JPH08503066A - 固相への化学的結合方法 - Google Patents
固相への化学的結合方法Info
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Abstract
(57)【要約】
表面が活性化多糖類の溶液で処理されることを特徴とする、求核基が存在する固相の表面の結合特性を修正する方法;固定された活性化多糖類が存在する固相の表面に化合物を固定し、それによって、化合物が固相の表面と接触され、本発明の方法によりその結合特性が修正される方法;活性化デキストラン又は活性化アガロースのような活性化多糖類がその表面に固定されている製品、及び固相アッセイ、固相ペプチド合成、固相ヌクレオチド合成、固相酵素プロセス、及び生体表面への連結における固相反応に使用される製品の用途。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の名称
固相への化学的結合方法
技術分野
本発明は、求核基が存在する固相の表面の結合性を修正する方法、化合物を固
相の表面に固定化する方法、及びその方法により修正された製品の形の固相、及
び固相反応におけるその用途に関する。
技術分野
様々の化合物を、ガラス、プラスチック又は他の固体材料のような固相の表面
に固定化することは、この位置において、他の化合物との固相反応の一部を形成
し得るために、化合物が固相の表面に結合される、様々の化学的及び生化学的技
術に使用されている。そのような固相反応は、例えば、バイオセンサー、及び固
相ペプチド及びオリゴヌクレオチド合成を含む、クロマトグラフィー、固相検定
において生じ、それらはまたバイオリアクターにおいて使用される。更に、固相
反応は、例えば、そこに成形体を接着させる際の1つの工程として、歯のような
生体表面の化学的表面処理において生ずる。
化合物を固相表面に固定する方法は、目的物に応じて、多岐にわたり、しかし
、以下に示す応用分野においては、例えば、固定化されたタンパク質の耐久性が
改善され、官能価が保持され、ペプチドを認識/固定化することが可能であるの
で、発明は、現行の技術の明確な改良を構成する。
公知技術の説明
エンザイムリンクトイムノソルベントアッセイ(ELISA)(Engval
l E.及びPerlmann P.“エンザイムリンクトイムノソルベントア
ッセイ、ELISA.、抗原被覆チューブにおける酵素抗免疫グロブリンによる
特定の抗体の定量化”,J.Immunol,109:129−35,1972
)及び固相ラジオイムノアッセイ(RIA)が、近年、抗原及び抗体両方の濃度
の決定に多く使用されるようになっている。更に、固相検定及び放射性または非
放射性検出システムが、遺伝子プローブに基づく雑種形成検定及びバイアオセン
サーにおいて使用されている。
従来のELISA又は固相RIA法によると、抗原/抗体は、頻繁に受動的吸
着により固相に固定される。所定のタンパク質、ペプチド、多糖類、ハプテン、
及びオリゴ/ポリヌクレオチドは、しかし、この方法では固定又は検出され得ず
、他の化合物が吸着プロセスにおいて変性され、破壊される(Kurki P.
及びVirtanen I.“細胞骨格成分に対するヒト抗体の検出”J.Im
munol.Methods,67:209−23,1984)。
更に、固相への固定化後の抗原の配列は、ある場合には、例えば抗体との相互
作用に対向し、ある部分が立体的に妨害されるようなものである。最終的に、幾
つかの場合には、ELISA又はRIA法における次の(恐らく酵素又はアイソ
トープのラベルが付された)化合物の非特異的(不所望の)結合の多数の重大な
問題があるであろう。
この問題の幾つかは、マイクロタイタープレート(micro−titre−
plate)が官能基により化学的に修正され、その後、非吸着分子が通常の架
橋技術により共有結合され得る(例えば、Neurath,AR及びStric
k,N“ポリスチレン板に共有結合されたベーターガラクトシダーゼ及び抗体を
用いたエンザイムリンクトフルオレセンスイムノアッセイ”J.Vitrol.
Methods.3:155−65,1981,及び例えばGlueTech
Aps“固相への分子の共有固定法”1w089/05329)。
しかし、疎水性固体表面がやはり存在するので、この方法は、固定化されたオ
リゴ/ポリペプチド又はオリゴ/ポリヌクレオチドの質の変性及びその結果の劣
化び問題を解決しない。更に、この技術は、二官能性架橋剤を使用しなければな
らないので、実行者の側に化学の専門家を必要とする。このことはまた、問題が
、固相に吸着される前により大きなタンパク質に合抱されているペプチドのよう
な非吸着分子により解決されるならば、そうである。この場合、本発明の方法と
比較して、比較的大きな量のペプチドを用いることが必要である。
例えば抗原のようなタンパク質の共有固定化は、アフィニティークロマトグラ
フィーとの関連で良く知られている。このアフィニティークロマトグラフィーで
は、問題の分子が、例えばアガロース又はデキストランのような、架橋された不
溶解性の活性化された親水性ポリマーからなる固相に結合さ
れる(Pharamasia“アフィニティークロマトグラフィー.原理及び方
法”1986)。そのような表面は、生物的機能又はその構造が影響されること
なく、大量の分子を効果的に共有結合し得る。更に、前記ポリマー内の多くの親
水基(例えばエーテル基及びアルコール基)が、表面を疎水性にし、それによっ
て、次の、目的としない例えばタンパク質の吸着が避けられる。言い換えると、
その表面は、その官能基(例えばアミノ基)を介して生ずるタンパク質の共有結
合に関する以外は、“ノンバインダー”特性を有している。このように、架橋し
たデキストラン及びアガロースは、都合のよい結合特性を有しており、それは、
固相技術にはよく適合しているが、これらの物質の欠点は、第1には、例えばマ
イクロタイタープレートのように成形することが出来ず、第2には全体として不
透明であり、光学検出方法が採用されるアッセイにはその材料を用いることが出
来ないことである。
公開された国際出願No.W091/09877は、タンパク反応性基を示す
非イオン性ポリマーからなる疎水性表面にタンパク質を共有結合する方法を開示
している。それによると、不所望の生成物の低い自然吸着が同時に得られる。本
発明によると、それ自体公知の方法でキャリアに結合されている非イオン性ポリ
マーは、その後タンパク質がその表面に効果的に結合され得るように、少なくと
も5゜である曇点をも示す。その温度以上では、疎水性表面はタンパク質に固定
化されるはずである。それによって、高温で非イオン性固定
化されたポリマーは、タンパク質への結合をすすんで確立するようになることが
、意図的に達成される。アニオン性表面への結合が、特に記載されている。
公開された国際出願No.W090/06954は、ポリサルフェイト化され
た多糖類を認めるモノクローン性抗体について記載している。活性化ポリ塩化ビ
ニル−イムノアッセイ板を、それに硫酸デキストランがイオン結合で結合してい
るポリ−L−リシンでコートすることが、特に記載されている。
合成オリゴヌクレオチド及びペプチドの両方は、今日、いわゆる樹脂上に、固
相化学合成により典型的に製造される(例えば、E.Atherton及びR.
