WO2003006650A1 - Procede de purification d'acide nucleique au moyen d'un non-tisse et procede de detection - Google Patents

Procede de purification d'acide nucleique au moyen d'un non-tisse et procede de detection Download PDF

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WO2003006650A1
WO2003006650A1 PCT/JP2002/006939 JP0206939W WO03006650A1 WO 2003006650 A1 WO2003006650 A1 WO 2003006650A1 JP 0206939 W JP0206939 W JP 0206939W WO 03006650 A1 WO03006650 A1 WO 03006650A1
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WO
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nucleic acid
nonwoven fabric
dna
cell
cell extract
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PCT/JP2002/006939
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Inventor
Kimiyoshi Kanno
Naozumi Oda
Masaharu Aritomi
Akiko Sato
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Asahi Kasei Kabushiki Kaisha
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    • C12Q2523/30—Characterised by physical treatment
    • C12Q2523/308—Adsorption or desorption

Definitions

  • the present invention relates to a method for easily preparing high-purity nucleic acid from cells using a nonwoven fabric and a kit for preparing the same. Further, the present invention relates to a method for amplifying a nucleic acid from a nonwoven fabric adsorbed with a nucleic acid, a method for detecting the base sequence of the nucleic acid from the nonwoven fabric adsorbed with the nucleic acid, and a method for producing a nonwoven fabric adsorbed with the nucleic acid used in the method. Method and its preparation kit. Background art
  • nucleic acid such as DNA from cells
  • a sample containing cells is treated with SDS or Proteinase K to solubilize, and then the protein is denatured and removed with phenol to purify the nucleic acid ( Molecular Cloning 2nd Edition, 9. 16—9.23, Old Spring Harbor Laboratory Press, 1989).
  • SDS or Proteinase K Proteinase K
  • a method using silica is disclosed in EP 0389063.
  • cells are first treated with a chaotropic reagent to lyse the cells and release nucleic acids.
  • the nucleic acid is adsorbed on a nucleic acid-binding carrier composed of silica or a derivative thereof, and the carrier is centrifugally washed with a chaotropic agent or an organic solvent.
  • the nucleic acid is eluted with low salt Buffer.
  • Peripheral blood leukocytes using cell-adsorbing fiber aggregates such as leukocyte separation filters
  • a method for preparing a nucleic acid from the nucleic acid is disclosed in Japanese Patent Publication No. Hei 8-24583, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-280384.
  • TE B uffer-mix (TE B uffer, 1 0 mM N a C 1, 1. 5 mM Mg C l 2, p H 7.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-280384 discloses a method of removing nucleic acids or proteins from nucleated cells after adsorbing nucleated cells.
  • a cell lysate is passed through the cell lysate while the cells are still attached to the microfine fiber aggregate, or lysis or the like is performed.
  • the advantage of this method is that the adsorbed cells can be directly disrupted and lysed. Since the adsorbed cells are crushed or lysed without desorbing the adsorbed cells, the method can be performed more easily than the method of desorbing the adsorbed cells.
  • conventional techniques are used for nucleic acid purification after cell lysis, and no new method is disclosed.
  • the microfiber aggregates on which the cells are adsorbed are treated with purified water or a surfactant, and nucleic acids are purified from the cell lysate that has passed through the microfiber aggregates by the ordinary phenol-chloroform method.
  • a method for preparing nucleic acid from peripheral blood leukocytes using a cell-adsorbing fiber aggregate such as a leukocyte separation filter has been known, but in the above-described method, the filter is used up to the step of separating leukocytes and extracting nucleic acids. After that, use the existing nucleic acid purification method The acid had to be purified, which had the disadvantage that the process became complicated and took time and labor.
  • Watman GF / D variantfi 1 ters is mentioned as an example of a filter that can be used for purifying nucleic acids, while Watman is an unusable example.
  • GF / C filters are mentioned.
  • the characteristics of a filter suitable for the method include the fact that the purified DNA cannot be captured even when the purified DNA is passed through the filter, and that when the cells are lysed and then filtered, the DNA yield is reduced by 80%, making the filter practical. It is stated that it is not.
  • the experimenter needs to lyse red blood cells before lysing white blood cells. Further, such a method of purifying cells after adsorbing them on a filter has a disadvantage that a filter must be selected according to the type of cells.
  • U.S. Pat.Nos. 5,187,083 and 5,234,824 disclose a method in which blood cells are lysed with a detergent and then passed through a filter having a pore size of 0.2 ⁇ to 0.8 m to purify DNA. are doing.
  • US Patent 523482
  • the method claimed in No. 4 is a method for rapidly preparing pure DNA from blood cells and includes the following steps. (1) Gently lyse the cells with a solution containing a surfactant and a viscosity enhancer over 2 to 40 minutes so as not to apply a high shear force, to prepare a lysate containing the DNA of the cells. At this time, the DNA must have a molecular weight large enough to be trapped by the filter. Next, (2) the extract was added to 0.
  • the eluate may contain up to 10 OmM of magnesium or calcium.
  • the viscosity enhancer of (1) po 1 y Viny 1 alcohol (molecular weight of 70,000 to 100,000), water-soluble polymer, sugar, polypeptide, gelatin, etc. are used.
  • the blood must be diluted at least 10 times. Otherwise, the viscosity is too high to filter through the filter.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-120894 states that (1) nucleic acids are introduced into a surface from a predetermined direction, (2) nucleic acids are immobilized on the surface, (3) immobilization from the surface And (4) removing nucleic acids released from the surface mainly in the input direction.
  • a membrane can be used as the surface, and the membrane may be hydrophobic or hydrophilic.
  • Materials for the membrane include nylon, polysnorethone, polyethenoresnorefone, polycarbonate, polyatalylate, and acrylic acid copolymer, polyurethane, polyamide, polychlorinated vinyl, polyfluorocarbonate, and polytetrafluoroethylene.
  • Tyrene polyvinylidene fluoride, polyvinylidene difluoride, polyethylene-tetrafluoroethylene copolymer, polyethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer, or polyphenylene sulfide can be used.
  • the pores of the membrane have a diameter of 0.001 to 50 m, preferably 0.01 to 20 ⁇ m, most preferably 0.05 to 1 05 ⁇ .
  • salts of mineral acids with alkali and alkaline earth metals, alkaline or alkaline earth metals and monobasic or polybasic or polyfunctional organic acids A hydroxyl derivative of an aliphatic or acyclic saturated or unsaturated hydrocarbon, phenol or polyphenol, or a chaotropic agent.
  • This method has a drawback that alcohol or a picking agent must be added at the time of adsorption in order to increase the yield of nucleic acid.
  • RNA is adsorbed on 1.2 ⁇ of hydrophobic nylon membrane (Hydrolon, Pal1)
  • the yield is 0.15 ⁇ M when 1M NaC1 is used for the binding solution.
  • the yields differ by a factor of ten.
  • the yield will be 2.3 // g or 6. If you use a strong pick, it is necessary to wash it well with a buffer containing alcohol and then dry it.
  • a sample is contacted with a surfactant and a solid support, whereby the soluble nucleic acid in the sample binds to the support, and then the support is used.
  • a method for isolating a nucleic acid from a sample comprising separating the nucleic acid from the sample together with the nucleic acid to which is bound.
