JP4823726B2 - 生体高分子検出方法およびその検出装置 - Google Patents
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Description
2 試料(サンプル)
3 シリンジポンプ
4 支持筒
5 ヘルムホルツコイル
6 断熱容器
7 SQUID磁気センサ
8 SQUID駆動回路
9 ロックインアンプ
10 レコーダ
11 交流電源
21,31,44 熱応答性磁性ナノ粒子
22 アビジン
23 アビジン化した熱応答性磁性ナノ粒子
24,73 ビオチン化した2次抗体
32 磁石
33 熱応答性磁性ナノ粒子の凝集塊
40 基板
41 プローブ一本鎖DNA
42 Cy3蛍光標識
43 試料DNA片
46 追加されたDNA断片に標識されていない熱応答性磁性ナノ粒子
47 凝集・肥大化した熱応答性磁性ナノ粒子の凝集塊
48 浮遊した余剰の熱応答性磁性ナノ粒子
51 スライド基板
52 ワイヤ
53 駆動モータ
54 制御装置
55 クライオスタット(低温保持容器)
56 磁気シールドボックス
57 SQUID(超高感度)磁気センサ
58 駆動回路
59 アンプ
60 X−Yペンレコーダ
61 パーソナルコンピュータ
71 酸化鉄系あるいはCo(コバルト)系の熱応答性磁性ナノ粒子
72 アビジン
Claims (10)
- 熱応答性磁性ナノ粒子を標識として用いて、交流磁界下で、標識された生体高分子から発生する磁気信号を計測する生体高分子検出方法であって、臨界溶液温度を持ちこの温度を境界として、冷却、加熱することにより凝集、分散する特性を有する熱応答性磁性ナノ粒子に、検出対象の生体高分子に対するリガンドを結合し、これを、溶液中の生体高分子に生体高分子反応で標識し、リガンドと結合していない熱応答性磁性ナノ粒子を加え、熱応答性磁性ナノ粒子が凝集する温度に溶液の温度を保持することによって、熱応答性磁性ナノ粒子を凝集肥大化させた後、交流磁界を印加して、磁気信号計測時にリガンドと結合していない熱応答性磁性ナノ粒子の無添加状態の磁気信号と比較して大きな磁気信号を得ることを特徴とする生体高分子検出方法。
- 請求項1記載の生体高分子検出方法において、前記熱応答性磁性ナノ粒子に、検出対象の抗原に対する抗体を結合し、これを、溶液中の抗体に抗原抗体反応で標識し、リガンドと結合していない熱応答性磁性ナノ粒子を加え、熱応答性磁性ナノ粒子が凝集する温度に溶液の温度を保持することによって、熱応答性磁性ナノ粒子を凝集肥大化させた後、交流磁界を印加して、磁気信号計測時にリガンドと結合していない熱応答性磁性ナノ粒子の無添加状態の磁気信号と比較して大きな磁気信号を得ることで、抗原を検出することを特徴とする生体高分子検出方法。
- 請求項1記載の生体高分子検出方法において、前記熱応答性磁性ナノ粒子に、検出対象の一本鎖DNAと相補性を有する一本鎖DNAで標識し、これを、溶液中の検出対象の一本鎖DNAとハイブリダイゼーションさせた後、磁気信号計測直前に、一本鎖DNAで標識していない熱応答性磁性ナノ粒子を加え、熱応答性磁性ナノ粒子が凝集する温度に溶液の温度を保持することによって、前記熱応答性磁性ナノ粒子を凝集肥大化させた後、交流磁界を印加して、磁気信号計測時にリガンドと結合していない熱応答性磁性ナノ粒子の無添加状態の磁気信号と比較して大きな磁気信号を得ることで、検出対象の一本鎖DNAの検出を行うことを特徴とする生体高分子検出方法。
- 熱応答性磁性ナノ粒子は、熱応答性重合体と磁性ナノ粒子とを含み、熱応答性重合体は、下限臨界溶液温度を有する重合体または上限臨界溶液温度を有する重合体であり、磁性ナノ粒子は、多価アルコールと磁気材料とを含む粒子であり、下限臨界溶液温度を有する重合体は、N−n−プロピルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−アクリロイルピロリジン、N−アクリロイルピペリジン、N−アクリロイルモルホリン、N−n−プロピルメタクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−メタクリロイルピロリジン、N−メタクリロイルピペリジン及びN−メタクリロイルモルホリンからなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体からなる重合体であり、上限臨界溶液温度を有する重合体は、アクリルアミド、アセチルアクリルアミド、ビオチノールアクリレート、N−ビオチニル−N’−メタクロイルトリメチレンアミド、N−アクロイルグリシンアミド、アクロイルザルコシンアミド、メタクリルザルコシンアミド、アクロイルニペコタミド及びアクロイルメチルウラシルからなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体からなる重合体であり、多価アルコールは、デキストラン、ポリビニルアルコール、マンニトール及びソルビトールからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、磁気材料は、酸化物系磁性材料及び金属物系磁性材料からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜3のいずれか1項記載の生体高分子検出方法。
