JP5531911B2 - Aqueous composition for immobilizing protein on carrier, and method for immobilizing protein on carrier - Google Patents

Aqueous composition for immobilizing protein on carrier, and method for immobilizing protein on carrier Download PDF

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Description

本発明は、生体関連分子などの検出に用いられる担体の表面上に、該生体関連分子と特異的に結合する生体関連分子を固定化するために用いられる水性組成物に関し、特にタンパク質を担体表面上に固定化するための水性組成物に関する。   The present invention relates to an aqueous composition used for immobilizing a biologically relevant molecule that specifically binds to the biologically relevant molecule on the surface of a carrier used for detecting biologically relevant molecules and the like. It relates to an aqueous composition for immobilization on top.

従来、医薬品の生産や、遺伝子治療、再生医療、免疫療法、環境や食品の検査等の分野において、プローブが固定化されたマイクロアレイやDNAチップなどの担体を用いて、核酸やタンパク質等の生体関連分子を検出することが広く行われている。プローブとは、標的となる生体関連分子に結合させて、その標的を検出可能にするための物質であり、例えばDNA断片やタンパク質などの生体関連分子(生理活性物質等)が用いられる。マイクロアレイやDNAチップなどの担体には、このようなプローブが多数固定化されている。
担体にプローブを固定化する方法としては、プローブを水性組成物に溶解させ、その水性組成物を担体上に点着させる方法が知られている。
Conventionally, in the fields of pharmaceutical production, gene therapy, regenerative medicine, immunotherapy, environment and food inspection, etc., using a carrier such as a microarray or DNA chip on which probes are immobilized, it is related to living organisms such as nucleic acids and proteins. It is widely performed to detect molecules. A probe is a substance for binding to a target biologically relevant molecule so that the target can be detected. For example, biologically relevant molecules (such as physiologically active substances) such as DNA fragments and proteins are used. A large number of such probes are immobilized on a carrier such as a microarray or a DNA chip.
As a method for immobilizing a probe on a carrier, a method is known in which a probe is dissolved in an aqueous composition and the aqueous composition is spotted on the carrier.

ここで、プローブが固定化された担体を用いて、生体関連分子の検出を的確に行うためには、担体上にプローブが適切かつ安定して点着されていることが重要である。すなわち、点着により形成されたスポットの形状やサイズにバラツキがなく、それぞれのスポットにおけるプローブの量が一定であることが望ましい。
このようにプローブを担体に安定して点着する技術としては、特許文献1に記載のポリヌクレオチドを固体支持体上へ固定化する方法を挙げることができる。この方法によれば、プローブが核酸の場合に、その点着を適切に行うことが可能となっている。
Here, in order to accurately detect biologically relevant molecules using the carrier on which the probe is immobilized, it is important that the probe is appropriately and stably spotted on the carrier. That is, it is desirable that there is no variation in the shape and size of the spots formed by spotting, and the amount of probe at each spot is constant.
As a technique for stably spotting the probe on the carrier in this way, a method of immobilizing the polynucleotide described in Patent Document 1 on a solid support can be mentioned. According to this method, when the probe is a nucleic acid, the spotting can be appropriately performed.

また、特許文献2に記載のDNA分析用マイクロアレイの製造方法によれば、水性組成物に増粘剤を添加して粘度を調整することで、スポットの形状や大きさが揃った担体を得ることができるとされている。
さらに、特許文献3,4には、水性組成物にポリビニルアルコールやポリエチレングリコールなどを含有させることにより、スポットの形状やサイズの再現性を向上できるとの記載がある。
In addition, according to the method for producing a microarray for DNA analysis described in Patent Document 2, a carrier having a uniform spot shape and size can be obtained by adjusting the viscosity by adding a thickener to the aqueous composition. It is supposed to be possible.
Furthermore, Patent Documents 3 and 4 describe that the reproducibility of the spot shape and size can be improved by adding polyvinyl alcohol or polyethylene glycol to the aqueous composition.

特開2004−198406号公報JP 2004-198406 A 特許第3398366号公報Japanese Patent No. 3398366 特開2004−286728号公報JP 2004-286728 A 特開2007−163354号公報JP 2007-163354 A

しかしながら、これらの方法は、プローブが核酸の場合に好適なものであり、プローブがタンパク質の場合に適するものではなかった。
すなわち、プローブがタンパク質の場合は、水性組成物の種類や粘度によっては、水性組成物にタンパク質を溶解させ、これを担体に点着させて固定化した後に洗浄すると、固定化しなかったタンパク質の一部が担体表面上のスポット以外の部分に吸着してしまい、適切なスポットが得られなかった。
このため、このような担体を生体関連分子の検出に使用すると、バックグラウンドが高くなり、適切な検出を行うことができなくなってしまうという問題があった。
However, these methods are suitable when the probe is a nucleic acid, and not suitable when the probe is a protein.
In other words, when the probe is a protein, depending on the type and viscosity of the aqueous composition, if the protein is dissolved in the aqueous composition, and this is spotted on a carrier and immobilized, and then washed, The part was adsorbed to a part other than the spot on the carrier surface, and an appropriate spot could not be obtained.
For this reason, when such a carrier is used for detection of biologically relevant molecules, there is a problem that the background becomes high and appropriate detection cannot be performed.

そこで、本発明者らは鋭意研究した結果、担体に点着させる水性組成物に、一定のモノアルキレングリコールを含有させることで、担体に対するタンパク質の吸着を抑制できることを見いだし、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、タンパク質と特異的に結合する生体関連分子を検出するための担体表面上に、該タンパク質を固定化するために用いられる水性組成物に、炭素数4〜6のモノアルキレングリコールを含有させることで、担体へのプローブの点着を好適に行うことが可能な、タンパク質を担体に固定化するための水性組成物、及び担体へのタンパク質の固定化方法の提供を目的とする。
Thus, as a result of intensive studies, the present inventors have found that the adsorption of protein to the carrier can be suppressed by containing a certain monoalkylene glycol in the aqueous composition to be spotted on the carrier, thereby completing the present invention. .
That is, the present invention provides a monoalkylene glycol having 4 to 6 carbon atoms in an aqueous composition used for immobilizing a protein on a carrier surface for detecting a bio-related molecule that specifically binds to the protein. It is an object of the present invention to provide an aqueous composition for immobilizing a protein on a carrier and a method for immobilizing the protein on the carrier, which can suitably perform the spotting of the probe on the carrier by containing .

上記目的を達成するため、本発明の水性組成物は、タンパク質と特異的に結合する生体関連分子を検出するための担体の表面上に、該タンパク質を固定化するために用いられる水性組成物であって、炭素数4〜6のモノアルキレングリコールの少なくともいずれかを含有する構成としてある。   In order to achieve the above object, the aqueous composition of the present invention is an aqueous composition used for immobilizing a protein on the surface of a carrier for detecting a bio-related molecule that specifically binds to the protein. And it is set as the structure containing at least any one of C4-C6 monoalkylene glycol.