  • Magnetic particles sold as DYNABEADS are listed as particularly suitable solid supports for use in the present invention, and the examples are also in this regard.
  • the surfactant may be any surfactant, and may be ionic including anionic and cationic, nonionic or zwitterionic.
  • the sample volume usually ranges from several ⁇ 1 to several 101. For this reason, when the sample volume is large, it may be necessary to concentrate the cells by an operation such as centrifugation in advance, or to concentrate the target cells after removing unnecessary cells and substances. For example, in order to purify leukocyte DN 0 contained in 0.5 ml of blood, it is necessary to first lyse the blood and then centrifuge to form leukocytes into a pellet. In addition, the DNA is recovered as a gel-like DNAZD YNABEADS complex, and this complex is easily broken by pipetting or other operations. Therefore, care must be taken because if not washed gently, the complex will fall apart and the DNA yield will decrease significantly.
  • nucleic acids adsorbed on a solid surface are eluted with active oxygen.
  • nucleic acids adsorbed on a solid surface are eluted with alkali.
  • SNP s tubing technology refers to all technologies from the processing of specimens to the output of test results, such as genome extraction and purification, nucleic acid amplification, and nucleotide sequence analysis.
  • nucleic acid to be amplified or sequenced When amplifying a specific base sequence by nucleic acid amplification reaction such as Polymerase Chain Reaction (PCR), or when analyzing a base sequence by SNP s typing technology, the nucleic acid to be amplified or sequenced is Usually, it is supplied to the reaction system in a solution state. Nucleic acid is recovered as a solution by any of the methods cited above (International Publication WO 00/21973, US Pat. No. 5,188,083, US Pat. No. 5,234,824, Japanese Translation of PCT Application No. 2001-520894). issue). Although it is a common method for preparing nucleic acids, elution takes time and it is necessary to set elution conditions suitable for it. If the time required for nucleic acid elution is shortened, or if the elution step is skipped and the process proceeds to the next inspection step, the time required for inspection will be significantly reduced.
  • PCR Polymerase Chain Reaction
  • US Patent No. 5,756,126 describes a method for directly analyzing nucleic acids adsorbed on a filter.
  • a sample containing a nucleic acid substance is added to a dry solid medium on which a weak base, a chelating agent, an anionic surfactant, and components required for analysis are adsorbed, and (2) the sample is Save and (3) remove the protein or hemoglobin contained in the sample, and (4) analyze the sample.
  • U.S. Pat. No. 5,972,386 discloses that (a) a solid matrix which adsorbs a protein denaturant, (mouth) a component necessary for analysis, and (c) a component for holding the component on a matrix.
  • a method for directly analyzing nucleic acids adsorbed on a filter using a dry solid medium for storing nucleic acids consisting of a retention agent and a three-component nucleic acid is described. That is, (1) adding a sample containing a nucleic acid substance to the dry solid medium, (2) storing the sample,
  • examples of dry solid media are uric acid, tris, EDTA, SD
  • Analysis refers to an analysis based on electrophoresis of PCR or restriction fragment length polymorphism (RF LP).
  • This method requires time and effort to prepare a dry solid medium, has a limitation on the volume of a sample that can be added to the dry solid medium, and therefore has a small nucleic acid density that can be immobilized on the medium, and is used to remove proteins such as hemoglobin. It has disadvantages such as the necessity of using organic solvents such as phenol and alcohol, the complicated operation and the long time.
  • nucleic acid binding solid phase examples include silica beads and filters such as PV DF (Mi 11 ipore), Nitrocellulose (Sch 1 eicherand S chueil) ⁇ Hy bond 1 and Amersham. ing. It also describes a method for performing PCR using a nucleic acid-adsorbed filter directly as a template.
  • the nucleic acid solution is mixed with the guanidine thiosinate solution and the filter, the nucleic acid is adsorbed on the filter, washed with a chaotropic agent, 70% ethanol, and dried at 56 ° C.
  • the filter was added directly to the PCR reaction system, indicating that the target nucleic acid could be amplified.
  • a chaotropic agent or an organic solvent must be used. Since a chaotropic agent or ethanol strongly inhibits the PCR reaction, it is necessary to completely remove these substances, which makes the operation complicated and time-consuming. There are drawbacks such as.
  • the filter is generally used for plotting, and is not suitable for purifying nucleic acids from biological materials such as blood.
  • An object of the present invention is to provide a method for purifying a nucleic acid of a cell from a sample containing cells, such as blood, more easily and with higher yield than conventional techniques. It is a further object of the present invention to provide a quick and simple method for preparing a nucleic acid which can be used for conventional nucleic acid amplification techniques and base sequence analysis techniques.
  • the present invention includes the following inventions.
  • a method for preparing a nucleic acid of a cell from a sample containing the cell is a method for preparing a nucleic acid of a cell from a sample containing the cell.
  • Mouth a step of bringing the cell extract into contact with the nonwoven fabric and allowing the nucleic acids in the cell extract to adsorb to the nonwoven fabric;
  • a method for preparing and amplifying a nucleic acid of a cell from a sample containing the cell is a method for preparing and amplifying a nucleic acid of a cell from a sample containing the cell.
  • Mouth a step of bringing the cell extract into contact with the nonwoven fabric and allowing the nucleic acids in the cell extract to adsorb to the nonwoven fabric;
  • a method for preparing a nucleic acid of a cell from a sample containing the cell and detecting a specific base sequence is a method for preparing a nucleic acid of a cell from a sample containing the cell and detecting a specific base sequence.
  • Mouth a step of bringing the cell extract into contact with the nonwoven fabric and allowing the nucleic acids in the cell extract to adsorb to the nonwoven fabric;
  • a method for preparing a nucleic acid of a cell from a sample containing the cell and detecting a specific base sequence is a method for preparing a nucleic acid of a cell from a sample containing the cell and detecting a specific base sequence.
  • a method for producing a nonwoven fabric having cell nucleic acid adsorbed thereon is provided.
  • (C) a step of adding a solution for labeling the nucleic acid to the nonwoven fabric and reacting the nonwoven fabric, the method comprising: preparing a cell nucleic acid from a cell-containing sample and labeling the nucleic acid.
  • the nonwoven fabric has a fiber diameter of 0.3 to 20 ⁇ described in one of (1) to (27). the method of.
  • a kit for preparing a nucleic acid of a cell from a sample containing the cell is provided.
  • a kit for extracting a nucleic acid from cells and producing a nonwoven fabric on which the nucleic acid is adsorbed is provided.
  • a cell means a eukaryotic cell, a prokaryotic cell, or a virus, and particularly includes human somatic cells, human peripheral blood leukocytes, and fungi, bacteria, and viruses that cause infectious diseases.
  • the sample containing cells may be any sample containing cells such as blood, urine, cerebrospinal fluid, sputum, body fluid, cell suspension, and cell culture solution. Further, a processing solution obtained by subjecting those samples to some processing may be used. As a processing method, for example, a method of dissolving a highly viscous sample such as sputum with a sputum treating agent can be considered.
  • a cell extract is a mixture containing cell components obtained by crushing cells, and can be prepared by allowing a cell lysate to act on a sample containing cells.
