JPH0675519B2 - Nucleic acid probe, method for producing the same, and detection method using the nucleic acid probe - Google Patents

Nucleic acid probe, method for producing the same, and detection method using the nucleic acid probe

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JPH0675519B2
JPH0675519B2 JP63225747A JP22574788A JPH0675519B2 JP H0675519 B2 JPH0675519 B2 JP H0675519B2 JP 63225747 A JP63225747 A JP 63225747A JP 22574788 A JP22574788 A JP 22574788A JP H0675519 B2 JPH0675519 B2 JP H0675519B2
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bipyridyl
nucleic acid
ion
ruthenium
acid probe
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洋之 小嶋
尚子 佐藤
惇 伊与田
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工業技術院長
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はルテニウムビス(ビピリジル)2+イオンが配位
結合している核酸プローブ、その製造方法および該核酸
プローブを使用するDNAの検出方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nucleic acid probe having a ruthenium bis (bipyridyl) 2+ ion coordinately bonded, a method for producing the same, and a method for detecting DNA using the nucleic acid probe. .

〔従来の技術〕[Conventional technology]

分子生物学の目覚ましい進歩によって、細胞やウイルス
の遺伝子について特定の塩基配列の存在や位置を決定す
ることは、益々重要になりつつある。
With the remarkable progress of molecular biology, it is becoming more and more important to determine the existence and position of a specific nucleotide sequence in a cell or virus gene.

この特定の塩基配列の存在や位置を決定するために、目
的の配列をもった一本鎖の核酸を予め用意し、これにな
んらかの方法で標識し(標識化核酸;核酸プローブと呼
ばれる)、核酸の相補性(ハイブリダイゼーション)を
利用して相同配列部分と結合させることが行われてい
る。
In order to determine the presence and position of this specific base sequence, a single-stranded nucleic acid having a target sequence is prepared in advance and labeled with some method (labeled nucleic acid; called nucleic acid probe) It has been performed to bind to a homologous sequence portion by utilizing the complementarity (hybridization) of the.

そしてこの技術は、従来から遺伝子工学の分野で、目的
とする遺伝子を取得するために欠かせないものになって
おり、最近では、医学や農業分野においても、遺伝的疾
患や病原性細菌、ウイルスの分析などへの利用が広が
り、モノクロナール抗体と並ぶ革新的技術の一つとして
期待されるに至っている。
And this technology has been indispensable for obtaining a target gene in the field of genetic engineering, and recently, also in the fields of medicine and agriculture, genetic diseases, pathogenic bacteria, and viruses have been developed. It has been widely used for analysis and so on, and it is expected to be one of the innovative technologies along with monoclonal antibodies.

ところで核酸プローブにはデオキシリボ核酸プローブ
(DNAプローブ)と、リボ核酸プローブ(RNAプローブ)
とがあるが、主として前者が使われるので、以下DNAプ
ローブについて述べる。従来のDNAプローブは、3Hや32P
のような放射性同位元素(以下、RIと略記)で核酸を標
識したもので、オートラジログラフィーで検出する方法
が採用されており、実験室レベルで広く使用されている
優れた方法である。
By the way, nucleic acid probes include deoxyribonucleic acid probe (DNA probe) and ribonucleic acid probe (RNA probe).
However, since the former is mainly used, the DNA probe will be described below. Conventional DNA probes are 3 H and 32 P
A nucleic acid is labeled with a radioisotope (hereinafter abbreviated as RI) as described above, and a method of detecting by autoradiography is adopted, which is an excellent method widely used at the laboratory level.

しかしながらこの方法は、特に上記したような広い用途
への利用を考えると、RIを取り扱わねばならない点が極
めて大きな欠点になる。すなわち、使用場所が制限され
たり、使用者の資格やDNAプローブの寿命などの問題点
がある。
However, this method has an extremely large drawback in that RI must be handled, especially when considering its wide use as described above. That is, there are problems such as restrictions on the place of use, qualification of the user, and the life of the DNA probe.

