JPH1023900A - Assay of dna synthase activity - Google Patents

Assay of dna synthase activity

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JPH1023900A
JPH1023900A JP17922196A JP17922196A JPH1023900A JP H1023900 A JPH1023900 A JP H1023900A JP 17922196 A JP17922196 A JP 17922196A JP 17922196 A JP17922196 A JP 17922196A JP H1023900 A JPH1023900 A JP H1023900A
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JP
Japan
Prior art keywords
dna
support
synthesis reaction
dna synthesis
polarized light
Prior art date
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Pending
Application number
JP17922196A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiji Kondo
聖二 近藤
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1023900A publication Critical patent/JPH1023900A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To assay DNA synthase activity in high sensitivity by reaction of a DNA synthase gene-immobilized support bearing silicon oxide coating film with a labeled DNA complementary thereto followed by injecting linearly polarized light onto the support at a specified angle and by measuring the elliptically polarized light component of the reflected light. SOLUTION: A support 1 for DNA synthesis consisting of a silicon substrate bearing a silicon oxide coating film of a specified thickness and immobilized with nucleotide chain 2 as template of the DNA synthase is brought into contact with a reaction liquid containing a labeled deoxyribonucleotide 5 complementary to the above nucleotide chain, a primer 5 and a surfactant and a specimen to conduct a DNA synthesis, and the resultant support is brought into contact with a complex composed of an inorganic substance 9 and a second substance 8 specifically reactive with the label 6 of the deoxyribonucleotide. Thereafter, linearly polarized light is injected at a specified incident angle onto a reference support identical with the above support but immobilized with no nucleotide chain, and the resultant reflected light is, in turn, injected at the same incident angle as the above onto the support after the DNA synthesis, and the elliptically polarized light component of the resultant reflected light is measured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、逆転写酵素、D
NAポリメレース酵素等のDNA合成酵素の活性を、放
射性標識を用いることなく高感度に測定する方法に関す
る。
The present invention relates to a reverse transcriptase, D
The present invention relates to a method for measuring the activity of a DNA synthase such as an NA polymerase at a high sensitivity without using a radioactive label.

【0002】[0002]

【従来の技術】DNAポリメレース酵素は、DNAを鋳
型としてDNA鎖を合成する反応を触媒する酵素であ
る。したがって、DNAポリメレース酵素の活性を測定
することにより、DNAを遺伝子として持ち、DNAポ
リメレースを有するウイルスの検出を行なうことができ
る。DNAポリメレース酵素の活性を測定する方法は、
この特徴を利用して、従来、B型肝炎ウイルス(HB
V)等のウイルスに感染した患者から採取した血液中に
おけるウイルスの検出に用いられている。また、未知の
ウイルスが分離されたときに、そのウイルスがDNA依
存性のDNA合成を行なうかどうかの確認にも用いられ
ている。
2. Description of the Related Art A DNA polymerase enzyme is an enzyme that catalyzes a reaction for synthesizing a DNA chain using DNA as a template. Therefore, by measuring the activity of the DNA polymerase, a virus having DNA as a gene and having DNA polymerase can be detected. A method for measuring the activity of a DNA polymerase enzyme is as follows:
Taking advantage of this feature, hepatitis B virus (HB
V) and the like, and is used for the detection of virus in blood collected from patients infected with viruses. Further, when an unknown virus is isolated, it is also used to confirm whether the virus performs DNA-dependent DNA synthesis.

【0003】このようなDNAポリメレース酵素の活性
測定は、従来、放射性物質を標識として広く行なわれて
いる。一方、逆転写酵素(Reverse Transcriptase :以
下、RTと称することがある)は、RNA依存性DNA
合成酵素とも呼ばれ、RNAを鋳型としてDNAを合成
する反応を触媒する酵素である。したがって、逆転写酵
素の活性を測定することにより、RNAを遺伝子として
持ち、逆転写酵素を有するウイルス、すなわちHIV、
HTLV等のレトロウイルスの検出を行なうことができ
る。逆転写酵素の活性を測定する方法は、この特徴を利
用して、従来、HIVに感染した患者から採取したリン
パ球より分離されるHIVの検出、分離されたHIVに
対する薬剤感受性試験等に用いられている。また、未知
のウイルスが分離されたときに、そのウイルスがRNA
依存性のDNA合成を行なうかどうかの確認にも用いら
れている。
[0003] The measurement of the activity of such a DNA polymerase enzyme has hitherto been widely performed using a radioactive substance as a label. On the other hand, reverse transcriptase (hereinafter sometimes referred to as RT) is an RNA-dependent DNA.
Also called a synthase, it is an enzyme that catalyzes a reaction for synthesizing DNA using RNA as a template. Therefore, by measuring the activity of reverse transcriptase, a virus having RNA as a gene and having reverse transcriptase, ie, HIV,
Retroviruses such as HTLV can be detected. The method of measuring the activity of reverse transcriptase, which utilizes this characteristic, has been used in the detection of HIV isolated from lymphocytes collected from HIV-infected patients, drug sensitivity tests for the isolated HIV, and the like. ing. When an unknown virus is isolated, the virus
It is also used to confirm whether or not to perform dependent DNA synthesis.

【0004】逆転写酵素の活性測定方法としては、例え
ば、 1)K.Suzuki, B.Craddock, N.Okamoto, T.Kano, and
R.Steigbigel, Poly Alinked colorimetric microtiter
plate assay for HIV reverse transcriptase, J. Vir
ol. Methods, 44 (1993), 189-198 、 2)特開平 4-148689 号公報、 3)Josef Eberle and Rudolf Seibl, A new method fo
r measuring reversetranscriptase activity by ELIS
A, J. Virol. Methods, 40 (1992), 347-356、 4)EP 393459 A3 及び欧州特許出願 90106847.8 、 5)DE 41 09599 A1 、DD 298 603A5 及び J. Vi
rol. Methods, 31 (1991), 181-188、 6)WO 91/05066 、及び 7)第6回AIDS国際会議における Lee, Moon et a
l. の報告(the non-radioactive sensitive reverse t
ranscriptase assay, 6th International Conference o
n AIDS, San Francisco CA, Abstract 1028)、にそれ
ぞれ開示される方法が知られている。
[0004] Methods for measuring the activity of reverse transcriptase include, for example, 1) K. Suzuki, B. Craddock, N. Okamoto, T. Kano, and
R.Steigbigel, Poly Alinked colorimetric microtiter
plate assay for HIV reverse transcriptase, J. Vir
ol. Methods, 44 (1993), 189-98, 2) JP-A-4-148689, 3) Josef Eberle and Rudolf Seibl, A new method fo
r measuring reversetranscriptase activity by ELIS
A, J. Virol. Methods, 40 (1992), 347-356, 4) EP 393459 A3 and European patent application 90106847.8, 5) DE 41 09 599 A1, DD 298 603 A5 and J. Vi
rol. Methods, 31 (1991), 181-188; 6) WO 91/05066; and 7) Lee, Moon et a at the 6th AIDS International Conference.
l. report (the non-radioactive sensitive reverse t
ranscriptase assay, 6th International Conference o
n AIDS, San Francisco CA, Abstract 1028).

【0005】上記1)の刊行物には、鋳型となるRNA
としてポリA(Poly A)を用い、このポリAを固相に固
定する方法が開示されている。この刊行物に示される図
101はこの方法の各工程を模式的に示す図である。
[0005] The publication 1) includes RNA as a template.
A method for immobilizing this poly A on a solid phase is disclosed. Figures shown in this publication
101 is a view schematically showing each step of this method.

【0006】この方法では、まず、ウイルスを含むサン
プルをマイクロ遠心機で2回遠心処理する。すなわち、
最初の遠心処理で細胞等の残骸を沈殿させ、次いで得ら
れた上清を別の遠心管に移してより高速で遠心処理する
ことによりウイルスを沈殿させる。次に、得られた沈殿
を、オリゴ−dT(DNA)及びビオチン標識dUTP
を含む溶液と共に、ポリAが固相化されている容器、例
えばマイクロタイタープレートのウェルに入れる。
In this method, first, a sample containing a virus is centrifuged twice with a microcentrifuge. That is,
Debris such as cells are precipitated in the first centrifugation, and the resulting supernatant is transferred to another centrifuge tube and centrifuged at a higher speed to precipitate the virus. Next, the obtained precipitate was subjected to oligo-dT (DNA) and biotin-labeled dUTP.
Together with a solution containing, for example, a polyA-immobilized container, for example, a well of a microtiter plate.

【0007】容器内では、図5(a)に示されるよう
に、まず、容器41に固相化されているポリA42にオリゴ
−dT43がハイブリダズする。次に、サンプル中に逆転
写酵素が含まれる場合には、逆転写酵素44がこの複合体
に結合し、オリゴ−dT43の末端からポリA42に沿って
DNAの合成を開始する。この際、ビオチン標識dUT
P45が取り込まれ、ビオチン46で標識されたDNA鎖が
生成する。この反応は37℃で15分程度行なう。反応終了
後、容器内を洗浄し、酵素47で標識したストレプトアビ
ジン48を加える。これにより、サンプル中に逆転写酵素
が含まれ、DNA鎖49が形成されている場合には、図5
(b)に示されるように、DNAに含まれるビオチン46
とストレプトアビジン48とが結合する。さらに容器内を
洗浄して、未結合のストレプトアビジン48を除去した
後、標識に使用した酵素47の基質50を加え、呈色や吸光
度の変化を測定する(図5(c))。
In the container, first, oligo-dT43 hybridizes to poly A42 immobilized in container 41, as shown in FIG. 5 (a). Next, if the sample contains reverse transcriptase, reverse transcriptase 44 binds to this complex and initiates DNA synthesis along the poly A42 from the end of oligo-dT43. At this time, biotin-labeled dUT
P45 is incorporated, and a DNA strand labeled with biotin 46 is generated. This reaction is carried out at 37 ° C. for about 15 minutes. After the reaction, the inside of the container is washed, and streptavidin 48 labeled with enzyme 47 is added. As a result, when the sample contains reverse transcriptase and the DNA strand 49 is formed, FIG.
As shown in (b), biotin 46 contained in DNA
And streptavidin 48 bind. Further, after washing the inside of the container to remove unbound streptavidin 48, the substrate 50 of the enzyme 47 used for labeling is added, and changes in color and absorbance are measured (FIG. 5 (c)).

