JP5334006B2 - プロテインチップ - Google Patents
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Description
しかし、DNAチップ技術をプロテインチップにそのまま転用することはできない。DNAチップは乾燥した基板上にDNAやRNAを固定したものであるが、大多数のタンパク質は水溶液中でしか機能せず、乾燥した瞬間にその高次構造(立体構造)が損なわれてしまう。しかもタンパク質は一旦乾燥してしまったら水を与えても元に戻らない。このため、タンパク質をその本来の高次構造を保ったまま乾燥させて基板上に固定することはできない。この点がDNAとは大きく異なる。
川合 知二監修、「ナノテクノロジー大辞典」、工業調査会、2003年12月25日、p853−854 浜地 格、他2名、超分子ヒドロゲルを利用したセミウエット型ペプチド/プロテインの開発、「Bioベンチャー]、羊土社、2004年4月20日、Vol.4No.3、p42−43
[プロテインチップの製造方法]
1.1 製造方法その1
1.1.1 構成
図1は本発明にかかるプロテインチップの製造方法の一例を示す製造工程図である。
1.1.2 作用・効果
バクテリアセルロースは、セルロース成分に対して数倍〜数百倍の重量の水分を保持できる。バクテリアセルロースは、三次元的に複雑に張り巡らされたフィブリル2fのネット(フィブリルネット)を骨格として持つ(図2(a)参照)。水分を含んだバクテリアセルロースは、その水分の大部分をフィブリルネットの網目内に保持する。タンパク質5を含む水溶液6をバクテリアセルロースに含浸させると、その水溶液6の大部分はフィブリルネットの網目内に保持される(図2(b))。水溶液6内のタンパク質5は、フィブリルネットの網目内を充たす水溶液6中に浮遊しているため、その生体分子本来の立体構造を保つことができる。
1.2 製造方法その2
1.2.1 構成
図3は本発明にかかるプロテインチップの製造方法の別の例を示す製造工程図である。
1.2.2 作用・効果
バクテリアセルロースは、セルロース成分に対して数倍〜数百倍の重量の水分を保持できる。バクテリアセルロースは、三次元的に複雑に張り巡らされたフィブリル2fのネット(フィブリルネット)を骨格として持つ(図2(a)参照)。水分を含んだバクテリアセルロースは、その水分の大部分をフィブリルネットの網目内に保持する。タンパク質5を含む水溶液6をバクテリアセルロースに含浸させると、その水溶液6の大部分はフィブリルネットの網目内に保持される(図2(b))。水溶液6内のタンパク質5は、フィブリルネットの網目内を充たす水溶液6中に浮遊しているため、その生体分子本来の立体構造を保つことができる。
1.3 製造方法その3
1.3.1 構成
図4は本発明にかかるプロテインチップの製造方法の更に別の例を示す製造工程図である。
1.3.2 作用・効果
バクテリアセルロースは、セルロース成分に対して数倍〜数百倍の重量の水分を保持できる。バクテリアセルロースは、三次元的に複雑に張り巡らされたフィブリル2fのネット(フィブリルネット)を骨格として持つ(図2(a)参照)。水分を含んだバクテリアセルロースは、その水分の大部分をフィブリルネットの網目内に保持する。タンパク質5を含む水溶液6をバクテリアセルロースに含浸させると、その水溶液6の大部分はフィブリルネットの網目内に保持される(図2(b))。水溶液6内のタンパク質5は、フィブリルネットの網目内を充たす水溶液6中に浮遊しているため、その生体分子本来の立体構造を保つことができる。
[プロテインチップ]
2.1 プロテインチップその1
2.1.1 構成
図5は本発明にかかるプロテインチップの形態例を示す平面図である。このプロテインチップ7は、タンパク質を含む水溶液6を含浸したバクテリアセルロースからなる多数のプローブセル3pをガラス基板1上にマトリクス状に配置して固定してなる。このプロテインチップ7は、図1の一連の工程を経て製造された物である。
2.1.2 作用・効果
このプロテインチップ7の各プローブセル3p内には、タンパク質5が水溶液6中に浮遊した状態でその活性を保ちつつ保持されている(図2(a)、(b)参照)。
2.2 プロテインチップその2
2.2.1 構成
図7は本発明にかかるプロテインチップの形態例を示す平面図である。このプロテインチップ8は、タンパク質を含む水溶液6をバクテリアセルロース層2上にマトリクス状にスポットしてなる多数の検出スポット2spを有する。このプロテインチップ8は、図4の一連の工程を経て製造された物である。
2.1.2 作用・効果
このプロテインチップ8の各検出スポット2sp内には、タンパク質5が水溶液6中に浮遊した状態でその活性を保ちつつ保持されている(図2(a)、(b)参照)。
2.3 プロテインチップその3
2.3.1 構成
