JP6893644B2 - Sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles, virus capture, concentration, purification and detection - Google Patents

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本発明は、粒子径が揃った糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子、並びに、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子によるウイルスの捕捉、及び捕捉したウイルスの濃縮、精製方法、リアルタイム定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)もしくはリアルタイム定量的ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)による高感度ウイルス検出方法に関する技術である。 The present invention relates to sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles having a uniform particle size, capture of viruses by sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles, concentration and purification method of captured viruses, and real-time quantitative reverse transcription polymerase chain. It is a technique relating to a method for detecting a highly sensitive virus by a reaction (RT-PCR) or a real-time quantitative polymerase chain reaction (PCR).

糖鎖は、核酸、タンパク質に次ぐ第3の生命鎖で、核酸、タンパク質と同様に生物にとって重要な分子である。特にウイルスは、細胞表面の糖鎖を認識し、感染することが知られている。例えば、インフルエンザウイルスは、宿主となる標的細胞表層上の特定の結合様式を持つシアル酸構造を認識し、自らの遺伝情報を持つRNAを宿主細胞に挿入して増殖を行うことが知られている。 A sugar chain is a third life chain after nucleic acids and proteins, and is an important molecule for living organisms like nucleic acids and proteins. In particular, viruses are known to recognize sugar chains on the cell surface and infect them. For example, it is known that influenza virus recognizes a sialic acid structure having a specific binding mode on the surface layer of a target cell as a host, inserts RNA having its own genetic information into the host cell, and proliferates. ..

一方、近年では、世界的パンデミックを引き起こす高病原性ウイルス、変異ウイルスなどの出現が危惧されているほか、鳥インフルエンザ、豚繁殖・呼吸障害症候群などのように、既に家畜、畜産物等の生産に影響を与えるウイルス性疾患も報告されている。そのため、ウイルス研究のためのウイルスの捕捉技術および治療のためのウイルス性疾患の早期診断技術などの開発が期待されている。 On the other hand, in recent years, there are concerns about the emergence of highly pathogenic viruses and mutant viruses that cause a global pandemic, and in the production of livestock and livestock products such as bird flu and pig breeding / respiratory disorder syndrome. Affected viral diseases have also been reported. Therefore, development of virus capture technology for virus research and early diagnosis technology for viral diseases for treatment is expected.

ナノ粒子は、ライフサイエンス・医療診断・バイオテクノロジーなどの様々な分野に応用されるマテリアルである。抗体などのタンパク質を固定化したナノ粒子は、抗原抗体反応による免疫染色、抗原の検出、分離・精製などに有用である。また、薬剤もしくは遺伝子を固定化したナノ粒子を用いたドラッグデリバリーシステム(DDS)、標識化ナノ粒子を用いた分析用マーカー、トレーサーなどの分析用試薬も、広く利用されている。 Nanoparticles are materials applied in various fields such as life science, medical diagnosis, and biotechnology. Nanoparticles on which proteins such as antibodies are immobilized are useful for immunostaining by antigen-antibody reaction, detection of antigens, separation / purification, and the like. In addition, analytical reagents such as drug delivery systems (DDS) using nanoparticles on which drugs or genes are immobilized, markers for analysis using labeled nanoparticles, and tracers are also widely used.

磁性ナノ粒子は、磁性という性質から、適当な外部磁場によって粒子の状態を制御できるため、細胞の精製、バイオマーカー等に利用が可能である。さらに、磁性粒子は、医療分野において、核磁気共鳴画像法などの増感剤として使用すると、生体、細胞等の画像化を行うことができるなど、優れた特徴を有する実用性の高い素子である。加えて、銀は金などの金属と同様に硫黄原子と結合することが可能であり、生体分子や有機化合物と複合体化を行うことのできる汎用性の高い金属である。 Due to its magnetic nature, magnetic nanoparticles can be used for cell purification, biomarkers, etc. because the state of the particles can be controlled by an appropriate external magnetic field. Further, in the medical field, magnetic particles are highly practical elements having excellent features such as being able to image living organisms, cells, etc. when used as a sensitizer such as magnetic resonance imaging. .. In addition, silver is a highly versatile metal that can be bonded to sulfur atoms like metals such as gold and can be complexed with biomolecules and organic compounds.

例えば、特許文献1には、糖鎖固定化金ナノ粒子によって、糖鎖に特異的に結合するウイルス粒子表面の抗原タンパク質を分離し、当該抗原タンパク質を免疫抗原として使用して抗体を得る方法が記載されている。また、特許文献2には、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と、所定の第二の磁性体とを用いたウイルスの濃縮方法が記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a method in which an antigen protein on the surface of a virus particle that specifically binds to a sugar chain is separated by a sugar chain-immobilized gold nanoparticles, and the antigen protein is used as an immune antigen to obtain an antibody. Are listed. Further, Patent Document 2 describes a method for concentrating a virus using sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles and a predetermined second magnetic substance.

特開2013−159567号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-159567 特開2011−45358号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-45358

本発明は、糖鎖結合性タンパク質の検出、単離・精製等のためにこれまで開発されてきた糖鎖固定化金ナノ粒子および糖鎖固定化磁性金ナノ粒子における課題を解決するものである。 The present invention solves the problems in sugar chain-immobilized gold nanoparticles and sugar chain-immobilized magnetic gold nanoparticles that have been developed so far for detection, isolation, purification, etc. of sugar chain-binding proteins. ..

糖鎖固定化金ナノ粒子(例えば、特許文献1)は、金ナノ粒子と糖鎖とを固定化した粒子である。これは約530nmに金特有の極大吸収波長を持ち、赤紫色を呈することから、レクチンなどの糖鎖結合性タンパク質との結合活性を、色の変化、凝集反応などを指標にすることによって目視下で解析する事ができる。 The sugar chain-immobilized gold nanoparticles (for example, Patent Document 1) are particles in which gold nanoparticles and sugar chains are immobilized. It has a maximum absorption wavelength peculiar to gold at about 530 nm and exhibits a reddish purple color. Therefore, the binding activity with sugar chain-binding proteins such as lectins can be visually measured by using color change, agglutination reaction, etc. as indicators. It can be analyzed with.

しかし、糖鎖固定化金ナノ粒子に結合した成分の単離および精製には、超遠心分離機等の大型機器を必要とする。 However, isolation and purification of the components bound to the sugar chain-immobilized gold nanoparticles require a large-scale device such as an ultracentrifugator.

糖鎖固定化磁性金ナノ粒子(例えば、特許文献2)は、標的物と結合する場合、大掛かりな装置を必要とせず、磁気分離のみによってタンパク質またはウイルスなどの結合成分の単離・精製を行うことができる。この技術は、研究用以外に、ベッドサイド診療、農場、畜産場などでも、細菌・ウイルスなどの簡易検査・診断ツールとして応用されている。 Sugar chain-immobilized magnetic gold nanoparticles (for example, Patent Document 2) do not require a large-scale device when bound to a target, and isolate and purify binding components such as proteins or viruses only by magnetic separation. be able to. This technology is applied not only for research, but also in bedside medical care, farms, livestock farms, etc. as a simple test / diagnostic tool for bacteria and viruses.

糖鎖固定化磁性金ナノ粒子は、硫酸化多糖を固定化することによって、インフルエンザウイルスなどを効率よく濃縮できることが見出されており、現在、早期診断等の臨床応用へ展開されている。 It has been found that sugar chain-immobilized magnetic gold nanoparticles can efficiently concentrate influenza virus and the like by immobilizing sulfated polysaccharides, and are currently being developed for clinical applications such as early diagnosis.

しかしながら、従来の糖鎖固定化磁性金ナノ粒子は、固定化する糖鎖の種類に依存して、製造後の粒子径および分散安定性が変化すること等の課題がある。 However, the conventional sugar chain-immobilized magnetic gold nanoparticles have a problem that the particle size and dispersion stability after production change depending on the type of sugar chain to be immobilized.

これまでに金を構成原子とした「糖鎖固定化金ナノ粒子」、「糖鎖固定化磁性金ナノ粒子」はすでに製造法が確立し、研究機関、医療機関等での利用が展開されている。中でも、糖鎖固定化磁性金ナノ粒子は、汎用性が高い反面、固定化する糖鎖の種類、製造手技等に依存して、粒子径および分散安定性等が変化することなどの課題がある。つまり、粒径の制御に課題がある。 So far, manufacturing methods have already been established for "sugar chain-immobilized gold nanoparticles" and "sugar chain-immobilized magnetic gold nanoparticles" whose constituent atoms are gold, and their use in research institutes, medical institutions, etc. has been expanded. There is. Among them, the sugar chain-immobilized magnetic gold nanoparticles have high versatility, but have problems such as the particle size and dispersion stability changing depending on the type of sugar chain to be immobilized, the manufacturing technique, and the like. .. That is, there is a problem in controlling the particle size.

そこで、本明細書では、様々な糖鎖の固定化が可能で、糖鎖の種類に依存せずに高い分散安定性を有し、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子様の磁性を利用した、ウイルスを濃縮可能な新規糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子およびその調製法、新規糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を用いた結合成分の捕捉、濃縮、精製の方法ならびにウイルスの検出方法について記述する。 Therefore, in the present specification, various sugar chains can be immobilized, the dispersion stability is high regardless of the type of sugar chain, and the magnetism of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles is utilized. A novel sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles capable of concentrating a virus and a method for preparing the same, a method for capturing, concentrating, and purifying binding components using the novel sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles, and a method for detecting a virus will be described.

すなわち、本発明の一実施形態は、磁性ナノ粒子表面が、金および/または金同様のチオールを介した糖鎖固定化が可能な銀で被覆され、磁性を保持するために磁性を有する金属を内在した、金および/または銀を有する糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の調製法、検体中のウイルスを捕捉、分離する技術について行ったものである。 That is, in one embodiment of the present invention, the surface of magnetic nanoparticles is coated with gold and / or silver capable of immobilizing sugar chains via thiols similar to gold, and a metal having magnetism to maintain magnetism is used. This is a method for preparing inherent sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles having gold and / or silver, a method for preparing sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles, and a technique for capturing and separating a virus in a sample.

本発明は以下の態様を包含する。 The present invention includes the following aspects.

<1>主鎖である炭化水素鎖または炭化水素誘導鎖の一端にアミノ基を備え、他端に硫黄原子を備えるリンカー化合物、糖鎖、および磁性ナノ粒子を有し、
上記アミノ基が上記糖鎖の還元末端と結合し、上記硫黄原子が上記磁性ナノ粒子と結合しており、
上記磁性ナノ粒子は、金および/または銀を含有し、さらに、
上記磁性ナノ粒子は、表面が、金および/または銀によって被覆されていることを特徴とする、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子。
<1> A linker compound, a sugar chain, and magnetic nanoparticles having an amino group at one end and a sulfur atom at the other end of the main chain hydrocarbon chain or hydrocarbon induction chain.
The amino group is bonded to the reducing end of the sugar chain, and the sulfur atom is bonded to the magnetic nanoparticles.
The magnetic nanoparticles contain gold and / or silver, and further
The magnetic nanoparticles are sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles whose surface is coated with gold and / or silver.

<2>上記糖鎖がウイルス粒子表面のタンパク質に結合することによって、ウイルスを捕捉することを特徴とする<1>に記載の糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子。 <2> The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to <1>, wherein the sugar chain captures a virus by binding to a protein on the surface of the virus particle.

<3><1>または<2>に記載の糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と、ウイルスを含有する検体とを混和して得られる混和物に磁力を加える工程を含むことを特徴とする、ウイルスの濃縮方法。 <3> A step of applying a magnetic force to an admixture obtained by mixing the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to <1> or <2> with a sample containing a virus. How to concentrate the virus.

<4>上記混和物が、上記糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子よりも平均粒子径が大きい第二の磁性体を含有することを特徴とする、<3>に記載のウイルスの濃縮方法。 <4> The method for concentrating a virus according to <3>, wherein the admixture contains a second magnetic substance having a larger average particle size than the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles.

<5>上記第二の磁性体の表面が、シリカで被覆されていることを特徴とする、<4>に記載のウイルスの濃縮方法。 <5> The method for concentrating a virus according to <4>, wherein the surface of the second magnetic material is coated with silica.

<6><3>から<5>のいずれか1つに記載のウイルスの濃縮方法によって濃縮されたウイルスのRNAを、リアルタイム定量的RT−PCRによって増幅させること、または、<3>から<5>のいずれか1つに記載のウイルスの濃縮方法によって濃縮されたウイルスのDNAを、リアルタイム定量的PCRによって増幅させること、を特徴とするウイルス検出方法。 <6> The RNA of the virus concentrated by the virus concentration method according to any one of <3> to <5> can be amplified by real-time quantitative RT-PCR, or <3> to <5. > The virus detection method, which comprises amplifying the virus DNA concentrated by the virus concentration method according to any one of> by real-time quantitative PCR.

本発明に用いる糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、還元剤処理した糖鎖リガンド複合体と磁性ナノ粒子とを混和するだけで調製することができる。これにより種々のウイルスに対して結合性の高い糖鎖をそれぞれ固定化することできることから、多種多様なウイルスを捕捉可能な糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を提供することができる。 The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles used in the present invention can be prepared simply by mixing the sugar chain ligand complex treated with a reducing agent and the magnetic nanoparticles. As a result, sugar chains having high binding properties to various viruses can be immobilized, so that it is possible to provide sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles capable of capturing a wide variety of viruses.

また、この糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を利用して、ウイルス粒子の捕捉および破砕を行うだけで、短時間かつ簡便に、ウイルス内のRNAを精製して抽出することが可能であるため、低濃度のウイルス溶液であっても、容易に高濃度のウイルス溶液に調製することができる。 Further, since the RNA in the virus can be purified and extracted easily in a short time by simply capturing and crushing the virus particles using the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles. Even a low-concentration virus solution can be easily prepared into a high-concentration virus solution.

調製した高濃度ウイルス溶液は、リアルタイム定量的RT−PCRによるRNA増幅、またはリアルタイム定量的PCRによるDNA増幅によって、従来の方法では検出の難しい唾液などの体液や希釈ウイルス液でも検出することが期待できる。 The prepared high-concentration virus solution can be expected to be detected in body fluids such as saliva and diluted virus solutions, which are difficult to detect by conventional methods, by RNA amplification by real-time quantitative RT-PCR or DNA amplification by real-time quantitative PCR. ..

本発明の一実施形態に係る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、固定化する糖鎖の種類に依存して粒子径および分散安定性が変化することがなく、ウイルスの検出や同定を迅速、簡便かつ高感度に行うことができるという効果を奏する。 The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to one embodiment of the present invention do not change the particle size and dispersion stability depending on the type of sugar chain to be immobilized, and can quickly detect and identify viruses. It has the effect of being able to be performed easily and with high sensitivity.