【0008】上記2)の刊行物には、上記1)の刊行物
に開示される方法とは逆に、マイクロタイタープレート
のような固相にオリゴ−dTを固定する方法が開示され
ている。すなわち、オリゴ−dTを固相化した容器内
に、ポリA及びビオチン標識dUTPと共に、上記1)
と同様に前処理したサンプル(2回遠心した後に得られ
る沈殿)を入れ、オリゴ−dTとポリAをハイブリダイ
ズさせる。その後は、上記1)の刊行物に開示される方
法と同様に、酵素標識ストレプトアビジンを加え、さら
に酵素の基質を添加して呈色、吸光度の変化を測定す
る。
The publication 2) discloses a method for immobilizing oligo-dT on a solid phase such as a microtiter plate, contrary to the method disclosed in the publication 1). That is, together with poly-A and biotin-labeled dUTP, the above-mentioned 1) is placed in a container having oligo-dT immobilized thereon.
The sample (precipitated after centrifugation twice) prepared in the same manner as described above is added, and oligo-dT and polyA are hybridized. Thereafter, similarly to the method disclosed in the above publication 1), enzyme-labeled streptavidin is added, and further, a substrate of the enzyme is added, and color change and change in absorbance are measured.

【0009】上記3)の刊行物は、遊離のポリA及びオ
リゴ−dTを用いる方法を開示する。この方法は、ま
ず、上記1)と同様に前処理したサンプル、ポリA、オ
リゴ−dT、ジゴキシゲニン標識dUTP及びビオチン
標識dUTPを混合し、ポリAとオリゴ−dTとのハイ
ブリダイズ、並びに逆転写酵素によるDNA合成を行な
う。この際、合成されるDNAにはジゴキシゲニンとビ
オチンが取り込まれる。次に、これらの生成物をストレ
プトアビジンを固相化した容器に入れ、このストレプト
アビジンと標識に用いられたビオチンとを結合させる。
最後に、未結合の物質を除去した後、DNAに取り込ま
れ、容器表面に固相化されたジゴキシゲニンの量をEI
A法により測定する。
The above publication 3) discloses a method using free poly-A and oligo-dT. In this method, first, a sample, polyA, oligo-dT, digoxigenin-labeled dUTP, and biotin-labeled dUTP, which are pretreated in the same manner as in 1) above, are mixed, hybridized between polyA and oligo-dT, and reverse transcriptase. To perform DNA synthesis. At this time, digoxigenin and biotin are incorporated into the synthesized DNA. Next, these products are placed in a container having streptavidin immobilized thereon, and the streptavidin is bound to biotin used for labeling.
Finally, after removing unbound substances, the amount of digoxigenin incorporated into the DNA and immobilized on the container surface is determined by EI.
It is measured by Method A.

【0010】上記4)の刊行物は、遊離のポリA及びオ
リゴ−dTを用いる方法を開示する。この方法は、ま
ず、上記1)と同様に前処理したサンプル、ポリA、オ
リゴ−dT及びビオチン標識dUTPを混合し、ポリA
とオリゴ−dTとのハイブリダイズ、並びに逆転写酵素
によるDNA合成を行なう。この際、合成されるDNA
にはビオチンが取り込まれる。次に、これらの生成物を
ニトロセルロース膜にスポットし、膜上にDNAを固相
化する。最後に、膜上に固相化されたDNAに取り込ま
れたビオチンを測定する。
The above publication 4) discloses a method using free poly A and oligo-dT. In this method, first, a sample pretreated in the same manner as in 1), polyA, oligo-dT, and biotin-labeled dUTP are mixed, and polyA
And oligo-dT, and DNA synthesis by reverse transcriptase. At this time, the synthesized DNA
Incorporates biotin. Next, these products are spotted on a nitrocellulose membrane, and the DNA is immobilized on the membrane. Finally, biotin incorporated in the DNA immobilized on the membrane is measured.

【0011】上記5)の刊行物は、遊離のポリA及びオ
リゴ−dTを用いる方法を開示する。この方法は、ま
ず、上記1)と同様に前処理したサンプル、ポリA、オ
リゴ−dT及びハプテン標識ヌクレオシドトリホスフェ
ート(ここではBrdUTP;5-ブロモ-2'-デオキシウ
リジントリホスフェート)を混合し、ポリAとオリゴ−
dTとのハイブリダイズ、並びに逆転写酵素によるDN
A合成を行なう。この際、合成されるDNAにはBrd
UTPが取り込まれる。次に、抗ブロモ抗体を固相化し
たマイクロタイタープレートで合成されたDNAを分離
し、さらに分離したDNAに酵素標識抗ブロモ抗体を加
えてEIA法により測定する。
The above publication 5) discloses a method using free polyA and oligo-dT. In this method, first, a sample, polyA, oligo-dT, and a hapten-labeled nucleoside triphosphate (here, BrdUTP; 5-bromo-2'-deoxyuridine triphosphate) mixed with a sample pretreated in the same manner as in 1) above are mixed, Poly A and oligo
Hybridization with dT and DN by reverse transcriptase
A synthesis is performed. At this time, the synthesized DNA contains Brd
UTP is captured. Next, the synthesized DNA is separated on a microtiter plate on which an anti-bromo antibody is immobilized, and the separated DNA is added with an enzyme-labeled anti-bromo antibody and measured by the EIA method.

【0012】上記6)の刊行物に開示される方法は、逆
転写酵素そのものをタンパク質として捉え、逆転写酵素
に対する抗体と標識抗体とを使用してELISAの手法
で測定を行なうものである。
In the method disclosed in the above publication 6), reverse transcriptase itself is regarded as a protein, and the measurement is carried out by ELISA using an antibody against reverse transcriptase and a labeled antibody.

【0013】上記7)の刊行物は、上記4)の刊行物に
開示される方法に類似し、遊離のポリA及びオリゴ−d
Tを用いる方法を開示する。この方法は、まず、上記
1)と同様に前処理したサンプル、ポリA、オリゴ−d
T及びジゴキシゲニン標識dUTPを混合し、ポリAと
オリゴ−dTとのハイブリダイズ、並びに逆転写酵素に
よるDNA合成を行なう。この際、合成されるDNAに
はジゴキシゲニンが取り込まれる。次に、これらの生成
物をニトロセルロース膜にスポットし、膜上にDNAを
固相化する。最後に、膜上に固相化されたDNAに取り
込まれたジゴキシゲニンを測定する。
The publication 7) is similar to the method disclosed in the publication 4) above, except that the free poly-A and oligo-d
A method using T is disclosed. In this method, first, a sample pretreated in the same manner as in the above 1), polyA, oligo-d
T and digoxigenin-labeled dUTP are mixed, and hybridization between polyA and oligo-dT and DNA synthesis using reverse transcriptase are performed. At this time, digoxigenin is incorporated into the synthesized DNA. Next, these products are spotted on a nitrocellulose membrane, and the DNA is immobilized on the membrane. Finally, digoxigenin incorporated into the DNA immobilized on the membrane is measured.

【0014】さらに、逆転写酵素については、以上の活
性測定法の他に、逆転写酵素に対する抗体、すなわち抗
逆転写酵素抗体の抗体価を測定する方法も知られてい
る。逆転写酵素を有するウイルス、すなわちHIV等の
レトロウイルスが生体内に侵入すると、免疫反応により
抗逆転写酵素抗体が産生される。したがって、この方法
を用いると、現在の感染の有無にかかわらず過去にレト
ロウイルスに感染した事実があるかどうかが明らかとな
り、被検者の病歴や疾患の進行情況を把握し得る可能性
がある。
[0014] In addition to the method for measuring the activity of reverse transcriptase, a method for measuring the antibody titer of an antibody against reverse transcriptase, ie, an anti-reverse transcriptase antibody is also known. When a virus having a reverse transcriptase, that is, a retrovirus such as HIV, enters a living body, an anti-reverse transcriptase antibody is produced by an immune reaction. Therefore, using this method, it is possible to determine whether there has been a retroviral infection in the past, regardless of the current presence or absence of the infection, and it is possible to understand the patient's medical history and disease progress .

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、転写酵
素活性の測定は、通常、ウイルス検出の一手段として行
なわれている。ところで、一般に、酵素が関与する反応
の測定は、酵素の安定性を考慮して短時間で行なわれて
いる。実際、上記従来の測定法においても、酵素反応の
定量に用いることができる直線性が得られるのはせいぜ
い30分程度までであり、さらにこの直線性が安定して得
られるのは15分程度までである。このため、通常は、酵
素反応は 5ないし10分以内に終了するように行なわれて
おり、これより長い時間をかけて測定が行なわれること
はない。
As described above, the measurement of transcriptase activity is usually performed as a means of detecting a virus. In general, the measurement of a reaction involving an enzyme is performed in a short time in consideration of the stability of the enzyme. In fact, even in the conventional measuring method described above, linearity that can be used for quantification of an enzyme reaction is obtained at most up to about 30 minutes, and furthermore, this linearity is stably obtained up to about 15 minutes. It is. For this reason, the enzymatic reaction is usually performed within 5 to 10 minutes, and the measurement is not performed for a longer time.

【0016】このように酵素反応に長い時間をかけるこ
とができないため、従来の測定法はいずれも感度が低
く、培養細胞中におけるウイルスの転写酵素活性の測定
のようにウイルス量が非常に多いサンプルでなければ測
定を行なうことができない。したがって、患者の血液中
に存在するウイルスの検出のような微量のウイルスの測
定を行なうためには、何らかの手段を用いてサンプル中
のウイルスの濃度を高める必要がある。
As described above, since the enzymatic reaction cannot take a long time, any of the conventional measurement methods has low sensitivity, and a sample having a very large amount of virus, such as the measurement of virus transcriptase activity in cultured cells, is used. Otherwise, measurements cannot be made. Therefore, in order to measure a trace amount of virus such as detection of a virus present in the blood of a patient, it is necessary to increase the concentration of the virus in the sample using some means.

