JPH02119799A - Method for detecting nucleic acid - Google Patents

Method for detecting nucleic acid

Info

Publication number
JPH02119799A
JPH02119799A JP63275927A JP27592788A JPH02119799A JP H02119799 A JPH02119799 A JP H02119799A JP 63275927 A JP63275927 A JP 63275927A JP 27592788 A JP27592788 A JP 27592788A JP H02119799 A JPH02119799 A JP H02119799A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nucleic acid
enzyme
detected
base sequence
labeled
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63275927A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2727600B2 (en
Inventor
Koichi Yamagata
浩一 山形
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP63275927A priority Critical patent/JP2727600B2/en
Publication of JPH02119799A publication Critical patent/JPH02119799A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2727600B2 publication Critical patent/JP2727600B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To rapidly and readily detect a nucleic acid with high sensitivity by hybridizing the nucleic acid having a specific base sequence with an enzyme- labeled probe for hybridization assay and detecting an enzymic reaction product of the labeled enzyme using an electrochemical detector. CONSTITUTION:An enzyme is reacted with a label in hybridization assay to detect a nucleic acid having a specific base sequence. In the process, an enzyme- labeled probe prepared by linking a nucleic acid having a base sequence complementary to the nucleic acid having a specific base sequence to be detected with an enzyme (e.g., an alkaline phosphatase) and a binder, etc., is hybridized with the nucleic acid to be detected in a specimen and the labeled enzyme is enzymically reacted with a substrate (e.g., phenyl phosphate) to detect the product thereof (e.g., phenol) using an electrochemical detector, such as an amperometric detector. Thereby, the target nucleic acid is detected.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は,特定の塩基配列を持つ核酸を検出する方法。[Detailed description of the invention] (b) Industrial application field The present invention is a method for detecting nucleic acids having a specific base sequence.

詳しくは核酸のハイブリダイゼーションを利用する検出
方法に関する。
More specifically, the present invention relates to a detection method using nucleic acid hybridization.

(口)従来技術 検体試料中の目的とする特定の塩基配列を持つ核酸全検
出する方法として核酸のハイブリダイゼーションが利用
されている。この分析法は一本鎖に変性された核酸が適
当な条件下で相補的な塩基配列を含む別の一本鎖の核酸
と配列に特異な水素結合を介してハイプリノドを形成す
る(ハイ7リダイズするンことを利用したものである。
(Example) Prior Art Nucleic acid hybridization is used as a method for detecting all nucleic acids having a specific base sequence of interest in a specimen sample. In this analysis method, a single-stranded nucleic acid forms a hypurinode with another single-stranded nucleic acid containing a complementary base sequence under appropriate conditions through sequence-specific hydrogen bonds (hy7ridized). It takes advantage of the fact that

すなわち、ハイグリダイゼーションアソセイにおいては
,既知の配列を有する核酸をプローブとして用いて,試
料のなかにターゲツトとなる相補的な配列がないかを調
べる。プローブとターゲツトによって形成されたハイブ
リノドに標識を付けることによシ,試料中の相補的配列
の検出及び定量が可能になる。
That is, in hybridization assay, a nucleic acid having a known sequence is used as a probe to examine whether a sample has a complementary sequence that serves as a target. Labeling the hybrid nodes formed by the probe and target allows detection and quantification of complementary sequences in the sample.

ハイブリッドを検出するためにプローブに標識付けをす
る方法の一つは,プローブに放射性同位元素(例えば 
 2Pあるいは I)k結合させることである・しかし
、安全性や安定性また,設備等の問題から最近では非放
射性標識システムの開発が進められている。
One way to label probes to detect hybrids is to label them with radioisotopes (e.g.
2P or I)k bonding. However, due to safety, stability, and equipment issues, non-radioactive labeling systems have recently been developed.

非放射性標識システムとしては、第一のタイプとして、
プローブに直接、共有結合で螢光あるいは化学発光を生
ずる官能基を導入するものである。
The first type of non-radioactive labeling system is
A functional group that produces fluorescence or chemiluminescence is directly introduced into the probe through a covalent bond.

第一のタイプとしては、抗体やビオチンなどの巨大分子
によって認識される部位をプローブに共有結合で導入し
、螢光標識あるいはr+c学発光発光標識巨大分子で認
識し、プローブの存在を検出しようとするものである・
第三のタイプとしては、第−及び第二のタイプのシステ
ムに酵素による増幅作用を利用したものである。
The first type is to covalently introduce a site recognized by a macromolecule such as an antibody or biotin into a probe, and then recognize it with a fluorescent label or an r+c chemiluminescent label macromolecule to detect the presence of the probe. It is something to do.
The third type utilizes the amplification effect of enzymes in addition to the systems of the first and second types.

ハイブリダイゼーションアッセイは、疾患の診断に用い
られることが多くそのため迅速、簡便。
Hybridization assays are often used for disease diagnosis, and are therefore quick and simple.

高感度でしかも放射性同位元素を扱うのに必要な特別の
設備が不要であることが求められている。
There is a need for a method that is highly sensitive and does not require the special equipment required to handle radioactive isotopes.

これらのことから最近では、第三のタイプの非放射性標
識システムの開発が進められている。
For these reasons, a third type of non-radioactive labeling system has recently been developed.

第3のタイプの非放射性システムとしては1例えば、プ
ローブに直接、酵素を共有結合で導入したもの(Ren
z、 M、 、 and Kurz、C−(1984)
 Nucl、 Ac1dsRes、12.3435−3
444 )が知られている。
A third type of non-radioactive system is one in which an enzyme is covalently introduced directly into the probe (Ren
z, M., and Kurz, C. (1984).
Nucl, Ac1dsRes, 12.3435-3
444) is known.

