JPH05123196A - 固定化相補dnaまたはrnaを用いるdnaまたはrna断片の測定方法 - Google Patents

固定化相補dnaまたはrnaを用いるdnaまたはrna断片の測定方法

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JPH05123196A
JPH05123196A JP4920491A JP4920491A JPH05123196A JP H05123196 A JPH05123196 A JP H05123196A JP 4920491 A JP4920491 A JP 4920491A JP 4920491 A JP4920491 A JP 4920491A JP H05123196 A JPH05123196 A JP H05123196A
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JP
Japan
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dna
rna
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base sequence
complementary
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JP4920491A
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Makoto Tsuruoka
誠 鶴岡
Masao Karube
征夫 軽部
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Toyobo Co Ltd
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Toyobo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 蛍光偏光法によるDNAまたはRNA断片
の測定法において、測定感度および信頼性の向上を計
る。 【構成】 (1)蛍光標識された1本鎖DNAまたは
RNAプローブと(2)検体中のDNAまたはRNA
を、(3)該1本鎖DNAまたはRNAと相補的な塩基
配列を含むDNAまたはRNAを固定化担体に結合させ
た固定化試薬と競合反応させて、2本鎖DNAまたはR
NAを形成させ、2本鎖形成前の蛍光偏光度と2本鎖形
成後の蛍光偏光度との変位を測定して、検体中のDNA
またはRNAに存在する該1本鎖DNAまたはRNAプ
ローブに対応する塩基配列を測定する。 【効果】 蛍光標識されたDNAまたはRNAと測定
対象と相補的な塩基配列を含む固定化DNAまたはRN
Aとの相補的結合反応による実効的な分子量変化が大き
いため、蛍光偏光度の変化が大きくなり、測定感度およ
び信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蛍光偏光法によるDN
AまたはRNA断片の測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】蛍光偏光法によるDNAまたはRNA断
片の測定法においては、測定のための試薬として、蛍光
標識された測定対象と同一の塩基配列を含むDNAまた
はRNAおよび測定対象に対して相補的な塩基配列を含
むDNAまたはRNAを用いる競合方法がある(特開昭
2−75958号公報参照)。この方法においては、蛍
光標識された測定対象と同一の塩基配列を含むDNAま
たはRNA(蛍光標識DNAまたはRNAと呼ぶ)、測
定対象に対して相補的な塩基配列を含むDNAまたはR
NA(相補DNAまたはRNAと呼ぶ)および測定対象
DNAまたはRNAを混合させ、蛍光標識DNAまたは
RNAと相補DNAまたはRNAとが、相補的に結合す
る際の蛍光偏光度の変化を測定することにより、測定対
象DNAまたはRNAを測定する。(図2参照)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この方法では、蛍光偏
光度の変化は、蛍光標識DNAまたはRNAが相補DN
AまたはRNAと結合する際の実効的な分子量の変化に
対応している。したがって、蛍光標識DNAまたはRN
Aと相補DNAまたはRNAの分子量に大きな差がない
場合には、蛍光偏光度の変化は小さい。そのために、こ
の測定法の感度および信頼性は低いものとなる。この問
題を解決するためには蛍光偏光度の変化を大きくすれば
よいが、このためには相補DNAまたはRNAの分子量
を蛍光標識DNAまたはRNAの分子量に対して充分に
大きくする必要がある。すなわち、相補DNAまたはR
NAを長鎖にする必要がある。しかし、このような相補