【0017】従来の測定法では、この点を、サンプルを
前処理することにより補っている。すなわち、上述のよ
うに、サンプルを2回遠心処理して濃縮することにより
ウイルスの濃度を高めている。
In the conventional measurement method, this point is compensated for by pre-processing the sample. That is, as described above, the sample is centrifuged twice and concentrated to increase the virus concentration.

【0018】しかしながら、このような前処理では、第
1回目の遠心処理の前、第1回目と第2回目の遠心処理
の間、及び第2回目の遠心処理の後にサンプルの分注作
業を必要とする。これは、特にサンプル数が多い場合に
は、非常に繁雑で労力を要する作業である。また、1回
に遠心処理できるサンプル数は限られているので、サン
プル数が多い場合には複数回に分けて処理しなければな
らず、繁雑さはさらに増加する。
However, such pretreatment requires dispensing of a sample before the first centrifugation, between the first and second centrifugation, and after the second centrifugation. And This is a very complicated and labor-intensive task, especially when the number of samples is large. In addition, since the number of samples that can be centrifuged at one time is limited, when the number of samples is large, the processing must be performed in a plurality of times, and the complexity is further increased.

【0019】また、DNAポリメレース酵素の活性測定
は、上述のように従来放射性物質を標識として行なわれ
ているが、放射性物質の取扱いには特別な施設と熟練し
た技術者が必要であり、汎用性に欠ける。加えて、分析
方法も繁雑である。
As described above, the measurement of the activity of the DNA polymerase enzyme is conventionally performed using a radioactive substance as a label. However, handling of the radioactive substance requires a special facility and a skilled technician. Lack. In addition, the analysis method is complicated.

【0020】さらに、抗逆転写酵素抗体の抗体価を測定
する方法としては、従来、ウェスタンブロット法が用い
られているが、この方法の測定感度も十分なものではな
い。また、この方法は単にサンプル中に含まれる抗逆転
写酵素抗体全体の抗体価を測定するものであり、逆転写
酵素の活性を阻害してウイルス感染の成立を阻止するの
に必要な抗体の抗体価を測定することはできない。
Further, as a method for measuring the antibody titer of an anti-reverse transcriptase antibody, a Western blot method has been conventionally used, but the measurement sensitivity of this method is not sufficient. In addition, this method simply measures the antibody titer of the whole anti-reverse transcriptase antibody contained in the sample, and the antibody of the antibody necessary to inhibit the activity of reverse transcriptase to prevent the establishment of virus infection. The value cannot be measured.

【0021】したがって、この発明は、サンプルの濃縮
等の前処理を必要とせずに簡便で、かつより高感度にD
NA合成酵素の活性を測定することが可能なDNA合成
酵素の活性測定方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides a simple and high-sensitivity D
An object of the present invention is to provide a method for measuring the activity of a DNA synthase capable of measuring the activity of an NA synthase.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記事情に
鑑み、鋭意研究の結果、反応液中に界面活性剤を用いて
ウイルスを破壊することによりDNA合成酵素の反応時
間を長くし、標識された核酸の取り込み量を増大させて
感度を向上させることが可能であることを見出し、さら
に直線偏光の反射光に含まれる楕円偏光成分の測定によ
り反射面の状態を測定し得ることを利用してこの発明を
完成するに至った。すなわち、この発明によるDNA合
成酵素活性の測定方法は、所定の膜厚を有する酸化シリ
コン被膜が形成され、かつDNA合成酵素の鋳型である
ヌクレオチド鎖が固相化されたシリコン基板からなるD
NA合成反応用支持体に、該ヌクレオチド鎖に相補的で
あり、かつ標識されたデオキシリボヌクレオチド、プラ
イマーおよび界面活性剤を含有する反応液と検体とを接
触させてDNA合成反応を行なう工程と、前記DNA合
成反応用支持体を、前記デオキシリボヌクレオチドの標
識と特異的に反応し得る物質と無機物質との複合体と接
触させる工程と、前記DNA合成反応用支持体と同一の
支持体からなり、かつ前記ヌクレオチド鎖が固相化され
ていない対照用支持体に、直線偏光を所定の入射角で入
射させる工程と、該対照用支持体で反射した第1の反射
光を前記直線偏光の入射角と同一の入射角で前記DNA
合成反応を行なった後のDNA合成反応用支持体に入射
させる工程と、前記DNA合成反応用支持体で反射した
第2の反射光の楕円偏光成分を測定する工程とを具備す
ることを特徴とする。
Means for Solving the Problems In view of the above circumstances, the present inventor has made extensive studies and, as a result, has elongated the reaction time of DNA synthase by destroying a virus using a surfactant in a reaction solution. It was found that the sensitivity can be improved by increasing the amount of labeled nucleic acid taken up, and furthermore, utilizing the fact that the state of the reflecting surface can be measured by measuring the elliptically polarized light component contained in the linearly polarized reflected light As a result, the present invention has been completed. That is, the method for measuring DNA synthase activity according to the present invention comprises a silicon substrate on which a silicon oxide film having a predetermined thickness is formed and a nucleotide chain as a template for DNA synthase is immobilized.
Performing a DNA synthesis reaction by contacting a sample with a reaction solution containing a deoxyribonucleotide, a primer and a surfactant that is complementary to and labeled with the nucleotide chain, on a support for NA synthesis reaction; Contacting the DNA synthesis reaction support with a complex of a substance capable of specifically reacting with the label of the deoxyribonucleotide and an inorganic substance, comprising the same support as the DNA synthesis reaction support, and A step of causing linearly polarized light to enter the control support on which the nucleotide chain is not immobilized at a predetermined incident angle, and the first reflected light reflected by the control support is defined as an incident angle of the linearly polarized light. At the same angle of incidence, the DNA
And a step of measuring the elliptically polarized light component of the second reflected light reflected by the DNA synthesis reaction support after the synthesis reaction has been performed. I do.

【0023】この発明によるDNA合成酵素活性の測定
方法においては、DNA合成反応を行なった後、DNA
合成反応用支持体を水洗し、次いで水滴を除去した後測
定に供することもできる。
In the method for measuring DNA synthase activity according to the present invention, the DNA synthesis reaction
The support for synthesis reaction may be subjected to measurement after washing with water and then removing water drops.

【0024】以下、この発明を詳細に説明する。この発
明において、DNA合成酵素とは、DNA又はRNAを
鋳型としてDNAを合成する反応を触媒する酵素を意味
し、具体的には、DNAポリメレース又は逆転写酵素
(RNA依存性DNAポリメレース)を含む。DNAポ
リメレースはDNAを、逆転写酵素はRNAをそれぞれ
鋳型とする。したがって、活性を測定しようとする酵素
により支持体に固相化されるヌクレオチド鎖は異なる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present invention, the DNA synthase means an enzyme that catalyzes a reaction for synthesizing DNA using DNA or RNA as a template, and specifically includes DNA polymerase or reverse transcriptase (RNA-dependent DNA polymerase). DNA polymerase uses DNA as a template, and reverse transcriptase uses RNA as a template. Therefore, different nucleotide chains are immobilized on the support depending on the enzyme whose activity is to be measured.

【0025】固相化されるヌクレオチド鎖の種類及び分
子量は特に限定されるものではないが、入手が容易であ
り、かつ反応が簡潔になることから、通常、逆転写酵素
に対してはポリAが、DNAポリメレースに対してはポ
リdAがそれぞれ用いられる。
The type and molecular weight of the nucleotide chain to be immobilized are not particularly limited, but are usually poly A for reverse transcriptase because they are easily available and the reaction is simple. However, poly dA is used for DNA polymerase.

【0026】このヌクレオチド鎖が固相化されるDNA
合成反応用支持体は、シリコン基板上に所定の膜厚を有
する酸化シリコン被膜が形成されたものである。このよ
うなシリコン基板としては、表面が精密に研磨されたS
i単結晶基板を使用することができる。Si単結晶基板
は、容易に入手可能であり、均一な表面を容易に得るこ
とができる点で優れている。
DNA on which this nucleotide chain is immobilized
The support for synthesis reaction is obtained by forming a silicon oxide film having a predetermined thickness on a silicon substrate. As such a silicon substrate, S whose surface is precisely polished is
An i single crystal substrate can be used. The Si single crystal substrate is excellent in that it is easily available and a uniform surface can be easily obtained.

【0027】このシリコン基板上に被覆される酸化シリ
コン被膜の膜厚は、1000ないし1900オングストロー
ム(以下、Aと略記する)の範囲内が好ましい。なぜな
らば、酸化シリコン被膜の膜厚が前記範囲内にある場合
には、吸光度スペクトルのピークが可視光領域(波長
300nm〜 800nm)内に現れるからである。また、
酸化シリコン被膜の膜厚の誤差範囲は10A以下であるこ
とが好ましい。
The thickness of the silicon oxide film coated on the silicon substrate is preferably in the range of 1000 to 1900 angstroms (hereinafter abbreviated as A). This is because when the thickness of the silicon oxide film is within the above range, the peak of the absorbance spectrum is in the visible light region (wavelength range).
This is because it appears within 300 nm to 800 nm). Also,
The error range of the thickness of the silicon oxide film is preferably 10 A or less.

【0028】また、シリコン基板の上への酸化シリコン
被膜の形成は、例えば、熱酸化等の半導体装置の製造に
おいて用いられる周知の方法により行なうことができ
る。この支持体上への前記ヌクレオチド鎖の固相化は、
通常の無機物質へのヌクレオチドの固相化方法、例え
ば、カルボジイミド法、グルタルアルデヒド法に従って
行うことができる。
The formation of the silicon oxide film on the silicon substrate can be performed by a well-known method used in the manufacture of semiconductor devices such as thermal oxidation. Immobilization of the nucleotide chain on the support,
The method can be performed according to a usual method for immobilizing nucleotides on an inorganic substance, for example, a carbodiimide method or a glutaraldehyde method.