従来から行われている核酸のハイブリダイゼーションア
ッセイの概要は以下に示した通りである。
The outline of conventional nucleic acid hybridization assays is as shown below.

まず、検体試料中の核酸を変性して一本鎖とした後、支
持体である二I−ロセルロース製の膜に80°Cで2n
程度焼伺け、固定する。
First, the nucleic acid in the specimen sample is denatured to become single-stranded, and then 2n
After it has been slightly burnt, fix it.

次に、標識プローブの非特異吸’fTt ’e抑えるた
めにプレハイフリダイゼーションバノファー(例tば、
EDTA、塩rヒナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム
、ポリエチレングリコール、フィコール。
Next, in order to suppress the non-specific absorption of the labeled probe, pre-hybridization vanofur (for example,
EDTA, sodium salts, sodium dodecyl sulfate, polyethylene glycol, Ficoll.

ポリビニルピロリドン、牛血清アルブミン、サケ精子D
NA及びホルムアミドを含むトリス塩酸緩衝液)中でプ
レハイブリダイゼーションを行う。
Polyvinylpyrrolidone, bovine serum albumin, salmon sperm D
Prehybridization is performed in Tris-HCl buffer containing NA and formamide).

プレハイブリダイゼーションは通常37°Cで30組n
程度付うことが多い・ プレハイブリダイゼーションの後、試料の核酸を固定し
た膜を標識プローブを含むハイブリダイゼーションバッ
ファー(プレハイブリタイセーションバッファーと組成
は同じ)中で数11から一晩インキユベートする。
Prehybridization is usually carried out at 37°C with 30 pairs.
After prehybridization, the membrane on which the sample nucleic acid is immobilized is incubated overnight in a hybridization buffer (same composition as the prehybridization buffer) containing a labeled probe.

次いで嘆に固定されている試料の核酸にハイブリダイズ
していない標識フ′ローブを除去するためにドデシル硫
酸すトリウム、クエン酸ナトリウム。
Then add sodium dodecyl sulfate and sodium citrate to remove labeled probes that have not hybridized to the sample nucleic acids that have been fixed.

塩rヒナトリウムを含むl・リス塩酸緩衝液等で洗浄す
る。
Wash with a lithium-hydrochloric acid buffer containing sodium chloride.

洗浄の終わった換を酵素反応によって沈着性色素、可溶
性色素、螢光性物質9発光性物質等を生成する酵素反応
基質を含む緩衝液中でインキ−ベートすると検体試料中
に標識プローブと相補的な配列を持つ核酸が含捷れる場
合にのみ膜が着色。
When the washed solution is incubated in a buffer containing an enzyme reaction substrate that generates precipitable dyes, soluble dyes, fluorescent substances, etc. by enzymatic reaction, complementary substances to the labeled probe are added to the sample sample. The membrane becomes colored only when it contains a nucleic acid with a specific sequence.

あるいは螢光、あるいは発光が観測される。このことに
よシ検体試料の核酸中の特定塩基配列を検出する。
Alternatively, fluorescence or luminescence is observed. In this way, a specific base sequence in the nucleic acid of the specimen sample is detected.

(ハ)発明が解決しようとする課題 しかし、現在十分な感度でしかも迅速、簡便。(c) Problems to be solved by the invention However, currently it is sufficiently sensitive, quick, and simple.

定量的にターゲツトの核酸を検出する非放射性標識シス
テムは確立していない。
A non-radioactive labeling system for quantitatively detecting target nucleic acids has not been established.

この原因は、酵素を迅速、簡便、定量的かつ高感度に検
出するシステムが得られていない75鵠である。
The reason for this is that a system for detecting enzymes quickly, simply, quantitatively, and with high sensitivity has not been available.

酵素ヲ@吊するシステムとしては現在、以下のようなも
のが知られている。1比色法・2沈着色素法。3螢光法
。4生物発光法。5化学発光法。
Currently, the following systems are known as systems for hanging enzymes. 1. Colorimetric method, 2. Deposition pigment method. 3 Fluorescence method. 4 Bioluminescence method. 5 Chemiluminescence method.

これらについて順に問題点を述べる。We will discuss these problems in turn.

1比色法。 現在、最も普及している方法であるが一般
に感度は悪い。1O01Linのアッセイでアルカリフ
ォスファターゼ(以下、 A T、 Pと略する。)は
 200a ttomol (石川栄治ら、「酵素免疫
測定法j p58.1987年、医学書院発行)、β−
D−ガラクトシダーゼば、 IQQ attomol 
(石川栄治ら、「酵素免疫測定法j p58.1987
年、医学書院発行)。
1 Colorimetric method. Although this is currently the most popular method, it generally has poor sensitivity. In the 1001Lin assay, alkaline phosphatase (hereinafter abbreviated as AT, P) was 200a ttomol (Eiji Ishikawa et al., "Enzyme immunoassay j p58. 1987, published by Igaku Shoin), β-
D-galactosidase, IQQ attomol
(Eiji Ishikawa et al., “Enzyme immunoassay j p58.1987
Published by Igaku Shoin).

ペルオキシダーゼは、 5 attomolまでしか検
出できない(Bos 、 E、8.、 van der
 Doeien、A、 A、 、 lan ROOY。
Peroxidase can only be detected up to 5 attomol (Bos, E., 8., van der
Doeien, A., A., lan ROOY.