α2−3結合したシアリルラクトース(2,3SL)、デキストラン硫酸2500(DS25)、β1−3結合したN−アセチルガラクトサミン−ガラクトース、もしくは、α1−6結合したマンノース−グルコースと、リンカー化合物とを含む糖鎖リガンド複合体の構造を示す図である。A sugar containing α2-3 bound sialyllactose (2,3SL), dextran sulfate 2500 (DS25), β1-3 bound N-acetylgalactosamine-galactose, or α1-6 bound mannose-glucose and a linker compound. It is a figure which shows the structure of a chain ligand complex. 2,3−シアリルラクトース固定化磁性銀ナノ粒子の透過型電子顕微鏡画像と平均粒子径を示す図である。It is a figure which shows the transmission electron microscope image and the average particle diameter of 2,3-sialyll lactose-immobilized magnetic silver nanoparticles. 2,3−シアリルラクトース固定化磁性銀ナノ粒子の動的光散乱測定値、及び平均粒子径を示す図である。It is a figure which shows the dynamic light scattering measurement value, and the average particle diameter of 2,3-sialyll lactose-immobilized magnetic silver nanoparticles. 2,3−シアリルラクトース固定化磁性銀ナノ粒子の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the ultraviolet-visible absorption spectrum of 2,3-sialyll lactose-immobilized magnetic silver nanoparticles. 2,3−シアリルラクトース固定化磁性銀ナノ粒子が捕捉したウイルス粒子の透過型電子顕微鏡写真を示す図である。It is a figure which shows the transmission electron micrograph of the virus particle captured by 2,3-sialyll lactose-immobilized magnetic silver nanoparticles. 2,3−シアリルラクトース固定化磁性銀ナノ粒子によって捕捉したウイルスが有するRNAのリアルタイム定量的RT−PCRの増幅曲線を示す図である。It is a figure which shows the amplification curve of real-time quantitative RT-PCR of RNA possessed by the virus captured by 2,3-sialyll lactose-immobilized magnetic silver nanoparticles. DS25固定化磁性金銀ナノ粒子の透過型電子顕微鏡写真、及び平均粒径を示す図である。It is a figure which shows the transmission electron micrograph and the average particle diameter of DS25 immobilized magnetic gold silver nanoparticles. DS25固定化磁性金銀ナノ粒子の動的光散乱測定値、及び平均粒径を示す図である。It is a figure which shows the dynamic light scattering measurement value of the DS25 immobilized magnetic gold and silver nanoparticles, and the average particle diameter. DS25固定化磁性金銀ナノ粒子の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the ultraviolet-visible absorption spectrum of the DS25 immobilized magnetic gold and silver nanoparticles.

本発明の実施の形態について説明すると以下の通りであるが、本発明はこれに限定されない。以下、本発明の一実施形態に係る「糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子」、「糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子によるウイルスの濃縮法」および「リアルタイム定量的RT−PCRまたはリアルタイム定量的PCRによるウイルスの検出方法」について詳述する。 Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto. Hereinafter, by "sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles", "method for concentrating virus by sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles" and "real-time quantitative RT-PCR or real-time quantitative PCR" according to one embodiment of the present invention. The virus detection method ”will be described in detail.

[1.糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子]
本発明の一実施形態に係る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、主鎖である炭化水素鎖または炭化水素誘導鎖の一端にアミノ基を備え、他端に硫黄原子を備えるリンカー化合物、糖鎖、および磁性ナノ粒子を有し、上記アミノ基が上記糖鎖の還元末端と結合し、上記硫黄原子が上記磁性ナノ粒子と結合しており、上記磁性ナノ粒子は、金および/または銀を含有し、さらに、上記磁性ナノ粒子は、表面が、金および/または銀によって被覆されていることを特徴とする。
[1. Sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles]
The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to an embodiment of the present invention are a linker compound or sugar chain having an amino group at one end of a hydrocarbon chain or a hydrocarbon induction chain as a main chain and a sulfur atom at the other end. , And the amino group is bonded to the reducing end of the sugar chain, the sulfur atom is bonded to the magnetic nanoparticles, and the magnetic nanoparticles contain gold and / or silver. Further, the magnetic nanoparticles are characterized in that their surfaces are coated with gold and / or silver.

本明細書において、「糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子」とは、以下に詳述する糖鎖リガンド複合体と磁性ナノ粒子とを結合させたものを意図する。「糖鎖リガンド複合体」とは、金および/または銀を含有する磁性ナノ粒子と結合することのできるリンカー化合物と、捕捉対象となるウイルスの表面タンパク質と特異的に相互作用することができる糖鎖とから構成されている化合物である。そのため、上記糖鎖リガンド複合体は、タンパク質等の物質と疎水性に基づく非特異的な相互作用を形成しないことが必要とされる。 As used herein, the term "sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles" is intended to be a combination of a sugar chain ligand complex described in detail below and magnetic nanoparticles. A "sugar chain ligand complex" is a sugar capable of specifically interacting with a linker compound capable of binding to magnetic nanoparticles containing gold and / or silver and a surface protein of a virus to be captured. It is a compound composed of chains. Therefore, the sugar chain ligand complex is required not to form a non-specific interaction based on hydrophobicity with a substance such as a protein.

本発明の一実施形態に係る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、ナノ粒子表面に、還元剤処理した水溶性の糖鎖リガンド複合体を添加することによって製造され、水溶液中で高い分散性を示す。この糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、表面が糖鎖リガンド複合体で修飾されており、平均粒径が1〜200nmであることが好ましく、1nmから50nm程度であることがより好ましい。 The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to an embodiment of the present invention are produced by adding a water-soluble sugar chain ligand complex treated with a reducing agent to the surface of the nanoparticles, and have high dispersibility in an aqueous solution. Shown. The surface of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles is modified with a sugar chain ligand complex, and the average particle size is preferably 1 to 200 nm, more preferably 1 nm to 50 nm.

また、本発明の一実施形態に係る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、 上記糖鎖リガンド複合体、つまり炭化水素鎖または炭化水素誘導鎖を備えているリンカー化合物の一端に存在するアミノ基にて還元末端を有する糖鎖と結合し、当リンカー化合物の他端に存在する硫黄原子を含む炭化水素構造にて銀、金、またはその他の金属と結合している糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子である。 Further, the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to the embodiment of the present invention are formed on the sugar chain ligand complex, that is, an amino group existing at one end of a linker compound having a hydrocarbon chain or a hydrocarbon induction chain. Sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles that are bonded to a sugar chain having a reducing end and are bonded to silver, gold, or other metal in a hydrocarbon structure containing a sulfur atom present at the other end of the linker compound. Is.

本発明の一実施形態に係る上記糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、上記糖鎖がウイルス粒子表面のタンパク質に結合することによって、ウイルスを捕捉することができる。 The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to the embodiment of the present invention can capture a virus by binding the sugar chain to a protein on the surface of the virus particle.

[2.リンカー化合物、糖鎖リガンド複合体]
本発明の一実施形態におけるリンカー化合物は、主鎖としての炭化水素鎖または炭化水素誘導鎖の一末端にアミノ基を備え、他端に硫黄原子を備える。
[2. Linker compound, sugar chain ligand complex]
The linker compound in one embodiment of the present invention has an amino group at one end of a hydrocarbon chain or a hydrocarbon induction chain as a main chain, and a sulfur atom at the other end.

上記「炭化水素誘導鎖」とは、炭化水素鎖の主鎖構造である炭素−炭素結合(C−C結合)の一部が、炭素−窒素結合(C−N結合)、炭素−酸素結合(C−O結合)、およびアミド結合(CO−NH結合)などに置き換わっていてもよいものを指す。 The above-mentioned "hydrocarbon-induced chain" means that a part of the carbon-carbon bond (CC bond), which is the main chain structure of the hydrocarbon chain, is a carbon-nitrogen bond (CN bond) or a carbon-oxygen bond (CC bond). It refers to a bond that may be replaced with a CO bond), an amide bond (CO-NH bond), or the like.

好ましくは、リンカー化合物は、炭化水素誘導鎖中に炭素−窒素結合を有する。 Preferably, the linker compound has a carbon-nitrogen bond in the hydrocarbon induction chain.

上記リンカー化合物は、炭化水素鎖または炭化水素誘導鎖の末端にアミノ基を有するため、糖鎖分子を簡便に導入することができる。上記アミノ基は、修飾されているアミノ基(例えばアセチル基、メチル基、ホルミル基などで修飾されたアミノ基)または芳香族アミノ基であってもよいし、未修飾のアミノ基であってもよい。 Since the linker compound has an amino group at the end of the hydrocarbon chain or the hydrocarbon induction chain, a sugar chain molecule can be easily introduced. The amino group may be a modified amino group (for example, an amino group modified with an acetyl group, a methyl group, a formyl group, etc.), an aromatic amino group, or an unmodified amino group. Good.

中でも、上記アミノ基は、芳香族アミノ基であることが好ましい。還元アミノ化反応の最適条件であるpH3〜4の条件下においては、アミノ基がプロトン化されないことが必要である。そのため、芳香族との共役によって、pH3〜4の条件下でも非共有電子対が窒素原子上に存在しうる芳香族アミノ基であることが好ましい。 Above all, the amino group is preferably an aromatic amino group. Under the optimum conditions of the reductive amination reaction, pH 3-4, it is necessary that the amino group is not protonated. Therefore, it is preferable that the unshared electron pair is an aromatic amino group that can exist on the nitrogen atom even under the condition of pH 3 to 4 due to the conjugate with the aromatic.

上記リンカー化合物と糖鎖との複合体である糖鎖リガンド複合体には、上記リンカー化合物のアミノ基に、還元末端を持つ糖鎖が導入されている。すなわち、上記糖鎖リガンド複合体は、上記リンカー化合物と還元末端を持つ糖鎖がアミノ基を介して結合している構造を示す。 A sugar chain having a reducing end is introduced into the amino group of the linker compound in the sugar chain ligand complex which is a complex of the linker compound and the sugar chain. That is, the sugar chain ligand complex shows a structure in which a sugar chain having a reducing end is bound to the linker compound via an amino group.

この糖鎖の導入は、上記リンカー化合物のアミノ基と糖鎖との還元アミノ化反応によって行うことができる。すなわち、平衡によって生じる糖鎖中のアルデヒド基(−CHO基)またはケトン基(−CRO基、Rは炭化水素基)と、上記リンカー化合物が持つアミノ基が反応する。この反応によって形成されたシッフ塩基を引き続き還元することによって、アミノ基に容易に糖鎖を導入することが可能である。 This sugar chain can be introduced by a reductive amination reaction between the amino group of the linker compound and the sugar chain. That is, the aldehyde group (-CHO group) or the ketone group (-CRO group, R is a hydrocarbon group) in the sugar chain generated by the equilibrium reacts with the amino group of the linker compound. By continuing to reduce the Schiff base formed by this reaction, it is possible to easily introduce a sugar chain into the amino group.

なお、上記の「還元末端を持つ糖鎖」とは、分子末端に還元性をもつケトンまたはアルデヒドが形成しうる糖類である。つまり、還元末端を有する糖鎖とは、アノマー炭素原子が置換を受けていない単糖鎖、オリゴ糖鎖、または多糖鎖である。すなわち、上記還元末端を有する糖鎖とは、還元糖鎖である。還元末端を有する糖鎖としては、市販のものであっても天然のものであってもよく、合成して調製したものや、市販および天然の多糖鎖を分解して調製したものを用いることもできる。 The above-mentioned "sugar chain having a reducing end" is a saccharide capable of forming a ketone or aldehyde having a reducing property at the molecular end. That is, the sugar chain having a reducing end is a monosaccharide chain, an oligosaccharide chain, or a polysaccharide chain in which the anomeric carbon atom is not substituted. That is, the sugar chain having the reducing end is a reducing sugar chain. The sugar chain having a reducing end may be a commercially available product or a natural product, and a synthetic product or a product prepared by decomposing a commercially available or natural polysaccharide chain may be used. it can.

還元末端を有する糖鎖として、例えば、グルコース、ガラクトース、マンノース、マルトース、イソマルトース、ラクトース、パノース、セロビオース、メリビオース、マンノオリゴ糖、キトオリゴ等、ラミナリオリゴ糖、グルコサミン、N−アセチルグルコサミン、グルクロン酸、ヘパリン、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、N−アセチルガラクトサミン、フコースなどが挙げられる。 Examples of sugar chains having a reducing end include glucose, galactose, mannose, maltose, isomaltose, lactose, panose, cellobiose, melibiose, mannooligosaccharide, chito-oligo, etc., laminari-oligosaccharide, glucosamine, N-acetylglucosamine, glucuronic acid, heparin, etc. Examples thereof include heparan sulfate, chondroitin sulfate, dermatane sulfate, N-acetylgalactosamine, and fucose.

より好ましくは、還元末端を有する糖鎖は、α2−3結合したシアリルラクトース(2,3SL)、分子量約2500のデキストラン硫酸(DS25)、β1−3結合したN−アセチルガラクトサミン−ガラクトース、α1−6結合したマンノース−グルコースである。 More preferably, the sugar chain having a reducing end is α2-3 bound sialyllactose (2,3SL), dextran sulfate (DS25) having a molecular weight of about 2500, β1-3 bound N-acetylgalactosamine-galactose, α1-6. Bound mannose-glucose.

例えば、2,3SLは鳥インフルエンザの感染に必要な糖鎖であり、DS25は多数の硫酸基により高度に負電荷を帯びており、インフルエンザ、ヘルペス等のウイルス粒子表面に対して強い結合性を示す。また、N−アセチルグルコサミンおよびフコースはノロウイルスとの結合性を示し、ラクトースはロタウイルスとの結合性を示す。これらのウイルスは、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子によって、糖鎖を介した捕捉が可能であると考えられる。 For example, 2 and 3SL are sugar chains required for avian influenza infection, and DS25 is highly negatively charged by a large number of sulfate groups and exhibits strong binding to the surface of virus particles such as influenza and herpes. .. In addition, N-acetylglucosamine and fucose show binding to norovirus, and lactose shows binding to rotavirus. It is considered that these viruses can be captured via sugar chains by sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles.

デキストラン硫酸は、主としてα1−6結合で結合したグルコース骨格からなるポリ陰イオン性のデキストラン誘導体であり、種々の高純度デキストラン分画から合成される。このデキストラン硫酸のうちDS25は、分子量を2500程度に調整することで、ウイルスとの結合に必要な多数の硫酸基を保持するとともに、産物であるナノ粒子の粒径を10nm前後に制御することを可能としている。「産物であるナノ粒子」とは、上記リガンド複合体が上記磁性ナノ粒子と結合した糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子である。なお、上記DS25は、市販もしくは天然の多糖鎖を分解して調製したものを用いることができる。 Dextran sulfate is a polyanionic dextran derivative consisting mainly of a glucose skeleton bound by an α1-6 bond and is synthesized from various high-purity dextran fractions. Of this dextran sulfate, DS25 retains a large number of sulfate groups necessary for binding to a virus by adjusting the molecular weight to about 2500, and controls the particle size of the product nanoparticles to about 10 nm. It is possible. The "product nanoparticles" are sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles in which the ligand complex is bound to the magnetic nanoparticles. As the DS25, one prepared by decomposing a commercially available or natural polysaccharide chain can be used.

