JPH0772059A - 生化学物質検出方法および該方法に用いられる生化学物質検出センサー - Google Patents
生化学物質検出方法および該方法に用いられる生化学物質検出センサーInfo
- Publication number
- JPH0772059A JPH0772059A JP5237203A JP23720393A JPH0772059A JP H0772059 A JPH0772059 A JP H0772059A JP 5237203 A JP5237203 A JP 5237203A JP 23720393 A JP23720393 A JP 23720393A JP H0772059 A JPH0772059 A JP H0772059A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dna
- frequency conversion
- conversion element
- probe
- immobilized
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ＤＮＡハイブリッドの形成を高精度にかつ定
量的にしかも簡便に検出することにより生化学物質を検
出する方法および該方法に用いられる生化学物質検出セ
ンサーの提供。 【構成】 生化学物質のＤＮＡに特有な塩基配列と相補
的な塩基配列よりなるプローブＤＮＡを周波数変換素子
の電極上に化学的に結合・固定化し、固定化された周波
数変換素子上に、気相中で、該ＤＮＡを検出する試料の
水溶液を滴下し、該試料を、該プローブＤＮＡに特異的
な塩基配列を有するターゲットＤＮＡとして該プローブ
ＤＮＡとハイブリッドを形成させ、該ハイブリッド形成
による重量変化に伴う周波数変換素子の周波数変化を測
定して該ハイブリッド形成を検出・識別することを特徴
とする生化学物質検出方法、および該方法に用いられる
生化学物質検出センサー。
量的にしかも簡便に検出することにより生化学物質を検
出する方法および該方法に用いられる生化学物質検出セ
ンサーの提供。 【構成】 生化学物質のＤＮＡに特有な塩基配列と相補
的な塩基配列よりなるプローブＤＮＡを周波数変換素子
の電極上に化学的に結合・固定化し、固定化された周波
数変換素子上に、気相中で、該ＤＮＡを検出する試料の
水溶液を滴下し、該試料を、該プローブＤＮＡに特異的
な塩基配列を有するターゲットＤＮＡとして該プローブ
ＤＮＡとハイブリッドを形成させ、該ハイブリッド形成
による重量変化に伴う周波数変換素子の周波数変化を測
定して該ハイブリッド形成を検出・識別することを特徴
とする生化学物質検出方法、および該方法に用いられる
生化学物質検出センサー。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生化学物質検出方法お
よび該方法に用いられる生化学物質検出センサーに関す
る。
よび該方法に用いられる生化学物質検出センサーに関す
る。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】従来、例えば、特開平３
−２１０１９８号公報に記載されているように、ＤＮＡ
ハイブリッド形成反応後、電気泳動によって分離した
り、放射性同位元素でラベルして定量する方法によるＤ
ＮＡハイブリッドの形成反応の解析および分離定量が行
われている。しかしこれらの方法は、ラベル化するため
に限られた場所でしか行うことができないこと、放射性
同位元素を扱うために特殊技術を要すること、ラベル化
などのための操作、処理、測定に時間がかかることなど
の欠点があった。
−２１０１９８号公報に記載されているように、ＤＮＡ
ハイブリッド形成反応後、電気泳動によって分離した
り、放射性同位元素でラベルして定量する方法によるＤ
ＮＡハイブリッドの形成反応の解析および分離定量が行
われている。しかしこれらの方法は、ラベル化するため
に限られた場所でしか行うことができないこと、放射性
同位元素を扱うために特殊技術を要すること、ラベル化
などのための操作、処理、測定に時間がかかることなど
の欠点があった。
【０００３】例えば、特開平３−２１０１９８号公報に
は、目的ＤＮＡに相補的塩基配列を有する抗原で修飾さ
れたＤＮＡがハイブリッド形成した後に酵素修飾抗体を
反応させ酵素反応による産生物を検出する方法が記載さ
れている。しかしながら、これらの方法では、酵素活性
の失活などにより定量性に乏しいこと、酵素修飾抗体作
製などのための操作、処理、測定に時間がかかることな
どの欠点があった。従来、生化学物質のＤＮＡのハイブ
リダイゼーションやＤＮＡへの化学物質のインターカー
レーションなどといったＤＮＡに特有な諸現象を解析す
るためのＤＮＡ加水分解酵素によるＤＮＡ加水分解反応
の追跡や加水分解率の算出などは、紫外スペクトルの吸
光度の変化や円二色性スペクトルを測定するなど分光学
的手法を用いて行っているが、機器が高価であったり定
量性に乏しいなどの問題があった。
は、目的ＤＮＡに相補的塩基配列を有する抗原で修飾さ
れたＤＮＡがハイブリッド形成した後に酵素修飾抗体を
反応させ酵素反応による産生物を検出する方法が記載さ
れている。しかしながら、これらの方法では、酵素活性
の失活などにより定量性に乏しいこと、酵素修飾抗体作
製などのための操作、処理、測定に時間がかかることな
どの欠点があった。従来、生化学物質のＤＮＡのハイブ
リダイゼーションやＤＮＡへの化学物質のインターカー
レーションなどといったＤＮＡに特有な諸現象を解析す
るためのＤＮＡ加水分解酵素によるＤＮＡ加水分解反応
の追跡や加水分解率の算出などは、紫外スペクトルの吸
光度の変化や円二色性スペクトルを測定するなど分光学
的手法を用いて行っているが、機器が高価であったり定
量性に乏しいなどの問題があった。
【０００４】本発明は、特殊技術を要すること、定量性
に乏しいこと、長時間の測定を要することなどの従来技
術における欠点がなく、簡便にしかも直接ＤＮＡハイブ
リッドの形成反応を解析し、かつ形成されたＤＮＡハイ
ブリッドを分離定量できる方法であって、ＤＮＡハイブ
リッドの形成を高精度にかつ定量的にしかも簡便にする
ことにより生化学物質を検出する方法および該方法に用
いられる生化学物質検出センサーを提供することを目的
とするものである。
に乏しいこと、長時間の測定を要することなどの従来技
術における欠点がなく、簡便にしかも直接ＤＮＡハイブ
リッドの形成反応を解析し、かつ形成されたＤＮＡハイ
ブリッドを分離定量できる方法であって、ＤＮＡハイブ
リッドの形成を高精度にかつ定量的にしかも簡便にする
ことにより生化学物質を検出する方法および該方法に用
いられる生化学物質検出センサーを提供することを目的
とするものである。
【０００５】
【目的を達成するための手段】本発明は、第１の実施態
様において、生化学物質のＤＮＡに特有な塩基配列と相
補的な塩基配列よりなるプローブＤＮＡを周波数変換素
子の電極上に化学的に結合・固定化し、固定化された周
波数変換素子上に、気相中で、該ＤＮＡを検出する試料
の水溶液を滴下し、該ＤＮＡを検出する試料を、該プロ
ーブＤＮＡに特異的な塩基配列を有するターゲットＤＮ
Ａとして該プローブＤＮＡとハイブリッドを形成させ、
該ハイブリッド形成による重量変化に伴う周波数変換素
子の周波数変化を測定して該ハイブリッド形成を検出・
識別することを特徴とする生化学物質検出方法を提供す
る。
様において、生化学物質のＤＮＡに特有な塩基配列と相
補的な塩基配列よりなるプローブＤＮＡを周波数変換素
子の電極上に化学的に結合・固定化し、固定化された周
波数変換素子上に、気相中で、該ＤＮＡを検出する試料
の水溶液を滴下し、該ＤＮＡを検出する試料を、該プロ
ーブＤＮＡに特異的な塩基配列を有するターゲットＤＮ
Ａとして該プローブＤＮＡとハイブリッドを形成させ、