また、本発明の担体へのタンパク質の固定化方法は、タンパク質と特異的に結合する生体関連分子を検出するための担体の表面上に、該タンパク質を固定化する方法であって、炭素数4〜6のモノアルキレングリコールの少なくともいずれかを含有する水性組成物にタンパク質を溶解させ、この水性組成物を担体の表面に点着させる工程と、担体の表面にタンパク質を固定化させる工程と、担体の表面を洗浄する工程とを有する方法としてある。   The method for immobilizing a protein on a carrier according to the present invention is a method for immobilizing a protein on the surface of a carrier for detecting a biologically relevant molecule that specifically binds to the protein, comprising 4 carbon atoms. A step of dissolving a protein in an aqueous composition containing at least one of -6 monoalkylene glycols, spotting the aqueous composition on the surface of the carrier, a step of immobilizing the protein on the surface of the carrier, and a carrier Cleaning the surface of the substrate.

本発明によれば、タンパク質と特異的に結合する生体関連分子を検出するための担体表面上にタンパク質を固定化するにあたり、タンパク質が担体のスポット以外の部分に吸着することを抑制でき、生体関連分子の検出を適切に行うことが可能になる。   According to the present invention, when a protein is immobilized on a carrier surface for detecting a biologically relevant molecule that specifically binds to the protein, the protein can be prevented from adsorbing to a portion other than the spot of the carrier. It becomes possible to detect molecules appropriately.

各実験における各種グリコール系添加剤とその濃度の一覧を示す図である。It is a figure which shows the list of the various glycol type additives in each experiment, and its density | concentration. 実験1及び2における担体表面へのタンパク質の点着状態を示す図である。It is a figure which shows the spotted state of the protein on the support | carrier surface in Experiment 1 and 2. FIG. 実験3及び4における担体表面へのタンパク質の点着状態を示す図である。It is a figure which shows the spotted state of the protein on the support | carrier surface in Experiment 3 and 4. FIG. 実験5及び6における担体表面へのタンパク質の点着状態を示す図である。It is a figure which shows the spotted state of the protein on the support | carrier surface in Experiment 5 and 6. FIG. 実験7及び8における担体表面へのタンパク質の点着状態を示す図である。It is a figure which shows the spotted state of the protein on the carrier surface in Experiment 7 and 8. 実験9及び10における担体表面へのタンパク質の点着状態を示す図である。It is a figure which shows the spotted state of the protein on the support | carrier surface in Experiment 9 and 10. FIG.

以下、本発明のタンパク質を担体に固定化するための水性組成物、及び担体へのタンパク質の固定化方法の好ましい実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態の構成に限定されるものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of an aqueous composition for immobilizing a protein of the present invention on a carrier and a method for immobilizing a protein on a carrier will be described in detail, but the present invention is limited to the configurations of the following embodiments. It is not something.

(タンパク質を担体に固定化するための水性組成物)
本実施形態のタンパク質を担体に固定化するための水性組成物(以下、固定化溶液と称する場合がある。)は、担体に固定化するタンパク質を含有する水溶液に、特定のグリコール系添加剤を添加してなるものである。
担体に固定化するタンパク質の種類は、特に限定されるものではないが、例えば抗原となるタンパク質や、免疫グロブリンなどの各種抗体タンパク質、その他の生体関連分子に結合し得る種々のタンパク質を用いることができる。
また、タンパク質を含有する水溶液の溶媒には、一般的なものを使用することができ、例えばリン酸緩衝生理食塩水溶液(PBS)などを好適に用いることができる。
(Aqueous composition for immobilizing protein on a carrier)
The aqueous composition for immobilizing the protein of this embodiment on a carrier (hereinafter sometimes referred to as an immobilization solution) contains a specific glycol-based additive in an aqueous solution containing the protein to be immobilized on the carrier. It is added.
The type of protein to be immobilized on the carrier is not particularly limited. For example, it is possible to use a protein that becomes an antigen, various antibody proteins such as immunoglobulin, and various proteins that can bind to other biologically relevant molecules. it can.
Moreover, a general thing can be used for the solvent of the aqueous solution containing protein, For example, a phosphate buffered saline solution (PBS) etc. can be used conveniently.

本実施形態のタンパク質を担体に固定化するための水性組成物に添加するグリコール系添加剤としては、炭素数4〜6のモノアルキレングリコールが用いられる。
すなわち、添加剤として、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールを好適に用いることができる。これらの添加剤は、単独でも組み合わせて用いても良い。また、これらの変性体を含めて、単独又は組み合わせて用いることも可能である。
タンパク質を担体に固定化するための水性組成物の添加剤としてこれらを用いることで、タンパク質が担体表面におけるスポット以外の部分に非特異的に吸着することを防止できるとともに、スポット液の乾燥を抑制することが可能となる。
A monoalkylene glycol having 4 to 6 carbon atoms is used as a glycol-based additive added to the aqueous composition for immobilizing the protein of the present embodiment on a carrier.
That is, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, and 1,6-hexanediol can be suitably used as the additive. These additives may be used alone or in combination. In addition, these modified products can be used alone or in combination.
By using these as additives in aqueous compositions to immobilize proteins on a carrier, it is possible to prevent proteins from adsorbing nonspecifically to parts other than spots on the carrier surface and to suppress drying of the spot solution. It becomes possible to do.

また、これらのモノアルキレングリコールの水性組成物における濃度は、10重量%〜70重量%とすることが好ましい。
10重量%未満にすると、スポット液が乾燥しやすいため、スポットムラが生じやすくなる。また、70重量%より大きくすると、スポット液溶媒の粘性やタンパク質との親和性が変化することにより基板に対するタンパク質の結合効率が低下すると考えられる。
特に、添加剤として、1,4−ブタンジオールを用いる場合、その濃度は10重量%〜70重量%とすることが好ましく、1,5−ペンタンジオールを用いる場合、その濃度は10重量%〜50重量%とすることが好ましく、1,6−ヘキサンジオールを用いる場合、その濃度は10重量%〜50重量%とすることが好ましいことが、後述する実施例の結果から明らかになっている。
The concentration of these monoalkylene glycols in the aqueous composition is preferably 10% by weight to 70% by weight.
If it is less than 10% by weight, the spot liquid tends to dry, and therefore spot unevenness tends to occur. On the other hand, if it exceeds 70% by weight, it is considered that the binding efficiency of the protein to the substrate is lowered due to the change in the viscosity of the solvent of the spot solution and the affinity with the protein.
In particular, when 1,4-butanediol is used as an additive, the concentration is preferably 10% by weight to 70% by weight, and when 1,5-pentanediol is used, the concentration is 10% by weight to 50%. From the results of Examples described later, it is clear that the concentration is preferably 10% by weight to 50% by weight when 1,6-hexanediol is used.