また、上記リンカー化合物は、炭化水素鎖または炭化水素誘導鎖の他端に備える硫黄原子により、金−硫黄(Au−S)結合、銀−硫黄(Ag−S)結合または他の金属との金属−硫黄(M−S)結合を形成することができる。より具体的には、上記リンカー化合物は、ジスルフィド結合(S―S結合)またはSH基が含まれている炭化水素構造を主鎖の他端に備えている。 In addition, the linker compound is a metal with a gold-sulfur (Au-S) bond, a silver-sulfur (Ag-S) bond, or another metal by means of a sulfur atom provided at the other end of the hydrocarbon chain or the hydrocarbon induction chain. -Sulfur (MS) bonds can be formed. More specifically, the linker compound has a hydrocarbon structure containing a disulfide bond (SS bond) or an SH group at the other end of the main chain.

硫黄原子は、磁性ナノ粒子中の表面金属(金および/または銀)と金属−硫黄結合(例えば、Au−S結合、Ag−S結合)を形成し、金属との結合を強固にすることができる。これにより、上記リンカー化合物において、アミノ基には糖鎖が結合し、硫黄原子は磁性ナノ粒子と結合するため、磁性ナノ粒子上に糖鎖分子を集合化して配列することができる。 Sulfur atoms can form metal-sulfur bonds (eg Au-S bonds, Ag-S bonds) with surface metals (gold and / or silver) in magnetic nanoparticles to strengthen the bond with the metal. it can. As a result, in the above linker compound, a sugar chain is bonded to the amino group and the sulfur atom is bonded to the magnetic nanoparticles, so that the sugar chain molecules can be aggregated and arranged on the magnetic nanoparticles.

上記リンカー化合物と糖鎖とを結合させた糖鎖リガンド複合体は、SH基の硫黄によって、磁性ナノ粒子と強固に、かつ簡便に結合させることができる。このため、糖鎖を磁性ナノ粒子表面に容易に固定化することができる。さらに、こうして磁性ナノ粒子上に結合した糖鎖の高い水和性によって、磁性ナノ粒子をコロイド状態で安定化することが可能となる。 The sugar chain ligand complex in which the linker compound and the sugar chain are bonded can be firmly and easily bonded to the magnetic nanoparticles by the sulfur of the SH group. Therefore, the sugar chain can be easily immobilized on the surface of the magnetic nanoparticles. Furthermore, the high hydration of the sugar chain thus bound on the magnetic nanoparticles makes it possible to stabilize the magnetic nanoparticles in a colloidal state.

リンカー化合物としては、従来公知のリンカー化合物、例えば、本発明者らがこれまでに開発したリンカー化合物、WO2005/077965号公報、米国特許公報7320867B2に記載のリンカー化合物等を用いることができるが、これに限定されない。 As the linker compound, conventionally known linker compounds, for example, the linker compounds developed by the present inventors, the linker compounds described in WO2005 / 077965, and US Pat. No. 7,320,867B2 can be used. Not limited to.

リンカー化合物としては、下記化学式(1)にて表される構造を有する化合物が好適に用いられ得る: As the linker compound, a compound having a structure represented by the following chemical formula (1) can be preferably used:

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(化学式(1)中、p,qはそれぞれ独立して0以上6以下の整数であり、Xは、末端にアミノ基または芳香族アミノ基を有するとともに、主鎖に炭素−窒素結合を有していてもよい炭化水素誘導鎖を、1鎖、2鎖または3鎖含んでなる構造であり、Yは、硫黄原子または硫黄原子を含む炭化水素構造であり、Zは、炭素−炭素結合または炭素−酸素結合をもつ直鎖または分岐を持つ構造である。)。 (In the chemical formula (1), p and q are independently integers of 0 or more and 6 or less, and X has an amino group or an aromatic amino group at the terminal and a carbon-nitrogen bond in the main chain. It is a structure containing one chain, two chains or three chains of a hydrocarbon induction chain which may be present, Y is a hydrocarbon structure containing a sulfur atom or a sulfur atom, and Z is a carbon-carbon bond or carbon. -Structure with a straight chain or a branch with an oxygen bond.).

上記Xに含まれ得る芳香族アミノ基の芳香環は、炭化水素のみで構成されていてもよく、炭素以外の元素を含む複素環であってもよい。上記Xは、下記の化学式(2)、化学式(3)、化学式(4)、化学式(5)、化学式(6)または化学式(7)にて表される構造を備えることが好ましい: The aromatic ring of the aromatic amino group that can be contained in X may be composed of only a hydrocarbon or a heterocycle containing an element other than carbon. The X preferably has a structure represented by the following chemical formula (2), chemical formula (3), chemical formula (4), chemical formula (5), chemical formula (6) or chemical formula (7):

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(化学式(2)および化学式(3)中、m〜mはそれぞれ独立して0以上6以下の整数である。) (In the chemical formulas (2) and (3), m 1 to m 5 are independently integers of 0 or more and 6 or less.)

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(化学式(6)中、nは1以上100以下の整数である。) (In the chemical formula (6), n 3 is an integer of 1 or more and 100 or less.)

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上記Zは、下記の化学式(8)または化学式(9)であってもよい: The Z may be the following chemical formula (8) or chemical formula (9):

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(化学式(8)および化学式(9)中、nおよびnはそれぞれ1以上6以下の整数である。)。 (In the chemical formulas (8) and (9), n 1 and n 2 are integers of 1 or more and 6 or less, respectively).

上記リンカー化合物としては、下記の化学式(10)、化学式(11)、化学式(12)、化学式(13)、化学式(14)、化学式(15)、化学式(16)、または化学式(17)にて表される構造を有する化合物がより好適に用いられ得る: The linker compound may be represented by the following chemical formula (10), chemical formula (11), chemical formula (12), chemical formula (13), chemical formula (14), chemical formula (15), chemical formula (16), or chemical formula (17). Compounds having the structures represented may be more preferably used:

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(化学式(10)、化学式(11)、化学式(12)、化学式(13)、および化学式(15)中、m〜mはそれぞれ独立して0以上6以下の整数であり、nおよびnはそれぞれ独立して1以上6以下の整数であり、nは1以上100以下の整数であり、qは0以上6以下の整数である。)。 (In the chemical formula (10), chemical formula (11), chemical formula (12), chemical formula (13), and chemical formula (15), m 1 to m 5 are independently integers of 0 or more and 6 or less, and n 1 and n 2 is an integer of 1 or more and 6 or less independently, n 3 is an integer of 1 or more and 100 or less, and q is an integer of 0 or more and 6 or less).

上記リンカー化合物は、例えば、チオクト酸と芳香族アミノ基末端との縮合反応を行うことによって製造される。このとき、チオクト酸と芳香族アミノ基との縮合反応により、チオクト酸のカルボキシル基と 芳香族アミノ基とが縮合し、アミド結合が形成されることによって、上記のリンカー化合物を得ることができる。上記糖鎖リガンド複合体は、このようにして作成されたリンカー化合物に、還元末端を持つ糖鎖が導入されたものである。 The linker compound is produced, for example, by performing a condensation reaction between thioctic acid and an aromatic amino group terminal. At this time, the above-mentioned linker compound can be obtained by condensing the carboxyl group and the aromatic amino group of the thioctic acid by the condensation reaction of the thioctic acid and the aromatic amino group to form an amide bond. The sugar chain ligand complex is obtained by introducing a sugar chain having a reducing end into the linker compound thus prepared.

上記の化学式(10)、化学式(11)、化学式(12)、化学式(13)または化学式(14)にて表される構造を有する化合物は、例えば、チオクト酸(α−リポ酸とも称される)と、芳香族アミノ基末端が保護基によって保護されたアミン化合物との縮合反応を行い、上記芳香族アミノ基末端の保護基を脱保護することによって製造され得る。 The compound having the structure represented by the above chemical formula (10), chemical formula (11), chemical formula (12), chemical formula (13) or chemical formula (14) is, for example, thioctic acid (also referred to as α-lipoic acid). ) And an amine compound whose aromatic amino group terminal is protected by a protecting group, and the protective group at the aromatic amino group terminal is deprotected.

上記の化学式(15)、化学式(16)または化学式(17)にて表される化合物は、例えば、チオクト酸とジアミノ化合物の一末端のアミノ基との縮合反応を行うことによって製造され得る。 The compound represented by the above chemical formula (15), chemical formula (16) or chemical formula (17) can be produced, for example, by carrying out a condensation reaction of thioctic acid and a terminal amino group of a diamino compound.

具体的には、チオクト酸とジアミノ化合物との縮合反応により、チオクト酸のカルボキシ基とジアミノ化合物の一末端のアミノ基とが縮合し、アミド結合が形成されることによって、上記の化学式(15)、化学式(16)または化学式(17)にて表される化合物を得ることができる。チオクト酸とジアミノ化合物との縮合反応にジアミノ化合物を供する前に、ジアミノ化合物の一末端のアミノ基を、保護基によって保護してもよい。この場合、縮合反応後に、保護基によって保護されたアミノ基の保護基を脱保護することにより、上記の化学式(15)、化学式(16)または化学式(17)にて表される化合物を得ることができる。 Specifically, by the condensation reaction of thioctic acid and the diamino compound, the carboxy group of the thioctic acid and the amino group at one end of the diamino compound are condensed to form an amide bond, whereby the above chemical formula (15) , The compound represented by the chemical formula (16) or the chemical formula (17) can be obtained. The amino group at one end of the diamino compound may be protected by a protecting group before the diamino compound is subjected to the condensation reaction between the thioctic acid and the diamino compound. In this case, after the condensation reaction, the protecting group of the amino group protected by the protecting group is deprotected to obtain the compound represented by the above chemical formula (15), chemical formula (16) or chemical formula (17). Can be done.

上記チオクト酸は、 The above thioctic acid

Figure 0006893644
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にて表される構造を備えている。また、上記アミン化合物は、保護基によって保護された芳香族アミノ基末端を有するものであれば特に限定されるものではない。 It has a structure represented by. Further, the amine compound is not particularly limited as long as it has an aromatic amino group terminal protected by a protecting group.

上記保護基とは、アミノ基(例えば芳香族アミノ基のアミノ基、またはジアミノ化合物の一末端のアミノ基)が上記縮合反応によって反応しないように導入される置換基である。このような保護基は、特に限定されるものではないが、例えば、t−ブトキシカルボニル基(−COOC(CH基;以下、Boc基とも称する。)、ベンジル基、アリルカルバメート基(−COOCHCH=CH、Alloc基)等を挙げることができる。 The protecting group is a substituent introduced so that an amino group (for example, an amino group of an aromatic amino group or an amino group at one end of a diamino compound) does not react by the condensation reaction. Such a protecting group is not particularly limited, but is, for example, a t-butoxycarbonyl group (-COOC (CH 3 ) 3 groups; hereinafter also referred to as a Boc group), a benzyl group, and an allylcarbamate group (-). COOCH 2 CH = CH 2 , Alloc group) and the like can be mentioned.

上述したようなリンカー化合物を用いて、糖鎖リガンド複合体を製造することができる。例えば、リンカー化合物に含まれる(例えば化学式(1)の上記Xに含まれる)アミノ基または芳香族アミノ基と、糖鎖との還元アミノ化反応により、糖鎖をリンカー化合物に導入することにより、糖鎖リガンド複合体を得ることができる。 A sugar chain ligand complex can be produced using the linker compound as described above. For example, by introducing a sugar chain into a linker compound by a reductive amination reaction between an amino group or an aromatic amino group contained in the linker compound (for example, contained in X of the chemical formula (1)) and a sugar chain. A sugar chain ligand complex can be obtained.

図1は、α2−3結合したシアリルラクトース(2,3SL)、デキストラン硫酸2500(DS25)、β1−3結合したN−アセチルガラクトサミン−ガラクトース、もしくは、α1−6結合したマンノース−グルコースと、リンカー化合物とを含む糖鎖リガンド複合体の構造を示す図である。ただし、本発明の一実施形態に用いられる糖鎖リガンド複合体は、図1に示すものには限られない。 FIG. 1 shows α2-3 bound sialyllactose (2,3SL), dextran sulfate 2500 (DS25), β1-3 bound N-acetylgalactosamine-galactose, or α1-6 bound mannose-glucose and a linker compound. It is a figure which shows the structure of the sugar chain ligand complex containing. However, the sugar chain ligand complex used in one embodiment of the present invention is not limited to that shown in FIG.

このようにして得られた糖鎖リガンド複合体は、リンカー化合物に含まれる(例えば化学式(1)の上記Yに含まれる)硫黄(S)と、磁性ナノ粒子に含まれる金および/または銀との間に形成される金属−硫黄結合を介して、強固にかつ簡便に磁性ナノ粒子に固定化され得る。このため、糖鎖リガンド複合体を磁性ナノ粒子の表面に容易に固定化することができる。 The sugar chain ligand complex thus obtained is composed of sulfur (S) contained in the linker compound (for example, contained in the above Y of the chemical formula (1)) and gold and / or silver contained in the magnetic nanoparticles. It can be firmly and easily immobilized on magnetic nanoparticles through a metal-sulfur bond formed between the two. Therefore, the sugar chain ligand complex can be easily immobilized on the surface of the magnetic nanoparticles.

[3.磁性ナノ粒子]
本発明に使用する磁性ナノ粒子は、磁性を有するため、適当な外部磁場によって粒子の状態を制御できる。そのため、細胞の精製、バイオマーカーなどとしても利用が可能である。さらに、磁性ナノ粒子は、医療分野では核磁気共鳴画像法などの増感剤として使用される場合、生体または細胞などの画像化を行うことができるなど、優れた特徴を有する実用性の高い素子である。
[3. Magnetic nanoparticles]
Since the magnetic nanoparticles used in the present invention have magnetism, the state of the particles can be controlled by an appropriate external magnetic field. Therefore, it can be used for cell purification, biomarkers, and the like. Further, magnetic nanoparticles are highly practical elements having excellent features such as being able to image living organisms or cells when used as a sensitizer for nuclear magnetic resonance imaging in the medical field. Is.

上記磁性ナノ粒子とは、磁性を有する金属ナノ粒子であり、水溶液中で分散してコロイド溶液を形成するものが意図される。よって、磁性ナノ粒子の平均粒子径は、1〜200nmの範囲内が好ましく、1nm〜50nmの範囲内であることがさらに好ましい。 The magnetic nanoparticles are metal nanoparticles having magnetism, and are intended to be dispersed in an aqueous solution to form a colloidal solution. Therefore, the average particle size of the magnetic nanoparticles is preferably in the range of 1 to 200 nm, and more preferably in the range of 1 nm to 50 nm.