【0029】この発明による測定方法に用いられる反応
液には、支持体に固相化されたヌクレオチド鎖に相補的
であり、かつ標識されているデオキシリボヌクレオチ
ド、プライマー及び界面活性剤が含まれる。デオキシリ
ボヌクレオチド及びプライマーはいずれもDNA合成反
応用支持体に固相化されたヌクレオチド鎖に相補的であ
ればどのようなものでもよく、例えば、支持体に固相化
されるヌクレオチド鎖がポリAもしくはポリdAである
場合には、ヌクレオチドとしてdUTPが、プライマー
としてオリゴdTが用いられる。また、以下の表に示す
組み合わせを用いることもできる。
The reaction solution used in the measuring method according to the present invention contains deoxyribonucleotides, primers and surfactants that are complementary to and labeled on the nucleotide chain immobilized on the support. Any deoxyribonucleotide and primer may be any as long as they are complementary to the nucleotide chain immobilized on the DNA synthesis reaction support.For example, the nucleotide chain immobilized on the support may be poly A or In the case of poly dA, dUTP is used as a nucleotide and oligo dT is used as a primer. Also, the combinations shown in the following table can be used.

【0030】 反応液に含まれるデオキシリボヌクレオチドに標識され
る物質は、次の工程において使用される複合体において
無機物質と結合している物質と特異的に反応し得る物質
である。これらの物質の組み合わせは特異的に結合する
ものであればどのようなものでもよく、例えば、ビオチ
ン−アビジン、ビオチン−ストレプトアビジン、抗原−
抗体反応、酵素−基質反応を挙げることができる。
[0030] The substance labeled on the deoxyribonucleotide contained in the reaction solution is a substance capable of specifically reacting with the substance bound to the inorganic substance in the complex used in the next step. Any combination of these substances may be used as long as it specifically binds. For example, biotin-avidin, biotin-streptavidin, antigen-
Examples include an antibody reaction and an enzyme-substrate reaction.

【0031】この発明において界面活性剤とは、ウイル
スや菌体の外被膜は破壊するが、膜内に存在するDNA
合成酵素の合成反応を阻害しないという特性及び濃度を
有する化学物質を指す。このような界面活性剤の例とし
ては、グリコデオキシコール酸やラウリルスルフェート
のような陰イオン性界面活性剤、セチルピリジニウムク
ロライドやドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド
のような陽イオン性界面活性剤、CHAPSやCHAP
SOのような両イオン性界面活性剤並びにNP-40 、ト
リトンX-100、トウィーン20、MEGA-8のような非イ
オン性界面活性剤を挙げることができ、とりわけ非イオ
ン性界面活性剤がDNA合成酵素の構造を破壊し難いと
いう点で優れている。また、この発明において用いられ
る界面活性剤の量は、反応液中の濃度で 0.001%以上、
好ましくは0.01%以上であるが、粘性や起泡性が高まる
と処理効率が低下し易いので、実用上は 0.001〜 3%、
好ましくは 0.01 〜 1%の濃度範囲で使用するとよい。
但し、陰イオン性および/または陽イオン性の界面活性
剤のように、酵素自体の分子構造を変化させる可能性が
ある界面活性剤を適用する場合には、上記実用的濃度範
囲のうち、なるべく低い濃度を用いるか、あるいは非イ
オン性界面活性剤と組み合わせることにより初めて上記
実用的濃度範囲内に含まれるような極低濃度で使用する
ことが好ましい。これらの界面活性剤は単独で用いるこ
ともできるが、界面活性剤の種類に応じた特性を利用す
ることが好都合であれば、適宜、複数の種類及び濃度を
組み合わせて用いることもできる。
In the present invention, the term "surfactant" refers to a DNA which destroys the outer coat of a virus or a bacterial cell, but which is present in the membrane.
Refers to a chemical substance having a property and a concentration that do not inhibit a synthesis reaction of a synthase. Examples of such surfactants include anionic surfactants such as glycodeoxycholic acid and lauryl sulfate, cationic surfactants such as cetylpyridinium chloride and dodecyltrimethylammonium bromide, CHAPS and CHAP
Examples include amphoteric surfactants such as SO and non-ionic surfactants such as NP-40, Triton X-100, Tween 20, and MEGA-8. It is excellent in that it hardly destroys the structure of the synthase. Further, the amount of the surfactant used in the present invention is 0.001% or more in the concentration in the reaction solution,
It is preferably 0.01% or more, but if the viscosity or foaming property increases, the treatment efficiency tends to decrease.
Preferably, it is used in a concentration range of 0.01 to 1%.
However, when a surfactant such as an anionic and / or cationic surfactant that may change the molecular structure of the enzyme itself is applied, it is preferable to use a surfactant within the above practical concentration range. It is preferable to use a low concentration, or use it at an extremely low concentration which is included in the above practical concentration range only when combined with a nonionic surfactant. These surfactants can be used alone, but if it is convenient to use the characteristics according to the type of surfactant, a plurality of types and concentrations can be appropriately used in combination.

【0032】反応液には、上述の成分の他に、通常DN
A合成酵素によるDNAの合成反応の際に添加される種
々の添加剤を任意に添加することができる。上記デオキ
シヌクレオチドに標識される物質と特異的に結合し得る
物質と複合体を形成する無機物質は特に限定されるもの
ではないが、好ましくはコロイド金属粒子であり、とり
わけ金コロイド粒子であることが好ましい。無機物質が
コロイド粒子である場合には、その粒径は20nm〜 100
nmが有効範囲であるが、測定精度向上のためには40
〜90nm、特に50〜80nmであることが好ましい。粒
径が20nm未満である場合にはこの発明の効果を十分に
発揮し得ず、 100nmを越える場合にはシリコン基板上
に形成される膜の膜厚が後述するエリプソメータの測定
可能な膜厚の最大値を越えてしまう。
[0032] In addition to the above-mentioned components, DN
Various additives which are added during the DNA synthesis reaction by the A synthase can be arbitrarily added. The inorganic substance forming a complex with a substance capable of specifically binding to the substance labeled with the deoxynucleotide is not particularly limited, but is preferably a colloidal metal particle, and particularly preferably a gold colloidal particle. preferable. When the inorganic substance is colloidal particles, the particle size is from 20 nm to 100
nm is the effective range, but 40 nm is required to improve the measurement accuracy.
It is preferably from 90 to 90 nm, particularly preferably from 50 to 80 nm. When the particle size is less than 20 nm, the effect of the present invention cannot be sufficiently exerted. When the particle size is more than 100 nm, the film thickness formed on the silicon substrate has a thickness that can be measured by an ellipsometer described later. Exceeds the maximum value.

【0033】この発明による測定方法において用いられ
る対照用支持体としては、DNA合成反応用支持体と同
一膜厚の酸化シリコン被膜を有するシリコン基板からな
る支持体であって、ヌクレオチド鎖を固相化していない
ものを使用することができる。また、同一膜厚の酸化シ
リコン被膜が形成され、かつ全く同一の状態にヌクレオ
チド鎖が固定された、検体と反応させていないDNA合
成反応用支持体を使用することもできる。しかしなが
ら、酸化シリコン被膜の表面にヌクレオチド鎖を全く同
一の状態で固相化することは困難であるため、対照用支
持体としては前者の方が好ましい。
The control support used in the measurement method according to the present invention is a support composed of a silicon substrate having a silicon oxide film having the same thickness as the support for DNA synthesis reaction, wherein the nucleotide chain is immobilized. Not what can be used. In addition, a support for a DNA synthesis reaction which has not been reacted with a sample, in which a silicon oxide film having the same thickness is formed and the nucleotide chain is fixed in exactly the same state, can also be used. However, it is difficult to immobilize nucleotide chains on the surface of the silicon oxide film in exactly the same state, and therefore the former is preferable as a control support.

【0034】この発明による測定方法においては、上記
対照用支持体からの第1の反射光をDNA合成反応後の
DNA合成反応用支持体に入射させ、その結果生じるD
NA合成反応用支持体からの第2の反射光のうちの楕円
偏光成分を測定するが、その測定方法としては、例え
ば、反射型分光光度計による吸光度スペクトルの測定
や、CCDカメラ、光電子増倍管またはフォトダイオー
ドを用いる光電変換により楕円偏光成分の光量を測定す
る方法がある。
In the measuring method according to the present invention, the first reflected light from the control support is incident on the DNA synthesis reaction support after the DNA synthesis reaction, and the resulting D
The elliptically polarized light component of the second reflected light from the NA synthesis reaction support is measured. Examples of the measurement method include measurement of an absorbance spectrum by a reflection type spectrophotometer, a CCD camera, and a photomultiplier. There is a method of measuring the amount of elliptically polarized light component by photoelectric conversion using a tube or a photodiode.

【0035】以下、この発明によるDNA合成酵素活性
の測定方法の測定手順について詳細に説明する。まず、
上記反応液を、例えばヒトの血清のような検体と、上記
ヌクレオチド鎖が固相化されたDNA合成反応用支持体
上で混合し、DNA合成酵素がDNA合成を行なうに適
した条件下に放置する。この際の条件は、DNA合成が
可能となるものであれば特に限定されるものではない
が、通常は、pH 5〜 8、温度25〜40℃、反応時間15分
〜24時間で行なう。さらに、反応性を高めて効率よく分
析するためには、pH 7.5付近、温度37℃付近、反応時
間90分〜15時間とすることが好ましい。
Hereinafter, the measuring procedure of the method for measuring DNA synthase activity according to the present invention will be described in detail. First,
The reaction solution is mixed with a sample such as human serum on a support for DNA synthesis reaction on which the nucleotide chain is immobilized, and left under conditions suitable for DNA synthesis to perform DNA synthesis. I do. The conditions at this time are not particularly limited as long as DNA synthesis is possible, but the reaction is usually performed at pH 5 to 8, at a temperature of 25 to 40 ° C., and for a reaction time of 15 minutes to 24 hours. Further, in order to increase the reactivity and perform the analysis efficiently, it is preferable that the pH is around 7.5, the temperature is around 37 ° C., and the reaction time is 90 minutes to 15 hours.