C.Sheppard“固相ペプチド合成:実用的アプローチ”IRL Pre
ss)。ペプチド合成のためにしばしば使用される樹脂は、ポリアクリルアミド
でグラフトされたケイソウ土により構成されるが、それらは架橋ポリスチレン(
メリフィールドの樹脂)により構成されていてもよい(例えば、“ペプチド化学
の将来”Eds.E.Eberle,R.Geiger,及びT.Wielan
d,1981,101頁における、E.Atherton及びR.C.Shep
pard“固相ペプチド合成における固相”参照)。しかし、その樹脂が、ポリ
スチレンとポリエチレングリコール(PEG)とのコポリマーからなるPEG樹
脂のように、疎水性を有するということは、有利な合成法であることがわかった
(例えば、Jiang,Ying;Liang,Xun;Chen,Weizh
u;He,Binglin“ポリスチレンでサポートされたポリエチレングリコ
ールの合成及びペプチド合成におけるその特性の研究”Huaxue Xueb
ao,45(11),1112−18)。
定型的には、そのような表面はまた疎水性であるので、ペプチド合成は、アミ
ノ基が修正された、不溶性の架橋アガロース又はデキストラン上で実施され得る
。しかし、それらは圧縮性であり、もろいので、これらの物質は機械的な理由か
らこの目的には相応しくない。ことに、DMFのような有機溶媒中の流動及び膨
潤特性は、劣っている。その結果、現存する樹脂の利点と例えばデキストランの
ような疎水性とを結合する技術を有することは、便利であろう。
産業上の用途では、しばしば様々の酵素の固定化が使用される。1つの例は、
発酵可能な炭水化物の製造のために、ビール中の発酵可能ではない炭水化物を固
定されたアミログリコシダーゼで処理することである。酵素を固定するとき、そ
れらがその生体活性を保持することが重要である。酵素の固定は、そのため、架
橋したアガロースまたはデキストラン上でうまくなされ得る。しかし、架橋した
アガロースまたはデキストランは比較的低い過圧で圧縮されるので、これらの物
質の上述の不幸な機械的特性は、それらをこの用途に不適切なものとする。
その結果、機械的に安定な、光学的に透明であり、変性したり機能性が損なわ
れることなく、すべての型の分子が固定される固相の表面に、所望の結合特性を
提供し得る要求が存
在する。
2.発明の説明
本発明の目的は、求核基が存在する固相の表面の結合特性を修正し、それによ
ってオリゴ/ポリペプチド、オリゴ/多糖類またはポリヌクレオチドのような分
子が共有結合する方法を提供することにある。更に、本発明の目的は、同時に劣
った非特異的結合特性(ノンバインダー特性)を得ることにある。
また、本発明の目的は、生体分子の構造及び機能を破壊することなく、そのよ
うな固相の表面に生体分子を固定する方法を提供することにある。
最後に、本発明の目的は、固相アッセイ又は固相合成のような固相合成に使用
される、製品の形の固相を提供することにある。
驚くべきことに、活性デキストラン又は活性アガロースのような活性多糖類が
、NH2−基、SH−基のような求核基が存在する固相の表面に共有結合すると
き、上述の特性を有する新しい表面が得られることが見出だされた。
その結果、上述の目的は、求核基が存在する固相の表面の結合特性を修正する
方法を提供することにより達成され、その方法は、請求項1の特徴部分に記載の
特徴により特徴づけられる。
本発明の方法によると、その表面が、適切な種類の化合物と反応させるための
改善された能力を有する、ある場合にはそのような化合物を改善された耐久性と
結合させるための改
善された能力を有する固相が得られる。
更に、固相アッセイに容易に使用し得る機能的な透明表面を達成することが可
能であり、この固相アッセイでは、例えばマイクロタイタープレート又はストリ
ップは固相を構成している。本発明によると、セルロースエーテルではない、活
性多糖類が使用され、これは“曇点”を有しておらず、例えば抗原又は抗体を固
相に接続する、一種の多官能性架橋剤として機能する。多糖類は活性基が共有結
合を形成するように活性化される。
そのような多糖類の例は、活性デキストラン及び活性アガロースである。デキ
ストラン及びアガロースの代わりに、他の変性又は合成ポリ又はオリゴ多糖類の
ような、OH基を含む他のポリマー、例えば、ポリビニルアルコール又はポリヒ
ドロキシメチルメタクリレートのようなキサンタンガム又はポリアルコールの相
当量を使用することが出来る。
第1アミノ基を含むマイクロタイタープレートは、例えばペルジョデイト(p
erjodate)又はトレシル(tresyl)活性化されたデキストラン及
びアガロースにより処理されてもよく、それによって表面は、全く新規な、改良
された結合特性を獲得している。
タンパク質を固相に共有結合させる公知の問題(WO91/09877)は、
本発明により、結合プロセスにおいて溶液中のポリエチレングリコールを含むこ
とにより解決し得る。
本発明の驚くべき利点は、マイクロタイタープレートが、アフィニティークロ
マトグラフィーに使用される物質から知
られている、都合のよい物理化学的特性を特に簡単な方法で付与され得るという
ことである。ここで、前記ポリマー中の過剰の疎水性基(例えばエーテル基及び
アルコール基)は、その表面を疎水性とし、言い換えれば、同じノンバインダー
特性を処理する。更に、生体分子の機能及び構造は、表面への結合後も保持され
る。以後、この方法を“ハイドロコーティング”と呼ぶ。
本発明の方法によると、例えばペプチド合成のための樹脂を活性デキストラン
と結合することにより、更にその疎水性を改善することが可能であり、それによ
ってより有効なペプチド合成を達成することが可能である。同様の改善が固相オ
リゴヌクレオチド合成にそのような樹脂を用いることにより期待され得る。
合成ペプチドのある用途、即ちいわゆる任意の合成ペプチド実験室では、この
ように追加された樹脂ボールの疎水性ノンバインダー特性は、とりわけ重要であ
る(Lam KS;Salmon SE;Hersh EM;Hruby VJ
;Kazmierski WM;Knapp RJ“配位子結合活性を同定する
ための新しい型の合成ペプチド実験室”ネイチャー、354,82−4)。
以下の実施例は、ハイドロコートされた表面が固定された生体分子の質を保持
することを示す。その結果、恐らくハイドロコーティングは、上述のように例え
ば“固相”酵素プロセスに使用されるある“固相”物質を改善し得ることが期待
されるに違いない。同時に、これらの物質の都合のよい公知
の機械的特性が保持される。
例えば破損した歯の根元にセラミック充填剤を接着する技術は、Munksg
aad,E.C.及びAsmussen, E.“Dentin−polyme
r bond mediated by glutaraldehyde/HE
MA”,Scand.J.Dent.Res.,93(5),463−6,19
85 に記載されている。ここでは、はの表面は最初に弗酸で処理され、それに
よって歯のアミノ基が露出する。次の処理は、グルタルアルデヒド及びメチルメ
タクリレートによるものであり、その後、紫外光により後者の重合が開始される
。それによって、歯の根元にセラミック充填剤がポリメタクリレートを用いて接
着され、アミノ基への共有結合が架橋剤であるグルタルアルデヒドを用いて確立
される。
しかし、グルタルアルデヒドは、多くの作業環境における欠点を伴っている。
更に、毒性のあるメタクリレートモノマーは、患者に拡散しないことがしばしば
見られる。従って、あるいは、弗酸で処理された歯の表面を前処理するために、
ペルジョデイト活性のデキストランが使用されることが示されている。それによ
って、公知の生体適合性物質によるコーティングが行われ、デキストラン上のア
ルデヒド基が、その後のメチルメタクリレート−重合に対するグルタルアルデヒ
ドと同じ重合開始効果を有するであろうことが期待されるに違いない。更に、親
水性デキストラン層が、疎水性メチルメタクリレートモノマーの患者への浸透を
防止することが期待
される。このように、明らかにハイドロコートされた表面が、N−ヒドロキシ−
スクシンイミド−ビオチンの炭水化物層中の浸透を防止することが示される(実
施例11)。
好ましい態様は、請求項に記載されている。
3.図面の簡単な説明
以下、本発明について、図面を参照してより詳細に説明する。
図1は、PODを有する(●)、有しない(〇)マイクロタイタープレートへ
のビオチン−MP7の結合、PODを有する(▼)、有しない(▽)マイクロタ
イタープレートへのビオチン−MP9の結合、及びPODを有する(■)、有し
ない(□)マイクロタイタープレートへのビオチン−ペプチドTの結合を示す。
図2は、TADを有する(●)、有しない(○)マイクロタイタープレートへ
のビオチン−MP7の結合、TADを有する(▼)、有しない(▽)マイクロタ
イタープレートへのビオチン−MP9の結合、及びTADを有する(■)、有し