上記磁性ナノ粒子の平均粒子径が1〜200nmの範囲内である場合、粒子の分散安定性が経時的に変化しにくいという利点がある。また、目標とするウイルス粒子よりもサイズの小さいナノ粒子を用いた場合に捕捉効率が飛躍的に大きくなるため、磁性ナノ粒子の平均粒子径は、1nmから50nmであることがさらに好ましい。 When the average particle size of the magnetic nanoparticles is in the range of 1 to 200 nm, there is an advantage that the dispersion stability of the particles does not easily change with time. Further, since the capture efficiency is dramatically increased when nanoparticles smaller in size than the target virus particles are used, the average particle size of the magnetic nanoparticles is more preferably 1 nm to 50 nm.

本明細書において「粒子径」とは、粒子を透過型電子顕微鏡で観察した場合の、粒子の二次元形状に対する最大内接円の直径が意図される。例えば、粒子の二次元形状が実質的に円形状である場合はその円の直径が意図され、実質的に楕円形状である場合はその楕円の短径が意図され、実質的に正方形状である場合はその正方形の辺の長さが意図され、実質的に長方形状である場合はその長方形の短辺の長さが意図される。 As used herein, the term "particle size" is intended to be the diameter of the maximum inscribed circle with respect to the two-dimensional shape of a particle when the particle is observed with a transmission electron microscope. For example, if the two-dimensional shape of a particle is substantially circular, the diameter of the circle is intended, and if it is substantially elliptical, the minor axis of the rectangle is intended, and it is substantially square. In the case, the length of the side of the square is intended, and in the case of a substantially rectangular shape, the length of the short side of the rectangle is intended.

「平均粒子径」とは、複数個の粒子の上記粒子径の平均値をいう。本明細書において、平均粒子径が所定の範囲の値を有するか否かは、20個の粒子を透過型電子顕微鏡で観察して、各粒子の上記粒子径を測定し、20個の粒子の上記粒子径の平均値を求めること、または、動的光散乱法によって確認した。さらに、動的光散乱法によって、磁性ナノ粒子に糖鎖が固定化された糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子では、糖鎖の分だけ粒子径が大きくなっていることを確認した。 The "average particle size" means the average value of the particle size of a plurality of particles. In the present specification, whether or not the average particle size has a value in a predetermined range is determined by observing 20 particles with a transmission electron microscope and measuring the particle size of each particle. It was confirmed by obtaining the average value of the above particle sizes or by the dynamic light scattering method. Furthermore, it was confirmed by the dynamic light scattering method that the particle size of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles in which the sugar chains were immobilized on the magnetic nanoparticles was increased by the amount of the sugar chains.

上記磁性ナノ粒子に含有される磁性体(以下、「第一の磁性体」と称する)としては、特に限定されず、従来公知の磁性体を用いることができる。例えば、酸化鉄、マグネタイト、酸化クロム、コバルト、フェライト、ニッケル、ガドリニウムなどを上げることができる。 The magnetic material contained in the magnetic nanoparticles (hereinafter referred to as “first magnetic material”) is not particularly limited, and a conventionally known magnetic material can be used. For example, iron oxide, magnetite, chromium oxide, cobalt, ferrite, nickel, gadolinium and the like can be raised.

中でも、磁性が強いため、上記第一の磁性体は、酸化鉄およびコバルトであることが好ましい。なお、本明細書においては、酸化鉄とは三価の鉄の酸化物を指すものとする。マグネタイトとは二価および三価の鉄の酸化物(Fe2+Fe3+ )である。 Above all, since the magnetism is strong, the first magnetic material is preferably iron oxide and cobalt. In this specification, iron oxide refers to an oxide of trivalent iron. Magnetite is a divalent and trivalent iron oxide (Fe 2 + Fe 3 + 2 O 4 ).

上記磁性ナノ粒子は、金および/または銀を含有する。銀は、金などの金属と同様に、硫黄原子と結合することが可能であり、生体分子または有機化合物などと複合体化を行うことのできる汎用性の高い金属である。 The magnetic nanoparticles contain gold and / or silver. Silver is a highly versatile metal that can be bonded to a sulfur atom and can be complexed with a biomolecule, an organic compound, or the like, like a metal such as gold.

上記磁性ナノ粒子において、金および/または銀は、原子として含有されていてもよい。また、銀は酸化物として含有されていてもよい。 In the magnetic nanoparticles, gold and / or silver may be contained as atoms. Further, silver may be contained as an oxide.

固定化した糖鎖の安定性と磁性の観点から、磁性ナノ粒子における金および/または銀の含有率は、磁性ナノ粒子の重量に対して、20〜70重量%が好ましく、30〜60重量%がより好ましい。 From the viewpoint of stability and magnetism of the immobilized sugar chain, the content of gold and / or silver in the magnetic nanoparticles is preferably 20 to 70% by weight, preferably 30 to 60% by weight, based on the weight of the magnetic nanoparticles. Is more preferable.

また、磁性ナノ粒子は、金および/または銀に加え、他の金属を含有していてもよい。他の金属としては、例えば、銅、アルミニウム、白金、酸化アルミニウム、SrTiO、LaAlO、ZrOなどが挙げられる。 Further, the magnetic nanoparticles may contain other metals in addition to gold and / or silver. Examples of other metals include copper, aluminum, platinum, aluminum oxide, SrTIO 3 , LaAlO 3 , ZrO 2 and the like.

上記磁性ナノ粒子は、表面が金および/または銀によって被覆されている。例えば、上記磁性ナノ粒子は、中心から金および/または銀、上記第一の磁性体、次いで金および/または銀となるような、コア−シェル−シェル構造を有している。 The surface of the magnetic nanoparticles is coated with gold and / or silver. For example, the magnetic nanoparticles have a core-shell-shell structure such that gold and / or silver from the center, the first magnetic material, and then gold and / or silver.

例えば、特開2016−153519号公報には、金等の金属コア、上記金属コアを被覆する磁性材料である第1シェル、上記第1シェルを被覆する金等の第2シェルを有する金属複合体粒子が記載されており、当該金属複合体粒子を、抗原、抗体等の選択的分離および捕集等に用い得ると考えられることが記載されている。また、Takahashi M. et al, ACS Omega, 2 (8): 4929-4937.等には、上記金属複合体粒子を用いたオートファゴソームの磁気分離について記載されている。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-153519 describes a metal composite having a metal core such as gold, a first shell which is a magnetic material for coating the metal core, and a second shell such as gold for coating the first shell. The particles are described, and it is described that the metal complex particles can be used for selective separation and collection of antigens, antibodies and the like. In addition, Takahashi M. et al, ACS Omega, 2 (8): 4929-4937. Etc. describe the magnetic separation of autophagosomes using the above metal complex particles.

しかしながら、これらの文献には、上記金属複合体粒子を備えたリンカー化合物に糖鎖を結合させることは開示も示唆もされていない。また、上記金属複合体粒子と、上述した本願発明の課題との関連についても何ら示唆されていない。つまり、上記磁性ナノ粒子を用いることにより、固定化する糖鎖の種類、製造手技等に依存して、粒子径および分散安定性等が変化するという、従来の糖鎖固定化金ナノ粒子および糖鎖固定化磁性金ナノ粒子が有する課題を解決し得ることは、本発明者が見出した独自の知見である。 However, these documents do not disclose or suggest that a sugar chain is bound to a linker compound containing the above-mentioned metal complex particles. Further, no relation between the above-mentioned metal complex particles and the above-mentioned problem of the present invention has been suggested. That is, by using the above magnetic nanoparticles, the particle size, dispersion stability, etc. change depending on the type of sugar chain to be immobilized, the manufacturing technique, etc., that is, the conventional sugar chain-immobilized gold nanoparticles and sugar. It is a unique finding found by the present inventor that the problems of chain-immobilized magnetic gold nanoparticles can be solved.

上記磁性ナノ粒子は、例えば、硝酸銀の溶液に、アセチルアセトン酸コバルト(II)およびアセチルアセトン酸鉄(III)の溶液を加えて加熱し、さらに、テトラクロロ金(III)酸ナトリウム二水和物または硝酸銀の溶液を加えることによって、コア−シェル−シェル構造を有する磁性ナノ粒子として調製することができる。 The magnetic nanoparticles are, for example, heated by adding a solution of cobalt (II) acetylacetoneate and iron (III) acetylacetoneate to a solution of silver nitrate, and further, sodium tetrachlorogold (III) dihydrate or silver nitrate. Can be prepared as magnetic nanoparticles having a core-shell-shell structure by adding the solution of.

[4.糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の調製法]
本発明の一実施形態に係る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、上記磁性ナノ粒子を含む溶液と、還元剤処理によって糖鎖と結合したリンカー化合物(糖鎖リガンド複合体)との混和によって得ることができる。上記糖鎖リガンド複合体のS−S結合の各S原子が、磁性ナノ粒子上の金、銀、または他の金属と金属−硫黄結合によって結合することにより、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子が形成される。
[4. Preparation method of sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles]
The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to an embodiment of the present invention are obtained by mixing a solution containing the magnetic nanoparticles with a linker compound (sugar chain ligand complex) bonded to a sugar chain by a reducing agent treatment. be able to. The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles are formed by binding each S atom of the SS bond of the sugar chain ligand complex to gold, silver, or another metal on the magnetic nanoparticles by a metal-sulfur bond. It is formed.

糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、水溶液中で高い分散性を示す。糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の平均粒子径は、1〜200nmの範囲内が好ましく、1nm〜50nmの範囲内であることがさらに好ましい。 The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles show high dispersibility in an aqueous solution. The average particle size of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles is preferably in the range of 1 to 200 nm, more preferably in the range of 1 nm to 50 nm.

上記平均粒子径が1nm以上であることにより、低コストでの製造が可能となり、実用的である。また、上記平均粒子径が200nm以下であることにより、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の分散安定性の経時的変化が抑制されやすくなるため好ましい。 When the average particle size is 1 nm or more, it is possible to manufacture at low cost, which is practical. Further, when the average particle size is 200 nm or less, the change in the dispersion stability of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles with time is easily suppressed, which is preferable.

また、上記平均粒子径が1nm〜50nmである場合、目標とするウイルス粒子よりもサイズの小さいナノ粒子を用いることになり、ウイルスの捕捉効率が飛躍的に大きくなるため好ましい。 Further, when the average particle size is 1 nm to 50 nm, nanoparticles having a size smaller than the target virus particles are used, which is preferable because the virus capture efficiency is dramatically increased.

リンカー化合物を糖鎖と結合させる方法としては、上記リンカー化合物と上記糖鎖とをモル比1:1〜50:1で混和することが好ましい。 As a method for binding the linker compound to the sugar chain, it is preferable to mix the linker compound and the sugar chain at a molar ratio of 1: 1 to 50: 1.

糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の調製法としては、具体的には、例えば、銀を含有する磁性ナノ粒子(以下、磁性銀ナノ粒子とも称する)の溶液に、糖鎖リガンド複合体を含む溶液を添加する方法を挙げることができる。上記糖鎖リガンド複合体としては、例えば、還元剤処理によって2,3−シアリルラクトースとリンカー化合物とを結合させた糖鎖リガンド複合体を挙げることができる。これによって、上記糖鎖リガンド複合体のS−S結合を、上記磁性ナノ粒子上の金属−硫黄結合に変換して、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を得ることができる。 Specific examples of the method for preparing sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles include a solution containing a sugar chain ligand complex in a solution of silver-containing magnetic nanoparticles (hereinafter, also referred to as magnetic silver nanoparticles). Can be mentioned as a method of adding. Examples of the sugar chain ligand complex include a sugar chain ligand complex in which 2,3-sialyllactose and a linker compound are bound by a reducing agent treatment. Thereby, the SS bond of the sugar chain ligand complex can be converted into a metal-sulfur bond on the magnetic nanoparticles to obtain sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles.

なお、還元剤処理に用いられる還元剤としては、特に限定されるものではないが、例えば水素化ホウ素ナトリウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウムなどの塩類を挙げることができる。なお、例えば上記ナトリウムの代わりにカリウムを用いる場合のように、上記ナトリウムとは陽イオン成分が異なる塩類を用いてもよい。 The reducing agent used in the reducing agent treatment is not particularly limited, and examples thereof include salts such as sodium borohydride and sodium cyanoborohydride. In addition, as in the case of using potassium instead of sodium, salts having a cation component different from that of sodium may be used.

磁性ナノ粒子を含む溶液及び糖鎖リガンド複合体を含む溶液に用いる溶媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、超純水、メタノール、エタノール、プロパノールおよびこれらの混合溶媒などを挙げることができる。 The solvent used for the solution containing the magnetic nanoparticles and the solution containing the sugar chain ligand complex is not particularly limited, and examples thereof include ultrapure water, methanol, ethanol, propanol, and a mixed solvent thereof. Can be done.

また、上記混和によって得られた糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を、限外濾過、遠心分離等による洗浄に供し、低分子の塩などの成分を除くことにより、溶液状態で安定な糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を得ることができる。 In addition, the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles obtained by the above mixing are subjected to washing by ultrafiltration, centrifugation, etc., and by removing components such as low-molecular-weight salts, stable sugar chain immobilization in a solution state is performed. Magnetic metal nanoparticles can be obtained.

糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を調製するために用いる金、銀、上記糖鎖リガンド複合体、還元剤の混合比は、特に限定されるものではないが、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を含有する溶液中の金および/または銀の最終濃度がそれぞれ0.1〜1mMであることが好ましい。 The mixing ratio of gold, silver, the above-mentioned sugar chain ligand complex, and the reducing agent used for preparing the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles is not particularly limited, but the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles are used. The final concentration of gold and / or silver in the contained solution is preferably 0.1 to 1 mM, respectively.

また、上記糖鎖リガンド複合体の濃度は、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を含有する溶液中の最終濃度で0.1〜10mMであることが望ましい。また、用いられる還元剤の濃度は、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を含有する溶液中の最終濃度で1〜10mMであることが望ましい。 The concentration of the sugar chain ligand complex is preferably 0.1 to 10 mM at the final concentration in the solution containing the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles. The concentration of the reducing agent used is preferably 1 to 10 mM at the final concentration in the solution containing the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles.

以上説明した糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の調製法は、上述した磁性ナノ粒子の製造方法と、糖鎖リガンド複合体の製造方法とを利用している。この方法を基に製造された糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、水溶液中で分散するという特徴を有している。すなわち、この製造方法は、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子のコロイド溶液を調製する方法でもある。 The method for preparing the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles described above utilizes the above-mentioned method for producing magnetic nanoparticles and the method for producing a sugar chain ligand complex. The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles produced based on this method have a feature of being dispersed in an aqueous solution. That is, this production method is also a method for preparing a colloidal solution of sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles.

[5.糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子によるウイルスの捕捉と濃縮法]
本発明の一実施形態に係る、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子によるウイルスの捕捉と濃縮方法は、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を含有する溶液と、ウイルス粒子を含有する溶液とを相互作用させた後、その結合体と非結合体とを磁気によって分離する。
[5. Virus capture and concentration method using sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles]
The method for capturing and concentrating a virus with sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to an embodiment of the present invention allows a solution containing sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles to interact with a solution containing virus particles. After that, the bonded body and the non-bonded body are separated by magnetism.