該ハイブリッド形成による重量変化に伴う周波数変換素
子の周波数変化を測定して該ハイブリッド形成を検出・
識別することを特徴とする生化学物質検出方法を提供す
る。
【０００６】本発明は、第２の実施態様において、生化
学物質の三本鎖ＤＮＡに特有な塩基配列と相補的な塩基
配列よりなるプローブＤＮＡを周波数変換素子の電極上
に化学的に結合・固定化し、固定化された周波数変換素
子を水中に浸漬し、該ＤＮＡを検出する試料を該水中に
注入し、該試料を、該プローブＤＮＡに特異的な塩基配
列を有するターゲットＤＮＡとして該プローブＤＮＡと
ハイブリッドを形成させ、該ハイブリッド形成による重
量変化に伴う周波数変換素子の周波数変化を測定して、
該ハイブリッド形成を検出・識別することを特徴とする
生化学物質検出方法を提供する。
学物質の三本鎖ＤＮＡに特有な塩基配列と相補的な塩基
配列よりなるプローブＤＮＡを周波数変換素子の電極上
に化学的に結合・固定化し、固定化された周波数変換素
子を水中に浸漬し、該ＤＮＡを検出する試料を該水中に
注入し、該試料を、該プローブＤＮＡに特異的な塩基配
列を有するターゲットＤＮＡとして該プローブＤＮＡと
ハイブリッドを形成させ、該ハイブリッド形成による重
量変化に伴う周波数変換素子の周波数変化を測定して、
該ハイブリッド形成を検出・識別することを特徴とする
生化学物質検出方法を提供する。
【０００７】本発明は、第３の実施態様において、生化
学物質の二本鎖ＤＮＡに特有な塩基配列と相補的な塩基
配列よりなる一本鎖プローブＤＮＡを周波数変換素子の
電極上に化学的に結合・固定化し、固定化された周波数
変換素子を水中に浸漬し、該ＤＮＡを検出する試料を該
水中に注入し、該試料を、該プローブＤＮＡに特異的な
塩基配列を有するターゲットＤＮＡとして該プローブＤ
ＮＡとハイブリッドを形成させ、該ハイブリッド形成に
よる重量変化に伴う周波数変換素子の周波数変化を測定
して、該ハイブリッド形成を検出・識別することよりな
り、該電極が金電極であって、該プローブＤＮＡが、そ
の塩基配列の末端にチオール基を導入したものを合成
し、さらにそれと相補的な塩基配列を有するＤＮＡをハ
イブリッドさせて二本鎖ＤＮＡを合成し、該二本鎖ＤＮ
Ａの水溶液中に周波数変換素子を浸漬・反応させ、次い
で該二本鎖ＤＮＡの融解点以上に加熱して電極上に固定
化されていない一本鎖を脱着させ、次いで該水溶液から
周波数変換素子を取り出し、乾燥することにより電極上
に化学的に結合・固定化されることを特徴とする生化学
物質検出方法を提供するものである。
学物質の二本鎖ＤＮＡに特有な塩基配列と相補的な塩基
配列よりなる一本鎖プローブＤＮＡを周波数変換素子の
電極上に化学的に結合・固定化し、固定化された周波数
変換素子を水中に浸漬し、該ＤＮＡを検出する試料を該
水中に注入し、該試料を、該プローブＤＮＡに特異的な
塩基配列を有するターゲットＤＮＡとして該プローブＤ
ＮＡとハイブリッドを形成させ、該ハイブリッド形成に
よる重量変化に伴う周波数変換素子の周波数変化を測定
して、該ハイブリッド形成を検出・識別することよりな
り、該電極が金電極であって、該プローブＤＮＡが、そ
の塩基配列の末端にチオール基を導入したものを合成
し、さらにそれと相補的な塩基配列を有するＤＮＡをハ
イブリッドさせて二本鎖ＤＮＡを合成し、該二本鎖ＤＮ
Ａの水溶液中に周波数変換素子を浸漬・反応させ、次い
で該二本鎖ＤＮＡの融解点以上に加熱して電極上に固定
化されていない一本鎖を脱着させ、次いで該水溶液から
周波数変換素子を取り出し、乾燥することにより電極上
に化学的に結合・固定化されることを特徴とする生化学
物質検出方法を提供するものである。
【０００８】本発明は、第４の実施態様において、周波
数変換素子と、該周波数変換素子の電極上に化学的に結
合・固定化された、生化学物質のＤＮＡに特有な塩基配
列と相補的な塩基配列よりなるプローブＤＮＡとよりな
り、前記実施態様１〜３の方法に用いられる生化学物質
検出センサーを提供するものである。
数変換素子と、該周波数変換素子の電極上に化学的に結
合・固定化された、生化学物質のＤＮＡに特有な塩基配
列と相補的な塩基配列よりなるプローブＤＮＡとよりな
り、前記実施態様１〜３の方法に用いられる生化学物質
検出センサーを提供するものである。
【０００９】本発明は、第５の実施態様において、生化
学物質としてのタンパクを特異的に吸着する生化学物質
のＤＮＡを周波数変換素子の電極上に化学的に結合・固
定化し、固定化された周波数変換素子を水中に浸漬し、
該タンパクを検出する試料を該水中に注入し、吸着さ
せ、吸着による重量変化に伴う周波数変換素子の周波数
変化を測定して該タンパクを検出することを特徴とする
生化学物質検出方法を提供するものである。
学物質としてのタンパクを特異的に吸着する生化学物質
のＤＮＡを周波数変換素子の電極上に化学的に結合・固
定化し、固定化された周波数変換素子を水中に浸漬し、
該タンパクを検出する試料を該水中に注入し、吸着さ
せ、吸着による重量変化に伴う周波数変換素子の周波数
変化を測定して該タンパクを検出することを特徴とする
生化学物質検出方法を提供するものである。
【００１０】本発明は、第６の実施態様において、生化
学物質としてのタンパクを特異的に吸着する生化学物質
のＤＮＡを周波数変換素子の電極上に化学的に結合・固
定化し、固定化された周波数変換素子上に、該タンパク
を検出する水溶液の試料を気相中で滴下し、吸着させ、
吸着による重量変化に伴う周波数変換素子の周波数変化
を測定して該タンパクを検出することを特徴とする生化
学物質検出方法を提供するものである。
学物質としてのタンパクを特異的に吸着する生化学物質
のＤＮＡを周波数変換素子の電極上に化学的に結合・固
定化し、固定化された周波数変換素子上に、該タンパク
を検出する水溶液の試料を気相中で滴下し、吸着させ、
吸着による重量変化に伴う周波数変換素子の周波数変化
を測定して該タンパクを検出することを特徴とする生化
学物質検出方法を提供するものである。
【００１１】本発明は、第７の実施態様において、周波
数変換素子と、該周波数変換素子の電極上に化学的に結
合・固定化された、生化学物質としてのタンパクを特異
的に吸着する生化学物質のＤＮＡとよりなり、前記実施
態様５〜６の方法に用いられる生化学物質検出センサー
を提供するものである。
数変換素子と、該周波数変換素子の電極上に化学的に結
合・固定化された、生化学物質としてのタンパクを特異
的に吸着する生化学物質のＤＮＡとよりなり、前記実施
態様５〜６の方法に用いられる生化学物質検出センサー
を提供するものである。
【００１２】本発明方法により検出される生化学物質
は、特異的な塩基配列を有するものおよびそれを構成す
る特異的な塩基を有するものを包含することができる
が、生物、特に各種菌類、各種ウィルスなどの微生物を
構成し、特異的な塩基配列を有する核酸および、該核酸
を構成する塩基もしくは塩基を含む成分を包含すること
ができる。このような核酸の例として、ＤＮＡ、ＲＮＡ
があげられる。前記核酸を構成する塩基もしくは塩基を
含む成分の例として、アデニン、グアニン、シトシン、
チミン、ウラシルなどの塩基、シチジン、ウリジン、デ
オキシアデノシン、デオキシグアノシン、アデノシン、
グアノシン、デオキシチミジン、デオキシシチジンなど
のヌクレオシド；アデノシンモノリン酸、アデノシンジ
リン酸、アデノシントリリン酸、デオキシシチジンモノ
リン酸、デオキシグアノシントリリン酸、デオキシチミ
ジンモノリン酸、ウリジンモノリン酸などのヌクレオチ
ド；などがあげられる。これらのうちＤＮＡ、ＲＮＡな
どが好ましい。上記ＤＮＡには、一本鎖ＤＮＡ、二重構
造を形成する二本鎖ＤＮＡおよび三重構造を形成する三
本鎖ＤＮＡが包含される。
は、特異的な塩基配列を有するものおよびそれを構成す
る特異的な塩基を有するものを包含することができる