ない(□)マイクロタイタープレートへのビオチン−ペプチドTの結合を示す。
図3は、PODと結合した、及び結合しないマイクロタイタープレートの表面
へのペルオキシダーゼの標識が付されたブタ免疫グロブリン(PMS)の結合を
示し、PODで処理された表面にPMSが加えられた場合を(●)、処理されな
い表面にPMSが加えられた場合を(○)で示す。
図4は、PODで処理された表面へのペルオキシダーゼの
標識が付されたブタ免疫グロブリンを結合するときのPEGに対する依存性を示
す。
図5は、捕捉抗体(ヤギアンチ−マウス免疫グロブリン)を、それぞれPOD
処理された表面(○)、未処理のマイクロタイタープレート表面(●)に固定し
た場合の、ムライン(murine)免疫グロビリンの濃度決定のためのサンド
イッチ−ELISAの結果を示す。
図6は、捕捉抗体(ヤギアンチ−マウス免疫グロブリン)を、それぞれPOD
処理された表面(○)、未処理のマイクロタイタープレート表面(●)に固定し
た場合の、ムライン(murine)免疫グロビリンの検出のためのサンドイッ
チ−ELISAの結果を示す。捕捉抗体を結合する能力は、その滴定を行うこと
により、及び同時にムラインIgG(OX6)を含む中間層の量を保持すること
により、試験された。
図7は、PBSにおける(▽)、及びカーボネートバッファーにおける(●)
POD処理された表面へのビオチン−MP7の結合を示す。PODは様々な程度
に酸化された(0,1/2,1と1・2,2及び2と1/2)。それによって、
酸化中のデキストラン及びペルジョデイト上のOH基間のモル比がそれぞれ0,
1/2,1と1・2,2及び2と1/2であることが意味される。
図8は、PBSにおける(■)、及びカーボネートバッファーにおける(□)
POD処理された表面へのビオチン−MP7の結合を示す。PODを製造するた
めに使用されたデキストランは、10,000、70,000及び2000,0
00のMWを有していた。
図9は、処理されていない(○)、10,000(●)、70,000(▽)
及び2000,000(▼)のMWを有る様々な量のPODで処理された、ポリ
−L−リシンコートされた表面へのビオチン−N−ヒドロキシスクシンイミドの
結合を示す。
図10は、NaBH4の濃度を変化させて還元されたPOD処理された表面へ
のビオチン複合ウシ血清アルブミンの結合を示す。
図11は、PODで処理されていない(0)、ポリ−L−リシンコートされた
表面、及びPOD70000で処理され、その後、0.1MのNaOH(1)、
1MのNaOH(2)、0.1MのHCl(3)及び1MのHCl(4)、pH
7.2のPBS(5)、pH9.6の0.1Mカーボネートバッファー(6)、
pH7.2の洗浄バッファー(7)、及び水(8)でそれぞれ処理された表面へ
のビオチン−N−ヒドロキシスクシンイミドの結合を示す。
図12は、PODを伴う、及びPODを伴わないマイクロタイタープレートに
固定されたヤギ−アンチ−マウスの耐久性の比較を示す。
4.発明の詳細な説明
簡単に言うと、「ハイドロコーティング」の原理は、一種の「二重接着」テー
プとして作用する活性多糖類と固相を結合することである。
この技術によると、通常のマイクロタイタープレートに吸
着しない分子を固定化することが可能である。それは、ペプチド、ハプテン、二
重らせんDNA、オリゴヌクレオチド等の場合であり、例えばこれらの成分への
抗体の測定を可能とする。本発明の目的は、実施例3、4、及び9に示されてい
る。
ある場合にはプラスチックへの受動吸着によりみられ得る生体分子の構造及び
機能の破壊は、ハイドロコートされた表面への結合の際には生じない。結合され
た生体分子の質は、別の言葉では良好である。これは、実施例3、4、5、7、
及び8に示されている。結合中のPEGの存在は、それをかなり改善しており、
このことは実施例6に示されている。
最後に、ハイドロコートされた表面の共有結合のための能力は、簡単な方法で
除去され、それによって表面は特に効果的な非結合(non−binder)に
変換される。このように、この表面は、そうでなければ、洗浄剤の存在にもかか
わらず、通常のマイクロタイタープレートに非特異的に結合する膜分子に向かっ
て、拒絶している。
通常、本発明の方法により処理されることが望まれる固相の表面にヌクレオチ
ド基を有することが必要である。いくつかのマイクロタイタープレートは既に市
販されており、そこでは、例えばプレートの表面に第1又は第2アミノ基が共有
結合されている(例えばCovaLink from A/S Nunc,De
nmark,or Costar,USA)。あるいは、コーティングは、例え
ばタンパク質、ポリアミン、又はポリ−L−リシンの固相への受動吸着により行
われ、それによってアミノ基はその表面に共有結合的に導入される。この、最後
に述べた方法は、共有力が含まれないにもかかわらず、特に安定な修正に導くこ
とは良く知られている。述べた官能基を含む他のポリマーは、そのような基が様
々の化学的方法により導入されるように、同様にその表面に吸着され得る(例え
ば“Radiation grafting”,EP−A−155252参照)
。
示された実施例では、多糖類としてデキストランが使用されている。しかし、
例えばアガロースのような他のオリゴ糖又は多糖類が使用可能である。
示された実施例の多くでは、ペルジョデイト活性のデキストランが使用される
が、デキストランにトレシル基が供給された実施例もまた示されている。このこ
とは、驚くべきことに、デキストランが非プロトン性溶媒であるヘキサメチルホ
スホラストリアミド(HMPTA)又はN−ピロリジノン中に可溶であり、そこ
ではトレシルクロリドとデキストランとの間の特異的反応生ずるということが見
いだされたので、可能である。デキストランをジメチルスルホキシド(DMSO
)に溶解することも可能であるが、DMSOはスルホン酸クロリドと反応するの
で、その後のトレシルクロリドとの反応を不可能とする。
デキストランに他の活性基を導入することも可能であり、それによって、ある
場合にはプレートは、生体分子の結合においてより選択的ですらあるであろう。
親水性ポリマーには、例えばアルデヒド、ケトン、ビニルスルホン、シアン、活
性
エステル、エポキシド、ジスルフィド、及びカルボン酸、燐酸及びスルホン酸の
他の活性化合物を使用してもよい。活性基は、例えば“スペーサーアーム(sp
acer−arm)”により付着、分離され、それによって立体的問題が緩和さ
れ得る。
5.実施例
実施例1
ポリ−L−リシンによる前処理及びそれに引き続くペルジョデイト活性デキス
トランの固定によるポリスチレン表面の結合特性の修正
(a)ペルジョデイト活性デキストラン(POD)の製造
デキストラン(100mg,分子量(MW)=70,000 シグマD475
1)を50mlの水に溶解し、次いでペルジョデイトナトリウム(398mg、
3.3モル Aldrich311448)を追加した。2時間撹拌後、5リッ
トルの純水で3回透析した。
デキストランの代わりに、アガロース、又はキサンタンガム(シグマ、G12
53)のような、他の天然又は合成のオリゴ糖又は多糖類、又はポリブニルアル
コール又はポリヒドロキシメチルメタクリレートのようなポリアルコールの相当
量が使用される。
(b)マイクロタイタープレートへのPODの固定
ポリスチレンマイクロタイタープレート(Maxisorp,Nunc)に対
し、カーボネートバッファー(0.1M,pH9.6)中のポリ−L−リシン(
シグマP1274,50μg)がそれぞれのウエルに添加され、2時間インキュ
ベートされた。その後、ウエルを水で3回洗浄した。次いで、それぞれのウエル
に100μlのPOD溶液を加え(100μlのPBS中50μg、pH7.2
、0.1M)、2時間放置し、その後、再び水で3回洗浄した。
使用したマイクロタイタープレートは、第1アミノ基を含まず、そのためポリ
−L−リシンで前処理された。ちょうど例えばポリエチレングリコールテレフタ
レート、ポリビニルアセテート、ポリビニルクロリド、ポリビニルピロリドン、
ポリアクリロニトリル及びポリメタクリレートのような物質からなる、マイクロ
タイタープレート、マイクロタイターストリップ、粒子、膜、試験管、テストス
トリップ又は測定ピンに対してポリミンのようなポリアミンによりなされたよう
に、この前処理は、ポリペプチドのような、第1アミノ基を含む他のポリアミノ
酸によってもなされた。
マイクロタイタープレートの表面に共有結合的に第1アミノ基を導入すること
は知られており、既に市販されている、その表面にアミノ基を有するポリスチレ
ンマイクロタイタープレートがある(例えば、Costar,USA)。
言及したすべての表面は、上述のようにPODにより処理可能である。
実施例2
ポリ−L−リシンによる前処理及びそれに引き続くトレシル活性デキストラン
