JPH06153998A - Method for detecting nucleic acid hybrid body and probe used therefor - Google Patents

Method for detecting nucleic acid hybrid body and probe used therefor

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JPH06153998A
JPH06153998A JP31895992A JP31895992A JPH06153998A JP H06153998 A JPH06153998 A JP H06153998A JP 31895992 A JP31895992 A JP 31895992A JP 31895992 A JP31895992 A JP 31895992A JP H06153998 A JPH06153998 A JP H06153998A
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nucleic acid
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helix structure
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伸子 山本
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Masahiro Kawaguchi
正浩 川口
Yoshinori Tomita
佳紀 富田
Keisuke Makino
圭祐 牧野
Akira Murakami
章 村上
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Abstract

PURPOSE:To obtain a method for detecting a nucleic acid hybrid, utilizing hybridization consisting of a simplified process without requiring separation of B/F and capable of obtaining good measuring sensitivity. CONSTITUTION:Analysis of a sample is carried out using a reagent substance capable of detecting a double helix structure in a target single-stranded nucleic acid.probe.hybrid to detect whether target nucleic acid exists in the sample or not.

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、ウイルス、微生物、動
植物、ヒトなどの核酸(DNAまたはRNA)の所望の
塩基配列を検出、同定、もしくは各種塩基配列における
変異の有無を検出する方法及びそれに用いるプローブに
関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for detecting and identifying a desired nucleotide sequence of nucleic acid (DNA or RNA) of viruses, microorganisms, animals and plants, humans, etc., or detecting the presence or absence of mutation in various nucleotide sequences, and Regarding the probe used.

【0002】[0002]

【従来の技術】核酸の分析技術の発達により種々の変異
遺伝子が数多く見つけ出され、遺伝子の変異に基づく各
種遺伝病の解明も進みつつある。そのなかには、遺伝子
中の塩基が部分的に欠失したものや塩基が点突然変異を
起こしたものがあり、それによって蛋白質に変異が生
じ、さまざまな症状を引き起こすものがあることが明ら
かにされてきている。現在のところ、これらの遺伝病
は、症状が現れてから、酵素によるアッセイや、抗体を
用いた免疫的な方法により発見されることが主流である
が、早期治療という観点から、重篤な症状が現れる前に
遺伝子上で変異の有無を早期に発見することの重要性が
指摘されている。
2. Description of the Related Art A large number of various mutant genes have been found out by the development of nucleic acid analysis techniques, and various genetic diseases based on gene mutations are being elucidated. It has been clarified that some of these genes have partially deleted bases in the gene and some have point mutations in the bases, which cause mutations in the protein and cause various symptoms. ing. At present, these genetic diseases are usually found by enzyme-based assays and immunological methods using antibodies after the appearance of symptoms, but from the viewpoint of early treatment, serious symptoms are present. It has been pointed out that it is important to detect the presence or absence of a mutation on a gene before the occurrence of.

【0003】その有力な方法の一つとして、RFLP
(restriction fragment length polymorphism:制限酵
素断片長多型)が挙げられる。この方法は、例えばヒト
の全遺伝子を制限酵素によって切断して得られるDNA
断片をアガロ−スゲル電気泳動で展開し、サザンブロッ
ト法を用いてフィルタ−上に固定した後、放射性同位元
素等により標識したDNA(またはRNA)からなるプ
ロ−ブとハイブリッドさせ、正常なDNAと検体DNA
の切断パタ−ンの相違から、これらの疾患と関連する遺
伝子の有無を検出するものである。
RFLP is one of the effective methods.
(Restriction fragment length polymorphism). This method is, for example, a DNA obtained by cleaving all human genes with a restriction enzyme.
The fragment was developed by agarose gel electrophoresis, fixed on a filter using Southern blotting, and then hybridized with a probe composed of DNA (or RNA) labeled with a radioactive isotope or the like to obtain normal DNA. Sample DNA
The presence or absence of genes associated with these diseases is detected based on the difference in the cleavage patterns of the above.

【0004】また、DNA診断は、必ずしもヒトの遺伝
子に用いられるだけでなく、感染した細菌の同定にもお
いても利用しうる。
Further, the DNA diagnosis is not necessarily used for human genes, but can also be used for identification of infected bacteria.

【0005】従来は、分離した細菌の形態学的性状およ
び生化学的性状から、類似性に基づいて菌種を同定する
方法が取られていた。この方法では、培養に時間がかか
る上に、検査法の違いによって性状の判定が異なった
り、どの性状に重点を置くかによって同定の結果が異な
る等の問題があった。
Conventionally, a method for identifying bacterial species based on similarity based on the morphological and biochemical properties of the isolated bacteria has been used. In this method, there are problems that it takes a long time for culturing, the determination of the properties is different depending on the test method, and the identification result is different depending on which property is emphasized.

【0006】そこで、近年、特に、細菌感染症における
原因細菌の検出や同定の分野において、DNA−DNA
ハイブリダイゼ−ション法、あるいはDNA−RNAハ
イブリダイゼ−ション法を用いる試みがなされてきてい
る。この方法は、細菌から核酸(DNAまたはRNA)
を抽出し、細菌由来の核酸のうち特定部分に着目して、
その部分の塩基配列とホモロジ−の高い塩基配列が、対
象とする被検核酸サンプル中に存在するか否かをハイブ
リダイゼ−ション法によって調べ、サンプル中に問題と
なる細菌が存在するか否かを判定する方法である。
Therefore, in recent years, especially in the field of detection and identification of causative bacteria in bacterial infections, DNA-DNA
Attempts have been made to use a hybridization method or a DNA-RNA hybridization method. This method uses bacteria to generate nucleic acid (DNA or RNA)
Extract, focusing on a specific part of the bacterial nucleic acid,
A nucleotide sequence having a high homology with the nucleotide sequence of that portion is examined by a hybridization method to determine whether or not it exists in the test nucleic acid sample of interest, and whether or not a problematic bacterium exists in the sample. This is the method of judgment.

【0007】これらの基礎技術であるハイブリダイゼ−
ションという方法は、一般的には、次のような工程から
構成される。 (1)DNAを切断し、それをゲル電気泳動で展開する
工程。 (2)展開した各DNA断片をニトロセルロ−スフィル
タ−に吸着させる工程(サザンブロット)。 (3)(2)で得たニトロセルロ−スフィルタ−をプロ
−ブと反応させ、ハイブリッド体を形成させる工程。 (4)ハイブリッド体を形成したDNA断片を検出する
工程。
[0007] These are the basic technologies, hybridise-
In general, the method called “ion” is composed of the following steps. (1) A step of cutting DNA and developing it by gel electrophoresis. (2) A step of adsorbing each of the developed DNA fragments to a nitrocellulose filter (Southern blot). (3) A step of reacting the nitrocellulose filter obtained in (2) with a probe to form a hybrid. (4) A step of detecting a DNA fragment forming a hybrid.

【0008】例えばDNAどうしのハイブリダイゼ−シ
ョン反応では、標識を施したプロ−ブDNAと標的DN
Aとがお互いの相補的な配列の部分で水素結合によりハ
イブリッド体を形成する。
For example, in a hybridization reaction between DNAs, a labeled probe DNA and a target DN are labeled.
A and A form a hybrid by hydrogen bonding at the complementary sequence portions.

【0009】これらのハイブリダイゼ−ション反応に供
せられるプロ−ブも時代とともに変化してきている。最
も初期の頃は、長いDNA断片をニックトランスレ−シ
ョン反応により放射性同位元素で標識することが行なわ
れてきた。DNA合成機の発達にともない、長いDNA
の代わりに合成オリゴヌクレオチドが用いられるように
なり、標識物質も、危険な放射性物質からより安全なビ
オチン−アビジン系、そして、さらに、種々の化学発光
系へと推移している。
The probes used for these hybridization reactions have changed with the times. In the earliest days, long DNA fragments were labeled with radioisotopes by nick translation reaction. Long DNA with the development of DNA synthesizer
Synthetic oligonucleotides have been used instead of, and labeling substances are shifting from dangerous radioactive substances to safer biotin-avidin system and further to various chemiluminescent systems.

【0010】ハイブリダイゼ−ション反応においては、
相補的な配列間で正確にハイブリッド体を形成させるた
めには、反応の温度、イオン強度を最適に選ぶ必要があ
る。つまり、温度が高すぎると、プロ−ブと相補的配列
をもつ核酸とが結合できず、逆に低すぎると、プロ−ブ
が非特異的に核酸に結合してしまう。さらに、より正確
さを期するために、溶液の塩濃度を下げて、或はまた、
溶液の温度を上げて、不安定な水素結合を除き、非特異
的に結合したプロ−ブやミスマッチしているプロ−ブを
洗い流すことが重要となる。従って、適当な反応条件、
洗浄条件の設定には、かなりの試行錯誤が必要になる。
In the hybridization reaction,
In order to form a hybrid accurately between complementary sequences, it is necessary to optimally select the reaction temperature and ionic strength. That is, if the temperature is too high, the probe cannot bind to a nucleic acid having a complementary sequence, and if the temperature is too low, the probe nonspecifically binds to the nucleic acid. In addition, the salt concentration of the solution should be reduced for better accuracy, or
It is important to raise the temperature of the solution to remove labile hydrogen bonds and wash away non-specifically bound or mismatched probes. Therefore, appropriate reaction conditions,
It takes a lot of trial and error to set the cleaning conditions.

【0011】遺伝子診断では、ハイブリッド体形成反
応、及び、洗いの条件設定に、一塩基対レベルのミスマ
ッチをも除去する精度が更に要求される。
In the genetic diagnosis, the hybridization reaction and the washing conditions are required to be more accurate in removing the mismatch at the single base pair level.

【0012】ハイブリダイゼーション反応において、標
的核酸をニトロセルロ−スのような担体に固定させて用
いる場合は、反応後、プロ−ブの非特異的結合等を除去
するための洗浄が行ないやすいという利点はあるもの
の、操作が煩雑で検査の自動化を困難にしている。しか
も、時間がかかるという欠点を持つため、検体大量処理
には向かない。
In the hybridization reaction, when the target nucleic acid is used by being immobilized on a carrier such as nitrocellulose, there is an advantage that washing for removing nonspecific binding of the probe can be easily performed after the reaction. However, the complicated operation makes it difficult to automate the inspection. Moreover, it has a drawback that it takes time, so it is not suitable for mass processing of samples.

【0013】そこで、核酸の固定化なしに溶液中でハイ
ブリッド体を検出する方法によれば、自動化の可能性が
開けることが期待されており、種々の試みがなされてい
る。核酸の固定化を行わない方法における最大の課題
は、標的核酸に結合しているプロ−ブと、結合していな
い過剰なプロ−ブをどのようにして区別するか(B/F
分離)というところにある。さらに、この場合にも、上
述の固定化核酸を用いたハイブリダイゼ−ション反応と
同様に、プロ−ブの非特異的吸着やミスマッチを除くた
めの適当な反応条件、洗浄条件設定が重要な課題とな
る。
Therefore, it is expected that the method of detecting a hybrid in a solution without immobilizing nucleic acid will open up the possibility of automation, and various attempts have been made. The biggest problem in the method without immobilizing nucleic acid is how to distinguish between probe bound to target nucleic acid and excess probe not bound (B / F).
Separation). Further, in this case as well, similar to the hybridization reaction using the above-mentioned immobilized nucleic acid, appropriate reaction conditions for removing nonspecific adsorption and mismatch of the probe, and setting washing conditions are important subjects. Become.

【0014】B/F分離を行わずに標的核酸とプローブ
とのハイブリッド体を検出するための方法としては、蛍
光偏光解消法を用いた検出方法がいくつか提案されてい
る(特開平2−295496号公報、特開平2−759
58号公報等参照)。これらの方法は、蛍光標識された
一本鎖DNAプロ−ブを、分析検体中のDNAと接触さ
せて二本鎖DNAを形成させ、二本鎖形成前の蛍光偏光
と二本鎖形成後の蛍光偏光との変異を測定して検体中の
DNAに、プロ−ブの塩基配列に対応する塩基配列が存
在するかどうかを検出する方法である。この方法は、一
本鎖のプロ−ブに結合させた蛍光物質が、二本鎖になっ
たことによって動きにくくなり、蛍光異方性が増大する
ことがその検出の原理となっている。
As a method for detecting a hybrid of a target nucleic acid and a probe without performing B / F separation, several detection methods using a fluorescence depolarization method have been proposed (JP-A-2-295496). Japanese Patent Laid-Open No. 2-759
58, etc.). In these methods, a fluorescent-labeled single-stranded DNA probe is brought into contact with DNA in an analysis sample to form a double-stranded DNA, and fluorescence polarization before double-strand formation and double-strand formation after double-strand formation are performed. This is a method for detecting whether or not a DNA in a sample has a base sequence corresponding to the base sequence of the probe by measuring a mutation with fluorescence polarization. In this method, the principle of detection is that the fluorescent substance bound to the single-stranded probe becomes difficult to move due to the double strand, and fluorescence anisotropy increases.