N、、 5chuurs、 A、W、 M、 : J−
Immunoassay、 2 : 187−204゜
1981)。これに対してNADPを基質とする酵素的
サイクリングを利用する方法ではアルカリフォスファタ
ーゼ(以下、ALPと略する・)ヲ03at t o 
m o l iで検出できる( Johannsson
、A、、 3tanley。
N,, 5chuurs, A, W, M, : J-
Immunoassay, 2: 187-204°1981). On the other hand, a method using enzymatic cycling using NADP as a substrate uses alkaline phosphatase (hereinafter abbreviated as ALP).
It can be detected by m oli (Johannsson
,A., 3tanley.

C,J、 and 5elf、 C,H,: C11n
、Chim、 Acta、 1481119−124、
]9ss)カAbP以外にジアホラーゼ及びアルコール
脱水素酵素を必要としシステムが複雑になるほかこれら
の酵素の安定性及び不純物の混在による酵素反応の阻害
によって検出感度が影響を受けるため実用的ではないな
どの問題がある。
C, J, and 5elf, C, H,: C11n
, Chim, Acta, 1481119-124,
]9ss) In addition to Ka-AbP, it requires diaphorase and alcohol dehydrogenase, making the system complex, and it is not practical because the stability of these enzymes and the inhibition of the enzyme reaction due to the presence of impurities affect the detection sensitivity. There is a problem.

2沈着色素法。 固定されたALPを5−ブロモ−4−
クロロ−3−インドリルフォスフエイl−等を用い検出
する方法(D、A−Knecht、R,L、Dimon
d:Anal、 Biochem、、 136.180
−184 (1984) )等が知られている。捷だ、
沈着色素法を核酸のハイブリダイゼーションに応用し商
品(1−したものとしてはDUPONT社の5NAP 
Hybridization kitがあυ、このki
t f使うと4.QattomolのDNAが検出でき
る( DUPONT 5NAP HYBRIDIZAT
ION SYSTEM TBCNICALDATA 5
HEET )。これらの方法では固定された酵素の周囲
にのみ色素が沈着するため感度は比較的よいが定量的な
測定が行いにくいという問題がある。また読み取シ装置
による自動fヒがしにくい・3螢光法。 一般に比色法
に比べると感度は良く酵素的サイクリングを利用せずに
100=のアッセイで、θ−D−ガラクトシダーゼをQ
、Q 2attomolまで検出できる( Imaga
wa、 M、 、 Hasbida、 S、 、 0h
ta、 Y、 andIshikawa 、 E、 :
 Ann、 CI in、 Biochcm、 + 2
1 : 310−317 +1984 )がこの酵素は
熱に対して不安定々ためハイブリダイゼーションアッセ
イに利用することはできない。
2 Deposition pigment method. The immobilized ALP was converted into 5-bromo-4-
Detection method using chloro-3-indolylphosphate l- etc. (D, A-Knecht, R, L, Dimon
d: Anal, Biochem, 136.180
-184 (1984)) etc. are known. It's Kade.
Products that apply the pigment deposition method to nucleic acid hybridization (5NAP from DUPONT)
Hybridization kit is this kit.
Using t f 4. Qattomol DNA can be detected (DUPONT 5NAP HYBRIDIZAT
ION SYSTEM TBCNICAL DATA 5
HEET). These methods have relatively good sensitivity because the dye is deposited only around the immobilized enzyme, but there is a problem in that it is difficult to perform quantitative measurements. In addition, it uses a 3-fluorescence method that makes it difficult for the automatic f-light to be damaged by the reading device. In general, it is more sensitive than colorimetric methods and can be used to measure θ-D-galactosidase with Q of 100 without using enzymatic cycling
, Q up to 2 attomol can be detected (Imaga
wa, M, , Hasbida, S, , 0h
ta, Y. and Ishikawa, E.:
Ann, CI in, Biochcm, +2
1: 310-317 +1984), but this enzyme cannot be used in hybridization assays because it is unstable to heat.

西洋ワサビペルオキシダーゼは100 mのアッセイで
Q、5 attomolまで検出できる( Zaits
u、 K、 and 0hkura、 Y : Ana
!、 Biochem、 、 109:109−113
.1980 ) 。”&だ、ALPは100ainのア
ッセイで1 attomol まで検出できる。これら
は、ハイブリダイゼーションに用いるには十分な感度で
はない。また、検出器が高価であることも問題である。
Horseradish peroxidase can be detected up to Q, 5 attomol in a 100 m assay (Zaits
u, K, and 0hkura, Y: Ana
! , Biochem, , 109:109-113
.. 1980). ``And ALP can be detected down to 1 attomol in a 100ain assay.These are not sensitive enough to be used in hybridization.Another problem is that the detectors are expensive.

4生物発光法。 ATP 、N ADHなどはルシフェ
ラーゼを利用した生物発光法によって高感度に検出する
ことができ、このATP 、NADHなどの産生を触媒
する酵素も高感度に検出することができる。100ai
++のアッセイでアルコール脱水素酵素及びグルコース
−6−リン酸脱水素酵素ff1o、005attomo
lまで検出している( ’I’anaka、’l(an
d ishikawa。
4 Bioluminescence method. ATP, NADH, etc. can be detected with high sensitivity by a bioluminescence method using luciferase, and enzymes that catalyze the production of ATP, NADH, etc. can also be detected with high sensitivity. 100ai
Alcohol dehydrogenase and glucose-6-phosphate dehydrogenase ff1o, 005attomo in the ++ assay
It has detected up to l('I'anaka,'l(an
d ishikawa.

E、 : Anal、Lett、、 17:2025−
2034.1984 ) ・  しかし。
E,: Anal, Lett,, 17:2025-
2034.1984) ・But.