図9(a)は本発明にかかるプロテインチップの形態例を示す平面図、図9(b)は縦断面図である。このプロテインチップ9は、タンパク質を含む水溶液6を含浸したバクテリアセルロース(BC)からなる多数のプローブセル3pをガラス基板1上にマトリクス状に配置して固定してなる。プロテインチップ9のガラス基板1の表面には半球状の多数のピット1pがマトリクス状に形成されている。プロテインチップ9は、各ピット1p内でバクテリアセルロース(BC)を直接培養した後、各ピット1pのバクテリアセルロース(BC)にタンパク質を含む水溶液6を含浸させることにより製造された物である。すなわち、各ピット1p内の水溶液含有バクテリアセルロース(BC)がプローブセル3pを構成している。
2.3.2 作用・効果
このプロテインチップ9の各プローブセル3p内には、タンパク質5が水溶液6中に浮遊した状態でその活性を保ちつつ保持されている(図2(a)、(b)参照)。
[プロテインチップ作成用プレート]
3.1 基板その1
3.1.1 構成
図10は本発明にかかるプロテインチップ作成用プレートの形態例を示す平面図である。このプロテインチップ作成用プレート11は、ガラス基板1上に、マトリクス状に配置された多数のアレイ要素3aからなるバクテリアセルロースアレイ3を形成してなる。このプロテインチップ作成用プレート11は、図1中の基板洗浄工程、バクテリアセルロース層形成工程、バクテリアセルロースアレイ形成工程、クリーニング工程、および湿度調節工程を経ることにより製造された物である。プロテインチップ作成用プレート11は、必要に応じて、合成樹脂製パッケージ(ケーシング)などに収められる。
3.1.2 作用・効果
このプロテインチップ作成用プレート11によれば、そのガラス基板1上に固定されたバクテリアセルロースアレイ3の各アレイ要素3aに、タンパク質を含む水溶液6を滴下することにより(図1中のプローブ生体分子固定工程に相当)、図5のプロテインチップ7を容易に作成することができる。
3.2 基板その2
3.2.1 構成
図11は本発明にかかるプロテインチップ作成用プレートの別の形態例を示す平面図である。このプロテインチップ作成用プレート12は、ガラス基板1上に、バクテリアセルロース層2を形成してなる。このプロテインチップ作成用プレート12は、図4中の基板洗浄工程、バクテリアセルロース層形成工程、湿度調節工程を経ることにより製造されたものである。プロテインチップ作成用プレート12は、必要に応じて、合成樹脂製パッケージ(ケーシング)などに収められる。
3.2.2 作用・効果
このプロテインチップ作成用プレート12によれば、バクテリアセルロース層2の上に、タンパク質5を含む水溶液6をマトリクス状にスポットすることにより(図4中のプローブ生体分子固定工程に相当)、図7のプロテインチップ7を容易に作成することができる。
3.3 基板その3
3.3.1 構成
図12(a)は本発明にかかるプロテインチップ作成用プレートの更に別の形態例を示す平面図、図12(b)は縦断面図である。このプロテインチップ作成用プレート13は、ガラス基板1の表面に多数のピット1pをマトリクス状に形成し、各ピット1p内でバクテリアセルロース(BC)を直接培養してなる。このプロテインチップ作成用プレート13は、基板洗浄工程、バクテリアセルロース層形成工程、湿度調節工程を経ることにより製造されたものである。プロテインチップ作成用プレート13は、必要に応じて、合成樹脂製パッケージ(ケーシング)などに収められる。
3.3.2 作用・効果
このプロテインチップ作成用プレート13によれば、各ピット1pのバクテリアセルロース(BC)にタンパク質を含む水溶液6を含浸させることにより、図9のプロテインチップ9を容易に作成することができる。
[補足説明]
以上の説明では、プローブ生体分子としてタンパク質を保持したプローブセルまたは検出スポットのみをガラス基板上に形成したプロテインチップについて説明したが、タンパク質を含むプローブセルと、その他の物質(物体)たとえばペプチド、DNA、RNA、金属イオン、細胞、等を保持したプローブセルを同一基板上に形成してなるハイブリッド型のプロテインチップも本発明のプロテインチップに含まれる(図13参照)。
1p ピット
2 バクテリアセルロース層
2f フィブリル
2s シート
2sp 検出スポット
3 バクテリアセルロースアレイ
3a アレイ要素
3p プローブセル
4 レーザビーム
5 タンパク質
6 水溶液
7 プロテインチップ
8 プロテインチップ
9 プロテインチップ
11 プロテインチップ作成用プレート
12 プロテインチップ作成用プレート
13 プロテインチップ作成用プレート
BC バクテリアセルロース
Claims (13)
- バクテリアセルロースのシートを表面が平らな基板の表面に固定することにより当該基板上に当該バクテリアセルロースのシートからなるバクテリアセルロース層を形成する工程と、