【0015】ところが、これらの方法では、検体中に蛋
白質等の夾雑物が含まれていて、それがプロ−ブDNA
に非特異的に吸着すると、ハイブリッド体検出のバック
グランドを上昇させる原因となるため、あらかじめこれ
らの夾雑物を完全に除去するという煩雑な作業が必要と
なる。また、プローブDNAの非特異的吸着、及び、塩
基のミスマッチによる擬ハイブリッド体は他の溶液系の
場合と同様、それをあらかじめ除去する操作が必要であ
る。さらに、確かにB/F分離は必要ないもののプロー
ブ濃度が標的DNA濃度と同程度であることが蛍光の変
異を測定する上で必要となる。
However, in these methods, the sample contains contaminants such as proteins, which are probe DNA.
Non-specifically adsorbing onto the syrup causes an increase in the background for detection of hybrids, and therefore a complicated work of completely removing these contaminants in advance is required. In addition, the non-specific adsorption of the probe DNA and the pseudo-hybrid due to the base mismatch require an operation for removing it in advance as in the case of other solution systems. Furthermore, although it is true that B / F separation is not necessary, it is necessary for measuring the mutation of fluorescence that the probe concentration is approximately the same as the target DNA concentration.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、ハイブ
リダイゼ−ション反応を用いた標的核酸の検出法でB/
F分離を必要とする場合は、標的核酸を固定した場合
も、固定しない溶液系の場合も、B/F分離(過剰なプ
ローブの除去)、非特異吸着やミスマッチの除去などの
操作を数多く含み、かなり煩雑である。しかも、これら
の操作の最適条件はプロ−ブの長さ、或は、それぞれの
塩基配列によって異なるため、それぞれの場合で条件を
検討し、設定していく必要がある。特に、ミスマッチし
ている塩基のプロ−ブ上の位置もハイブリッド体の安定
性に影響を与える重要な因子となり、その位置によって
はミスマッチしているハイブリッド体を除去できない場
合も生じるため、ミスマッチの可能性を考慮して、ハイ
ブリダイゼ−ション反応の条件を個々のケースに応じて
設定するという更に煩雑な作業が必要となる。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention As described above, B /
When F separation is required, it includes many operations such as B / F separation (removal of excess probe), non-specific adsorption and mismatch removal, whether or not the target nucleic acid is immobilized and the solution system in which it is not immobilized. , Quite complicated. Moreover, since the optimum conditions for these operations differ depending on the length of the probe or each base sequence, it is necessary to examine and set the conditions in each case. In particular, the position of the mismatched base on the probe is also an important factor affecting the stability of the hybrid, and it may occur that the mismatched hybrid cannot be removed depending on its position. In consideration of the characteristics, more complicated work of setting the conditions of the hybridization reaction according to each case is required.

【0017】また、上述のB/F分離を必要としない蛍
光の変異を測定する方法でも、非特異吸着やミスマッチ
の発生を防止する、あるいは発生した非特異吸着やミス
マッチを除去するための煩雑な処理が必要である。しか
も、夾雑物の存在によって測定感度が影響を受けたり、
プロ−ブ濃度が標的核酸濃度と同程度であることが必須
であるので、十分な量の試料を確保する必要があり、少
量しか採れない試料の分析に適用できない場合があると
いった問題がある。
Further, even in the method for measuring the mutation of fluorescence which does not require the above-mentioned B / F separation, it is complicated to prevent the non-specific adsorption or mismatch from occurring or to remove the non-specific adsorption or mismatch generated. Processing is required. Moreover, the presence of impurities may affect the measurement sensitivity,
Since it is essential that the probe concentration is approximately the same as the target nucleic acid concentration, it is necessary to secure a sufficient amount of sample, and there is a problem that it may not be applicable to analysis of a sample that can be taken in a small amount.

【0018】本発明は、以上のような従来技術における
問題に鑑みなされたものであり、B/F分離の必要がな
く、より簡易化された工程からなり、良好な測定感度を
得ることができるハイブリダイゼーションを利用した標
的核酸の検出方法及びそれに用いるプローブを提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, does not require B / F separation, is composed of more simplified steps, and can obtain good measurement sensitivity. It is intended to provide a method for detecting a target nucleic acid using hybridization and a probe used therefor.

【0019】本発明の他の目的は、ミスマッチしている
ハイブリッド体が存在する場合でも所望のハイブリッド
体のみを正確に検出できる標的核酸の検出方法及びそれ
に用いるプローブを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method for detecting a target nucleic acid which can accurately detect only a desired hybrid even in the presence of a mismatched hybrid, and a probe used therefor.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明の核酸ハイブリッ
ド体の検出方法は、試料溶液中にプローブを加えてこれ
らを反応させ、該試料溶液中に標的核酸が存在する場合
に得られるプローブと標的核酸とのハイブリッド体の2
重らせん構造を検出するものである。
The method for detecting a nucleic acid hybrid of the present invention comprises a probe and a target obtained when a target nucleic acid is present in the sample solution by adding a probe to the sample solution and reacting them. Hybrid of 2 with nucleic acid
It is intended to detect a heavy helical structure.

【0021】本発明の検出方法は、従来の方法とはまっ
たく異なる原理に基づいてハイブリッド体を検出するも
のである。すなわち、本発明の方法は、ハイブリッド体
形成にともなう二重らせん構造の形成を検出するもので
あり、B/F分離が不要である。さらに、本発明におい
ては、正確な2重らせん構造のみ検出できる条件を設定
することで、非特異吸着やミスマッチが生じていてもそ
のまま所望の核酸ハイブリッド体の形成を検出可能とな
り、測定精度を向上させることが可能である。なお、本
発明は、DNA−DNAハイブリダイゼーション、DN
A−RNAハイブリダイゼーションなど核酸が規則的な
2重らせん構造を形成する場合に適用される。
The detection method of the present invention detects a hybrid based on a principle completely different from the conventional method. That is, the method of the present invention detects the formation of a double helix structure associated with hybrid formation, and does not require B / F separation. Furthermore, in the present invention, by setting conditions that can detect only an accurate double-helical structure, it becomes possible to detect the formation of a desired nucleic acid hybrid as it is even if non-specific adsorption or mismatch occurs, thus improving the measurement accuracy. It is possible to The present invention is applicable to DNA-DNA hybridization, DN
It is applied when a nucleic acid forms a regular double helix structure such as A-RNA hybridization.

【0022】以下、本発明について詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

【0023】ハイブリダイゼ−ションという現象は、こ
れまで単に、互いに相補的な核酸塩基間の水素結合とい
う視点でとらえられていたにすぎない。それは、核酸
(DNAやRNA)を固定化させてからハイブリダイゼ
−ション反応を行なうことが一般的であったからであ
る。しかし、溶液中でのハイブリダイゼ−ション反応の
場合には、核酸がある長さで二本鎖を形成すれば、二重
らせん構造をとることが期待される。本発明者らは、核
酸が一本鎖の場合と二本鎖(ハイブリッド体)の場合
に、その高次構造や化学的性質が異なることに着目し、
その検出システムを確立し、本発明を完成した。
The phenomenon of hybridization has heretofore been merely understood from the viewpoint of hydrogen bonding between nucleic acid bases complementary to each other. This is because it was common to carry out the hybridization reaction after immobilizing nucleic acid (DNA or RNA). However, in the case of a hybridization reaction in a solution, if a nucleic acid forms a double strand with a certain length, it is expected to have a double helix structure. The present inventors have noticed that the higher-order structure and chemical properties of the nucleic acid are different when the nucleic acid is single-stranded and double-stranded (hybrid),
The detection system was established and the present invention was completed.

【0024】2重らせん構造では、核酸塩基部分が水素
結合により塩基対を形成し、リン酸部分及び糖の部分は
外側に向いた形でらせんを巻く。核酸塩基はお互いに積
み重なりスタッキングにより安定化してらせん軸の中心
に位置する。二重らせん構造としては、A、B、C及び
Z型、そして、これらの変形が知られている。それぞれ
の構造は、塩基配列だけでなく、アニーリングの際に用
いるイオン種や塩濃度によって、ピッチ長、らせんの対
称性、溝の幅、溝の深さなどが異なり、同じ配列を用い
た場合でも条件によって2重らせん構造が変化するとい
われている。一般的には、DNAはB型構造をとるとい
われ、その場合、ピッチ長は33.8オングストロ−
ム、1ピッチ当たりの核酸塩基対数は10塩基といわれ
ている。
In the double helix structure, the nucleobase part forms a base pair by hydrogen bonding, and the phosphate part and the sugar part are spirally wound in an outward direction. Nucleobases are stacked on top of each other and are stabilized by stacking and are located at the center of the helix axis. As the double helix structure, A, B, C and Z types and their modifications are known. Each structure differs not only in base sequence but also in pitch length, spiral symmetry, groove width, groove depth, etc., depending on the ion species and salt concentration used during annealing, and even when the same sequence is used. It is said that the double helix structure changes depending on the conditions. Generally, DNA is said to have a B-type structure, in which case the pitch length is 33.8 angstroms.
It is said that the number of nucleic acid base pairs per pitch is 10 bases.

【0025】本発明は、ハイブリッド体の有する2重ら
せん構造を利用して検出可能な変化を起し得る試薬物質
を用い、該試薬物質の化学的変化を測定することで2重
らせん構造の形成を検出する方法である。
The present invention uses a reagent substance capable of causing a detectable change by utilizing the double-helix structure of the hybrid, and forms a double-helix structure by measuring a chemical change of the reagent substance. Is a method of detecting.

【0026】この試薬物質としては、(a)2重らせん
構造自体と反応(相互作用)して変化を起こすもの、
(b)2重らせん構造を介して相互作用する2種以上の
試薬物質であって、該相互作用に基づく変化を検出する
ものなどが利用できる。
As the reagent substance, (a) a substance which reacts (interacts) with the double helix structure itself to cause a change,
(B) It is possible to use, for example, two or more kinds of reagent substances that interact through a double helix structure and that detect a change based on the interaction.

【0027】(a)の試薬物質を用いる場合は、試料溶
液とプローブとを反応させ、試料中に標的核酸が含まれ
ている場合に形成するプローブと標的核酸とのハイブリ
ッド体の有する2重らせん構造を、試薬物質あるいは核
酸の構成成分の変化によって検出する。この場合、試薬
物質は、試料溶液とプローブの反応系に共存させてもよ
いし、これらの反応を終了させてから、添加してもよ
い。この試薬物質の2重らせん構造との反応による変化
の検出は、試薬物質の変化自体が測定可能である場合に
は、この変化を測定することで行い、また試薬物質の変
化が検出可能な別の変化を誘導するものであれば、この
別の変化を測定することで行う。
When the reagent substance of (a) is used, the sample solution and the probe are reacted to form a double helix having a hybrid of the probe and the target nucleic acid, which is formed when the sample contains the target nucleic acid. The structure is detected by changes in reagent substances or nucleic acid constituents. In this case, the reagent substance may be allowed to coexist in the reaction system of the sample solution and the probe, or may be added after completion of these reactions. The change due to the reaction of the reagent substance with the double helix structure is detected by measuring the change of the reagent substance itself, if the change itself is measurable. If it induces a change in, the other change is measured.

【0028】この方法において、試薬物質を反応に共存
させる場合には、試薬物質をプローブに結合させておく
ことで、また試薬物質として核酸塩基に対するインター
カレーターを用いることで、試薬物質と2重らせん構造
との反応をより容易なものとすることができるので好ま
しい。
In this method, when the reagent substance is allowed to coexist in the reaction, the reagent substance and the double helix are combined by binding the reagent substance to the probe and by using an intercalator for the nucleic acid base as the reagent substance. It is preferable because the reaction with the structure can be facilitated.

【0029】2重らせん構造と相互作用する試薬物質と
しては、例えば、2重らせん構造を構成している核酸等
の物質と反応して、それ自身が、あるいは2重らせん構
造側が検出可能な化学変化や構造的変異を起こすもの
や、反応系に加えた第3の物質と2重らせん構造の存在
下で反応して検出可能な変化を起こすものが利用でき
る。
The reagent substance that interacts with the double helix structure is, for example, a chemical substance that reacts with a substance such as a nucleic acid forming the double helix structure and can be detected by itself or on the double helix structure side. Those that cause a change or structural mutation, or those that cause a detectable change by reacting with a third substance added to the reaction system in the presence of a double helix structure can be used.