が、生物、特に各種菌類、各種ウィルスなどの微生物を
構成し、特異的な塩基配列を有する核酸および、該核酸
を構成する塩基もしくは塩基を含む成分を包含すること
ができる。このような核酸の例として、ＤＮＡ、ＲＮＡ
があげられる。前記核酸を構成する塩基もしくは塩基を
含む成分の例として、アデニン、グアニン、シトシン、
チミン、ウラシルなどの塩基、シチジン、ウリジン、デ
オキシアデノシン、デオキシグアノシン、アデノシン、
グアノシン、デオキシチミジン、デオキシシチジンなど
のヌクレオシド；アデノシンモノリン酸、アデノシンジ
リン酸、アデノシントリリン酸、デオキシシチジンモノ
リン酸、デオキシグアノシントリリン酸、デオキシチミ
ジンモノリン酸、ウリジンモノリン酸などのヌクレオチ
ド；などがあげられる。これらのうちＤＮＡ、ＲＮＡな
どが好ましい。上記ＤＮＡには、一本鎖ＤＮＡ、二重構
造を形成する二本鎖ＤＮＡおよび三重構造を形成する三
本鎖ＤＮＡが包含される。
【００１３】本発明において、生化学物質のＤＮＡに特
異的に吸着し、検出されるタンパク質の例として、ＤＮ
Ａ螺旋不安化タンパク質として知られているラクトース
リプレッサタンパク、サルウィルスが作り出すＴ抗原な
どのタンパク質などがあげられる。
異的に吸着し、検出されるタンパク質の例として、ＤＮ
Ａ螺旋不安化タンパク質として知られているラクトース
リプレッサタンパク、サルウィルスが作り出すＴ抗原な
どのタンパク質などがあげられる。
【００１４】本発明に用いられる周波数変換素子は、例
えば水晶発振子、表面弾性波素子（ＳＡＷ）などを包含
することができる。
えば水晶発振子、表面弾性波素子（ＳＡＷ）などを包含
することができる。
【００１５】本発明におけるプローブＤＮＡは、前記生
化学物質のＤＮＡに特有な塩基配列と相補的な塩基配列
より構成されるものであり、ホスホルアミダイド法によ
るＤＮＡ合成機により得られる。該プローブＤＮＡとし
て、一本鎖または二本鎖のものを用いることができる。
化学物質のＤＮＡに特有な塩基配列と相補的な塩基配列
より構成されるものであり、ホスホルアミダイド法によ
るＤＮＡ合成機により得られる。該プローブＤＮＡとし
て、一本鎖または二本鎖のものを用いることができる。
【００１６】本発明におけるターゲットＤＮＡは、前記
生化学物質のＤＮＡであって、前記のプローブＤＮＡに
特異的な塩基配列を有するものであり、該プローブＤＮ
Ａの塩基配列と相補的な特有の塩基配列を有する。該タ
ーゲットＤＮＡとして、一本鎖または二本鎖のものを用
いることができる。
生化学物質のＤＮＡであって、前記のプローブＤＮＡに
特異的な塩基配列を有するものであり、該プローブＤＮ
Ａの塩基配列と相補的な特有の塩基配列を有する。該タ
ーゲットＤＮＡとして、一本鎖または二本鎖のものを用
いることができる。
【００１７】本発明におけるプローブＤＮＡを周波数変
換素子の電極上に化学的に結合・固定化する方法として
は、例えば、周波数変換素子が水晶発振子であり電極が
金電極の場合、該プローブＤＮＡの相補的な塩基配列の
末端にチオール基を導入したものを合成し、（ｉ）その
水溶液中に水晶発振子を一定時間浸漬・反応させ、次い
で該水溶液から水晶発振子を取り出し、乾燥させる方
法、（ii）その水溶液を周波数変換素子上に滴下・反応
させ、次いで純水または該プローブＤＮＡとハイブリッ
ドを形成するＤＮＡを含まない水溶液で洗浄し、乾燥さ
せる方法などがあげられる。該チオール基としてはＳ−
トリチル−３−メルカプトプロピルオキシ−β−シアノ
エチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアミノホスホルアミダ
イドなどが包含され、該プローブＤＮＡの相補的な塩基
配列の末端へのチオール基の導入はホスホルアミダイド
法により行うことができる。
換素子の電極上に化学的に結合・固定化する方法として
は、例えば、周波数変換素子が水晶発振子であり電極が
金電極の場合、該プローブＤＮＡの相補的な塩基配列の
末端にチオール基を導入したものを合成し、（ｉ）その
水溶液中に水晶発振子を一定時間浸漬・反応させ、次い
で該水溶液から水晶発振子を取り出し、乾燥させる方
法、（ii）その水溶液を周波数変換素子上に滴下・反応
させ、次いで純水または該プローブＤＮＡとハイブリッ
ドを形成するＤＮＡを含まない水溶液で洗浄し、乾燥さ
せる方法などがあげられる。該チオール基としてはＳ−
トリチル−３−メルカプトプロピルオキシ−β−シアノ
エチル−Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアミノホスホルアミダ
イドなどが包含され、該プローブＤＮＡの相補的な塩基
配列の末端へのチオール基の導入はホスホルアミダイド
法により行うことができる。
【００１８】本発明において、周波数変換素子の電極上
に化学的に結合・固定化されるプローブＤＮＡの量は、
それとＤＮＡハイブリッドを形成するターゲットＤＮＡ
の大きさによって変動するが通常１〜１５００ｎｇの範
囲、好ましくは１００〜２００ｎｇの範囲にある。
に化学的に結合・固定化されるプローブＤＮＡの量は、
それとＤＮＡハイブリッドを形成するターゲットＤＮＡ
の大きさによって変動するが通常１〜１５００ｎｇの範
囲、好ましくは１００〜２００ｎｇの範囲にある。
【００１９】本発明の第１の実施態様において、プロー
ブＤＮＡの電極上への固定化方法の第１の好ましい態様
によれば、該電極が金電極であり、該ＤＮＡが二本鎖で
あり、該プローブＤＮＡが一本鎖であって、その塩基配
列の末端にチオール基を導入したものを合成し、その水
溶液を周波数変換素子上に滴下・反応させ、次いで純水
または該プローブＤＮＡとハイブリッドを形成するＤＮ
Ａを含まない水溶液で洗浄し、乾燥させることにより化
学的に結合・固定化される。
ブＤＮＡの電極上への固定化方法の第１の好ましい態様
によれば、該電極が金電極であり、該ＤＮＡが二本鎖で
あり、該プローブＤＮＡが一本鎖であって、その塩基配
列の末端にチオール基を導入したものを合成し、その水
溶液を周波数変換素子上に滴下・反応させ、次いで純水
または該プローブＤＮＡとハイブリッドを形成するＤＮ
Ａを含まない水溶液で洗浄し、乾燥させることにより化
学的に結合・固定化される。
【００２０】本発明の第１の実施態様において、プロー
ブＤＮＡの電極への固定化方法の第２の好ましい態様に
よれば、該電極が金電極であり、該ＤＮＡが二本鎖であ
り、該プローブＤＮＡが一本鎖であって、相補的な塩基
配列の末端にチオール基を導入したものを合成し、その
水溶液中に周波数変換素子を一定時間浸漬・反応させ、
ついで該水溶液から周波数変換素子を取り出し、乾燥さ
せることにより化学的に結合・固定化される。
ブＤＮＡの電極への固定化方法の第２の好ましい態様に
よれば、該電極が金電極であり、該ＤＮＡが二本鎖であ
り、該プローブＤＮＡが一本鎖であって、相補的な塩基
配列の末端にチオール基を導入したものを合成し、その
水溶液中に周波数変換素子を一定時間浸漬・反応させ、
ついで該水溶液から周波数変換素子を取り出し、乾燥さ
せることにより化学的に結合・固定化される。
【００２１】本発明の第１の実施態様において、プロー
ブＤＮＡの電極への固定化方法の第３の好ましい態様に
よれば、該電極が金電極であり、該ＤＮＡが三本鎖であ
り、該プローブＤＮＡが、一本鎖であってその塩基配列
の末端にチオール基を導入したものを合成し、さらにそ
れと相補的な塩基配列を有するＤＮＡをハイブリッドさ
せて二本鎖ＤＮＡを合成し、該二本鎖ＤＮＡの水溶液中
に周波数変換素子を浸漬・反応させ、次いで該二本鎖Ｄ
ＮＡの融解点以上に加熱して電極上に固定化されていな
い一本鎖を脱着させ、次いで該水溶液から周波数変換素
子を取り出し、乾燥することにより電極上に化学的に結
合固定化される。この固定化方法によれば、プローブＤ