DNAまたはRNAを準備することは、通常、困難であ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1)蛍光標
識された1本鎖DNAまたはRNAプローブと(2)検
体中のDNAまたはRNAを、(3)該1本鎖DNAま
たはRNAと相補的な塩基配列を含むDNAまたはRN
Aを固定化担体に結合させた固定化試薬と競合反応させ
て、2本鎖DNAまたはRNAを形成させ、該2本鎖形
成前の蛍光偏光度と該2本鎖形成後の蛍光偏光度との変
化を測定することにより、検体中のDNAまたはRNA
に存在する、上記1本鎖DNAまたはRNAプローブに
対応する塩基配列を測定することを特徴とする固定化相
補DNAまたはRNAを用いるDNAまたはRNA断片
の測定方法である。
【0005】本発明における(1)蛍光標識された1本
鎖DNAまたはRNAプローブとは、測定対象のDNA
またはRNAと同一の塩基配列を有するDNAまたはR
NAに標識物質として蛍光物質を結合させたDNAまた
はRNA(以下、蛍光標識DNAまたはRNAと呼ぶ)
である。蛍光物質としては、例えばフルオレセインイソ
チオシアネート、テトラメチルローダミンイソチオシア
ネートなどがある。DNAまたはRNAに蛍光物質を結
合させる方法としては、例えばチオカルバミド結合など
の共有結合によるものがある。
【0006】本発明における(2)検体中のDNAまた
はRNAとは、例えば血清、尿、各種培養液などの測定
検体における細菌、ウイルスなどのDNAまたはRN
A、また組織細胞やそれらの遊離DNAまたはRNAな
どがある。
【0007】本発明における(3)該1本鎖DNAまた
はRNAと相補的な塩基配列を含むDNAまたはRNA
を固定化担体に結合させた固定化試薬(以下、固定化相
補DNAまたはRNAと呼ぶ)とは、上記(1)蛍光標
識された1本鎖DNAまたはRNAにおける1本鎖DN
AまたはRNAと相補的な塩基配列を含むDNAまたは
RNAを固定化担体に固定化することにより用意され
る。固定化担体としては、ポリスチレン、ナイロンなど
の合成樹脂のビーズ、ラテックス粒子、ガラスビーズや
Au,Agなどの金属微粒子などを用いることができ
る。またタンパク質などの高分子物質を用いることもで
きる。本発明の固定化担体の分子量は、上述の蛍光偏光
法の原理に基づき、相補DNAまたはRNAの分子量が
蛍光標識DNAまたはRNAの分子量に対して充分に大
きくなるように選択される。固定化担体の分子量は蛍光
標識DNAまたはRNAの分子量より5倍以上であるこ
とが好ましい。粒子などの固定化担体の分子量は、厳密
には定義できないが、この場合には粒子の担体1個の平
均質量にアボガドロ数をかけたものと定義する。また、
固定化担体は必ずしも球状でなくてもよく、線状や板状
でもよい。
【0008】例えば、粒径15nmの銀微粒子は、分子
量に換算するとおよそ1×107 の物質であり、例えば
300塩基対を有する測定対象DNAまたはRNAの分
子量(約9万)に対して約100倍である。したがっ
て、この測定対象と全く同一の塩基配列をもつ蛍光標識
DNAまたはRNAと上記担体を用いた固定化相補DN
AまたはRNAが相補的に結合した場合、実効的な分子
量の変化は、約100倍である。これは蛍光偏光法によ
って測定を行う場合に充分な値である。
【0009】DNAまたはRNAを固定化担体に結合さ
せる方法としては、吸着法、共有結合法、アビジンとビ
オチンとの特異的結合を利用する方法などがある。
【0010】本発明の測定法に使用する蛍光偏光測定装
置の一例を図3に示す。ここで測定の原理について簡単
に説明すると、図3において、光源11から出る光はフ
ィルター12によって試薬に含まれる蛍光物質の励起波
長に濾光され、偏光板13によって偏光される。この励
起波長の偏光は、測定物質(サンプル)を入れたセル1
4に投射され、サンプル中の蛍光物質を励起する。励起
された蛍光物質は、物質に応じた波長の蛍光を発する
が、この際ブラウン運動の激しさに対応して、該蛍光は
偏光の分散を起こす。該蛍光はその波長を透過するフィ
ルター15を透過し、偏光板16を透過し、光検知器1
7によって電気信号に変換される。偏光板16を回転す
ることにより、サンプルの蛍光に対して励起偏光と同じ
向きの偏光成分Iaとこれと垂直の偏光成分Ibを求め
る。これらの値を用いて、次の示すサンプルの蛍光偏光
度Pが求められる。
【0011】
【数1】
【0012】この場合、蛍光物質または蛍光物質を結合
している物質のブラウン運動が激しいほど、励起偏光と
垂直な向きの偏光成分Ibは、これと平行の偏光成分I
aに比して大きくなり、すなわちPは小さくなる。
【0013】本発明では、サンプルセル(図3の14)
に蛍光標識DNAまたはRNAを含む溶液を入れ、測定
対象DNAまたはRNA断片を含む溶液を加え、続いて