の固定によるポリスチレン表面の結合特性の修正
(a)トレシル活性デキストラン(TAD)の製造
デキストラン(100mg,分子量(MW)=70,000 シグマD475
1)を水(10ml)に溶解し、一昼夜凍結乾燥して、遊離の水の含量を低下さ
せた。次の日、デキストラン(10mg)を、シカペント(sicapent)
を有する塩化カルシウム管に取付けられた100mlの丸底フラスコ内で、12
0℃でHMPTA(20ml)シグマH4006)中に溶解した。2時間後、デ
キストランをエタノールで析出した。水中で再溶解を行い、再びエタノールで析
出した。その後、活性デキストランを一昼夜凍結乾燥した。
デキストランの代わりに、アガロース又はキサンタンガムのような、他の天然
又は合成の多糖類又はオリゴ糖類、又はポリブニルアルコール又はポリヒドロキ
シメチルメタクリレートのようなポリアルコールのような、OH基を含む他のポ
リマーの相当量が使用される。
(b)マイクロタイタープレートへのTADの固定
ポリスチレンマイクロタイタープレート(Maxisorp,Nunc)に対
し、カーボネートバッファー(100ml,0.1M,pH9.6)中のポリ−
L−リシン(50μg)がそれぞれのウエルに添加され、その後、室温で2時間
インキュベートされた。その後、水で3回洗浄した。その後、それぞれのウエル
に100μlのTAD溶液を加え(100μlのPBS中50μg、0.1M)
、追加の2時間インキュベートし、その後、再び水で3回洗浄した。
使用したマイクロタイタープレートは、第1アミノ基も第2アミノ基も含まず
、そのためポリ−L−リシンで前処理された。ちょうど例えばポリエチレングリ
コールテレフタレート、ポリビニルアセテート、ポリビニルクロリド、ポリビニ
ルピロリドン、ポリアクリロニトリル及びポリメタクリレートのような物質から
なる、マイクロタイタープレート、マイ
クロタイターストリップ、粒子、膜、試験管、テストストリップ又は測定ピンに
対してポリミンのようなポリアミンによりなされたように、この前処理は、第1
及び/又は第2アミノ基を含む他のポリアミノ酸及びポリペプチドによってもな
された。
マイクロタイタープレートの表面に様々な方法で共有結合的に第1又は再2ア
ミノ基もまた導入されており、既に市販されている、その表面にアミノ基を有す
るポリスチレンマイクロタイタープレートがある(例えば、第1アミノ基を含有
するCostar,USA,又は第2アミノ基を含有するCovaLink,N
unc,Denmark)。
言及したすべての表面は、上述のようにTADにより処理可能である。
実施例3
固定されたペルジョデイト活性デキストランを有するポリスチレン表面へのペ
プチドの固定化
(a)ペルジョデイト活性デキストラン(POD)の製造
実施例1に記載の手順
(b)マイクロタイタープレートへのPODの固定
ポリスチレンマイクロタイタープレート(Maxisorp,Nunc)に対
し、カーボネートバッファー(0.1M,pH9.6)中のポリ−L−リシン(
100μl,50μg)が、列1−6におけるそれぞれのウエルに添加され、2
時間インキュベートされた。その後、水で3回洗浄した。次いで、列1−12に
おけるそれぞれのウエルに100μlのPOD
溶液を加え(100μlのPBS中50μg、pH7.1、0.1M)、2時間
放置し、その後、再び水で3回洗浄した。
(c)PODが固定されたマイクロタイタープレートへのぺプチドの固定
ペプチドビオチン−MP7、ビオチン−MP9、及びビオチンペプチド−Tを
、燐酸塩をバッファーとする食塩水(PBS,0.1M、100μl/ウエル)
中100μg/mlの濃度で出発し、1.6μg/mlの濃度で終わる7工程で
、2重決定(double determination)において2回滴定(
2−fold titration)した。
ペプチドは、ポリ−L−リシンでコートされたマイクロタイタープレートの半
分と、及びコートされない半分の両方において2重決定で滴定された。2時間後
、ウエルを吸引で空にし、洗浄バッファ(NaCl 29,2g、KCl 0.
2g、KH2PO4H2O、トリトン(Triton)X−100 100ml、
蒸留水1000mlまで)で3回洗浄された。
ペプチドビオチン−MP7(ビオチン−PELFEALQKLFKHAY)、
ビオチン−MP9(ビオチン−FAQKEPAFLKEYHLL)、及びビオチ
ン−ペプチド−T(ビオチン−GGGASTTNYT)を、十分に自動化された
ペプチド合成マシーン(NovaSyn,Crystal)により、Fmocア
ミノ酸Pfpエステルから合成し、その後、分取クロマトグラフィーにより精製
した。ペプチド合成の西郷の工程において、ビオチンをN−ヒドロキシ−スクシ
ンイミドの形で結合した。
(c)ビオチンを有する、及び有しない固定ペプチドの検出
次いで、100μlのアビジン−ペルオキシダーゼ(25μlのアビジン−ペ
ルオキシダーゼ(DAKO))、100mgのウシ血清アルブミン(BSA,S
igma)、10mlの洗浄バッファー)を加え、その後、このプレートを室温
で1時間インキュベートした。その後、プレートを洗浄バッファーで3回洗浄し
、100μlの基質をウエルあたり(1mlのクエン酸塩/燐酸塩バッファー(
クエン酸7.3g、Na2HPO4・H2O11.86g、蒸留水1リットルまで
)あたり1μl/mlの35%H2O2及び1mgのO−フェニレンジアミン(O
PD)加えた。100μlのH2SO4により1−3分後に呈色反応は停止し、吸
着度(光学密度、OD)がDynatech ELISA−readerにより
読まれた。
結果及び議論
図1から、ビオチン−MP7、ビオチン−MP9が、PODで処理されたマイ
クロタイタープレート上に検出され得ることがわかる。しかし、ビオチンペプチ
ド−Tは検出されなかった。更に、PODを加えたにもかかわらず、ポリ−L−
リシンを加えることなしに、ビオチンMP7/MP9の結合/検出は、見られな
いか又はわずかに見られるのみであった。
ビオチンMP7/MP9は、リシンを含み、その結果、第1アミノ基を含まな
い。しかし、リシンを含まないビオチン
−ペプチド−Tについてはそうではない。このように、その結果は、PODで処
理された表面へのペプチドの結合が、POD表面にある過剰のアルデヒド基及び
ケトン基への共有結合によるものであることを示している。もし、その表面がア
ミンを含まないならば、POD7,000は結合せず、その結果、ペプチドはそ
の表面にごくわずかしか、又は全く検出されない。しかし、非常に高分子のPO
D(MW>1000000)が使用されるならば、PODはあらかじめアミノ基
をそこに導入することなしに、プラスチック表面に低い程度しか結合され得ない
(データは示されない)。しかし、恐らく、これはその表面へのPODの吸着に
よるものである。
アルデヒド及びケトンは、第1アミンと安定な結合を形成する(イミン)が、
第2及び第3アミンとは安定な結合を形成しない。他の実験は、PODを結合す
ることは不可能であり、それによって第2アミノ基を含む表面にペプチドを結合
することは不可能であることを示している(Covalink マイクロタイタ
ープレート データなし)。このことは、更に、ビオチンMP7/MP9の固定
化は、ポリ−L−リシン上及びペプチド上の第1アミノ基と、POD上のカルボ
ニル基との化学的架橋によるものである。
未処理のマイクロタイター面上には、すべてのペプチドについて、非常に劣っ
たシグナルが見られたか又はシグナルは全く見られなかった。これは、a)ペプ
チドが結合しないため、又はb)マイクロタイタープレートへのペプチドの結合
が、アビジンとビオチンとの反応を妨げるためのいずれかの
理由による。我々は、他の実験において、MP7が、PODで処理されていない
プレートに明らかに結合していることを示した。このように、我々は、上述のよ
うに、非ビオチン化MP7を、部分的にPODに固定した。これらはその後、モ
ノクローン抗MP7抗体であるMP7.4でインキュベートされ、その後ペルオ
キシダーゼの標識が付されたウサギアンチ−マウスIgでインキュベートされた
。ここで再び、コーティングがわずかウエルあたり0.050μgのMP7によ
りなされたときでさえ、強いシグナルがPODで処理されたプレート上に見られ
た。全く新しくMP7によりコートされたマイクロタイタープレートが使用され
るならば、もし少なくとも10μg/ウエルでコートされるならば、MP7.4
を有する表面に結合されたMP7を検出することも可能である。しかし、この信
号は、数日後に消滅し、このことはMP7がMP7.4抗体を結合することがで
きないように、コンホメーションをゆっくり変えることを示している(データは
示されない)。しかし、PODプレート上のシグナルは、全テスト期間中(数週
間)は完全に不変のままである。
この例は、PODで処理された表面がペプチドの構造及び受容性を保持し、そ