そこで、最近では、RIを使用しないDNAプローブの開発
が注目されつつあり、代表例がビオチン化プローブであ
る。
Therefore, recently, attention has been paid to the development of DNA probes that do not use RI, and a typical example is a biotinylated probe.

これは、ビオチンで標識し、ビオチンとアビジンとの特
異的結合力を利用して予め酵素を結合させたアビジン上
でその酵素による呈色反応をデザインしたものである。
This is designed by designing a color reaction by an enzyme labeled with biotin and utilizing a specific binding force between biotin and avidin on avidin to which the enzyme is bound in advance.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

ビオチン化プローブは、安定であり、感度も高く、優れ
たプローブではあるが、欠点はアビジンや呈色反応に使
用されるアルカリフォスホターゼががタンパク質である
ために、高価で保存が困難であり、かつ細胞内に元々存
在するビオチンが検出を妨害することである。
The biotinylated probe is stable and sensitive, and is an excellent probe, but the drawback is that avidin and alkaline phosphatase used in the color reaction are proteins, which makes them expensive and difficult to store. , And biotin originally present in the cell interferes with the detection.

これらの欠点については種々検討され、回避が試みられ
ているが、プローブの調製、検出、試薬の保存などが全
体として満足されるべき状態ではない。
Various studies have been made on these drawbacks and attempts have been made to avoid them, but the preparation of probes, detection, storage of reagents, etc. are not entirely satisfactory.

本発明は上記従来のようにRIや酵素を用いることなく、
ルテニウム錯体の光触媒作用を応用したDNAプローブ、
その製造方法およびルテニウムトリス(ビピリジル)2+
イオンの検出方法を提供することを目的とするものであ
る。
The present invention, without the use of RI or enzyme as in the above conventional,
DNA probe applying the photocatalytic action of ruthenium complex,
Manufacturing method and ruthenium tris (bipyridyl) 2+
It is an object of the present invention to provide a method for detecting ions.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するための本発明の核酸プローブは、核
酸の塩基にルテニウムビス(ビピリジル)2+イオンが配
位結合していることを特徴とするものである。
The nucleic acid probe of the present invention for achieving the above object is characterized in that a ruthenium bis (bipyridyl) 2+ ion is coordinate-bonded to the base of a nucleic acid.

また本発明の核酸プローブの製造方法は、目的は塩基配
列を有する一方鎖核酸を水−有機混合溶媒に溶解し、こ
れにルテニウムビス(ビピリジル)2+塩を加えた後に還
流することを特徴とするものである。
Further, the method for producing a nucleic acid probe of the present invention is characterized in that the one-stranded nucleic acid having a base sequence is dissolved in water-organic mixed solvent, and ruthenium bis (bipyridyl) 2+ salt is added to the solution and then refluxed. To do.

