ア
デニン、シトシン、グアニンのいずれでも良い。具体的
にはチミジン−3−リン酸、アデノシン−3−リン酸、
シチジン−3−リン酸またはグアニジン−3−リン酸、
チミジン、アデノシン、グアニジンである。また塩基が
メチル化、デアザなど修飾された物も用いられる。また
それらの混合物でもかまわない。これらの試薬は市販さ
れており(東洋紡績、ファルマシア社等)購入後、精製
等の操作は不必要であって、目的濃度に希釈するだけで
使用することができる。
はモノヌクレオシドをハイブリダイッゼーションに供す
ることのできる緩衝液に溶解してブロックバッファーと
する。その濃度は1nM〜1mMである。該緩衝液は、
例えばクエン酸ナトリウムおび塩化ナトリウムなどを含
む。その濃度はそれぞれ約75mM、約750mMであ
り、pHは7.0である。モノヌクレオチドおよび/ま
たはモノヌクレオシドを含む試薬の一例としては、ブロ
ックバッファー[1×10-7M dNTP(ファルマシア社),
0.5% ポリビニルピロリドン K-30, 5×SSC ]またはブ
ロックバッファー[1 ×10-7M アデノシン(ナカライテ
スク社)、0.5%ポリビニルピロリドン K-30,1%ラウリル
硫酸ナトリウム,5×SSC]などが挙げられる。なお、5×
ssc とは0.3Mクエン酸ナトリウムおよび3.0M NaCl 混合
液の20/5倍希釈液を表す。
ス膜などの膜状担体、ポリエチレン、ポリスチレン、ポ
リプロピレン、ポリカーボネートなどのラテックスビー
ズ、マイクロプレート、磁性ビーズなど一般に核酸ハイ
ブリダイゼーションに用いられるものなら何でもよい。
たはモノヌクレオシドを含む試薬を固相と反応させて固
相に結合させる。結合の方法は共有結合、イオン的な結
合、水素結合、疎水結合などいかなる方法でもよい。反
応時間は、一般に約1〜6時間程度でよい。好ましくは
約2〜3時間行うことが望ましい。また被分析核酸、捕
捉用核酸プローブの結合の後に固相と結合することが好
ましい。
ダイズするものであればよく、必要な配列を保持したプ
ラスミドDNA、合成オリゴヌクレオチドなどの核酸を
用いることができる。その調製法としては、ホスホアミ
ダイト法、バクテリアなどのプラスミドを保持させ、増
殖後回収して制限酵素などの各種修飾酵素を用いて処理
する方法などを利用することができる。捕捉プローブの
固相への結合は従来公知の方法に従う。
イゼーションが可能となる組成をもった緩衝液中に標識
核酸が存在すればよく、具体的には標識核酸を例えばハ
イブリダイゼーションバッファー(5×SSC,0.5%ポリビニ
ルピロリドンK-30, 1%ラウリル硫酸ナトリウム) に溶解
したものなどが挙げられる。また核酸プローブの調製法
としては捕捉プローブと同様にホスホアミダイト法など
の合成法やプラスミドを増殖後回収、処理する方法など
が利用することができる。
素、酵素、蛍光物質、発光物質などが利用できる。また
標識方法としては、放射性同位元素を用いてラベルする
方法(Richardson, Proceedings of the National Acade
my of Sciences of U.S.A.vol.54, p.158, 1968 、Rigb
y et al., Journal of Molecular Biology, vol.113,
p.237-251, 1977) 、酵素を標識する方法 (特開昭60-93
355号公報) などが挙げられる。また被測定物質を調製
する際に、被測定物質中に直接標識を挿入する方法も利
用できる。具体的には遺伝子増幅法の一つであるPCR
法 (Saiki et al.,Science, vol.230, p.1350-1354, 19
85)を行う際にビオチンなどの標識をもったヌクレオチ
ドを含有させ、これを取り込ませることにより標識する
方法などが挙げられる。
る核酸とのバイブリダイゼーションの条件は、一般的に
行われる方法 (T.Maniatis et al., Molecular Clonin
g, 1989, Ranki et al., Gene, vol.22, p.77-85, 1983
および特開昭62-205800 号公報) に従う。その処理温
度は4℃〜80℃、好ましくは20℃〜40℃であり、
処理時間は0.5〜24時間、好ましくは1時間〜5時
間である。溶媒はSSC(塩化ナトリウムを含むクエン
酸ナトリウム溶液)、SSPE(塩化ナトリウム、ED
TAを含むリン酸緩衝液)など核酸ハイブリダイゼ−シ
ョン反応等に使用される溶液が好ましいがこれに限定さ
れるものではない。