(担体)
本実施形態において使用される担体は、マイクロアレイやDNAチップなどの担体であり、上述したタンパク質が表面上に多数固定化されている。
この担体の基板は、例えば、シリコン、ガラス、繊維、木材、紙、セラミックスや、例えばポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)樹脂、ナイロン、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、メチルペンテン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂等のプラスチックなどからなるものを用いることができ、タンパク質の非特異吸着が少ないもの、蛍光の画像データを得た際に基板自体の自家蛍光(バックグラウンド)の小さいものを用いることが好ましい。
(Carrier)
The carrier used in this embodiment is a carrier such as a microarray or a DNA chip, and a large number of the above-described proteins are immobilized on the surface.
The carrier substrate is, for example, silicon, glass, fiber, wood, paper, ceramics, polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) resin, nylon, acrylic resin, fluororesin, polycarbonate resin, Can be made of polyurethane resin, methylpentene resin, phenol resin, melamine resin, epoxy resin, vinyl chloride resin, or other plastics. It is preferable to use a substrate whose autofluorescence (background) is small.

また、担体の表面に、例えばダイヤモンドライクカーボンを蒸着するなどの表面処理を行って、タンパク質を担体上に強固に固定化可能することも好ましい。
担体の形状やサイズは、特に限定されるものではなく、例えば幅0.1〜100mm、長さ0.1〜100mm、厚み0.01〜10mm程度の平板状のものなどを好適に用いることができる。
It is also preferable that the surface of the carrier is subjected to a surface treatment such as vapor deposition of diamond-like carbon so that the protein can be firmly immobilized on the carrier.
The shape and size of the carrier are not particularly limited. For example, a flat plate having a width of 0.1 to 100 mm, a length of 0.1 to 100 mm, and a thickness of 0.01 to 10 mm is preferably used. it can.

また、担体の表面又は裏面に、反射層としてTi、Au、Pt、Nb、Cr、TiC、TiN等の単層又はこれらの複合膜が製膜されていてもよく、また静電層が設けられていることも好ましい。
静電層を施した担体表面には、タンパク質と共有結合しうる官能基を導入するため、化学修飾を施すようにすることができる。その官能基としては、例えばカルボキシル基、活性エステル基、ハロホルミル基、水酸基、硫酸基、シアノ基、ニトロ基、チオール基などを挙げることができる。
In addition, a single layer of Ti, Au, Pt, Nb, Cr, TiC, TiN, or a composite film of these may be formed on the front or back surface of the carrier, and an electrostatic layer may be provided. It is also preferable.
In order to introduce a functional group that can be covalently bonded to a protein to the surface of the carrier to which the electrostatic layer has been applied, chemical modification can be performed. Examples of the functional group include a carboxyl group, an active ester group, a haloformyl group, a hydroxyl group, a sulfate group, a cyano group, a nitro group, and a thiol group.

特に、静電層が施された担体に、ジカルボン酸又は多価カルボン酸を用いてカルボキシル基を導入し、このカルボキシル基にタンパク質のアミノ基を結合させることで、タンパク質を担体に固定化させることが好ましい。
化学修飾を施す方法は、一般的な方法を用いることができ、例えば、静電層が施された担体にタンパク質と共有結合しうる官能基を導入する反応を溶液中で行う場合、担体を、非置換又は一置換されたアミノ基を有する化合物を含有する溶液中に浸漬した後、タンパク質と共有結合しうる官能基を導入することが好ましい。溶液の溶媒としては、例えば水、N−メチルピロリドン、エタノール等を用いることができる。
In particular, the protein is immobilized on the carrier by introducing a carboxyl group into the carrier on which the electrostatic layer has been applied using dicarboxylic acid or polyvalent carboxylic acid, and binding the amino group of the protein to this carboxyl group. Is preferred.
As a method for performing chemical modification, a general method can be used. For example, when a reaction for introducing a functional group capable of covalently binding to a protein is performed in a solution on a carrier on which an electrostatic layer has been applied, It is preferable to introduce a functional group capable of covalently bonding to a protein after immersion in a solution containing a compound having an unsubstituted or monosubstituted amino group. As the solvent of the solution, for example, water, N-methylpyrrolidone, ethanol or the like can be used.

(担体へのタンパク質の固定化方法)
(1)水性組成物の調整
まず、担体に固定化させるタンパク質を、リン酸緩衝生理食塩水溶液に添加する。次に、炭素数4〜6のいずれかのモノアルキレングリコールを添加して、固定化溶液としての水性組成物を調整する。なお、タンパク質とモノアルキレングリコールの添加順序は反対にしても良い。
また、炭素数4〜6のいずれかのモノアルキレングリコールの濃度は、上述したように固定化溶液において終濃度で10重量%〜70重量%にすることが好ましく、また10重量%〜50重量%にすればスポットの安定性をより向上させることができるためさらに好ましい。
(Method of immobilizing protein on carrier)
(1) Preparation of aqueous composition First, a protein to be immobilized on a carrier is added to a phosphate buffered saline solution. Next, any monoalkylene glycol having 4 to 6 carbon atoms is added to prepare an aqueous composition as an immobilization solution. The order of adding protein and monoalkylene glycol may be reversed.
In addition, the concentration of any monoalkylene glycol having 4 to 6 carbon atoms is preferably 10% by weight to 70% by weight, and 10% by weight to 50% by weight as a final concentration in the immobilization solution as described above. This is more preferable because the stability of the spot can be further improved.

(2)固定化反応
次に、調製した固定化溶液をウェルマイクロプレートに分注し、このウェルマイクロプレートと、担体とをスポッティングマシンにセットして、固定化溶液を担体上にスポッティング(点着)する。そして、一定時間静置する。これにより、担体へのタンパク質の固定化反応が行われる。
(2) Immobilization reaction Next, the prepared immobilization solution is dispensed into a well microplate, the well microplate and the carrier are set in a spotting machine, and the immobilization solution is spotted on the carrier (spotting). ) And let stand for a fixed time. Thereby, the immobilization reaction of the protein to the carrier is performed.

(3)洗浄
次に、タンパク質が固定化された担体を洗浄する。洗浄は、固定化反応後の未反応のタンパク質を除去することができればその手法は限定されるものではなく、タンパク質を変性させないような緩衝液と界面活性剤等を用いることができる。
さらに、洗浄した担体表面に対してブロッキングを行うことが好ましい。このブロッキングは、タンパク質固定化基板の実使用段階において、反応させるタンパク質が基板上に非特異的に吸着することを抑制させるためのものであり、一般的には、アルブミンやスキムミルクのような反応と無関係なタンパク質を基板表面に吸着させたり、非生体由来の物質で基板表面をコーティングすることが多い。本実施形態においては、これらを適宜使用することができる。
(3) Washing Next, the carrier on which the protein is immobilized is washed. The washing method is not limited as long as unreacted protein after the immobilization reaction can be removed, and a buffer and a surfactant that do not denature the protein can be used.
Furthermore, it is preferable to perform blocking on the washed carrier surface. This blocking is for suppressing nonspecific adsorption of the protein to be reacted on the substrate in the actual use stage of the protein-immobilized substrate. Generally, the blocking is performed with a reaction such as albumin or skim milk. In many cases, irrelevant proteins are adsorbed on the substrate surface, or the substrate surface is coated with a non-living substance. In the present embodiment, these can be used as appropriate.