  • a cell lysate is a solution used to disrupt cells and extract nucleic acids, and includes surfactants, enzymes, EDTA, etc., but need not include all of them.
  • the enzyme a proteolytic enzyme such as Proteinase K is used, but depending on the cell type, lysozyme, lysostaphin (Staphylococcus), ⁇ 1,3-dalcanase, mannase, chitinase (fungi) and the like are also used .
  • RNA may be added.
  • the enzyme need not be contained.
  • EDTA is used to inhibit DNase and is usually used at a concentration of 25 mM.
  • the cell extract can also be prepared by applying a physical force such as applying ultrasonic waves to a sample containing cells or crushing with a homogenizer.
  • a cell extract containing a salt In order to adsorb the nucleic acid in the cell extract to the nonwoven fabric, it is desirable to use a cell extract containing a salt.
  • the salt may be added to the cell lysate or may be added when the cell extract is brought into contact with the nonwoven.
  • various types of salts can be used, sodium salts, potassium salts, magnesium salts, calcium salts, ammonium salts, phosphates, sulfates, and hydrochlorides are preferred.
  • the concentration range that promotes nucleic acid adsorption depends on the type of salt.
  • sodium chloride is 100 mM to 1000 mM, preferably 50 mM to 200 mM
  • magnesium chloride is 1 mM to 100 mM, preferably 2 mM to 20 mM
  • phosphoric acid Sodium is from 2 mM to 100 mM, preferably from 2 OmM to 100 OmM
  • ammonium sulfate is from 2 OmM to 1000 mM, preferably from 2 OmM to 200 mM. It is a concentration suitable for adsorption.
  • nucleic acid adsorption is performed in the range of pH 6 to 11, preferably in the range of pH 6 to 8.
  • the nonwoven fabric has a sheet or web structure made by adhering or entanglement of short fibers or filaments by mechanical, thermal or chemical means. Hen Maruzen).
  • Nonwoven fabrics are produced by various methods, but the basic processes are the process of forming webs (sheets of fibrous mass with a certain degree of fiber orientation), the process of bonding the web, and the finishing process.
  • Various fibers are used for non-woven fabrics, from natural fibers to chemical fibers, but the most commonly used ones are cotton, rayon, polyester / polypropylene, nylon, acrylic, vinylon, and glass fibers. , Pulp, carbon fiber, etc. are also used.
  • Web forming methods are broadly classified into wet, dry and direct methods.
  • the direct teaching method also called the direct spinning method, is a process in which fibers spun from a molten polymer solution are collected into a web directly. These include spunlace, spunpound, Melt blow method, needle punch method, stitch bond method, etc. In the present invention, a microfiber nonwoven fabric made by the melt-pro method is most suitable.
  • the term “contacting the cell extract with the nonwoven fabric” means, for example, a method of suspending the nonwoven fabric in the cell extract, suspending the nonwoven fabric in the cell extract and penetrating the cell extract, or flowing the cell extract on the surface of the nonwoven fabric. Including.
  • washing is performed to wash away substances such as proteins and lipids attached to the nonwoven fabric.
  • a surfactant such as SDS or Triton X-100, a salt solution such as NaC1 having a concentration of 0.5 M or more is used, but the cleaning solution is not limited to these, and may be attached. What is necessary is just to select according to the kind of substance. In some cases, the washing step can be omitted.
  • the alkali treatment means immersing the filter in an aqueous solution having a pH of 12 or more.
  • aqueous solution having a pH of 12 or more.
  • NaOH, KOH or the like is usually used, but is not limited thereto.
  • a compound having a buffering capacity near neutrality such as phosphate or an acid is used.
  • ⁇ ⁇ metal-oxygen complexes (including metal oxo acids), which are active oxygens in a broad sense, and are mainly derived from the reaction of these active species with biomolecules (eg, unsaturated fatty acids L).
  • biomolecules eg, unsaturated fatty acids L.
  • examples include, but are not limited to, xylazicanole (L ⁇ ⁇ ), alkoxy radical (L ⁇ ⁇ ), hydroxyperoxide (LOOH), and nitric oxide (NO).
  • Active oxygen is described in detail in "Active Oxygen” (Protein Nucleic Acid Enzyme, Extra Edition, Vol. 33, NO. 16) and “All Antioxidants” (Advanced Medical).
  • active oxygen can be easily generated by the following method.
  • Hydrogen peroxide water itself is the active oxygen itself.
  • divalent metal ions such as Ca 2+ and Fe 2 + are added to the hydrogen peroxide water, the hydrogen peroxide acts as an oxidizing agent and the hydroxy radical ( ⁇ ⁇ ) occurs I do.
  • metal ions Cu 2 + to reducing sugars such as D-ribose generates active oxygen, causing cytotoxicity and nucleic acid damage.
  • coexistence of bleomycin, an antitumor antibiotic, with iron (II) and oxygen or with iron (III) and hydrogen peroxide generates reactive oxygen complex species and causes DNA cleavage. ing.
  • D- ribose- 5- phosphate and D_ fruetose- 6- to phosphate of reducing sugars by the addition of C u 2 + and F e 2+ divalent metal ions such as the resulting arsenate Dorokishira radical, C u 2+ and F e 2+ hydroxycarboxylic radicals and the like obtained by adding divalent metal ions, etc. in the hydrogen peroxide.
  • active oxygen is generated by adding a divalent metal ion, the generation of active oxygen is stopped by adding a metal chelating agent such as EDTA to the active oxygen reaction solution, resulting in excessive damage to nucleic acids. Since it can be prevented from being received, it can be used particularly preferably.
  • the treatment time of the nucleic acid using active oxygen is 1 second to 10 minutes, preferably 1 second to 5 minutes, and more preferably 10 seconds to 1 minute.
  • the preferred conditions for eluting the nucleic acid adsorbed on the nonwoven fabric are a force that depends on the amount of the nucleic acid adsorbed and the type of the nucleic acid. For example, adding Fe 2 + as a divalent metal ion to D-ribose-5-phosphate When generating a hydroxyl radical, the concentration of D-ribose-5-phosphate is 1 mM to 1 M, preferably 1 OmM to 500 mM, more preferably 50 mM to 200 mM. Further, F e 2 + concentrations, 0. 00 1 mM from 1 Omm, preferably l Omm from 0. 01mM, more preferably 5 mM from 0. 05 mM. The reaction temperature is 30 to 65 ° C, preferably 40 to 60 ° C, more preferably 45 to 55 ° C.
  • a method for fragmenting a nucleic acid adsorbed on a nonwoven fabric a method using active oxygen, a restriction enzyme that recognizes and cuts a specific sequence of a nucleic acid, and a nucleic acid such as DNase that cuts an arbitrary sequence is used. Fragmentation may be performed using an enzyme. Further, a method of irradiating the nonwoven fabric with ultraviolet rays to fragment nucleic acids may be considered. Restriction enzymes suitably used in the present invention include, but are not limited to, HaeHI, Sau3AI, EcoRI, BamHI and the like. The length of the nucleic acid to be recognized depends on the restriction enzyme.
  • the nucleic acid fragments generated by fragmentation become shorter and the elution efficiency from the nonwoven fabric increases.
  • the amount of enzyme depends on the amount of nucleic acid and the type of enzyme.