【0030】この相互作用としては、例えば、2重らせ
ん構造と試薬物質との間の電荷移動に基づく相互作用な
どが利用できる。相互作用として、電荷移動を利用する
場合には、試薬物質としては、2重らせん構造に対して
電子供与体または電子受容体となり得る物質が利用され
る。この相互作用は、例えばハイブリッド体形成前後に
おける試薬物質、2重らせん構造、または、これらの物
質と相互作用しうる第三の物質の化学構造の変化、電子
状態の変化、或はまた、変化した物質に由来する信号の
変化として検出される。
As this interaction, for example, an interaction based on charge transfer between the double helix structure and the reagent substance can be used. When charge transfer is used as the interaction, a substance that can be an electron donor or an electron acceptor with respect to the double helix structure is used as the reagent substance. This interaction is, for example, a change in the chemical structure, a change in the electronic state, or a change in the chemical structure of the reagent substance, the double helix structure, or the third substance capable of interacting with these substances before and after the formation of the hybrid. It is detected as a change in the signal originating from the substance.

【0031】この電荷移動に基づく相互作用としては、
後述の(b)の試薬物質の場合と同様に、いわゆるth
rough spaceの場合と、through b
ondの場合とが考えられ、例えば、核酸塩基対のスタ
ッキングを介した電荷移動や、二重らせん構造への変化
に伴う電子供与体と電子受容体の近接効果に基づく電荷
移動が利用できる。
As the interaction based on this charge transfer,
As in the case of the reagent substance (b) described below, the so-called th
In case of rough space and through b
The case of ond can be considered, and for example, charge transfer via stacking of nucleic acid base pairs and charge transfer based on the proximity effect of an electron donor and an electron acceptor accompanying a change to a double helix structure can be used.

【0032】なお、2重らせん構造と試薬物質間での電
荷移動が起こりにくい場合には、これらの間に電荷移動
を仲介するようなメディエーター、或は、センシタイザ
ーと称される物質を介在させてもよい。
When charge transfer between the double-helix structure and the reagent substance does not occur easily, a mediator that mediates the charge transfer or a substance called a sensitizer intervenes between them. May be.

【0033】本発明においては試薬物質が2重らせん構
造と反応できる位置に配置されて、これらの相互作用が
生じる必要がある。試薬物質が二重らせん構造と反応可
能な位置に配置される方式としては、インターカレータ
ーのように核酸塩基対の間に入り込む場合、二重らせん
構造の溝に埋め込まれる場合、更に、二重らせん構造に
寄り添う形で配置される場合等が利用できる。いずれの
場合も、一本鎖であるプロ−ブと標的核酸とによって形
成されたハイブリッド体の2重らせん構造に特異的に配
置されることが本発明にとって本質的に必要なことであ
る。
In the present invention, it is necessary that the reagent substance is arranged at a position where it can react with the double helix structure so that these interactions occur. The method of arranging the reagent substance at the position where it can react with the double helix structure is as follows: when it enters between nucleic acid base pairs like an intercalator, when it is embedded in the groove of the double helix structure, and when it is a double helix structure. It can be used when it is arranged so as to be close to the structure. In either case, it is essential for the present invention that it be specifically arranged in the double helix structure of the hybrid formed by the single-stranded probe and the target nucleic acid.

【0034】これらの中では、後述の(b)の場合と同
様に、インターカレーターは、スタッキングを介する電
荷移動を利用する場合に最も有利である。
Among these, as in the case of (b) described later, the intercalator is most advantageous in the case of utilizing the charge transfer via stacking.

【0035】二重らせん構造と試薬物質の相互作用の変
化を電子受容体の変化としてとらえる方法は、その検出
手段に応じていくつかの種類に分類できる。
The method of catching the change in the interaction between the double helix structure and the reagent substance as the change in the electron acceptor can be classified into several types according to the detecting means.

【0036】例えば、スピンラベル化剤を用いると、ス
ピン解消法等により、移動してきた電荷をESR等でス
ペクトル変化としてとらえることができる。また、電荷
移動吸収帯のように、新しい吸収スペクトルの出現、或
は、変化としてとらえることもできる。電荷移動の結
果、溶液が着色、変色するような系は、直接その変化を
目でとらえることができ、簡便な系として、さらに有効
である。蛍光やリン光のような発光系も利用できる。こ
の場合、蛍光やリン光が新たに生じる反応や、発光して
いたものが相互作用の結果消失する反応を利用できる。
また、電子受容体が電荷移動の結果、別の物質に化学変
化し、それを検出するという方法も利用できる。この
時、変化した物質に、後から第三の物質を加え、両者の
化学反応により化学発光を起こし検出することも可能で
ある。第三の物質として酵素や抗体のような蛋白質を利
用する場合には生物発光による検出方法が利用できる。
For example, when a spin labeling agent is used, the transferred charges can be detected as a spectrum change by ESR or the like by the spin elimination method or the like. It can also be regarded as the appearance or change of a new absorption spectrum like the charge transfer absorption band. A system in which a solution is colored or discolored as a result of charge transfer can be directly observed by the eye, and is more effective as a simple system. A light emitting system such as fluorescence or phosphorescence can also be used. In this case, it is possible to use a reaction in which fluorescence or phosphorescence is newly generated or a reaction in which a light-emitting substance disappears as a result of an interaction.
In addition, a method in which an electron acceptor chemically changes to another substance as a result of charge transfer and is detected can also be used. At this time, it is also possible to add a third substance to the changed substance and to cause chemiluminescence due to the chemical reaction of both substances for detection. When a protein such as an enzyme or an antibody is used as the third substance, a bioluminescence detection method can be used.

【0037】検出方法として、電子受容体の変化の他
に、電子供与体の変化で相互作用を検出しても良い。そ
して、それは基本的には、電子受容体の場合に用いられ
る方法のほとんどがそのまま適応できる。蛍光物質を電
子供与体として用いる場合には、電荷移動に伴って蛍光
の量子収率が減少するものを用いて、蛍光消光のような
直接の変化を検出することもできるし、生じた変化をさ
らにいくつかの反応と組み合わせて可視化する方法も利
用できる。
As a detection method, in addition to the change in the electron acceptor, the interaction may be detected by the change in the electron donor. And, basically, most of the methods used in the case of electron acceptors can be directly applied. When a fluorescent substance is used as an electron donor, it is possible to detect a direct change such as fluorescence quenching by using a substance whose quantum yield of fluorescence decreases with charge transfer, and Furthermore, a method of visualizing it in combination with several reactions can also be used.

【0038】試薬物質が2重らせん構造に対する電子供
与体である場合は、これが光によって活性化されて電子
を放出し電荷移動が開始される場合のほか、第三の物質
として、電子供与体である試薬物質を刺激して電子を発
生させるような物質が存在してもよい。
When the reagent substance is an electron donor for the double helix structure, it is activated by light to emit electrons to start charge transfer, and the third substance is an electron donor. There may be a substance that stimulates a reagent substance to generate electrons.

【0039】さらに、試薬物質が2重らせん構造に対す
る電子受容体である場合は、これを活性化して、それに
誘起されて電子が電子受容体から引き抜かれてもよい。
そして、その開始剤としては、電子供与体の時と同様、
光の他、何らかの開始剤であってもよい。
Further, when the reagent substance is an electron acceptor for the double helix structure, it may be activated so that the electron is withdrawn from the electron acceptor by the activation thereof.
And as the initiator, as in the case of the electron donor,
In addition to light, any initiator may be used.

【0040】また、先に述べたように、第三の物質とし
て、電荷移動を仲介するようなメディエ−タ−、或は、
センシタイザ−と称される物質が介在しても良い。そし
て、これらの物質が二重らせんと相互作用し、直接二重
らせんとは結合していない電子供与体、電子受容体に電
荷移動を促しても良い。
As described above, as the third substance, a mediator which mediates charge transfer, or
A substance called a sensitizer may intervene. Then, these substances may interact with the double helix to promote charge transfer to the electron donor and electron acceptor which are not directly bound to the double helix.

【0041】(a)の試薬物質としては、例えば、リボ
フラビンなどのように2重らせん構造の核酸とのみ結合
し、相手から電子を引き抜く作用のある試薬物質が利用
できる。リボフラビンの他、N,N’−ジメチル−2,
7−ジアザピレニウムイオンのような酸化剤が利用でき
る。
As the reagent substance (a), for example, a reagent substance such as riboflavin that binds only to a nucleic acid having a double helix structure and has a function of extracting an electron from the partner can be used. In addition to riboflavin, N, N'-dimethyl-2,
Oxidizing agents such as 7-diazapyrrhenium ion are available.

【0042】この(a)の試薬物質は、2重らせん構造
に特異的な反応による検出可能な変化を起こすものであ
れば、非結合状態で、あるいはプローブに結合させて用
いることができる。
The reagent substance (a) can be used in an unbound state or bound to a probe as long as it causes a detectable change due to a reaction specific to the double helix structure.

【0043】先に挙げた(b)の試薬物質を用いる方法
は、一本鎖から二本鎖、つまり、二重らせんへの構造変
化にともない、二種以上の試薬物質の相互作用により起
る変化を測定することでハイブリッド体を検出するもの
である。ここでいう相互作用としては、電荷移動等を挙
げることができる。相互作用として、電荷移動を利用す
る場合には、二種以上の試薬物質には、少なくとも電子
供与体と電子受容体のセットが含まれる。そして、両者
の相互作用は、例えばハイブリッド体形成前後における
電子受容体、電子供与体、または、これらの物質と相互
作用しうる第三の物質の化学構造の変化、電子状態の変
化、或はまた、変化した物質に由来する信号の変化とし
て検出される。
The above-mentioned method of using the reagent substance (b) is caused by the interaction of two or more reagent substances with the structural change from single strand to double strand, that is, double helix. The hybrid is detected by measuring the change. Examples of the interaction here include charge transfer. When charge transfer is used as the interaction, the two or more kinds of reagent substances include at least a set of an electron donor and an electron acceptor. The interaction between the two is, for example, the change in the chemical structure, the change in the electronic state, or the change in the electronic state of the electron acceptor, the electron donor, or the third substance capable of interacting with these substances before and after the formation of the hybrid. , Is detected as a change in the signal derived from the changed substance.

【0044】電子受容体と電子供与体の関係は、両者の
エネルギ−状態の関係で決まるものである。従って、本
発明においては、電子供与体または電子受容体として一
般に定義された物質が、その定義のとおりに用いられる
のではなく、2種以上の試薬物質の個々の組合せにおい
て、電子供与体及び電子受容体となり得る物質を適宜選
択して用いる。例えば、アントラセンは典型的な電子供
与体として、その酸化還元電位が測られている一方で、
電子受容体としてもその特性が調べられていることはよ
く知られたことである。
The relationship between the electron acceptor and the electron donor is determined by the energy-state relationship between the two. Therefore, in the present invention, substances generally defined as electron donors or electron acceptors are not used as defined, but rather in individual combinations of two or more reagent substances, electron donors and electron donors are used. A substance that can serve as a receptor is appropriately selected and used. For example, while anthracene is a typical electron donor whose redox potential is measured,
It is well known that its properties have been investigated as electron acceptors.

【0045】電子供与体と電子受容体の相互作用とし
て、いわゆるthrough spaceの場合と、t
hrough bondの場合とが考えられる。前者に
は、例えば、核酸塩基対のスタッキングを介して電子供
与体と電子受容体が相互作用するような場合と、二重ら
せん構造への変化に伴う電子供与体と電子受容体の近接
効果に基づくような場合とが含まれる。後者(thro
ugh bond)では、核酸を構成する塩基、リン酸
部分、或は、糖の部分をも含めた電荷の移動が考えられ
る。いずれの場合もそれらの相互作用が、二重らせんを
形成したことに由来するものであればその形態はなんら
限定されない。
As the interaction between the electron donor and the electron acceptor, the so-called through space and t
It is considered to be the case of a rough bond. The former includes, for example, a case where an electron donor and an electron acceptor interact through stacking of nucleobase pairs, and a proximity effect between the electron donor and the electron acceptor accompanying the change to the double helix structure. And the like. The latter (thro
In the case of "ugh bond", the transfer of charges including the base, the phosphate moiety or the sugar moiety constituting the nucleic acid is considered. In either case, the form is not limited as long as the interaction is derived from the formation of a double helix.