のため、それらは抗体又はストレプタビジンにより認識され得るという事実を立
証している。更に、通常のマイクロタイタープレートを使用するときに必要な量
と比べて、POD表面に固定するときに非常に少量のペプチドが必要であるに過
ぎない。
実施例4
トレシル活性デキストランによるペプチドの結合
(a)トレシル活性デキストランの製造
実施例2に記載された手順
(b)マイクロタイタープレートへのTADの固定
ポリスチレンマイクロタイタープレート(Maxisorp,Nunc)に対
し、カーボネートバッファー(100μl)0.1M,pH0.6)中のポリ−
L−リシン(50μg)が、列1−6におけるそれぞれのウエルに添加され、2
時間静置された。その後、水で3回洗浄した。次いで、列1−12におけるそれ
ぞれのウエルに100μlのTAD溶液を加え(0.1MのPBS100μl中
50μg)、2時間放置し、その後、水で3回洗浄した。
(d) TADで処理された表面へのペプチドの固定及び検出
ビオチン−MP7、ビオチン−MP9、及びビオチン−ペプチド−Tを、ポリ
−L−リシンを持つ及び持たない表面に加え、その固定化を実施例3のように検
出した。
結果及び議論
図2から、ビオチン−MP7/−MP9はTADで処理された表面に強く結合
され、ビオチン−ペプチド結合は見られないことがわかる。ポリ−L−リシンな
しには、その表面へのペペプチドの何らかの又はわずかな結合も見られなかった
。ビオチン−ペプチド−Tではなく、ビオチン−MP7/−MP9は、フリーの
NH2を含んでいるので、ペプチドの結合は、デキストラン上のトレシル基によ
る共有結合的固定化に
よるものである。アルデヒド及びケトンとは反対に、トレシル基は第2アミント
安定な結合を形成することが出来る。このように、我々は、第2アミノ基を有す
る、いわゆるCovalinkマイクロタイタープレート(A/S Nunc,
Denmark)を、PODではなくTADにより処理することが可能であるこ
とも示した(データはない)。これは、ペプチドの固定は、特異的共有結合によ
るものであることを立証している。TADは、付加的に、TADで処理された表
面上の過剰のトレシル基が塩基により加水分解され、それによって疎水性OH基
がマイクロタイタープレート上に再確立されるという利点を有している。それに
よって、その表面は、実施例12に記載されたノンバインダー特性を得る。これ
らのOH基は、任意に、例えばヘキサン中のシアノゲンブロミド又はトレシルク
ロリドにより、マイクロタイタープレートの光学特性なしに、更に活性化され、
それによって破壊される(データなし)。TADで処理された表面は、更に、実
施例3に記載のペプチドの結合及び構造の保持に対する有用な効果に関し、PO
Dで処理された表面と同一の特性を有している。
実施例5
免疫グロブリン
実施例3のように、幾つかのウエルがPODで処理され、他のウエルは処理さ
れないマイクロタイタープレートが使用された。
(a)ペルオキシダーゼの標識が付されたブタ免疫グロブ
リン(PMS)の固定化
実施例3のように、PODで処理されたマイクロタイタープレートに対して、
15%のPEG(分子量4000を有するポリエチレングリコール)が加えられ
たPBS中のPMS(DAKO)の11の工程において、2重決定で2回滴定が
行われた(100μl/ウエル)。同一の2重決定の滴定がPOD処理のないウ
エルで、しかしPEGのないOBSで行われた。2時間後、ウエルを吸引により
空にし、洗浄バッファーで3回洗浄した。
(b)固定PMSの検出
これは、実施例3に記載のように、OPDにより行われた。
結果及び議論
図3から、未処理表面に対してこれを行う最適な方法に比較して、PODで処
理された表面上に、一般に比較的より多いブタ免疫グロブリンが固定化/検出さ
れ得ることがわかる。これは、低い濃度領域において顕著であり、そこでは約1
0倍のPMSが固定化/検出される。変性のため、時間とともにペルオキシダー
ゼがプラスチック表面への受動吸着によりその酵素活性を失うこと、及びこの現
象は長引いたインキュベーション期間後に、より顕著になることがよく知られて
いる。示された装置は、このように、より大きな範囲にわたってペルオキシダー
ゼを保持するPOD処理表面によるものであろう。これは、長引いたインキュベ
ーション後に、より顕著になることがあり得る。通常のマイクロタイタープレー
トへのPMSの固定化の下でのPEGの追加は、その結果を損
なう(データなし)が、一方、POD(及びTAD)で処理された表面に固定化
するときには全く反対である(実施例4参照)。このことは、2つの方法が基礎
とする基本的に異なるメカニズムを強調している。
実施例6
免疫グロブリンの結合に対するPEGの影響
実施例3に示すように、ウエルがPODで処理されたマイクロタイタープレー
トが使用された。
(a)ペルオキシダーゼの標識が付されたブタ免疫グロブリン(PMS)の固
定化
12本の試験管のそれぞれに500μl(7)PBSを加えた。その11本で
、30%から0.02%まで、PEG4000の滴定を準備し、その後、12本
のそれぞれにPMS(5Ml中5μg)を加えた。その後、100μlのそれぞ
れの溶液を、2重決定における別々のウエルに加えた。2時間後、吸引によりウ
エルを空にし、洗浄バッファーで3回洗浄した。
(b)固定PMSの検出
実施例3におけるように、OPDによりなされた。
結果及び議論
図4から、PMSの検出が10%未満のPEGの使用により実質的に低下する
ことがわかる。PETが、例えばビニルスルホンで活性化されたセファロースへ
のタンパク質の結合を改善することも知られている。この知見の背後にあるのは
、おそらく同じメカニズムである。これに対し、マイクロタイタープレートへの
タンパク質の受動吸着は、PEGが存在す
るならば損なわれるに至る(データなし)。PEG4000を使用可能である(
そしてペプチドビオチンMP7を固定するのに最適である)が、他の値のPEG
もまた我々の方法において機能することが見いだされた。これは、固定される化
合物に依存して最適化され得る。
実施例7
マウス免疫グロブリンの濃度決定のためのサンドイッチELISAにおけるハ
イドロコーティングの使用
実施例3におけるように、列1及び2がPODで処理され、列3及び4は処理
されないマイクロタイタープレートが使用された。
(a)ヤギアンチ−マウス免疫グロブリン(Ig)の固定化
100μlのヤギアンチ−マウス免疫グロブリンIg(TAGO)(0.2μ
g,0.3Mの15%PEG4000を有するカーボネートバッファー)を、列
1及び2にあるウエルに加え、100μlのヤギアンチ−マウスIg(0.2μ
g,0.3Mの15%カーボネートバッファー)を、列3及び4にあるウエルに
加えた。その後、室温で2時間インキュベートし、次いで水で3回洗浄した。次
いで、マイクロタイタープレート上の過剰の部位をBSA(100μl)カーボ
ネートバッファー中10mg/ml)でブロックした。1時間後、洗浄バッファ
ーにより洗浄を3回行った。
(b)OX−6の添加
モノクローンマウス抗体であるOX−6をPBS中1mg
/ml、100μl/ウエルからすべてのウエルにおいて2回滴定した。追加の
1時間のインキュベーションの後、洗浄バッファーにより3回洗浄を行った。
(c)固定OX−6の検出
ペルオキシダーゼの標識が付されたウサギアンチ−マウスIg(DAKO)(
1:1000,100mgBSA,10mlの洗浄バッファー)をすべてのウエ
ルに加え、次いで室温で1時間インキュベートした。その後、プレートを洗浄バ
ッファーで3回洗浄し、固定されたペルオキシダーゼの存在を、実施例3におけ
るように検出した。
結果および議論
捕捉抗体(ヤギアンチ−マウスIg)がPODで処理された表面に固定された
とき、未処理表面に比べ、より高い、急な曲線が見られた(図5)。アッセイの
精度、及び恐らく感度も、言い換えると、POD表面において良好であった。こ
のことは、親水姓POD表面への共有固定化による捕捉抗体の質は、受動吸着に
よるよりも良好である。しかし、この差が、未処理表面よりも捕捉抗体を結合す
るPOD表面によるものであることは、無視することが出来ない。
実施例8
ヤギアンチ−マウスIgの量を変化させた場合の表面へのマウス免疫グロブリ
ンの結合
実施例3に示すように、列1及び2がPODにより処理され、列3及び4が処
理されないマイクロタイタープレートが使用された。
(a)変化する量のヤギアンチ−マウスIgの固定
15%のPEG4000を伴う100μlの0.3Mカーボネートバッファー
を列1及び2に加え、100μlの0.3Mカーボネートバッファーを列3及び
4に加えた。次いで、100μlのヤギアンチ−マウスIg(10μg,15%
PEG4000を伴う0.3Mのカーボネートバッファー)を、ウエル1A及び
2Aに加え、100μlのヤギアンチ−マウスIg(10μg,0.3Mのカー