すなわち、本発明の一実施形態に係るウイルスの濃縮方法は、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と、ウイルスを含有する検体とを混和して得られる混和物に磁力を加える工程を含む。ウイルスを捕捉した本発明の一実施形態に係る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を、磁気分離に供し、上清を除くことによって、高濃度のウイルス溶液を得ることができる。 That is, the method for concentrating a virus according to an embodiment of the present invention includes a step of applying a magnetic force to an admixture obtained by mixing sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles and a sample containing a virus. A high-concentration virus solution can be obtained by subjecting the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to the embodiment of the present invention in which a virus is captured to magnetic separation and removing the supernatant.

検体としては、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と接触させることができるものであれば特に限定されるものではない。例えば、唾液、鼻粘膜、植物、動物の体液等を挙げることができる。 The sample is not particularly limited as long as it can be brought into contact with the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles. For example, saliva, nasal mucosa, plant, animal body fluid and the like can be mentioned.

上記唾液等は、それ自体を検体として用いてもよいし、例えばMEM培地や生理食塩水等に添加して調製した液体として用いることもできる。このような検体と、例えば糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を水、生理食塩水またはリン酸緩衝液等に添加して調製した溶液とを混和することにより、検体中のウイルスと糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子との接触を行うことができる。 The saliva or the like may be used as a sample by itself, or may be used as a liquid prepared by adding it to, for example, MEM medium or physiological saline. By mixing such a sample with a solution prepared by adding, for example, sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles to water, physiological saline, phosphate buffer, or the like, the virus in the sample and sugar chain immobilization are performed. Contact with magnetic metal nanoparticles can be performed.

上記「糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を含有する溶液」とは、本発明の一実施形態に係る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子が液体中に分散したコロイド溶液が意図される。上記溶液は、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を含んでいれば、他に塩などが含まれていても良い。上記液体としては、例えば超純水や緩衝液などを用いることができる。 The above-mentioned "solution containing sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles" is intended to be a colloidal solution in which sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to an embodiment of the present invention are dispersed in a liquid. The solution may contain other salts or the like as long as it contains sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles. As the liquid, for example, ultrapure water or a buffer solution can be used.

また、上記「ウイルス粒子を含有する溶液」(ウイルスを含有する検体)とは、本発明においてウイルスが液体中に分散したコロイド溶液が意図される。また、ウイルスとは、本発明の一実施形態に係る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の糖鎖リガンド複合体に対して結合性を示すウイルスを意図する。このウイルス粒子の粒径としては10−200nmであることが好ましい。 Further, the above-mentioned "solution containing virus particles" (sample containing virus) is intended to be a colloidal solution in which a virus is dispersed in a liquid in the present invention. Further, the virus is intended to be a virus that exhibits binding property to the sugar chain ligand complex of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to the embodiment of the present invention. The particle size of the virus particles is preferably 10-200 nm.

ウイルス粒子を分散させる溶液の液体としては、糖鎖リガンド複合体とウイルス粒子との結合を阻害する可能性のある物質を含まない限り、超純水、緩衝液などを用いることができる。また、溶液中のウイルス粒子の濃度は、赤血球凝集を誘導するウイルスの場合、1−10000HAU(赤血球凝集単位)であることが好ましい。 As the liquid of the solution for dispersing the virus particles, ultrapure water, a buffer solution, or the like can be used as long as it does not contain a substance that may inhibit the binding between the sugar chain ligand complex and the virus particles. The concentration of virus particles in the solution is preferably 1-10000 HAU (erythrocyte agglutination unit) in the case of a virus that induces hemagglutination.

糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と、ウイルスを含有する検体とを混和して得られる混和物中には、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子とウイルスとの相互作用により、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の糖鎖と、ウイルスとが結合した成分である結合体と、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と結合しなかった成分である非結合体とが存在する。上記混和物に磁力を加えることにより、結合体を、非結合体と分離することができる。その結果、ウイルスを濃縮することができる。上記の工程で分離濃縮された成分を、ナノ粒子−ウイルス結合体とする。 In the mixture obtained by mixing the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles and the sample containing the virus, the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles and the virus interact with each other to obtain the sugar chain-immobilized magnetic metal. There are sugar chains of nanoparticles, conjugates that are components to which viruses are bound, and non-conjugates that are components that are not bound to sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles. By applying a magnetic force to the admixture, the conjugate can be separated from the non-conjugate. As a result, the virus can be concentrated. The components separated and concentrated in the above step are designated as nanoparticles-virus conjugates.

また、上記混和物は、上記糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子よりも平均粒子径が大きい第二の磁性体を含有していてもよい。第二の磁性体は、第一の磁性体による磁気を補助する。 Further, the admixture may contain a second magnetic substance having an average particle size larger than that of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles. The second magnetic material assists the magnetism of the first magnetic material.

第二の磁性体としては、限定されるものではないが、マグネタイトまたはフェラエイト、または四酸化三鉄が好ましい。 The second magnetic material is preferably, but not limited to, magnetite or ferrate, or triiron tetroxide.

上述したように、磁性ナノ粒子の平均粒子径は、1〜200nmの範囲内が好ましく、1nm〜50nmの範囲内であることがさらに好ましい。磁性ナノ粒子に糖鎖を固定した糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の平均粒子径は、1〜200nmの範囲内が好ましく、1nm〜50nmの範囲内であることがさらに好ましい。 As described above, the average particle size of the magnetic nanoparticles is preferably in the range of 1 to 200 nm, more preferably in the range of 1 nm to 50 nm. The average particle size of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles in which the sugar chain is fixed to the magnetic nanoparticles is preferably in the range of 1 to 200 nm, and more preferably in the range of 1 nm to 50 nm.

また、上記第二の磁性体の平均粒子径の範囲は、平均粒子径の上限が100μmであり、かつ、上記糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の平均粒子径より大きければ特に限定されるものではないが、100nm以上100μm以下であることが好ましく、100nm以上50000nm以下であることがより好ましく、1000nm以上10000nm以下であることがさらに好ましい。 The range of the average particle size of the second magnetic material is not particularly limited as long as the upper limit of the average particle size is 100 μm and is larger than the average particle size of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles. However, it is preferably 100 nm or more and 100 μm or less, more preferably 100 nm or more and 50,000 nm or less, and further preferably 1000 nm or more and 10000 nm or less.

上記第二の磁性体を使用することで、第一の磁性体のみを用いる場合よりも、遠心分離を用いた場合に匹敵する濃縮効果をより効率的に得ることができる。そして、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の平均粒子径を上記範囲とし、第二の磁性体の平均粒子径を上記範囲のように調整することにより、両者の平均粒子径が最適化されると推測される。その結果、糖鎖固定化磁性ナノ粒子と、上記第二の磁性体と、ウイルスを含有する検体とを含有する混和物に磁力を加えることによって、検体中の微量のウイルスを、遠心分離を用いることなく、より効率よく、簡便かつ安全に濃縮することができる。 By using the second magnetic material, a concentration effect comparable to that when centrifugation is used can be obtained more efficiently than when only the first magnetic material is used. Then, by setting the average particle size of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles in the above range and adjusting the average particle size of the second magnetic material as in the above range, the average particle size of both is optimized. Guess. As a result, by applying a magnetic force to the admixture containing the sugar chain-immobilized magnetic nanoparticles, the second magnetic substance, and the virus-containing sample, a small amount of virus in the sample is centrifuged. It can be concentrated more efficiently, easily and safely without the need for.

上記糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と上記第二の磁性体との重量比は、1:1×10〜1:1×1011であることが好ましい。平均粒子径が上述のような関係にある糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と、第二の磁性体との使用量の比をかかる範囲に調整することによって、濃縮効率をより向上させることができる。 The weight ratio of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles to the second magnetic material is preferably 1: 1 × 10 3 to 1: 1 × 10 11. The concentration efficiency can be further improved by adjusting the ratio of the amount of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles having the average particle size as described above to the amount of the second magnetic material used in such a range. ..

上記「磁力を加える」について、磁力の加え方は特に限定されるものではない。例えば、従来公知の電磁石や棒磁石などの永久磁石を、上記混和物を入れた容器の外壁に当接させることなどによって、上記混和物に磁力を加えることができる。磁力の強さとしては、遠心分離を用いた場合と同等の濃縮効率を得るためには、100〜500ミリステラであることが好ましい。 Regarding the above-mentioned "applying magnetic force", the method of applying the magnetic force is not particularly limited. For example, a magnetic force can be applied to the admixture by bringing a conventionally known permanent magnet such as an electromagnet or a bar magnet into contact with the outer wall of the container containing the admixture. The strength of the magnetic force is preferably 100 to 500 millistella in order to obtain the same concentration efficiency as when centrifugation is used.

また、第二の磁性体を使用する場合、上記混和物に磁力を加える工程の終了時期は、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子が液中に分散していることによって呈する着色が、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子が第二の磁性体に吸着されることで薄くなる現象を基準にして判断すればよい。 When a second magnetic material is used, at the end of the step of applying a magnetic force to the admixture, the coloration exhibited by the dispersion of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles in the liquid is sugar chain-immobilized. Judgment may be made based on the phenomenon that the magnetic metal nanoparticles are thinned by being adsorbed on the second magnetic material.

第二の磁性体を使用しない場合、上記混和物に磁力を加える工程の終了時期は、磁力によって、ウイルスが結合した糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子が集積し、上記着色が薄くなる現象を基準として、目視によって判断すればよい。 When the second magnetic material is not used, the end time of the step of applying the magnetic force to the admixture is based on the phenomenon that the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles to which the virus is bound are accumulated by the magnetic force and the coloring becomes lighter. As a result, it may be judged visually.

磁力を加えることによって、ウイルスが結合した糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子、または、ウイルスが結合した糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と、第二磁性体とが磁力により集積される。この集積物からウイルス遺伝子を回収する方法は特に限定されるものではなく、従来公知の方法によることができる。例えば、上記集積物を滅菌水または蒸留水で水洗後、適宜ピペッティングを行い、上記集積物を含む滅菌水または蒸留水を100℃で加熱することによって、上清にウイルス遺伝子を回収することができる。 By applying a magnetic force, the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles to which the virus is bound, or the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles to which the virus is bound, and the second magnetic material are integrated by the magnetic force. The method for recovering the viral gene from this accumulation is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. For example, after washing the above-mentioned aggregate with sterilized water or distilled water, pipetting is appropriately performed, and the sterilized water or distilled water containing the above-mentioned aggregate is heated at 100 ° C. to recover the viral gene in the supernatant. it can.

濃縮対象のウイルスとしては、特に限定されるものではない。例えば、インフルエンザウイルス、単純ヘルペスウイルス、性病ヘルペスウイルス、エイズウイルス、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス、水疱瘡ウイルス(VZV)、サイトメガロウイルス(CMV)、成人T細胞白血病ウイルス(HTLV-1)、レンチウイルス、コイヘルペスウイルス、アデノウイルス、ノロウイルス、ロタウイルス等を挙げることができる。 The virus to be concentrated is not particularly limited. For example, influenza virus, simple herpesvirus, sexually transmitted disease herpesvirus, AIDS virus, hepatitis B virus, hepatitis C virus, vesicular virus (VZV), cytomegalovirus (CMV), adult T-cell leukemia virus (HTLV-1), Lentivirus, Koiherpesvirus, adenovirus, norovirus, rotavirus and the like can be mentioned.

ウイルスは、ウイルスの表面タンパク質が分子内に有する糖結合部位(糖鎖認識部位)によって、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の糖鎖に結合する。上記結合としては、水素結合、イオン結合、静電気的相互作用による結合、ファンデルワールス力による結合等を挙げることができる。 The virus binds to the sugar chain of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles by the sugar binding site (sugar chain recognition site) that the surface protein of the virus has in the molecule. Examples of the bond include a hydrogen bond, an ionic bond, a bond due to electrostatic interaction, and a bond due to van der Waals force.

また、本発明の一実施形態に係るウイルスの濃縮方法において、上記第二の磁性体の表面が、シリカで被覆されていてもよい。当該被覆の態様としては、例えば、酸化鉄を成分とする第二の磁性体の表面にシリカの膜が形成された態様を挙げることができる。当該構成によれば、核酸が第二の磁性体に吸着することを防ぐことができるため、ウイルス由来の核酸の回収率を大幅に改良することができる。 Further, in the method for concentrating a virus according to an embodiment of the present invention, the surface of the second magnetic material may be coated with silica. As an embodiment of the coating, for example, an embodiment in which a silica film is formed on the surface of a second magnetic material containing iron oxide as a component can be mentioned. According to this configuration, it is possible to prevent the nucleic acid from being adsorbed on the second magnetic substance, so that the recovery rate of the nucleic acid derived from the virus can be significantly improved.

上記第二の磁性体の表面をシリカで被覆する方法としては、例えば、塩化第一鉄および塩化第二鉄にアンモニアを添加することによって調製する酸化鉄(Fe)粒子の表面を、エタノール中で、過剰量のオルトケイ酸テトラエチルおよびアンモニアで処理する方法を挙げることができる。また、上記第二の磁性体の表面がシリカで被覆されていることを確認する方法としては、組成分析(EPMA)および走査型電子顕微鏡(SEM)による観察を挙げることができる。 As a method of coating the surface of the second magnetic material with silica, for example, the surface of iron oxide (Fe 2 O 3) particles prepared by adding ammonia to ferrous chloride and ferric chloride is used. Examples include methods of treating with excess amounts of tetraethyl orthosilicate and ammonia in ethanol. Further, as a method for confirming that the surface of the second magnetic material is coated with silica, observation by composition analysis (EPMA) and scanning electron microscope (SEM) can be mentioned.

[6.ナノ粒子−ウイルス結合体を利用したリアルタイム定量的RT−PCR、または、リアルタイム定量的PCRによる高感度ウイルス検出方法]
本発明の一実施形態に係るウイルス検出方法は、上述のウイルスの濃縮方法によって濃縮されたウイルスのRNAを、リアルタイム定量的RT−PCRによって増幅させること、または、上述のウイルスの濃縮方法によって濃縮されたウイルスのDNAを、リアルタイム定量的PCRによって増幅させることを特徴とする。
[6. High-sensitivity virus detection method by real-time quantitative RT-PCR using nanoparticles-virus conjugate or real-time quantitative PCR]
The virus detection method according to the embodiment of the present invention is to amplify the RNA of the virus concentrated by the above-mentioned virus concentration method by real-time quantitative RT-PCR, or to concentrate by the above-mentioned virus concentration method. It is characterized in that the DNA of the virus is amplified by real-time quantitative PCR.

上記ナノ粒子−ウイルス結合体を利用したリアルタイムPCRによる高感度ウイルス検出方法は、上記の工程によって分離濃縮したナノ粒子−ウイルス結合体を破砕しウイルスに内在するRNAまたはDNAをリアルタイム定量的RT−PCRによって増幅させる。 In the high-sensitivity virus detection method by real-time PCR using the nanoparticles-virus conjugate, the nanoparticles-virus conjugate separated and concentrated by the above step is crushed and RNA or DNA contained in the virus is real-time quantitative RT-PCR. Amplify by.