この方法では検出する酵素の酵素反応生成物であるN 
A、 D Hを検出するために酵素的サイクリングを利
用しなければならずシステムが複雑になり。
In this method, N is the enzymatic reaction product of the enzyme to be detected.
Enzymatic cycling must be used to detect A, DH, making the system complex.

検出するのに時間がかかシ、また。酵素的サイクリング
等で用いる酵素の活性によって感度が大きく影響を受け
ることになり、実用的でないという間順がある。
It also takes time to detect. Sensitivity is greatly affected by the activity of the enzyme used in enzymatic cycling, and this may be impractical.

5化学発光法。 生物発光法と異なり酵素を多用し2な
いためシステムは複雑ではないが現在、十分な感度で酵
素を検出するシステムは確立していない。例えば、ルミ
ノールとH2O2’(i7用いるとペルオキシダーゼk
 5 fg (0,125attomol ) iで検
出できる( Puget * K、 、 Miche 
l5on + A、 M、 and Avrameas
 T3、 : Anal、Biochem−、79:4
47.]977 ) 。Vた。ビス(2,4,6−)リ
クロロフェニ/I/)オキザレート及ヒ8−アニリノナ
フタレン−1−ヌルホン酸ヲ用いてグルコーヌオキシダ
ーゼを30 attomolまで検出している(Δra
kawa、 H,、Maeda、 M、 and Ts
uj i、 A、 : Chem、pllarm、Bu
ll、、30.3036.1982 )。
5 Chemiluminescence method. Unlike the bioluminescence method, the system is not complicated because it does not use many enzymes, but currently no system has been established to detect enzymes with sufficient sensitivity. For example, luminol and H2O2' (peroxidase k when used with i7)
5 fg (0,125 attomol) i (Puget*K, , Miche
l5on + A, M, and Avrameas
T3: Anal, Biochem-, 79:4
47. ]977). V. Glucone oxidase has been detected up to 30 attomol using bis(2,4,6-)lichloropheny/I/)oxalate and 8-anilinonaphthalene-1-nulfonic acid (Δra
kawa, H., Maeda, M., and Ts.
uj i, A, : Chem, plarm, Bu
ll, 30.3036.1982).

以上のような酵素の検出法のうち実用化されて核酸の検
出に用いられているものは比色法、沈着色素法があるが
比色法では感度が問題となシ、沈着色素法では定量性が
間取どなっている3、その他の検出法は上で述べて@た
それぞわの問題点により実用rにに至って々い。
Among the enzyme detection methods mentioned above, the ones that have been put to practical use and are used to detect nucleic acids include the colorimetric method and the deposited dye method, but the colorimetric method does not have a sensitivity problem, and the deposited pigment method does not have a quantitative method. However, other detection methods have not been put into practical use due to the problems mentioned above.

本発明は、以」二のような状況を瀝み、なされたもので
ある。すなわち、醇累を迅速、簡便、定量的かつ高感1
良に検出し、自動fヒしやすいシステムを確立すること
によって、迅速、簡便、定量的かつ高感度にターゲット
の核酸を検W1できるようにすることである。
The present invention has been made to overcome the following two situations. In other words, it is quick, simple, quantitative, and highly sensitive.
The purpose is to enable rapid, simple, quantitative, and highly sensitive detection of a target nucleic acid W1 by establishing a system that can detect it well and easily carry out automatic testing.

に)課題を解決するための手段 本発明は、上記、の課題を解決する手段°として。) means to solve the problem The present invention is a means for solving the above problems.

電気化学検出器を用いて標識酵素を検出することにより
特定の塩基配列を挽つ核酸全検出する方法を供するもの
である。
The present invention provides a method for detecting all nucleic acids in which a specific base sequence is detected by detecting a labeled enzyme using an electrochemical detector.

電気fL学検出器は一般に高感度であり、アンペロメト
リック検出器e組み込んだ高速液体クロマトグラフシス
テムではA T、 Pの酵素反応生成物として考えられ
るフェノ〜/l/をI Q Q ferntomolま
で検出できる( Wehmeycr、に、 R,;Ha
lsall、 H,B、 ; l−11−1eine。
Electrical fL detectors are generally highly sensitive, and high-performance liquid chromatography systems incorporating amperometric detectors can detect up to IQQ ferntomol of pheno~/l/, which is considered to be an enzymatic reaction product of AT, P. Can be done (Wehmeycr, ni, R, ;Ha
lsall, H, B,; l-11-1eine.

W、 R,Cl1n、 Chem、 31 (9) 、
1546−1549(1985) ) 。この際、酵素
反応溶液のうちできるだけ多くをインジェクトしたほう
が感度が上がる。本発明では酵素反応溶液の液量をでき
るだけ減らし、酵素反応で生成した酵素反応生成物をで
きるだけ多くインジェクトすることによって感度を上げ
ようとするものである。
W, R, Cl1n, Chem, 31 (9),
1546-1549 (1985)). At this time, sensitivity increases if as much of the enzyme reaction solution is injected as possible. The present invention aims to increase sensitivity by reducing the volume of the enzyme reaction solution as much as possible and injecting as much of the enzyme reaction product produced by the enzyme reaction as possible.

すなわち、従来法では酵素反応液量は数mlであったが
本発明では酵素反応液量を検出の際にインジェクトする
液量の10倍以下(数μ4)とするものである。
That is, in the conventional method, the amount of the enzyme reaction solution was several ml, but in the present invention, the amount of the enzyme reaction solution is set to be 10 times or less (several μ4) the amount of the solution injected at the time of detection.