ボネートバッファー)を、ウエル3A及び3Bに加えた。その後、2重決定にお
いて2回滴定を、PEGを伴い又は伴わずにカーボネートバッファー内で5回行
った。その後、室温で2時間インキュベートし、次いでBSA(100μl、カ
ーボネートバッファー中10mg/ml)でブロックした。1時間後、洗浄バッ
ファーにより洗浄を3回行った。
(b)OX−6の添加
ヤギアンチ−マウスIgを有する4つの列にあるすべてのウエルに、100μ
lのOX−6(1μg、100μlPBS)を加えた。室温で1時間後、洗浄バ
ッファーにより洗浄を行った。
(c)固定OX−6の検出
これは、実施例7に記載されているようになされた。
結果および議論
所定のシグナルを得るために、PODで処理された表面に、未処理表面と比較
して、約1/3のヤギアンチ−マウスIgを加えることが必要なだけであること
が、図6からわかる。
これは、より効果的に捕捉抗体(ヤギアンチ−マウスIg)を固定するPOD表
面によるものであること、及び/又は固定された抗体の質が、通常の受動吸着に
比較してこれらの表面に対しより良好であることのいずれかであろう。
実施例9
表面への結合のためのPODの酸化度の影響
(a)異なった酸化度によるPODの製造
50mlの蒸留水に溶解されたデキストラン(100mg,MW:70,00
0)を含む6本の管に、それぞれ0,1/2,1と1/2,2、2と1/2のデ
キストラン及びペルジョデイト上のOH基間のモル比に対応する、それぞれ0m
g,132mg,263mg,398mg,530mg,及び663mgのナト
リウムペルジョデイトを加えた。2時間拡販した後、5リットルの純水で3回、
透析を行った。
(b)マイクロタイタープレートへのPODの固定
実施例3に示すようにポリ−L−リシンでコートされたマイクロタイタープレ
ート(Maxisorp,Nunc)に対し、異なった酸化度の100mlのP
OD(PBS中50μl)を加えた。その後、2時間インキュベーションを行い
、次いで水で3回洗浄した。
(c)ビオチンMP7の固定
PBSに一部溶解され、カーボネートバッファーに一部溶解された100μl
のビオチンMP7を加え、その後、2時間インキュベートし、洗浄バッファーで
3回洗浄した。
(d)ビオチンMP7の検出
これは、実施例3に記載されているように検出された。
結果及び議論
MP7の結合の増加が見られた。ここでは、1/2〜1と1/2のデキストラ
ン及びペルジョデイト上のOH基間のモル比に対応する、デキストラン50mg
あたり132〜398mgのペルジョデイトが使用された。その後、増加は見ら
れなかった(図7)。このことは、もちろん、1付近のモル比では酸化され得る
OH基はもはや存在しないためである。ペルジョデイトなしのデキストランの場
合には、それぞれカーボネートバッファー及びPBSでは0.7〜1.4の結合
が見られた。これは、ビオチンMP7とポリ−L−リシン層間の非特異的イオン
性相互作用によるものである。デキストラン上のアルデヒド基及びケトン基の多
数がその表面にPODを固定するために使用され、それによってポリ−L−リシ
ンへのビオチンMP7の接近をブロックするので、低い酸化度のPODの添加に
より、この結合はより低くなる。より高い酸化度のデキストランの場合には、ま
すます多くのフリーのアルデヒド基及びケトン基がその表面へのビオチンMP7
の結合を可能とするようになるであろう。1と1/2を越える酸化度では、PO
Dは流体“二重接着テープ”として働く。それは、部分的にデキストランをポリ
−L−リシンに結合し、部分的にデキストランをビオチンMP7に結合する。こ
のことは、PBSにおいてかなり良好に機能するように思われる(図7)。
実施例10
表面への結合のためのPODのMWの影響
(a)異なるMWのペルジョデイト活性デキストラン(POD)の製造
100mgのデキストラン(それぞれ10,000、70,000及び2,0
00,000)を収容する3本の管に、50mlの蒸留水を加えて溶解し、その
後、398mgのペルジョデイトナトリウムをそれぞれの管に加えた。2時間撹
拌後、5リットルの純水で3回透析した。
(b)マイクロタイタープレートへのPODの固定
実施例3に示すようにポリ−L−リシンでコートされたマイクロタイタープレ
ート(Maxisorp,Nunc)に対し、異なったMWの100mlのPO
D(100μlのPBS中50μl、0.1M)を加えた。その後、2時間後、
水で3回洗浄した。
(c)ビオチンMP7の固定
PBS又はカーボネートバッファーで希釈された100μlのビオチンMP7
(1μg/ml)を加え、その後、2時間後、吸引によりウエルを空にし、洗浄
バッファーで3回洗浄した。
(d)ビオチンMP7の検出
これは、実施例3に記載されているように検出された。
結果及び議論
ビオチンMP7がカーボネートバッファー中で、MW2,000,000を有
するデキストランからPODに固定され
るときを除いて、ビオチンMP7の結合は、PODのMWにもかかわらず同一の
レベルであった(図8)。ここで、結合の劣化が見られた。これは恐らく立体的
妨害のためであろう。MW70,000のデキストランは、このように多くの目
的に満足し得るものである。MW>1,000,000のデキストランが使用さ
れるならば、PODは、例えばポリ−L−リシンで処理される必要なしに、或る
程度マイクロタイタープレートに結合され得る(データなし)。しかし、より低
いMWのPODは、第1アミンを含まない表面に結合しない。
実施例11
ポリ−L−リシンで処理された表面をブロックするためにどれほど多くのPO
Dが使用されるべきか。
ポリ−L−リシンを有するマイクロタイタープレートが、実施例3に記載され
たように製造された。
(a)マイクロタイタープレートへのPODの固定
マイクロタイタープレートに対し、10,000、70,000、2,000
,000のMWの100mlのPOD(100μlのPBS中50μl、0.1
M)を加えた。残りのウエルに対し、100μlのPBSを加えた。その後、2
回滴定を準備した。2時間後、水で3回洗浄した。
(b)ブロックされていないアミノ基に対するビオチン−N−ヒドロキシスク
シンイミドエステル(ビオチン−NHS−エステル)の結合
それぞれのウエルに、100μlのビオチン−NHS−エステル(PBS中1
0μg、シグマ)を加え、その後、2時
間インキュベートし、洗浄バッファーで3回洗浄した。
(c)ビオチンの検出
固定されたビオチンの量は、実施例3に記載されているように検出された。
結果及び議論
図9から、PODのMWにかかわらず、ウエルあたり5μgより少ないPOD
を用いることにより、表面におけるビオチンの検出において強い増加が見られて
いるように思われる。これは、PODへの観察された結合が特異的であり、ポリ
−L−リシンへの非特異的結合によるものではないという追加の証拠である。こ
の層は、このようにPODにより効果的にシールドされている。
実施例12
NaBH4は、ノンバインダー特性を提供する。
PODで処理されたマイクロタイタープレートが、実施例3に記載されたよう
に製造された。
(a)NaBH4の添加
ウエル1A及び1Bに対し、200μlのNaBH4(蒸留水中10mg/m
l)を加え、その後水で2回滴定を生成した。2時間後、水で3回の洗浄を行っ
た。
(b)ビオチンの標識を付されたBSAの製造及び添加
ビオチン−NHS−エステルをDMF(1.7mg/ml,5μモル/ml)
に溶解し、BSAをPBS(0.1M、pH7.2、5mg/ml)に溶解した
。その後、45μlのビオチン−NHS−エステル溶液を1mlのBSA溶液に
加
えた。12時間後、混合物をPBS中に100μgBSA/ml)まで希釈した
。このインキュベーション期間の後、すべてのフリーのビオチン−NHS−エス
テルは加水分解された。両方の列のすべてのウエルに対し、100μlの溶液を
加え、1時間室温でインキュベーションを行った。
(c)ビオチン化(biotinylated)されたBSAの検出
固定されたビオチン化されたBSAの量は、実施例3に記載されているように
検出された。
結果及び議論
図10から、ウエルあたり0.2mgより多いNaBH4を用いることにより
、BSAの結合が最大限妨害されることがわかる。NaBH4がアルデヒド及び
ケトンをアルコールに還元することが出来ることは知られている。それによって
、POD表面は多くの親水性OH基を含み、ノンバインダー特性を提供する。ア
ルデヒド−/ケトン−と第1アミノ基との間の反応後に形成されたイミンは、同
時に第2アミンに還元され、それによってデキストランとポリ−L−リシン上の
第1アミノ基の間の結合は、不可逆的となる。
実施例13
POD表面の安定性
PODで処理されたマイクロタイタープレートは、実施例3に記載されている
ように製造された。
(a)例えばPOD表面への酸及び塩基の付与
100μlの、0.1NのNaOH、1NのNaOH、0.