  • adding a solution for amplifying a nucleic acid to a nonwoven fabric or adding a solution for detecting a base sequence refers to performing a nucleic acid elution operation on a part or the whole of a nonwoven fabric on which a nucleic acid is adsorbed. Means that it is used as it is in a reaction system for nucleic acid amplification or base sequence detection.
  • the nucleic acid amplification method is a method for amplifying a specific target nucleic acid sequence typified by PCR, and in addition to PCR, Ligase Chain Reaction (LCR), Transcription-Mediated Am p 1if 1 cation (TMA) ⁇ B ranched DNA (bDNA) Assay, Nucleic Acid Sequence Bas ase Amp lification (NAS BA), Strand D isplac ement Am p 1 ification (SDA), Cy cling Probe T echnology (CPT), Q-I Beta R eplicase Ampiification T echnology, Rolling Circle Amp lification T echnology (RCAT), Loop--Me diated I sotherma l Amp 1 ification (LAMP) I sotherma 1 and Chi me ricpri Including, but not limited to, methods such as me r—initiated Amplification of Nucleic Acids (I CAN).
  • LCR Ligase Chain Reaction
  • TMA Transcription-Mediated Am
  • the method for detecting a nucleic acid base sequence refers to a technique capable of performing base sequence analysis on a filter without using electrophoresis or a mass spectrometer. These include, for example, general probe hybridization methods that use fluorescence, luminescence, color development, and radioisotopes for detection, methods that use nucleic acid intercalators, and SNP s typing. Technology included.
  • SNP s typing technique I nvader TM A ssa y3 ⁇ 4, T a qMa n TM method, R olling C ircle Amp 1 ification (RCA) method, P yrosequencing method, P ri me r E xtension method, L AM There are P method and UCAN method.
  • the nucleic acid extension reaction between a primer and a nucleic acid synthase refers to a nucleic acid extension reaction using a DNA-dependent DNA polymerase, a DNA-dependent RNA polymerase, an RNA-dependent RNA polymerase, a reverse transcriptase, a strand displacement DNA polymerase, or the like. 5 ' ⁇ 3' DNA or RNA synthesis reaction that occurs specifically in the ima.
  • the DNA polymerase include, but are not limited to, Klenow Fragment, T4 DNA polymerase, and Taq DNA polymerase.
  • Methods for detecting a specific base sequence by a nucleic acid extension reaction using a primer and a DNA polymerase include, for example, the above-described PyroSeqeuencing method of the SNP s tying technique, the Primer Exteenion method, and the LAMP method.
  • a chaotropic agent is a general term for a substance that destroys the structure of a water molecule in an aqueous solution.
  • surfactant refers to a compound that shares a hydrophilic portion and a lipophilic portion in one molecule, and is broadly classified into an ionic surfactant and a nonionic surfactant.
  • the ionic surfactant can be further roughly classified into an anionic surfactant, a cationic surfactant, and an amphoteric surfactant.
  • Surfactants that can be used in the cell lysate in the present invention are either anionic surfactants, amphoteric surfactants or non-ionic surfactants, and cationic surfactants cannot be used.
  • anionic surfactant examples include sodium dodecyl sulfate, sodium dodecyl sulfonate, sodium dodecyl-N_sarcosine, sodium cholate, sodium deoxycholate, sodium taurodeoxycholate, and the like.
  • amphoteric surfactant examples include 3 _ [(3_collamidopropyl) dimethylammonio] -111-propanesulfonic acid, 3-[(3-cholamidopropyl) dimethylammonio] 1-2-hydroxy-1-propanesulfonic acid, Panoremi toinolelizolecithin, dodecyl-N-betaine, dodecyl- ⁇ -arayun and the like.
  • Non Examples of the ionic surfactant include octyl darcoside, heptyl thiodalcoside, decanoyl N-methyl dalcamide, polyoxyethylene dodecyl ether, polyoxyethylene heptamethylhexynoleether, and polyoxyethylene oxotyl sulfide.
  • examples thereof include enyl ether, poly (ethylene glycol) nonyl phenol, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, and polyoxyethylene sorbitol ester.
  • labeling the nucleic acid itself adsorbed on the nonwoven fabric means that the label is directly introduced into the adsorbed nucleic acid without newly synthesizing the nucleic acid.
  • labeling methods include, for example, non-enzymatic and chemical introduction of fluorescent substances such as Biotin, Digoxigenin, Rhodamine, Fluorescein, Cy3, and Cy5.
  • labeling a nucleic acid adsorbed on a nonwoven fabric in the present invention includes, in addition to the above-described direct labeling, synthesizing and labeling a complementary strand of a nucleic acid using a nucleic acid synthetase and a labeled nucleotide.
  • hapten refers to a compound which has low immunogenicity by itself, but can induce specific antibody production when chemically bound to a carrier.
  • Digoxigenen is used as a hapten.
  • the present inventors have studied a method for simply and rapidly purifying nucleic acids without using an organic solvent such as a chaotropic agent ethanol. As a result, they found that the nonwoven fabric was very suitable for nucleic acid purification.
  • a polycarbonate track-etched membrane having a pore diameter of 8 m has no nucleic acid adsorption ability, and any porous filter can be used for nucleic acid purification. It was not usable.
  • the track-etched membrane is coated with two layers of thin films, with the top layer being SiCN.
  • nonwoven fabrics with a pore diameter of about 10 to about 130 ⁇ m and a fiber diameter of about 1.2 to about 20 m were examined, but could be used for purifying nucleic acids from blood regardless of the material. That is, the nonwoven fabric can be used if the average pore diameter is 2 to 150 m, and a nonwoven fabric of 7 to 13 is particularly preferable. It can be used if the average fiber diameter is 0.3 to 20 ⁇ , especially 0.7 ⁇ 1.7 ⁇ is preferred. Regarding the material of the non-woven fabric, although the yield of nucleic acid from blood and the degree of purification are different, it is possible to use any of polyester, cellulose, acrylic, polypropylene and nylon, and combinations thereof. there were.
  • the nonwoven fabric form is very suitable for nucleic acid purification.
  • a PET nonwoven fabric more preferably a nonwoven fabric having a pore diameter of about 10 ⁇ and a fiber diameter of about 1.2 ⁇ m was the most excellent.
  • nucleic acids for binding to nonwovens been made necessary salts such as N a C 1, Mg C 1 2, HP 0 4 2, to increase the nucleic acid yield as Kohyo 200 1 5 No. 20894
  • Heating or nucleic acid fragmentation was required to elute the nucleic acids bound to the nonwoven.
  • nucleic acid elution it is necessary to heat at 95 ° (:, 20 minutes) in TE Buffer.However, in an alkaline solution, the time can be reduced to 5 minutes, and when active oxygen is used, elution is performed at room temperature for 10 seconds. Was found.
  • the present inventors have found that the nucleic acid-adsorbed nonwoven fabric has surprising features. That is, not only can the nucleic acid be amplified by PCR or the like without eluting the adsorbed nucleic acid, the probe can be hybridized on the nonwoven cloth, but also the primer-dependent nucleic acid extension reaction on the nonwoven cloth can be performed. Found that happens.