また、電気「ヒ学検出高速液体クロマトグラフシステム
を用いることによジフェノール等の酵素反応生成物を高
感度にかつ定量的に検出することができるため酵素的サ
イクリングなどの増幅手段が不要であり、核酸を簡便、
迅速、高感度かつ定量的に検出することができる・ また、このシステムでは沈着色素法と異なシドットのパ
ターンの読み取υなどを必要とせず、自動rヒに適した
システムであると考えられる。
In addition, by using an electric high-performance liquid chromatography system, enzymatic reaction products such as diphenols can be detected with high sensitivity and quantitatively, eliminating the need for amplification methods such as enzymatic cycling. , nucleic acids easily,
Rapid, highly sensitive, and quantitative detection is possible.In addition, this system does not require the reading of the cydot pattern, which is different from the pigment deposition method, and is considered to be a system suitable for automatic detection.

なお本発明で用いられる電’X化学検出器はアンペロメ
トリック検出器もしくは、クーロンメトIJツク検出器
が好ましい。しかし、これに限定されるものではない。
Note that the electron X chemical detector used in the present invention is preferably an amperometric detector or a Coulomb IJ detector. However, it is not limited to this.

また、ハイブリダイゼーンヨンアノセイに用いられる標
識酵素は酵素反応によって酵素反応基質の電電rヒ学的
性質を変rヒさせるもの、もしくは、酵素反応によって
酵素反応溶液の電気rヒ学的性質を変化させるものが好
ましいが。
In addition, the labeled enzyme used for hybridization is one that changes the electrostatic properties of the enzyme reaction substrate through an enzymatic reaction, or one that changes the electrostatic properties of the enzyme reaction solution through an enzymatic reaction. Preferably something that changes.

電気fヒ学検出器を高速液体クロマトグラフシステムに
組み込んだ場合、必ずしも酵素反応基質もしくは酵素反
応溶融の電気rヒ学的性質を変化させる必要はない。ま
た、これらに限定されるものではない。本発明でいう標
識酵素とはプローブに直接結合したものあるいは、プロ
ーブに結合している何らかの標識を認識する巨大分子に
結合したものが好ましいがこれらに限定されるものでは
ない。
When an electrodynamics detector is incorporated into a high performance liquid chromatography system, it is not necessarily necessary to change the electrodynamics of the enzyme reaction substrate or enzyme reaction melt. Moreover, it is not limited to these. The labeled enzyme used in the present invention is preferably one that is directly bound to a probe or one that is bound to a macromolecule that recognizes some kind of label bound to the probe, but is not limited thereto.

(ホ))実施例 以下、実施例に基づき・本発明全具体的に説明する。但
し1本発明は、実施例に限定されるものではない。
(e)) Examples Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on examples. However, the present invention is not limited to the examples.

実施例1 A T、 Pのアンペロメトリック検出器による検出(
1:l A L P溶液の調製 市販の牛小腸由来のA L P k 50mM炭酸−ナ
トリウム緩#液(pH9,8)(以下、CB緩衝液と略
する。)で希釈し、 0.0.1.0.5.1 、5 
、]0゜50.10G attOmoI/]0μ6とし
た。
Example 1 Detection of AT, P by amperometric detector (
Preparation of 1:l ALP solution: Dilute with commercially available 50mM soft sodium carbonate-sodium solution (pH 9.8) (hereinafter abbreviated as CB buffer) derived from bovine small intestine to 0.0. 1.0.5.1 , 5
,]0°50.10G attOmoI/]0μ6.

(2) A T、 Pの酵素反応 (])で調製したALP溶液】Oμ4を1mMのフェニ
ルフォスフエイトおよび15mMの過塩素酸マグネシウ
ムを含むCBM衝液1O0μ4に加え、37°Cで1h
インキユベートした。反応後、直ちに氷冷し。
(2) ALP solution prepared by AT, P enzyme reaction (]) was added to 100μ4 of CBM solution containing 1mM phenyl phosphate and 15mM magnesium perchlorate, and incubated at 37°C for 1 h.
Incubated. After reaction, immediately cool on ice.

1 ttlJ (D O,75M リン酸Nt2及び、
 20p(1(D 0.2M E DTA、−2Naを
加えて酵素反応を停止させた。
1 ttlJ (D O, 75M phosphate Nt2 and
The enzymatic reaction was stopped by adding 20p(1(D 0.2M EDTA, -2Na).

(3)アンペロメトリック検出器によるフェノールの検
出 (2)の酵素反応によって生成したフェノ−/l/全第
1図に示すアンペロメトリック検出器を組み込んだ高速
液体クロマトグラフシステムによって検出した。カラム
i S H]、、 M −PΔCK  ODS内径4.
6fl長さ5Qm、力7ム温度i40’c、移動相;0
1Mカリウム−リン酸緩衝液(pH6,8):メタ/−
/l/=4 : J 、流速; 1.0 m67諺m 
、検出電位;0.8()V  vs、Ag/A+<(J
! 、検出温度:・10°C,インジエク)iilOμ
e1以上のような条件で分析し。
(3) Detection of phenol using an amperometric detector The amount of phenol produced by the enzymatic reaction in (2) was detected using a high performance liquid chromatography system incorporating an amperometric detector as shown in FIG. Column i SH],, M -PΔCK ODS inner diameter 4.
6fl length 5Qm, power 7mm temperature i40'c, mobile phase; 0
1M potassium-phosphate buffer (pH 6,8): meta/-
/l/=4: J, flow rate; 1.0 m67 m
, detection potential; 0.8()V vs, Ag/A+<(J
! , Detection temperature: ・10°C, Injiek)iiiOμ
Analyze under conditions such as e1 or higher.