よる標的核酸の検出方法は、固相上に第一のプローブ
(捕捉プローブ)を固定し、特定配列をもった標的核酸
とハイブリダイズさせ、さらに該標的核酸の別の配列部
分とハイブリダイズ可能な検出用第二プローブを加えて
反応させることからなる。
させ、標識プローブにより被分析核酸を検出する方法に
おいて、被分析核酸を結合させた固相をモノヌクレオチ
ドおよび/またはモノヌクレオシドを含む試薬で処理し
た後、標識プローブを反応させることを特徴とする核酸
プローブアッセイ法でもある。被分析核酸を固相に結合
させる方法としては、従来公知の方法に従う。被分析核
酸を結合させた固相をモノヌクレオチドおよび/または
モノヌクレオシドを含む試薬で処理する方法は上述した
方法が採用できる。また検出方法も上記方法と同様であ
る。
は、モノヌクレオチドおよび/またはモノヌクレオシド
を含む試薬、すなわちモノヌクレオチドおよび/または
モノヌクレオシドをハイブリダイッゼーションに供する
ことのできる緩衝液に溶解してブロックバッファーを含
有するものである。モノヌクレオチドおよび/またはモ
ノヌクレオシドの濃度は1nM〜1mMである。該緩衝
液は、例えばクエン酸ナトリウムおび塩化ナトリウムな
どを含む。モノヌクレオチドおよび/またはモノヌクレ
オシドを含む試薬の一例としては、ブロックバッファー
[1×10-7M dNTP(ファルマシア社),0.5% ポリビニル
ピロリドン K-30, 5×SSC ]またはブロックバッファー
[1 ×10-7M アデノシン(ナカライテスク社)、0.5%ポ
リビニルピロリドン K-30,1%ラウリル硫酸ナトリウム,5
×SSC]などが挙げられる。本発明の組成物はさらに標識
プローブおよび標識検出用物質を含む。
モノヌクレオチドおよび/またはモノヌクレオシドを含
む試薬で固相を処理することにより、従来の検出方法に
比較して固相への標識核酸の非特異的吸着が著しく減少
し、測定感度の上昇が可能となる。
って、本発明をより一層明確なものとする。尚、実施例
中“n ×SSC ”は 0.3M クエン酸ナトリウムおよび 3.0
M NaCl混合液の(20/n)倍希釈液を表す。
の合成〕捕捉プローブおよび標識プローブは、DNA合
成機391型(アプライド バイオシステムズ社)を用
いて、ホスホアミダイド法により合成した。捕捉プロー
ブの塩基配列は5-CGGTCATTCTGCTGTGTTCGTAAAAT-3であ
る。標識プローブの塩基配列は5-CCCCGGTTCTGAXAGATATT
GTT-3 である。配列中、Xは5位にリンカーアームを有
するウリジンを示す。この標識プローブは特開平4-2029
9 号公報に開示されたものである。
る標識〕参考例1で合成した標識プローブと、そのリン
カーアームを介してのアルカリ性ホスファターゼとの結
合を文献(Nucleic Acids Research,14,6155,1986)に従
って行った。リンカーオリゴヌクレオチド(標識プロー
ブ)1.0 A260を 0.2M NaHCO3 60 μl に溶解し、ここへ
スベリン酸ジスクシニミジル(DSS)1.25mgを加えて
室温、2分間反応させた。反応液を1mM CH3COONa (pH
5.0) で平衡化したSephadex G-25 (ファルマシア社)
カラム(1cmφ×30cm) でゲル濾過して過剰のDSSを
除去した。末端のアミノ基が活性化されたリンカーオリ
ゴヌクレオチドを、更にモル比で2倍等量のアルカリ性
ホスファタ−ゼ(ベーリンガーマンハイム社)(100mM
NaHCO3, 3M NaClに溶解したもの。)と室温、16時間反
応させることでアルカリ性ホスファターゼ標識核酸プロ
ーブを得た。得られた標識プローブは、陰性イオン交換
高速液体クロマトグラフィーMono-QFPLC(ファルマシア
社)を用いて精製した。標識プローブを含む画分を集
め、セントリコン30K(アミコン社)を用いて限外濾過
法により濃縮した。
菌株を3%NaClを含むブレインハートインヒュージョン
培地(Brain Heart Infusion Agar )に接種し、37℃で
一晩培養した。生育したコロニーをそれぞれ1.5ml のエ
ッペンドルフチューブにかきとり、希釈緩衝液(0.1M N
aH2PO4,pH7.0)300 μl に懸濁した。さらにここへプロ
テイナーゼK(ナカライテスク社)0.6mg 、溶菌液(8M
尿素、0.25%ドデシル硫酸ナトリウム、0.25%ラウリ
ルサルコシンナトリウム、50mM EDTA 、pH7.6 )600 μ
lを加えて撹拌し、60℃で30分間インキュベートした。