【0046】核酸塩基間のスタッキングを介する場合と
は、2重らせん構造と反応できる位置に置かれた電子供
与体と電子受容体の距離が本来相互作用できないほど離
れている時、電子供与体から放出された電子が、核酸塩
基対上に広がる電子雲を介して、電子を次々隣接する核
酸塩基対に受け渡され、最終的に電子受容体にまで電子
を到達させるというものである。また、逆に、電子受容
体が核酸塩基対から電子を引き抜き、それが連鎖的に行
われて最終的に電子供与体から電子が奪い取られるとい
う機構も成り立つ。つまり、電荷移動におけるメディエ
−タ−が、核酸塩基対ということになる。
Through stacking between nucleobases means that when the distance between the electron acceptor and the electron acceptor placed in a position capable of reacting with the double helix structure is so large that they cannot interact with each other originally, The emitted electrons are transferred to adjacent nucleic acid base pairs one after another through an electron cloud spreading on the nucleic acid base pairs, and finally reach the electron acceptor. On the contrary, a mechanism is also established in which the electron acceptor pulls out an electron from the nucleic acid base pair, which is carried out in a chained manner, and finally the electron is taken from the electron donor. That is, the mediator in charge transfer is nucleic acid base pair.

【0047】これに対し、電子供与体と電子受容体の近
接効果に基づく場合とは、2重らせん構造に形成によっ
て電子供与体と電子受容体の距離がこれらの相互作用な
可能な程度に近くなる場合である。例えば、電子供与体
と電子受容体の両方をプローブに結合させ、これらの距
離をプローブが一本鎖の状態のときにはこれらが相互作
用を起さず、標的核酸とハイブリダイズして2重らせん
構造を形成して近接した場合にこれらの相互作用が生じ
るように設定すれば、2重らせん構造の形成をこれらの
相互作用が生じたかどうかによって検出できる。
On the other hand, in the case of being based on the proximity effect of the electron donor and the electron acceptor, the distance between the electron donor and the electron acceptor is close to the extent that these interactions are possible due to the formation of the double helix structure. That is the case. For example, both an electron donor and an electron acceptor are bound to the probe, and when the probe is in a single-stranded state, they do not interact with each other and hybridize with the target nucleic acid to form a double helix structure. The formation of a double helix structure can be detected depending on whether or not these interactions have occurred, by setting such interactions to occur when they are formed in close proximity to each other.

【0048】なお、2重らせん構造を介した電子供与体
と電子受容体の間での電荷移動が起こりにくい場合に
は、これらの間に電荷移動を仲介するようなメディエー
ター、或は、センシタイザーと称される物質を介在させ
てもよい。
When charge transfer between the electron donor and the electron acceptor via the double helix structure is unlikely to occur, a mediator or a sensitizer that mediates the charge transfer between them. You may intervene the substance called.

【0049】上記のように、本発明においては電子供与
体と電子受容体が2重らせん構造と反応できる位置に配
置されて、これらの相互作用が生じる必要がある。試薬
物質が二重らせん構造と反応可能な位置に配置される方
式としては、インターカレーターのように核酸塩基対の
間に入り込む場合、二重らせん構造の溝に埋め込まれる
場合、更に、二重らせん構造に寄り添う形で配置される
場合等が利用できる。いずれの場合も、一本鎖であるプ
ロ−ブと標的核酸とによって形成されたハイブリッド体
の2重らせん構造に特異的に配置されることが本発明に
とって本質的に必要なことである。
As described above, in the present invention, it is necessary that the electron donor and the electron acceptor are arranged at a position where they can react with the double helix structure so that their interaction occurs. The method of arranging the reagent substance at the position where it can react with the double helix structure is as follows: when it enters between nucleic acid base pairs like an intercalator, when it is embedded in the groove of the double helix structure, and when it is a double helix structure. It can be used when it is arranged so as to be close to the structure. In either case, it is essential for the present invention that it be specifically arranged in the double helix structure of the hybrid formed by the single-stranded probe and the target nucleic acid.

【0050】これらの中では、インターカレーターは、
スタッキングを介する電荷移動を利用する場合に最も有
利である。つまり、インターカレーターは、一般には、
電子の広がりを持つ平面状の化合物で、核酸塩基対の積
み重なりの延長線上に、核酸塩基対間の距離と同じよう
な距離で、核酸塩基対と平行な位置に配向する。例え
ば、電子供与体としてインターカレーターを用い、2重
らせん構造の反対側に電子受容体を配置すれば、電子供
与体から放出された電子が、隣接する核酸塩基対に電子
が送られ、それがそれぞれの核酸塩基対の電子雲を経由
して、一直線に電子受容体に向かって流れ得る。或は、
この逆に、電子受容体としてインターカレーターを用
い、2重らせん構造を挟んだ反対側に電子受容体を配置
すれば、電子受容体上の電子孔により隣接する核酸塩基
対から電子を引き抜き、この電子の引き抜きが他の核酸
塩基対間に次々と生じて最終的に電子供与体から電子を
引き抜き、電荷移動が行われる場合もある。これらの点
を考慮すると、スタッキングを介する電荷移動の場合に
は、電子供与体、電子受容体のうち、少なくともひとつ
がインターカレーターであることが好ましく、両者が共
にインターカレーターである場合には、さらに電荷移動
効率を上げることが可能であるのでより好ましい。イン
ターカレーターは二重らせん構造を安定化させ、その融
解温度を上昇させることが知られており、電子供与体や
電子受容体がインターカレーターであることは、プロ−
ブと標的核酸間のハイブリッド体を安定化させるという
点でも有利である。
Among these, the intercalator is
Most advantageous when utilizing charge transfer via stacking. So the intercalator is generally
It is a planar compound having an electron spread, and is oriented in a position parallel to the nucleic acid base pairs at the same distance as the distance between the nucleic acid base pairs on the extension line of the stacking of the nucleic acid base pairs. For example, if an intercalator is used as the electron donor and an electron acceptor is arranged on the opposite side of the double helix structure, the electron released from the electron donor is sent to the adjacent nucleobase pair, It can flow straight to the electron acceptor via the electron cloud of each nucleobase pair. Or
On the contrary, if an intercalator is used as an electron acceptor and the electron acceptor is arranged on the opposite side of the double helix structure, the electron hole on the electron acceptor draws an electron from the adjacent nucleic acid base pair, In some cases, electron withdrawal occurs between other nucleic acid base pairs one after another, and finally electron is withdrawn from the electron donor to carry out charge transfer. Considering these points, in the case of charge transfer through stacking, at least one of an electron donor and an electron acceptor is preferably an intercalator, and when both are intercalators, further, It is more preferable because the charge transfer efficiency can be increased. It is known that the intercalator stabilizes the double helix structure and raises its melting temperature, and that the electron donor or electron acceptor is an intercalator
It is also advantageous in that it stabilizes the hybrid between the protein and the target nucleic acid.

【0051】二重らせん形成に伴う二種以上の試薬物質
の相互作用の変化を電子受容体の変化としてとらえる方
法は、その検出手段に応じていくつかの種類に分類でき
る。
The method of catching the change in the interaction between two or more kinds of reagent substances due to the double helix formation as the change in the electron acceptor can be classified into several kinds according to the detecting means.

【0052】例えば、スピンラベル化剤を用いると、ス
ピン解消法等により、移動してきた電荷をESR等でス
ペクトル変化としてとらえることができる。また、電荷
移動吸収帯のように、新しい吸収スペクトルの出現、或
は、変化としてとらえることもできる。電荷移動の結
果、溶液が着色、変色するような系は、直接その変化を
目でとらえることができ、簡便な系として、さらに有効
である。蛍光やリン光のような発光系も利用できる。こ
の場合、蛍光やリン光が新たに生じる反応や、発光して
いたものが相互作用の結果消失する反応を利用できる。
また、電子受容体が電荷移動の結果、別の物質に化学変
化し、それを検出するという方法も利用できる。この
時、変化した物質に、後から第三の物質を加え、両者の
化学反応により化学発光を起こし検出することも可能で
ある。第三の物質として酵素や抗体のような蛋白質を利
用する場合には生物発光による検出方法が利用できる。
For example, when a spin labeling agent is used, the transferred charges can be detected as a spectrum change by ESR or the like by the spin elimination method or the like. It can also be regarded as the appearance or change of a new absorption spectrum like the charge transfer absorption band. A system in which a solution is colored or discolored as a result of charge transfer can be directly observed by the eye, and is more effective as a simple system. A light emitting system such as fluorescence or phosphorescence can also be used. In this case, it is possible to use a reaction in which fluorescence or phosphorescence is newly generated or a reaction in which a light-emitting substance disappears as a result of an interaction.
In addition, a method in which an electron acceptor chemically changes to another substance as a result of charge transfer and is detected can also be used. At this time, it is also possible to add a third substance to the changed substance and to cause chemiluminescence due to the chemical reaction of both substances for detection. When a protein such as an enzyme or an antibody is used as the third substance, a bioluminescence detection method can be used.

【0053】検出方法として、電子受容体の変化の他
に、電子供与体の変化で相互作用を検出しても良い。そ
して、それは基本的には、電子受容体の場合に用いられ
る方法のほとんどがそのまま適応できる。蛍光物質を電
子供与体として用いる場合には、電荷移動に伴って蛍光
の量子収率が減少するものを用いて、蛍光消光のような
直接の変化を検出することもできるし、生じた変化をさ
らにいくつかの反応と組み合わせて可視化する方法も利
用できる。
As a detection method, in addition to the change in the electron acceptor, the interaction may be detected by the change in the electron donor. And, basically, most of the methods used in the case of electron acceptors can be directly applied. When a fluorescent substance is used as an electron donor, it is possible to detect a direct change such as fluorescence quenching by using a substance whose quantum yield of fluorescence decreases with charge transfer, and Furthermore, a method of visualizing it in combination with several reactions can also be used.

【0054】本発明では、電子供与体が光によって活性
化されて電子を放出し電荷移動が開始される場合のほ
か、第三の物質として、電子供与体を刺激して電子を発
生させるような物質が存在してもよい。
In the present invention, in addition to the case where the electron donor is activated by light to emit an electron to start the charge transfer, as the third substance, the electron donor is stimulated to generate an electron. Material may be present.

【0055】さらに、電子受容体の方を活性化して、そ
れに誘起されて電子が電子受容体から引き抜かれてもよ
い。そして、その開始剤としては、電子供与体の時と同
様、光の他、何らかの開始剤であってもよい。
Further, the electron acceptor may be activated so that electrons are extracted from the electron acceptor by being induced thereby. The initiator may be some kind of initiator other than light, as in the case of the electron donor.

【0056】また、先に述べたように、電子供与体、電
子受容体の他に、第三の物質として、電荷移動を仲介す
るようなメディエ−タ−、或は、センシタイザ−と称さ
れる物質が介在しても良い。そして、これらの物質が二
重らせんと相互作用し、直接二重らせんとは結合してい
ない電子供与体、電子受容体に電荷移動を促しても良
い。
As described above, in addition to the electron donor and the electron acceptor, the third substance is called a mediator that mediates charge transfer or a sensitizer. A substance may intervene. Then, these substances may interact with the double helix to promote charge transfer to the electron donor and electron acceptor which are not directly bound to the double helix.

【0057】電子供与体と電子受容体を用いる形態とし
ては、例えば以下のものを挙げることができる。 a)これらの両方を、プローブと標的核酸とのハイブリ
ダイゼーションによる2重らせん構造の形成時に反応系
に存在させる。 b)これらの両方を、プローブと標的核酸とのハイブリ
ダイゼーションによる2重らせん構造の形成後に反応系
に添加する。 c)これらの一方を、プローブと標的核酸とのハイブリ
ダイゼーションによる2重らせん構造の形成時に反応系
に存在させておき、その後に他方を添加する。
Examples of the form using the electron donor and the electron acceptor include the following. a) Both of them are present in the reaction system when the double helix structure is formed by the hybridization of the probe and the target nucleic acid. b) Both of them are added to the reaction system after the formation of the double helix structure by the hybridization of the probe and the target nucleic acid. c) One of these is allowed to exist in the reaction system at the time of forming the double helix structure by the hybridization of the probe and the target nucleic acid, and then the other is added.

【0058】電子供与体と電子受容体は、非結合状態で
これらを反応系に添加した場合にこれらの相互作用が2
重らせん構造に特異的に生じるものであれば、非結合状
態でそのまま利用可能である。
The electron donor and the electron acceptor have an interaction of 2 when they are added to the reaction system in a non-bonded state.
If it occurs specifically in the heavy helix structure, it can be used as it is in the unbound state.

