JP5099074B2 - ターゲット分子の選択的吸着領域を有する吸着用担体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の吸着用担体の製造方法は、ターゲット分子を選択的に吸着する吸着用担体を製造することができる。すなわち、ターゲット分子の選択的吸着領域を有する固相材料を備える吸着用担体を製造することができる。本発明の製造方法は、ターゲット分子を固相材料の表面に供給して前記ターゲット分子との相互作用を前記表面に生じさせて前記表面に吸着させる工程(以下、単に吸着工程という。)と、前記固相材料の表面から前記ターゲット分子を除去する工程(以下、単に除去工程という。)と、を備えることができる。
吸着工程は、ターゲット分子を固相材料の表面に供給してターゲット分子との相互作用をその表面に生じさせてターゲット分子をその表面に吸着させる工程とすることができる。図1(a)には、光照射によりターゲット分子を固相材料の表面に吸着(光固定)する工程を示す。
吸着工程で用いる固相材料は、ターゲット分子を吸着されるのに先立って準備される。固相材料は、一定条件下、その表面においてターゲット分子と相補的な相互作用を生じさせて吸着させる能力を有する材料である。固相材料は、相補的な相互作用が生じる前記一定条件下において、ターゲット分子と接触した部分においてのみ、当該ターゲット分子を表面に吸着させることができる性質を有する材料であることが好ましい。すなわち、ターゲット分子における固相材料との接触部分に特異的な相補的相互作用を生じるものであることが好ましい。
固相材料は、ターゲット分子の吸着方法にもよるが、光応答性材料を含むことが好ましい。光応答性材料を含むことで、後述するように、吸着工程において光照射を用いることによりターゲット分子を固相材料の表面に容易に吸着させることができる。光照射は、ターゲット分子と固相材料の表面において相補性の高い相互作用を生じさせることができると考えられる。
ターゲット分子は、特に限定しないが、例えば、無機材料、有機材料群、生体材料、生体材料及び生物材料並びにこれらを2種類上組み合わせた複合材料が挙げられる。無機材料としては、少なくとも金属、金属酸化物、半導体、セラミックス、ガラスが挙げられる。ターゲット分子は1種類であってもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においては、ターゲット分子を固相材料表面に相互作用させる工程に続き、当該ターゲット分子を除去する。固相材料表面からターゲット分子を除去することで、ターゲット分子が吸着後除去された領域は、ターゲット分子を選択的に吸着可能な領域として用いることができる。図1(b)には、光照射によりターゲット分子を固相材料の表面に吸着(光固定)後、ターゲット分子を洗浄により除去した状態を示している。
本発明の吸着用担体は、上記した本発明の製造方法によって得られる。既に説明したように、本発明の製造方法によって得られる吸着用担体は、あらかじめ準備した固相材料の表面にターゲット分子を吸着後除去して得られるものであるため、高い選択性と吸着率を備えることができる。また、選択的吸着領域を任意の配置形態で備えることができる。
本発明のターゲット分子吸着担体用材料は、光応答性材料を含む固相材料を備えることができる。本発明の吸着担体用材料によれば、この固相材料の表面にターゲット分子を供給して光照射して吸着させ、その後除去することで、ターゲット分子を選択的に吸着する選択的吸着領域を備える吸着担体を作製できる。こうした吸着担体用材料における光応答性材料及び固相材料については、既に説明した本発明の製造方法等における各種実施態様をそのまま適用することができる。
下記の式に示すポリメタクリレート系高分子化合物(m:n=15:85)を用いて、ガラス基板上に厚さ約40nmの薄膜を作製し、その膜面を固相材料表面とする膜状の固相材料を準備した。
サイズの異なるタンパク質((1)リボヌクレアーゼA、(2)抗体(IgG)、(3)ウシ血清アルブミン(BSA)またはヒト血清アルブミン(HSA)、(4)リゾチーム、(5)カタラーゼ、(6)フェリチン、(7)チログロブリン、図3参照)を0.01% Tween20含有リン酸緩衝液(TPBS)により希釈し10μg/mLとした溶液を、図4に示す所定のレイアウトに従ってアゾポリマースライド上に滴下した。減圧下水分を留去したのち、Lumifix(極大波長470nm、20mW/cm2)により30分間光照射し、タンパク質をアゾポリマースライド上に吸着させた(固定化した)。その後、スライドをTPBSに浸漬し5分間の撹拌洗浄を3回行うことで、余剰のタンパク質を除去し、各種タンパク質が吸着されたアゾポリマースライドを得た(図2(a)参照)。
タンパク質を吸着させたスライドを撹拌している2wt%のドデシル硫酸ナトリウムのリン酸緩衝液(SDS/PBS)中に投入し、撹拌洗浄を行った。一定時間洗浄後にスライドを取り出し水洗後乾燥した(図2(b)参照)。
