JPH04325091A - Immobilizing nucleic acid to membrane - Google Patents

Immobilizing nucleic acid to membrane

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JPH04325091A
JPH04325091A JP9586191A JP9586191A JPH04325091A JP H04325091 A JPH04325091 A JP H04325091A JP 9586191 A JP9586191 A JP 9586191A JP 9586191 A JP9586191 A JP 9586191A JP H04325091 A JPH04325091 A JP H04325091A
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JP
Japan
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membrane
nucleic acid
solution
nucleic acids
immobilized
Prior art date
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Application number
JP9586191A
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Japanese (ja)
Inventor
Teruichi Miyakoshi
照一 宮越
Yuriko Ikuta
幾田 由里子
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To efficiently immobilize not only a long-chain nucleic acid but also a short-chain nucleic acid to a membrane. CONSTITUTION:A basic acid, a mercapto group-containing compound and a nucleic acid are made to exist on a membrane of cellulose or polyamide-based synthetic resin, etc., and heat-treated at 30-80 deg.C. Since a short-chain nucleic acid can be immobilized to the membrane, a material having a probe for hybridization previously immobilized to a membrane can be prepared to simplify operation of hybridization.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は核酸の、セルロースある
いはポリアミド系合成樹脂膜への固定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for immobilizing nucleic acids onto cellulose or polyamide synthetic resin membranes.

【0002】0002

【従来の技術の問題点】従来、核酸類はいわゆるコロニ
ーハイブリダイゼーション、ドットハイブリダイゼーシ
ョン、サザンハイブリダイゼーション、ノーザンハイブ
リダイゼーションなどの手法により塩基配列の相同性が
調べられている。これらの手法においては、先ず調べら
れる検体の核酸をニトロセルロース、ナイロン、あるい
はポリフッ化ビニリデンからなる膜などに固定し、これ
らの膜に固定された核酸に対してプローブと呼ばれる核
酸が水素結合するか否か、すなわちハイブリダイズする
か否かによって、プローブと同じ配列あるいは相補的な
配列の有無を調べている。
[Problems with the Prior Art] Conventionally, the homology of base sequences of nucleic acids has been investigated by techniques such as so-called colony hybridization, dot hybridization, Southern hybridization, and Northern hybridization. In these methods, the nucleic acid of the sample to be examined is first immobilized on a membrane made of nitrocellulose, nylon, or polyvinylidene fluoride, and a nucleic acid called a probe forms a hydrogen bond with the nucleic acid immobilized on these membranes. The presence or absence of the same or complementary sequence as the probe is determined by whether or not the probe hybridizes.

【0003】これらの方法に於いては検査対象物である
遺伝子等の核酸を所定量得て、それらを膜に固定し、そ
うした上でプローブをこの膜に固定された核酸にハイブ
リダイズさせることが一般的には行われている。
[0003] In these methods, a predetermined amount of nucleic acids such as genes to be tested is obtained, they are immobilized on a membrane, and a probe is then hybridized to the nucleic acids immobilized on the membrane. This is commonly done.

【0004】しかしこの手順で検査を行う場合には、検
査の都度あるいは検査対象毎に、対象とする核酸を膜に
固定することが必要であり、操作が煩雑である。
However, when performing a test using this procedure, it is necessary to immobilize the target nucleic acid on the membrane each time the test is performed or for each test target, and the operation is complicated.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】一方、プローブを膜に
予め固定しておけば、検査の度に核酸を膜に固定する操
作を省くことができ、検査者はハイブリダイゼーション
の操作のみを行えばよくなるので、上記煩雑さは解消さ
れる。
[Problem to be solved by the invention] On the other hand, if the probe is immobilized on the membrane in advance, it is possible to omit the operation of immobilizing the nucleic acid on the membrane each time a test is performed, and the examiner only has to carry out the hybridization operation. As a result, the above-mentioned complications are eliminated.

【0006】しかしこの方法は、通常プローブが短い核
酸鎖により構成されるために、従来行われている方法で
は膜などに固定しにくいので、実現が困難であった。改
良法として、ハイブリダイズ反応に関わらない塩基配列
をプローブに結合させることにより鎖長を長くし、膜に
吸着しやすくする方法が採られている。しかしこのよう
な方法においては酵素反応、あるいは化学合成法による
核酸の伸長反応が用いられるが、操作的にも、時間的に
も、経費的にも必ずしも最上の方法とは言い難い。
[0006] However, this method has been difficult to implement because the probe is usually composed of a short nucleic acid chain, which makes it difficult to immobilize it on a membrane or the like using conventional methods. As an improved method, a method has been adopted in which a base sequence that is not involved in the hybridization reaction is attached to the probe, thereby increasing the chain length and making it easier to adsorb onto the membrane. However, these methods use an enzymatic reaction or a nucleic acid elongation reaction by chemical synthesis, but these methods are not necessarily the best in terms of operation, time, and cost.

【0007】また、加熱などによる固定方法では固定が
不完全であり、1000塩基長程度の長い鎖長の核酸で
あっても30ないし40%程度の核酸が固定されるに過
ぎず、さらに短い核酸にあっては殆ど固定されない。
[0007]Furthermore, fixation by heating or other methods results in incomplete fixation, and even for long nucleic acids of about 1000 bases in length, only about 30 to 40% of the nucleic acids are fixed; In most cases, it is not fixed.