ウイルスを捕捉した糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、特にウイルス粒子表層のタンパク質に結合している。そのため、ウイルス粒子の破砕後の溶液には、核酸およびタンパク質などの、ウイルス由来の分子が多く存在していることが想定される。この糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と結合したウイルスのRNAをリアルタイム定量的RT−PCRで増幅すること、または、上記糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と結合したウイルスのDNAをリアルタイム定量的PCRによって増幅することによって、特定のウイルスの有無、ウイルスのコピー数などを判定することができる。 The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles that have captured the virus are particularly bound to proteins on the surface layer of the virus particles. Therefore, it is assumed that a large number of virus-derived molecules such as nucleic acids and proteins are present in the solution after crushing the virus particles. The RNA of the virus bound to the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles is amplified by real-time quantitative RT-PCR, or the viral DNA bound to the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles is amplified by real-time quantitative PCR. By amplifying, it is possible to determine the presence or absence of a specific virus, the number of copies of the virus, and the like.

リアルタイム定量的RT−PCRおよびリアルタイム定量的PCRでは、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を用いない場合のCt(Threshold Cycle)値を求め、当該Ct値から、本発明の一実施形態に係る方法により濃縮した場合のCt値を差し引いた差分を求めて、ウイルスの濃縮の程度を評価した。 In real-time quantitative RT-PCR and real-time quantitative PCR, the Ct (Threshold Cycle) value when the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles are not used is obtained, and the Ct value is used by the method according to the embodiment of the present invention. The degree of concentration of the virus was evaluated by obtaining the difference obtained by subtracting the Ct value when concentrated.

また、本発明は、以下(1)〜(4)の態様も包含する。 The present invention also includes the following aspects (1) to (4).

(1)炭化水素誘導鎖を備えたリンカー化合物の一端に存在するアミノ基にて還元末端を有する糖鎖と結合し、該リンカー化合物の他端に存在する硫黄原子が銀を表面構造として持つ磁性粒子と結合していることを特徴とする糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子。 (1) Magneticity in which a sulfur atom present at the other end of the linker compound is bonded to a sugar chain having a reducing end at an amino group existing at one end of the linker compound having a hydrocarbon-induced chain and has silver as a surface structure. Sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles characterized by being bonded to particles.

(2)糖鎖がウイルス粒子表面のタンパク質に結合することによって、ウイルスを捕捉することを特徴とする(1)に記載の糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子。 (2) The sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles according to (1), which captures a virus by binding a sugar chain to a protein on the surface of the virus particle.

(3)(2)に記載の捕捉されたウイルスが、磁気分離によって濃縮することを特徴とする(1)に記載の糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子。 (3) The sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles according to (1), wherein the captured virus according to (2) is concentrated by magnetic separation.

(4)(1)に記載の糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子によって、捕捉、濃縮されたウイルスのRNAをリアルタイム定量的RT−PCRによって増幅させることを特徴とするウイルスの捕捉、濃縮、精製および検出する方法。 (4) Virus capture, concentration, purification and virus capture, concentration, purification and amplification characterized by real-time quantitative RT-PCR amplification of viral RNA captured and concentrated by the sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles according to (1). How to detect.

本発明について、実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。実施例は、「糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子の調製」、「糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子の調製」、「糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子または糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子によるインフルエンザウイルスの捕捉と磁気分離による濃縮」、「糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子による豚唾液中の豚繁殖・呼吸障害症候群ウイルスの捕捉と磁気分離による濃縮」、「糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子−ウイルス結合体の破砕とリアルタイム定量的RT−PCRによるウイルス検出」、の6工程に分け説明する。 The present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited thereto. Examples include "preparation of sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles", "preparation of sugar chain-immobilized magnetic gold-silver nanoparticles", and "influenza with sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles or sugar chain-immobilized magnetic gold-silver nanoparticles". "Capture of virus and concentration by magnetic separation", "Capture of pig breeding / respiratory disorder syndrome in pig saliva by sugar chain-immobilized magnetic gold and silver nanoparticles", "Concentration by magnetic separation of sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles-" The explanation will be divided into 6 steps: disruption of virus conjugate and detection of virus by real-time quantitative RT-PCR.

〔実施例1〕
[糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子の調製]
硝酸銀(17.0mg、0.1mmol、和光純薬工業)および1,2−ヘキサデカンジオール(260mg、1.0mmol、東京化成工業)を、オレイン酸(2.3ml、8.0mmol、アルドリッチ)、オレイルアミン(3.2ml、10.0mmol、東京化成工業)およびテトラエチレングリコール(10ml、東京化成工業)に溶解させた。
[Example 1]
[Preparation of sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles]
Silver nitrate (17.0 mg, 0.1 mmol, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 1,2-hexadecanediol (260 mg, 1.0 mmol, Tokyo Chemical Industry), oleic acid (2.3 ml, 8.0 mmol, aldrich), oleylamine It was dissolved in (3.2 ml, 10.0 mmol, Tokyo Chemical Industry) and tetraethylene glycol (10 ml, Tokyo Chemical Industry).

得られた溶液を、アルゴン雰囲気下、マントルヒーターによって加熱しながら撹拌し、液温が170℃に達した後に、オレイルアミンとトルエンとの混合溶液(3.0ml、2:1)を加え、さらに250℃まで加熱した。上記混合溶液は、アセチルアセトン酸コバルト(II)(70.6mg、0.2mmol、アルドリッチ)およびアセチルアセトン酸鉄(III)(53.4 mg、0.2mmol、アルドリッチ)を含有する。 The obtained solution is stirred while being heated by a mantle heater under an argon atmosphere, and after the liquid temperature reaches 170 ° C., a mixed solution of oleylamine and toluene (3.0 ml, 2: 1) is added, and an additional 250 is added. Heated to ° C. The mixture contains cobalt (II) acetylacetoneate (70.6 mg, 0.2 mmol, aldrich) and iron (III) acetylacetoneate (53.4 mg, 0.2 mmol, aldrich).

次に、硝酸銀(17.0mg、0.1mmol)が溶解したオレイルアミンとトルエンとの混合溶液(2.0ml、1:1)を加えることによって、疎水性磁性銀ナノ粒子の合成を行った。 Next, hydrophobic magnetic silver nanoparticles were synthesized by adding a mixed solution (2.0 ml, 1: 1) of oleylamine and toluene in which silver nitrate (17.0 mg, 0.1 mmol) was dissolved.

得られた疎水性磁性銀ナノ粒子は、残存する有機物成分を除去するため、過剰のアセトンを加えた後に遠心分離(3,700g、5min)を2回行うことによって洗浄を行い、減圧濃縮によって有機溶媒を除去した。その後、得られた疎水性磁性銀ナノ粒子を、17.0 mg/mlとなるようにヘキサン溶液(200μl)に分散させた。 The obtained hydrophobic magnetic silver nanoparticles were washed by performing centrifugation (3,700 g, 5 min) twice after adding excess acetone in order to remove residual organic components, and then concentrated under reduced pressure to make them organic. The solvent was removed. Then, the obtained hydrophobic magnetic silver nanoparticles were dispersed in a hexane solution (200 μl) so as to have a concentration of 17.0 mg / ml.

上記ヘキサン溶液に分散させた疎水性磁性銀ナノ粒子は、2,3−シアリルラクトースを固定した糖鎖リガンド複合体、水素化ホウ素ナトリウム水溶液(それぞれ終濃度2.5mM、1.0ml)を10mMの水酸化ナトリウム水溶液でpH12に調製した水溶液に加え、超音波を照射した。 The hydrophobic magnetic silver nanoparticles dispersed in the above hexane solution consisted of a sugar chain ligand complex on which 2,3-sialyllactose was immobilized and an aqueous solution of sodium borohydride (final concentrations of 2.5 mM and 1.0 ml, respectively) at 10 mM. In addition to the aqueous solution prepared to pH 12 with an aqueous sodium hydroxide solution, ultrasonic waves were irradiated.

30分間超音波を照射しながら超純水を2.0ml加えた後、反応溶液を遠心分離(3,700g、5min)し、水層を限外濾過(3k、13,000g、15min、3回)に供して未反応の試薬、塩類等を除くことにより、2,3−シアリルラクトース固定化磁性銀ナノ粒子(2,3SL−MSNP)を合成した。 After adding 2.0 ml of ultrapure water while irradiating ultrasonic waves for 30 minutes, the reaction solution is centrifuged (3,700 g, 5 min), and the aqueous layer is ultrafiltered (3 k, 13,000 g, 15 min, 3 times). , Unreacted reagents, salts, etc. were removed to synthesize 2,3-sialyllactose-immobilized magnetic silver nanoparticles (2,3SL-MSNP).

なお、上記糖鎖リガンド複合体は、水・ジメチルアセトアミド・酢酸の混合溶媒中で、2、3−シアリルラクトースに対して、化学式(14)に示すリンカー化合物を1.5当量、還元剤であるシアノ水素化ホウ素ナトリウムを12当量添加し、40℃、暗所下で3日間還元アミノ化反応を行うことによって調製した。 The sugar chain ligand complex is a reducing agent containing 1.5 equivalents of the linker compound represented by the chemical formula (14) with respect to 2,3-cyanoborohydride in a mixed solvent of water, dimethylacetamide and acetic acid. It was prepared by adding 12 equivalents of sodium cyanoborohydride and carrying out a reductive amination reaction at 40 ° C. in the dark for 3 days.

図2は、2,3−シアリルラクトース固定化磁性銀ナノ粒子(2,3SL−MSNP)の透過型電子顕微鏡画像と、20個の粒子を透過型電子顕微鏡で観察して測定した平均粒子径(9.24nm)とを示す図である。 FIG. 2 shows a transmission electron microscope image of 2,3-sialyllactose-immobilized magnetic silver nanoparticles (2,3SL-MSNP) and an average particle size (measured by observing 20 particles with a transmission electron microscope). It is a figure which shows 9.24 nm).

また、図3は、動的光散乱法で測定した、2,3SL−MSNPの粒径分布と平均粒子径(14.61nm±2.67nm)とを示す図である。 Further, FIG. 3 is a diagram showing the particle size distribution and the average particle size (14.61 nm ± 2.67 nm) of 2,3SL-MSNP measured by the dynamic light scattering method.

動的光散乱法で測定した2,3SL−MSNPの平均粒子径の分散度は30%未満である。当該分散度は、データは示さないが、特許文献1に記載されている糖鎖固定化金ナノ粒子および特許文献2に記載されている糖鎖固定化磁性金ナノ粒子よりも低い。つまり、2,3SL−MSNPは、従来の糖鎖固定化金ナノ粒子および糖鎖固定化磁性金ナノ粒子よりも粒子径が揃っており、製造後の粒子径および分散安定性が優れていると言える。 The dispersity of the average particle size of 2,3SL-MSNP measured by the dynamic light scattering method is less than 30%. Although the data is not shown, the degree of dispersion is lower than that of the sugar chain-immobilized gold nanoparticles described in Patent Document 1 and the sugar chain-immobilized magnetic gold nanoparticles described in Patent Document 2. That is, it is said that 2,3SL-MSNP has a uniform particle size as that of the conventional sugar chain-immobilized gold nanoparticles and sugar chain-immobilized magnetic gold nanoparticles, and has excellent particle size and dispersion stability after production. I can say.

図4は、2,3−シアリルラクトース固定化磁性銀ナノ粒子の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。縦軸は吸光度を表し、横軸は波長を表している。 FIG. 4 is a diagram showing an ultraviolet-visible absorption spectrum of 2,3-sialyllactose-immobilized magnetic silver nanoparticles. The vertical axis represents the absorbance and the horizontal axis represents the wavelength.

[糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子によるインフルエンザウイルスの捕捉と磁気分離による濃縮]
糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子の中でも前述のように調製した2,3SL−MSNPを用いてウイルス粒子の捕捉を行った。A型鳥インフルエンザ(DUCK A/spot−billed duck/kagoshima/KU57/2015(H11N9))の培養上清をPBSで希釈したインフルエンザウイルス希釈液(500μl)に、2,3SL−MSNP溶液(10μl)を混合した。
[Capture of influenza virus by sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles and concentration by magnetic separation]
Among the sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles, virus particles were captured using 2,3SL-MSNP prepared as described above. A few SL-MSNP solutions (10 μl) were added to an influenza virus diluted solution (500 μl) obtained by diluting the culture supernatant of type A avian influenza (DUCK A / spot-billed duck / kagoshima / KU57 / 2015 (H11N9)) with PBS. Mixed.

混合溶液を、第二磁性体が約10mg入っているエッペンドルフチューブへ移し、よく混合し、マグネットスタンド(TAKARA Magnetic Stand(6tubes))で1分間静置させ、磁気分離を行った。磁気分離後、混合溶液の上清を取り除き、2,3SL−MSNPとマグネットとによって磁気分離を行った沈殿物を回収した。上記第二磁性体としては、粒子径が20〜100μmであるマグネタイトを用いた。 The mixed solution was transferred to an Eppendorf tube containing about 10 mg of a second magnetic substance, mixed well, and allowed to stand on a magnet stand (TAKARA Magnetic Stand (6tubes)) for 1 minute for magnetic separation. After magnetic separation, the supernatant of the mixed solution was removed, and the precipitate magnetically separated by a few SL-MSNP and a magnet was collected. As the second magnetic material, magnetite having a particle size of 20 to 100 μm was used.

図5は、2,3−シアリルラクトース固定化磁性銀ナノ粒子が捕捉したウイルス粒子の透過型電子顕微鏡写真を示す図である。図5の右図は、図5の左図において枠囲みした部分の拡大図である。 FIG. 5 is a diagram showing a transmission electron micrograph of virus particles captured by 2,3-sialyllactose-immobilized magnetic silver nanoparticles. The right figure of FIG. 5 is an enlarged view of a portion surrounded by a frame in the left figure of FIG.

[糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子−ウイルス結合体の破砕とリアルタイム定量的RT−PCRよるウイルス検出]
磁気分離によって得た沈殿物に、0.1%SDS溶液20μlを加えてウイルス粒子の破砕を行い、沈殿画分とした。また、対照として、糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子を用いなかったウイルス溶液と、磁気分離後の上清画分からも各10μlを採取し、0.1%SDS溶液10 μlを加えて、対照画分を調製した。
[Crushing of sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles-virus conjugate and detection of virus by real-time quantitative RT-PCR]
To the precipitate obtained by magnetic separation, 20 μl of a 0.1% SDS solution was added to crush the virus particles to obtain a precipitate fraction. In addition, as a control, 10 μl of each was collected from the virus solution that did not use the sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles and the supernatant fraction after magnetic separation, and 10 μl of the 0.1% SDS solution was added to the control image. Minutes were prepared.

沈殿画分および対照画分について、得られた溶液の各2μlを、PCR用試薬23μlに添加し、リアルタイム定量的RT−PCRに供した。試薬としては、One Step SYBR PrimeScript RT−PCR Kit II(タカラバイオ、製品コードRR086A)を使用した。 For the precipitate and control fractions, 2 μl of each of the obtained solutions was added to 23 μl of PCR reagent and subjected to real-time quantitative RT-PCR. As a reagent, One Step SYBR PrimeScript RT-PCR Kit II (Takara Bio, product code RR086A) was used.