1NのHCl、1NのHCl、pH7.2のPBS、pH9.6のカーボネート
バッファー、洗浄バッファー、及び水をウエルに加えた。その後、これらを室温
で1時間放置し、水で3回洗浄した。
(b)ブロックされていないアミノ基に対するビオチン−NHS−エステルの
結合
これは、実施例11に記載されているようになされた。
(c)固定されたビオチンの検出
実施例3に記載されている手順
結果及び議論
図11から、様々な強酸及び塩基で処理された後の、ビオチン−NHS−エス
テルを有する表面上に検出可能なアミノ基の量は、水で処理後の量と比べて、変
らず低かった。もしPODが存在しないならば、ポリ−L−リシン層の第1アミ
ノ基に対するビオチン−NHS−エステルの強い結合が見られた。このことは、
PODがやはり表面上に存在し、上記処理により除去され得ないことを意味する
。このように、POD表面は特に安定である。他の実験(図示せず)では、我々
は、様々な温度でのPBS中のPODの耐久性をも調査した。これは、数週間に
及ぶ全テスト期間にわたって、変化せず、良好であることが見出だされた。
実施例14
通常のヒトの血液ドナーからの血清が、ブロックされたPOD表面と特異的に
反応するかどうかの調査
(a)実施例1に記載されているように、POD処理され
たマイクロタイタープレートを製造し、次いで、15%のPEG4000が加え
られたPBS中1%BSA200μlにより、1時間ブロックした。しかし、ウ
エルA−B、1−3には、そのかわりに15%のPEG4000が加えられたP
BS中アフィニティー精製されたヒトIgGの10g/mlを加えた。対応する
BSA及びIgGで処理されたプレートを、通常の(PODではない)処理され
たマイクロタイタープレートから製造した。しかし、後者のコーティングのため
には、PEGは使用されなかった。次いで、このプレートを洗浄バッファーで3
回洗浄した。
(b)通常のドナー血清の添加
両性の健康な血液ドナーからの60の血清を、希釈バッファー(1%のBSA
が加えられた洗浄バッファー)で1:100に希釈し、それぞれPOD処理され
た、又は未処理のマイクロタイタープレートに加えた。これは、ウエルA−C、
1−3を除いて3回なされた。室温で1時間インキュベートした後、洗浄バッフ
ァーにより3回洗浄を行った。
(c)固定されたヒトIgGの検出
すべてのウエルに対し、希釈バッファーで1:1000に希釈されたウサギア
ンチ−IgG(DAKO)の100μlが加えられ、室温で1時間インキュベー
ションがなされた。その後、洗浄バッファーにより、3回洗浄が行われた。次い
で、固定されたペルオキシダーゼが、実施例3に記載されているように検出され
た。
結果及び議論
ヒトIgGが加えられたウエルに対し、2.1及び1.8の平均OD値が、P
ODで処理された、及び未処理のマイクロタイタープレートについて測定された
。両方の型のマイクロタイタープレートについてヒトの血清が加えられたウエル
に、0.05未満のOD値が見られた。このように、POD処理されたプレート
は、非特異的結合に関し、通常の未処理のマイクロタイタープレートに匹敵する
特性を示した。
実施例15
サンドイッチ−ELISAにおける捕捉抗体の耐久性
捕捉抗体(0.002mg/ml、100μlのヤギ−アンチ−マウス(TA
GO))を、実施例8に記載されているように、それぞれPODなしの4つのマ
イクロタイタープレート及びPODを伴う4つのマイクロタイタープレートに固
定した。POD表面への固定のため、PEGが使用された。固定した後、プレー
トを水で洗浄し、空にし、フィルムでシールし、40℃で放置した。
それぞれ0、5、10、20日後、PODなしのマイクロタイタープレート及
びPODを伴うマイクロタイタープレートを取り出した。その後、100μlの
抗体(腹水からタンパク質−Aカラムにより精製されたマウスOX3からのモノ
クローン抗体)を2回滴定に加え、濃度0.2mg/mlから出発した。室温で
1時間のインキュベーションの後、プレートを洗浄バッファーで洗浄し、HPR
の標識が付されたウサギ−アンチ−マウス(Dakopats A/S Den
mark)1:1000で加え、その後の発展は、実施例8
に記載されている通りである。
結果及び議論
0.2mg/mlないし0.0016mg/mlの滴定において、PODを伴
うマイクロタイタープレート上に固定されたヤギ−アンチ−マウスは、0、5、
10、20日において、1.0〜1.8のODを得た。
PODを伴なわないマイクロタイタープレートでは、0.2〜0.0016m
g/mlのインターバルの滴定において、0日で1.0〜1.8のODが達成さ
れ、5日では、同じ滴定において、0.6〜0.2のODが見られ、10及び2
0日では、0.5〜0.1のODが見られた。
このことから、PODを伴うマイクロタイタープレート上の捕捉抗体の耐久性
は、PODを伴なわないマイクロタイタープレート上の捕捉抗体の耐久性とは反
対に、0、5、10、20日において同一であった。そこでは、5日で既に抗体
を結合する捕捉抗体の能力は、80%低下し、10日後では、高濃度で抗体を結
合し得る困難性を伴う。
同様の実験は、POD表面への捕捉抗体の耐久性は、少なくとも90日変らな
いことを示した。
【手続補正書】特許法第184条の8
【提出日】1994年11月9日
【補正内容】
請 求 の 範 囲
1.デキストランをトレシル化剤と反応させるトレシル−活性化デキストラン
の製造方法であって、デキストランを、ヘキサメチル燐酸トリアミド及び/又は
N−メチルピロリジノンを含む溶媒中でトレシル化剤と反応させることを特徴と
する方法。
2.前記トレシル化剤は、トレシルクロリドであることを特徴とする請求項1
に記載の方法。
3.前記トレシル化剤は、更にピリジンを含むことを特徴とする請求項1に記
載の方法。
4.表面をトレシル−活性化デキストランで処理することを特徴とする、求核
基が存在する固相の表面の結合特性を修正する方法。
5.表面は、ポリ−L−リシンで前処理されているポリスチレン表面である請
求項4に記載の方法。
6.表面をトレシル−活性化デキストランで処理し、化合物を処理された表面
と接触させることを特徴とする、求核基が存在する固相の表面に化合物を固定す
る方法。
7.前記表面は、ポリ−L−リシンで前処理されているポリスチレン表面であ
る請求項6に記載の方法。
8.求核基は、アミノ基、カルボキシル基、燐酸基、カルボニル基、チオール
基、又はイソシアネート基である請求項7に記載の方法。
8.i)ポリ−L−リシンのようなポリアミノ酸、及びウシ血清アルブミンの
ようなポリペプチド、及び
ii)ポリエチレンイミンのようなポリアミン
からなる群から選ばれた1種又はそれ以上のポリマーで処理することにより、
アミノ基又はチオール基のような求核基が固相の表面に加えられることを特徴と
する請求項7に記載の方法。
10.処理された表面は、更に、ナトリウムボロテトラハイドライド、エタノ
ールアミン、亜硫酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、及び塩酸のような、酸化剤
、還元剤、酸、又は塩基により処理される請求項7に記載の方法。
11.トレシル−活性化OH−基を含むポリマーは、アルデヒド、ケトン、ビ
ニルスルホン、シアン、活性エステル、エポキシド、ジスルフィド、及びカルボ
ン酸、燐酸及びスルホン酸の他の活性化合物から選ばれた活性基を示すように更
に活性化される請求項7に記載の方法。