(担体へのタンパク質の非特異的吸着の有無の確認方法)
次に、担体に固定化されたタンパク質と、生体関連分子との結合反応を行って、タンパク質がスポット以外の担体表面上に、非特異的に吸着していないかどうかを確認する方法について説明する。一般的に基板上の非特異吸着を評価するためには、固定化するタンパク質に直接蛍光物質などを標識しておき、非特異吸着を検出器で検出することが多いが、今回はより高感度に非特異吸着を検出するための方法を説明する。
(Method for confirming the presence or absence of nonspecific adsorption of protein to the carrier)
Next, a method for confirming whether the protein is non-specifically adsorbed on the surface of the carrier other than the spot by performing a binding reaction between the protein immobilized on the carrier and the biologically relevant molecule will be described. . In general, in order to evaluate nonspecific adsorption on a substrate, a fluorescent substance is directly labeled on the protein to be immobilized, and nonspecific adsorption is often detected with a detector. A method for detecting non-specific adsorption is described below.

(1)タンパク質と生体関連分子の結合反応
まず、担体に固定化されたタンパク質に特異的に結合する生体関連分子(以下、試料と称する場合がある。)を準備し、それを蛍光物質などで標識する。標識方法は特に限定されるものではなく、市販の標識キットなどを用いることができる。また、市販のものがあれば標識済み試料を購入して用いてもよい。
なお、標識物質としては、Cy3及びCy5などのCyDyeや、FITC、RITC、ローダミン、テキサスレッド、TET、TAMRA、FAM、HEX、ROXなど蛍光標識を好適に用いることができるが、これに限定されるものではなく、ビオチン法、化学発光法などを用いることもできる。
標識された試料の水溶液組成は、試料が固定化されたタンパク質と十分に結合できるものであれば特に限定されるものではなく、タンパク質を変性させないでかつ結合反応を阻害しないような緩衝液と界面活性剤等を適宜用いることができる。
(1) Binding reaction between protein and biological molecule First, a biological molecule (hereinafter sometimes referred to as a sample) that specifically binds to a protein immobilized on a carrier is prepared, and this is prepared with a fluorescent substance or the like. Label. The labeling method is not particularly limited, and a commercially available labeling kit or the like can be used. If there is a commercially available product, a labeled sample may be purchased and used.
In addition, as a labeling substance, fluorescent labels such as CyDye such as Cy3 and Cy5, FITC, RITC, rhodamine, Texas red, TET, TAMRA, FAM, HEX, and ROX can be preferably used. A biotin method, a chemiluminescence method, etc. can also be used instead.
The composition of the aqueous solution of the labeled sample is not particularly limited as long as the sample can sufficiently bind to the immobilized protein, and the buffer and interface that do not denature the protein and do not inhibit the binding reaction. An activator or the like can be used as appropriate.

次に、得られた水溶液を、担体上のタンパク質が固定化されたスポット上にスポッティングし、担体に固定化されたタンパク質と、標識された試料との結合反応を行わせる。例えば、担体に固定化されたタンパク質が抗原である場合は、試料として抗体が用いられ、これらの間で抗原抗体反応が行われる。
タンパク質と試料の結合反応の後、担体を洗浄液で洗浄して、未反応の試料を担体表面から除去する。洗浄液には、界面活性剤と緩衝液の混合溶液などを用いることができる。
Next, the obtained aqueous solution is spotted on a spot on which the protein on the carrier is immobilized, and a binding reaction between the protein immobilized on the carrier and the labeled sample is performed. For example, when a protein immobilized on a carrier is an antigen, an antibody is used as a sample, and an antigen-antibody reaction is performed between them.
After the binding reaction between the protein and the sample, the carrier is washed with a washing solution to remove the unreacted sample from the surface of the carrier. As the cleaning solution, a mixed solution of a surfactant and a buffer solution can be used.

(2)検出
次に、担体におけるスポットの蛍光強度を測定する。このとき、担体に固定化されているタンパク質に結合した試料の標識の蛍光シグナルが、蛍光検出器により検出される。蛍光検出器としては、例えば冷却CCDカメラ及びコンピュータを連結した蛍光スキャニング装置などを用いることができる。これによって、担体上の蛍光を画像データとして得ることができる。
(2) Detection Next, the fluorescence intensity of the spot on the carrier is measured. At this time, the fluorescence signal of the label of the sample bound to the protein immobilized on the carrier is detected by the fluorescence detector. As the fluorescence detector, for example, a fluorescence scanning device in which a cooled CCD camera and a computer are connected can be used. Thereby, the fluorescence on the carrier can be obtained as image data.

以上のような方法によって、担体におけるスポット領域に、タンパク質が適切に固定化され、担体表面上のその他の領域にタンパク質が非特異的に吸着していない場合は、担体におけるスポット領域に円形の蛍光が検出され、その他の領域からは蛍光が検出されない画像データを得ることができる。
これに対して、担体表面上のスポット以外の領域にタンパク質が非特異的に吸着している場合は、その吸着している部分に蛍光が検出される。このような蛍光はバックグラウンドを高くしてしまい、試料の検出の妨げとなる。
また、担体におけるスポット領域に、タンパク質が適切に固定化されていない場合には、不安定な形状の蛍光が検出される。このような状態は、試料の検出の妨げになるとともに、定量的なデータを得ることの妨げとなる。
When the protein is appropriately immobilized in the spot area on the carrier and the protein is not non-specifically adsorbed on other areas on the carrier surface by the above method, circular fluorescence is generated in the spot area on the carrier. Is detected, and image data from which fluorescence is not detected from other regions can be obtained.
On the other hand, when protein is non-specifically adsorbed in a region other than the spot on the carrier surface, fluorescence is detected in the adsorbed portion. Such fluorescence increases the background and hinders detection of the sample.
In addition, when the protein is not properly immobilized in the spot region on the carrier, fluorescence having an unstable shape is detected. Such a state hinders detection of a sample and hinders obtaining quantitative data.

そこで、本実施形態の担体へのタンパク質の固定化方法では、固定化溶液に炭素数4〜6のモノアルキレングリコールを添加することで、このような担体表面へのタンパク質の非特異的吸着や不安定な形状のスポットの形成を防止可能としている。   Therefore, in the method for immobilizing a protein on a carrier according to the present embodiment, nonspecific adsorption or non-specific adsorption of the protein onto the surface of the carrier is performed by adding a monoalkylene glycol having 4 to 6 carbon atoms to the immobilization solution. It is possible to prevent formation of a spot having a stable shape.

ここで、核酸を担体に固定化する場合、ポリエチレングリコール(PEG)を固定化溶液に添加することにより、核酸が担体に非特異的に吸着することを抑制できることが知られている。そこで、タンパク質が担体に固定化する場合にも、同様にポリエチレングリコールを固定化溶液に添加することで、タンパク質が担体に非特異的に吸着することを抑制できる可能性があると期待された。   Here, it is known that when nucleic acid is immobilized on a carrier, non-specific adsorption of the nucleic acid to the carrier can be suppressed by adding polyethylene glycol (PEG) to the immobilization solution. Thus, when protein is immobilized on a carrier, it was expected that the protein could be prevented from adsorbing non-specifically to the carrier by adding polyethylene glycol to the immobilization solution.