【0059】しかしながら、電子供与体及び電子受容体
が、これらの一方または両方が反応系にフリ−に共存し
ている場合に、標的核酸の存在の有無に関係なく、両者
間での相互作用が起こってしまい、バックグランドが上
昇してS/N比が悪くなるものである場合には、これら
の一方または両方をプローブに結合させて用いるのが好
ましい。なお、反応系中での濃度を選択することで、こ
のようなバックグランドの上昇が生じないものであれ
ば、これらの濃度を選択すれば、非結合状態で用いるこ
とも可能である。電子供与体や電子受容体のプローブへ
の結合は、必要に応じて例えば(CH2n のようなリ
ンカーを介して行い、その際これらの相互作用が最も効
率よくなされるようにこれらの位置関係等を配慮する。
However, when one or both of the electron donor and the electron acceptor coexist freely in the reaction system, the interaction between the two does not occur regardless of the presence or absence of the target nucleic acid. If it occurs and the background rises and the S / N ratio deteriorates, it is preferable to use one or both of these bound to the probe. In addition, if the concentration in the reaction system is selected so that such a rise in background does not occur, it is possible to use it in an unbound state by selecting these concentrations. The attachment of the electron donor or electron acceptor to the probe is optionally carried out via a linker such as (CH 2 ) n , in which case these positions are chosen so that these interactions are most efficient. Consider relationships.

【0060】最も望ましい形態としては、両方がプロ−
ブに結合している場合であり、その場合には、相互作用
する試薬物質間の位置関係が明確となるため、その相互
作用の制御を、プローブでのこれらの位置関係によって
行うことができるので有利である。この場合、電子供与
体と電子受容体のプローブ上での距離は、用いる電子供
与体と電子受容体の種類に応じて適宜選択されるが、例
えば、近接効果を利用する場合には、電子供与体と電子
受容体の距離は、20〜120オングストロームである
ことが好ましく、50〜80オングストロームであるこ
とがより好ましい。また、2重らせん構造を介した電荷
移動を行う場合には、これらの距離は、20〜120オ
ングストロームであることが好ましく、50〜80オン
グストロームであることがより好ましい。これらをプロ
ーブに結合させる場合の位置は、プローブの長さにもよ
るが、プローブの両端に分けて結合させるのが、結合の
容易性の点から有利である。
In the most desirable form, both are
In this case, since the positional relationship between the interacting reagent substances becomes clear, the interaction can be controlled by these positional relationships in the probe. It is advantageous. In this case, the distance between the electron donor and the electron acceptor on the probe is appropriately selected according to the types of the electron donor and the electron acceptor to be used. For example, when the proximity effect is used, the electron donor is used. The distance between the body and the electron acceptor is preferably 20 to 120 angstroms, and more preferably 50 to 80 angstroms. Further, in the case of performing charge transfer through the double helix structure, these distances are preferably 20 to 120 angstroms, and more preferably 50 to 80 angstroms. The position of binding these to the probe depends on the length of the probe, but it is advantageous to separately bind to both ends of the probe from the viewpoint of easy binding.

【0061】なお、プローブの長さは、標的核酸との良
好なハイブリダイゼーションが可能で、安定した2重ら
せん構造が得られる長さが個々のケースにおいて適宜選
択される。電子供与体と電子受容体の両方をプローブに
結合させる場合でこれらが近接していると2重らせん構
造の存在しない場合でも相互作用を起こし得るものであ
る場合には、両者の距離を考慮してプローブ長は決定さ
れるが、その長さは、例えば、8塩基長以上、好ましく
は12塩基長以上とされる。
The length of the probe is appropriately selected in each case so that good hybridization with the target nucleic acid is possible and a stable double helix structure is obtained. If both the electron donor and the electron acceptor are bound to the probe, and if they are close to each other and can interact even in the absence of the double helix structure, consider the distance between them. Although the probe length is determined by the above, the length is, for example, 8 bases or more, preferably 12 bases or more.

【0062】しかしながら、2重らせん構造の安定化に
は、プローブ長の他に、塩基配列自体、反応系の塩濃度
やイオン強度も大きく影響する。G−C塩基対は、A−
T塩基対よりも水素結合数が多いため、GCが多い配列
ではより安定な2重らせん構造が形成される。また、K
Clのモル濃度を0.01Mから1Mに上昇させるとD
NAの融点温度は30℃上昇するといわれている。ま
た、インターカレーターの存在も安定に大きく寄与す
る。従って、これらの安定化因子を適宜利用することに
よって、8塩基長未満のプローブを用いることも可能で
ある。
However, in order to stabilize the double helix structure, in addition to the probe length, the base sequence itself, the salt concentration of the reaction system and the ionic strength greatly influence. G-C base pairs are A-
Since the number of hydrogen bonds is larger than that of T base pairs, a more stable double helix structure is formed in a sequence having a large number of GC. Also, K
When the molar concentration of Cl is increased from 0.01M to 1M, D
The melting point temperature of NA is said to rise by 30 ° C. The presence of the intercalator also greatly contributes to stability. Therefore, a probe having a length of less than 8 bases can be used by appropriately using these stabilizing factors.

【0063】電子供与体の電子受容体は相互作用に基づ
く変化は、不可逆的なものであることが望ましい。すな
わち、検出に供せられる電子供与体、或いは、電子受容
体が不可逆的に変化するものであれば、変化を蓄積して
検出することも可能であり、その場合感度の点で有利で
ある。
It is desirable that the change of the electron acceptor of the electron donor due to the interaction is irreversible. That is, if the electron donor or the electron acceptor used for detection changes irreversibly, the change can be accumulated and detected, which is advantageous in terms of sensitivity.

【0064】[0064]

【実施例】以下実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。 実施例1 [1]スピンラベル化剤であるTEMPO(4−ヒドロ
キシ−2、2、6、6−テトラメチルピペリジン)を結
合させた20量体オリゴヌクレオチドプロ−ブの作製 (1)4−アミノヘキシルアミノ−2,2,6,6,−
テトラメチルピペリジン−N−オキシル(4−アミノヘ
キシルアミノ−TEMPO)の合成 4−オキソ−TEMPOの0.5mmoleとヘキサメ
チレンジアミンニ塩酸塩5mmoleをメタノール30
mlに溶解し、これにシアノ化ホウ素ナトリウム0.4
mmole、モレキュラーシーブ3Aを加えて室温下2
4時間攪拌してこれらを反応させた。次に、反応溶液を
グラスフィルターで濾過しモレキュラーシーブを除去
し、続いて濾液から溶媒を減圧下で除去した。次に得ら
れた残留物に1N塩酸30mlを加えて溶解した後、ク
ロロホルムで抽出した。クロロホルム相を水で洗浄後減
圧下でクロロホルムを減圧下で留去した。得られた残留
物に水を加え不溶物を濾過して得た濾液を再度減圧下で
溶媒を留去し赤色の油状物を得た。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. Example 1 [1] Preparation of 20-mer oligonucleotide probe to which TEMPO (4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine) which is a spin labeling agent was bound (1) 4-amino Hexylamino-2,2,6,6,-
Synthesis of tetramethylpiperidine-N-oxyl (4-aminohexylamino-TEMPO) 0.5 mmole of 4-oxo-TEMPO and 5 mmole of hexamethylenediamine dihydrochloride were added to methanol 30
Soluble in sodium cyanide 0.4
mmole and molecular sieve 3A were added, and at room temperature 2
These were reacted by stirring for 4 hours. The reaction solution was then filtered through a glass filter to remove the molecular sieves and subsequently the solvent was removed from the filtrate under reduced pressure. Next, 30 ml of 1N hydrochloric acid was added to the obtained residue to dissolve it, and the mixture was extracted with chloroform. After the chloroform phase was washed with water, chloroform was distilled off under reduced pressure. Water was added to the obtained residue and the insoluble material was filtered off, and the filtrate was again distilled under reduced pressure to remove the solvent to obtain a red oily substance.

【0065】(2)オリゴヌクレオチドの合成 標的DNAとしてのM13mp18DNA(一本鎖)と
部分的に相補的な塩基配列を有する20量体オリゴヌク
レオチドをABI社製381A DNA自動合成基を用
いて合成した。5’末端ジメトキシトリチル基は自動合
成機上で除去した。その塩基配列は以下のとおりであ
る。
(2) Synthesis of Oligonucleotide A 20-mer oligonucleotide having a base sequence partially complementary to M13mp18 DNA (single strand) as a target DNA was synthesized by using 381A DNA automatic synthesis group manufactured by ABI. . The 5'-terminal dimethoxytrityl group was removed on an automatic synthesizer. The base sequence is as follows.

【0066】5’−GTTGTAAAACGACGGC
CAGT−3’ (3)スピンラベルオリゴヌクレオチドプローブの合成 上記(2)の工程で、合成したオリゴヌクレオチド(1
μmole)をCPGサポートに結合させたままガスタ
イトシリンジに移した。以下の反応はシリンジ内で行な
った。CPGサポートにカルボニル−N,N’−ジイミ
ダゾール(CDI)50mgを溶解したジオキサン1m
lを加え室温下1時間放置した。ジオキサンで洗浄後減
圧乾燥し、続いて4−アミノヘキシルアミノ−TEMP
OのDMSO溶液(0.2M 0.4ml)を加え55
℃で24時間放置した。DMSO、ジオキサン、メタノ
ールの順で洗浄し減圧乾燥した。
5'-GTTTGAAAAACGACGGC
CAGT-3 ′ (3) Synthesis of spin-labeled oligonucleotide probe Oligonucleotide (1 synthesized in the above step (2)
μmole) was transferred to a gas tight syringe while still attached to the CPG support. The following reactions were carried out in a syringe. Dioxane 1m in which 50 mg of carbonyl-N, N'-diimidazole (CDI) was dissolved in CPG support
1 was added and left at room temperature for 1 hour. It was washed with dioxane and dried under reduced pressure, followed by 4-aminohexylamino-TEMP.
DMSO solution of O (0.2 M 0.4 ml) was added 55
It was left at 24 ° C. for 24 hours. It was washed with DMSO, dioxane and methanol in this order and dried under reduced pressure.

【0067】常法に従って濃アンモニア水によるスピン
ラベルオリゴヌクレオチドの切り出しと脱保護を行ない
RPLCによって精製した。
The spin-labeled oligonucleotide was cleaved with concentrated aqueous ammonia and deprotected according to a conventional method and purified by RPLC.

【0068】[2]TEMPOプロ−ブとM13mp1
8DNAとのハイブリッド体の形成反応 上記[1]で作製されたTEMPOが導入されたオリゴ
ヌクレオチドプロ−ブの0.2μMと、M13mp18
DNA(宝酒造社製)の0.2μMを1mMリン酸緩衝
溶液(pH7.0)/145mM NaCl/5mM
KCl中で80℃に加熱し、その後、徐々に冷却して室
温まで下げて、プロ−ブ・標的DNA・ハイブリッド体
を作製した。次に、この反応液にフルオレセイン(コダ
ック社製)を最終濃度10μMになるように加え、以下
に示すESRスペクトルの測定に供した。また、M13
mp18DNAを用いずに上記と同様の操作を行い、E
SRスペクトルの測定用のサンプル(プローブ単独)を
得た。
[2] TEMPO probe and M13mp1
Hybridization reaction with 8 DNA 0.2 μM of TEMPO-introduced oligonucleotide probe prepared in the above [1] and M13mp18
0.2 μM of DNA (Takara Shuzo) was added to 1 mM phosphate buffer solution (pH 7.0) / 145 mM NaCl / 5 mM
The mixture was heated to 80 ° C. in KCl, then gradually cooled and cooled to room temperature to prepare a probe-target DNA hybrid. Next, fluorescein (manufactured by Kodak Co.) was added to the reaction solution so that the final concentration was 10 μM, and the ESR spectrum shown below was measured. Also, M13
Perform the same operation as above without using mp18DNA
A sample (probe alone) for measuring the SR spectrum was obtained.

【0069】[3]ESRスペクトルの測定 ESR測定は一つのサンプルにつき20分間隔でsweep
し、それを100分間にわたって続けた。そして、強度
比、および、線幅の時間変化を追った。ESRは日本電
子社製、測定には、人工石英の扁平セルを用いた。
[3] Measurement of ESR spectrum ESR measurement was performed at 20 minute intervals for each sample.
And continued for 100 minutes. Then, the intensity ratio and the change in line width with time were followed. The ESR was manufactured by JEOL Ltd., and a flat cell of artificial quartz was used for the measurement.

【0070】ESRおよび光照射装置は以下の設定で行
なった。
The ESR and light irradiation device were set as follows.