【0036】これにより、検体中にDNA合成酵素を有
するウイルスが存在する場合には、標識されたヌクレオ
チドが取り込まれたDNAが合成される。具体的には、
まず、反応液中に含まれる界面活性剤によりウイルスの
膜が短時間で破壊され、ウイルスが有するDNA合成酵
素が溶液中に十分量放出される(例えば 1分以内)。一
方、固相化されたヌクレオチド鎖にはプライマーが短時
間(例えば数分以内)で十分量ハイブリダイズし、この
プライマーにウイルスから放出されたDNA合成酵素が
結合する。ここで、プライマーの使用量は、固相化ヌク
レオチドよりも十分多いほうがその分多くハイブリダイ
ズするため好ましい。次いで、DNA合成酵素が鋳型で
あるヌクレオチド鎖に沿って移動しながら標識されてい
るヌクレオチドを取り込んでDNAを合成する。ここに
おいて、これら結合反応を含む合成過程が進行する限
り、各反応要素の混合順序は任意であるが、ほぼ同時に
混合するのが最も測定効率が高い。また、プライマーの
混合時点を調節することにより、複数の検体の特定を効
率よく処理することができる。
Thus, when a virus having a DNA synthase is present in the specimen, DNA incorporating the labeled nucleotide is synthesized. In particular,
First, the virus membrane is destroyed in a short time by the surfactant contained in the reaction solution, and a sufficient amount of the DNA synthase of the virus is released into the solution (for example, within 1 minute). On the other hand, a sufficient amount of the primer hybridizes to the immobilized nucleotide chain in a short time (for example, within several minutes), and the DNA synthetase released from the virus binds to the primer. Here, it is preferable that the amount of the primer used is sufficiently larger than that of the immobilized nucleotide, since the hybridization is increased accordingly. Next, the DNA synthesizing enzyme takes in the labeled nucleotide while moving along the nucleotide chain as a template to synthesize DNA. Here, as long as the synthesis process including these binding reactions proceeds, the order of mixing the respective reaction elements is arbitrary, but mixing at almost the same time has the highest measurement efficiency. In addition, by adjusting the mixing time of the primers, a plurality of samples can be efficiently specified.

【0037】このDNA合成反応では、反応時間を長く
するに従って合成されるDNA鎖も長くなり、その結
果、DNA鎖に取り込まれる無機物質の量も多くなって
測定の感度を向上させることができる。この発明の測定
方法によれば、反応時間の上限は特に限定されず、望む
だけ長くすることができるが、実用上は24時間以内であ
ることが好ましい。
In this DNA synthesis reaction, the longer the reaction time is, the longer the synthesized DNA chain is. As a result, the amount of the inorganic substance incorporated into the DNA chain is increased, and the sensitivity of the measurement can be improved. According to the measurement method of the present invention, the upper limit of the reaction time is not particularly limited and can be as long as desired, but is practically preferably 24 hours or less.

【0038】DNA合成反応終了後、このDNA合成反
応用支持体に、ヌクレオチドに標識された物質と特異的
に反応し得る物質と無機物質との複合体を接触させる。
このとき、検体中にDNA合成酵素が存在し、すなわ
ち、DNAが生成している場合には、生成したDNAに
取り込まれたヌクレオチドを標識する物質と複合体とが
特異的に結合し、無機物質がDNAに固定される。
After the completion of the DNA synthesis reaction, a complex of a substance capable of specifically reacting with a substance labeled with a nucleotide and an inorganic substance is brought into contact with the DNA synthesis reaction support.
At this time, when a DNA synthase is present in the sample, that is, when DNA is generated, the complex specifically binds to a substance that labels nucleotides incorporated in the generated DNA, and an inorganic substance is formed. Is fixed to the DNA.

【0039】合成されたDNAは、鋳型となるヌクレオ
チド鎖に固定されている。換言すると、複合体を形成す
る無機物質が、DNAに取り込まれ、鋳型となるヌクレ
オチド鎖を介してDNA合成反応用支持体に固定され
る。
The synthesized DNA is fixed on a nucleotide chain as a template. In other words, the inorganic substance forming the complex is incorporated into the DNA and fixed to the DNA synthesis reaction support via the nucleotide chain serving as a template.

【0040】その後、合成されたDNAの量を偏光を利
用して測定する。具体的には、直線偏光を対照用支持体
に所定の入射角で入射させ、次いで、この対照用支持体
から出射する第1の反射光を、直線偏光と同一の入射角
でDNA合成反応が終了したDNA合成反応用支持体に
入射させ、最後にDNA合成反応用支持体から出射する
第2の反射光に含まれる楕円偏光成分を適当な検出器で
測定する。
Thereafter, the amount of the synthesized DNA is measured using polarized light. Specifically, the linearly polarized light is incident on the control support at a predetermined incident angle, and then the first reflected light emitted from the control support is subjected to DNA synthesis reaction at the same incident angle as the linearly polarized light. Then, the light is made incident on the completed support for DNA synthesis reaction, and the elliptically polarized light component contained in the second reflected light finally emitted from the support for DNA synthesis reaction is measured by an appropriate detector.

【0041】対照用支持体に所定の入射角で入射された
直線偏光は、対照用支持体の表面状態に依存して偏光さ
れ、楕円偏光の第1の反射光となる。第1の反射光を、
直線偏光と同一の入射角でDNA合成反応用支持体に入
射させると、対照用支持体とDNA合成反応用支持体の
表面状態が同一である場合には、第1の反射光は再び直
線偏光に戻る。しかし、対照用支持体とDNA合成反応
用支持体との表面状態が異なる場合には、その差異が楕
円偏光成分として第2の反射光の中に現われる。従っ
て、この楕円偏光成分を測定することによって、固相化
されたヌクレオチド鎖に結合したDNA鎖を含むDNA
合成反応用支持体の表面の状態を、対照用支持体の表面
との差として正確に把握することができる。さらに、D
NA分子に比較して粒径が大きい無機物質を、DNA鎖
を構成するデオキシリボヌオクレオチドに結合させるこ
とにより、DNA合成反応用支持体と対照用支持体との
表面状態の差が顕著になることが見出だされた。これに
より、測定される楕円偏光成分の光量が大きくなる。
The linearly polarized light incident on the control support at a predetermined incident angle is polarized depending on the surface state of the control support, and becomes the first reflected light of elliptically polarized light. The first reflected light is
When the light is incident on the DNA synthesis reaction support at the same angle of incidence as that of the linearly polarized light, if the surface state of the control support and the surface of the DNA synthesis reaction support are the same, the first reflected light is again linearly polarized light. Return to However, when the surface state of the control support and the surface state of the DNA synthesis reaction support are different, the difference appears as an elliptically polarized light component in the second reflected light. Therefore, by measuring the elliptically polarized light component, the DNA containing the DNA chain bound to the immobilized nucleotide chain is obtained.
The state of the surface of the support for synthesis reaction can be accurately grasped as a difference from the surface of the support for control. Furthermore, D
By bonding an inorganic substance having a larger particle size as compared to NA molecules to deoxyribonucleotide constituting a DNA chain, the difference in surface state between a DNA synthesis reaction support and a control support becomes remarkable. Was found. As a result, the measured light amount of the elliptically polarized light component increases.

【0042】以上の工程をDNAポリメレースの活性測
定を例として、図面を参照してさらに詳細に説明する。
図1および図2は、この発明によるDNAポリメレース
の活性測定の具体例の工程を模式的に示す図である。
The above steps will be described in more detail with reference to the drawings, taking the measurement of the activity of DNA polymerase as an example.
1 and 2 are diagrams schematically showing steps of a specific example of the activity measurement of DNA polymerase according to the present invention.

【0043】この例では、まず図1(a)に示すよう
に、DNA合成反応用支持体 1に固相化されているポリ
dA 2にオリゴ−dT 3がハイブリダイズする。次に、
検体中にDNAポリメレース 4が含まれる場合には、D
NAポリメレース 4がこの複合体に結合し、オリゴ−d
T 3の末端からポリdA 2に沿ってDNAの合成を開始
する。この際、ビオチン 6で標識されたデオキシリボヌ
クレオチド 5が取り込まれ、図1(b)に示すように、
ビオチン 6が結合したDNA鎖 7が生成する。この反応
は37℃で15分程度行なう。
In this example, first, as shown in FIG. 1 (a), oligo-dT 3 hybridizes to poly dA 2 immobilized on the support 1 for DNA synthesis reaction. next,
If DNA polymerase 4 is contained in the sample, D
NA Polymerase 4 binds to this complex and oligo-d
Initiate DNA synthesis along the poly dA2 from the end of T3. At this time, deoxyribonucleotide 5 labeled with biotin 6 is incorporated, and as shown in FIG.
DNA strand 7 to which biotin 6 is bound is generated. This reaction is carried out at 37 ° C. for about 15 minutes.

【0044】DNA合成反応が終了した後、DNA合成
反応用支持体を蒸留水で洗浄し、ストレプトアビジン 8
と金コロイド粒子 9との複合体を添加する。この際、生
成したDNA鎖 7にビオチン 6が存在する場合には、図
1(c)に示すようにビオチン 6とストレプトアビジン
8とが特異的に結合し、その結果、金コロイド粒子 9が
生成したDNA鎖 7に、ひいてはDNA合成反応用支持
体 1に固定される。
After the completion of the DNA synthesis reaction, the support for DNA synthesis reaction was washed with distilled water, and streptavidin 8
And a complex of gold colloid particles 9 is added. At this time, when biotin 6 is present in the generated DNA strand 7, as shown in FIG. 1 (c), biotin 6 and streptavidin
8 specifically binds to the DNA strand 7 produced by the colloidal gold particles 9 and is thus fixed to the DNA synthesis reaction support 1.

【0045】その後、DNA合成反応用支持体 1を蒸留
水で洗浄し、さらにその表面に付着した水分を窒素ガス
を噴射して除去する。このようにして金コロイド粒子 9
が固定されたDNA合成反応用支持体 1の表面で偏光が
反射する際におこる偏光状態の変化を、次のようにして
測定する。この測定には、図2に示す如く、対照用支持
体を対照として使用するエリプソメータが使用される。
Thereafter, the DNA synthesis reaction support 1 is washed with distilled water, and the moisture adhering to the surface thereof is removed by spraying nitrogen gas. Thus, colloidal gold particles 9
The change in the polarization state that occurs when polarized light is reflected on the surface of the DNA synthesis reaction support 1 on which is fixed is measured as follows. For this measurement, as shown in FIG. 2, an ellipsometer using a control support as a control is used.