  • this method it is possible to perform from nucleic acid purification to detection on the same nonwoven fabric, and the operation time and process are significantly simplified. Detection on the nonwoven fabric became possible because the surface of the nonwoven fabric was a smooth and thin sheet.
  • the above study has led to the completion of the present invention. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
  • nucleic acid of cells can be easily and rapidly purified without using an organic solvent such as a chaotropic agent or ethanol.
  • Organic solvents such as the chaotropic agent ⁇ etanol strongly inhibit enzymatic reactions such as PCR.
  • ethanol must be thoroughly washed and dried after use. In the present invention, these reagents are not used, and therefore, thorough washing and drying are not required, so that the nucleic acid of cells can be easily and rapidly purified.
  • the method is highly versatile and can be applied to any type of cell, since nucleic acid is released from the cell and applied to a nonwoven fabric in a solution state.
  • the cells may be eukaryotic cells such as human leukocytes, prokaryotic cells such as E. coli, or viruses.
  • the flow rate of the filtration is limited because the cells must be bound to the filter without destroying the cells, and it is usually necessary to pass the filter slowly.
  • the flow rate can be increased.
  • nucleic acids are adsorbed to the nonwoven fabric simply by passing the cell extract through the nonwoven fabric as it is.
  • the sample volume base material can absorb is the upper limit of the processing amount, extracting nucleic acids from large samples Not very suitable for the purpose.
  • the filters of the present invention have no such sample volume limitations.
  • the method of preparing the cell extract is important.
  • the cell extract is desirably a solution free of insolubles. If the viscosity of the cell extract is too high, it is difficult to pass through the nonwoven fabric, which is not desirable. It is preferred, but not essential, to add Proteinase K (final concentration 0 ⁇ 1 mg / m 1). For example, when blood is lysed at room temperature, nucleic acid yield tends to be better when Proteinase K is added. However, nucleic acids can be purified without Proteinase K.
  • the present inventors have found that when a highly viscous sample such as sputum is heat-treated at a temperature in the range of 80 ° C to 110 ° C or is treated in the presence of a reducing agent, the viscosity decreases and the nonwoven fabric is reduced. I found it easier to pass through. For example, sputum cannot be passed through nonwovens unless it is heated or treated with a reducing agent.
  • the heat treatment or the treatment with the reducing agent denatures the proteins that cause viscosity in sputum, etc., and reduces the viscosity, allowing nonwoven fabric to pass through without clogging Become like
  • the heating temperature is preferably 80 ° C or higher.
  • the heating time may be sufficient to heat the inside of the sample, and may be 1 minute or more within the above temperature range, and is preferably 1 minute to 15 minutes.
  • Any reducing agent can be used as long as it denatures proteins but does not affect nucleic acids.
  • a substance containing a thiol group is preferable.
  • dithiothreitol, cysteine, acetyl cysteine, ⁇ -mercaptoethanol, and the like can be mentioned.
  • the optimum concentration and time of the reductant treatment vary depending on the reducing ability of the reductant used. For example, in the case of dithiothreitol, the concentration is preferably about lmM to 10 mM, and the processing time is preferably about 1 to 10 minutes. Further, the heating treatment and the reducing agent treatment may be performed simultaneously.
  • the nucleic acid can be prepared by the present invention using a sample stored by any method as long as the nucleic acid of the cell is not decomposed.
  • the sample containing cells may be a sample immediately after collection or preparation, or may be a cryopreserved sample.
  • nucleic acids can be purified from both fresh blood and cryopreserved blood.
  • One of the features of the present invention is that a nonwoven fabric is used as a porous filter.
  • the advantage of the nonwoven fabric is that the average pore size of the nonwoven fabric used in the present invention is larger than that of the filter disclosed in U.S. Pat.No. 5,234,824, which has a pore size of 0.2 to 0.8 ⁇ m. Therefore, a large flow velocity can be obtained and clogging is hardly caused. This is particularly advantageous when purifying nucleic acids from highly viscous samples such as blood lysates.
  • A040C01 has an average pore diameter of 10 ⁇ m.
  • the average pore size of the nonwoven fabric refers to a measurement value (median value) measured by a mercury porosimeter.
  • the average pore size is an index related to the degree of entanglement and the size of the voids of the fibers constituting one filter element.
  • the fibers are aligned in the plane direction perpendicular to the liquid flow, and the packing state is uniform and there is little one-sided flow. it was thought. When clogging is a problem, it is conceivable to use a combination of nonwoven fabrics having different fiber diameters / pore diameters.
  • Another advantage of non-woven fabrics over magnetic beads is that non-woven fabrics can be easily contacted with a DNA solution simply by filtration. In the magnetic bead method, the sample volume must be kept as small as possible in order to efficiently contact DNA with the beads, and is usually limited to several ⁇ l to several 10 ⁇ l. For this reason, take measures such as concentrating the target cells by centrifugation or the like.
  • Non-woven fabrics are available in hydrophilic coated products such as AO 40 C 01 / HM-3
  • Uncoated products such as A040 C01 can also be used for nucleic acid purification.
  • a 040 C 0 1 was higher.
  • a 040 C 01 is a nonwoven fabric made of Asahi Kasei Corporation using PET as a material.
  • HEMA (2-Hydroxyethyl metaatarylate (hereinafter abbreviated as HEMA)) and N,
  • DM N-dimethylethyl methacrylate
  • the nonwoven fabric does not elute components such as a surface coating agent at a temperature of 80 ° C to 100 ° C, and that it is as hard as possible to be clogged. Also, there is no correlation between the leukocyte adsorption capacity and the nucleic acid adsorption capacity of the nonwoven fabric.
  • AO 40 C 01 / HM— There is a 3-coat type AO 40 C 01, and there is also a filter such as E 0 5070 which shows almost no leukocyte adsorption capacity. This indicates that the characteristics of one filter that can be used in the present invention are different from those of the filter required in, for example, International Publication WO 00/21973.
  • the present invention has a smaller number of steps and is a simpler method as compared with a method in which cells are directly captured in a filter and then lysed as in WO 00/21973.
  • WOO 0/219773 discloses that 1) blood is flowed, 2) lysed blood is flown, and red blood cells are destroyed before the nucleic acid is adsorbed on the filter. Three steps are required: flowing the cell lysate and destroying the white blood cells. In the present invention, only the blood and the cell lysate are mixed and filtered.
  • the nucleic acid adsorbed on the non-woven fabric is not eluted simply by immersing the filter in water and leaving it at 10 to 30 ° C for 1 to 2 minutes, as described in JP-T-2001-520894.
  • the nucleic acid adsorbed on the nonwoven fabric is eluted when heated in water or low salt Bufffer at a temperature range of 40 ° C to 100 ° C, preferably at a temperature range of 80 ° C to 95 ° C. That is, in the present invention, heating in TE buffer at 80 ° C for 60 minutes, or
  • nucleic acid eluted when heated at 95 ° C for 20 minutes. Furthermore, we found a method of elution by alkali treatment. However, this method was extremely useful because the adsorbed DNA could be eluted in a shorter time than the elution in TE Buffer. Upon heating, the elution rate further increased, and at 95 ° C, elution took 5 minutes. It is well known that alkali treatment denatures double-stranded DNA into single-stranded DNA, and it is considered that such denaturation makes nucleic acids adsorbed to the filter easier to elute.