固定化相補DNAまたはRNAを含む溶液を加える。た
だし、これらの3種の溶液を加える順序は限定しない。
加える蛍光標識DNAまたはRNAおよび固定化相補D
NAまたはRNAの濃度は、測定対象DNAまたはRN
Aの測定濃度範囲に応じて適切に選定される。
【0014】本発明では、蛍光標識DNAまたはRNA
は、測定対象DNAまたはRNAと競合しつつ、相補的
結合反応により固定化相補DNAまたはRNAと結合す
る。蛍光標識DNAまたはRNAが固定化相補DNAま
たはRNAと結合する際、見掛け上大きな分子量変化が
生じるので、結合した量に対応して上述した蛍光偏光度
Pの値が求められる。測定対象DNAまたはRNAの濃
度に対応して固定化DNAまたはRNAと結合する蛍光
標識DNAまたはRNAの量が決定される。したがっ
て、偏光度Pが求められれば、測定対象DNAまたはR
NAの濃度が求められる。
【0015】
【実施例】以下に本発明の実施例を例示することによっ
て、本発明の効果をより一層明確なものとするが、これ
ら実施例によって本発明の範囲は限定されない。 (実施例1) 各種DNA試薬の調製 コントロールDNA断片の調製法 DNAシンセサイザー(ABI社製、391型)を用い
て、ホスホアミダイト法により、チミン塩基からなる2
5merのオリゴヌクレオチドを合成した。精製はFP
LC(ファルマシア社製)で逆相カラムにて行った。こ
れを希釈用緩衝液(1×SSC,pH7.0,0.1%
SDS、これを希釈バッファーと呼ぶ)によって8×1
-10 〜10-7mol/lの範囲の7通りの濃度の溶液
に希釈し、これをコントロールDNA断片試薬とした。
【0016】固定化相補DNAの調製法 の場合と同様に、シンセサイザーによって、アデニン
塩基からなる27merのオリゴヌクレオチドを合成
し、さらに末端に以下の式に示すdU誘導体を付加し
た。これをと同様に精製した。
【0017】
【化1】
【0018】このオリゴヌクレオチドを希釈バッファー
によって10-6mol/lの濃度に調製し、この溶液1
mlに炭酸緩衝液(0.5M,pH8.5)100μl
を加えた。この溶液に、スクシニミジルD−ビオチン
(モレキュラー・プローブ社製、S−1513)10μ
gを加え、室温にて3時間攪拌の後、FPLCにて精製
した。この操作によって、上記オリゴヌクレオチドはビ
オチン標識された。このビオチン標識オリゴヌクレオチ
ドに希釈バッファーを加え1mlとし、こてにストレプ
トアビジン固定化シルバーコロイド(E・Yラボラトリ
ーズ社製),0.02%,0.5mlを加え、室温にて
3時間攪拌した。さらに1%BSA,100μlを加え
室温にて30分間インキュベートした。この溶液を20
000×gで4分間遠心して上清を除去し、再び希釈バ
ッファーにて溶解し1mlとした。これを10倍希釈し
たものを固定化相補DNA試薬とした。
【0019】FITC(フルオレセインイソチオシア
ネート)標識DNA断片の調製法の場合と同様に、シ
ンセサイザーによって、チミン塩基からなる27mer
のオリゴヌクレオチドを合成し、さらに末端にの場合
と同じくdU誘導体を付加した。これをFPLCにて精
製した。このオリゴヌクレオチドを希釈バッファーによ
って10-6mol/lの濃度に調製し、この溶液1ml
に炭酸緩衝液(0.5M,pH9.3)100μlを加
えた。この溶液に、FITC(カッペル社製)10μg
を加え、室温にて6時間攪拌の後、FPLCにて精製し
た。この操作によって、上記オリゴヌクレオチドはFI
TC標識とされた。これを希釈バッファーによって4×
10-9 mol/lの濃度とし、これをFITC標識D
NA断片試薬とした。濃度の測定は、260nmUV光
における吸光度法に従った。
【0020】(実施例2) 測定装置および検量線の作成 測定装置の構成は、図3を用いて説明したものである。
蛍光励起波長は485nm、蛍光の受光波長は525n
mとした。装置の励起側、蛍光側の波長フィルターの分
光バンド幅はともに半値幅10nmとした。反応用セル
は50℃に加温・保持した。
【0021】次に、コントロールDNA断片の検量線
(校正曲線)を得るための手続きを示す。実施例1の
〜に示した3種の試薬、コントロールDNA断片、固
定化相補DNA、FITC標識DNA断片試薬はすべて
50℃に加温・保持した。また反応用緩衝液(15×S
SC,pH7.0,0.5%BSC、これをハイブリダ
イゼーションバッファーと呼ぶ)を用意し、同じく50
℃に保持した。まず、反応用セルにハイブリダイゼーシ
ョンバッファー1ml、続いてコントロールDNA断片
試薬1ml、続いて固定化相補DNA試薬1mlを加
え、50℃にて10分間インキュベートした。その後、
FITC標識DNA断片試薬1mlを加え、50℃にて
5分間インキュベートした後、偏光度を4回測定し、平
均値をプロットした。この操作を、実施例1のに示し