【0008】本発明は、このような従来法の欠点を解消
するために、長い鎖長の核酸のみならず短い鎖長の核酸
であっても膜に効率よく固定する方法を提供し、簡単な
操作によるハイブリダイゼーションを可能にしようとす
るものである。
[0008] In order to overcome the drawbacks of such conventional methods, the present invention provides a method for efficiently immobilizing not only long-chain nucleic acids but also short-chain nucleic acids onto membranes, and which is simple and easy. The aim is to enable manual hybridization.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため鋭意研究を行った結果、塩基性物質及びメ
ルカプト基を有する化合物を使用することによって、核
酸が膜に固定されることを見いだし、本発明に至った。
[Means for Solving the Problems] As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have found that nucleic acids can be immobilized on membranes by using a basic substance and a compound having a mercapto group. We have discovered this and have arrived at the present invention.

【0010】すなわち本発明は、核酸を膜に固定する方
法であって、膜上に塩基性物質、メルカプト基を有する
化合物および核酸を共存させ、30〜80℃の温度で加
熱処理することを特徴とする核酸の膜への固定方法およ
びこの方法で核酸を固定した膜に関するものである。
[0010] That is, the present invention is a method for immobilizing a nucleic acid on a membrane, and is characterized in that a basic substance, a compound having a mercapto group, and a nucleic acid are allowed to coexist on the membrane, and heat treatment is performed at a temperature of 30 to 80°C. The present invention relates to a method for immobilizing nucleic acids on a membrane, and a membrane on which nucleic acids are immobilized using this method.

【0011】以下、本発明について詳細に説明する。 1.使用する膜の種類 本発明において使用される膜は、縮合が可能な官能基を
有する膜であって、塩基性物質、核酸およびメルカプト
基を有する化合物の溶液が浸み込み、付着するための連
続微細気孔を有する三次元網目構造を有する膜が好まし
いが、フィルム状のものであってもよい。例えばセルロ
ース、ポリアミド系合成樹脂を成分として含む膜が好ん
で用いられる。
The present invention will be explained in detail below. 1. Types of Membrane Used The membrane used in the present invention has a functional group capable of condensation, and has a continuous membrane for the solution of basic substances, nucleic acids, and compounds having mercapto groups to permeate and adhere. A membrane having a three-dimensional network structure with fine pores is preferred, but a film-like membrane may also be used. For example, a membrane containing cellulose or polyamide-based synthetic resin as a component is preferably used.

【0012】セルロース膜としては濾紙を、ポリアミド
系合成樹脂膜としてはハイブリダイゼーション用ナイロ
ンメンブレンとして市販されているものを使用すること
ができる。例えば、Photogene膜(BRL社製
)、Hybond N膜(Amersham社製)を挙
げることができる。 2.縮合用試剤 核酸を膜に固定する操作においては、その核酸が溶液で
あることが好ましく、縮合用試剤としては核酸が溶解し
易い環境下、即ち水溶液中での反応に耐える試剤を使用
することが望ましく、水溶性の物質が好適である。
As the cellulose membrane, a filter paper can be used, and as the polyamide synthetic resin membrane, a commercially available nylon membrane for hybridization can be used. Examples include Photogene film (manufactured by BRL) and Hybond N film (manufactured by Amersham). 2. Condensation Reagent In the operation of fixing nucleic acids to a membrane, it is preferable that the nucleic acids be in a solution, and as a condensation reagent, it is preferable to use a reagent that can withstand reaction in an environment where nucleic acids are easily dissolved, that is, in an aqueous solution. Desirably, water-soluble substances are preferred.

【0013】例えば塩基性物質としては水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化マグネシ
ウム、水酸化カルシウムなどの金属水酸化物、Tris
(トリスヒドロキシメチルアミノメタン)、アミルアミ
ン、ピリジンなどのアミン系物質を、好ましくはアルカ
リ金属水酸化物を、メルカプト基を有する化合物として
はジチオスレイトール、ジチオエリスリトール、1,2
−ジメルカプトエタン、1,6−ジメルカプトヘキサン
、1,10−ジメルカプトデカン、3,4−ジメルカプ
トトルエン、ジメルカプトコハク酸等を挙げることがで
きる。
For example, basic substances include metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, magnesium hydroxide, and calcium hydroxide;
(Trishydroxymethylaminomethane), amylamine, pyridine and other amine-based substances, preferably alkali metal hydroxides, and compounds having mercapto groups such as dithiothreitol, dithioerythritol, 1,2
Examples include -dimercaptoethane, 1,6-dimercaptohexane, 1,10-dimercaptodecane, 3,4-dimercaptotoluene, and dimercaptosuccinic acid.

【0014】この際、塩基性物質、およびメルカプト基
を有する物質は核酸に対して0.01以上のモル比の範
囲で使用される。塩基性物質とメルカプト基を有する物
質のモル比は特に問わず、通常、塩基性物質が過剰に用
いられる。 3.リンカー リンカーの使用は本発明に必ずしも必要ではないが、核
酸を膜に固定する際に、塩基性物質、メルカプト化合物
、核酸とともに共存させることにより、核酸の固定量を
増すことができる。
[0014] At this time, the basic substance and the substance having a mercapto group are used in a molar ratio of 0.01 or more to the nucleic acid. The molar ratio of the basic substance to the substance having a mercapto group is not particularly limited, and the basic substance is usually used in excess. 3. Linker Although the use of a linker is not necessarily necessary for the present invention, the amount of nucleic acid immobilized can be increased by coexisting with a basic substance, mercapto compound, and nucleic acid when nucleic acid is immobilized on a membrane.

【0015】リンカーとしては、縮合反応可能な試剤で
あれば使用が可能であり、官能基としてヒドロキシル基
、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基などを有す
る化合物を挙げることができる。
As the linker, any reagent capable of condensation reaction can be used, and examples thereof include compounds having a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, etc. as a functional group.