しかしながら、後述する比較例に示すように、ポリエチレングリコールを添加した固定化溶液を用いても、タンパク質が担体に非特異的に吸着することは抑制できなかった。これは、ポリエチレングリコールを含む固定化溶液は粘性が高いため、核酸に比較して分子量が大きいタンパク質の場合には、固定化後洗浄する際に試料と結合しなかったタンパク質が担体表面から洗浄液への拡散する速度が非常に遅くなり、担体表面上に非特異的に吸着してしまったものと推定される。
そこで、本発明者らは、同じグリコール類でもより低分子のものでスクリーニングを行ったところ、炭素数4〜6程度のアルキレングリコール類を固定化溶液に添加した場合には、非特異吸着が生じないことを見いだした。
However, as shown in Comparative Examples described later, even when an immobilization solution to which polyethylene glycol was added was used, it was not possible to suppress nonspecific adsorption of proteins to the carrier. This is because the immobilization solution containing polyethylene glycol has a high viscosity, so in the case of a protein having a large molecular weight compared to nucleic acid, the protein that did not bind to the sample during washing after immobilization moves from the carrier surface to the washing solution. It is presumed that the rate of diffusion of the water became very slow and nonspecifically adsorbed on the support surface.
Therefore, the present inventors screened the same glycols with lower molecular weights, but nonspecific adsorption occurred when alkylene glycols having about 4 to 6 carbon atoms were added to the immobilization solution. I found nothing.

一方で、炭素数2のエチレングリコールや炭素数3のプロピレングリコールでは、非特異吸着が観察された。これらの固定化溶液を用いた場合は、タンパク質がスポッティングの直後に、基板上で乾燥してしまっていた。このことから、これらの固定化溶液を用いた場合は、スポット液が乾燥しやすくなり、乾燥によりタンパク質が凝集して、基板表面に吸着しやすくなったと推定される。
よって、タンパク質を担体に固定化するために最適な固定化溶液は、物質拡散が起こりやすい低粘度の溶液で、かつスポット・固定化反応時に乾燥しない溶液であると考えられる。
On the other hand, nonspecific adsorption was observed in ethylene glycol having 2 carbon atoms and propylene glycol having 3 carbon atoms. When these immobilization solutions were used, the protein was dried on the substrate immediately after spotting. From this, it is presumed that when these immobilization solutions were used, the spot solution was easily dried, and proteins were aggregated by drying and were easily adsorbed on the substrate surface.
Therefore, the optimal immobilization solution for immobilizing the protein on the carrier is considered to be a low-viscosity solution in which substance diffusion is likely to occur, and a solution that does not dry during the spot-immobilization reaction.

以上のことから、本実施形態では、タンパク質を担体に固定化するための水性組成物に、炭素数4〜6のモノアルキレングリコールを含有させることで、タンパク質が担体のスポット以外の部分に吸着することを抑制し、生体関連分子の検出を適切に行うことを可能としている。   From the above, in this embodiment, the protein is adsorbed to a portion other than the spot of the carrier by containing the monoalkylene glycol having 4 to 6 carbon atoms in the aqueous composition for immobilizing the protein on the carrier. This makes it possible to appropriately detect biologically relevant molecules.

以下、タンパク質を担体に固定化するための水性組成物に、添加剤として各種グリコール類を様々な濃度で添加した場合の、タンパク質の担体への非特異的吸着の有無を検証するために行った実施例、比較例及び参考例について説明する。   The following was performed to verify the presence or absence of non-specific adsorption of protein to the carrier when various glycols were added as additives to the aqueous composition for immobilizing the protein on the carrier. Examples, comparative examples and reference examples will be described.

<実験1: 1,4−ブタンジオール>
(実施例1)
担体に固定化するタンパク質としてRabbit IgG(ライフテクノロジージャパン株式会社製)を含有する1×リン酸緩衝生理食塩水溶液(株式会社ニッポンジーン製、pH7.4、以後PBSと称する場合がある。)に、1,4−ブタンジオール(和光純薬工業株式会社製)を添加して、終濃度100μg/mLのRabbit IgG溶液を調製し、これを固定化溶液とした。1,4−ブタンジオールは、終濃度で10重量%となるように添加した。なお、添加剤は、以下の実施例、比較例及び参考例でも同様に和光純薬工業株式会社製のものを使用した。各実験で使用したグリコール類の濃度の一覧を図1に示す。
<Experiment 1: 1,4-butanediol>
Example 1
1 × phosphate buffered saline solution (Rabbit IgG, manufactured by Nippon Gene Co., Ltd., pH 7.4, hereinafter sometimes referred to as PBS) containing Rabbit IgG (manufactured by Life Technology Japan Co., Ltd.) as a protein to be immobilized on the carrier. , 4-butanediol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to prepare a Rabbit IgG solution having a final concentration of 100 μg / mL, which was used as an immobilization solution. 1,4-butanediol was added to a final concentration of 10% by weight. In addition, the additive made from Wako Pure Chemical Industries Ltd. was used similarly in the following Examples, Comparative Examples, and Reference Examples. A list of the concentrations of glycols used in each experiment is shown in FIG.

次に、調製した固定化溶液を5μLずつ分注した384ウェルマイクロプレートと、担体のジーンシリコン(東洋鋼鈑株式会社製)とをスポッティングマシンSPBIOTM2000(Hitachi Software Engineering Co.Ltd.製)の所定の位置にセットし、スポッティングを実施した。   Next, a 384-well microplate in which 5 μL of the prepared immobilization solution is dispensed and Gene Silicon (manufactured by Toyo Kohan Co., Ltd.) as a spotting machine SPBIOTM2000 (manufactured by Hitachi Software Engineering Co. Ltd.) are used. Set in position and spotted.

固定化溶液をスポットした担体を4℃で一晩静置した後、1×PBS/0.5%Tween20で15分間静置洗浄を行い、さらにブロッキング剤の1×Carbo−Free Blocking Solution(Vector Laboratories,Inc.製)を室温で3時間反応させた。
そして、担体をミリQ水で洗浄し、遠心乾燥後、アルミパウチで真空包装した。作製したRabbit IgG固定化担体は、使用するまで−20℃で保管した。
The carrier spotted with the immobilization solution was allowed to stand at 4 ° C. overnight, and then washed with 1 × PBS / 0.5% Tween 20 for 15 minutes. Further, 1 × Carbo-Free Blocking Solution (Vector Laboratories) of blocking agent was used. , Inc.) for 3 hours at room temperature.
The carrier was washed with Milli-Q water, centrifuged and vacuum packed with an aluminum pouch. The prepared Rabbit IgG-immobilized carrier was stored at −20 ° C. until use.