更に本発明は前記核酸プローブを使用して、目的の塩基
配列の有無を検出する方法にも関する。補酵素の検出方
法は、分析したDNA配列を一本鎖となしたものを、補酵
素の核酸プローブとハイブリダイゼーションさせ、生成
物を過剰のビピリジルと反応させ、生成したルテニウム
トリス(ビピリジル)2+イオンに呈色試薬および還元剤
の存在下で光を照射して励起状ルテニウムトリス(ビピ
リジル)2+イオンを経てルテニウムトリス(ビピリジ
ル)3+イオンを生成させると共に前記呈色試薬を還元、
呈色させ、該生成したルテニウムトリス(ビピリジル)
3+イオンは前記還元剤によりルテニウムトリス(ビピリ
ジル)3+イオンに戻すものである。本発明のDNAプロー
ブのベースとなるルテニウムビス(ビピリジル)2+イオ
ンの検出方法は、ルテニウムトリス(ビピリジル)2+
オンに呈色試薬および還元剤の共存下で光を照射してル
テニウムトリス(ビピリジル)3+イオンを生成させると
共に前記呈色試薬を還元、呈色させ、該生成したルテニ
ウムトリス(ビピリジル)3+イオンを前記還元剤により
ルテニウムトリス(ビピリジル)2+イオンにもどすこと
を特徴とするものである。
Furthermore, the present invention also relates to a method for detecting the presence or absence of a base sequence of interest using the nucleic acid probe. The method for detecting coenzymes is that the analyzed DNA sequence in a single-stranded form is hybridized with a nucleic acid probe for coenzyme, and the product is reacted with an excess of bipyridyl to produce ruthenium tris (bipyridyl) 2+. The ions are irradiated with light in the presence of a color reagent and a reducing agent to generate ruthenium tris (bipyridyl) 3+ ions through excited ruthenium tris (bipyridyl) 2+ ions and reduce the color reagent.
Ruthenium tris (bipyridyl) produced by coloring
The 3+ ion is converted to ruthenium tris (bipyridyl) 3+ ion by the reducing agent. The method for detecting ruthenium bis (bipyridyl) 2+ ion, which is the base of the DNA probe of the present invention, comprises ruthenium tris (bipyridyl) 2+ ion irradiated with light in the presence of a color reagent and a reducing agent to produce ruthenium tris (bipyridyl). ) 3+ ions are generated and the coloring reagent is reduced and colored, and the generated ruthenium tris (bipyridyl) 3+ ions are returned to ruthenium tris (bipyridyl) 2+ ions by the reducing agent. It is a thing.

かかる本発明は本発明者等が見いだした下記の事実に基
づいている。
The present invention is based on the following facts found by the present inventors.

(1)ルテニウムトリス(ビピリジル)2+イオン〔Ru(b
ipy)2 2+〕をDNAと共に水−有機混合溶媒、たとえばエタ
ノール中で還流すると、ルテニウムビス(ビピリジル)
2+イオンがDNAのプリンまたはピリミジン残基に配位し
た本発明のDNA−プローブが得られる。
(1) Ruthenium tris (bipyridyl) 2+ ion [Ru (b
ipy) 2 2+ ] with DNA is refluxed in a water-organic mixed solvent such as ethanol to give ruthenium bis (bipyridyl).
A DNA-probe of the invention is obtained in which the 2+ ion is coordinated to a purine or pyrimidine residue of DNA.

(2)このDNA−プローブは、過剰のビピリジル(bip
y)の存在下でエタノール中で還流すると、Ru(bipy)2 2+
がDNAから解離してルテニウムトリス(ビピリジル)2+
〔Ru(bipy)3 2+〕が形成される。
(2) This DNA-probe
y) and refluxed in ethanol, Ru (bipy) 2 2+
Dissociates from the DNA and ruthenium tris (bipyridyl) 2+
[Ru (bipy) 3 2+ ] is formed.

(3)このRu(bipy)3 2+は光照射下で、下記式(1)で
示される反応サイクルによって呈色試薬、たとえばテト
ラゾニウム塩を触媒的に還元し、呈色させる。
(3) This Ru (bipy) 3 2+ , under light irradiation, catalytically reduces a color reagent, for example, a tetrazonium salt, by a reaction cycle represented by the following formula (1) to cause color.

ここでTEAはRu(bipy)3 3+の還元剤、たとえばトリエタノ
ールアミン、NBTは下記式で表わされるニトロブルーテ
トラゾニウムである。
Here, TEA is a reducing agent of Ru (bipy) 3 3+ , for example, triethanolamine, and NBT is nitroblue tetrazonium represented by the following formula.