【0016】これらの官能基の中ではヒドロキシル基が
好んで用いられる。これらの化合物はSラジカルにより
水素が引き抜かれ、ラジカルを発生し、連鎖移動剤とし
て作用し、塩基性物質とメルカプト基を有する物質との
反応により発生するラジカル量を増加させることが可能
になると推定される。
Among these functional groups, hydroxyl groups are preferably used. It is estimated that hydrogen is extracted from these compounds by S radicals, generating radicals, acting as a chain transfer agent, and making it possible to increase the amount of radicals generated by the reaction between a basic substance and a substance having a mercapto group. be done.

【0017】スルホン酸基を有する化合物として、ベン
ゼンジスルホン酸、P−ヒドロキシベンゼンスルホン酸
、P−オキシカルボニルベンゼンスルホン酸を、アミノ
基あるいはポリアミノ基を有する化合物として、ロイシ
ン、グリシンなどのアミノ酸あるいはエチレンジアミン
を、カルボキシル基を有する化合物として、こはく酸、
フタル酸、オキシカルボン酸、グリコールカルボン酸、
P−ヒドロキシ安息香酸、チオ酢酸を、水酸基とともに
アミノ基、あるいは燐酸基を有する化合物として、アミ
ノアルコール、P−ヒドロキシフェニル燐酸を、ヒドロ
キシル基を有する化合物としてはエチレングリコール、
ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、レゾ
ルシン、ハイドロキノン、α−ヒドロキシメチル−P−
クレゾール等の多価アルコールを挙げることができる。
Examples of compounds having a sulfonic acid group include benzenedisulfonic acid, P-hydroxybenzenesulfonic acid, and P-oxycarbonylbenzenesulfonic acid; examples of compounds having an amino group or polyamino group include amino acids such as leucine and glycine, or ethylenediamine. , as a compound having a carboxyl group, succinic acid,
Phthalic acid, oxycarboxylic acid, glycol carboxylic acid,
P-hydroxybenzoic acid, thioacetic acid, amino alcohol, P-hydroxyphenyl phosphoric acid as a compound having an amino group or phosphoric acid group in addition to a hydroxyl group, ethylene glycol, as a compound having a hydroxyl group,
Diethylene glycol, polyethylene glycol, resorcinol, hydroquinone, α-hydroxymethyl-P-
Polyhydric alcohols such as cresol can be mentioned.

【0018】上記の官能基とともにメルカプト基を有す
る化合物、例えば2−メルカプトフェノール等は、縮合
剤であるとともにリンカーにもなり得る。
A compound having a mercapto group in addition to the above functional group, such as 2-mercaptophenol, can serve as a linker as well as a condensing agent.

【0019】これらの化合物の使用量は、固定しようと
する核酸の量、あるいは縮合剤の量によって変えること
ができるが、核酸、縮合剤の各々の量に対して、0.0
1〜1000倍モルの範囲で使用される。好ましくは0
.01〜100倍モル、より好ましくは0.01〜5倍
モルの範囲で使用される。 4.使用する溶媒 上述したように、核酸を膜に固定する操作においては、
核酸を膜に滴下するためにこの核酸が溶液であることが
好ましく、溶媒としては水が好適であるが、塩基性物質
、あるいはメルカプト基を有する化合物の溶解度を高め
ることを目的として他の溶媒を併せて使用することもで
きる。
The amount of these compounds used can be varied depending on the amount of nucleic acid to be immobilized or the amount of condensing agent, but 0.0 to each amount of nucleic acid and condensing agent.
It is used in a range of 1 to 1000 times the mole. Preferably 0
.. It is used in a range of 0.01 to 100 times the mole, more preferably 0.01 to 5 times the mole. 4. Solvents to be used As mentioned above, in the operation of fixing nucleic acids to membranes,
In order to drop the nucleic acid onto the membrane, it is preferable that the nucleic acid is in the form of a solution, and water is suitable as the solvent, but other solvents may be used to increase the solubility of basic substances or compounds having mercapto groups. They can also be used together.

【0020】これらの溶媒としては、メタノール、エタ
ノールなどのアルコール類、トリエチルアミンなどのア
ミン類を挙げることができる。これらの溶媒は使用する
膜を変性させない範囲の種類で使用することができる。 例えば、室温付近の温度では水酸化ナトリウムなどのア
ルカリ金属水酸化物、アミンが使用可能であり、80℃
以上では膜にポリアミド系樹脂を用いる場合にはポリア
ミドの結合が解裂する恐れがあるので水酸化ナトリウム
のような強いアルカリ化合物の使用を避けることが望ま
しい。
Examples of these solvents include alcohols such as methanol and ethanol, and amines such as triethylamine. These solvents can be used in a range that does not denature the membrane used. For example, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and amines can be used at temperatures around room temperature;
In the above case, when polyamide resin is used for the membrane, it is desirable to avoid using strong alkaline compounds such as sodium hydroxide, since there is a risk that the polyamide bonds may be cleaved.

【0021】固定操作においては、溶液に浸しておくな
ど膜を湿った状態に保っていても、あるいは乾燥した状
態においても、核酸を固定することができる。 5.固定化処理の方法 上記試剤を使用して核酸を膜に固定する方法を説明する
[0021] In the fixation operation, nucleic acids can be immobilized even if the membrane is kept in a moist state, such as by immersing it in a solution, or in a dry state. 5. Method of immobilization treatment A method of immobilizing nucleic acids on a membrane using the above reagents will be explained.