【0071】[0071]

【表1】 光照射装置 モノクロメ−タ− 490nm Power supply 88.5V-89V / 22A 図1にESRシグナル強度比の経時変化、線幅の経時変
化を示す。図1からわかるように、プロ−ブ単独の場合
には、光照射しても強度比及び線幅に変化は見られなか
った。また、フルオレセイン/プロ−ブ/M13mp1
8の場合にも、光照射しなかった場合には、強度比、線
幅に変化は見られなかった。
[Table 1] Light irradiation device Monochrome meter 490nm Power supply 88.5V-89V / 22A Fig. 1 shows changes with time of ESR signal intensity ratio and changes of line width. As can be seen from FIG. 1, in the case of the probe alone, no change was observed in the intensity ratio and the line width even when irradiated with light. Also, fluorescein / probe / M13mp1
Also in the case of 8, no change was observed in the intensity ratio and the line width when light irradiation was not performed.

【0072】これに対し、フルオレセイン/プロ−ブ/
M13mp18DNAに光(490nm)を照射した場
合、時間と共にESRの強度比は減少した。また、線幅
に変化が観測されなかったことから、ESRでの強度変
化が化学変化によるものではないといえる。従って、プ
ロ−ブとM13mp18DNAによって形成された2重
らせん構造を介してフルオレセインからプローブに結合
させたTEMPOへ電荷が移動した結果、TEMPOの
スピンが解消されたことが確認された。つまり、B/F
分離なしに、プロ−ブ・標的DNA・ハイブリッド体が
検出できたことになる。 実施例2 プロ−ブの塩基配列として下記の配列を用いる以外は、
実施例1と同様の実験を行った。
On the other hand, fluorescein / probe /
When M13mp18 DNA was irradiated with light (490 nm), the ESR intensity ratio decreased with time. Further, since no change was observed in the line width, it can be said that the intensity change in ESR is not due to the chemical change. Therefore, it was confirmed that the spin of TEMPO was canceled as a result of the charge transfer from fluorescein to TEMPO bound to the probe through the double helix structure formed by the probe and M13mp18 DNA. That is, B / F
This means that the probe-target DNA hybrid could be detected without separation. Example 2 Except that the following sequence was used as the base sequence of the probe,
The same experiment as in Example 1 was performed.

【0073】5’−GTTGTAAAAGGACGGC
CAGT−3’ なお、このプローブの配列は、実施例1で用いたプロー
ブの配列の5’末端から第10番目の塩基をCからGに
変換したもので、実施例1のものと1塩基異なり、M1
3mp18DNAとはミスマッチするようになってい
る。
5'-GTTGTAAAAGGACGGC
CAGT-3 ′ The sequence of this probe is the one obtained by converting the 10th base from the 5 ′ end of the probe sequence used in Example 1 to C to G, and differs from that of Example 1 by 1 base. , M1
It is designed to mismatch with 3mp18 DNA.

【0074】このミスマッチ配列を有するプロ−ブ0.
2μMにM13mp18DNA0.2μMを加え、実施
例1と同様な操作でアニ−ルさせ、さらに、フルオレセ
インを加えて、ESRシグナルの強度比及び線幅の経時
変化を調べた。
Probes having this mismatch sequence 0.
M13mp18DNA (0.2 μM) was added to 2 μM, and annealed in the same manner as in Example 1, fluorescein was further added, and changes in the ESR signal intensity ratio and the line width with time were examined.

【0075】その結果、実施例1で見られた強度変化は
観測されず、プロ−ブ単独の場合と同じ強度を保ったま
まであった。このことは、ミスマッチしたオリゴヌクレ
オチドプロ−ブとDNAのハイブリッド体の場合には、
正確な二本鎖が形成されず、電荷が移動しなかったとい
える。
As a result, the change in strength seen in Example 1 was not observed, and the strength remained the same as in the case of the probe alone. This means that in the case of a hybrid of mismatched oligonucleotide probe and DNA,
It can be said that the correct double strand was not formed and the charge did not move.

【0076】実施例3 両末端ラベル(5’−TEMPO,3’- FITC)オ
リゴヌクレオチドプローブの合成 (1)3’アミノ基結合オリゴヌクレオチドの合成 グレンリサーチ社製の3’−アミノモディファイアーC
PG(1μmol)を担体として実施例1で用いた標的
DNAのモデルとしてのM13mp18DNAの一本鎖
DNAと部分的に相補的な塩基配列を有する20量体オ
リゴヌクレオチドをABI社製381A DNA自動合
成基で合成した。5’末端ジメトキシトリチル基は自動
合成機上で除去した。 (2)スピンラベルオリゴヌクレオチドプローブの合成 上記(1)で合成したオリゴヌクレオチド(1μmo
l)をCPGサポートに結合したままガスタイトシリン
ジに移した。以下の反応はシリンジ内で行なった。CP
Gサポートにカルボニル−N,N’−ジイミダゾール
(CDI)50mgを溶解したジオキサン1mlを加え
室温下1時間放置した。ジオキサンで洗浄後減圧乾燥
し、続いて実施例1で示した4−アミノヘキシルアミノ
−TEMPOのDMSO溶液(0.2M 0.4ml)
を加え55℃で24時間放置した。DMSO、ジオキサ
ン、メタノールの順で洗浄し減圧乾燥した。
Example 3 Synthesis of Oligonucleotide Probe with Both End Labels (5'-TEMPO, 3'-FITC) (1) Synthesis of 3'Amino Group-Coupled Oligonucleotide 3'-Amino Modifier C manufactured by Glen Research
A 20-mer oligonucleotide having a base sequence partially complementary to the single-stranded DNA of M13mp18DNA as a model of the target DNA used in Example 1 with PG (1 μmol) as a carrier was used as a 381A DNA automatic synthesis group manufactured by ABI. Synthesized in. The 5'-terminal dimethoxytrityl group was removed on an automatic synthesizer. (2) Synthesis of Spin Label Oligonucleotide Probe The oligonucleotide synthesized in (1) above (1 μmo
l) was transferred to a gas tight syringe while still attached to the CPG support. The following reactions were carried out in a syringe. CP
1 ml of dioxane in which 50 mg of carbonyl-N, N'-diimidazole (CDI) was dissolved was added to G support, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 1 hour. It was washed with dioxane and dried under reduced pressure, and then the DMSO solution of 4-aminohexylamino-TEMPO shown in Example 1 (0.2 M 0.4 ml).
Was added and the mixture was left at 55 ° C. for 24 hours. It was washed with DMSO, dioxane and methanol in this order and dried under reduced pressure.

【0077】次に、常法に従って濃アンモニア水による
スピンラベルオリゴヌクレオチドの切り出しと脱保護を
行ないRPLCによって精製し、5’末端にTEMPO
をラベルしたスピンラベルオリゴヌクレオチドを得た。 (3)両末端ラベルオリゴヌクレオチドプローブの合成 上記(2)で合成したスピンラベルオリゴヌクレオチド
の3’末端には3−アミノ−2−ヒドロキシ基が結合し
ているので、このアミノ基とFITC(フルオレセイン
イソチオシアネート、Sigma社製)を以下の操作によっ
て結合させた。
Then, the spin-labeled oligonucleotide was cleaved with concentrated aqueous ammonia and deprotected according to a conventional method and purified by RPLC to obtain TEMPO at the 5'end.
A spin-labeled oligonucleotide labeled with was obtained. (3) Synthesis of both-end labeled oligonucleotide probe Since the 3-amino-2-hydroxy group is bound to the 3'end of the spin-labeled oligonucleotide synthesized in (2) above, this amino group and FITC (fluorescein) are combined. Isothiocyanate, Sigma) was attached by the following procedure.

【0078】上記(2)で合成したスピンラベルオリゴ
ヌクレオチド0.2μmol(700μl水溶液)と1
M炭酸ナトリウム緩衝液(pH9)100μlを混合
し、得られた溶液にFITCの2mgのDMF溶液を加
え35℃で24時間反応させた。ファルマシア社製ゲル
濾過カラムNAP−25で処理し大過剰のFITCを除
去した後RPLCによって精製し、5’末端にTEMP
Oが結合され、3’末端にFITCが結合されたプロー
ブを得た。
0.2 μmol (700 μl aqueous solution) of spin-labeled oligonucleotide synthesized in (2) above and 1
100 μl of M sodium carbonate buffer (pH 9) was mixed, 2 mg of FITC in DMF was added to the resulting solution, and the mixture was reacted at 35 ° C. for 24 hours. It was treated with a gel filtration column NAP-25 manufactured by Pharmacia to remove a large excess of FITC, followed by purification by RPLC and TEMP at the 5'end.
A probe in which O was bound and FITC was bound to the 3'end was obtained.

【0079】(4)ESRスペクトルの測定 上記(3)で得たプロ−ブとM13mp18DNA(そ
れぞれ0.2μM)を定法に従ってアニ−ルさせ、ES
Rシグナルの強度比及び線幅の変化を実施例1の場合と
同様な方法で調べた。プロ−ブ単独、光非照射時のプロ
−ブ・標的DNA・ハイブリッド体では、強度の変化が
見られなかったのに対し、プロ−ブ・標的DNA・ハイ
ブリッド体にフルオレセインの励起波長である490n
mの光をあてた場合にのみシグナルは時間と共に減少
し、電荷移動が確認できた(図2)。さらに、スピン解
消の度合いはフルオレセインがプロ−ブに結合されてい
ない場合(実施例1)よりも大きく、両末端に電子供与
体、電子受容体を結合させた方が効果的に電子移動が起
こることが確認された。
(4) Measurement of ESR spectrum The probe obtained in (3) above and M13mp18 DNA (0.2 μM each) were annealed according to a standard method to obtain ES.
The change in the intensity ratio of the R signal and the change in the line width were examined in the same manner as in Example 1. No change in intensity was observed in the probe alone or in the probe / target DNA / hybrid body at the time of non-irradiation, whereas in the probe / target DNA / hybrid body, the excitation wavelength of fluorescein was 490n.
Only when m light was applied, the signal decreased with time, and charge transfer was confirmed (Fig. 2). Furthermore, the degree of spin elimination is larger than that in the case where fluorescein is not bound to the probe (Example 1), and electron transfer occurs more effectively when an electron donor and an electron acceptor are bound to both ends. It was confirmed.

【0080】実施例4 プロ−ブの真ん中にM13mp18DNAとは1塩基異
なる塩基配列を持つオリゴヌクレオチド(実施例2と同
じ配列)を合成し、実施例3と同様な方法で、その両末
端にTEMPOとフルオレセインとを結合させた。
Example 4 An oligonucleotide (having the same sequence as in Example 2) having a base sequence different from M13mp18DNA by one base in the middle of the probe was synthesized, and TEMPO was added to both ends thereof in the same manner as in Example 3. Was combined with fluorescein.

【0081】このプロ−ブとM13mp18DNA(そ
れぞれ0.2μM)を定法に従ってアニ−ルさせ、ES
Rシグナルの強度比及び線幅の変化を実施例1の場合と
同様な方法で調べた。プロ−ブ・標的DNA・ハイブリ
ッド体にフルオレセインの励起波長である490nmの
光をあてた場合にも、プロ−ブ単独、光非照射時のプロ
−ブ・標的DNA・ハイブリッド体の場合と同様、ES
Rシグナルの強度比及び線幅の変化は観測されなかっ
た。
This probe and M13mp18 DNA (0.2 μM each) were annealed according to a standard method to obtain ES.
The change in the intensity ratio of the R signal and the change in the line width were examined in the same manner as in Example 1. When the probe / target DNA / hybrid is irradiated with light of 490 nm, which is the excitation wavelength of fluorescein, as in the case of the probe alone or the probe / target DNA / hybrid without irradiation of light, ES
No change in the intensity ratio of the R signal and the line width was observed.

【0082】実施例5 実施例1と同様な塩基配列を持つ20量体オリゴヌクレ
オチドをDNA自動合成機により合成した。このオリゴ
ヌクレオチドをプロ−ブとして用い、M13mp18D
NAとのハイブリッド体を形成させた。溶液は10mM
リン酸緩衝液、プロ−ブは最終濃度3μM、6μM、1
0μM、20μM、M13mp18DNAの濃度は最終
濃度10μMとなるように調製した。さらに、このプロ
−ブ・標的DNA・ハイブリッド体にリボフラビンを最
終濃度100μMになるように加えた。プロ−ブ/M1
3mp18DNA/リボフラビン混合液1mlにリボフ
ラビンの励起波長である470nmの光を5分間照射し
た。
Example 5 A 20-mer oligonucleotide having the same nucleotide sequence as in Example 1 was synthesized by an automatic DNA synthesizer. Using this oligonucleotide as a probe, M13mp18D
A hybrid with NA was formed. Solution is 10 mM
Phosphate buffer and probe have final concentrations of 3 μM, 6 μM, 1
The concentrations of 0 μM, 20 μM, and M13mp18 DNA were adjusted to a final concentration of 10 μM. Further, riboflavin was added to this probe-target DNA hybrid to a final concentration of 100 μM. Probe / M1
1 ml of the 3 mp18 DNA / riboflavin mixed solution was irradiated with light having an excitation wavelength of riboflavin of 470 nm for 5 minutes.

