JPWO2016152763A1 - 核酸の回収方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)生物学的試料から核酸を回収する方法であって、以下の工程:
工程a)水溶性の中性ポリマーが表面に吸着した酸化アルミニウムの担体と核酸を含む溶液を混合し、担体に核酸を吸着させる工程、
工程b)工程a)において混合した溶液から、前記核酸が吸着した担体を分離する工程、
工程c)工程b)において分離した前記核酸が吸着した担体に溶出液を加えて核酸を回収する工程、
を含むことを特徴とする核酸の回収方法。
(2)前記水溶性の中性ポリマーが、pH7の溶液中で−10mV以上+10mV以下のゼータ電位を有するポリマーであることを特徴とする(1)に記載の核酸の回収方法。
(3)前記ポリマーが、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)又はヒドロキシプロピルメチルセルロースであることを特徴とする(1)又は(2)に記載の核酸の回収方法。
(4)前記溶出液が緩衝液であることを特徴とする(1)から(3)のいずれかに記載の核酸の回収方法。
(5)前記生物学的試料が、血液、尿、唾液、粘膜、汗、培養細胞、培養細胞の培養液、組織試料又は標本であることを特徴とする(1)から(4)のいずれかに記載の核酸の回収方法。
(6)酸化アルミニウムの担体の表面に水溶性の中性ポリマーが吸着した核酸回収用の担体。
(7)前記水溶性の中性ポリマーが、pH7の溶液中で−10mV以上+10mV以下のゼータ電位を有するポリマーであることを特徴とする(6)に記載の担体。
(8)前記水溶性の中性ポリマーがポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)又はヒドロキシプロピルメチルセルロースであることを特徴とする(6)または(7)に記載の担体。
(9)前記水溶性の中性ポリマーが、酸化アルミニウムの担体の表面のうち7%以上を被覆するよう吸着していることを特徴とする(6)から(8)のいずれかに記載の担体。
(10)(6)から(9)のいずれかに記載の担体と緩衝液を備えることを特徴とする核酸回収用のキット。
ポリエチレングリコールはメルク株式会社より、ポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)はAlfa Aesar, A Johnson Matthey Companyより、塩基性のガンマ酸化アルミニウム(N613N)は日揮触媒化成株式会社より、アルファ酸化アルミニウム(CAS.No1344-28-1, Cat.013-23115)、酸性のガンマ酸化アルミニウム(CAS.No1344-28-1, Cat.590-13685)、中性のガンマ酸化アルミニウム(CAS.No1344-28-1, Cat.013-590-13715)は和光純薬株式会社より購入した。実施例中で用いたポリマー水溶液は、それぞれの濃度に水で溶解した。また、実施例中で特に断らない限り、ガンマ酸化アルミニウムは塩基性のものを用いた。また、特に断らない限り、酸化アルミニウムは、ふるい分けなどせずに購入したまま実験に用いた。
特許文献3(実施例4,Table2)に記載の酸化アルミニウムAと組成の近い塩基性のガンマ酸化アルミニウム(N613N, 日揮触媒化成株式会社)、酸化アルミニウムDと組成の近い、アルファ酸化アルミニウム(和光純薬株式会社)を用いて、核酸を効率的に回収することができるかを検討した。酸化アルミニウムに吸着させた核酸を溶出させる溶出液として、特許文献3、4に、リン酸緩衝液、又はTris-EDTA緩衝液を溶出液として利用できることが記載されおり、特許文献5には、リン酸溶液が核酸と酸化アルミニウムとの結合を阻害する旨が記載されていたことから、リン酸緩衝液(0.5M, pH8)又はTris-EDTA緩衝液(0.5M Tris, 0.5M EDTA, pH8)を溶出液として、以下の実験を行った。