【0022】本発明に使用する核酸としては、DNA(
デオキシリボ核酸)、RNA(リボ核酸)のいずれも使
用することが可能であり、核酸の種類による制限はない
[0022] As the nucleic acid used in the present invention, DNA (
Both deoxyribonucleic acid (deoxyribonucleic acid) and RNA (ribonucleic acid) can be used, and there are no restrictions on the type of nucleic acid.

【0023】固定する上では、鎖長による制限は無く、
1塩基長から使用することが可能であるが、ハイブリダ
イゼーションに使用することを前提とするのであれば数
塩基から数千塩基長までの長さの核酸が使用されること
になる。
[0023] There is no restriction on chain length for immobilization;
Although it is possible to use a nucleic acid with a length of 1 base or less, if it is intended to be used for hybridization, a nucleic acid with a length of several bases to several thousand bases will be used.

【0024】核酸を膜に付着させる方法としては、膜の
反対側から吸引しながら核酸溶液を滴下する方法が一般
的であるが、この方法では短鎖の核酸が膜に付着されず
に膜を通過してしまうことがあり、所定量を膜に付着さ
せるには必ずしも好適な方法とは言えない。抜け出ない
ように調整しながらスポットし、無駄の無いようにする
方法が本方法では望ましい。
[0024] A common method for attaching nucleic acids to a membrane is to drip a nucleic acid solution while suctioning it from the opposite side of the membrane, but with this method, short-chain nucleic acids are not attached to the membrane and are removed from the membrane. This is not necessarily a suitable method for attaching a predetermined amount to a membrane. In this method, it is desirable to spot while making adjustments so that it does not slip out, and to avoid waste.

【0025】具体的には、膜をピンセット等で取り上げ
、液を滴下し、所定の大きさにスポットを形成した後に
乾燥させ、再度液を滴下する方法、加熱及び/又は減圧
状態に膜を置きながら極微量の溶液を連続的に滴下する
方法がとられる。
Specifically, the method includes picking up the membrane with tweezers or the like, dropping the liquid, forming a spot of a predetermined size, drying it, and dropping the liquid again, or placing the membrane under heating and/or reduced pressure. However, a method is used in which a very small amount of solution is continuously dropped.

【0026】核酸を膜に吸着させるには、水酸化ナトリ
ウム等の塩基性物質の水溶液、核酸溶液、メルカプト基
を有する化合物の順序、あるいは核酸溶液、塩基性物質
、メルカプト基を有する化合物の順序で滴下する方法、
核酸を塩基性物質と混合して滴下した後、メルカプト基
を有する化合物を滴下する方法、あるいはこの逆の方法
、さらに全てを混合した溶液を滴下する方法のいずれも
採用することができる。
[0026] In order to adsorb the nucleic acid to the membrane, the order of an aqueous solution of a basic substance such as sodium hydroxide, a nucleic acid solution, and a compound having a mercapto group, or a nucleic acid solution, a basic substance, and a compound having a mercapto group is used. How to drip,
Any of the following methods can be adopted: a method in which a nucleic acid is mixed with a basic substance and then added dropwise, and then a compound having a mercapto group is added dropwise therein, or the reverse method is used, or a solution in which all of the components are mixed is added dropwise.

【0027】また、リンカーを使用する際には縮合試剤
によりリンカーを予め結合させておき、上記の方法によ
り核酸を固定することができる。
Furthermore, when using a linker, the linker can be bound in advance with a condensing reagent, and the nucleic acid can be immobilized by the method described above.

【0028】これらの方法の中では、先ず膜に塩基性物
質を付着させ、しかる後に核酸とメルカプト基を有する
化合物を付着させる方法が好ましい。
Among these methods, a method is preferred in which a basic substance is first attached to the membrane, and then a nucleic acid and a compound having a mercapto group are attached.

【0029】縮号反応は室温ないし120℃、好ましく
は室温ないし80℃で、30分以上24時間以下の時間
をかけて行われる。また核酸を付着させた膜を水酸化ナ
トリウム水溶液などの塩基性物質の溶液に浸し、この液
にメルカプト基を有する化合物を添加する方法、あるい
は核酸とメルカプト基を有する化合物を付着させた膜を
水酸化ナトリウム水溶液等塩基性物質の溶液に浸す方法
、さらに核酸と水酸化ナトリウムなど塩基性物質を付着
させた膜をメルカプト基を有する化合物の溶液に浸す方
法も採用することができる。
The condensation reaction is carried out at room temperature to 120°C, preferably room temperature to 80°C, over a period of 30 minutes to 24 hours. Alternatively, a membrane to which a nucleic acid is attached is immersed in a solution of a basic substance such as an aqueous sodium hydroxide solution, and a compound having a mercapto group is added to this solution. A method of immersing the membrane in a solution of a basic substance such as an aqueous sodium oxide solution, and a method of immersing a membrane to which a nucleic acid and a basic substance such as sodium hydroxide are attached in a solution of a compound having a mercapto group can also be adopted.

【0030】これらの場合の溶液量は少なくとも膜を湿
潤状態に保つ程度の量があればよく、膜1cm2当り1
0μlないし500μlの範囲で用いられる。また、水
酸化ナトリウムなど塩基性物質の溶液の濃度は0.01
Mないし10M、メルカプト基を有する化合物の濃度は
この化合物が液体でない場合は0.01Mないし10M
の範囲内で使用され、液体の場合には0.01Mないし
希釈しない状態で使用される。
In these cases, the amount of solution should be at least enough to keep the membrane in a wet state;
It is used in a range of 0 μl to 500 μl. Also, the concentration of a solution of a basic substance such as sodium hydroxide is 0.01
M to 10M, and the concentration of the compound having a mercapto group is from 0.01M to 10M if this compound is not a liquid.
In the case of a liquid, it is used in a range of 0.01M to undiluted.