12.前記固相は、ポリスチレン、ポリエチレンブリコールテトラフタレート
、ポリビニルアセテート、ポリビニルクロリド、ポリビニルピロリジノン、ポリ
アクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、
ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、ガラ
ス、木材、及び金属からなる群から選ばれたものである請求項7に記載の方法。
13.前記固相は、マイクロタイタープレート、マイクロタイターストリップ
、粒子、膜、試験管、テストストリップ、測定ピン、又は他の類似の製品の形で
ある請求項12に記載の方法。
14.表面をトレシル−活性化OH−基を含むポリマーで処理し、化合物を処
理された表面と接触させることを特徴とする、求核基が存在する固相の表面に化
合物を固定する方法。
15.固定されるべき化合物は、
i)オリゴ−及びポリペプチド、例えば免疫グロブリン、抗体及び抗原;一重
及び二重らせんDNAのような、モノ−、オリゴ−、及びポリヌクレオチド;ハ
プテン、オリゴ−及び多糖類、微生物、真核細胞、及び原核細胞のような固相ア
ッセイに使用される生体分子、
ii)pfp活性化Fmoc−アミノ酸のようなペプチド合成のためのアミノ
酸及びアミノ酸誘導体、
iii)オリゴヌクレオチド合成のためのオリゴヌクレオチド及びオリゴヌク
レオチド誘導体、及び
iv)アミログリコシダーゼのような、酵素プロセスのためのの酵素
からなる群から選ばれたものである請求項13に記載の方法。
16.化合物の固定は、ポリエチレングリコールの同時相互作用の下で生ずる
、請求項14に記載の方法。
17.トレシル−活性化OH−基を含むポリマーは、その表面に共有結合的に
固定されている製品。
18.マイクロタイタープレ−ト、マイクロタイターストリップ、粒子、膜、
試験管、テストストリップ、測定ピン、又は他の類似の製品の形である請求項1
6に記載の製品。
19.固相アッセイ、固相ペプチド合成、固相ヌクレオチ
ド合成、固相酵素プロセス、及び生体表面への連結における固相反応に使用され
る、請求項17に記載の製品の用途。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG
,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN,
TD,TG),AT,AU,BB,BG,BR,BY,
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U,JP,KP,KR,KZ,LK,LU,MG,MN
,MW,NL,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,
SD,SE,SK,UA,US,VN
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.求核基が存在する固相の表面の結合特性を修正する方法であって、前記表 面は、セルロースエーテルではない活性化多糖類の溶液で処理されることを特徴 とする方法。 2.前記活性化多糖類は、活性化デキストラン又は活性化アガロースであるこ とを特徴とする請求項1に記載の方法。 3.前記活性化多糖類の活性化基は、アルデヒド、ケトン、ビニルスルホン、 シアン、活性エステル、エポキシド、ジスルフィド、及びカルボン酸、燐酸及び スルホン酸の他の活性化合物から選ばれたものである請求項1に記載の方法。 4.前記多糖類は、ぺルオキシダーゼの酸化又はトレシルクロリドの処理によ り活性化される請求項1に記載の方法。 5.前記多糖類は、水のようなプロトン性溶媒内で活性化される請求項1に記 載の方法。 6.ヘキサメチルフォスホトリアミド、ジメチルスルホキシド、及びN−メチ ルピロリジノンのような非プロトン性溶媒内で活性化される請求項1−4のいず れかの項に記載の方法。 7.求核基は、アミノ基、カルボキシル基、燐酸基、カルボニル基、チオール 基、又はイソシアネート基である請求項1−6のいずれかの項に記載の方法。 8.i)ポリ−L−リシンのようなポリアミノ酸、及びウシ血清アルブミンの ようなポリペプチド、及び ii)ポリエチレンイミンのようなポリアミン からなる群から選ばれた1種又はそれ以上のポリマーで処 理することにより、アミノ基又はチオール基のような求核基が固相の表面に加え られることを特徴とする請求項1−7のいずれかの項に記載の方法。 9.処理された表面は、更に、ナトリウムボロテトラハイドライド、エタノー ルアミン、亜硫酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、及び塩酸のような、酸化剤、 還元剤、酸、又は塩基により処理される請求項1−8のいずれかの項に記載の方 法。 10.活性化多糖類は、アルデヒド、ケトン、ビニルスルホン、シアン、活性 エステル、エポキシド、ジスルフィド、及びカルボン酸、燐酸及びスルホン酸の 他の活性化合物から選ばれた活性基を示すように更に活性化される請求項1−9 のいずれかの項に記載の方法。 11.前記固相は、ポリスチレン、ポリエチレンブリコールテトラフタレート 、ポリビニルアセテート、ポリビニルクロリド、ポリビニルピロリジノン、ポリ アクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、 ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、ガラ ス、木材、及び金属からなる群から選ばれたものである請求項1−10のいずれ かの項に記載の方法。 12.前記固相は、マイクロタイタープレート、マイクロタイターストリップ 、粒子、膜、試験管、テストストリップ、測定ピン、又は他の類似の製品の形で ある請求項11に記載の方法。 13.化合物が、請求項1−12のいずれかの項に記載の 方法によりその結合特性が修正される固相表面と接触せしめられる、固定された 活性化多糖類が存在する固相の表面に化合物を固定する方法。 14.固定されるべき化合物は、 i)オリゴ−及びポリペプチド、例えば免疫グロブリン、抗体及び抗原;一重 及び二重らせんDNAのような、モノ−、オリゴ−、及びポリヌクレオチド;ハ プテン、オリゴ−及び多糖類、微生物、真核細胞、及び原核細胞のような固相ア ッセイに使用される生体分子、 ii)pfp活性化Fmoc−アミノ酸のようなペプチド合成のためのアミノ 酸及びアミノ酸誘導体、 iii)オリゴヌクレオチド合成のためのオリゴヌクレオチド及びオリゴヌク レオチド誘導体、及び iv)アミログリコシダーゼのような、酵素プロセスのためのの酵素 からなる群から選ばれたものである請求項13に記載の方法。 15.化合物の固定は、ポリエチレングリコールの同時相互作用の下で生ずる 、請求項13及び14のいずれかの項に記載の方法。 16.活性化デキストラン又は活性化アガロースのような、セルロースエーテ ルではない、活性化多糖類が、その表面に固定される製品。 17.マイクロタイタープレート、マイクロタイターストリップ、粒子、膜、 試験管、テストストリップ、測定ピン、 又は他の類似の製品の形である請求項16に記載の製品。 18.固相アッセイ、固相ペプチド合成、固相ヌクレオチド合成、固相酵素プ ロセス、及び生体表面への連結における固相反応に使用される、請求項16又は 17に記載の製品の用途。
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