1反応あたりの試薬は、2×One Step SYBR RT−PCR Buffer4を12.5μl、PrimeScript 1step Enzyme Mix 2を1μl、PCR Forward Primer(10μM)を1μl、PCR Reverse Primer(10μM)を1μl、RNase Free 蒸留水を5.5μl、および、6.25%Tween20を2μl混合したものを使用した。 The reagents per reaction are 12.5 μl of 2 × One Step SYBR RT-PCR Buffer 4, 1 μl of PrimeScript 1 step Enzyme Mix 2, 1 μl of PCR Forward Primer (10 μM), 1 μl of PCR Forward Primer (10 μM), and PCR Reverse Primer (10 μM). A mixture of 5.5 μl of water and 2 μl of 6.25% Tween 20 was used.

リアルタイム定量的RT−PCR装置としては、Thermal Cycler Dice Real Time System II(タカラバイオ製)を用いた。 As a real-time quantitative RT-PCR apparatus, Thermal Cycler Dice Real Time System II (manufactured by Takara Bio Inc.) was used.

プライマーとしては、インフルエンザのTypeA/M遺伝子検出用プライマーであるTypeA/MPgene(217−236)Forward GGACTGCAGCGTAGACGCTT(20bp、配列番号1)およびTypeA/MP gene(382−405)Reverse CATYCTGTTGTATATGAGGCCCAT(24bp、配列番号2)を用い、A型インフルエンザウイルスのRNAのMプロテイン領域188bpを増幅させた。 Primers include Type A / MPgene (217-236) Forward GGACTGCAGCGACGCTT (20bp, SEQ ID NO: 1) and TypeA / MP gene (382-405) ReverseCATYCTGCAT (382-405) Reverse CATYCTGTGTGT, which are primers for detecting influenza Type A / M gene. ) Was used to amplify the M protein region 188 bp of the RNA of influenza A virus.

RT−PCRの条件は、逆転写反応を45℃5分、初期熱変性処理を95℃10秒、PCRサイクルは95℃5秒、60℃30秒、を1サイクルとして設定し、45サイクル行った。 The conditions for RT-PCR were as follows: reverse transcription reaction at 45 ° C. for 5 minutes, initial heat denaturation treatment at 95 ° C. for 10 seconds, and PCR cycle at 95 ° C. for 5 seconds and 60 ° C. for 30 seconds as one cycle, and 45 cycles were performed. ..

図6は、2,3−シアリルラクトース固定化磁性銀ナノ粒子によって捕捉したウイルスが有するRNAのリアルタイム定量的RT−PCRの増幅曲線を示す図である。表1には、沈殿画分および対照画分のCt値等を示す。図6および表1から、ウイルスを捕捉して磁気分離した沈殿画分のCt値(28.95)は、糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子を用いなかったサンプルのCt値(31.8)よりも2.85サイクル早く、上清画分のCt値(33.43)よりも4.48サイクル早いことが確認された。 FIG. 6 is a diagram showing an amplification curve of real-time quantitative RT-PCR of RNA contained in a virus captured by 2,3-sialyllactose-immobilized magnetic silver nanoparticles. Table 1 shows the Ct values of the precipitated fraction and the control fraction. From FIG. 6 and Table 1, the Ct value (28.95) of the precipitate fraction obtained by capturing the virus and magnetically separating it is from the Ct value (31.8) of the sample in which the sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles were not used. It was also confirmed that 2.85 cycles earlier and 4.48 cycles earlier than the Ct value (33.43) of the supernatant fraction.

Figure 0006893644
Figure 0006893644

このことから、2,3SL−MSNPで磁気分離したウイルス溶液は、2,3SL−MSNPを用いなかったサンプル溶液および上清画分よりも、それぞれ7.21倍、22.31倍のウイルス濃度に調製できたことが示された。 From this, the virus solution magnetically separated by 2,3SL-MSNP had a virus concentration of 7.21 times and 22.31 times that of the sample solution and the supernatant fraction without 2,3SL-MSNP, respectively. It was shown that it was ready.

〔実施例2〕
[糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子の調製]
硝酸銀(17.0mg、0.1mmol、和光純薬工業)および1,2−ヘキサデカンジオール(260mg、1.0mmol、東京化成工業)を、オレイン酸(2.3ml、8.0mmol、アルドリッチ)、オレイルアミン(3.2ml、10.0mmol、東京化成工業)、テトラエチレングリコール(10ml、東京化成工業)に溶解させた。
[Example 2]
[Preparation of sugar chain-immobilized magnetic gold and silver nanoparticles]
Silver nitrate (17.0 mg, 0.1 mmol, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 1,2-hexadecanediol (260 mg, 1.0 mmol, Tokyo Chemical Industry), oleic acid (2.3 ml, 8.0 mmol, aldrich), oleylamine It was dissolved in (3.2 ml, 10.0 mmol, Tokyo Chemical Industry) and tetraethylene glycol (10 ml, Tokyo Chemical Industry).

得られた溶液を、アルゴン雰囲気下、マントルヒーターによって加熱しながら撹拌し、液温が170℃に達した後に、オレイルアミンとトルエンとの混合溶液(3.0ml、2:1)を加え、さらに250℃まで加熱した。上記混合溶液は、アセチルアセトン酸コバルト(II)(70.6 mg、0.2mmol、アルドリッチ)、アセチルアセトン酸鉄(III)(53.4 mg、0.2mmol、アルドリッチ)を含有する。 The obtained solution is stirred while being heated by a mantle heater under an argon atmosphere, and after the liquid temperature reaches 170 ° C., a mixed solution of oleylamine and toluene (3.0 ml, 2: 1) is added, and an additional 250 is added. Heated to ° C. The mixed solution contains cobalt (II) acetylacetoneate (70.6 mg, 0.2 mmol, aldrich) and iron (III) acetylacetoneate (53.4 mg, 0.2 mmol, aldrich).

次に、テトラクロロ金(III)酸ナトリウム二水和物(39.7mg、0.1mmol、ナカライテスク)が溶解したオレイルアミンとトルエンとの混合溶液(2.0ml、1:1)を加えることによって、金原子を含む疎水性磁性金銀ナノ粒子の合成を行った。 Next, by adding a mixed solution (2.0 ml, 1: 1) of oleylamine and toluene in which sodium tetrachloroauric (III) dihydrate (39.7 mg, 0.1 mmol, nacalai tesque) was dissolved. , Hydrophobic magnetic gold and silver nanoparticles containing gold atoms were synthesized.

得られた疎水性磁性金銀ナノ粒子は、残存する有機物成分を除去するため、過剰のアセトンを加えた後に遠心分離(3,700g、5min)を2回行うことによって洗浄を行い、減圧濃縮によって有機溶媒を除去した。その後、得られた疎水性磁性金銀ナノ粒子を、20.4 mg/mlとなるようにヘキサン溶液(200μl)に分散させた。 The obtained hydrophobic magnetic gold-silver nanoparticles were washed by performing centrifugation (3,700 g, 5 min) twice after adding excess acetone in order to remove the remaining organic components, and then concentrated under reduced pressure to make them organic. The solvent was removed. Then, the obtained hydrophobic magnetic gold and silver nanoparticles were dispersed in a hexane solution (200 μl) so as to have a concentration of 20.4 mg / ml.

上記ヘキサン溶液に分散させた、金原子を含む疎水性磁性金銀ナノ粒子は、DS25を固定した糖鎖リガンド複合体、水素化ホウ素ナトリウム水溶液(それぞれ終濃度2.5 mM、1.0ml)を10mMの水酸化ナトリウム水溶液でpH11に調製した水溶液に加え、超音波を照射した。 The hydrophobic magnetic gold-silver nanoparticles containing gold atoms dispersed in the above hexane solution consisted of 10 mM of a sugar chain ligand complex on which DS25 was immobilized and an aqueous solution of sodium borohydride (final concentrations of 2.5 mM and 1.0 ml, respectively). In addition to the aqueous solution prepared to pH 11 with the aqueous sodium hydroxide solution of the above, ultrasonic waves were irradiated.

30分間超音波を照射しながら超純水を2.0ml加えた後、反応溶液を遠心分離(3,700g、5min)し、水層を限外濾過(3k、13,000g、15min、3回)に供して未反応の試薬、塩類等を除くことにより、DS25固定化磁性金銀ナノ粒子(DS25−MSGNP)を合成した。 After adding 2.0 ml of ultrapure water while irradiating ultrasonic waves for 30 minutes, the reaction solution is centrifuged (3,700 g, 5 min), and the aqueous layer is ultrafiltered (3 k, 13,000 g, 15 min, 3 times). ) To remove unreacted reagents, salts, etc., to synthesize DS25-immobilized magnetic gold-silver nanoparticles (DS25-MSGNP).

なお、上記糖鎖リガンド複合体は、水・メタノール・酢酸の混合溶媒中で、デキストラン硫酸ナトリウム塩(DS25・Na)に対して、化学式(14)に示すリンカー化合物を1.2当量、還元剤であるシアノ水素化ホウ素ナトリウムを10当量添加し、40℃、暗所下で2日間還元アミノ化反応を行うことによって調製した。 The sugar chain ligand complex is a reducing agent containing 1.2 equivalents of the linker compound represented by the chemical formula (14) with respect to sodium dextran sulfate (DS25 / Na) in a mixed solvent of water, methanol and acetic acid. It was prepared by adding 10 equivalents of sodium cyanoborohydride and carrying out a reductive amination reaction at 40 ° C. in the dark for 2 days.

図7は、DS25固定化磁性金銀ナノ粒子の透過型電子顕微鏡画像と、20個の粒子を透過型電子顕微鏡で観察して測定した平均粒子径(13.11nm)とを示す図である。図7の中央の図は、図7の左図の拡大図である。 FIG. 7 is a diagram showing a transmission electron microscope image of DS25-immobilized magnetic gold and silver nanoparticles and an average particle diameter (13.11 nm) measured by observing 20 particles with a transmission electron microscope. The central figure of FIG. 7 is an enlarged view of the left figure of FIG. 7.

また図8は、動的光散乱法で測定した、DS25固定化磁性金銀ナノ粒子の粒径分布と平均粒子径(27.56±7.65nm)とを示す図である。 Further, FIG. 8 is a diagram showing the particle size distribution and the average particle size (27.56 ± 7.65 nm) of the DS25-immobilized magnetic gold and silver nanoparticles measured by the dynamic light scattering method.

図9は、DS25固定化磁性金銀ナノ粒子の紫外可視吸収スペクトルを示す。縦軸は吸光度を表し、横軸は波長を表している。 FIG. 9 shows an ultraviolet-visible absorption spectrum of DS25-immobilized magnetic gold and silver nanoparticles. The vertical axis represents the absorbance and the horizontal axis represents the wavelength.

[糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子によるインフルエンザウイルスの捕捉と磁気分離による濃縮]
糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の中でも前述のように調製したDS25−MSGNPを用いてウイルス粒子の捕捉を行った。A型鳥インフルエンザ(DUCK A/spot−billed duck/kagoshima/KU57/2015(H11N9))の培養上清をPBSで希釈したインフルエンザウイルス希釈液(500μl)に、DS25−MSGNP溶液(10μl)を混合した。
[Capture of influenza virus by sugar chain-immobilized magnetic gold and silver nanoparticles and concentration by magnetic separation]
Among the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles, virus particles were captured using DS25-MSGNP prepared as described above. A DS25-MSGNP solution (10 μl) was mixed with an influenza virus diluted solution (500 μl) obtained by diluting the culture supernatant of type A avian influenza (DUCK A / spot-billed duck / kagoshima / KU57 / 2015 (H11N9)) with PBS. ..

混合溶液をマグネットスタンド(TAKARA Magnetic Stand(6tubes))で23時間静置させ、磁気分離を行った。磁気分離後、混合溶液の上清を取り除き、DS25−MSGNPとマグネットとによって磁気分離を行った沈殿物を回収した。 The mixed solution was allowed to stand on a magnet stand (TAKARA Magnetic Stand (6tubes)) for 23 hours for magnetic separation. After magnetic separation, the supernatant of the mixed solution was removed, and the precipitate magnetically separated by DS25-MSGNP and a magnet was collected.

[糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子−ウイルス結合体の破砕とリアルタイム定量的RT−PCRよるウイルス検出]
磁気分離によって得た沈殿物に、0.1%SDS溶液10μlを加えてウイルス粒子の破砕を行い、沈殿画分とした。また、対照として、糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子を用いなかったウイルス溶液と、磁気分離後の上清画分からも各10 μlを採取し、0.1%SDS溶液10 μlを加えて、対照画分を調製した。
[Crushing of sugar chain-immobilized magnetic gold and silver nanoparticles-virus conjugate and detection of virus by real-time quantitative RT-PCR]
To the precipitate obtained by magnetic separation, 10 μl of a 0.1% SDS solution was added to crush the virus particles to obtain a precipitate fraction. In addition, as a control, 10 μl each of a virus solution that did not use sugar chain-immobilized magnetic gold and silver nanoparticles and a supernatant fraction after magnetic separation were collected, and 10 μl of a 0.1% SDS solution was added as a control. Fractions were prepared.

沈殿画分および対照画分について、得られた溶液の各2μlを、PCR用試薬23μlに添加し、リアルタイム定量的RT−PCRに供した。試薬としては、One Step SYBR PrimeScript RT−PCR Kit II(タカラバイオ、製品コードRR086A)を使用した。 For the precipitate and control fractions, 2 μl of each of the obtained solutions was added to 23 μl of PCR reagent and subjected to real-time quantitative RT-PCR. As a reagent, One Step SYBR PrimeScript RT-PCR Kit II (Takara Bio, product code RR086A) was used.

1反応あたりの試薬は、2×One Step SYBR RT−PCR Buffer4を12.5μl、PrimeScript 1step Enzyme Mix2を1μl、PCR Forward Primer(10μM)を1μl、PCR Reverse Primer(10μM)を1μl、RNase Free蒸留水を5.5μl、および、6.25%Tween20を2 μl混合したものを使用した。 The reagents per reaction are 12.5 μl of 2 × One Step SYBR RT-PCR Buffer4, 1 μl of PrimeScript 1step Enzyme Mix2, 1 μl of PCR Forward Primer (10 μM), PCR Reverse Primer (10 μM) of 1 μl of PCR River Primer (10 μM), and PCR River Primer (10 μM). Was used as a mixture of 5.5 μl and 6.25% Tween 20 in 2 μl.

リアルタイム定量的RT−PCR装置としては、Thermal Cycler Dice Real Time System II(タカラバイオ製)を用いた。 As a real-time quantitative RT-PCR apparatus, Thermal Cycler Dice Real Time System II (manufactured by Takara Bio Inc.) was used.

