JPWO2015159535A1 - 検出液とその調製方法、バイオセンシング方法 - Google Patents
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Description
被検出物質の第1の部位と特異結合する生体物質を含む第1のプローブが第1の貴金属ナノ粒子の表面に固定されてなる第1のナノ粒子プローブと、
被検出物質の第2の部位と特異結合する生体物質を含む第2のプローブが第2の貴金属ナノ粒子の表面に固定されてなる第2のナノ粒子プローブとが緩衝性水溶液に分散されてなり、
被検出物質の第1の部位及び第2の部位の、これらの部位同士が近接する側の末端と、
第1のプローブ及び第2のプローブの基端とが特異結合するように、
第1のプローブと第2のプローブがそれぞれ、第1の貴金属ナノ粒子と第2の貴金属ナノ粒子に固定されてなることを特徴とするものである。
上記本発明の検出液を調製する工程(A)と、
被検出物質と、第1のプローブ及び第2のプローブとが特異結合を形成しうる条件で、第1の部位と第2の部位を有する被検出物質を含む被測定試料と検出液とを混合する工程(B)と、
この混合により得られた溶液を用いて、貴金属ナノ粒子の標識を検出することにより被測定試料中の特異結合した被検出物質の有無を検出する工程(C)とを有するものである。
被検出物質の第1の部位及び第2の部位の、これらの部位同士が近接する側の末端と、第1のプローブ及び第2のプローブの基端とが特異結合するように、第1のプローブと第2のプローブがそれぞれ、第1の貴金属ナノ粒子と第2の貴金属ナノ粒子に固定されてなるものである。かかる検出液によれば、第1の貴金属ナノ粒子と第2の貴金属ナノ粒子とが近接するように第1のプローブと第2のプローブが被検出物質に特異結合するため、第1の貴金属ナノ粒子と第2の貴金属ナノ粒子が個々の粒子として検出されることを抑制し、また、被検出物質の長さ(塩基数)によって生ずる、金ナノ粒子の間隔の違いを最小限にすることができる。従って、本発明によれば、貴金属ナノ粒子を標識として、被測定試料中に含まれる、生体物質からなる被検出物質を検出するバイオセンシングにおいて、検出感度及び精度の良好なバイオセンシングを実施することができる。
図面を参照して本発明にかかる一実施形態の検出液及びそれを用いたバイオセンシング方法について説明する。図1Aは本実施形態の検出液1の構成を示す概略断面模式図である。図2Aは、検出液1に含まれる第1及び第2の貴金属ナノ粒子プローブP1、P2の好適な態様を示す概略断面模式図,図2Bは、図2Aの貴金属ナノ粒子表面の拡大概略模式図である。本明細書の概略図及び模式図では、視認しやすくするため各部の縮尺は適宜変更して示してある。
被検出物質50の第2の部位50Bと特異結合する生体物質を含む第2のプローブ20Bが第2の貴金属ナノ粒子10Bの表面に固定されてなる第2のナノ粒子プローブP2とが緩衝性水溶液40に分散されてなるものである。
第1のプローブ20A及び第2のプローブ20Bの基端20Ab,20Bbとが特異結合するように、
第1のプローブ20Aと第2のプローブ20Bがそれぞれ、第1の貴金属ナノ粒子10Aと第2の貴金属ナノ粒子10Bに固定されてなる。
被検出物質の第1の部位50A及び第2の部位50Bの、これらの部位同士が近接する側の末端50At,50Btと、第1のプローブ及び第2のプローブの基端20Ab,20Bbとが特異結合するように、第1のプローブ20Aと第2のプローブ20Bがそれぞれ、第1の貴金属ナノ粒子10Aと第2の貴金属ナノ粒子10Bに固定されてなるものである。かかる構成によれば、第1の貴金属ナノ粒子10Aと第2の貴金属ナノ粒子10Bとが近接するように第1のプローブ20Aと第2のプローブ20Bが被検出物質に特異結合するため、第1の貴金属ナノ粒子10Aと第2の貴金属ナノ粒子10Bが個々の粒子として検出されることを抑制し、また、被検出物質の長さ(塩基数)によって生ずる、金ナノ粒子の間隔の違いを最小限にすることができる。
図面を参照して、本発明にかかる一実施形態のバイオセンシング方法について説明する。図3A、図3B、図3Cは本発明のバイオセンシング方法の工程(A)〜工程(C)の好適な態様を示す概略模式図である。
上記本発明の検出液を調製する工程(A)と、
被検出物質と、第1のプローブ及び第2のプローブとが特異結合を形成しうる条件で、第1の部位と第2の部位を有する被検出物質を含む被測定試料と検出液とを混合する工程(B)と、
この混合により得られた溶液を用いて、貴金属ナノ粒子の標識を検出することにより被測定試料中の特異結合した被検出物質の有無を検出する工程(C)とを有するものである。
図3Aに示されるように、工程(A)では上記本発明の検出液1を調製する。検出液1には、第1のナノ粒子プローブP1と第2のナノ粒子プローブP2とが含まれている。従って、まず、それぞれのナノ粒子プローブを調製し、それらを混合することにより検出液1を得る。
工程(B)は、検出液1中に被測定試料を混合して、被測定試料中の被検出物質50と、検出液1中の第1及び第2のプローブ20A,20Bとの相補的結合Hの形成(特異結合)反応を実施する工程である。