前記バクテリアセルロース層をレーザビームにより切断することにより整然と並んだアレイ要素からなるバクテリアセルロースアレイに加工する工程と、
タンパク質を含む水溶液を前記アレイ要素に含浸させる工程と、
を含むことを特徴とする、プロテインチップの製造方法。 - バクテリアセルロースのシートをレーザビームにより切断することにより整然と並んだアレイ要素からなるバクテリアセルロースアレイに加工する工程と、
前記バクテリアセルロースアレイを表面が平らな基板の表面に固定する工程と、
タンパク質を含む水溶液を前記アレイ要素に含浸させる工程と、
を含むことを特徴とする、プロテインチップの製造方法。 - 前記バクテリアセルロースはナタデココである、請求項1または2に記載のプロテイン
チップの製造方法。 - タンパク質を含む水溶液を含浸したバクテリアセルロースからなるプローブセルを基板上に整然と並べて固定してなるプロテインチップを作成するためのプレートの製造方法であって、
バクテリアセルロースのシートを表面が平らな基板の表面に固定することにより当該基板上に当該バクテリアセルロースのシートからなるバクテリアセルロース層を形成する工程と、
前記バクテリアセルロース層をレーザビームにより切断することにより整然と並んだアレイ要素からなるバクテリアセルロースアレイに加工する工程と、
を含むことを特徴とする、プロテインチップ作成用プレートの製造方法。 - タンパク質を含む水溶液を含浸したバクテリアセルロースからなるプローブセルを基板上に整然と並べて固定してなるプロテインチップを作成するためのプレートの製造方法であって、
バクテリアセルロースのシートをレーザビームにより切断することにより整然と並んだアレイ要素からなるバクテリアセルロースアレイに加工する工程と、
前記バクテリアセルロースアレイを表面が平らな基板の表面に固定する工程と、
を含むことを特徴とする、プロテインチップ作成用プレートの製造方法。 - 前記バクテリアセルロースはナタデココである、請求項4または5に記載のプロテインチップ作成用プレートの製造方法。
- バクテリアセルロースのシートを表面が平らな基板の表面に固定することにより当該基板上に当該バクテリアセルロースのシートからなるバクテリアセルロース層を形成する工程と、
前記バクテリアセルロース層をレーザビームにより切断することにより整然と並んだアレイ要素からなるバクテリアセルロースアレイに加工する工程と、
前記アレイ要素上で生体細胞を培養する工程と、
を含むことを特徴とする、バイオロジカルチップの製造方法。 - バクテリアセルロースのシートをレーザビームにより切断することにより整然と並んだアレイ要素からなるバクテリアセルロースアレイに加工する工程と、
前記バクテリアセルロースアレイを表面が平らな基板の表面に固定する工程と、
前記アレイ要素上で生体細胞を培養する工程と、
を含むことを特徴とする、バイオロジカルチップの製造方法。 - バクテリアセルロースのシートを表面が平らな基板の表面に固定することにより当該基板上に当該バクテリアセルロースのシートからなるバクテリアセルロース層を形成する工程と、
前記バクテリアセルロース層をレーザビームにより切断することにより整然と並んだアレイ要素からなるバクテリアセルロースアレイに加工する工程と、
前記アレイ要素上に生体組織標本(ティッシュ)を載せ置く工程と、
を含むことを特徴とする、バイオロジカルチップの製造方法。 - バクテリアセルロースのシートをレーザビームにより切断することにより整然と並んだアレイ要素からなるバクテリアセルロースアレイに加工する工程と、
前記バクテリアセルロースアレイを表面が平らな基板の表面に固定する工程と、
前記アレイ要素上に生体組織標本(ティッシュ)を載せ置く工程と、
を含むことを特徴とする、バイオロジカルチップの製造方法。 - バクテリアセルロースのシートを表面が平らな基板の表面に固定することにより当該基板上に当該バクテリアセルロースのシートからなるバクテリアセルロース層を形成する工程と、
前記バクテリアセルロース層をレーザビームにより切断することにより整然と並んだアレイ要素からなるバクテリアセルロースアレイに加工する工程と、
糖鎖を含む水溶液を前記アレイ要素に含浸させる工程と、
を含むことを特徴とする、バイオロジカルチップの製造方法。 - バクテリアセルロースのシートをレーザビームにより切断することにより整然と並んだアレイ要素からなるバクテリアセルロースアレイに加工する工程と、
前記バクテリアセルロースアレイを表面が平らな基板の表面に固定する工程と、
糖鎖を含む水溶液を前記アレイ要素に含浸させる工程と、
を含むことを特徴とする、バイオロジカルチップの製造方法。 - 前記バクテリアセルロースはナタデココである、請求項7〜12のいずれか1項に記載のバイオロジカルチップの製造方法。
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