【0031】従来の固定方法においては、核酸を膜に吸
着させた後に、核酸を膜に固定するために加熱処理ある
いは紫外線照射処理が行われる。本発明においては塩基
性物質を使用し、室温においても進行する縮合反応によ
って核酸を膜に固定するので、敢えて加熱処理あるいは
紫外線照射を必要としないが、これらの方法を併用する
ことにより固定量を増加させ、より確実に固定すること
が可能な場合もある。
In conventional fixation methods, after nucleic acids are adsorbed onto a membrane, heat treatment or ultraviolet irradiation treatment is performed to fix the nucleic acids onto the membrane. In the present invention, a basic substance is used and nucleic acids are immobilized on a membrane through a condensation reaction that proceeds even at room temperature, so heat treatment or ultraviolet irradiation is not necessary. However, by using these methods in combination, the amount of immobilization can be reduced. In some cases, it may be possible to increase the number and secure the fixation more securely.

【0032】例えば、加熱処理あるいは紫外線照射処理
しながら塩基性物質、メルカプト化合物による処理を行
う方法、予め膜に核酸を付着させ加熱処理、紫外線照射
処理を行った後に塩基性物質、メルカプト化合物による
処理を行う方法、塩基性物質、メルカプト化合物による
処理を行った後に、加熱処理あるいは紫外線照射処理を
行う方法をとることができる。
For example, a method in which treatment with a basic substance or mercapto compound is performed while heat treatment or ultraviolet irradiation treatment is performed, or a method in which nucleic acid is attached to the membrane in advance and treatment with a basic substance or mercapto compound is performed after heat treatment or ultraviolet irradiation treatment. Alternatively, after treatment with a basic substance or mercapto compound, heat treatment or ultraviolet irradiation treatment can be used.

【0033】核酸を固定した膜をハイブリダイゼーショ
ンに使用する場合であって、膜に固定する核酸が2本鎖
であるときは、核酸を変性処理しておいてから膜に吸着
させることも可能であり、吸着させてから縮合反応を行
う前に変性させてもよい。
[0033] When a membrane with immobilized nucleic acids is used for hybridization, and the nucleic acids to be immobilized on the membrane are double-stranded, it is also possible to denature the nucleic acids before adsorbing them to the membrane. However, it may be modified after adsorption and before the condensation reaction.

【0034】核酸を膜に固定した後に、膜をTris(
トリスヒドロキシメチルアミノメタン)緩衝液、SSC
緩衝液(コハク酸90mM、塩化ナトリウム0.9M 
 pH7.0)など適当な緩衝液で洗浄することにより
、残存する脱水縮合剤、リンカーなどを膜から取り除く
ことが可能であるので、固定後に、膜に別の核酸を作用
させてもさらに固定されることはない。 6.本発明の方法により核酸を固定した膜の使用法(ハ
イブリダイゼーション) 前述したように、固定処理後に膜を洗浄することが可能
であるので、固定した核酸以外の核酸の非特異的な結合
を排除する必要のある操作、例えばハイブリダイゼーシ
ョンの操作などに、本発明により核酸を固定した膜を使
用することができる。
After fixing the nucleic acids to the membrane, the membrane was coated with Tris(
trishydroxymethylaminomethane) buffer, SSC
Buffer (succinic acid 90mM, sodium chloride 0.9M
By washing with an appropriate buffer such as pH 7.0), residual dehydration condensation agents, linkers, etc. can be removed from the membrane, so even if another nucleic acid is applied to the membrane after fixation, it will not be further immobilized. It never happens. 6. Method of using a membrane on which nucleic acids are immobilized by the method of the present invention (hybridization) As mentioned above, since the membrane can be washed after the fixation treatment, non-specific binding of nucleic acids other than the immobilized nucleic acids can be eliminated. The membrane on which nucleic acids are immobilized according to the present invention can be used for necessary operations such as hybridization operations.

【0035】従来の吸着法による固定では、SDS(ド
デシル硫酸ナトリウム)等ハイブリダイゼーションに使
用する試薬により、膜からの剥離が起こり易く、使用困
難であったしかし、本発明による固定法を用いることに
より、短鎖の核酸であってもこのような剥離は起こり難
くなり、より確実にハイブリダイゼーション操作を行う
ことが出来る。
[0035] In conventional fixation by adsorption, reagents used for hybridization such as SDS (sodium dodecyl sulfate) tend to peel off from the membrane, making it difficult to use. However, by using the fixation method of the present invention, Even with short-chain nucleic acids, such peeling becomes difficult to occur, and hybridization operations can be performed more reliably.

【0036】このハイブリダイゼーションの操作は、一
般に行われる操作であって、例えば、T.  Mani
atisらの方法(T.  Maniatisら、Mo
lecular  Cloning,A  Labor
atory  Manual,ColdSpring 
 Harbor  Laboratory (1982
)  387頁〜389頁)に従い、検査しようとする
核酸の塩基長によりハイブリダイゼーションの温度ある
いは使用する緩衝液の塩の濃度を適宜変えて行う。
This hybridization operation is a commonly performed operation, and for example, T. Mani
The method of T. Maniatis et al.
Regular Cloning, A Labor
Atory Manual, Cold Spring
Harbor Laboratory (1982
), pages 387 to 389), the hybridization temperature or the salt concentration of the buffer used is changed as appropriate depending on the base length of the nucleic acid to be tested.