ＮＡを電極上に均一に固定化することが可能となると共
に、ターゲットＤＮＡとのハイブリッドの形成の効率を
向上させることができる。
ブＤＮＡの電極への固定化方法の第３の好ましい態様に
よれば、該電極が金電極であり、該ＤＮＡが三本鎖であ
り、該プローブＤＮＡが、一本鎖であってその塩基配列
の末端にチオール基を導入したものを合成し、さらにそ
れと相補的な塩基配列を有するＤＮＡをハイブリッドさ
せて二本鎖ＤＮＡを合成し、該二本鎖ＤＮＡの水溶液中
に周波数変換素子を浸漬・反応させ、次いで該二本鎖Ｄ
ＮＡの融解点以上に加熱して電極上に固定化されていな
い一本鎖を脱着させ、次いで該水溶液から周波数変換素
子を取り出し、乾燥することにより電極上に化学的に結
合固定化される。この固定化方法によれば、プローブＤ
ＮＡを電極上に均一に固定化することが可能となると共
に、ターゲットＤＮＡとのハイブリッドの形成の効率を
向上させることができる。
【００２２】本発明の第１の実施態様において、プロー
ブＤＮＡの電極への固定化方法の第４の好ましい態様に
よれば、該電極が金電極であり、該ＤＮＡが二本鎖であ
り、該プローブＤＮＡが、一本鎖であってその塩基配列
の末端にチオール基を導入したものを合成し、さらにそ
れと相補的な塩基配列を有するＤＮＡをハイブリッドさ
せて二本鎖ＤＮＡを合成し、該二本鎖ＤＮＡの水溶液を
該周波数変換素子上に滴下・反応させ、次いで該二本鎖
ＤＮＡの融解点以上に加熱して電極上に固定化されてい
ない一本鎖を脱着させ、次いで純水または該プローブＤ
ＮＡと、ハイブリッドを形成するＤＮＡを含まない水溶
液で洗浄・乾燥させることにより電極上に化学的に結合
・固定化される。この固定化方法によれば、プローブＤ
ＮＡを電極上に均一に固定化することが可能となると共
にターゲットＤＮＡとのハイブリッド形成の効率を向上
させることができる。
ブＤＮＡの電極への固定化方法の第４の好ましい態様に
よれば、該電極が金電極であり、該ＤＮＡが二本鎖であ
り、該プローブＤＮＡが、一本鎖であってその塩基配列
の末端にチオール基を導入したものを合成し、さらにそ
れと相補的な塩基配列を有するＤＮＡをハイブリッドさ
せて二本鎖ＤＮＡを合成し、該二本鎖ＤＮＡの水溶液を
該周波数変換素子上に滴下・反応させ、次いで該二本鎖
ＤＮＡの融解点以上に加熱して電極上に固定化されてい
ない一本鎖を脱着させ、次いで純水または該プローブＤ
ＮＡと、ハイブリッドを形成するＤＮＡを含まない水溶
液で洗浄・乾燥させることにより電極上に化学的に結合
・固定化される。この固定化方法によれば、プローブＤ
ＮＡを電極上に均一に固定化することが可能となると共
にターゲットＤＮＡとのハイブリッド形成の効率を向上
させることができる。
【００２３】本発明の第１の実施態様において、プロー
ブＤＮＡの電極への固定化方法の第５の好ましい態様に
よれば、該電極が金電極であり、該ＤＮＡが三本鎖であ
り、該プローブＤＮＡが、二本鎖であってその塩基配列
の末端にチオール基を導入したものを合成し、さらにそ
れと相補的な塩基配列を有するＤＮＡをハイブリッドさ
せて二本鎖ＤＮＡを合成し、該二本鎖ＤＮＡの水溶液中
に周波数変換素子を浸漬・反応させ、次いで該水溶液か
ら周波数変換素子を取り出し、乾燥させることにより化
学的に結合・固定化される。
ブＤＮＡの電極への固定化方法の第５の好ましい態様に
よれば、該電極が金電極であり、該ＤＮＡが三本鎖であ
り、該プローブＤＮＡが、二本鎖であってその塩基配列
の末端にチオール基を導入したものを合成し、さらにそ
れと相補的な塩基配列を有するＤＮＡをハイブリッドさ
せて二本鎖ＤＮＡを合成し、該二本鎖ＤＮＡの水溶液中
に周波数変換素子を浸漬・反応させ、次いで該水溶液か
ら周波数変換素子を取り出し、乾燥させることにより化
学的に結合・固定化される。
【００２４】本発明の第１の実施態様において、プロー
ブＤＮＡの電極への固定化方法の第６の好ましい態様に
よれば、該電極が金電極であり、該ＤＮＡが三本鎖であ
り、該プローブＤＮＡが、二本鎖であって、その塩基配
列の末端にチオール基を導入したものを合成し、さらに
それと相補的な塩基配列を有するＤＮＡをハイブリッド
させて二本鎖ＤＮＡを合成し、該二本鎖ＤＮＡの水溶液
を周波数変換素子上に滴下・反応させ、次いで純水また
は該プローブＤＮＡとハイブリッドを形成するＤＮＡを
含まない水溶液で洗浄し、乾燥させることにより化学的
に結合・固定化される。
ブＤＮＡの電極への固定化方法の第６の好ましい態様に
よれば、該電極が金電極であり、該ＤＮＡが三本鎖であ
り、該プローブＤＮＡが、二本鎖であって、その塩基配
列の末端にチオール基を導入したものを合成し、さらに
それと相補的な塩基配列を有するＤＮＡをハイブリッド
させて二本鎖ＤＮＡを合成し、該二本鎖ＤＮＡの水溶液
を周波数変換素子上に滴下・反応させ、次いで純水また
は該プローブＤＮＡとハイブリッドを形成するＤＮＡを
含まない水溶液で洗浄し、乾燥させることにより化学的
に結合・固定化される。
【００２５】本発明の第１の実施態様において、プロー
ブＤＮＡの電極への固定化方法の第７の好ましい態様に
よれば、該電極が金電極であり、該ＤＮＡが三本鎖であ
り、該プローブＤＮＡが、一本鎖であって、相補的な塩
基配列の末端にチオール基を導入したものを合成し、そ
の水溶液中に周波数変換素子を一定時間浸漬・反応さ
せ、ついで該水溶液から周波数変換素子を取り出し、乾
燥させることにより化学的に結合・固定化される。
ブＤＮＡの電極への固定化方法の第７の好ましい態様に
よれば、該電極が金電極であり、該ＤＮＡが三本鎖であ
り、該プローブＤＮＡが、一本鎖であって、相補的な塩
基配列の末端にチオール基を導入したものを合成し、そ
の水溶液中に周波数変換素子を一定時間浸漬・反応さ
せ、ついで該水溶液から周波数変換素子を取り出し、乾
燥させることにより化学的に結合・固定化される。
【００２６】本発明の第１の実施態様において、プロー
ブＤＮＡの電極への固定化方法の第８の好ましい態様
は、該ＤＮＡが三本鎖である以外、前記第３の好ましい
態様と同様である。
ブＤＮＡの電極への固定化方法の第８の好ましい態様
は、該ＤＮＡが三本鎖である以外、前記第３の好ましい
態様と同様である。
【００２７】本発明の第１の実施態様において、プロー
ブＤＮＡの電極への固定化方法の第９の好ましい態様
は、該ＤＮＡが三本鎖である以外、前記第４の好ましい
態様と同様である。
ブＤＮＡの電極への固定化方法の第９の好ましい態様
は、該ＤＮＡが三本鎖である以外、前記第４の好ましい
態様と同様である。
【００２８】本発明の第２の実施態様において、プロー
ブＤＮＡの電極への固定化方法の好ましい態様は、第１
の実施態様において該ＤＮＡが三本鎖である場合とそれ
ぞれ同様である。
ブＤＮＡの電極への固定化方法の好ましい態様は、第１
の実施態様において該ＤＮＡが三本鎖である場合とそれ
ぞれ同様である。
【００２９】本発明に用いられるプローブＤＮＡは、例
えば式（Ｉ）：
えば式（Ｉ）：
【化１】 （式中、ｎは４、６または８の整数である）で表わされ
るカチオン性脂質（以下、それぞれ２Ｃ4 Ｎ+ 、２Ｃ6
Ｎ+ および２Ｃ8 Ｎ+ と略記する）との複合体（以下Ｄ
ＮＡ−脂質複合体という）として電極上に化学的に結合
・固定化することができる。該ＤＮＡ−脂質複合体は該
ＤＮＡと該脂質とを水中で混合することにより得られ
る。該ＤＮＡ−脂質複合体を用いるとＤＮＡのリン酸基
が保護されていることからＤＮａｓｅによる加水分解が
抑制され、またＤＮＡの表面が疎水性化されることで脂
質膜との相互作用が向上する。
るカチオン性脂質（以下、それぞれ２Ｃ4 Ｎ+ 、２Ｃ6
Ｎ+ および２Ｃ8 Ｎ+ と略記する）との複合体（以下Ｄ
ＮＡ−脂質複合体という）として電極上に化学的に結合
・固定化することができる。該ＤＮＡ−脂質複合体は該
ＤＮＡと該脂質とを水中で混合することにより得られ
る。該ＤＮＡ−脂質複合体を用いるとＤＮＡのリン酸基