このサイクルで重要なことは、(3)のRu(bipy)3 2+
光触媒反応であり、NBT2+の還元が増巾される点であ
る。すなわち、光照射によってRu(bipy)3 2+が励起され
て〔Ru(bipy)3 2+*となりNBT2+をNBTに還元するが、同
時に生成するRu(bipy)3 3+がTEAによって再びRu(bipy)3
2+に戻り、再び光照射によってNBT2+の還元を行うこと
である。この反応サイクルは、光照射によって何度も続
き、微量のRu(bipy)3 2+でも鋭敏に呈色することができ
る。
What is important in this cycle is the photocatalytic reaction of Ru (bipy) 3 2+ of (3), and the reduction of NBT 2+ is enhanced. That is, Ru (bipy) 3 2+ is excited by light irradiation to become [Ru (bipy) 3 2+ ] * and reduce NBT 2+ to NBT, but at the same time Ru (bipy) 3 3+ produced by TEA Ru (bipy) 3 again
It is to return to 2+ and reduce NBT 2+ again by light irradiation. This reaction cycle is repeated many times by irradiation with light, and even a trace amount of Ru (bipy) 3 2+ can be sensitively colored.

次に上記本発明のDNAプローブの製造方法、このプロー
ブを用いる検出方法について説明する。
Next, a method for producing the DNA probe of the present invention and a detection method using this probe will be described.

まず、目的の塩基配列を有する50mer程度の一方鎖DNAを
エタノール性溶媒、たとえば水/エタノール(1/1)溶
媒に溶解し、Ru(bipy)2 2+Cl2をDNAのモル数に対して1
〜2倍量加える。
First, about 50 mer one-stranded DNA having the target nucleotide sequence is dissolved in an ethanolic solvent such as water / ethanol (1/1) solvent, and Ru (bipy) 2 2+ Cl 2 is added to the number of moles of DNA. 1
Add ~ 2 times amount.

次いで100℃で1時間還流すると、DNAプローブが得られ
る。このプローブは、溶液状態のままでも冷凍保存でき
るが、溶媒をとばして冷凍保存すれば、より安定に保存
することができる。
Then, the mixture is refluxed at 100 ° C. for 1 hour to obtain a DNA probe. This probe can be stored frozen even in a solution state, but can be stored more stably if it is stored frozen without solvent.

DNAのハイブリダイゼーションは、既知の方法、たとえ
ばT.Maniatis ら、Molecular Cloning、Cold Spring Ha
rbor Laboratory、1982の方法に従って行なわれる。す
なわち、分析したいDNAをアルカリ変性して一本鎖と
し、ニトロセルロースメンブレンに固定する。
Hybridization of DNA is performed by known methods, for example, T. Maniatis et al., Molecular Cloning, Cold Spring Ha.
It is performed according to the method of rbor Laboratory, 1982. That is, the DNA to be analyzed is denatured with alkali to form a single strand, and immobilized on a nitrocellulose membrane.

次いで所定の方法によってプレハイブリダイジゼーショ
ン、ハイブリダイゼーションを行ない、洗浄する。
Then, pre-hybridization and hybridization are performed by a predetermined method, and washing is performed.

ハイブリダイズされメンブレンは、乾燥後、ビピリジル
を過剰に含んだエタノールに浸し、1時間還流する。こ
れによって、DNAプローブにハイブリダイスされたDNAサ
ンプルからRu(bipy)2 2+が解離してエタノール層にRu(bi
py)3 2+が生成される。最後にこのエタノールを採取して
呈色試薬としてのNBT2+および還元剤のTEAを加えてキセ
ノンランプで1時間程度照射すると紫色を呈する。
After the hybridized membrane is dried, it is immersed in ethanol containing excess bipyridyl and refluxed for 1 hour. As a result, Ru (bipy) 2 2+ is dissociated from the DNA sample hybridized with the DNA probe, and Ru (bipy) 2
py) 3 2+ is generated. Finally, this ethanol is collected, NBT 2+ as a coloring reagent and TEA as a reducing agent are added, and it is irradiated with a xenon lamp for about 1 hour to give a purple color.