得られた溶解液をフェノールで2回、クロロホルムで1
回抽出後、エタノール沈殿し、核酸を得た。
製のマイクロタイタープレート(マイクロライト2、ダ
イナテック社)を用いた。参考例1で得られた捕捉プロ
ーブをマイクロタイタープレートのウェルに100 μl ず
つ分注し、25℃で一夜インキュベートし、捕捉プローブ
をプレートに結合させた。
法〕捕捉プローブ結合プレートにブロックバッファー
[1×10-7M dNTP(ファルマシア社),0.5% ポリビニル
ピロリドン K-30, 5×SSC ]を各ウェルに150 μl ずつ
分注し、室温で2時間放置しブロック反応を行った。比
較例として捕捉プローブ結合プレートをdNTPの代りに表
1に示した物質をそれぞれの濃度で添加したブロックバ
ッファーでブロックした。
による腸炎ビブリオ遺伝子の検出〕以上の方法で調製し
た試薬および試料を用いて、腸炎ビブリオ遺伝子の検出
を以下に述べる方法で行った。腸炎ビブリオ遺伝子は等
量の0.6N NaOH を加え、室温で15分処理し変性させた。
対照としてヒト胎盤由来のDNA(シグマ社)1μg/μl
を同じ方法で変性させたものを用いた。上記のプレート
に変性させた試料を2μl、ハイブリダイゼーションバ
ッファー(5×SSC,0.5% ポリビニルピロリドン 30-K,
1.0% ラウリル硫酸ナトリウム)100 μlを加え50℃で
60分間ハイブリダイゼーションを行った。液をウェルか
ら除き洗浄液−1(2 ×SSC,1% ラウリル硫酸ナトリウ
ム)200μlで洗浄した後、アルカリ性ホスファターゼ
標識プローブ溶液100 μlを加え、50℃で60分間ハイブ
リダイゼーションを行った。プローブ溶液をウェルから
除いた後、洗浄液−1 200 μlを加え50℃で10分間洗浄
し、次に洗浄液−2(1×SSC,0.5%トリトン X-100)を
200 μl加え室温で10分間洗浄した後、アルカリ性ホス
ファターゼの基質であるLumiphos 480(和光純薬社)を
100 μl加え、37℃で15分間酵素反応を行った後、発光
量をマイクロライト1000(ダイナテック社)で測定し
た。その結果を表1に示す。
反応を阻害せず非特異反応を抑えていることがわかる。
(ダイナル社;ダイナビーズM-280 Tosyl Activated)
を用いた。活性ビーズの1mM HCl 懸濁液を滅菌蒸留水で
1回洗浄した。参考例1で得られた捕捉プローブを等容
量の活性ビーズ懸濁液に加え、ゆっくり撹拌しながら37
℃で3 時間インキュベートし捕捉プローブをビーズに結
合させた。
捕捉プローブ結合ビーズを磁石で集め上清を除いた後、
滅菌水で2回洗浄した。洗浄後滅菌水を除きブロックバ
ッファー[1×10-7M アデノシン(ナカライテスク
社)、0.5%ポリビニルピロリドン K-30,1%ラウリル硫酸
ナトリウム,5×SSC]を等容量加え、37℃で3時間放置
しブロック反応を行った。比較例として捕捉プローブ結
合ビーズをdNTPの代りに表2に示した物質をそれぞれの
濃度で添加したブロックバッファーでブロックした。
による腸炎ビブリオ遺伝子の検出〕上記方法で調製した
試薬および参考例で調製した試料を用いて腸炎ビブリオ
遺伝子の検出を以下に述べる方法で行った。試料は等量
の0.6N NaOH を加え、室温で15分処理し変性させた。対
照としてヒト胎盤由来のDNA(シグマ社)1μg /μl を
同じ方法で変性させたものを用いた。捕捉プローブを結
合させた後、ブロックした磁性ビーズ懸濁液50μl をエ
ッペンドルフチューブに分注し、ビーズを磁石で集めて
ブロックバッファーを除き、変性させた試料2μl と、
アルカリ性ホスファターゼ標識プローブ溶液100 μlを
加え、振盪させながら50℃で60分間ハイブリダイゼーシ
ョンを行った。ビーズを磁石で集めた後プローブ溶液を
除き、洗浄液−1(2×SSC,1% ラウリル硫酸ナトリウ
ム)を150 μl 加え洗浄した後、1×SSC を150 μl 加
えビーズ懸濁し全量をマイクロプレートのウェルに分注
した。ビーズを磁石で集めSSC をのぞいた後、アルカリ
性ホスファターゼの基質であるLumiphos 480(和光純薬
社)を100 μl 加え、37℃、15分間酵素反応を行った後
発光量をマイクロライト1000(ダイナテック社)で測定
した。その結果、アデノシンでは特異的反応を阻害する
ことなく非特異的な吸着が妨げられていることが証明さ
れた。一方比較例として用いた試薬は非特異的吸着を抑
えるのみでなく、特異的反応をも阻害していることがわ
かる。