【0083】そのうちの200μlをヌクレア−ゼP1
で処理し、続いてE.coli アルカリフォスファタ
−ゼで消化してプロ−ブ、及び、DNAをヌクレオシド
に分解した。この分解物をKasaiらの方法(Gan
n,75,p841−844,(1984))に従って
HPLCで分離して8−ヒドロキシグアノシン(8−O
H−G)の量を定量した。対照実験として、プロ−ブ/
リボフラビン溶液及びM13mp18DNA/リボフラ
ビン溶液のそれぞれについても同様な実験を行なった。
200 μl of the solution was added to Nuclease P 1
And then E. E. coli was digested with alkaline phosphatase to decompose the probe and DNA into nucleosides. This degradation product was analyzed by the method of Kasai et al.
n-75, p841-844, (1984)) and separated by HPLC to give 8-hydroxyguanosine (8-O).
The amount of H-G) was quantified. As a control experiment, probe /
Similar experiments were performed for each of the riboflavin solution and the M13mp18 DNA / riboflavin solution.

【0084】その結果、図3に示すように、プロ−ブの
濃度に依存して8−OH−Gが精製し、その最大値は、
プロ−ブと標的DNAの比が1:1の時であることが明
らかになった。プロ−ブ/リボフラビン溶液、M13m
p18DNA/リボフラビン溶液では8−OH−Gは検
出されなかった。つまり、プロ−ブとDNAとがハイブ
リッド体を形成した時にのみ8−OH−Gが生成したこ
とになる。
As a result, as shown in FIG. 3, 8-OH-G was purified depending on the concentration of the probe, and the maximum value was
It was revealed that the ratio of probe to target DNA was 1: 1. Probe / riboflavin solution, M13m
8-OH-G was not detected in the p18 DNA / riboflavin solution. That is, 8-OH-G was produced only when the probe and DNA formed a hybrid.

【0085】実施例6 実施例1と同様な塩基配列を持つ20量体オリゴヌクレ
オチドをDNA自動合成機により合成した。このオリゴ
ヌクレオチドをプロ−ブとして用い、M13mp18D
NAとハイブリッド体を形成させた。溶液は10mMリ
ン酸緩衝液、プロ−ブは最終濃度3μM、6μM、10
μM、20μM、M13mp18DNAの濃度は最終濃
度10μMとなるように調製した。さらに、このプロ−
ブ・標的DNA・ハイブリッド体にリボフラビンを最終
濃度100μMになるように加えた。プロ−ブ/M13
mp18DNA/リボフラビン混合液1mlにリボフラ
ビンの励起波長である470nmの光を5分間照射し
た。
Example 6 A 20-mer oligonucleotide having the same nucleotide sequence as in Example 1 was synthesized by an automatic DNA synthesizer. Using this oligonucleotide as a probe, M13mp18D
Hybridized with NA. The solution was 10 mM phosphate buffer, and the probe had a final concentration of 3 μM, 6 μM, 10
The concentrations of μM, 20 μM, and M13mp18 DNA were adjusted to a final concentration of 10 μM. Furthermore, this professional
Riboflavin was added to the target DNA hybrid to a final concentration of 100 μM. Probe / M13
1 ml of the mp18DNA / riboflavin mixed solution was irradiated with light of 470 nm, which is the excitation wavelength of riboflavin, for 5 minutes.

【0086】対照実験として、プロ−ブ/リボフラビン
溶液及びM13mp18DNA/リボフラビン溶液のそ
れぞれについても同様な実験を行なった。
As a control experiment, the same experiment was carried out for each of the probe / riboflavin solution and the M13mp18DNA / riboflavin solution.

【0087】光照射後の各サンプル100μlにSal
mon Testes DNA50μgを加えてマイク
ロプレ−トに固定し、ElISA法により8−OH−G
の抗体と反応させた。二次抗体としてアルカリフォスフ
ァタ−ゼの発色で定量した結果を図4に示す。Salm
on Testes DNA50μgをもとに評価する
と、プロ−ブ/リボフラビン溶液、M13mp18DN
A/リボフラビン溶液ではSalmon Testes
DNAと同程度のわずかな発色が認められたのにすぎ
ないのに対して、プロ−ブ/DNA複合体ではそのプロ
−ブ濃度に応じた発色が観測された。そして、プロ−ブ
とDNAとが等モルの時、最大となった。
100 μl of each sample after light irradiation was salified
Mon Testes DNA (50 μg) was added and fixed on a microplate, and 8-OH-G was prepared by the ElISA method.
Was reacted with the antibody. The result of quantification by the color development of alkaline phosphatase as a secondary antibody is shown in FIG. Salm
When evaluated based on 50 μg of on Testes DNA, a probe / riboflavin solution, M13mp18DN
A / Salmon Testes for riboflavin solution
Only a slight color development similar to that of DNA was observed, whereas in the probe / DNA complex, color development was observed depending on the probe concentration. Then, when the probe and DNA were equimolar, the maximum was obtained.

【0088】実施例7 実施例1と同様な塩基配列を持つ20量体オリゴヌクレ
オチドをDNA自動合成機により合成した。このオリゴ
ヌクレオチドをプロ−ブとして用い、M13mp18D
NAとハイブリッド体を形成させた。溶液は10mMリ
ン酸緩衝液、プロ−ブは最終濃度3μM、6μM、10
μM、20μM、M13mp18DNAの濃度は最終濃
度10μMとなるように調製した。さらに、このプロ−
ブ/DNAハイブリッド体にリボフラビンを最終濃度1
00μMになるように加えた。プロ−ブ/M13mp1
8DNA/リボフラビン混合液1mlにリボフラビンの
励起波長である470nmの光を5分間照射した。
Example 7 A 20-mer oligonucleotide having the same nucleotide sequence as in Example 1 was synthesized by an automatic DNA synthesizer. Using this oligonucleotide as a probe, M13mp18D
Hybridized with NA. The solution was 10 mM phosphate buffer, and the probe had a final concentration of 3 μM, 6 μM, 10
The concentrations of μM, 20 μM, and M13mp18 DNA were adjusted to a final concentration of 10 μM. Furthermore, this professional
The final concentration of riboflavin in the DNA / DNA hybrid is 1
It was added to be 00 μM. Probe / M13mp1
1 ml of the 8 DNA / riboflavin mixed solution was irradiated with light of 470 nm, which is the excitation wavelength of riboflavin, for 5 minutes.

【0089】対照実験として、プロ−ブ/リボフラビン
溶液及びM13mp18DNA/リボフラビン溶液のそ
れぞれについても同様な実験を行なった。
As a control experiment, the same experiment was carried out for each of the probe / riboflavin solution and the M13mp18DNA / riboflavin solution.

【0090】各サンプルについてリボフラビンの吸収強
度(450nm)を測定した(図5)。リボフラビンの
み、プロ−ブ/リボフラビン、M13mp18DNA/
リボフラビン溶液では、吸収強度は変化せず、1.5O
Dであるのに対し、プロ−ブ/M13mp18DNA/
リボフラビン溶液では吸収強度が減少してリボフラビン
が電荷移動の結果他の物質に変化していることが確認で
きた。
The riboflavin absorption intensity (450 nm) was measured for each sample (FIG. 5). Riboflavin only, probe / riboflavin, M13mp18DNA /
In the riboflavin solution, the absorption intensity did not change and
D-probe / M13mp18DNA /
It was confirmed that in the riboflavin solution, the absorption intensity decreased and riboflavin was changed to another substance as a result of charge transfer.

【0091】[0091]

【発明の効果】本発明の標的核酸の検出方法は、B/F
分離が必要ないという利点を持つ。その結果、従来法で
不可欠であった過剰なプロ−ブの除去、非特異吸着を除
くための繁雑な処理、その条件検討等、数多くの操作が
不要になった。
The method for detecting a target nucleic acid of the present invention comprises a B / F
It has the advantage that no separation is required. As a result, many operations such as removal of excessive probe, complicated treatment for removing non-specific adsorption, and examination of the conditions, which were indispensable in the conventional method, became unnecessary.

【0092】さらに、正確なハイブリッド体でのみ信号
変化が観測されるように試薬物質選択することで、反応
系中にミスマッチが発生している場合でも、正確な2重
らせん構造を形成しているハイブリッド体のみを検出す
ることが可能となる。
Furthermore, by selecting a reagent substance so that a signal change is observed only in an accurate hybrid, an accurate double-helical structure is formed even if a mismatch occurs in the reaction system. It is possible to detect only hybrids.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(A)は、実施例1において得られたESRシ
グナル強度比の経時変化を示すグラフである。(B)
は、実施例1において得られたESRシグナル線幅の経
時変化を示すグラフである。なお、□は反応系にプロー
ブ、標的DNA及びフルオレセインを含み、光照射を行
った場合を、■は反応系にプローブ、標的DNA及びフ
ルオレセインを含み、光照射を行わなかった場合を、◆
は反応系にプローブ及びフルオレセインを含み、光照射
を行った場合をそれぞれ表わす。
FIG. 1 (A) is a graph showing the change over time in the ESR signal intensity ratio obtained in Example 1. (B)
3 is a graph showing the change over time of the ESR signal line width obtained in Example 1. In addition, □ shows the case where the reaction system contains the probe, target DNA and fluorescein and is irradiated with light, and ■ the case where the reaction system contains the probe, target DNA and fluorescein and is not irradiated with the light, ◆
Represents the case where the reaction system contains a probe and fluorescein and is irradiated with light.

【図2】実施例3において得られたESRシグナル強度
比の経時変化を示すグラフである。□、■及び◆は図1
と同様である。
FIG. 2 is a graph showing the change over time in the ESR signal intensity ratio obtained in Example 3. □, ■ and ◆ are shown in Fig. 1
Is the same as.

【図3】実施例5において得られた8−ヒドロキシグア
ノシンの生成量(Gに対する割合)と用いたプローブの
量の関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the amount of 8-hydroxyguanosine produced in Example 5 (ratio to G) and the amount of probe used.

【図4】実施例6において得られた8−ヒドロキシグア
ノシンの生成量(ELISA法による呈色反応)と用い
たプローブの量の関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of 8-hydroxyguanosine produced in Example 6 (color reaction by ELISA method) and the amount of probe used.

【図5】実施例7において得られたリボフラビンとプロ
ーブ・標的DNA・ハイブリッド体の相互作用を示すグ
ラフである。
FIG. 5 is a graph showing the interaction between the riboflavin and the probe / target DNA / hybrid obtained in Example 7.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // A61B 10/00 (72)発明者 富田 佳紀 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 牧野 圭祐 京都府京都市左京区上高野西明寺山33−24 (72)発明者 村上 章 京都府京都市左京区岩倉中町363−1─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location // A61B 10/00 (72) Inventor Yoshinori Tomita 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Kya Non-Incorporated (72) Inventor Keisuke Makino 33-24 Kamitakano Saimyoji Temple, Sakyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto Prefecture (24) (72) Inventor Akira Murakami 363-1 Iwakura-nakacho, Sakyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto Prefecture