プライマーとしては、インフルエンザのTypeA/M遺伝子検出用プライマーであるTypeA/MPgene(217−236)Forward GGACTGCAGCGTAGACGCTT(20bp、配列番号1)およびTypeA/MP gene(382−405)Reverse CATYCTGTTGTATATGAGGCCCAT(24bp、配列番号2)を用い、A型インフルエンザウイルスのRNAのMプロテイン領域188bpを増幅させた。 Primers include Type A / MPgene (217-236) Forward GGACTGCAGCGACGCTT (20bp, SEQ ID NO: 1) and TypeA / MP gene (382-405) ReverseCATYCTGCAT (382-405) Reverse CATYCTGTGTGT, which are primers for detecting influenza Type A / M gene. ) Was used to amplify the M protein region 188 bp of the RNA of influenza A virus.

RT−PCRの条件は、逆転写反応を45℃5分、初期熱変性処理を95℃10秒、PCRサイクルは95℃5秒、60℃30秒、を1サイクルとして設定し、45サイクル行った。 The conditions for RT-PCR were as follows: reverse transcription reaction at 45 ° C. for 5 minutes, initial heat denaturation treatment at 95 ° C. for 10 seconds, and PCR cycle at 95 ° C. for 5 seconds and 60 ° C. for 30 seconds as one cycle, and 45 cycles were performed. ..

RT−PCRから得られたRNA増幅曲線から、ウイルスを捕捉して磁気分離した沈殿画分のCt値とTm値を表2に示す。その結果、糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子(DS25−MSGNP)を用いた沈殿画分のCt値(26.17)は、糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子(DS25−MSGNP)を用いなかったサンプルのCt値(30.05)よりも、3.88サイクル早く、上清画分よりも4.52サイクル早いことが確認された。なお、プラスミドは目的遺伝子の陽性対照である。 Table 2 shows the Ct value and Tm value of the precipitate fraction obtained by capturing and magnetically separating the virus from the RNA amplification curve obtained from RT-PCR. As a result, the Ct value (26.17) of the precipitation fraction using the sugar chain-immobilized magnetic gold-silver nanoparticles (DS25-MSGNP) was the sample in which the sugar chain-immobilized magnetic gold-silver nanoparticles (DS25-MSGNP) were not used. It was confirmed that it was 3.88 cycles earlier than the Ct value (30.05) and 4.52 cycles earlier than the supernatant fraction. The plasmid is a positive control for the target gene.

Figure 0006893644
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このことから、DS25−MSGNPで磁気分離したウイルス溶液は、DS25−MSGNPを用いなかったサンプル溶液および上清画分よりもそれぞれ14.72倍、22.94倍のウイルス濃度に調製できたことが示された。 From this, it was found that the virus solution magnetically separated by DS25-MSGNP could be prepared to have a virus concentration of 14.72 times and 22.94 times, respectively, as compared with the sample solution and the supernatant fraction without DS25-MSGNP. Shown.

〔実施例3〕
[糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子による口腔液中の豚繁殖・呼吸障害症候群ウイルス(PRRSV)の捕捉と磁気分離による濃縮]
実施例2で調製したDS25−MSGNPを用いてPRRSV粒子の捕捉を行った。臨床分離株のPRRSVを、子豚から単離した肺胞マクロファージ細胞を用いて培養し、その培養上精をPBS(1%PS入り)で300倍、1000倍、10000倍に希釈した。
[Example 3]
[Capture of pig breeding / respiratory disorder syndrome virus (PRRSV) in oral fluid by sugar chain-immobilized magnetic gold and silver nanoparticles and concentration by magnetic separation]
PRRSV particles were captured using the DS25-MSGNP prepared in Example 2. The clinical isolate PRRSV was cultured using alveolar macrophage cells isolated from piglets, and the culture was diluted 300-fold, 1000-fold, and 10000-fold with PBS (containing 1% PS).

約60日齢の豚群(約80頭)からロープ法で採取した口腔液(唾液)を、PBS(1%PS入り)で倍に希釈し、さらに10% DTT(dithiothereitol)入りのPBS(1%PS入り)で倍に希釈した。 Oral fluid (saliva) collected by the rope method from a group of pigs (about 80 pigs) about 60 days old is diluted twice with PBS (containing 1% PS), and further diluted with PBS (containing 1% PS) to PBS (1) containing 10% DTT (dithiothereitol). Diluted 2-fold with% PS).

各々のウイルス希釈液と口腔液の希釈液とを300μLずつ混合し、遠心分離(10000G、30秒)して、固形物を省いた上清500μLを得た。これに、DS25−MSGNP溶液(10μl)を混合し、さらに第二磁性体を約10mg加えた後、数回のピペッティングによって混合し、混合溶液を得た。上記第二磁性体としては、シリカでコーティングした四酸化三鉄を用いた。上記第二磁性体の粒子径は10〜40μmであった、
次に、混合溶液をマグネットスタンド(TAKARA Magnetic Stand(6tubes))で5秒間静置させ、磁気分離を行った。磁気分離後、混合溶液の上清を取り除き、DS25−MSGNPとマグネットとによって磁気分離を行った沈殿物を回収した。
300 μL of each virus diluted solution and 300 μL of oral solution diluted solution were mixed and centrifuged (10000 G, 30 seconds) to obtain 500 μL of a supernatant without solid matter. To this, a DS25-MSGNP solution (10 μl) was mixed, and about 10 mg of a second magnetic substance was further added, and then the mixture was mixed by pipetting several times to obtain a mixed solution. As the second magnetic material, triiron tetroxide coated with silica was used. The particle size of the second magnetic material was 10 to 40 μm.
Next, the mixed solution was allowed to stand on a magnet stand (TAKARA Magnetic Stand (6tubes)) for 5 seconds to perform magnetic separation. After magnetic separation, the supernatant of the mixed solution was removed, and the precipitate magnetically separated by DS25-MSGNP and a magnet was collected.

[糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子−ウイルス結合体の破砕とリアルタイム定量的RT−PCRよるウイルス検出]
磁気分離によって得た沈殿物に、0.1%SDS溶液10μlを加えてウイルス粒子の破砕を行い、沈殿画分とした。得られた溶液の各2μlを、PCR用試薬23μlに添加し、リアルタイム定量的RT−PCRに供した。試薬としては、One Step SYBR PrimeScript RT−PCR Kit II(タカラバイオ、製品コードRR086A)を使用した。
[Crushing of sugar chain-immobilized magnetic gold and silver nanoparticles-virus conjugate and detection of virus by real-time quantitative RT-PCR]
To the precipitate obtained by magnetic separation, 10 μl of a 0.1% SDS solution was added to crush the virus particles to obtain a precipitate fraction. Each 2 μl of the obtained solution was added to 23 μl of the PCR reagent and subjected to real-time quantitative RT-PCR. As a reagent, One Step SYBR PrimeScript RT-PCR Kit II (Takara Bio, product code RR086A) was used.

1反応あたりの試薬は、2×One Step SYBR RT−PCR Buffer4 を12.5μl、PrimeScript 1step Enzyme Mix2を1μl、PCR Forward Primer(10μM)を1μl、PCR Reverse Primer(10μM)を1μl、RNase Free蒸留水を5.5μl、6.25%Tween20を2μl混合したものを使用した。 The reagents per reaction are 12.5 μl of 2 × One Step SYBR RT-PCR Buffer4, 1 μl of PrimeScript 1 step Enzyme Mix2, 1 μl of PCR Forward Primer (10 μM), PCR Reverse Primer (10 μM) of 1 μl of PCR River Was used as a mixture of 5.5 μl and 2.25% Tween 20 in 2 μl.

リアルタイム定量的RT−PCR装置としては、Thermal Cycler Dice Real Time System II(タカラバイオ製)を用いた。 As a real-time quantitative RT-PCR apparatus, Thermal Cycler Dice Real Time System II (manufactured by Takara Bio Inc.) was used.

プライマーとしてはForward ATTCTGGCCCCTGCCCACCA(20bp、配列番号3)およびReverse TGCCACCCAACACGAGGC(18bp、配列番号4)を用い、PRSSVのRNAのMプロテインコード領域151bpを増幅させた。 As primers, Forward ATTCGGCCCCTGCCCACCA (20 bp, SEQ ID NO: 3) and Reverse TGCCACCCAACACGAGGC (18 bp, SEQ ID NO: 4) were used to amplify the M protein coding region 151 bp of the RNA of PRSSV.

RT−PCRの条件は、逆転写反応を45℃5分、初期熱変性処理を95℃10秒、PCRサイクルは95℃5秒、60℃30秒、を1サイクルとして設定し、45サイクル行った。 The conditions for RT-PCR were as follows: reverse transcription reaction at 45 ° C. for 5 minutes, initial heat denaturation treatment at 95 ° C. for 10 seconds, and PCR cycle at 95 ° C. for 5 seconds and 60 ° C. for 30 seconds as one cycle, and 45 cycles were performed. ..

RT−PCRから得られたcDNAの増幅曲線から、ウイルスを捕捉して磁気分離した沈殿画分のCt値とTm値を表3に示す。300倍希釈、1000倍希釈、10000倍希釈したPRRSVと口腔液とから濃縮精製したウイルス量の差は、PCRのサイクル数の差として現れることから、300倍希釈の溶液と1000倍希釈の溶液とのCt値の差は2.3であり、ウイルス量としては4.9倍の差となった。また、1000倍希釈の溶液と10000倍希釈の溶液とのCt値の差は3.22であり、ウイルス量としては9.3倍の差となった。 Table 3 shows the Ct value and Tm value of the precipitate fraction obtained by capturing the virus and magnetically separating it from the amplification curve of the cDNA obtained from RT-PCR. Since the difference in the amount of virus concentrated and purified from PRRSV diluted 300 times, diluted 1000 times, and 10000 times and the oral fluid appears as a difference in the number of PCR cycles, the solution diluted 300 times and the solution diluted 1000 times The difference in the Ct value of was 2.3, and the difference in the amount of virus was 4.9 times. The difference in Ct value between the 1000-fold diluted solution and the 10000-fold diluted solution was 3.22, and the viral load was 9.3 times different.

Figure 0006893644
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単純には、300倍希釈の溶液と1000倍希釈の溶液とのウイルス量の差は3.3倍であり、1000倍希釈の溶液と10000倍希釈の溶液とのウイルス量の差は10倍である。よって、DS25−MSGNPを用いた磁気分離によるウイルス濃縮は、口腔液を含んだ溶液からでも効率よくなされたことが示唆された。 Simply, the difference in the amount of virus between the 300-fold diluted solution and the 1000-fold diluted solution is 3.3 times, and the difference in the virus amount between the 1000-fold diluted solution and the 10000-fold diluted solution is 10-fold. is there. Therefore, it was suggested that virus concentration by magnetic separation using DS25-MSGNP was efficiently performed even from a solution containing oral fluid.

医療機関や農場、畜産場では、想定外のウイルス性疾患の発生が起こりうるが、甚大な被害を防ぐためには微量なウイルスを検出し、未然に流行を防ぐことが求められている。一方で、全ての機関には微量ウイルスを濃縮するための大型機器である超遠心分離機があるわけではなく、従来の検出キットやPCR法では、体液から希薄なウイルスを検出することが困難である。 Unexpected outbreaks of viral diseases can occur in medical institutions, farms, and livestock farms, but in order to prevent enormous damage, it is required to detect trace amounts of viruses and prevent epidemics. On the other hand, not all institutions have an ultracentrifuge, which is a large device for concentrating trace viruses, and it is difficult to detect dilute viruses from body fluids with conventional detection kits and PCR methods. is there.

本発明は、糖鎖とウイルスとの結合性を利用し、第二磁性体を併用することで希薄なウイルス溶液からウイルス粒子を捕捉し、効率良く濃縮出来たことから、動植物のウイルス感染に対する高感度検査に利用可能で、畜産、バイオ、医薬品産業での経済的被害を未然に防ぐことが可能である。 The present invention utilizes the binding property between sugar chains and viruses, and by using a second magnetic substance in combination, virus particles can be captured from a dilute virus solution and efficiently concentrated. Therefore, the present invention is highly resistant to viral infections of animals and plants. It can be used for sensitivity tests and can prevent economic damage in the livestock, bio, and pharmaceutical industries.

Claims (5)

主鎖である炭化水素鎖または炭化水素誘導鎖の一端にアミノ基を備え、他端に硫黄原子を備えるリンカー化合物、糖鎖、および磁性ナノ粒子を有し、
上記アミノ基が上記糖鎖の還元末端と結合し、上記硫黄原子が上記磁性ナノ粒子と結合しており、
上記磁性ナノ粒子は、金および/または銀、並びに第一の磁性体を含有し、さらに、
上記磁性ナノ粒子は、表面が、金および/または銀によって被覆されており、
中心から金および/または銀、上記第一の磁性体、次いで金および/または銀となるコア−シェル−シェル構造を有し、
上記糖鎖は、捕捉対象となるウイルスの表面タンパク質と特異的に相互作用することができることを特徴とする、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子。
It has a linker compound, a sugar chain, and magnetic nanoparticles having an amino group at one end and a sulfur atom at the other end of the main chain hydrocarbon chain or hydrocarbon induction chain.
The amino group is bonded to the reducing end of the sugar chain, and the sulfur atom is bonded to the magnetic nanoparticles.
The magnetic nanoparticles contain gold and / or silver, as well as the first magnetic material, and further.
The surface of the magnetic nanoparticles is coated with gold and / or silver .
It has a core-shell-shell structure consisting of gold and / or silver from the center, the first magnetic material, and then gold and / or silver.
The sugar chain is a sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle, which is characterized by being able to specifically interact with a surface protein of a virus to be captured.
請求項1に記載の糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と、ウイルスを含有する検体とを混和して得られる混和物に磁力を加える工程を含むことを特徴とする、ウイルスの濃縮方法。 A method for concentrating a virus, which comprises a step of applying a magnetic force to an admixture obtained by mixing the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to claim 1 with a sample containing a virus. 上記混和物が、上記糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子よりも平均粒子径が大きい第二の磁性体を含有することを特徴とする、請求項に記載のウイルスの濃縮方法。 The method for concentrating a virus according to claim 2 , wherein the admixture contains a second magnetic substance having a larger average particle size than the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles. 上記第二の磁性体の表面が、シリカで被覆されていることを特徴とする、請求項に記載のウイルスの濃縮方法。 The method for concentrating a virus according to claim 3 , wherein the surface of the second magnetic material is coated with silica. 請求項からのいずれか1項に記載のウイルスの濃縮方法によって濃縮されたウイルスのRNAを、リアルタイム定量的RT−PCRによって増幅させること、または、請求項からのいずれか1項に記載のウイルスの濃縮方法によって濃縮されたウイルスのDNAを、リアルタイム定量的PCRによって増幅させることを特徴とするウイルス検出方法。 Amplify the RNA of the virus concentrated by the method for concentrating the virus according to any one of claims 2 to 4 by real-time quantitative RT-PCR, or according to any one of claims 2 to 4. A virus detection method, which comprises amplifying virus DNA concentrated by the above-described virus concentration method by real-time quantitative PCR.
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