1.5mlチューブに、0.5mgずつガンマ酸化アルミニウムを量り取った。これにポリマー溶液として、ポリアクリル酸(PAcA, 5.1kD, 10wt%)、デキストラン硫酸(DS, 4kD, 10wt%)、ポリビニルスルホン酸(PVSA, 10wt%)、ポリアリルアミン(PAA, 17kD, 10wt%)、ポリ-L-リシン(PLL, 150kD, 1wt%)をそれぞれ50μlずつ加えて10分間ミキサーで攪拌した。遠心機で遠心(10000G, 1min)して上清を除き、それぞれのポリマーが表面に吸着したガンマ酸化アルミニウム得た。
1.5mlのチューブに比較例2で作製した水溶性の中性ポリマー以外の水溶性のポリマーとして、ポリアクリル酸(PAcA, 5.1kD, 10wt%)、デキストラン硫酸(DS, 4kD, 10wt%)、ポリビニルスルホン酸(PVSA, 10wt%)、ポリアリルアミン(PAA, 17kD, 10wt%)、ポリ-L-リシン(PLL, 150kD, 1wt%)が表面に吸着したガンマ酸化アルミニウムを0.5mgずつ量り取り担体として用いた。溶出液はTris-EDTA緩衝液(0.5M Tris, 0.5M EDTA, pH8)とし、その他の条件、操作は比較例1と同様に行い核酸の吸着率、溶出率、回収率を算出した。結果を表2に示した。
1.5mlチューブに、0.5mgずつガンマ酸化アルミニウムを量り取った。これに、ポリマー水溶液として、水溶性の中性ポリマーであるポリビニルアルコール(11%アセチル化, PVA, 18kD, 10wt%)、ポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)(PEOz, 5kD, 10wt%)、ポリエチレングリコール(PEG, 10kD, 10wt%)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース)(HPMC, 10kD, 10wt%)、ポリビニルピロリドン(PVP, 10kD, 10wt%)をそれぞれに50μlずつ加えた。その他の条件、操作は比較例2と同様に行い、それぞれのポリマーが表面に吸着したガンマ酸化アルミニウムの担体を得た。
1.5mlのチューブに実施例1で作製した各水溶性の中性ポリマーとして、ポリビニルアルコール(11%アセチル化, PVA, 18kD, 10wt%)、ポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)(PEOz, 5kD, 10wt%)、ポリエチレングリコール(PEG, 10kD, 10wt%)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース)(HPMC, 10kD, 10wt%)、ポリビニルピロリドン(PVP, 10kD, 10wt%)が表面に吸着したガンマ酸化アルミニウムを0.5mgずつ量り取り担体として用いた。その他の条件、操作は比較例3と同様に行い、核酸の吸着率、溶出率、回収率を算出した。結果を表2に示した。
比較例3で用いた水溶性の中性ポリマー以外の水溶性のポリマーであるポリアクリル酸(PAcA, 5.1kD)、デキストラン硫酸(DS, 4kD)、ポリビニルスルホン酸(PVSA)、ポリアリルアミン(PAA, 17kD)、ポリーL−リシン(PLL, 150kD))を終濃度が1wt%以上10wt%以下となるようにリン酸緩衝液(10mM, pH7)に溶解し、大塚電子株式会社のELS-Zを用いてゼータ電位を測定した。結果を表3に示す。表3は、本測定によって得られたゼータ電位と、それぞれのポリマーが表面に吸着したガンマ酸化アルミニウムを担体として使ったDNA22の回収率(比較例3の結果)の相関を取り、ゼータ電位の値の低い順に並べたものである。
終濃度が1wt%以上10wt%以下となるよう、実施例2で用いた水溶性の中性ポリマーであるポリビニルアルコール(11%アセチル化, PVA, 18kD)、ポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)(PEOz, 5kD)、ポリエチレングリコール(PEG, 10kD)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC, 10kD)、ポリビニルピロリドン(PVP, 10kD)をリン酸緩衝液(10mM, pH7)に溶解し、比較例4と同様の方法でゼータ電位を測定した。