Claims (46)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料溶液中にプローブを加えてこれらを
反応させる過程と、該試料溶液中に標的核酸が存在する
場合に得られるプローブと標的核酸とのハイブリッド体
の2重らせん構造を検出する過程とを有する核酸ハイブ
リッド体の検出方法において、2重らせん構造を介した
相互作用により検出可能な変化を起こす2種以上の試薬
物質を前記試料溶液中に存在させて、標的核酸が存在す
る場合に形成されるプローブと標的核酸とのハイブリッ
ド体の2重らせん構造を介して起こる前記2種以上の試
薬物質間の相互作用に基づく変化を測定して、2重らせ
ん構造を検出することを特徴とする核酸ハイブリッド体
の検出方法。
1. A process of adding a probe to a sample solution to react them, and detecting a double helix structure of a hybrid of the probe and the target nucleic acid obtained when the target nucleic acid is present in the sample solution. In the method for detecting a nucleic acid hybrid having a process, the presence of a target nucleic acid by allowing two or more kinds of reagent substances that cause a detectable change due to an interaction through a double helix structure to exist in the sample solution. The double helix structure is detected by measuring a change based on the interaction between the two or more kinds of reagent substances, which occurs through the double helix structure of the hybrid of the probe and the target nucleic acid formed in the above. And a method for detecting a nucleic acid hybrid.
【請求項2】 2種以上の試薬物質間の相互作用がこれ
ら試薬物質間の電荷移動に基づくものである請求項1に
記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the interaction between two or more reagent substances is based on charge transfer between these reagent substances.
【請求項3】 2種以上の試薬物質が、少なくとも電子
供与体と電子受容体を含む請求項2に記載の方法。
3. The method according to claim 2, wherein the two or more reagent substances include at least an electron donor and an electron acceptor.
【請求項4】 電荷移動が、2重らせん構造を構成する
塩基対のスタッキングを介して行われる請求項3に記載
の方法。
4. The method according to claim 3, wherein the charge transfer is performed through stacking of base pairs constituting a double helix structure.
【請求項5】 電荷移動が2重らせん構造の形成にとも
なう電子供与体と電子受容体の近接効果による請求項3
に記載の方法。
5. The charge transfer according to the proximity effect between an electron donor and an electron acceptor, which accompanies the formation of a double helix structure.
The method described in.
【請求項6】 電子受容体が、電子の受容によってEP
R(電子スピン共鳴)スペクトルに変化を起こす物質で
ある請求項3に記載の方法。
6. The electron acceptor is EP by accepting an electron.
The method according to claim 3, which is a substance that causes a change in R (electron spin resonance) spectrum.
【請求項7】 試薬物質間の相互作用に基づく変化が光
学的に検出可能である請求項3に記載の方法。
7. The method of claim 3, wherein changes due to the interaction between the reagent substances are optically detectable.
【請求項8】 試薬物質間の相互作用に基づく変化が化
学的に検出可能である請求項3に記載の方法。
8. The method of claim 3, wherein the change due to the interaction between the reagent substances is chemically detectable.
【請求項9】 試薬物質が、2重らせん構造を構成する
核酸塩基に対するインターカレーターである請求項3に
記載の方法。
9. The method according to claim 3, wherein the reagent substance is an intercalator for nucleobases forming a double helix structure.
【請求項10】 試薬物質間の相互作用が、光照射によ
り開始される請求項3に記載の方法。
10. The method according to claim 3, wherein the interaction between the reagent substances is initiated by irradiation with light.
【請求項11】 試薬物質の少なくとも1種がプローブ
に結合されている請求項2または3に記載の方法。
11. The method according to claim 2 or 3, wherein at least one of the reagent substances is bound to the probe.
【請求項12】 試薬物質間の相互作用に基づく変化が
不可逆的である請求項2または3に記載の方法。
12. The method according to claim 2 or 3, wherein the change due to the interaction between the reagent substances is irreversible.
【請求項13】 試料溶液中にプローブを加えてこれら
を反応させる過程と、該試料溶液中に標的核酸が存在す
る場合に得られるプローブと標的核酸とのハイブリッド
体の2重らせん構造を検出する過程とを有する核酸ハイ
ブリッド体の検出方法において、2重らせん構造との相
互作用により検出可能な変化を起こす試薬物質を前記試
料溶液中に存在させ、標的核酸が存在する場合に形成さ
れたプローブと標的核酸とのハイブリッド体の2重らせ
ん構造と該試薬物質との相互作用によって起こる変化を
測定することで2重らせん構造を検出することを特徴と
する核酸ハイブリッド体の検出方法。
13. A process of adding a probe to a sample solution to react them, and detecting a double helix structure of a hybrid of the probe and the target nucleic acid obtained when the target nucleic acid is present in the sample solution. And a probe formed when a target nucleic acid is present, in which a reagent substance that causes a detectable change due to an interaction with a double helix structure is present in the sample solution, A method for detecting a nucleic acid hybrid, which comprises detecting a double helix structure by measuring a change caused by an interaction between the double helix structure of a hybrid with a target nucleic acid and the reagent substance.
【請求項14】 相互作用が電荷移動に基づくものであ
る請求項1に記載の方法。
14. The method of claim 1, wherein the interaction is charge transfer based.
【請求項15】 試薬物質が、2重らせん構造に対する
電子供与体または電子受容体である請求項14に記載の
方法。
15. The method of claim 14, wherein the reagent substance is an electron donor or electron acceptor for the double helix structure.
【請求項16】 電荷移動が、2重らせん構造を構成す
る塩基対のスタッキングを介して行われる請求項15に
記載の方法。
16. The method according to claim 15, wherein the charge transfer is performed through stacking of base pairs forming a double helix structure.
【請求項17】 電荷移動が2重らせん構造の形成にと
もなう電子供与体と電子受容体の近接効果による請求項
15に記載の方法。
17. The method according to claim 15, wherein the charge transfer is due to a proximity effect between an electron donor and an electron acceptor associated with the formation of a double helix structure.
【請求項18】 電子受容体が、電子の受容によってE
PR(電子スピン共鳴)スペクトルに変化を起こす物質
である請求項15に記載の方法。
18. The electron acceptor is E by accepting an electron.
The method according to claim 15, which is a substance that causes a change in PR (electron spin resonance) spectrum.
【請求項19】 相互作用に基づく変化が光学的に検出
可能である請求項15に記載の方法。
19. The method of claim 15, wherein the interaction-based change is optically detectable.
【請求項20】 相互作用に基づく変化が化学的に検出
可能である請求項15に記載の方法。
20. The method of claim 15, wherein the interaction-based change is chemically detectable.
【請求項21】 試薬物質が、2重らせん構造を構成す
る核酸塩基に対するインターカレーターである請求項1
5に記載の方法。
21. The reagent substance is an intercalator for a nucleobase constituting a double helix structure.
The method according to 5.
【請求項22】 相互作用が、光照射により開始される
請求項15に記載の方法。
22. The method according to claim 15, wherein the interaction is initiated by irradiation with light.
【請求項23】 試薬物質がプローブに結合されている
請求項14または15に記載の方法。
23. The method according to claim 14 or 15, wherein the reagent substance is bound to the probe.
【請求項24】 相互作用に基づく変化が不可逆的であ
る請求項14または15に記載の方法。
24. The method according to claim 14 or 15, wherein the interaction-based change is irreversible.
【請求項25】 標的核酸とのハイブリダイズのための
配列を有する標的核酸検出用プローブであって、該プロ
ーブに、前記標的核酸のハイブリダイゼーションにより
形成される2重らせん構造を介した相互作用により検出
可能な変化を起こす2種以上の試薬物質の少なくとも1
種が結合されてなることを特徴とする標的核酸検出用プ
ローブ。
25. A probe for detecting a target nucleic acid having a sequence for hybridizing with a target nucleic acid, wherein the probe interacts with a double helix structure formed by hybridization of the target nucleic acid. At least one of two or more reagent substances that causes a detectable change
A probe for detecting a target nucleic acid, which comprises a species bound thereto.
【請求項26】 2種以上の試薬物質間の相互作用がこ
れら試薬物質間の電荷移動に基づくものである請求項2
5に記載の標的核酸検出用プローブ。
26. The interaction between two or more reagent substances is based on charge transfer between these reagent substances.
The target nucleic acid detection probe according to item 5.
【請求項27】 2種以上の試薬物質が、少なくとも電
子供与体と電子受容体を含む請求項26に記載の標的核
酸検出用プローブ。
27. The probe for detecting a target nucleic acid according to claim 26, wherein the two or more kinds of reagent substances contain at least an electron donor and an electron acceptor.
【請求項28】 電荷移動が、2重らせん構造を構成す
る塩基対のスタッキングを介して行われる請求項26に
記載の標的核酸検出用プローブ。
28. The probe for detecting a target nucleic acid according to claim 26, wherein the charge transfer is performed through stacking of base pairs forming a double helix structure.
【請求項29】 電荷移動が2重らせん構造を介した電
子供与体と電子受容体の近接効果による請求項26に記
載の標的核酸検出用プローブ。
29. The probe for detecting a target nucleic acid according to claim 26, wherein the charge transfer is based on a proximity effect of an electron donor and an electron acceptor via a double helix structure.
【請求項30】 電子受容体が、電子の受容によってE
PR(電子スピン共鳴)スペクトルに変化を起こす物質
である請求項26に記載の標的核酸検出用プローブ。
30. The electron acceptor is E by accepting an electron.
The target nucleic acid detection probe according to claim 26, which is a substance that causes a change in PR (electron spin resonance) spectrum.
【請求項31】 試薬物質間の相互作用に基づく変化が
光学的に検出可能である請求項26に記載の標的核酸検
出用プローブ。
31. The probe for detecting a target nucleic acid according to claim 26, wherein a change based on the interaction between the reagent substances is optically detectable.
【請求項32】 試薬物質間の相互作用に基づく変化が
化学的に検出可能である請求項26に記載の標的核酸検
出用プローブ。
32. The probe for detecting a target nucleic acid according to claim 26, wherein a change due to an interaction between reagent substances can be chemically detected.
【請求項33】 試薬物質が、2重らせん構造を構成す
る核酸塩基に対するインターカレーターである請求項2
6に記載の核酸ハイブリッド体検出用プローブ。
33. The reagent substance is an intercalator for a nucleobase constituting a double helix structure.
The probe for detecting a nucleic acid hybrid according to item 6.
【請求項34】 試薬物質間の相互作用が、光照射によ
り開始される請求項26に記載の標的核酸検出用プロー
ブ。
34. The probe for detecting a target nucleic acid according to claim 26, wherein the interaction between the reagent substances is initiated by light irradiation.
【請求項35】 試薬物質間の相互作用に基づく変化が
不可逆的である請求項26に記載の標的核酸検出用プロ
ーブ。
35. The probe for detecting a target nucleic acid according to claim 26, wherein a change based on an interaction between the reagent substances is irreversible.
【請求項36】 標的核酸とのハイブリダイズのための
配列を有する標的核酸検出用プローブであって、該プロ
ーブに、前記標的核酸とのハイブリダイゼーションにと
もなって形成される2重らせん構造との相互作用により
検出可能な変化を生じる試薬物質が結合されてなること
を特徴とする核酸ハイブリッド体検出用プローブ。
36. A probe for detecting a target nucleic acid having a sequence for hybridizing with a target nucleic acid, wherein the probe interacts with a double helix structure formed by hybridization with the target nucleic acid. A probe for detecting a nucleic acid hybrid, comprising a reagent substance bound to produce a change detectable by the action.
【請求項37】 相互作用が電荷移動に基づくものであ
る請求項36に記載のプローブ。
37. The probe of claim 36, wherein the interaction is charge transfer based.
【請求項38】 試薬物質が、2重らせん構造に対する
電子供与体または電子受容体である請求項37に記載の
プローブ。
38. The probe according to claim 37, wherein the reagent substance is an electron donor or an electron acceptor for the double helix structure.
【請求項39】 電荷移動が、2重らせん構造を構成す
る塩基対のスタッキングを介して行われる請求項38に
記載のプローブ。
39. The probe according to claim 38, wherein the charge transfer is performed through stacking of base pairs forming a double helix structure.
【請求項40】 電荷移動が2重らせん構造の形成にと
もなう電子供与体と電子受容体の近接効果による請求項
38に記載のプローブ。
40. The probe according to claim 38, wherein the charge transfer is due to a proximity effect between an electron donor and an electron acceptor accompanied by formation of a double helix structure.
【請求項41】 電子受容体が、電子の受容によってE
PR(電子スピン共鳴)スペクトルに変化を起こす物質
である請求項38に記載のプローブ。
41. The electron acceptor is E by accepting an electron.
The probe according to claim 38, which is a substance that causes a change in PR (electron spin resonance) spectrum.
【請求項42】 相互作用に基づく変化が光学的に検出
可能である請求項38に記載のプローブ。
42. The probe of claim 38, wherein the interaction-based change is optically detectable.
【請求項43】 相互作用に基づく変化が化学的に検出
可能である請求項38に記載のプローブ。
43. The probe of claim 38, wherein the interaction-based change is chemically detectable.
【請求項44】 試薬物質が、2重らせん構造を構成す
る核酸塩基に対するインターカレーターである請求項3
8に記載のプローブ。
44. The reagent substance is an intercalator for a nucleobase constituting a double helix structure.
8. The probe according to item 8.
【請求項45】 相互作用が、光照射により開始される
請求項38に記載のプローブ。
45. The probe according to claim 38, wherein the interaction is initiated by irradiation with light.
【請求項46】 相互作用に基づく変化が不可逆的であ
る請求項37または38に記載のプローブ。
46. The probe according to claim 37 or 38, wherein the interaction-based change is irreversible.
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