ロン膜(ハイボンドN+;アマシャム社)を用いた。膜
は核酸を固定する前に5×SSC で軽くすすいだ。参考例
3で得られた腸炎ビブリオ核酸を滅菌水で1μl/50μl
の濃度に希釈した。核酸水溶液に等容量の0.3N NaOH を
加え室温で15分間処理し変性した。変性後ドットブロッ
ター(BRL社)を用いてナイロン膜上に100 μl ずつ
添加しゆっくりと吸引した。溶液がすべて吸引された
後、5 ×SSC を100 μl ずつ添加、吸引し膜をドットブ
ロッターからはずして5×SSC で軽くすすぎ、ろ紙で膜
の水分をとり乾燥させた。
および腸炎ビブリオ遺伝子検出法〕核酸を固定化した膜
をハイブリバッグ(BRL社)に入れ、ブロックバッフ
ァー[1×10-7M dNTP(ファルマシア社),1×10-7M ア
デノシン(ナカライテスク社)0.5%ポリビニルピロリド
ン K-30,1%ラウリル硫酸ナトリウム,5×SSC ]を加えポ
リシーラーでシールし、振盪させながら50℃で15分間ブ
ロックした。ハイブリバッグからブロックバッファーを
除き、アルカリ性ホスファターゼ標識プローブ溶液を加
え、振盪させながら50℃で15分間ハイブリダイゼ−ショ
ンを行った。膜をハイブリバッグから出し、洗浄液−1
(2×SSC,1% ラウリル硫酸ナトリウム)を入れたバッ
トに移し振盪させながら50℃で10分間洗浄した。次に洗
浄液−2(1×SSC,0.5%トリトン X-100)のバットにう
つし振盪させながら室温で10分間洗浄した。洗浄が終了
した膜をハイブリバッグに入れ、ニトロブルーテトラゾ
リウムならびに、5−ブロモ−4−クロロ−3−インド
リルフォスフェートを含むアルカリ性ホスファターゼの
基質溶液を加えシールし37℃、1 時間暗所にて反応させ
た。発色後膜を蒸留水で洗浄し乾燥させ、発色を色彩色
差計CR−221(ミノルタカメラ社)にて測定した。
測定にはΔL*a*b*モ−ドを用いた。
た膜をブロック処理せず標識プローブ溶液とハイブリダ
イゼーションさせ、洗浄後発色、発色を測定した。結果
を表3に示した。ブロック処理なしでは膜上の核酸の固
定されていない場所にも発色がみられ、モノヌクレオチ
ドおよびモノヌクレオシドでのブロック効果が確認され
た。
Haemolysin)遺伝子の339 番目から364番目のヌクレオ
チド配列と相同的な配列を有する。 配列 CGGTCATTCT GCTGTGTTCG TAAAAT 26
Haemolysin)遺伝子の102 番目から125 番目のヌクレオ
チド配列と相同的な配列を有する。 配列 CCCCGGTTCT GAATAGATAT TGTT 24
Claims (2)
- 【請求項1】捕捉プローブをあらかじめ固相に結合さ
せ、試料中の被分析核酸を該捕捉プローブにより捕捉す
ることにより被分析核酸を検出する方法において、捕捉
プローブを結合させた固相にモノヌクレオチド、モノヌ
クレオシドのうち少なくとも一方、あるいは、その両方
を含む試薬を添加してブロック反応を行う工程を含むこ
とを特徴とする核酸プローブアッセイ法。 - 【請求項2】 試料中の被分析核酸を固相に結合させ、
標識プローブにより被分析核酸を検出する方法におい
て、被分析核酸を結合させた固相にモノヌクレオチド、
モノヌクレオシドのうち少なくとも一方、あるいは、そ
の両方を含む試薬を添加してブロック反応を行い、次い
で該試薬を除いた後、標識プローブを反応させることを
特徴とする核酸プローブアッセイ法。
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JP01482693A JP3395849B2 (ja) | 1993-02-01 | 1993-02-01 | 核酸プローブアッセイ法及びそのための組成物 |
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JPH06225799A JPH06225799A (ja) | 1994-08-16 |
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1993
- 1993-02-01 JP JP01482693A patent/JP3395849B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Analytical Biochemistry,1992年,Vol.207,No.2,p.298−303 |
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