が保護されていることからＤＮａｓｅによる加水分解が
抑制され、またＤＮＡの表面が疎水性化されることで脂
質膜との相互作用が向上する。
【００３０】本発明の第１〜３の実施態様において、周
波数変化の測定方法の第１の好ましい態様によれば、周
波数変化の測定が、ハイブリッド形成後、気相中で純水
またはターゲットＤＮＡを含まない溶液で洗浄し、乾燥
することにより行なわれる。
波数変化の測定方法の第１の好ましい態様によれば、周
波数変化の測定が、ハイブリッド形成後、気相中で純水
またはターゲットＤＮＡを含まない溶液で洗浄し、乾燥
することにより行なわれる。
【００３１】本発明の第２〜３の実施態様において、周
波数変化の測定方法の好ましい態様によれば、該周波数
変化の測定が、ハイブリッド形成後、水中で周波数変化
を測定し、周波数変化が飽和状態に達した後、該固定化
周波数変換素子をターゲットＤＮＡを含まない水溶液ま
たは純水に移して洗浄し、さらに周波数変化を測定する
ことにより行われる。
波数変化の測定方法の好ましい態様によれば、該周波数
変化の測定が、ハイブリッド形成後、水中で周波数変化
を測定し、周波数変化が飽和状態に達した後、該固定化
周波数変換素子をターゲットＤＮＡを含まない水溶液ま
たは純水に移して洗浄し、さらに周波数変化を測定する
ことにより行われる。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、特殊技術を要するこ
と、定量性に乏しいこと、長時間の測定を要することな
どの従来技術における欠点がなく、水相または気相中
で、簡便にしかも直接ＤＮＡハイブリッドの形成反応を
解析し、かつ形成されたＤＮＡハイブリッドを分離定量
できる方法であって、ＤＮＡハイブリッドの形成を高精
度にかつ定量的にしかも簡便に検出できることにより生
化学的物質を検出する方法および該方法に用いられる生
化学物質検出センサーが提供される。例えば、生化学物
質としてのサルモネラ菌のＤＮＡに特有な塩基配列と相
補的な塩基配列よりなるプローブＤＮＡとハイブリッド
を形成しうる塩基配列はサルモネラ菌のＤＮＡに特有な
塩基配列のみであることから、ハイブリッドの形成にと
もなう周波数変化からハイブリッドの形成を検出するこ
とにより生化学物質としてのサルモネラ菌を検出するこ
とができることになる。本発明は、結核菌などの細菌、
ＡＩＤＳ（エイズ）ウィルスなどのウィルス、白血病、
ガン、遺伝病などに特有なＤＮＡの検出による臨床検査
および病気の診断、食物中に存在するサルモネラ菌など
の菌類に特有なＤＮＡの検出、同定などによる食物検
査、クローニングなどにより増殖した目的ＤＮＡ断片の
純度測定および目的ＤＮＡ断片の精製、ＤＮＡ螺旋不安
化タンパク質として知られているラクトースリプレッサ
タンパク質、サルウィルスが作り出すＴ抗原などのタン
パク質の検出、三重構造を形成するＤＮＡの検出などに
利用しうる生化学物質検出用センサーを提供することが
できる。本発明は、ＤＮＡ加水分解反応の追跡、加水分
解抑制効果の判定、加水分解の加水分解酵素の濃度効
果、測定溶液の塩濃度効果の解析、医薬品などとして注
目されている遺伝子、リボザイムおよびアンチセンスな
どの核酸化合物の核酸の細胞内への移行効率を高めるこ
と、細胞内の分布制御することなどに利用しうる方法を
提供することができる。
と、定量性に乏しいこと、長時間の測定を要することな
どの従来技術における欠点がなく、水相または気相中
で、簡便にしかも直接ＤＮＡハイブリッドの形成反応を
解析し、かつ形成されたＤＮＡハイブリッドを分離定量
できる方法であって、ＤＮＡハイブリッドの形成を高精
度にかつ定量的にしかも簡便に検出できることにより生
化学的物質を検出する方法および該方法に用いられる生
化学物質検出センサーが提供される。例えば、生化学物
質としてのサルモネラ菌のＤＮＡに特有な塩基配列と相
補的な塩基配列よりなるプローブＤＮＡとハイブリッド
を形成しうる塩基配列はサルモネラ菌のＤＮＡに特有な
塩基配列のみであることから、ハイブリッドの形成にと
もなう周波数変化からハイブリッドの形成を検出するこ
とにより生化学物質としてのサルモネラ菌を検出するこ
とができることになる。本発明は、結核菌などの細菌、
ＡＩＤＳ（エイズ）ウィルスなどのウィルス、白血病、
ガン、遺伝病などに特有なＤＮＡの検出による臨床検査
および病気の診断、食物中に存在するサルモネラ菌など
の菌類に特有なＤＮＡの検出、同定などによる食物検
査、クローニングなどにより増殖した目的ＤＮＡ断片の
純度測定および目的ＤＮＡ断片の精製、ＤＮＡ螺旋不安
化タンパク質として知られているラクトースリプレッサ
タンパク質、サルウィルスが作り出すＴ抗原などのタン
パク質の検出、三重構造を形成するＤＮＡの検出などに
利用しうる生化学物質検出用センサーを提供することが
できる。本発明は、ＤＮＡ加水分解反応の追跡、加水分
解抑制効果の判定、加水分解の加水分解酵素の濃度効
果、測定溶液の塩濃度効果の解析、医薬品などとして注
目されている遺伝子、リボザイムおよびアンチセンスな
どの核酸化合物の核酸の細胞内への移行効率を高めるこ
と、細胞内の分布制御することなどに利用しうる方法を
提供することができる。
【００３３】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに詳しく説明
する。
する。
【００３４】実施例１ プローブＤＮＡとして（５′−ｄＧＧＧＡＡＴＴＣＧＴ
−３′）１０ｍｅｒの塩基を持つＤＮＡオリゴマーをホ
スホルアミダイド法によるＤＮＡ合成機を用いて合成
し、５′末端に水晶発振子の金電極板に固定するための
チオール基を導入した。このプローブＤＮＡの金電極へ
の固定化は、５ｎＭのプローブＤＮＡ水溶液を振動子上
に気相中で滴下し、所定時間反応後、金電極上の水溶液
を純水で洗浄し、乾燥することによって行い、振動数変
化から固定化量を定量した。その結果表１に見られるよ
うに１時間では２００ｎｇ、１０時間では７５０ｎｇが
固定化された。別途、同様にして１５０〜２００ｎｇの
上記プローブＤＮＡを固定化した発振子を用いて、ター
ゲットＤＮＡのハイブリダイゼーションによる水晶振動
子の振動数変化量を測定した。プローブＤＮＡを固定化
した水晶発振子上に、気相中でターゲットＤＮＡとして
プローブＤＮＡと相補的な塩基配列を有するＥｃｏｌｉ
ＪＭ１０９由来の環状一本鎖Ｍ１３ＤＮＡ（分子量２
４０万：７２４９塩基）を６ｐｍｏｌ滴下、反応させた
後、水晶発振子を蒸留水で洗浄し、空気中で乾燥した。
次いでハイブリッド形成による重量変化に伴う水晶発振
子の周波数変化量を測定した。表２に乾燥後の振動数変
化量とターゲットＤＮＡのハイブリッド形成による吸着
量を示した。測定には１ｎｇのターゲットＤＮＡが吸着
することにより１Ｈｚ振動数が変化する水晶振動子を用
いているので、振動数変化量からターゲットＤＮＡのハ
イブリッド形成による吸着重量を求めたところ、表２に
示されるように６００ｎｇであった。
−３′）１０ｍｅｒの塩基を持つＤＮＡオリゴマーをホ
スホルアミダイド法によるＤＮＡ合成機を用いて合成
し、５′末端に水晶発振子の金電極板に固定するための
チオール基を導入した。このプローブＤＮＡの金電極へ
の固定化は、５ｎＭのプローブＤＮＡ水溶液を振動子上
に気相中で滴下し、所定時間反応後、金電極上の水溶液
を純水で洗浄し、乾燥することによって行い、振動数変
化から固定化量を定量した。その結果表１に見られるよ
うに１時間では２００ｎｇ、１０時間では７５０ｎｇが
固定化された。別途、同様にして１５０〜２００ｎｇの
上記プローブＤＮＡを固定化した発振子を用いて、ター
ゲットＤＮＡのハイブリダイゼーションによる水晶振動
子の振動数変化量を測定した。プローブＤＮＡを固定化
した水晶発振子上に、気相中でターゲットＤＮＡとして
プローブＤＮＡと相補的な塩基配列を有するＥｃｏｌｉ