次に、担体に固定化されたタンパク質に結合させる生体関連分子として、Alexa Fluor 647 goat anti−Rabbit IgG(H+L)(ライフテクノロジージャパン株式会社製)を使用し、これを終濃度20μg/mLとなるように、1×PBS/0.05%Tween20溶液に希釈して、試料を含有する反応溶液を調製した。なお、この生体関連分子は、蛍光標識済みで市販されているものである。   Next, Alexa Fluor 647 goat anti-Rabbit IgG (H + L) (manufactured by Life Technology Japan Co., Ltd.) is used as a bio-related molecule to be bound to the protein immobilized on the carrier, and the final concentration becomes 20 μg / mL. As described above, a reaction solution containing a sample was prepared by diluting in 1 × PBS / 0.05% Tween 20 solution. In addition, this biologically relevant molecule is already fluorescently labeled and is commercially available.

この反応溶液を、先に作製したRabbit IgG固定化担体上に滴下し、カバープレートをかぶせてから室温(25℃)、遮光下で60分間静置して抗原抗体反応を行った。
反応後、担体を室温下で50mM TTBS buffer(20mM Tris−HCL(pH7.5),150mM Nacl,0.05% Tween20)に浸して洗浄し、カバーガラスを載せて蛍光検出器Bioshot(東洋鋼鈑株式会社製)で632nmにおける担体表面の蛍光強度を測定し、蛍光の画像データを得た。その結果を図2に示す。
This reaction solution was dropped onto the Rabbit IgG-immobilized carrier prepared above, and the cover plate was put on, followed by standing at room temperature (25 ° C.) for 60 minutes under light shielding to carry out an antigen-antibody reaction.
After the reaction, the carrier was washed by immersing it in 50 mM TTBS buffer (20 mM Tris-HCL (pH 7.5), 150 mM NaCl, 0.05% Tween 20) at room temperature, and a cover glass was placed on the fluorescence detector Bioshot (Toyo Kohan). Fluorescent image data was obtained by measuring the fluorescence intensity of the carrier surface at 632 nm. The result is shown in FIG.

(実施例2,3,4)
固定化溶液に含有させる添加剤として1,4−ブタンジオールを、実施例2,3,4において終濃度でそれぞれ30重量%,50重量%,70重量%となるように添加した点以外は、実施例1と同様に実験を行って、担体表面の蛍光の画像データを得た。その結果を図2に示す。
(Examples 2, 3, and 4)
Except that 1,4-butanediol was added as an additive to be contained in the immobilization solution so that the final concentrations in Examples 2, 3, and 4 were 30% by weight, 50% by weight, and 70% by weight, respectively. Experiments were performed in the same manner as in Example 1 to obtain fluorescence image data on the surface of the carrier. The result is shown in FIG.

固定化溶液の添加剤として1,4−ブタンジオールを用いた場合、実施例1,2,3,4のいずれの濃度の蛍光画像においても、スポット以外の部分に蛍光はほとんど見られず、またスポットの蛍光の形状は安定した円形となっている。したがって、これらの場合には、タンパク質はスポット以外の部分にほとんど吸着しておらず、またスポットに適切に固定化されていることがわかる。このため、固定化溶液の添加剤として1,4−ブタンジオールを用いる場合、固定化溶液におけるその濃度は、10重量%から70重量%とすることが好ましい。   When 1,4-butanediol was used as an additive for the immobilization solution, almost no fluorescence was observed in the portions other than the spots in any of the fluorescence images of Examples 1, 2, 3, and 4. The fluorescent shape of the spot is a stable circle. Therefore, in these cases, it can be seen that the protein is hardly adsorbed on the portion other than the spot and is appropriately immobilized on the spot. For this reason, when 1,4-butanediol is used as an additive for the immobilization solution, the concentration in the immobilization solution is preferably 10 wt% to 70 wt%.

<実験2: 1,5−ペンタンジオール>
(実施例5,6,7)
固定化溶液に含有させる添加剤として1,5−ペンタンジオールを、実施例5,6,7において終濃度でそれぞれ10重量%,30重量%,50重量%となるように添加した点以外は、実施例1と同様に実験を行って、担体表面の蛍光の画像データを得た。その結果を図2に示す。
<Experiment 2: 1,5-pentanediol>
(Examples 5, 6, and 7)
Except that 1,5-pentanediol was added as an additive to be contained in the immobilization solution so that the final concentrations in Examples 5, 6 and 7 were 10% by weight, 30% by weight and 50% by weight, respectively. Experiments were performed in the same manner as in Example 1 to obtain fluorescence image data on the surface of the carrier. The result is shown in FIG.

(参考例1)
固定化溶液に含有させる添加剤として1,5−ペンタンジオールを、終濃度で70重量%となるように添加した点以外は、実施例1と同様に実験を行って、担体表面の蛍光の画像データを得た。その結果を図2に示す。
(Reference Example 1)
Except that 1,5-pentanediol was added as an additive to be contained in the immobilization solution so that the final concentration was 70% by weight, an experiment was performed in the same manner as in Example 1 to obtain an image of fluorescence on the surface of the carrier. I got the data. The result is shown in FIG.

固定化溶液の添加剤として1,5−ペンタンジオールを用いた場合、実施例5,6,7及び参考例1のいずれの濃度の蛍光画像においても、スポット以外の部分に蛍光はほとんど見られない。一方、スポットの蛍光の形状は、実施例5,6,7においては安定した円形となっているが、参考例1ではややいびつな形状となっている。これは、固定化溶液に1,5−ペンタンジオールを70重量%含有させた場合には、担体表面に結合するタンパク質の反応が小さくなり、スポットに吸着するタンパク質の量が少なくなるためと考えられる。したがって、固定化溶液の添加剤として1,5−ペンタンジオールを用いる場合、固定化溶液におけるその濃度は、10重量%から50重量%とすることが好ましい。   When 1,5-pentanediol is used as an additive for the immobilization solution, almost no fluorescence is observed in portions other than the spots in the fluorescent images of any concentration of Examples 5, 6, 7 and Reference Example 1. . On the other hand, the fluorescent shape of the spot is a stable circle in Examples 5, 6, and 7, but is slightly distorted in Reference Example 1. This is considered to be because when 70% by weight of 1,5-pentanediol is contained in the immobilization solution, the reaction of the protein bound to the surface of the carrier is reduced and the amount of protein adsorbed on the spot is reduced. . Therefore, when 1,5-pentanediol is used as an additive for the immobilization solution, its concentration in the immobilization solution is preferably 10 wt% to 50 wt%.

<実験3: 1,6−ヘキサンジオール>
(実施例8,9,10)
固定化溶液に含有させる添加剤として1,6−ヘキサンジオールを、実施例8,9,10において終濃度でそれぞれ10重量%,30重量%,50重量%となるように添加した点以外は、実施例1と同様に実験を行って、担体表面の蛍光の画像データを得た。その結果を図3に示す。
<Experiment 3: 1,6-hexanediol>
(Examples 8, 9, and 10)
Except that 1,6-hexanediol was added as an additive to be contained in the immobilization solution so that the final concentrations in Examples 8, 9, and 10 were 10 wt%, 30 wt%, and 50 wt%, respectively. Experiments were performed in the same manner as in Example 1 to obtain fluorescence image data on the surface of the carrier. The result is shown in FIG.