【0037】例えば、TMAC溶液(50mM  Tr
is−HCl(pH8.0)、3Mテトラメチルアンモ
ニウムクロライド)、2mM  EDTA、5倍濃度の
デンハルト液(1倍濃度は、0.02W/V%フィコー
ル、0.02W/V%ポリビニルピロリドン、 0.0
2W/V%ウシ血清アルブミンを含む水溶液)、0.1
%SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)、100μg/m
lニシン精子変性DNAを含む水溶液中において適宜温
度を変えて行われる。
For example, TMAC solution (50mM Tr
is-HCl (pH 8.0), 3M tetramethylammonium chloride), 2mM EDTA, 5x Denhardt's solution (1x concentration is 0.02W/V% Ficoll, 0.02W/V% polyvinylpyrrolidone, 0. 0
Aqueous solution containing 2W/V% bovine serum albumin), 0.1
%SDS (sodium dodecyl sulfate), 100μg/m
The test is carried out in an aqueous solution containing denatured herring sperm DNA at an appropriate temperature.

【0038】本発明の方法によれば、従来一般に行われ
ているように検査の検体となる核酸を固定し、プローブ
核酸をハイブリダイズさせることに加えて、逆にプロー
ブ核酸を膜に固定し、検体となる核酸をハイブリダイズ
させることも可能となる。
According to the method of the present invention, in addition to immobilizing a nucleic acid to be a test specimen and hybridizing it with a probe nucleic acid, which has been generally done in the past, conversely, the probe nucleic acid is immobilized on a membrane, It also becomes possible to hybridize nucleic acids that serve as specimens.

【0039】また、本発明の方法により核酸を固定した
膜、特にプローブを予め固定した膜を用意しておくこと
により簡便なハイブリダイゼーションの操作が可能にな
る。
Furthermore, by preparing a membrane on which nucleic acids are immobilized, especially a membrane on which probes are immobilized in advance, according to the method of the present invention, a simple hybridization operation becomes possible.

【0040】[0040]

【実施例】以下に本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。
EXAMPLES The present invention will be explained in more detail by way of examples below.

【0041】[0041]

【実施例1】1μlのα32P−dCTP(Amers
ham  life  Products社製、15T
Bq/mmol、470MBq/ml  購入後約1月
の時点で使用)を100μlの10mM Tris−1
mM EDTA溶液(pH7.4)に溶解し、この液の
0.7μ1を0.64cm2のナイロン膜(BRL社、
PhotoGene膜)に滴下した(スポット:直径5
mmの円形)。
[Example 1] 1 μl of α32P-dCTP (Amers
Manufactured by ham life Products, 15T
Bq/mmol, 470MBq/ml Used approximately one month after purchase) and 100μl of 10mM Tris-1
Dissolve in mM EDTA solution (pH 7.4), and transfer 0.7 μl of this solution to a 0.64 cm 2 nylon membrane (BRL Co., Ltd.,
(PhotoGene membrane) (spot: diameter 5
mm circle).

【0042】同所に更に0.1M水酸化ナトリウム水溶
液を1.5μ1滴下し、引続き2重量%の濃度のジチオ
スレイトール水溶液を1.5μ1滴下した。このように
して得た膜を50℃で2時間加熱処理した。
[0042] Further, 1.5 μl of a 0.1M aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise to the same place, followed by 1.5 μl droplet of a dithiothreitol aqueous solution having a concentration of 2% by weight. The film thus obtained was heat treated at 50° C. for 2 hours.

【0043】加熱処理終了後、この膜を6倍濃度のSS
C溶液5m1に浸し5分間室温下で振盪後、溶液を交換
することによる膜の洗浄を3回行った。
After the heat treatment, this film was treated with 6 times the concentration of SS.
After soaking in 5 ml of C solution and shaking at room temperature for 5 minutes, the membrane was washed three times by exchanging the solution.

【0044】洗浄前と洗浄後の膜上の放射活性をサーベ
イメータ(アロカ社製、β(γ)サーベイメータ、TG
S−136型)により測定した。
[0044] Radioactivity on the membrane before and after washing was measured using a survey meter (β(γ) survey meter, TG, manufactured by Aloka).
S-136 type).

【0045】その結果、洗浄前は5000cpm、洗浄
後は300cpmであった。この値からバックグラウン
ド値50cpmを差し引くと放射活性は5%残存してい
ることが明らかになった。
As a result, the concentration was 5000 cpm before washing and 300 cpm after washing. Subtracting the background value of 50 cpm from this value revealed that 5% of radioactivity remained.

【0046】[0046]

【比較例1】実施例1において水酸化ナトリウム水溶液
およびジチオスレイトール水溶液を滴下しない以外は実
施例1と同様に処理し、同様に放射活性を調べた。
[Comparative Example 1] The same procedure as in Example 1 was carried out except that the sodium hydroxide aqueous solution and the dithiothreitol aqueous solution were not added dropwise in Example 1, and the radioactivity was examined in the same manner.

【0047】その結果0.01%が残存していた。As a result, 0.01% remained.

【0048】[0048]

【実施例2】膜としてPhotoGene膜を使用する
代わりにHybondN膜(Amersham社製、ナ
イロン製)を使用した以外は実施例1と同様に処理し、
膜上の放射活性を調べた。その結果、5%が残存してい
た。
[Example 2] The process was carried out in the same manner as in Example 1, except that a HybondN membrane (manufactured by Amersham, made of nylon) was used instead of the PhotoGene membrane.
The radioactivity on the membrane was examined. As a result, 5% remained.