ＪＭ１０９由来の環状一本鎖Ｍ１３ＤＮＡ（分子量２
４０万：７２４９塩基）を６ｐｍｏｌ滴下、反応させた
後、水晶発振子を蒸留水で洗浄し、空気中で乾燥した。
次いでハイブリッド形成による重量変化に伴う水晶発振
子の周波数変化量を測定した。表２に乾燥後の振動数変
化量とターゲットＤＮＡのハイブリッド形成による吸着
量を示した。測定には１ｎｇのターゲットＤＮＡが吸着
することにより１Ｈｚ振動数が変化する水晶振動子を用
いているので、振動数変化量からターゲットＤＮＡのハ
イブリッド形成による吸着重量を求めたところ、表２に
示されるように６００ｎｇであった。
【００３５】比較例１ ターゲットＤＮＡとして、実施例１のターゲットＤＮＡ
から、プローブＤＮＡと相補的な塩基配列部分を切りと
った非相補的なターゲットＤＮＡを用いる以外、実施例
１と同様の実験を行なったところ、表２に示されるよう
に周波数変化は全く認められず、ハイブリッドの形成を
検出することができなかった。
から、プローブＤＮＡと相補的な塩基配列部分を切りと
った非相補的なターゲットＤＮＡを用いる以外、実施例
１と同様の実験を行なったところ、表２に示されるよう
に周波数変化は全く認められず、ハイブリッドの形成を
検出することができなかった。
【００３６】実施例１および比較例１の結果から、水晶
振動子の振動数変化からプローブＤＮＡに相補的な塩基
配列を持つＭ１３ＤＮＡだけを、特異的に検出できるこ
とがわかる。
振動子の振動数変化からプローブＤＮＡに相補的な塩基
配列を持つＭ１３ＤＮＡだけを、特異的に検出できるこ
とがわかる。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】実施例２ 図１に示されるチオール基導入一本鎖プローブＤＮＡを
下記の通り作製した。５′−ｄＧＧＧＡＡＴＴＣＧＴ−
３′の配列を持ち、５′側リン酸基にＳＨ基を導入した
合成１０−ｍｅｒプローブＤＮＡ（分子量１４８０) を
（株）日本バイオサービスより購入（購入時は乾燥状
態）し、０．５ｍｌの蒸留水を加えて水溶液にした後、
窒素雰囲気下で少量ずつ冷凍保存した。ターゲット鎖と
して、プローブと相補的な５′−ｄＡＣＧＡＡＴＴＣＣ
Ｃ−３′の配列を持つ合成１０−ｍｅｒＤＮＡ（分子量
１３６２）を（株）日本バイオサービスより購入し、水
溶液にした後、少量ずつ冷凍保存した。これを室温で溶
液に戻した後、プローブ、ターゲットともに３μｇが溶
液中に含まれるように、両者を混ぜ合わせ、５．５ｍｌ
とした。この溶液を窒素雰囲気下、完全に二重鎖を巻か
せるために４℃で一晩保存した。ＳＨ基が水中の酸素に
酸化されるのを防ぐため、溶液の調整には、超音波をか
けながらアスピレーターで吸引して気泡を除いた脱気水
を用いた。実施例１で用いた水晶発振子を、１７℃にお
いて、上記水溶液に浸漬し、プローブＤＮＡの固定化量
の経時変化を測定したところ、浸漬時間３時間について
図２に示されるように、プローブＤＮＡの固定化量が約
９００ｎｇで飽和に達した。浸漬時間４時間の時点で、
上記二本鎖プローブＤＮＡの融解点以上であって８０℃
の蒸留水中に、二本鎖プローブＤＮＡ固定化水晶発振子
を浸漬したところ、図２に示されるように、浸漬時間５
時間の時点で水晶発振子への固定化量が約５００ｎｇま
で減少し、上記二本鎖プローブＤＮＡのうち水晶発振子
の全電極に化学的に結合されていない相補鎖が脱離した
ことがわかった。
下記の通り作製した。５′−ｄＧＧＧＡＡＴＴＣＧＴ−
３′の配列を持ち、５′側リン酸基にＳＨ基を導入した
合成１０−ｍｅｒプローブＤＮＡ（分子量１４８０) を
（株）日本バイオサービスより購入（購入時は乾燥状
態）し、０．５ｍｌの蒸留水を加えて水溶液にした後、
窒素雰囲気下で少量ずつ冷凍保存した。ターゲット鎖と
して、プローブと相補的な５′−ｄＡＣＧＡＡＴＴＣＣ
Ｃ−３′の配列を持つ合成１０−ｍｅｒＤＮＡ（分子量
１３６２）を（株）日本バイオサービスより購入し、水
溶液にした後、少量ずつ冷凍保存した。これを室温で溶
液に戻した後、プローブ、ターゲットともに３μｇが溶
液中に含まれるように、両者を混ぜ合わせ、５．５ｍｌ
とした。この溶液を窒素雰囲気下、完全に二重鎖を巻か
せるために４℃で一晩保存した。ＳＨ基が水中の酸素に
酸化されるのを防ぐため、溶液の調整には、超音波をか
けながらアスピレーターで吸引して気泡を除いた脱気水
を用いた。実施例１で用いた水晶発振子を、１７℃にお
いて、上記水溶液に浸漬し、プローブＤＮＡの固定化量
の経時変化を測定したところ、浸漬時間３時間について
図２に示されるように、プローブＤＮＡの固定化量が約
９００ｎｇで飽和に達した。浸漬時間４時間の時点で、
上記二本鎖プローブＤＮＡの融解点以上であって８０℃
の蒸留水中に、二本鎖プローブＤＮＡ固定化水晶発振子
を浸漬したところ、図２に示されるように、浸漬時間５
時間の時点で水晶発振子への固定化量が約５００ｎｇま
で減少し、上記二本鎖プローブＤＮＡのうち水晶発振子
の全電極に化学的に結合されていない相補鎖が脱離した
ことがわかった。
【００４０】実施例３ サケ精子由来ＤＮＡにホスホルアミダイド法によって、
チオール基を導入したＤＮＡ水溶液に水晶発振動子を浸
漬し金電極上に該ＤＮＡを５０ｎｇ固定化した。炭素鎖
長の異なる合成カチオン性脂質２Ｃ4 Ｎ+ 、２Ｃ6 Ｎ+
および２Ｃ8 Ｎ+ と金電極上に固定化したＤＮＡとの複
合体をそれぞれ作製した。３種のＤＮＡ−複合体を固定
化した水晶発振動子のそれぞれを２５℃の溶液に浸漬
し、加水分解酵素ＤＮａｓｅｌを注入し、ＤＮａｓｅｌ
による水晶発振動子固定化ＤＮＡの加水分解による重量
変化にともなう水晶発振動子の周波数の経時変化を測定
し、周波数の経時変化から加水分解量を求め、測定前の
重量との比をとって加水分解率を求めた。得られた結果
を図３に示す。カチエン性脂質との複合体ではないＤＮ
Ａは２時間程度で完全に加水分解されてしまい、カチオ
ン性脂質とＤＮＡとの複合体では、いづれも加水分解の
抑制がみられ、特に２Ｃ8 Ｎ+ とＤＮＡとの複合体にお
いては、加水分解は観察されなかった。
チオール基を導入したＤＮＡ水溶液に水晶発振動子を浸
漬し金電極上に該ＤＮＡを５０ｎｇ固定化した。炭素鎖
長の異なる合成カチオン性脂質２Ｃ4 Ｎ+ 、２Ｃ6 Ｎ+
および２Ｃ8 Ｎ+ と金電極上に固定化したＤＮＡとの複
合体をそれぞれ作製した。３種のＤＮＡ−複合体を固定
化した水晶発振動子のそれぞれを２５℃の溶液に浸漬
し、加水分解酵素ＤＮａｓｅｌを注入し、ＤＮａｓｅｌ
による水晶発振動子固定化ＤＮＡの加水分解による重量
変化にともなう水晶発振動子の周波数の経時変化を測定
し、周波数の経時変化から加水分解量を求め、測定前の
重量との比をとって加水分解率を求めた。得られた結果
を図３に示す。カチエン性脂質との複合体ではないＤＮ
Ａは２時間程度で完全に加水分解されてしまい、カチオ
ン性脂質とＤＮＡとの複合体では、いづれも加水分解の
抑制がみられ、特に２Ｃ8 Ｎ+ とＤＮＡとの複合体にお
いては、加水分解は観察されなかった。
【図１】本発明に用いられるチオール基導入二本鎖プロ
ーブＤＮＡの略図である。
ーブＤＮＡの略図である。
【図２】本発明に用いられるプローブＤＮＡの電極への
固定化方法の１例を説明するためのグラフである。
固定化方法の１例を説明するためのグラフである。
【図３】本発明に用いられるＤＮＡの加水分解率の経時
変化の１例を示すグラフである。
変化の１例を示すグラフである。
Claims (16)
- 【請求項１】 生化学物質のＤＮＡに特有な塩基配列と
相補的な塩基配列よりなるプローブＤＮＡを周波数変換
素子の電極上に化学的に結合・固定化し、固定化された
周波数変換素子上に、気相中で、該ＤＮＡを検出する試
料の水溶液を滴下し、該試料を、該プローブＤＮＡに特
異的な塩基配列を有するターゲットＤＮＡとして該プロ