ALP量が(l attomolの反応液で得られたク
ロマトグラムをベースラインとして3門付近に現れるピ
ークのピーク電流1ifj k読み取り、グラフにプロ
ットすると第2図のようになった。すなわち、このシス
テムを用いることによってQ、l attomol i
でのALPが検出できた。捷た。このシステムにおいて
は、インジェクト量t100tillまで増やすことが
できるのでA L P f O,0] attomol
  まで検出することができることになる・ すなわち、酵素反応を1回行うだけであるため。
Using the chromatogram obtained with a reaction solution with an ALP amount of (l attomol) as a baseline, the peak current 1ifj k of the peak appearing near the 3 gates was read and plotted on a graph as shown in Figure 2.In other words, this system By using Q, l attomol i
ALP could be detected. I cut it. In this system, the injection amount can be increased up to t100till, so A L P f O,0] attomol
In other words, the enzymatic reaction only needs to be performed once.

時間が1h1.、かかからず、1だ操作も簡便で定量性
もありしかも高感度である。
The time is 1h1. It does not require much time, the operation is simple, it is quantitative, and it is highly sensitive.

実施例2 (])M]3プライマー(5°−()TAAAACGA
CGGCCAGT−3’ )のALP標識 M]3プライマー(5°−()TAAAACGACGG
CCAGT−3’ )のALP標識は、多田ら、特願昭
63−191087号に記載されている方法に従った。
Example 2 (])M]3 primer (5°-()TAAAACGA
CGGCCAGT-3′) ALP-labeled M]3 primer (5°-()TAAAACGACGG
ALP labeling of CCAGT-3') was carried out according to the method described in Tada et al., Japanese Patent Application No. 191087/1987.

すなわち9M]3プライマーの5゛位へリン酸残基を導
入し、さらにシスタミンと反応させ、リン酸残基にシス
タミン残基を導入し。
That is, a phosphoric acid residue was introduced into the 5' position of the 9M]3 primer, and further reacted with cystamine to introduce a cystamine residue into the phosphoric acid residue.

H2N−(CH2)2−8 5−(CH2)2−NH−
P−05° (M13プライマー)3゛ さらにジチオヌレイトールを用いて還元し末端がチオー
ル基に変換されたM]3プライマーを得た。
H2N-(CH2)2-8 5-(CH2)2-NH-
P-05° (M13 primer) 3゛An M]3 primer whose terminal end was converted to a thiol group by further reduction using dithionuretol was obtained.

H8−(CH2)2−NH−P−0 53゛ また、ALPと25倍相当量の5PDPとを反応させ、
 A T、 Pに2−ピリジルジスルフィド基金導入し
た。
H8-(CH2)2-NH-P-0 53゛Also, by reacting ALP with 25 times the amount of 5PDP,
A 2-pyridyl disulfide foundation was introduced into AT and P.

(2)これらの工程によって得られた5゛末端がチオー
ル基に変換されたM13プライマーと2−ピリジルジス
ルフィド基を導入したALPを反応させ。
(2) The M13 primer whose 5' end obtained by these steps was converted into a thiol group was reacted with ALP into which a 2-pyridyl disulfide group was introduced.

A T、 P標識したM]3ブライマーを得た。AT, P-labeled M]3 primer was obtained.

ALP  NHCo  (CH2)2  S  5−(
CH2)2−NHP−053′ (3)M]3m1)8−重鎖77−ジDNAとALP標
識M13プライマーとのハイブリダイゼーシヨンM13
mp8−重鎖77−ジDN&(約7000bp)f:T
B緩衝液(pH7,5、]OmM Tris−CI 、
 1mM EDTA)で段階希釈し、−辺5fiの正方
形に切ったナイロン膜に1111ずつ0.0.5.5 
、50.5005QQ(l attomolのM13m
l)8−重鎖ファージDNAをドツトした。風乾後、5
mUV照射しDNA′f:固定した。この膜を96穴プ
レートに固定し、各室’F−5w/ v%スキムミルり
水溶液全1フ0μl加えマイクロプレートミキサー上で
室温、30i振とうした。スキムミルり溶1’lf’を
捨てた後再びスキムミlレク溶iv’1170μe 加
えマイクロプレートミキサー上で室温、30w振とうし
た。その後、スキムミルり溶液を捨てリン酸緩衝生理食
塩水(PBSと略する。)を各室に170μβずつ加え
マイクロプレートミキサー上で1m振とうし、膜を洗浄
した。さらにこの洗浄操作を1回繰り返した。
ALP NHCo (CH2)2 S 5-(
CH2) 2-NHP-053' (3)M]3m1) Hybridization of 8-heavy chain 77-di DNA and ALP-labeled M13 primer M13
mp8-heavy chain 77-diDN & (approximately 7000 bp) f:T
B buffer (pH 7,5,] OmM Tris-CI,
Serial dilution with 1mM EDTA) and 0.0.5.5 in 1111 increments were applied to a nylon membrane cut into squares with -5fi sides.
, 50.5005QQ(l attomol M13m
l) 8-heavy chain phage DNA was dotted. After air drying, 5
DNA'f: was fixed by mUV irradiation. This membrane was fixed in a 96-well plate, and 0 μl of a total of 1 F-5 w/v% skimmed aqueous solution was added to each chamber and shaken for 30 i at room temperature on a microplate mixer. After discarding the skim mill solution 1'lf', 1170μe of skim mill solution iv'1 was added again, and the mixture was shaken at room temperature on a microplate mixer at 30W. Thereafter, the skim milling solution was discarded, and 170 μβ of phosphate buffered saline (abbreviated as PBS) was added to each chamber and shaken for 1 m on a microplate mixer to wash the membrane. This washing operation was further repeated once.