工程(C)は、工程(B)において混合された混合溶液を用いて、金ナノ粒子標識を検出することにより相補鎖の形成(特異結合)Hを検出し、被測定試料中の被検出物質50の有無を検出する工程である。
AI=(Ix−Iy)/(Ix+Iy) ・・・ (1)
(Ixはx方向の散乱光強度,Iyはx方向に直交する散乱光強度,x方向は入射光の偏光方向である)
上記実施形態では、より検出感度及び検出精度が良好となる態様である、第1のナノ粒子プローブ及び第2のナノ粒子プローブが、表面に、疎水性部と親水性部とを有する両親媒性の表面修飾が表面に固定されてなる態様について説明したが、かかる表面修飾を備えていない態様であっても、被検出物質の長さ(塩基数)によって、金ナノ粒子の間隔の違いを最小限にすることができ、検出感度及び精度の良好なバイオセンシングを実施することができる。
Claims (18)
- 貴金属ナノ粒子を標識として、被測定試料中に含まれる、生体物質からなる被検出物質を検出するバイオセンシングに用いる検出液であって、
前記被検出物質の第1の部位と特異結合する生体物質を含む第1のプローブが第1の前記貴金属ナノ粒子の表面に固定されてなる第1のナノ粒子プローブと、
前記被検出物質の第2の部位と特異結合する生体物質を含む第2のプローブが第2の前記貴金属ナノ粒子の表面に固定されてなる第2のナノ粒子プローブとが緩衝性水溶液に分散されてなり、
前記第1の部位及び前記第2の部位の、該部位同士が近接する側の末端と、
前記第1のプローブ及び前記第2のプローブの基端とが特異結合するように、
前記第1のプローブと前記第2のプローブがそれぞれ、前記第1の貴金属ナノ粒子と第2の貴金属ナノ粒子に固定されてなる検出液。 - 前記第1のナノ粒子プローブ及び前記第2のナノ粒子プローブは、前記表面に、疎水性部と親水性部とを有する両親媒性の表面修飾が固定されてなり、前記両親媒性の表面修飾の前記粒子に固定されている側が、前記疎水性部である請求項1記載の検出液。
- 前記表面修飾の前記第1の貴金属ナノ粒子及び前記第2の貴金属ナノ粒子に固定されていない側の末端の官能基の帯電状態が、前記生体物質の帯電状態と同じである請求項2記載の検出液。
- 前記第1のプローブ及び前記第2のプローブは、前記第1の貴金属ナノ粒子と第2の貴金属ナノ粒子に、前記表面修飾により前記特異結合が阻害されることを抑止する緩衝部を介して固定されてなることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の検出液。
- 前記親水性部がポリエチレングリコール鎖であることを特徴とする請求項2〜4いずれか1項記載の検出液。
- 前記親水性部が糖鎖であることを特徴とする請求項2〜4いずれか1項記載の検出液。
- 前記親水性部が前記第1及び第2のプローブに対して相補鎖を生じさせない塩基配列であることを特徴とする請求項2〜4いずれか1項記載の検出液。
- 前記両親媒性の表面修飾が、水溶性を有する自己組織化単分子膜であることを特徴とする請求項2〜7いずれか1項記載の検出液。
- 前記緩衝部が、親水性部を有することを特徴とする請求項4〜8いずれか1項記載の検出液。
- 前記緩衝部の前記親水性部がポリエチレングリコール鎖であることを特徴とする請求項9に記載の検出液。
- 前記緩衝部の前記親水性部が糖鎖であることを特徴とする請求項9に記載の検出液。
- 前記緩衝部の前記親水性部が前記第1及び第2のプローブに対して相補鎖を生じさせない塩基配列であることを特徴とする請求項9に記載の検出液。
- 前記特異結合が核酸のハイブリダイゼーションであることを特徴とする請求項1〜12いずれか1項記載の検出液。
- 貴金属ナノ粒子を標識として、被測定試料中に含まれる、生体物質からなる被検出物質を検出するバイオセンシングにおいて、
前記請求項1〜13いずれか1項記載の検出液を調製する工程(A)と、
前記被検出物質と、前記第1のプローブ及び前記第2のプローブとが前記特異結合を形成しうる条件で、前記第1の部位と前記第2の部位を有する前記被検出物質を含む被測定試料と前記検出液とを混合する工程(B)と、
該混合により得られた溶液を用いて、前記標識を検出することにより前記被測定試料中の前記特異結合した前記被検出物質の有無を検出する工程(C)とを有することを特徴とするバイオセンシング方法。 - 前記工程(C)において、前記被検出物質の有無の検出を、ゲル電気泳動により実施することを特徴とする請求項14に記載のバイオセンシング方法。
- 前記工程(C)において、前記被検出物質の有無を、散乱光の偏光異方指数により検出することを特徴とする請求項14に記載のバイオセンシング方法。
- 前記工程(C)において、前記被検出物質の有無を、光散乱相関分光法 により検出することを特徴とする請求項14に記載のバイオセンシング方法。
- 前記工程(C)において、前記被検出物質の有無を、貴金属ナノ粒子の局在プラズモン共鳴波長シフトにより検出することを特徴とする請求項14に記載のバイオセンシング方法。
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