なお、上記においては、呈色試薬としてはNBT2+を用い
る場合について説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、還元されることによって呈色する化合物
であればいかなるものでも使用することができる。
In the above, the case where NBT 2+ is used as the color reagent has been described, but the present invention is not limited to this, and any compound can be used as long as it is a compound that is colored by reduction. can do.

たとえば、下記テトラゾリウム塩MTT、TNBTや、ジメチ
ルビオロゲンなどが挙げられる。
For example, the following tetrazolium salts MTT, TNBT, dimethyl viologen, etc. may be mentioned.

3−(4′,5′−ジメチルチアゾール−2−イル) −2,4−ジフェニルテトラゾリウム 2,2′,5′,5′−テトラ(p−ニトロフェニル) −3,3′−(3−ジメトキシ−4−ジフェニレン)ジテ
トラゾリウム また、Ru(bipy)3 3+の還元剤もTEAに限定されず、Ru(bip
y)3 3+を還元することができ、呈色試薬を還元しないも
のであれば、いかなるものでも使用できる。たとえば、
エチレンジアミン四酢酸やシステインなどが含まれる。
3- (4 ', 5'-dimethylthiazol-2-yl) -2,4-diphenyltetrazolium 2,2 ', 5', 5'-Tetra (p-nitrophenyl) -3,3 '-(3-dimethoxy-4-diphenylene) ditetrazolium Also, the reducing agent for Ru (bipy) 3 3+ is TEA. Without limitation, Ru (bip
y) 3 3+ can be reduced, as long as it does not reduce the coloring reagent, it may be used of any type. For example,
Includes ethylenediaminetetraacetic acid and cysteine.

照射光は、Ru(bipy)3 2+の吸収が455nmにあるのでこれに
合わせることが好ましく効果的である。
Since the absorption of Ru (bipy) 3 2+ at 455 nm, the irradiation light is preferably and effectively adjusted to this.

また呈色試薬のテトラゾリム塩も感光性を有するので、
短波長側の430〜440nmをカットするフィルターを用いる
ことが望ましい。
In addition, since the color reagent tetrazolim salt also has photosensitivity,
It is desirable to use a filter that cuts 430 to 440 nm on the short wavelength side.

以上、DNAプローブについて述べたが、RNAプローブも全
く同様である。ただし実際問題としてRNAは合成が難し
いので自然のものしか使われない。
The DNA probe has been described above, but the RNA probe is exactly the same. However, as a practical matter, RNA is difficult to synthesize, so only natural ones are used.

以下、本発明の実施例を述べる。Examples of the present invention will be described below.

〔実施例〕〔Example〕

69merの合成オリゴヌクレオチドによるDNAプローブと、
その部分配列をもつ42merのオリゴヌクレオチドを挿入
したプラスミドとによって、本法により選別できる事を
確かめた。
DNA probe with 69 mer synthetic oligonucleotide,
It was confirmed that this method could be used for selection with a plasmid into which a 42-mer oligonucleotide having the partial sequence was inserted.

(1)DNAプローブの作製 下記式(2)で示すような塩基配列をもった一本鎖DNA
をDNA合成機(日本ゼオン:Genet A−III)で作製し、高
速液体クロマトグラフィーで精製した。5′ GAT CCA ATG GTT CTC GAG GCC ATG AAG ATG GAG AC
C GAG ATC AAC GCT CCC ACC GAC GGC AAG GTC GAG3′
…(2) このDNA12μg(5×10-10M)をエッペンドルフチュー
ブ(以下、Eチューブと略記)にとり、Ru(bipy)2Cl21
3.5×10-10Mを加えた水/エタノール溶液を調製した。
次に、Eチューブにガラス細管をたててオイルバス上、
104℃で1時間還流した。
(1) Preparation of DNA probe Single-stranded DNA having a nucleotide sequence represented by the following formula (2)
Was prepared with a DNA synthesizer (Nihon ZEON: Genet A-III) and purified by high performance liquid chromatography. 5 ′ GAT CCA ATG GTT CTC GAG GCC ATG AAG ATG GAG AC
C GAG ATC AAC GCT CCC ACC GAC GGC AAG GTC GAG 3 '
(2) Transfer 12 μg (5 × 10 -10 M) of this DNA to an Eppendorf tube (hereinafter abbreviated as E tube) and put it in Ru (bipy) 2 Cl 2 1
A water / ethanol solution containing 3.5 × 10 −10 M was prepared.
Next, make a thin glass tube on the E tube and put it on the oil bath.
Refluxed at 104 ° C for 1 hour.