次に各室にプレハイブリダイゼーション溶液(4XS 
ET 、 0.04W/V% B S A 、 0.0
4W/V%Pv p 、 0.04W/V%フィコー)
Iy 、 5 w/v%ポリエチレングリ:? −/L
/ ; 0.1 w/v%8DS)k170μβずつ加
え、マイクロプレートミキサー上で40°C、15UI
+振とうした・ プレハイブリダイゼーション溶液を捨てた後(1)で調
製したALP標識プローブを0.6 pmo l / 
ml含むハイブリダイゼーション溶液(その他の!ll
l成はプレハイブリダイゼーション溶液と同じ。)k1
70μβずつ加えマイクロプレートミキサー上で40 
’C・30i振とうしハイブリダイゼーションを行った
・ その後、1XSSC,0,2%SDS溶液170μlず
つを用いてマイクロプレートミキサー上で室温。
Next, add prehybridization solution (4XS) to each chamber.
ET, 0.04W/V% BSA, 0.0
4W/V%Pv p, 0.04W/V% Ficot)
Iy, 5 w/v% polyethylene glycol:? -/L
/; 0.1 w/v%8DS)k170μβ each, 40°C on a microplate mixer, 15UI
+ Shake. After discarding the prehybridization solution, add 0.6 pmol/ALP-labeled probe prepared in (1).
Hybridization solution (other!ll) containing ml
The composition is the same as the prehybridization solution. )k1
Add 70 μβ at a time and place on a microplate mixer for 40
'C 30i shaking hybridization was performed at room temperature on a microplate mixer using 170 μl each of 1X SSC, 0.2% SDS solution.

1醐を2回、 40 °C、5制金1回、室温、1酬を
2回振とうしながら膜を洗浄した。次に氷冷した1X8
sc溶液170μaずつを用いてマイクロプレートミキ
サー上で1腓、2回振とうしながら膜を洗浄した・続い
て氷冷した1、5mMの過塩素酸マグネシウムを含むC
B緩衝液170μβずつ金片いてマイクロプレートミキ
サー上で1馴、2回振とうしながら膜を洗浄した。
The membrane was washed with shaking: twice at 40°C, once at 5°C, and twice at room temperature. Next, ice-cold 1X8
The membrane was washed with 170 μa of sc solution on a microplate mixer, shaking once and twice, followed by ice-cooled C containing 1.5 mM magnesium perchlorate.
The membrane was washed with 170 μβ of buffer B while shaking once and twice on a microplate mixer.

膜をそれぞれ1.5mlのサンプリングチー−ブに移し
替え、1mMのフェニルフォスフエイト及ヒ1.5mM
の過塩素酸マグネシウムを含むCB緩衝液を100μe
ずつ加え、37°C,1hインキユベートした。
Transfer each membrane to a 1.5 ml sampling tube and add 1 mM phenylphosphate and 1.5 mM
100 μe of CB buffer containing magnesium perchlorate
and incubated at 37°C for 1 hour.

その後、直ちに氷冷し、それぞれにO,15M!Jン酸
!5μ/、0.2MEDTA−2Na水溶液20p(I
f加え酵素反応を停止させた。
After that, immediately cool it on ice and give each one O, 15M! J acid! 5 μ/, 20 p of 0.2 MEDTA-2Na aqueous solution (I
f was added to stop the enzyme reaction.

酵素反応によって生成したフェノールを検出するために
各反応液から10μeずつ第1図に示したアンペロメト
リック検出器ヲ組み込んだ高速液体クロマトグラフシス
テムのオートインジェクターからインジェクトした。分
析条件ば、カラム;S I−I I M −P A C
K  OD S内径4.6 ff長さ50m。
In order to detect phenol produced by the enzymatic reaction, 10 μe of each reaction solution was injected from an autoinjector of a high performance liquid chromatography system equipped with an amperometric detector shown in FIG. Analysis conditions: Column: SI-IIM-PAC
K OD S inner diameter 4.6 ff length 50 m.

カラム温度;40°C9移動相;01Mカリウム−リン
酸緩衝液(pH6,8) :メタノールー4.1流速;
 l Q mJ/mi 、検出電位; 0.80V v
s、 Ag/AgC4検出温度;40°Cである。固定
したDNA量がOattomolであるものから得られ
たクロマトグラムをベースラインとして3 mix付近
に現れるピークのピーク電流[を読み取り・グラフにプ
ロットすると第3図のようになった・すなわち、このシ
ステムを用いることによって5 Q Q attomo
lまでのM13mp8−ホーDNAを検出できた・ (へ)効果 本発明によシ次の効果を生ずる。
Column temperature: 40°C9 Mobile phase: 01M potassium-phosphate buffer (pH 6,8): methanol-4.1 flow rate;
l Q mJ/mi, detection potential; 0.80V v
s, Ag/AgC4 detection temperature; 40°C. Using the chromatogram obtained from the fixed DNA amount of Oattomol as the baseline, the peak current of the peak that appears around 3 mix was read and plotted on a graph as shown in Figure 3.In other words, this system By using 5 Q Q attomo
The present invention has the following effects.

(1)核酸を高感度に検出できる。(1) Nucleic acids can be detected with high sensitivity.

(2)核酸を定量性よく検出できる。(2) Nucleic acids can be detected quantitatively.