(参考例2)
固定化溶液に含有させる添加剤として1,6−ヘキサンジオールを、終濃度で70重量%となるように添加した点以外は、実施例1と同様に実験を行って、担体表面の蛍光の画像データを得た。その結果を図3に示す。
(Reference Example 2)
Except that 1,6-hexanediol was added as an additive to be contained in the immobilization solution so that the final concentration was 70% by weight, an experiment was performed in the same manner as in Example 1 to obtain an image of fluorescence on the surface of the carrier. I got the data. The result is shown in FIG.

固定化溶液の添加剤として1,6−ヘキサンジオールを用いた場合、実施例8,9,10及び参考例2のいずれの濃度の蛍光画像においても、スポット以外の部分に蛍光はほとんど見られない。一方、スポットの蛍光の形状は、実施例8,9,10においては安定した円形となっているが、参考例2ではいびつな形状となっている。これは、固定化溶液に1,6−ヘキサンジオールを70重量%含有させた場合には、担体表面に結合するタンパク質の反応が小さくなり、スポットに吸着するタンパク質の量が少なくなるためと考えられる。したがって、固定化溶液の添加剤として1,6−ヘキサンジオールを用いる場合、固定化溶液におけるその濃度は、10重量%から50重量%とすることが好ましい。   When 1,6-hexanediol is used as an additive for the immobilization solution, almost no fluorescence is observed in portions other than the spots in any of the fluorescence images of Examples 8, 9, 10 and Reference Example 2. . On the other hand, the fluorescent shape of the spot is a stable circular shape in Examples 8, 9, and 10, but in the reference example 2, it is an irregular shape. This is considered to be because when 70% by weight of 1,6-hexanediol is contained in the immobilization solution, the reaction of the protein bound to the surface of the carrier is reduced, and the amount of protein adsorbed on the spot is reduced. . Therefore, when 1,6-hexanediol is used as an additive for the immobilization solution, the concentration in the immobilization solution is preferably 10% to 50% by weight.

<実験4: エチレングリコール>
(比較例1)
固定化溶液に含有させる添加剤としてエチレングリコールを、終濃度で30重量%となるように添加した点以外は、実施例1と同様に実験を行って、担体表面の蛍光の画像データを得た。その結果を図3に示す。
この場合、比較例1の蛍光画像において、蛍光がスポット以外の部分にも見られ、スポットの形状も円形ではなく、不安定でいびつな形状となっており、タンパク質がスポット以外の部分に吸着している。したがって、添加剤としてエチレングリコールを用いてもタンパク質を担体に適切に固定化させることは困難であることがわかる。
<Experiment 4: Ethylene glycol>
(Comparative Example 1)
Except that ethylene glycol was added as an additive to be contained in the immobilization solution so that the final concentration was 30% by weight, an experiment was performed in the same manner as in Example 1 to obtain fluorescence image data on the surface of the carrier. . The result is shown in FIG.
In this case, in the fluorescence image of Comparative Example 1, the fluorescence is also seen in portions other than the spot, the shape of the spot is not circular, and is unstable and distorted, and the protein is adsorbed on the portion other than the spot. ing. Therefore, it can be seen that it is difficult to properly immobilize the protein on the carrier even if ethylene glycol is used as an additive.

<実験5: プロピレングリコール>
(比較例2,3,4)
固定化溶液に含有させる添加剤としてプロピレングリコールを、比較例2,3,4において終濃度でそれぞれ10重量%,30重量%,50重量%となるように添加した点以外は、実施例1と同様に実験を行って、担体表面の蛍光の画像データを得た。その結果を図4に示す。
これらの場合、比較例2,3,4のいずれの蛍光画像においても、蛍光がスポット以外の部分にも見られ、スポットの形状も円形ではなく、不安定でいびつな形状となっており、タンパク質がスポット以外の部分に吸着している。したがって、添加剤としてプロピレングリコールを用いてもタンパク質を担体に適切に固定化させることは困難であることがわかる。
<Experiment 5: Propylene glycol>
(Comparative Examples 2, 3, and 4)
Example 1 except that propylene glycol was added as an additive to be contained in the immobilization solution so that the final concentrations in Comparative Examples 2, 3, and 4 were 10% by weight, 30% by weight, and 50% by weight, respectively. An experiment was performed in the same manner to obtain fluorescence image data on the surface of the carrier. The result is shown in FIG.
In these cases, in any of the fluorescence images of Comparative Examples 2, 3, and 4, the fluorescence is also observed in portions other than the spot, and the shape of the spot is not circular but is unstable and distorted. Is adsorbed to a portion other than the spot. Therefore, it can be seen that it is difficult to properly immobilize the protein on the carrier even if propylene glycol is used as an additive.

<実験6: ジエチレングリコール>
(比較例5,6,7)
固定化溶液に含有させる添加剤としてジエチレングリコールを、比較例5,6,7において終濃度でそれぞれ10重量%,30重量%,50重量%となるように添加した点以外は、実施例1と同様に実験を行って、担体表面の蛍光の画像データを得た。その結果を図4に示す。
これらの場合、比較例5,6,7のいずれの蛍光画像においても、蛍光がスポット以外の部分にも見られ、スポットの形状も円形ではなく、不安定でいびつな形状となっており、タンパク質がスポット以外の部分に吸着している。したがって、添加剤としてジエチレングリコールを用いてもタンパク質を担体に適切に固定化させることは困難であることがわかる。
<Experiment 6: Diethylene glycol>
(Comparative Examples 5, 6, 7)
As in Example 1, except that diethylene glycol was added as an additive to be contained in the immobilization solution so that the final concentrations in Comparative Examples 5, 6, and 7 were 10%, 30%, and 50%, respectively. Experiments were conducted to obtain image data of fluorescence on the surface of the carrier. The result is shown in FIG.
In these cases, in any of the fluorescence images of Comparative Examples 5, 6, and 7, the fluorescence is also seen in portions other than the spot, and the shape of the spot is not circular but has an unstable and distorted shape. Is adsorbed to a portion other than the spot. Therefore, it can be seen that it is difficult to properly immobilize the protein on the carrier even if diethylene glycol is used as an additive.

<実験7: グリセロール>
(比較例8)
固定化溶液に含有させる添加剤としてグリセロールを、終濃度で30重量%となるように添加した点以外は、実施例1と同様に実験を行って、担体表面の蛍光の画像データを得た。その結果を図5に示す。
この場合、比較例8の蛍光画像において、蛍光がスポット以外の部分にも見られ、スポットの形状も円形ではなく、不安定でいびつな形状となっており、タンパク質がスポット以外の部分に吸着している。したがって、添加剤としてグリセロールを用いてもタンパク質を担体に適切に固定化させることは困難であることがわかる。
<Experiment 7: Glycerol>
(Comparative Example 8)
Experiments were performed in the same manner as in Example 1 except that glycerol was added as an additive to be contained in the immobilization solution so that the final concentration was 30% by weight, and fluorescence image data on the surface of the carrier was obtained. The result is shown in FIG.
In this case, in the fluorescence image of Comparative Example 8, the fluorescence is also seen in the portion other than the spot, the shape of the spot is not circular, and is unstable and distorted, and the protein is adsorbed on the portion other than the spot. ing. Therefore, it can be seen that it is difficult to properly immobilize the protein on the carrier even if glycerol is used as an additive.