(2)ハイブリダイゼーション 上記式(2)の部分配列と、その相同配列で末端がHind
IIIサイトを持つ下記式(3)で示すオリゴヌクレオチ
ドを、同様にDNA合成機で合成した。
(2) Hybridization Partial sequence of the above formula (2) and its homologous sequence with Hind at the end
An oligonucleotide represented by the following formula (3) having a III site was similarly synthesized with a DNA synthesizer.

AGC TTG CTC GTT CTC GAG GCC ATG AAG ATG GAG ACC GA
G ATC AC GAG CAA GAG CTC CGG TAC TTC TAC CTC TGG C
TC TAG TCC A (3) 次にT4リガーゼを用いてプラスミドpBR322に挿入し、大
腸菌JM109にトランスフォーメーションを行ない、培養
してプラスミドを分離し、pBP42とした。
AGC TTG CTC GTT CTC GAG GCC ATG AAG ATG GAG ACC GA
G ATC AC GAG CAA GAG CTC CGG TAC TTC TAC CTC TGG C
TC TAG TCC A (3) Next, using T4 ligase, the plasmid was inserted into the plasmid pBR322, transformed into Escherichia coli JM109 and cultured to isolate the plasmid, which was designated as pBP42.

一方、これとは別にプラスミドpBR322を用意した。この
pBR322はコントロールで上記式(2)の部分配列を持た
ない。
Separately, a plasmid pBR322 was prepared separately. this
pBR322 is a control and does not have the partial sequence of the above formula (2).

pBP42を5.5μg、pBR322を8.5μgをそれぞれ採取し、
アルカリ変性液(0.5N NaOH、1.5M NaCl)100μlを加
え、30分放置して変性し、次いで0.5M Tris,3M NaCl 0.
8mlを加えて中和した。この液を1μl〜10μlを採取
してニトロセルロースメンブレン(Schleicher & Schn
ell BA85)の膜片1×0.5cm2に滴下し、80℃で2時間加
熱して固定した。
5.5 μg of pBP42 and 8.5 μg of pBR322 were collected,
Add 100 μl of alkaline denaturing solution (0.5N NaOH, 1.5M NaCl), leave it for 30 minutes to denature, then 0.5M Tris, 3M NaCl 0.1.
8 ml was added to neutralize. 1 μl to 10 μl of this solution was sampled and a nitrocellulose membrane (Schleicher & Schn
ell BA85) film pieces were dropped on 1 × 0.5 cm 2 and heated at 80 ° C. for 2 hours to be fixed.

プレハイブリダイゼーション、ハイブリダイゼーション
は、T.Maniatisらの上記した方法に従い、下記のように
行なった。
Pre-hybridization and hybridization were performed as follows according to the method described by T. Maniatis et al.