実施例1に従ってポリエチレングリコールが表面に吸着したガンマ酸化アルミニウムを作製し、1.5mlチューブに0.5mgずつ量り取った。溶出液として0.5Mクエン酸緩衝液(pH 5, 6)、0.5M リン酸緩衝液(pH6, 7, 8)、0.5M Tris-EDTA緩衝液(pH8)、10wt%の終濃度となるようPVSAを添加した0.5M Tris緩衝液(pH8) をそれぞれ用いた。その他の条件、操作は比較例1と同様に行い、核酸の吸着率、溶出率、回収率を算出した。結果を表4に示した。
実施例1に従ってポリエチレングリコールが表面に吸着したガンマ酸化アルミニウムを作製し、1.5mlチューブに0.5mgずつ量り取った。核酸を含む溶液として、7.5μgの100bp DNA ladderの200bp、300bp、1000bpがそれぞれ溶解した6Mグアニジンチオシアン酸塩水溶液を100μl用いた。その他の条件、操作は比較例3と同様に行い核酸の回収率を算出した。結果を表5に示した。
実施例1に従ってポリエチレングリコールが表面に吸着したガンマ酸化アルミニウムを作製し、1.5mlチューブに1.5mgずつ量り取った。核酸を含む溶液として100pmolのDNA22が溶解した6Mグアニジンチオシアン酸塩水溶液100μlと30mg/mlのタンパク質濃度を有するウシ胎児血清100μlの混合溶液を用いた。その他の条件、操作は比較例3と同様に行い核酸の吸着率、溶出率、回収率を算出した。同様の実験をRNA22に対しても行った。結果を表6に示した。なお、回収液中のタンパク質濃度は、Bradford試験の検出限界以下(0.25mg/ml以下)であった。
日本工業規格に規格するJIS Z-8801-1:2006に基づくふるいを使って、ガンマ酸化アルミニウムを粒径ごとに分画(100μm以上212μm未満、40μm以上100μm未満、32μm以上40μm未満、20μm以上32μm未満)した。担体は、実施例1と同様にして、各粒径ごとのポリエチレングリコールが表面に吸着したガンマ酸化アルミニウムを調製してこれを用いた。その他の条件、操作は比較例3と同様に行い核酸の回収率を算出した。結果を表7に示した。
酸性のガンマ酸化アルミニウム、中性のガンマ酸化アルミニウム、塩基性のガンマ酸化アルミニウムを用いた。担体は、実施例1と同様にして、ポリエチレングリコールが表面に吸着したそれぞれの酸化アルミニウムを調製してこれを用いた。その他の条件、操作は比較例3と同様に行い核酸の吸着率、溶出率、回収率を算出した。結果を表8に示した。
分子量が 6kD、 10kD、500kDのポリエチレングリコールと、分子量が18kD、40kD、 150kD(いずれも11%アセチル化)のポリビニルアルコールをそれぞれ10wt%になるよう調製しポリマー溶液として用いた。担体は、実施例1と同様にして、各分子量のポリエチレングリコールが表面に吸着したガンマ酸化アルミニウムを調製してこれを用いた。その他の条件、操作は比較例3と同様に行い、核酸の吸着率、溶出率、回収率を算出した。結果を表9に示した。
1.5mlチューブに、0.5mgずつ酸化アルミニウムを量り取った。これに、ポリマー水溶液として、水溶性の中性ポリマーであるポリエチレングリコール(PEG, 10kD)を0.1wt%、1wt%、10wt%の濃度でそれぞれに50μlずつ加えた。各濃度に対してミキサーでそれぞれ1分間、5分間、30分間攪拌した。遠心機で遠心(10000G, 1min)して上清を除き、酸化アルミニウムの表面にポリエチレングリコールが吸着した担体を得た。また、比較例3と同様に行い、核酸の回収率を算出した。結果を表10に示した。
1.5mlチューブに、0.5mgずつ酸化アルミニウムを量り取った。これに、ポリマー水溶液として、水溶性の中性ポリマーであるポリエチレングリコール(PEG, 10kD)を0.1wt%、1wt%、10wt%の濃度でそれぞれに50μlずつ加えてそれぞれ5分間、30分間静置した。遠心機で遠心(10000G, 1min)して上清を除き、酸化アルミニウムの表面にポリエチレングリコールが吸着した担体を得た。また、比較例3と同様に行い、核酸の回収率を算出した。結果を表11に示した。