【0049】[0049]

【比較例2】実施例2において水酸化ナトリウム水溶液
およびジチオスレイトールを滴下しない以外は、実施例
2と同様に処理し、同様に放射活性を調べた。その結果
0.01%が残存していた。
[Comparative Example 2] The same procedure as in Example 2 was carried out except that the aqueous sodium hydroxide solution and dithiothreitol were not added dropwise, and the radioactivity was examined in the same manner. As a result, 0.01% remained.

【0050】以上の結果から、塩基性物質およびメルカ
プト基を有する化合物を使用することにより、膜に1塩
基長の核酸(モノヌクレオチド)を結合させることがで
きることがわかった。
From the above results, it was found that by using a basic substance and a compound having a mercapto group, a nucleic acid (mononucleotide) having a length of one base can be bound to a membrane.

【0051】[0051]

【実施例3】膜としてPhotogene膜を使用する
代わりに、セルロース膜(Advantec社製濾紙、
No.5A)を使用した以外は、実施例1と同様に処理
し、膜上の放射活性を調べた。
[Example 3] Instead of using a Photogene membrane as a membrane, a cellulose membrane (filter paper manufactured by Advantec,
No. The membrane was treated in the same manner as in Example 1, except that 5A) was used, and the radioactivity on the membrane was examined.

【0052】その結果、7%が残存していた。As a result, 7% remained.

【0053】[0053]

【比較例3】実施例3において水酸化ナトリウム水溶液
およびジチオスレイトール溶液を滴下しない以外は、実
施例3と同様に処理し、放射活性を測定した。その結果
0.01%が残存していた。
[Comparative Example 3] The same procedure as in Example 3 was performed except that the sodium hydroxide aqueous solution and dithiothreitol solution were not added dropwise, and the radioactivity was measured. As a result, 0.01% remained.

【0054】以上の結果から、膜の素材としてセルロー
スを使用した場合でもナイロンと同様に核酸が結合でき
ることがわかった。
From the above results, it was found that even when cellulose is used as the membrane material, nucleic acids can be bound to it in the same way as nylon.

【0055】[0055]

【実施例4】実施例1において、α32P−dCTPの
代わりに32P−d(T)12〜18を1N水酸化ナト
リウム水溶液に溶解した液を使用した以外は実施例1と
同様に処理した。洗浄前後の放射活性を調べた結果、1
0%が残存していた。
Example 4 The same procedure as in Example 1 was carried out except that a solution prepared by dissolving 32P-d(T)12-18 in a 1N aqueous sodium hydroxide solution was used instead of α32P-dCTP. As a result of examining the radioactivity before and after washing, 1
0% remained.

【0056】なお、d(T)12〜18の5’側OHの
32Pラベルは、T.  Maniatisらの方法(
T.  Maniatisら、Molecular  
Cloning,A  Laboratory  Ma
nual,Cold  Spring  Harbor
  Laboratory  (1982)  396
頁〜397頁)に従い、1μgのd(T)12〜18に
、T4ポリヌクレオチドキナーゼ(宝酒造製)を用いて
、γ−ATP(NEN  Research  Pro
ducts社製)をラベル化剤として、32P付加する
ことにより行った。
Note that the 32P label on the 5' side OH of d(T)12 to 18 is T. The method of Maniatis et al.
T. Maniatis et al., Molecular
Cloning, A Laboratory Ma
nual, Cold Spring Harbor
Laboratory (1982) 396
1 μg of d(T)12-18 was injected with γ-ATP (NEN Research Pro) using T4 polynucleotide kinase (manufactured by Takara Shuzo)
This was carried out by adding 32P using 32P (manufactured by Ducts Inc.) as a labeling agent.

【0057】[0057]

【比較例4】実施例4において1N水酸化ナトリウム水
溶液およびジチオスレイトールを使用しなかった以外は
実施例4と同様に処理した。洗浄前後の放射活性を調べ
た結果、0.2%が残存していた。
Comparative Example 4 The same procedure as in Example 4 was carried out except that 1N aqueous sodium hydroxide solution and dithiothreitol were not used. As a result of examining the radioactivity before and after washing, 0.2% remained.

【0058】以上の結果から、本発明によりモノヌクレ
オチド同様にオリゴヌクレオチドも膜に固定できること
がわかった。
From the above results, it was found that oligonucleotides as well as mononucleotides can be immobilized on membranes according to the present invention.

【0059】[0059]

【実施例5】実施例4と同様にして得られた膜を6×S
SC溶液で洗浄後、0.5%SDS、6×SSC、6×
デンハルト液、ニシン精子変性DNAを100μg/m
lで含む溶液中、37℃で30分振盪しつつ、処理した
。その後、残存する放射活性を調べた結果、膜に滴下し
た放射活性のうち10%が残存していた。
[Example 5] A film obtained in the same manner as in Example 4 was
After washing with SC solution, 0.5% SDS, 6x SSC, 6x
Denhardt's solution, 100 μg/m of herring sperm denatured DNA
The treatment was carried out in a solution containing 1.5 liters of water at 37° C. for 30 minutes with shaking. Thereafter, as a result of examining the remaining radioactivity, it was found that 10% of the radioactivity dropped onto the membrane remained.

【0060】以上の結果から、本発明により膜に固定し
た核酸は、ハイブリダイゼーションの条件によっては膜
から剥離しないことがわかった。
From the above results, it was found that the nucleic acid fixed to the membrane according to the present invention does not peel off from the membrane depending on the hybridization conditions.