【0046】図中21は、白色光22を放射する光源であ
る。まず、白色光22は、偏光子23を経て -45°の直線偏
光24に偏光される。この直線偏光24を入射角θで対照用
支持体25に入射させる。対照用支持体25としては、例え
ば、表面上に膜厚1100Aの酸化シリコン被膜が形成され
たシリコン単結晶基板を使用する。
In the figure, reference numeral 21 denotes a light source which emits white light 22. First, the white light 22 passes through the polarizer 23 and is polarized into linearly polarized light 24 at −45 °. The linearly polarized light 24 is incident on the control support 25 at an incident angle θ. As the control support 25, for example, a silicon single crystal substrate having a 1100A-thick silicon oxide film formed on the surface is used.

【0047】入射した直線偏光24は、対照用支持体25の
表面状態に依存して楕円偏光されて反射し、第1の反射
光26となる。この後、第1の反射光26を、直線偏光24の
入射角θと同一の入射角θで、DNA合成反応終了後の
DNA合成反応用支持体27の表面に入射させる。このと
き、対照用支持体25とDNA合成反応用支持体27とは、
その入射面が相互に直角になるように配置されている。
このため、第2の反射光28の偏光方向が90°回転し、第
2の反射光28は +45°の直線偏光となる。
The incident linearly polarized light 24 is elliptically polarized and reflected as the first reflected light 26 depending on the surface state of the reference support 25. Thereafter, the first reflected light 26 is incident on the surface of the DNA synthesis reaction support 27 after the completion of the DNA synthesis reaction at the same incident angle θ as the incident angle θ of the linearly polarized light 24. At this time, the control support 25 and the DNA synthesis reaction support 27
The planes of incidence are arranged at right angles to each other.
For this reason, the polarization direction of the second reflected light 28 is rotated by 90 °, and the second reflected light 28 becomes + 45 ° linearly polarized light.

【0048】このようにして第1の反射光26を入射角θ
でDNA合成反応用支持体27に入射させると、対照用支
持体25とDNA合成反応用支持体27の表面状態が同一で
あれば、第1の反射光26は再び直線偏光に戻り、第2の
反射光28は直線偏光のみになる。しかし、DNA合成反
応用支持体27の表面状態は、対照用支持体25とは異な
り、ヌクレオチド鎖上に金コロイド粒子を含むDNA鎖
が形成されている。このため、第1の反射光26は楕円偏
光される。
Thus, the first reflected light 26 is converted to the incident angle θ.
If the surface state of the control support 25 and the surface of the DNA synthesis reaction support 27 are the same, the first reflected light 26 returns to linearly polarized light again, and Is only linearly polarized light. However, the surface state of the DNA synthesis reaction support 27 differs from that of the control support 25 in that a DNA chain containing colloidal gold particles is formed on a nucleotide chain. Therefore, the first reflected light 26 is elliptically polarized.

【0049】このような楕円偏光成分を含む第2の反射
光28を、第2の反射光の中の直線偏光成分( +45°偏
光)に対して直角をなす偏光方向を有する検光子29に導
入する。すると、第2の反射光28のうち +45°の直線偏
光成分は検光子29を透過せず、楕円偏光成分だけが検光
子29を透過する。このようにして楕円偏光成分を検出器
30で検出する。検出器30としては、例えば、反射型分光
光度計を使用して、DNA合成反応用支持体27について
の吸光度スペクトルを測定できる。また、検出器30とし
て、CCDカメラ、光増倍管等を使用し、楕円偏光成分
の光量を測定することもできる。
The second reflected light 28 including the elliptically polarized light component is converted into an analyzer 29 having a polarization direction perpendicular to the linearly polarized light component (+ 45 ° polarized light) in the second reflected light. Introduce. Then, the + 45 ° linearly polarized light component of the second reflected light 28 does not pass through the analyzer 29, and only the elliptically polarized light component passes through the analyzer 29. In this way, the elliptically polarized light component is
Detect at 30. As the detector 30, for example, a reflection type spectrophotometer can be used to measure the absorbance spectrum of the DNA synthesis reaction support 27. In addition, a CCD camera, a photomultiplier, or the like may be used as the detector 30 to measure the amount of elliptically polarized light.

【0050】このような測定方法によれば、検体中にD
NA合成酵素が存在することにより、DNA合成反応用
支持体 1の表面上に、DNAの生成を介してDNA鎖と
比較して極めて大きい粒径を有する金コロイド抗体 9が
固定される。このため、単にDNA鎖が結合しているD
NA合成反応用支持体 1の表面よりも、第2の反射光28
の中の楕円偏光成分が多くなる。この結果、検体中のD
NA合成酵素の測定をより高感度で行なうことができ
る。
According to such a measuring method, D
Due to the presence of the NA synthase, the colloidal gold antibody 9 having an extremely large particle size as compared with the DNA chain is immobilized on the surface of the DNA synthesis reaction support 1 through the generation of DNA. Therefore, the D
The second reflected light 28 is higher than the surface of the support 1 for the NA synthesis reaction.
, The elliptically polarized light component increases. As a result, D
Measurement of NA synthase can be performed with higher sensitivity.

【0051】以上のように、この発明の測定方法によ
り、DNAポリメレース、逆転写酵素等のDNA合成酵
素の活性を、遠心等の前処理を必要とせず、しかも高い
感度で測定することが可能となるが、さらにこの発明の
測定方法を利用することにより、抗DNA合成酵素抗体
の抗体価を簡便に測定することができる。
As described above, according to the measurement method of the present invention, the activity of DNA synthetase such as DNA polymerase and reverse transcriptase can be measured with high sensitivity without requiring pretreatment such as centrifugation. However, by using the measurement method of the present invention, the antibody titer of the anti-DNA synthase antibody can be easily measured.

【0052】上述のように、抗DNA合成酵素抗体は、
DNAポリメレース、逆転写酵素等のDNA合成酵素を
有するウイルスが生体内に侵入した際に生体の免疫系が
産生するものであり、DNA合成酵素の活性を阻害す
る。したがって、この発明によるDNA合成酵素活性の
測定方法において、予め活性が既知のDNA合成酵素を
加え、さらに抗DNA合成酵素抗体を含む検体を加えて
DNA合成酵素の活性を阻害させることにより、その活
性阻害の程度から抗DNA合成酵素抗体の抗体価を知る
ことができる。すなわち、この抗DNA合成酵素抗体の
抗体価の測定方法の特徴は、所定の膜厚を有する酸化シ
リコン被膜が形成され、かつDNA合成酵素の鋳型であ
るヌクレオチド鎖が固相化されたシリコン基板からなる
DNA合成反応用支持体に、該ヌクレオチド鎖に相補的
であり、かつ標識されたデオキシリボヌクレオチド、プ
ライマー、DNA合成酵素および界面活性剤を含有する
反応液と検体とを接触させてDNA合成反応を行なう工
程と、前記DNA合成反応用支持体を、前記デオキシリ
ボヌクレオチドの標識と特異的に反応し得る物質と無機
物質との複合体と接触させる工程と、前記DNA合成反
応用支持体と同一の支持体からなり、かつ前記ヌクレオ
チド鎖が固相化されていない対照用支持体に、直線偏光
を所定の入射角で入射させる工程と、該対照用支持体で
反射した第1の反射光を前記直線偏光の入射角と同一の
入射角で前記DNA合成反応を行なった後のDNA合成
反応用支持体に入射させる工程と、前記DNA合成反応
用支持体で反射した第2の反射光の楕円偏光成分を測定
する工程とを具備することにある。
As described above, anti-DNA synthase antibodies
It is produced by the body's immune system when a virus having a DNA synthase such as DNA polymerase or reverse transcriptase enters the living body, and inhibits the activity of the DNA synthase. Therefore, in the method for measuring DNA synthase activity according to the present invention, a DNA synthase whose activity is known in advance is added, and a sample containing an anti-DNA synthase antibody is further added to inhibit the activity of DNA synthase. The antibody titer of the anti-DNA synthase antibody can be known from the degree of inhibition. That is, the characteristic of the method for measuring the antibody titer of the anti-DNA synthase antibody is that a silicon oxide film having a predetermined thickness is formed and a nucleotide chain as a template of DNA synthase is immobilized on a silicon substrate. A DNA synthesis reaction is performed by contacting a sample with a reaction solution containing a deoxyribonucleotide, a primer, a DNA synthase and a surfactant, which are complementary to the nucleotide chain and are labeled, to a support for DNA synthesis reaction. Performing, a step of contacting the DNA synthesis reaction support with a complex of a substance capable of specifically reacting with the deoxyribonucleotide label and an inorganic substance, and the same support as the DNA synthesis reaction support. Making a linearly polarized light incident at a predetermined angle of incidence on a control support made of a body and not having the nucleotide chain immobilized thereon. Making the first reflected light reflected by the control support incident on the DNA synthesis reaction support after the DNA synthesis reaction is performed at the same incident angle as the incident angle of the linearly polarized light; Measuring the elliptically polarized light component of the second reflected light reflected by the support for synthesis reaction.

【0053】この方法によると、検体中に抗DNA合成
酵素抗体が存在する場合には、DNA合成酵素の活性が
阻害されてDNAの合成速度が低下し、あるいは合成能
力が失われる。このため、DNA合成反応用支持体に固
定される無機物質の量も減少し、その結果、第2の反射
光の楕円偏光成分も減少する。この楕円偏光成分の強度
はDNA合成酵素の活性の程度を表わすものであるた
め、強度の減少の程度がそのまま抗DNA合成酵素抗体
の抗体価を示す。
According to this method, when an anti-DNA synthase antibody is present in a sample, the activity of DNA synthase is inhibited, and the rate of DNA synthesis is reduced, or the synthesis ability is lost. For this reason, the amount of the inorganic substance fixed to the support for DNA synthesis reaction also decreases, and as a result, the elliptically polarized light component of the second reflected light also decreases. Since the intensity of the elliptically polarized light component indicates the degree of activity of the DNA synthase, the degree of decrease in the intensity directly indicates the antibody titer of the anti-DNA synthase antibody.