プレハイブリダイゼーション液(6×SSC,5×デンハル
ト液)3ml,10%SDS液30μl,10mg/mlサケ精子DNA液75μ
lへ上記のメンブレン片を浸し、ポリエチレン袋に封入
して42℃に3時間報知した。次にこの液を捨ててハイブ
リダイゼーション液(6×SSC,0.01M EDTA、5×デンハ
ルト液)3ml,10%SDS液30μl,10mg/mlサケ精子DNA液30
μl及び先に調製したDNAプローブ1mlを加えて同じくポ
リエチレン袋に封入し、42℃で一昼夜報知した。ハイブ
リダイゼーションの後、メンブレンは洗浄のために2×
SCC、1%SDS液100mlで5分振盪し、次いで0.16%SSC,1
%SDS液100mlで50℃,15分振盪し、また2×SSC,0.1%SD
S液100mlで振盪した。
Pre-hybridization solution (6 x SSC, 5 x Denhardt's solution) 3 ml, 10% SDS solution 30 μl, 10 mg / ml salmon sperm DNA solution 75 μ
The above-mentioned membrane piece was dipped in 1 and sealed in a polyethylene bag, which was informed at 42 ° C for 3 hours. Next, this solution is discarded and hybridization solution (6 x SSC, 0.01M EDTA, 5 x Denhardt's solution) 3 ml, 10% SDS solution 30 μl, 10 mg / ml salmon sperm DNA solution 30
μl and 1 ml of the above-prepared DNA probe were added, and the mixture was similarly sealed in a polyethylene bag and notified at 42 ° C. overnight. After hybridization, the membrane is washed 2x for washing
Shake with 100 ml of SCC and 1% SDS for 5 minutes, then 0.16% SSC, 1
Shake with 100 ml of SDS solution at 50 ℃ for 15 minutes, 2 × SSC, 0.1% SD
Shake with 100 ml of S liquid.

(3)呈色反応 ハイブリダイゼーションを行ったメンブレンを別々にE
チューブに入れ、1mM bipyのエタノール液100μl、エ
タノール0.9μlを加えて、Eチューブにガラス細管を
立てて104℃のオイルバス上で1時間還流した。この液
を別のEチューブに移して、遠心コンセントレーターで
溶媒をとしてから、NBT2+のエタノール液50mM 20μl、
トリエタノールアミンのエタノール溶液10mM、100μl
を加えてよく振盪した。
(3) Color reaction E
The mixture was placed in a tube, 100 μl of 1 mM bipy ethanol solution and 0.9 μl of ethanol were added, and a glass thin tube was set up in an E tube and refluxed on an oil bath at 104 ° C. for 1 hour. This solution was transferred to another E tube, the solvent was removed with a centrifugal concentrator, and then NBT 2+ ethanol solution 50 mM 20 μl,
Ethanol solution of triethanolamine 10 mM, 100 μl
And shaken well.

この液100μlを外径6mmのダーラム管にとり、栓をして
500Wキセノンランプにショートカットフィルター(東芝
色ガラスフィルターY45)をつけて1時間照射した。照
射中に観察すると、pBP42からの液は青みを帯びた螢光
を発し、pBR322からの液は青みがなく、明瞭な差異が観
察できた。照射後、液をエタノールで希釈して2mlとし
て赤外吸収スペクトルを測定したところ、第1図に示す
結果を得た。曲線aで示されるpBR42は青い沈澱が顕著
に見られ、曲線bのpBR322との差異が明らかである。
Take 100 μl of this solution in a Durham tube with an outer diameter of 6 mm, plug it
A 500W xenon lamp was fitted with a shortcut filter (Toshiba color glass filter Y45) and irradiated for 1 hour. When observed during irradiation, the liquid from pBP42 emitted a bluish fluorescence, and the liquid from pBR322 had no bluish color, and a clear difference could be observed. After irradiation, the solution was diluted with ethanol to 2 ml and the infrared absorption spectrum was measured. The results shown in FIG. 1 were obtained. The blue precipitation of pBR42 shown by the curve a is remarkably observed, and the difference from the pBR322 of the curve b is clear.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べたように、本発明のDNAプローブは一本鎖DNAと
Ru(bipy)2 2+を還流するだけなので、作製が極めて容易
である。
As described above, the DNA probe of the present invention is a single-stranded DNA
Since Ru (bipy) 2 2+ is simply refluxed, the production is extremely easy.

呈色反応はRu(bipy)3 2+の光触媒作用を利用しているの
で鋭敏である。
The color reaction is sensitive because it utilizes the photocatalysis of Ru (bipy) 3 2+ .