- (a)臨界溶液温度を持ちこの温度を境界として、冷却または加熱することにより凝集、分散する特性を有する熱応答性磁性ナノ粒子に、検出対象の生体高分子に対するリガンドを結合し、これを、溶液中の生体高分子に生体高分子反応で標識する手段と、
(b)前記生体高分子反応後の磁気信号計測前に、リガンドと結合していない熱応答性磁性ナノ粒子を加える手段と、
(c)前記加えられた熱応答性磁性ナノ粒子を熱応答性磁性ナノ粒子が凝集する温度に保持することによって、前記熱応答性磁性ナノ粒子を凝集肥大化させる手段と、
(d)前記凝集肥大化した熱応答性磁性ナノ粒子で標識された生体高分子を移動させる移動機構と、
(e)前記生体高分子に交流磁界を印加する交流磁界印加装置と、
(f)クライオスタットと、
(g)該クライオスタットの上部であって、前記生体高分子の近傍に配置されるSQUID磁気センサとを備え、
(h)前記生体高分子の磁気信号計測時にリガンドと結合していない熱応答性磁性ナノ粒子の無添加状態の磁気信号と比較して大きな磁気信号を得るようにしたことを特徴とする生体高分子検出装置。 - 請求項5記載の生体高分子検出装置において、前記熱応答性磁性ナノ粒子に、検出対象の抗原に対する抗体を結合し、これを、溶液中で抗原に抗原抗体反応で標識し、抗体と結合していない熱応答性磁性ナノ粒子を加え、熱応答性磁性ナノ粒子が凝集する温度に溶液の温度を保持することによって、熱応答性磁性ナノ粒子を凝集肥大化させた後、交流磁界を印加して、磁気信号計測時にリガンドと結合していない熱応答性磁性ナノ粒子の無添加状態の磁気信号と比較して大きな磁気信号を得ることで、抗原抗体反応を検出することを特徴とする生体高分子検出装置。
- 請求項5記載の生体高分子検出装置において、前記熱応答性磁性ナノ粒子に、検出対象の生体高分子に対するリガンドを結合し、これを、溶液中の一本鎖DNAで標識し、一本鎖DNAで標識していない熱応答性磁性ナノ粒子を加え、熱応答性磁性ナノ粒子が凝集する温度に溶液の温度を保持することによって、熱応答性磁性ナノ粒子を凝集肥大化させた後、交流磁界を印加して、磁気信号計測時にリガンドと結合していない熱応答性磁性ナノ粒子の無添加状態の磁気信号と比較して大きな磁気信号を得ることで、DNAのハイブリダイズの検出を行うことを特徴とする生体高分子検出装置。
- 熱応答性磁性ナノ粒子は、熱応答性重合体と磁性ナノ粒子とを含み、熱応答性重合体は、下限臨界溶液温度を有する重合体または上限臨界溶液温度を有する重合体であり、磁性ナノ粒子は、多価アルコールと磁気材料とを含む粒子であり、下限臨界溶液温度を有する重合体は、N−n−プロピルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−アクリロイルピロリジン、N−アクリロイルピペリジン、N−アクリロイルモルホリン、N−n−プロピルメタクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−メタクリロイルピロリジン、N−メタクリロイルピペリジン及びN−メタクリロイルモルホリンからなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体からなる重合体であり、上限臨界溶液温度を有する重合体は、アクリルアミド、アセチルアクリルアミド、ビオチノールアクリレート、N−ビオチニル−N’−メタクロイルトリメチレンアミド、N−アクロイルグリシンアミド、アクロイルザルコシンアミド、メタクリルザルコシンアミド、アクロイルニペコタミド及びアクロイルメチルウラシルからなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体からなる重合体であり、多価アルコールは、デキストラン、ポリビニルアルコール、マンニトール及びソルビトールからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、磁気材料は、酸化物系磁性材料及び金属物系磁性材料からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項5〜7のいずれか1項記載の生体高分子検出装置。
- 熱応答性磁性ナノ粒子が、熱応答性重合体と磁性ナノ粒子とからなり、熱応答性重合体は、N−イソプロピルアクリルアミドからなる重合体またはN−アクロイルグリシンアミドからなる重合体であり、磁性ナノ粒子は、デキストランとフェライトとからなる粒子である、請求項4記載の生体高分子検出方法。
- 熱応答性磁性ナノ粒子が、熱応答性重合体と磁性ナノ粒子とからなり、熱応答性重合体は、N−イソプロピルアクリルアミドからなる重合体またはN−アクロイルグリシンアミドからなる重合体であり、磁性ナノ粒子は、デキストランとフェライトとからなる粒子である、請求項8記載の生体高分子検出装置。
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