【0061】[0061]

【実施例6】実施例4において32P−d(T)12〜
18の代わりにラジオアイソトープでラベルされていな
いd(T)12〜18を使用した以外は実施例4と同様
に処理し、さらに32P−d(A)12〜18を34℃
で6×SSC、0.5%SDS、6×デンハルト液、ニ
シン精子変性DNAを100μg/mlで含む溶液中で
ハイブリダイズさせた。
[Example 6] In Example 4, 32P-d(T)12~
The same procedure as in Example 4 was carried out except that d(T)12-18 not labeled with a radioisotope was used instead of 18, and 32P-d(A)12-18 was further incubated at 34°C.
Hybridization was performed in a solution containing 6x SSC, 0.5% SDS, 6x Denhardt's solution, and herring sperm denatured DNA at 100 μg/ml.

【0062】ハイブリダイゼーション液を除き、さらに
6×SSC溶液中で36℃で5分間づつ2回洗浄した。 このようにして得た膜を増感紙(富士写真フィルム社製
、Hi−Screen  B−2)を併用してX線フィ
ルム(富士メディカルシステムズ  社製、RX−H)
に−78℃で5日間露光させたところ、d(T)12〜
18溶液を滴下した位置に明瞭なシグナルが認められ、
本発明に係る方法によるハイブリダイゼーションが可能
であることがわかった。
[0062] The hybridization solution was removed, and the plate was further washed twice for 5 minutes each at 36°C in 6×SSC solution. The film thus obtained was coated with an X-ray film (RX-H, Fuji Medical Systems Co., Ltd.) using an intensifying screen (Hi-Screen B-2, Fuji Photo Film Co., Ltd.).
When exposed to light at -78℃ for 5 days, d(T)12~
A clear signal was observed at the position where the 18 solution was dropped,
It has been found that hybridization by the method according to the invention is possible.

【0063】なお、d(A)12〜18の5’側OHの
32Pラベルは、d(T)12〜18をd(A)12〜
18に代えた以外は実施例5と同様に行った。
[0063] The 32P label of the 5' side OH of d(A)12-18 is as follows: d(T)12-18.
The same procedure as in Example 5 was carried out except that No. 18 was used.

【0064】[0064]

【実施例7】実施例4と同様に32P−d(T)12〜
18を固定し、6×SSC溶液5m1で5分間づつ2回
洗浄した。その後、32P−d(T)12〜18のTr
is溶液を付着させ、室温で2時間放置した。この膜を
6×SSC溶液5m1で5分間づつ2回洗浄した。洗浄
後の放射活性は1回目の固定時と比較して増減はなかっ
た。
[Example 7] Same as Example 4, 32P-d(T)12~
18 was fixed and washed twice with 5 ml of 6×SSC solution for 5 minutes each. Then, 32P-d(T)12-18 Tr
The IS solution was applied and left at room temperature for 2 hours. The membrane was washed twice with 5 ml of 6xSSC solution for 5 minutes each. There was no increase or decrease in radioactivity after washing compared to the first fixation.

【0065】この結果から、洗浄により塩基性物質等を
除去した後に作用させた核酸は膜に固定されないことが
わかった。
[0065] From this result, it was found that the nucleic acid treated after removing basic substances etc. by washing was not immobilized on the membrane.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明により、短鎖の核酸を確実に固定
することを可能とするだけでなく、一旦固定された核酸
が膜から剥離することを防止することも可能となるため
、ハイブリダイゼーションでのデータを従来法以上に確
実に得ることができるようになる。さらに繰り返しハイ
ブリダイゼーションを行うことも可能となるため、試剤
の効率的な利用、操作の簡略化を達成できる。
[Effects of the Invention] The present invention not only makes it possible to reliably immobilize short-chain nucleic acids, but also prevents the immobilized nucleic acids from peeling off from the membrane, thereby facilitating hybridization. data can be obtained more reliably than conventional methods. Furthermore, since hybridization can be performed repeatedly, efficient use of reagents and simplification of operations can be achieved.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  核酸を膜に固定する方法であって、膜
上に塩基性物質、メルカプト基を有する化合物および核
酸を共存させ、30〜80℃の温度で加熱処理すること
を特徴とする核酸の膜への固定方法。
1. A method for immobilizing nucleic acids on a membrane, which comprises allowing a basic substance, a compound having a mercapto group, and a nucleic acid to coexist on the membrane, and heat-treating the membrane at a temperature of 30 to 80°C. How to fix it on the membrane.
【請求項2】  前記膜がセルロース及び/又はポリア
ミド系合成樹脂を成分として含むことを特徴とする請求
項1記載の核酸の膜への固定方法。
2. The method for immobilizing a nucleic acid onto a membrane according to claim 1, wherein the membrane contains cellulose and/or polyamide-based synthetic resin as a component.
【請求項3】  メルカプト基を有する物質が複数のメ
ルカプト基を同一分子内に含むことを特徴とする請求項
1又は2に記載の核酸の膜への固定方法。
3. The method for immobilizing a nucleic acid on a membrane according to claim 1 or 2, wherein the substance having a mercapto group contains a plurality of mercapto groups in the same molecule.
【請求項4】  前記塩基性物質が金属水酸化物である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の
核酸の膜への固定方法。
4. The method for immobilizing a nucleic acid onto a membrane according to claim 1, wherein the basic substance is a metal hydroxide.
【請求項5】  請求項1〜4のいずれか一項に記載の
方法により核酸を固定した膜。
5. A membrane on which nucleic acids are immobilized by the method according to any one of claims 1 to 4.
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