DNAプローブおよび呈色に用いる試薬はRIや酵素を含ま
ず、通常の分析試薬なので安価であり、かつ安定であ
る。
Since the DNA probe and the reagent used for coloring do not contain RI or enzyme and are ordinary analytical reagents, they are inexpensive and stable.

本発明は光触媒作用を分析に応用した新しい方法である
が、この原理はDNA以外の分析にも応用したり、呈色反
応以外の検出方法も可能であり、広い応用の道を拓くも
のである。
The present invention is a new method in which photocatalysis is applied to analysis. However, this principle can be applied to analysis other than DNA, and detection methods other than color reaction are also possible, which opens a wide range of applications. .

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

第1図は大腸菌にトランスフォーメーションされたオリ
ゴヌクレオチドを培養して分離したプラスミド(pBP4
2)を同定したニトロセルロースメンブレンからの溶離
液(曲線a)およびコントロール液(曲線b)に呈色試
薬および還元剤を加えて光照射した液の赤外吸収スペク
トルを示す図である。
Figure 1 shows the plasmid (pBP4) isolated by culturing the transformed oligonucleotide in E. coli.
FIG. 3 is a diagram showing an infrared absorption spectrum of a liquid obtained by adding a color reagent and a reducing agent to an eluent (curve a) and a control liquid (curve b) from the nitrocellulose membrane identified in 2), and irradiating with light.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】核酸の塩基にルテニウムビス(ビピリジ
ル)2+イオンが配位結合していることを特徴とする核酸
プローブ。
1. A nucleic acid probe having a ruthenium bis (bipyridyl) 2+ ion coordinately bonded to the base of a nucleic acid.
【請求項2】目的の塩基配列を有する一本鎖核酸を水−
有機混合溶媒に溶解し、これにルテニウムビス(ビピリ
ジル)2+塩を加えた後に還流することを特徴とする、ル
テニウムビス(ビピリジル)2+イオンが配位結合してい
る核酸プローブの製造方法。
2. A single-stranded nucleic acid having a base sequence of interest is treated with water.
A method for producing a nucleic acid probe having a ruthenium bis (bipyridyl) 2+ ion coordinate-bonded, which comprises dissolving in an organic mixed solvent, adding a ruthenium bis (bipyridyl) 2+ salt thereto, and then refluxing.
【請求項3】目的の塩基配列の有無を検出する方法であ
って、分析したいDNA配列を一本鎖となしたものを、ル
テニウムビス(ビピリジル)2+イオンが配位結合してい
る核酸プローブとハイブリダイゼーションさせ、生成物
を過剰のビピリジルと反応させ、生成したルテニウムト
リス(ビピリジル)2+イオンに呈色試薬および還元剤の
存在下で光を照射して励起状ルテニウムトリス(ビピリ
ジル)2+イオンを経てルテニウムトリス(ビピリジル)
3+イオンを生成させると共に前記呈色試薬を還元、呈色
させ、該生成したルテニウムトリス(ビピリジル)3+
オンは前記還元剤によりルテニウムトリス(ビピリジ
ル)2+イオンに戻すものとする、目的の塩基配列の有無
を検出する方法。
3. A method for detecting the presence or absence of a target nucleotide sequence, which comprises a single-stranded DNA sequence to be analyzed, in which a ruthenium bis (bipyridyl) 2+ ion is coordinate-bonded. Excited ruthenium tris (bipyridyl) 2+ by irradiating the produced ruthenium tris (bipyridyl) 2+ ion with light in the presence of a coloring reagent and a reducing agent by reacting the product with excess bipyridyl. Ruthenium tris (bipyridyl) via ion
The above-mentioned ruthenium tris (bipyridyl) 3+ ion is reduced to the ruthenium tris (bipyridyl) 2+ ion by the reducing agent while generating 3+ ion and reducing and coloring the coloring reagent. A method for detecting the presence or absence of a base sequence.
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