ーブＤＮＡとハイブリッドを形成させ、該ハイブリッド
形成による重量変化に伴う周波数変換素子の周波数変化
を測定して該ハイブリッド形成を検出・識別することを
特徴とする生化学物質検出方法。 - 【請求項２】 該ＤＮＡが二本鎖であり、該プローブＤ
ＮＡが該二本鎖ＤＮＡを構成する一本鎖であり、該ター
ゲットＤＮＡが該プローブＤＮＡと相補的で、該二本鎖
ＤＮＡを構成する他の一本鎖である請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 該ＤＮＡが三本鎖であり、該プローブＤ
ＮＡが該三本鎖ＤＮＡを構成する二本鎖であり、該ター
ゲットＤＮＡが該プローブＤＮＡと相補的で、該三本鎖
ＤＮＡを構成する他の一本鎖である請求項１記載の方
法。 - 【請求項４】 該ＤＮＡが三本鎖であり、該プローブＤ
ＮＡが該三本鎖ＤＮＡを構成する一本鎖であり、該ター
ゲットＤＮＡが該プローブＤＮＡと相補的で、該三本鎖
ＤＮＡを構成する他の二本鎖である請求項１記載の方
法。 - 【請求項５】 生化学物質の三本鎖ＤＮＡに特有な塩基
配列と相補的な塩基配列よりなるプローブＤＮＡを周波
数変換素子の電極上に化学的に結合・固定化し、固定化
された周波数変換素子を水中に浸漬し、該ＤＮＡを検出
する試料を該水中に注入し、該試料を、該プローブＤＮ
Ａに特異的な塩基配列を有するターゲットＤＮＡとして
該プローブＤＮＡとハイブリッドを形成させ、該ハイブ
リッド形成による重量変化に伴う周波数変換素子の周波
数変化を測定して、該ハイブリッド形成を検出・識別す
ることを特徴とする生化学物質検出方法。 - 【請求項６】 該プローブＤＮＡが該三本鎖ＤＮＡを構
成する一本鎖であり、該ターゲットＤＮＡが、該三本鎖
ＤＮＡを構成する他の二本鎖である請求項５記載の方
法。 - 【請求項７】 該プローブＤＮＡが該三本鎖ＤＮＡを構
成する二本鎖であり、該ターゲットＤＮＡが、該三本鎖
ＤＮＡを構成する他の一本鎖である請求項５記載の方
法。 - 【請求項８】 生化学物質の二本鎖ＤＮＡに特有な塩基
配列と相補的な塩基配列よりなる一本鎖プローブＤＮＡ
を周波数変換素子の電極上に化学的に結合・固定化し、
固定化された周波数変換素子を水中に浸漬し、該ＤＮＡ
を検出する試料を該水中に注入し、該試料を、該プロー
ブＤＮＡに特異的な塩基配列を有するターゲットＤＮＡ
として該プローブＤＮＡとハイブリッドを形成させ、該
ハイブリッド形成による重量変化に伴う周波数変換素子
の周波数変化を測定して、該ハイブリッド形成を検出・
識別することよりなり、該電極が金電極であって、該プ
ローブＤＮＡが、その塩基配列の末端にチオール基を導
入したものを合成し、さらにそれと相補的な塩基配列を
有するＤＮＡをハイブリッドさせて二本鎖ＤＮＡを合成
し、該二本鎖ＤＮＡの水溶液中に周波数変換素子を浸漬
・反応させ、次いで該二本鎖ＤＮＡの融解点以上に加熱
して電極上に固定化されていない一本鎖を脱着させ、次
いで該水溶液から周波数変換素子を取り出し、乾燥する
ことにより電極上に化学的に結合・固定化されることを
特徴とする生化学物質検出方法。 - 【請求項９】 生化学物質としてのタンパクを特異的に
吸着する生化学物質のＤＮＡを周波数変換素子の電極上
に化学的に結合・固定化し、固定化された周波数変換素
子を水中に浸漬し、該タンパクを検出する試料を該水中
に注入し、吸着させ、吸着による重量変化に伴う周波数
変換素子の周波数変化を測定して該タンパクを検出する
ことを特徴とする生化学物質検出方法。 - 【請求項１０】 生化学物質としてのタンパクを特異的
に吸着する生化学物質のＤＮＡを周波数変換素子の電極
上に化学的に結合・固定化し、固定化された周波数変換
素子上に、該タンパクを検出する水溶液の試料を気相中
で滴下し、吸着させ、吸着による重量変化に伴う周波数
変換素子の周波数変化を測定して該タンパクを検出する
ことを特徴とする生化学物質検出方法。 - 【請求項１１】 電極上に固定化されるＤＮＡがカチオ
ン性脂質との複合体として存在する請求項１〜１０のい
ずれかに記載の方法。 - 【請求項１２】 該周波数変換素子が水晶発振子である
前記請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。 - 【請求項１３】 周波数変換素子と、該周波数変換素子
の電極上に化学的に結合・固定化された、生化学物質の
ＤＮＡに特有な塩基配列と相補的な塩基配列よりなるプ
ローブＤＮＡとよりなり、前記請求項１〜８のいずれか
に記載の方法に用いられる生化学物質検出センサー。 - 【請求項１４】 周波数変換素子と、該周波数変換素子
の電極上に化学的に結合・固定化された、生化学物質と
してのタンパクを特異的に吸着する生化学物質のＤＮＡ
とよりなり、請求項９または１０のいずれかに記載の方
法に用いられる生化学物質検出センサー。 - 【請求項１５】 電極上に固定化されるＤＮＡがカチオ
ン性脂質との複合体である請求項１３または１４に記載
のセンサー。 - 【請求項１６】 該周波数変換素子が水晶発振子である
請求項１２または１３記載のセンサー。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5237203A JPH0772059A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 生化学物質検出方法および該方法に用いられる生化学物質検出センサー |
| EP93307198A EP0589600A3 (en) | 1992-09-14 | 1993-09-13 | Method of detecting biochemical substances and sensor for use in said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5237203A JPH0772059A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 生化学物質検出方法および該方法に用いられる生化学物質検出センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0772059A true JPH0772059A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=17011908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5237203A Pending JPH0772059A (ja) | 1992-09-14 | 1993-08-31 | 生化学物質検出方法および該方法に用いられる生化学物質検出センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772059A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004506872A (ja) * | 1999-11-03 | 2004-03-04 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | カンチレバー・センサ及びトランスジューサ |
| KR100487758B1 (ko) * | 2003-08-06 | 2005-05-06 | 엘지전자 주식회사 | 바이오 칩 및 그를 이용한 바이오 물질의 특성 측정 시스템 |
| US7402381B2 (en) | 2003-09-11 | 2008-07-22 | Seiko Epson Corporation | Method of immobilizing molecules onto a solid phase substrate and method of fabricating a biosensor using the method |