た7通りの濃度のコントロールDNA断片試薬に対して
行った。このようにして得られたコントロールDNA断
片の検量線を図4に示す。同図におけるコントロールD
NA断片の濃度は上記4種の試薬溶液混合後の濃度であ
る。この例により、本発明に基づく測定法によるチミン
塩基からなる25merのオリゴヌクレオチドの測定が
可能であることが明らかとなった。
【0022】
【発明の効果】実施例から明かなように、本発明では蛍
光標識DNAまたはRNAと固定化相補DNAまたはR
NAとの相補的結合反応による実効的な分子量変化が大
きいので、測定の感度および信頼性が向上できる。ま
た、固定化相補DNAまたはRNA試薬および蛍光標識
DNAまたはRNA試薬の作成において、長鎖の相補D
NAまたはRNA試薬を用意する必要がないので、従来
技術よりも簡単に測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蛍光偏光法によるDNAまたはRNA
断片測定法の一例を示す。
【図2】従来法によるDNAまたはRNA断片測定法の
一例を示す。
【図3】蛍光偏光測定装置の構成例を示す。
【符号の説明】
1.測定対象DNAまたはRNA 2.蛍光標識DNAまたはRNA 3.固定化相補DNAまたはRNA 4.蛍光標識DNAまたはRNA 5.相補DNAまたはRNA 11.光源 12.フィルター 13.偏光板 14.セル 15.フィルター 16.偏光板 17.光検知器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年12月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蛍光偏光法によるDNAまたはRNA
断片測定法の一例を示す図である。
【図2】従来法によるDNAまたはRNA断片測定法の
一例を示す図である。
【図3】蛍光偏光測定装置の構成例を示す図である。
【図4】コントロールDNA断片の検量線を示す図であ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)蛍光標識された1本鎖DNAまた
    はRNAプローブと(2)検体中のDNAまたはRNA
    を、(3)該1本鎖DNAまたはRNAと相補的な塩基
    配列を含むDNAまたはRNAを固定化担体に結合させ
    た固定化試薬と競合反応させて、2本鎖DNAまたはR
    NAを形成させ、該2本鎖形成前の蛍光偏光度と該2本
    鎖形成後の蛍光偏光度との変化を測定することにより、
    検体中のDNAまたはRNAに存在する、上記1本鎖D
    NAまたはRNAプローブに対応する塩基配列を測定す
    ることを特徴とする固定化相補DNAまたはRNAを用
    いるDNAまたはRNA断片の測定方法。
  2. 【請求項2】 固定化試薬の固定化担体の分子量が、
    蛍光標識させた一本鎖DNAまたはRNAプローブの少
    なくとも5倍であることを特徴とする請求項1記載の固
    定化相補DNAまたはRNAを用いるDNAまたはRN
    A断片の測定方法。
JP4920491A 1991-02-20 1991-02-20 固定化相補dnaまたはrnaを用いるdnaまたはrna断片の測定方法 Pending JPH05123196A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0667398A2 (en) * 1994-02-14 1995-08-16 Kyoto Dai-ichi Kagaku Co., Ltd. Method of and apparatus for detecting specific base sequence of DNA
WO1999060158A1 (fr) * 1998-05-19 1999-11-25 Laboratory Of Molecular Biophotonics Phase solide utilisee pour detecter de l'acide nucleique et procede de detection d'acide nucleique

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WO1999060158A1 (fr) * 1998-05-19 1999-11-25 Laboratory Of Molecular Biophotonics Phase solide utilisee pour detecter de l'acide nucleique et procede de detection d'acide nucleique

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