  • alkali elution is that the molecular weight of the eluted nucleic acid is large.
  • nucleic acids are recovered as fragments of several kb to several tens of kb. If eluted by heating at 95 ° C for 5 minutes in an alkaline buffer Some fragments had a size of more than 100 kb. If you want to prepare large genomic DNA, alkaline elution is very useful.
  • the alkali elution method is based on the nucleic acid adsorption filter prepared in the present invention, for example, the method disclosed in International Publication WOO 0 21 973, U.S. Pat. No.
  • nucleic acids are eluted from the prepared nucleic acid adsorption filter.
  • the present inventors studied elution under acidic conditions. As a result, nucleic acid elution is promoted when heated in an acidic solution at pH 3 to pH 5, more preferably pH 4 to pH 5 at a temperature of 70 ° C and a temperature range of 1 ° C to 0 ° C. Found to be. For example, at 95 ° C, nucleic acid was eluted from the filter in 10 minutes, and this nucleic acid could be used as a template for PCR.
  • the present inventors have found a method of eluting in the presence of a surfactant as a method that does not require such post-treatment.
  • the nucleic acid adsorbed on the nonwoven fabric is eluted when heated under water or low salt conditions, and the elution of the nucleic acid is further promoted by adding a surfactant thereto.
  • surfactant lowers elution temperature and elutes The effect was to shorten the interval.
  • nonionic surfactants and amphoteric surfactants do not inhibit PCR or hybridization at a concentration of about 1%, so that eluted nucleic acids can be used as they are and are extremely useful as eluents.
  • the present inventors have found a method in which temperature control during elution is unnecessary and elution is performed in a short time.
  • the nucleic acid adsorbed on the nonwoven fabric was eluted by treatment with active oxygen, the adsorbed DNA could be eluted more easily and in a shorter time than elution in TE Buffer or elution with alkali, which was extremely useful.
  • nucleic acid fragmentation occurs due to cleavage of the phosphate ester bond of nucleic acid residues by active oxygen, and it is considered that nucleic acid adsorbed on the filter was fragmented and easily eluted from the filter.
  • hydrogen peroxide to which metal ions were added was used, the genome adsorbed on the filter could be fragmented and eluted in a shorter time when metal ions were added than when no metal ions were added.
  • increasing the concentration of aqueous hydrogen peroxide shortened the time required for genomic DNA fragmentation and the time required for elution.
  • a method of excluding Ri taken active oxygen for example, a method except the active oxygen of the nucleic acid effluent with a nucleic acid purification column such as Nu c 1 eo S pin TM ( Ma rchere yN ag e 1 companies) ultrafiltration membrane
  • a nucleic acid purification column such as Nu c 1 eo S pin TM ( Ma rchere yN ag e 1 companies) ultrafiltration membrane
  • ethanol precipitation in which a nucleic acid is precipitated by adding an appropriate amount of alcohol in the presence of a salt to precipitate nucleic acid.
  • genomic DNA eluted with active oxygen treatment in Nu c 1 eo S pin TM column It was possible to purify and use it as a template for the PCR reaction, and hybridization was possible even if the probe used for hybridization was treated under the same conditions as for active oxygen elution. .
  • genomic DNA eluted from the nonwoven could be used as a target for hybridization or as a probe. That is, the sample genome DNA was labeled with biotin and hybridized with the genome DNA eluted from the nonwoven fabric, or the genome DNA eluted from the nonwoven fabric was labeled with biotin and hybridized with the sample genome DNA. As a result, it was proved that either of the elution by heating in TEBUFFER or an alkaline solution or the elution by active oxygen can be used as a target or a probe.
  • a nucleic acid amplification reaction such as PCR and a base sequence detection can be performed directly using a nonwoven fabric on which a nucleic acid is adsorbed without eluting the nucleic acid. That is, from extraction and purification of nucleic acid to amplification of nucleic acid or extraction and purification of nucleic acid to detection of a base sequence, it can be performed on the same filter. This greatly simplified the entire process from nucleic acid extraction to testing, and significantly reduced the processing time because no elution procedure was required. If nonwoven fabrics are arranged in an array, or if nucleic acids are spotted in an array on the same nonwoven fabric, multi-item detection can be easily performed.
  • the target base sequence can be analyzed by electrophoresis, a DNA microarray, or a test method using a mass spectrometer.
  • the nucleic acid adsorbed on the nonwoven fabric of the present invention is characterized in that it is not easily released, which makes it possible to hybridize the probe on the nonwoven fabric without special fixing operation, or to cause a nucleic acid extension reaction on the nonwoven fabric. did.
  • Analysis by scanning electron microscopy shows that the fibrous nucleic acids are adsorbed on the fiber surface of the nonwoven fabric.
  • the molecular weight of the fibrous nucleic acid observed by electron microscopy is huge, and it is considered that such a long nucleic acid is very unlikely to be liberated because it interacts with the nonwoven fabric fiber at many points.
  • the nucleic acid adsorption filter of the present invention has a property that when a salt such as Mg 2+ or NaC 1 is contained in a solution, the nucleic acid is hardly released even when heated. For this reason, double-strand DNA is usually made single-stranded. Nucleic acids remain adsorbed on the filter even under conditions of heat denaturation or alkali denaturation of
  • one of the great features of the present invention is that a DNA extension reaction in which the adsorbed nucleic acid is shaped into a ⁇ ⁇ ⁇ shape occurs on the nonwoven fabric. Unlike the PCR amplification products as described above, the DNA extension chains are not released into solution but remain adsorbed to the nonwoven fabric. By utilizing this fact, a highly sensitive detection system can be constructed. If a labeled nucleotide serving as a substrate for DNA polymerase is added during the nucleic acid extension reaction, the labeled nucleotide is incorporated into the newly synthesized DNA and the extension reaction can be detected.
  • the labeled nucleotide for example, a fluorescently labeled nucleotide ⁇ Digoxinn (DIG) -labeled nucleotide (RocheDiagnostics) can be used.
  • DIG Digoxinn
  • RocheDiagnostics a fluorescently labeled nucleotide ⁇ Digoxinn (DIG) -labeled nucleotide
  • DIG Digoxinn
  • Pyrophosphate can be detected by converting it to ATP and causing it to emit light in a luciferin luciferase system, or by forming magnesium pyrophosphate to make it opaque, by a reaction similar to the Pyroseeqning method, for example.
  • the present invention it is also possible to directly label the nucleic acid adsorbed on the nonwoven fabric. Compared to the case of labeling nucleic acid in solution, there is an advantage that unreacted labeling reagent can be easily removed by washing on the nonwoven fabric. Since the nucleic acid labeled on the nonwoven fabric is easily eluted by the method described in the present invention, a detection reaction such as hybridization can be performed using the nucleic acid.
  • the nonwoven fabric of the present invention can process a large number of cells or a large volume of sample per unit area, the amount of fixed nucleic acid (nucleic acid density) per unit area can be easily increased. As the amount of nucleic acid to be tested increases, detection becomes easier, so it is relatively easy to obtain samples when sensitivity is required, such as in infectious disease diagnosis, or in tests where nucleic acid amplification is undesirable. In such cases, the method is particularly useful.