(3)核酸を迅速に検出できる。(3) Nucleic acids can be detected rapidly.

(4)核酸を簡便に検出できる。(4) Nucleic acids can be detected easily.

(5)醇素的サイクリング等の増幅手段が不要であるた
め必要な試薬の種類が少なくて済む。
(5) Since no amplification means such as chemical cycling is required, fewer types of reagents are required.

(6)電気化学検出器は螢光検出aH等に比べ機構が簡
単であシシステム?小型rヒし易く、また、安価にする
ことができる。
(6) Does an electrochemical detector have a simpler mechanism than a fluorescence detection aH system? It is small, easy to install, and can be made inexpensive.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は1本発明に係る方法を実施するための高速液体
クロマトグラフシステム図、第2図は。 本発明の方法によるALPの検出特性図、第3図は9本
発明の方法によるM13mp88 S DN Aの検出
特性図である。
FIG. 1 is a diagram of a high performance liquid chromatography system for carrying out the method according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram of a high performance liquid chromatograph system for carrying out the method according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the detection characteristics of ALP according to the method of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the detection characteristics of M13mp88 S DNA according to the method of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ハイブリダイゼーションアッセイの標識に酵素を用
いて特定の塩基配列を持つ核酸を検出する核酸検出方法
において、 前記標識酵素を酵素反応させてその生成物を電気化学検
出器を用いて検出することを特徴とする核酸の検出方法
。 2、請求項1の検出方法において、標識酵素の酵素反応
に用いる酵素反応溶液の液量を検出の際にインジェクト
する液量の10倍以下としたことを特徴とする核酸の検
出方法。
[Claims] 1. In a nucleic acid detection method in which a nucleic acid having a specific base sequence is detected using an enzyme as a label in a hybridization assay, the labeled enzyme is subjected to an enzymatic reaction and the product is detected using an electrochemical detector. 1. A method for detecting a nucleic acid, characterized in that the method comprises: 2. The method for detecting nucleic acids according to claim 1, characterized in that the volume of the enzyme reaction solution used for the enzymatic reaction of the labeled enzyme is 10 times or less the volume of the solution injected during detection.
JP63275927A 1988-10-31 1988-10-31 Nucleic acid detection method Expired - Lifetime JP2727600B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63275927A JP2727600B2 (en) 1988-10-31 1988-10-31 Nucleic acid detection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63275927A JP2727600B2 (en) 1988-10-31 1988-10-31 Nucleic acid detection method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02119799A true JPH02119799A (en) 1990-05-07
JP2727600B2 JP2727600B2 (en) 1998-03-11

Family

ID=17562366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63275927A Expired - Lifetime JP2727600B2 (en) 1988-10-31 1988-10-31 Nucleic acid detection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2727600B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6682648B1 (en) 1997-08-12 2004-01-27 University Of Southern California Electrochemical reporter system for detecting analytical immunoassay and molecular biology procedures
WO2011158736A1 (en) * 2010-06-15 2011-12-22 株式会社マイクロブラッドサイエンス Method for high-speed and high-sensitivity molecule detection/quantification via charge measurement using power generation enzyme, and detection part and device to be used for the method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6682648B1 (en) 1997-08-12 2004-01-27 University Of Southern California Electrochemical reporter system for detecting analytical immunoassay and molecular biology procedures
WO2011158736A1 (en) * 2010-06-15 2011-12-22 株式会社マイクロブラッドサイエンス Method for high-speed and high-sensitivity molecule detection/quantification via charge measurement using power generation enzyme, and detection part and device to be used for the method
JP2012021972A (en) * 2010-06-15 2012-02-02 Daiichikosho Co Ltd High speed and high sensitivity molecule detection determination method using power generating enzyme in electric charge measurement, and detection part and device used for the method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2727600B2 (en) 1998-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4383031A (en) Homogeneous chemiluminescent specific binding assay
EP0027036B1 (en) Assay method using enzymes as labeling substances
JPS5942454A (en) Homogeneous immunity analyzing method and reagent for analyzing hapten or antigen in liquid
US5011770A (en) DNA detection method
US4492751A (en) Heterogenous specific binding assay employing an enzyme substrate as label
CA2742025C (en) Method for increasing and regulating light emission from a chemiluminescent reaction
US5273882A (en) Method and kit for performing nucleic acid hybridization assays
RU2199125C2 (en) Luciferase-labeled antibody and method for producing it, method and set for carrying out specific binding analysis
US5108893A (en) Use of oxidase enzyme systems in chemiluminescent assays
US5641630A (en) Method and kit for performing nucleic acid hybridization assays
US4963658A (en) DNA detection method
US5672475A (en) Mixed luminescent conjugate test
US4629688A (en) Homogeneous specific binding assay method
JPS59178362A (en) Method of detecting body to be tested
US4791055A (en) Homogenous specific binding assay reagent system and labeled conjugates
JPH02119799A (en) Method for detecting nucleic acid
JPH04265859A (en) Enzyme immunoassay
JPH0847399A (en) Method for measuring bioluminescence
US6159699A (en) Enzyme linked chemiluminescent assay
Maeda et al. Chemiluminescent assay of various enzyme activites and its application to enzyme immunoassays
Bannister et al. Development of amperometric biosensors for enzyme immunoassay
EP0398920A1 (en) Enzyme labelled biochemical assay for two analytes
JP4478231B2 (en) Method for stabilizing bioluminescent reagents
JPH02119800A (en) Method for detecting nucleic acid
Brown Validation of a Deployable Proteomic Assay for the Serological Screening of Sexual Assault Samples