【0054】[0054]

【実施例】【Example】

実施例1 (I)前処理 膜厚4000Aの酸化シリコン層を形成した 8mm角のシリ
コンウェハを、共有結合により、2-アミノエチル-3- ア
ミノプロピルメチルジエトキシシラン(信越シリコン社
製、KBM602 )で修飾した。
Example 1 (I) Pretreatment An 8-mm-square silicon wafer on which a 4000-A-thick silicon oxide layer was formed was covalently bonded to 2-aminoethyl-3-aminopropylmethyldiethoxysilane (KBM602, manufactured by Shin-Etsu Silicon Co., Ltd.). Modified by

【0055】次に、この修飾シリコンウェハに40mg/
mlポリA(Boehringer Mannheim)の12.7mM N-ヒ
ドロキシスルホサクシンイミド(Pierce社製)溶液を50
ml分注し、さらに50mlの10mM 1-メチル-3- (3-
ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(Pier
ce社製)を分注して混合した。その後、このシリコンウ
ェハを室温で一晩( 12-18時間)放置し、表面にポリA
が固相化されたDNA合成反応用支持体を作製した。
Next, 40 mg /
1 ml of a 12.7 mM N-hydroxysulfosuccinimide (Pierce) solution of poly A (Boehringer Mannheim) in 50 ml.
ml, and further 50 ml of 10 mM 1-methyl-3- (3-
Dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (Pier
ce) was dispensed and mixed. Then, the silicon wafer was left at room temperature overnight (12-18 hours), and poly A
Was immobilized to prepare a support for a DNA synthesis reaction.

【0056】また、楕円偏光解析測定を行なうために必
要な対照用支持体を用意した。この対照用支持体は、D
NA合成反応用支持体と同様のシリコンウェハからな
り、酸化シリコン層の膜厚も同様に4000Aである。
Further, a control support necessary for performing ellipsometric analysis was prepared. The control support was D
It is made of the same silicon wafer as the support for NA synthesis reaction, and the thickness of the silicon oxide layer is also 4000A.

【0057】このように作製したDNA合成反応用支持
体と対照用支持体とを組み合わせ、図2に示す構成のエ
リプソメータ(フォトデバイス社製)で楕円偏光解析測
定を行ない、得られた出力を記録した。 (II)逆転写酵素反応 市販の逆転写酵素(カタログ No. 1465 333 、Boehring
er Mannheim )をPBSで希釈し、それぞれ濃度 0、0.
04、 0.1、 0.2および 1.0mUの5種類の酵素溶液を調
製した。
The thus-prepared DNA synthesis reaction support and control support were combined, ellipsometric analysis was performed using an ellipsometer (manufactured by Photo Device) having the configuration shown in FIG. 2, and the obtained output was recorded. did. (II) Reverse transcriptase reaction Commercially available reverse transcriptase (Catalog No. 1465 333, Boehring
er Mannheim) was diluted with PBS to a concentration of 0,0.
Five enzyme solutions of 04, 0.1, 0.2 and 1.0 mU were prepared.

【0058】次に、上記(I)において作製されたDN
A合成反応用支持体上で、酵素溶液10mlと反応溶液
(4.16mMビオチン- dUTP(Boehringer Mannheim
社製)、8.33mM TTP(Boehringer Mannheim 社
製)、 167.5mM KCl(Sigma 社製)、12.5mM
MgCl2 (Sigma 社製)、50mMトリス、pH 7.8
(Sigma 社製)、 5.625mMジチオスレオトール(Sigm
a 社製)、 0.437mM EDTA(Sigma 社製)、 0.2
87%トリトンX100 (Sigma 社製)及び0.0625OD/m
lオリゴdT12-18 (Pharmacia LKB 社製)40mlとを
試験管内で混和し、37℃で30分間反応させた。反応後、
DNA合成反応用支持体を洗浄液(10mMトリス−HC
l、pH 7.5、0.15M NaCl、 1mM EDTA及
び0.01%Tween20)で3回洗浄した。
Next, the DN prepared in the above (I) was used.
A On a support for synthesis reaction, 10 ml of an enzyme solution and a reaction solution (4.16 mM biotin-dUTP (Boehringer Mannheim)
8.33 mM TTP (Boehringer Mannheim), 167.5 mM KCl (Sigma), 12.5 mM
MgCl 2 (Sigma), 50 mM Tris, pH 7.8
(Sigma), 5.625 mM dithiothreitol (Sigm
a), 0.437 mM EDTA (Sigma), 0.2
87% Triton X100 (Sigma) and 0.0625 OD / m
40 ml of 1 oligo dT12-18 (Pharmacia LKB) was mixed in a test tube and reacted at 37 ° C. for 30 minutes. After the reaction,
The DNA synthesis reaction support was washed with a washing solution (10 mM Tris-HC).
1, pH 7.5, 0.15 M NaCl, 1 mM EDTA and 0.01% Tween 20).

【0059】次いで、洗浄後のDNA合成反応用支持体
に、希釈液(10mMトリス、pH 7.5、0.15M NaC
l、 1mM EDTA及び 1%BSA)で 1:5000に希
釈したストレプトアビジン−金複合体[Streptavidin-g
old conjugate ](EY Laboratories Inc.) 100mlを
分注し、37℃で10分間静置した。反応後、DNA合成反
応用支持体を洗浄液(10mMトリス−HCl、pH 7.
5、0.15M NaCl、1mM EDTA及び0.01%Tw
een20)で6回洗浄した。 (III )楕円偏光解析測定 逆転写酵素反応後のDNA合成反応用支持体を、反応前
に行なった楕円偏光解析測定の際に用いた対照用支持体
と再度組み合わせてエリプソメータで測定を行ない、そ
の結果得られた出力と反応前に得られた出力との差を測
定出力とした。各々の濃度の酵素溶液を用いて測定した
結果を図3に示す。
Next, the diluted solution (10 mM Tris, pH 7.5, 0.15 M NaC) was added to the washed DNA synthesis reaction support.
l, 1 mM EDTA and 1% BSA) diluted 1: 5000 with streptavidin-gold complex [Streptavidin-g
old conjugate] (EY Laboratories Inc.) 100 ml was dispensed and allowed to stand at 37 ° C for 10 minutes. After the reaction, the DNA synthesis reaction support was washed with a washing solution (10 mM Tris-HCl, pH 7.
5, 0.15 M NaCl, 1 mM EDTA and 0.01% Tw
(en20) for 6 times. (III) Ellipsometry Analysis The DNA synthesis reaction support after the reverse transcriptase reaction was recombined with the control support used in the ellipsometry analysis performed before the reaction, and the measurement was performed with an ellipsometer. The difference between the output obtained and the output obtained before the reaction was taken as the measured output. FIG. 3 shows the results of the measurement using the enzyme solutions of each concentration.

【0060】図より明らかなように、酵素濃度が 0.2m
U以下の低濃度領域で特に測定出力の変化が著しく、0.
01mU以下の濃度であっても測定可能であることが分か
る。前述のように、転写酵素活性の測定は、通常、ウイ
ルス検出の一手段として行なわれている。そこで、通常
用いられているウイルス検出法と本発明による測定法の
感度の比較を文献上で試みた。
As is clear from the figure, the enzyme concentration was 0.2 m
The change in the measurement output is particularly remarkable in the low concentration region below U,
It can be seen that measurement is possible even at a concentration of 01 mU or less. As described above, the measurement of the transcriptase activity is usually performed as a means of detecting a virus. Therefore, comparison of the sensitivity between a commonly used virus detection method and the measurement method according to the present invention was attempted in the literature.

【0061】現在行なわれているウイルス検出法として
は、ダイナボット株式会社が販売する「HIV抗原・E
IAIIアボット」キット、および Robin L. Dewer らの
方法(Robin L. Dewer et al., J. Infectious Disease
s, 170:1179-9 (1994))などを挙げることができる。
[0061] As a virus detection method currently used, "HIV antigen / E" sold by Dynabot Co., Ltd. is used.
IAII Abbott "kit and the method of Robin L. Dewer et al. (Robin L. Dewer et al., J. Infectious Disease
s, 170: 1179-9 (1994)).

【0062】「HIV抗原・EIAIIアボット」キット
は、HIV中のDNAに対する抗体を固定化したビーズ
を検体に加え、EIA法で測定を行なうものであり、そ
の取扱説明書によると、感度はHIV抗原に対して20p
g/ml以下である。
The "HIV antigen / EIA II Abbott" kit is a kit in which beads to which antibodies against DNA in HIV are immobilized are added to the sample and the measurement is carried out by the EIA method. 20p for
g / ml or less.

【0063】一方、 Robinらの方法では、まず、HIV
中のRNAをターゲットプローブによってマイクロプレ
ート表面に捕捉し、さらにbDNA(branched DNA)ア
ンプリファイアをターゲットプローブとハイブリダイズ
させて結合させる。次に、bDNAアンプリファイアに
アルカリンフホスフェートで標識した塩基をハイブリダ
イズさせ、ジオキセタン等の化学発光基質と反応させた
後にその吸光度を測定する。この方法によって得られる
感度は、5000〜 10000HIV-I RNA Eq/mlであ
るとされている。
On the other hand, in the method of Robin et al.
The RNA inside is captured on the surface of the microplate by a target probe, and a bDNA (branched DNA) amplifier is hybridized with the target probe and bound. Next, a base labeled with an alkaline phosphate is hybridized to the bDNA amplifier and reacted with a chemiluminescent substrate such as dioxetane, and the absorbance is measured. The sensitivity obtained by this method is said to be 5000-10000 HIV-I RNA Eq / ml.

【0064】上記従来のウイルス検出法の感度を、この
発明において測定対象としているDNA合成酵素活性に
換算すると、いずれも 0.4mUとなる。したがって、こ
の発明の方法を用いることにより、従来得ることができ
ない非常に高い感度でウイルスを検出することが可能と
なる。 実施例2 金コロイド粒子の有無による感度の比較 (I)前処理 膜厚4000Aの酸化シリコン層を形成した 6mm角のシリ
コンウェハをアミノプロピルトリメトキシシランと反応
させて修飾シリコンウェハを作製した。
When the sensitivity of the above-mentioned conventional virus detection method is converted into the activity of a DNA synthetase to be measured in the present invention, each becomes 0.4 mU. Therefore, by using the method of the present invention, it is possible to detect a virus with extremely high sensitivity that cannot be obtained conventionally. Example 2 Comparison of Sensitivity Depending on Presence or Absence of Gold Colloidal Particles (I) Pretreatment A 6 mm square silicon wafer on which a 4000 A thick silicon oxide layer was formed was reacted with aminopropyltrimethoxysilane to prepare a modified silicon wafer.