  • Figure 1 shows 0.7% agarose electrophoresis of nucleic acid purified from blood.
  • Lane 1 kb DNA ladder (Gibco BRL); Lane 2 Marker 7 GT (Nippon Gene); Lane 3 A 040 C 0 1 ZHM—nucleic acid purified by 3 coats; Lane 4 A 040 C 0 1; Lane
  • Figure 2 shows 2% agarose gel electrophoresis of PCR amplification products.
  • G 3 PDH gene PCR was performed using nucleic acid purified from blood as type II.
  • La ⁇ el 100 bp DNA ladder (Gibco BRL); Lane 2 Negative control mouth; Lane 3 Positive control mouth; Lane 4 A040 C 0 1 ZHM—3 coat; Lane 5 A 040 C 0 1; L ane
  • Figure 3 shows 0.7% agarose electrophoresis of nucleic acid purified from E. coli.
  • Figure 4 shows 3% agarose gel electrophoresis of the PCR amplification product.
  • FIG. 5 shows the blood processing time
  • Figure 6 shows the leukocyte adsorption rate and DNA recovery of the nonwoven fabric.
  • Figure 7 shows DNA elution under alkaline conditions.
  • the nonwoven fabric on which nucleic acid was adsorbed was immersed in TE Buffer, 0.2 N NaOH, or 0.05 N NaOH, and the amount of DNA eluted was measured by incubating at 95 ° C for 5 to 20 minutes. .
  • Figure 8 shows 0.7% agarose electrophoresis of nucleic acids eluted under alkaline conditions.
  • Lane 1 1 kb DNA ladder (Gibco BRL); Lane 2 Marker 7 GT (Nippon Gene); Lane 3 TE Buffer, 95. C 20 minutes; Lane 40.2N NaOH, 95 ° C 5 minutes; Lane 50.2N NaOH, 95 ° C 10 minutes; Lane 60.2NNaOH, 95 ° C 20 minutes; Lane 70.0 5N Na ⁇ H, 95 ° C 5 minutes; Lane 8 0.05N NaOH, 95 ° C 10 minutes; Lane 90.05 N Na ⁇ H, 95 ° C 20 minutes
  • Figure 9 shows 2% agarose gel electrophoresis of the PCR amplification product.
  • PCR of the G3PDH gene was performed using nucleic acids eluted under alkaline conditions as type III c Lane 100 bp DNA ladder (Gibco BRL); Lane 2 negative control; Lane 3 positive control Lane 4 TE Buffer, 95 ° C for 20 minutes; Lane 50.2 NNaOH, 95 ° C for 5 minutes; Lane 60.2 NNaOH, 95 ° C for 10 minutes; Lane 7 0.2 N Na ⁇ H, 95 ° C, 20 minutes; Lane 8 0.05 NNaOH, 95 ° C, 5 minutes; Lane 9 0.05N NaOH, 95 ° C, 10 minutes; L anel O 0. 05N Na OH, 95. C 20 minutes
  • Figure 10 shows the effect of temperature on elution
  • Figure 11 shows 0.7% agarose electrophoresis of nucleic acid eluted under acidic conditions.
  • Figure 12 shows 2% agarose electrophoresis of PCR amplification products.
  • the nucleic acid eluted under acidic conditions was subjected to PCR of the G3PDH gene using type III.
  • Lane 1 lOO bp DN A ladder (Gibco BRL); Lane 2 negative control; Lane 3 positive control; Lane 4 TE buffer, 95 ° C for 20 minutes; Lane 51 mM Citrate (pH4.5) / 1 mM EDTA, 95 ° C 10 minutes
  • Figure 13 shows the effect of alkaline elution on DNA probes.
  • the DIG-labeled DNA probe was treated with 0.05 N NaOH at 95 ° C for 5 minutes (spots 1, 2) and untreated (3, 4).
  • the amount of immobilized Lambda DNA was 10 ng (spots 1, 3) and lng (spots 2, 4).
  • Lanellkb DNA 1 adder (Gibco BRL); Lane 2 treated with hydrogen peroxide at room temperature 1 minute; Lane 3 treated with hydrogen peroxide at room temperature 2 minutes; Lane 4 treated with hydrogen peroxide at room temperature 3 minutes; Lane 5 hydrogen peroxide Treatment Room temperature 5 minutes
  • Figure 15 shows 2% agarose gel electrophoresis of PCR amplification product of nucleic acid eluted with hydrogen peroxide.
  • Figure 16 shows 0.7% agarose electrophoresis of nucleic acid eluted with reducing sugars and metal ions.
  • Lanellkb DNA ladder (Gibco BRL); Lane 2 Lane 350 ° C 3 minutes; Lane 4 50 ° C 5 minutes; Lane 550 ° C 10 minutes; Lane 650. C 30 min; Elution with Lane 7 TEBuffer 95 ° C 20 min (control)
  • Figure 17 shows a 2% agarose electrophoresis of a PCR amplification product in which the nucleic acid eluted with the reducing sugar was converted into type II.
  • Lane OO bp DNA ladder (Gibco BRL); Lane 2 50 ° C. 1 minute; Lane 3 50 ° C. 3 minutes; Lane 4 50 ° C. 5 minutes; Lane 5 100 bp DNA ladder; Lane 6 50 ° C for 10 minutes; Lane 7 50 ° C for 30 minutes
  • Figure 18 shows 0.7% agarose electrophoresis of nucleic acid eluted from the nonwoven fabric with restriction enzymes.
  • Lanellkb DNA 1 adder (Gibco BRL); Lane 2 room temperature for 5 minutes; Lane 3 room temperature for 5 minutes (column purification); Lane 4 room temperature for 10 minutes; Lane 5 room temperature for 10 minutes (column purification); Lane 6 at room temperature for 30 minutes; Lane 7 at room temperature for 30 minutes (force column purification); Lane 8 at 37 ° C. for 5 minutes; Lane 9 at 37 ° C. for 5 minutes (column purification); 10 min; Lanell 37 ° C 10 min (column purification); Lanel 23 37 ° C 30 min; Lanel 3 37 ° C 30 min (column purification); Lanel 4 lkb DNA ladder (G ibco BRL);
  • Figure 19 shows the effect of treatment with active oxygen on hybridization.
  • Figure 20 shows a PCR in which human genomic DNA adsorbed on a non-woven fabric is made into a cyclized form.
  • the nucleic acid extracted from the blood was adsorbed onto the nonwoven fabric, and PCR of the G3PDH gene was performed.
  • Lane 1 100 bp DNA ladder (Gibco BRL); Lane 2 negative control; Lane 3 positive control; Lane 4 A 040 C 0 1 / HM—3 coat; Lane 5 A 040 C 0 1 Lane 6 P 020 A (EL); Lane 7 P 090 D; Lane 8 N 050 70; Lane 9 E 05070
  • Fig. 21 shows the PCR of E. coli genomic DNA adsorbed on the nonwoven fabric into a type III PCR.
  • the nucleic acid extracted from E. coli was adsorbed onto the AO40C01 / HM-3 coat and the PCR of the liposome protein L25 gene was detected. went.