<実験8: ポリエチレングリコール(分子量200)>
(比較例9,10,11)
固定化溶液に含有させる添加剤としてポリエチレングリコール(分子量200)を、比較例9,10,11において終濃度でそれぞれ1重量%,10重量%,30重量%となるように添加した点以外は、実施例1と同様に実験を行って、担体表面の蛍光の画像データを得た。その結果を図5に示す。
<Experiment 8: Polyethylene glycol (molecular weight 200)>
(Comparative Examples 9, 10, 11)
Except that polyethylene glycol (molecular weight 200) was added as an additive to be contained in the immobilization solution so that the final concentrations in Comparative Examples 9, 10, and 11 were 1 wt%, 10 wt%, and 30 wt%, respectively. Experiments were performed in the same manner as in Example 1 to obtain fluorescence image data on the surface of the carrier. The result is shown in FIG.

<実験9: ポリエチレングリコール(分子量300)>
(比較例12,13)
固定化溶液に含有させる添加剤としてポリエチレングリコール(分子量300)を、比較例12,13において終濃度でそれぞれ10重量%,30重量%となるように添加した点以外は、実施例1と同様に実験を行って、担体表面の蛍光の画像データを得た。その結果を図6に示す。
<Experiment 9: Polyethylene glycol (molecular weight 300)>
(Comparative Examples 12 and 13)
As in Example 1, except that polyethylene glycol (molecular weight 300) was added as an additive to be contained in the immobilization solution so that the final concentrations were 10 wt% and 30 wt% in Comparative Examples 12 and 13, respectively. Experiments were performed to obtain fluorescence image data on the surface of the carrier. The result is shown in FIG.

<実験10: ポリエチレングリコール(分子量6000)>
(比較例14,15,16)
固定化溶液に含有させる添加剤としてポリエチレングリコール(分子量6000)を、比較例14,15,16において終濃度でそれぞれ1重量%,10重量%,30重量%となるように添加した点以外は、実施例1と同様に実験を行って、担体表面の蛍光の画像データを得た。その結果を図6に示す。
比較例9−16のいずれの蛍光画像においても、蛍光がスポット以外の部分にも見られ、スポットの形状も円形ではなく、不安定でいびつな形状となっており、タンパク質がスポット以外の部分に吸着している。したがって、添加剤としてポリエチレングリコールを用いてもタンパク質を担体に適切に固定化させることは困難であることがわかる。
<Experiment 10: Polyethylene glycol (molecular weight 6000)>
(Comparative Examples 14, 15, 16)
Except that polyethylene glycol (molecular weight 6000) was added as an additive to be contained in the immobilization solution so that the final concentrations in Comparative Examples 14, 15, and 16 were 1% by weight, 10% by weight, and 30% by weight, respectively. Experiments were performed in the same manner as in Example 1 to obtain fluorescence image data on the surface of the carrier. The result is shown in FIG.
In any of the fluorescence images of Comparative Examples 9-16, the fluorescence was also observed in portions other than the spot, the shape of the spot was not circular, and was unstable and distorted, and the protein was in a portion other than the spot. Adsorbed. Therefore, it can be seen that it is difficult to properly immobilize the protein on the carrier even if polyethylene glycol is used as an additive.

本発明は、以上の実施形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、タンパク質を担体に固定化するための水性組成物に、炭素数4〜6のモノアルキレングリコールのうちの二種以上を組み合わせて添加するなど適宜変更することが可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the present invention.
For example, it is possible to make appropriate changes such as adding two or more of monoalkylene glycols having 4 to 6 carbon atoms in combination to an aqueous composition for immobilizing a protein on a carrier.

本発明は、タンパク質をプローブとして固定化したDNAチップやマイクロアレイなどの担体を製造する場合に好適に利用することが可能である。   The present invention can be suitably used for producing a carrier such as a DNA chip or a microarray on which a protein is immobilized as a probe.

Claims (5)

タンパク質と特異的に結合する生体関連分子を検出するための担体の表面上に、該タンパク質を固定化するために用いられる水性組成物であって、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、及び1,6−ヘキサンジオールからなる群から選択された一又は二以上を添加剤として含有する
ことを特徴とする水性組成物。
An aqueous composition used to immobilize a protein on the surface of a carrier for detecting a bio-related molecule that specifically binds to the protein, comprising 1,4-butanediol, 1,5-pentane An aqueous composition comprising one or more selected from the group consisting of diol and 1,6-hexanediol as an additive .
前記添加剤が1,4−ブタンジオールである場合、当該1,4−ブタンジオールの濃度は10重量%〜70重量%であり、
前記添加剤が1,5−ペンタンジオールである場合、当該1,5−ペンタンジオールの濃度は10重量%〜50重量%であり、
前記添加剤が1,6−ヘキサンジオールである場合、当該1,6−ヘキサンジオールの濃度は10重量%〜50重量%であることを特徴とする請求項1記載の水性組成物。
When the additive is 1,4-butanediol, the concentration of 1,4-butanediol is 10% by weight to 70% by weight,
When the additive is 1,5-pentanediol, the concentration of the 1,5-pentanediol is 10 wt% to 50 wt%,
The aqueous composition according to claim 1, wherein when the additive is 1,6-hexanediol, the concentration of 1,6-hexanediol is 10 wt% to 50 wt% .
タンパク質と特異的に結合する生体関連分子を検出するための担体の表面上に、該タンパク質を固定化する方法であって、
1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、及び1,6−ヘキサンジオールからなる群から選択された一又は二以上を含有する水性組成物にタンパク質を溶解させ、この水性組成物を前記担体の表面に点着させる工程と、
前記担体の表面に前記タンパク質を固定化させる工程と、
前記担体の表面を洗浄する工程と、を有する
ことを特徴とする担体へのタンパク質の固定化方法。
A method of immobilizing a protein on the surface of a carrier for detecting a bio-related molecule that specifically binds to the protein,
Protein is dissolved in an aqueous composition containing one or more selected from the group consisting of 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, and 1,6-hexanediol. Spotting the surface of the carrier;
Immobilizing the protein on the surface of the carrier;
And a step of washing the surface of the carrier. A method for immobilizing a protein on the carrier.
前記担体の表面の洗浄後、前記担体の表面をブロッキングする工程を有することを特徴とする請求項3記載の担体へのタンパク質の固定化方法。   The method for immobilizing a protein on a carrier according to claim 3, further comprising a step of blocking the surface of the carrier after washing the surface of the carrier. 前記担体の表面におけるカルボキシル基と、タンパク質のアミノ基とが共有結合を形成することで、前記担体の表面に前記タンパク質を固定化させる
ことを特徴とする請求項3又は4記載の担体へのタンパク質の固定化方法。
The protein on the carrier according to claim 3 or 4, wherein the protein is immobilized on the surface of the carrier by forming a covalent bond between a carboxyl group on the surface of the carrier and an amino group of the protein. Immobilization method.
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