【0065】次に、1-シクロヘキシル-3- (2-モルホリ
ノエチル)カルボジイミド メソ-p- トルエンスルホネ
ートとアデニンとの約3000merのポリマー(以下、単
にポリAと称する)をリン酸バッファーと混合し、この
混合液に上で作製した修飾シリコンウェハを浸漬した。
この状態で、室温で 1時間放置した後、リン酸バッファ
ーからシリコンウェハを取り出し、洗浄してDNA合成
反応用支持体を作製した。
Next, about 3000 mer polymer of 1-cyclohexyl-3- (2-morpholinoethyl) carbodiimide meso-p-toluenesulfonate and adenine (hereinafter simply referred to as poly A) was mixed with a phosphate buffer, The modified silicon wafer prepared above was immersed in this mixed solution.
In this state, after standing at room temperature for 1 hour, the silicon wafer was taken out of the phosphate buffer and washed to prepare a support for DNA synthesis reaction.

【0066】また、全く同様にして対照用支持体も作製
し、上に示したDNA合成用支持体と組み合わせて、図
2に示す構成を有するエリプソメータで楕円偏光解析測
定を行ない、得られた出力を記録した。 (II)逆転写酵素反応 市販の逆転写酵素(Boehringer Mannheim 社製)をPB
Sで希釈し、それぞれ濃度 0、0.04、 0.1、 0.2、 0.4
および 1.0mU/mlの6種類の酵素溶液を調製した。
A control support was prepared in exactly the same manner, combined with the DNA synthesis support described above, and subjected to ellipsometry with an ellipsometer having the structure shown in FIG. 2 to obtain an output. Was recorded. (II) Reverse transcriptase reaction Commercially available reverse transcriptase (Boehringer Mannheim) was used in PB
Dilute with S, concentration 0, 0.04, 0.1, 0.2, 0.4 respectively
And six types of enzyme solutions of 1.0 mU / ml were prepared.

【0067】次に、反応溶液(50mMトリス、pH 7.8
(Sigma 社製)、 167.5mM KCl(Sigma 社製)、
12.5mM MgCl2 (Sigma 社製)、 5.625mM D
TT(Sigma 社製)、 0.437mM EDTA(Sigma 社
製)、 0.287%トリトンX100 (Sigma 社製)、8.33μ
M dTTP(Boehringer Mannheim 社製)、4.16μM
ビオチン−dUTP(Boehringer Mannheim 社製)、お
よび 3.125μgオリゴ−dT12-18 (Sigma 社製)) 1
66.7μl中に上記(I)において作製したDNA合成反
応用支持体を浸漬し、さらに上で調製した酵素溶液33.3
μlを混合して、37℃で30分間反応させた。反応後、D
NA合成反応用支持体を反応溶液から取り出して洗浄し
た。 (III )楕円偏光解析測定 逆転写酵素反応後のDNA合成反応用支持体を、上記
(I)において作製した対照用支持体と再度組み合わせ
てエリプソメータで測定を行ない、その結果得られた出
力と反応前に得られた出力との差を測定出力とした。各
々の濃度の酵素溶液を用いて測定した結果を図4に黒塗
りの四角で示す。
Next, the reaction solution (50 mM Tris, pH 7.8)
(Sigma), 167.5 mM KCl (Sigma),
12.5 mM MgCl 2 (Sigma), 5.625 mM D
TT (Sigma), 0.437 mM EDTA (Sigma), 0.287% Triton X100 (Sigma), 8.33 μm
M dTTP (Boehringer Mannheim), 4.16 μM
Biotin-dUTP (Boehringer Mannheim) and 3.125 μg oligo-dT 12-18 (Sigma)) 1
The support for DNA synthesis reaction prepared in the above (I) was immersed in 66.7 μl, and the enzyme solution 33.3 prepared above was further immersed.
μl was mixed and reacted at 37 ° C. for 30 minutes. After the reaction, D
The support for NA synthesis reaction was removed from the reaction solution and washed. (III) Ellipsometric analysis The support for DNA synthesis reaction after the reverse transcriptase reaction was recombined with the control support prepared in the above (I), and measurement was carried out using an ellipsometer. The difference from the previously obtained output was taken as the measured output. The results of the measurement using the enzyme solutions of each concentration are shown by black squares in FIG.

【0068】この測定の後、アビジン修飾した金コロイ
ド粒子を含有するバッファー中に上記測定に用いたDN
A合成反応用支持体をさらに浸漬し、37℃で30分間反応
させた後、バッファーから取り出して洗浄した。
After this measurement, the DN used for the above measurement was placed in a buffer containing avidin-modified gold colloid particles.
The support for synthesis reaction A was further immersed and reacted at 37 ° C. for 30 minutes, and then taken out of the buffer and washed.

【0069】このようにして得られた、金コロイド修飾
されたDNA合成反応用支持体を、同様に上記(I)に
おいて作製した対照用支持体と組み合わせてエリプソメ
ータで測定を行ない、その結果得られた出力と反応前に
得られた出力との差を求めた。各濃度の酵素溶液を用い
て測定した結果を図4に併記する(黒塗りの三角)。図
4より明らかなように、金コロイド粒子で修飾した場合
には金コロイド粒子を用いない場合に比較して、明確な
感度の上昇が認められる。
The colloidal gold-modified DNA synthesis support thus obtained was combined with the control support similarly prepared in the above (I) and subjected to measurement with an ellipsometer. The difference between the output obtained before the reaction and the output obtained before the reaction was determined. The results of the measurement using the enzyme solutions of each concentration are also shown in FIG. 4 (solid triangles). As is apparent from FIG. 4, a clear increase in sensitivity is observed when the particles are modified with colloidal gold particles, as compared with the case where no colloidal gold particles are used.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明のDNA合成酵素活性の測定方法
は、簡便で非常に高感度であり、かつDNA合成酵素の
活性が従来の方法では検出不可能なほど微弱であっても
検出することが可能である。
The method for measuring DNA synthase activity of the present invention is simple and very sensitive, and can detect DNA synthase activity even if it is too weak to be detected by conventional methods. Is possible.

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

【図1】この発明のDNA合成酵素活性の測定方法の具
体例において、金コロイド粒子がDNA合成酵素反応用
支持体に固定されるまでを模式的に示す図。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a process until a colloidal gold particle is fixed to a DNA synthase reaction support in a specific example of the method for measuring DNA synthase activity of the present invention.

【図2】この発明のDNA合成酵素活性の測定方法の具
体例において、DNA合成用支持体の表面の状態を測定
する装置の光学系を模式的に示す図。
FIG. 2 is a diagram schematically showing an optical system of an apparatus for measuring the state of the surface of a support for DNA synthesis in a specific example of the method for measuring DNA synthase activity of the present invention.

【図3】この発明のDNA合成酵素活性の測定方法の実
施例により得られた、DNA合成酵素濃度と楕円偏光成
分の出力との相関を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing the correlation between the concentration of DNA synthase and the output of an elliptically polarized light component, obtained by an example of the method for measuring DNA synthase activity of the present invention.

【図4】無機物質として金コロイド粒子を用いるこの発
明のDNA合成酵素活性の測定方法による測定の結果
(黒塗りの三角)と、無機物質を用いないこと以外はこ
の発明に従って行なった測定の結果(黒塗りの四角)と
を比較して示す図。
FIG. 4 shows the results of the DNA synthetase activity measurement method of the present invention using colloidal gold particles as the inorganic substance (black triangles) and the results of the measurement performed in accordance with the present invention except that no inorganic substance is used. FIG.

【図5】従来のDNA合成酵素の検出方法の具体例を模
式的に示す図。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a specific example of a conventional method for detecting a DNA synthase.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の膜厚を有する酸化シリコン被膜が
形成され、かつDNA合成酵素の鋳型であるヌクレオチ
ド鎖が固相化されたシリコン基板からなるDNA合成反
応用支持体に、該ヌクレオチド鎖に相補的であり、かつ
標識されたデオキシリボヌクレオチド、プライマーおよ
び界面活性剤を含有する反応液と検体とを接触させてD
NA合成反応を行なう工程と、 前記DNA合成反応用支持体を、前記デオキシリボヌク
レオチドの標識と特異的に反応し得る物質と無機物質と
の複合体と接触させる工程と、 前記DNA合成反応用支持体と同一の支持体からなり、
かつ前記ヌクレオチド鎖が固相化されていない対照用支
持体に、直線偏光を所定の入射角で入射させる工程と、 該対照用支持体で反射した第1の反射光を前記直線偏光
の入射角と同一の入射角で前記DNA合成反応を行なっ
た後のDNA合成反応用支持体に入射させる工程と、 前記DNA合成反応用支持体で反射した第2の反射光の
楕円偏光成分を測定する工程と、を具備することを特徴
とするDNA合成酵素活性の測定方法。
1. A DNA synthesis reaction support comprising a silicon substrate on which a silicon oxide film having a predetermined thickness is formed and on which a nucleotide chain as a template for a DNA synthase is immobilized, is coated on the nucleotide chain. Contacting a sample with a reaction solution containing complementary and labeled deoxyribonucleotides, primers and surfactant
Performing a NA synthesis reaction; contacting the DNA synthesis reaction support with a complex of a substance capable of reacting specifically with the deoxyribonucleotide label with an inorganic substance; and the DNA synthesis reaction support. Consisting of the same support as
And a step of causing linearly polarized light to enter the control support on which the nucleotide chain is not immobilized at a predetermined incident angle; and the first reflected light reflected by the control support is incident on the linearly polarized light at an incident angle. Irradiating the DNA synthesis reaction support after the DNA synthesis reaction is performed at the same incident angle as above, and measuring the elliptically polarized light component of the second reflected light reflected by the DNA synthesis reaction support. And a method for measuring DNA synthase activity.
【請求項2】 前記無機物質がコロイド金属粒子である
請求項1記載のDNA合成酵素活性の測定方法。
2. The method according to claim 1, wherein the inorganic substance is a colloidal metal particle.
【請求項3】 前記コロイド金属粒子の粒径が20nm〜
100nmである請求項2記載のDNA合成酵素活性の測
定方法。
3. The particle size of the colloidal metal particles is 20 nm or more.
The method for measuring DNA synthase activity according to claim 2, which is 100 nm.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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