1.5mlチューブに、0.5mgずつ酸化アルミニウムを量り取った。これに、ポリマー水溶液として、水溶性の中性ポリマーであるポリエチレングリコール(PEG, 10kD)を10wt%の濃度で50μl加えてミキサーで10分間攪拌した。この後の操作として、実施例2では、遠心機による遠心分離操作及び上清を除く操作を行ったが、実施例12ではこれらの操作を行わなかった。このようにして作製した担体を用いた以外は、比較例3と同様に行い、核酸の吸着率、溶出率、回収率を算出し、結果を表12に示した。
実施例1にしたがってポリエチレングリコールが表面に吸着した酸化アルミニウムを作製した。この後の操作として、この担体に水200μl加えてミキサーで1分間攪拌し、遠心機で遠心(10000G, 1min)して上清を除いた。この水洗操作を1回、3回行ったものをそれぞれ調製した。上記のようにして作製した担体を用いた以外は、比較例3と同様に行い、核酸の吸着率、溶出率、回収率を算出し、結果を表13に示した。
実施例13で作製した担体、実施例2で作製したポリエチレングリコールが表面に吸着した酸化アルミニウム(水洗なし)、ポリマーが吸着していない酸化アルミニウム、ポリエチレングリコールを表面電位顕微鏡により分析し、電位分布図を取得して平均電位を算出した。測定にあたり、担体試料をカーボンテープに散布し、CoCrコートシリコンカンチレバーを探針に用い、ノンコンタクトモードで、0.5μm×1μmの視野範囲で、室温、大気中で測定した。測定値には、ポリエチレングリコールが表面に吸着した担体の粒子をランダムに3粒選んで想定した値の平均値を用いた。ポリマーが吸着していない酸化アルミニウムのみの被覆率を0%、ポリエチレングリコールのみの被覆率を100%とし、ポリエチレングリコールが吸着した酸化アルミニウムの平均電位とポリエチレングリコールの平均電位の比をとることで表面被覆率を算出した。表面被覆率と各担体を用いたときの核酸の回収率との関係を表14に示した。
Claims (10)
- 生物学的試料から核酸を回収する方法であって、以下の工程:
工程a)水溶性の中性ポリマーが表面に吸着した酸化アルミニウムの担体と核酸を含む溶液を混合し、担体に核酸を吸着させる工程、
工程b)工程a)において混合した溶液から、前記核酸が吸着した担体を分離する工程、
工程c)工程b)において分離した前記核酸が吸着した担体に溶出液を加えて核酸を回収する工程、
を含むことを特徴とする核酸の回収方法。 - 前記水溶性の中性ポリマーが、pH7の溶液中で−10mV以上+10mV以下のゼータ電位を有するポリマーであることを特徴とする請求項1に記載の核酸の回収方法。
- 前記ポリマーが、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)又はヒドロキシプロピルメチルセルロースであることを特徴とする請求項1又は2に記載の核酸の回収方法。
- 前記溶出液が緩衝液であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の核酸の回収方法。
- 前記生物学的試料が、血液、尿、唾液、粘膜、汗、培養細胞、培養細胞の培養液、組織試料又は標本であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の核酸の回収方法。
- 酸化アルミニウムの表面に水溶性の中性ポリマーが吸着した核酸回収用の担体。
- 前記水溶性の中性ポリマーが、pH7の溶液中で−10mV以上+10mV以下のゼータ電位を有するポリマーであることを特徴とする請求項6に記載の担体。
- 前記水溶性の中性ポリマーがポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリ(2−エチル−2−オキサゾリン)又はヒドロキシプロピルメチルセルロースであることを特徴とする請求項6または7に記載の担体。
- 前記水溶性の中性ポリマーが、酸化アルミニウムの担体の表面のうち7%以上を被覆するよう吸着していることを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載の担体。
- 請求項6から9のいずれかに記載の担体と緩衝液を備えることを特徴とする核酸回収用のキット。
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