| US7562746B2 (en) | 2005-05-06 | 2009-07-21 | Hitachi, Ltd. | Method, system, and display for elevator allocation using multi-dimensional coordinates |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP5237203A patent/JPH0772059A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004506872A (ja) * | 1999-11-03 | 2004-03-04 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | カンチレバー・センサ及びトランスジューサ |
| KR100487758B1 (ko) * | 2003-08-06 | 2005-05-06 | 엘지전자 주식회사 | 바이오 칩 및 그를 이용한 바이오 물질의 특성 측정 시스템 |
| US7402381B2 (en) | 2003-09-11 | 2008-07-22 | Seiko Epson Corporation | Method of immobilizing molecules onto a solid phase substrate and method of fabricating a biosensor using the method |
| US7562746B2 (en) | 2005-05-06 | 2009-07-21 | Hitachi, Ltd. | Method, system, and display for elevator allocation using multi-dimensional coordinates |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Erdem et al. | Electrochemical genomagnetic assay for the detection of hepatitis B virus DNA in polymerase chain reaction amplicons by using disposable sensor technology | |
| Mikkelsen | Electrochecmical biosensors for DNA sequence detection | |
| Paleček et al. | DNA hybridization at microbeads with cathodic stripping voltammetric detection | |
| Zhai et al. | DNA based biosensors | |
| EP3348640B1 (en) | Amplified nucleic acid detection method and detection device | |
| US8247197B2 (en) | Method of detecting target molecule by using aptamer | |
| Kim et al. | Fabrication of MERS-nanovesicle biosensor composed of multi-functional DNA aptamer/graphene-MoS2 nanocomposite based on electrochemical and surface-enhanced Raman spectroscopy | |
| JP3086255B2 (ja) | 核酸含有溶液の電気化学的処理による変性方法、および、かかる変性方法を利用する増幅方法、複製方法、検出方法およびキット | |
| US8465926B2 (en) | Method and system for real time quantification and monitoring of nucleic acid amplification using electroconductive or electrochemically active labels | |
| Lazerges et al. | In situ QCM DNA-biosensor probe modification | |
| JP2007523627A (ja) | 核酸を増幅および配列決定する方法 | |
| JP2002536981A (ja) | 核酸標的配列の存在を測定する方法およびその応用 | |
| Zatsepin et al. | Ferrocene-containing nucleic acids. Synthesis and electrochemical properties | |
| Song et al. | A sensitive quartz crystal microbalance assay of adenosine triphosphate via DNAzyme-activated and aptamer-based target-triggering circular amplification | |
| Song et al. | A novel assay strategy based on isothermal amplification and cascade signal amplified electrochemical DNA sensor for sensitive detection of Helicobacter pylori | |
| Palchetti et al. | Biosensor technology: a brief history | |
| JPWO2006095550A1 (ja) | Ｐｃｒプライマー、それを利用したｐｃｒ法及びｐｃｒ増幅産物、並びにｐｃｒ増幅産物を利用するデバイス及びｄｎａ−タンパク複合体 | |
| Zari et al. | Label-free DNA biosensor for electrochemical detection of short DNA sequences related to human papilloma virus | |
| Mannelli et al. | Bulk acoustic wave affinity biosensor for genetically modified organisms detection | |
| JPH0772059A (ja) | 生化学物質検出方法および該方法に用いられる生化学物質検出センサー | |
| JP3648258B2 (ja) | 核酸鎖検出法 | |
| Xu et al. | Development of chemiluminescent biosensing of nucleic acids based on oligonucleotide-immobilized gold surfaces | |
| JP2005500855A5 (ja) | ||
| JP2010524459A (ja) | 未知の生体分子と一本鎖核酸の結合プロファイルを生成するための核酸チップ、核酸チップの製造方法、及び核酸チップを利用した未知の生体分子分析方法 | |
| Li et al. | A universal nucleic acid detection platform combing CRISPR/Cas12a and strand displacement amplification with multiple signal readout |