図2(c)に示すように、タンパク質除去後のスライドの半面(図4に示すスライドの下半分の領域)にギャップカバーグラスを利用して抗体のTPBS溶液(10μg/ml)をのせ、2時間静置した。(図2(c)参照)。PBS溶液中で注意深くギャップカバーグラスを取り除いた後、TPBS溶液に浸漬し1分間の撹拌洗浄を2回行った。続いて、Cy5で標識された抗体のゼラチン溶液を、ギャップカバーグラスを利用してアゾポリマースライド全面にのせ、スライド上にある抗体を免疫反応することにより蛍光ラベル化した。(図2(d)参照)。
本実施例では、実施例1と同様にして各種サイズのタンパク質をスポットし、光照射して光固定し、除去した。これらの工程を同様に実施したアゾポリマースライドを2枚準備し、それぞれをスライドA、スライドBとした。スライドAの下半分領域に、固定化したタンパク質の一つであるIgGのTPBS溶液(10μg/ml)をのせた。また、スライドBの下半分領域には、さらに他の一つのタンパク質であるHSAのTPBS溶液(10μg/ml)をのせた。これらのスライドA,Bを、それぞれ2時間静置した。
本実施例では、実施例1においてタンパク質の濃度を1μg/mLとしたスライドを作製し、実施例2と同様の工程を経て再吸着量を評価した。再吸着タンパク質濃度は10μg/mLである。結果を図8及び図9に示す。なお、固定化のためのタンパク質濃度を10μg/mlとし、再吸着タンパク質濃度を1μg/mlとする以外は、実施例1及び実施例2と同様に操作して再吸着量を評価した。これらの結果を図10及び図11に示す。
Claims (17)
- 1種又は2種以上のターゲット分子の1又は2以上の選択的吸着領域を有する吸着用担体の製造方法であって、
以下の工程;
(a)ターゲット分子を光応答性材料を含んで光照射により光変形可能な固相材料の表面に供給した後、前記表面又はその近傍の前記ターゲット分子への光照射及び前記固相材料の前記表面の光変形を伴って前記ターゲット分子との相互作用を前記表面に生じさせて、前記表面に前記ターゲット分子の一部に起因する変形による空隙を形成して前記ターゲット分子の一部を吸着させる工程と、
(b)前記固相材料の表面から前記ターゲット分子を除去する工程と、
を備える、製造方法。 - 前記選択的吸着領域は、前記ターゲット分子の吸着に伴って得られる前記固相材料の前記表面の変形及び変化した性質の少なくとも一部を有する、請求項1に記載の製造方法。
- 前記選択的吸着領域は、前記ターゲット分子の一部と相補的な前記空隙を有する、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記光応答性材料は高分子材料を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
- 前記光応答性材料は、光応答性成分としてアゾベンゼンまたはアゾベンゼン誘導体を含む、請求項4に記載の製造方法。
- 前記アゾベンゼン誘導体がプッシュプル型アゾベンゼン又はアミノアゾベンゼンである、請求項5に記載の製造方法。
- 前記(b)工程は、水並びに界面活性剤、塩、酸及びアルカリから選択される1種又は2種以上を含む水溶液から選択されるいずれかを含む除去用媒体を前記固相材料の表面に供給して前記ターゲット分子を除去する工程である、請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。
- 前記ターゲット分子の平均的な大きさは1nm以上100μm以下である、請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法。
- 前記ターゲット分子は、生体材料又は生物材料である、請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法。
- 前記(a)工程は、前記固相材料表面の選択された1又は2以上の領域において1種又は2種以上の前記ターゲット分子との相互作用を生じさせて前記ターゲット分子を吸着させる工程である、請求項1〜9のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の製造方法によって得られる、ターゲット分子の吸着用固担体。
- 光応答性材料を含有する固相材料と、
前記固相材料の表面に1種又は2種以上のターゲット分子を光応答性材料を含んで光照射により光変形可能な固相材料の表面に供給した後、前記表面又はその近傍の前記ターゲット分子への光照射及び前記固相材料の前記表面の光変形を伴って前記ターゲット分子との相互作用を前記表面に生じさせて、前記表面に前記ターゲット分子の一部に起因する空隙を形成して前記ターゲット分子を吸着しその後前記ターゲット分子を除去して得られる1又は2以上の選択的吸着領域と、
を備える、ターゲット分子の吸着用担体。 - 2以上の前記選択的吸着領域を前記固相材料の表面上に配列して備える、請求項12に記載の吸着用担体。
- 請求項11〜13のいずれかに記載の吸着用担体を備える、ターゲット分子の検出デバイス。
- 請求項11〜13のいずれかに記載の吸着用担体を備える、細胞増殖デバイス。
- 請求項11〜13のいずれかに記載の吸着用担体を備える、タンパク質の回収デバイス。
- 請求項11〜13のいずれかに記載の吸着用担体を備える、マイクロリアクター。
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