  • LanelBiOMarkerLow BiovEnteures
  • Lane2 Negative Control Mouth Lane3 Positive Control
  • Figure 22 shows the detection of human genomic DNA adsorbed on nonwoven fabric.
  • Hybridization of radioisotope-labeled DNA probes on A040C01 two types of nonwoven fabric adsorbing human genome extracted from 0.25ml blood .
  • the legend shows the mixing ratio of the human G3PDH probe and the Lambda DNA probe. All were mixed so that the total radioactivity was 448,000 cpm.
  • Figure 23 shows a scanning electron microscope image of the nucleic acid adsorbed on the nonwoven fabric.
  • A Non-woven fabric P 03050 (control)
  • B Non-woven fabric with nucleic acid adsorbed in blood P 0 3050
  • Figure 24 shows the examination of the detergent used in the cell lysate.
  • Figure 25 shows the dependence of purified genomic DNA adsorption on NaC1 concentration.
  • Figure 28 is the purified genomic DNA adsorption (NH 4) 2 S0 4 concentration dependency
  • Figure 29 shows the effect of ethanol on adsorption of purified genomic DNA.
  • Ethanol was added to 10 mM phosphate buffer (pH 7.4), and the effect on the adsorption of purified genomic DNA was examined.
  • Figure 30 shows shaking adsorption of purified genomic DNA 1
  • Figure 31 shows shaking adsorption of purified genomic DNA 2
  • Figure 32 shows the results of screening the nonwoven fabric and the amount of DNA recovered.
  • Gr 1 to Gr 5 indicate that the blood donors used are different.
  • Figure 33 shows nonwoven screen screening-DNA purity A 26 . ZA 28 .
  • Figure 34 shows nucleic acid purification from sputum spiked with E. coli.
  • Example 27 Detection results of nucleic acid derived from Escherichia coli of Example 7. After PCR amplification, analysis was performed by agarose gel electrophoresis.
  • Fig. 35 shows nucleic acid purification from sputum spiked with E. coli 2—Heat treatment
  • Example 27 Detection result of human-derived nucleic acid of Example 7. After PCR amplification, analysis was performed by agarose gel electrophoresis.
  • Lane DNA molecular weight marker PCR amplification product of nucleic acid extract obtained from sperm sputum sample supplemented with 210 5 Escherichia coli; nucleic acid extraction obtained from sputum sample spiked with 310 4 colon bacteria Liquid PCR amplification product; Lane 4 10
  • Example 28 shows the result of detecting Escherichia coli-derived nucleic acid of Example 28. Agarose gel electrophoresis after PCR amplification Analyzed by dynamics.
  • Lane DNA molecular weight marker PCR amplification product of nucleic acid extract obtained from sperm sputum sample supplemented with 210 5 Escherichia coli; nucleic acid extraction obtained from sputum sample spiked with 310 4 colon bacteria P CR amplification products of the liquid; L ane 4 1 0 3 or E. coli addition of nucleic acid extract obtained from the sputum samples P CR amplification products; L ane 5 E. coli was not added in the PCR of nucleic acid extract obtained from the sputum samples Amplification product
  • Figure 37 shows nucleic acid purification from sputum spiked with E. coli 2
  • Example 28 Detection result of human-derived nucleic acid in Example 8. After PCR amplification, analysis was performed by agarose gel electrophoresis.
  • Lane DNA molecular weight marker PCR amplification product of nucleic acid extract obtained from sperm sputum sample supplemented with 210 5 Escherichia coli; nucleic acid extraction obtained from sputum sample spiked with 310 4 colon bacteria Liquid PCR amplification product; Lane 4 103 PCR amplification product of nucleic acid extract obtained from 3 E. coli sputum-containing sputum samples; Lane 5 P amplification product of nucleic acid extract obtained from sputum sample without E. coli addition CR amplification product
  • Figure 38 shows the nucleic acid extension reaction on the nonwoven fabric.
  • K 1 enow Large Fragment Enzyme reaction solution was hybridized with 10 ⁇ g, 100 ng, lng, and Ong of each of the two primers b ACT 1 and b ACT 2 and extended at 37 ° C. Awakened.
  • Figure 39 shows the amplification and detection of nucleic acid on nonwoven fabric by the LAMP method.
  • Figure 40 shows the hybridization of non-woven purified genomic DNA.
  • the TE Buffer elution method and the alkaline elution method were assayed. Purified by nonwoven Each 1 ⁇ l of the prepared DNA solution was doted on a Hy bond N + membrane and used as a target for hybridization.
  • Figure 41 shows hybridization of genomic DNA purified by nonwoven fabric.
  • the TE Buf fer elution method and the hydrogen peroxide elution method were assayed.
  • Each 1 ⁇ l of the DNA solution purified by the nonwoven fabric was dotted on a Hybond d N + membrane and used as a target for hybridization.
  • Figure 42 shows hybridization of genomic DNA purified by nonwoven fabric.
  • the DNA purified by the non-woven fabric was labeled and used as a probe for hybridization, and the TE Buf fer elution method, the alkaline elution method, and the hydrogen peroxide elution method were assayed.
  • Figure 43 shows elution of nucleic acid by detergent
  • aqueous solution containing 0.5% surfactant or TEBuffer was heated to 80 ° C for 20 minutes at 5001 calories to elute the nucleic acid adsorbed on the nonwoven fabric.
  • the amount of eluted nucleic acid when heated at 95 ° C for 20 minutes in TE Buffer was 100%.
  • Figure 44 shows electrophoresis of nucleic acid eluted with detergent
  • the eluted sample in FIG. 43 was concentrated and purified on a NucleoSpin column and subjected to 0.7% agarose gel electrophoresis.
  • Figure 45 shows the electrophoresis of a PCR amplified product of nucleic acid eluted with detergent.
  • PCR was performed on the G 3 PDH gene using the eluted sample in FIG. 43 as type III.
  • Figure 46 shows the electrophoresis of the PCR product.
  • the surfactant used for the genome elution was added to the PCR reaction system, and PCR of the G3PDH gene was performed.
  • a 1 kb ladder (GIB CO BRL) was used as DNA Maker.
  • Figure 47 shows the hybridization using BiotinChem-Link labeled nucleic acid probe.
  • Blood was collected from healthy individuals, and 10 units of heparin sodium (Shimizu Pharmaceutical) were added as an anticoagulant per ml of blood.
  • the leukocyte count in the blood was measured with a flow cytometer (FACS Calibur, Becton Dickinson) using Leuco COUN TK it (Becton Dickinson).
  • White blood cell count of the blood 0. 25Paiiota in 1 1.
  • the nonwoven fabric used was a product of Asahi Kasei Corporation. Cut the non-woven fabric into a disc with a diameter of 12 mm, stack four of them, and set them in a filter honoleder (SWI NNEX, MILL I PORE).
  • the nonwoven fabric was washed with 3 ml of Digestion Buffer (10 mM TrispH8; 100 mM NaC1; 25 mM EDTA; 0.5% SDS).
  • DNA concentration gZm l K 1 * A 26.
  • Example 1 The purified nucleic acid obtained in Example 1 was subjected to 0.7% agarose electrophoresis to confirm its size. 10 x Loading Buffer (1% SDS; 50% Glycerol; 0.05% Bromophenol Blue, TaKaRa) in the eluate of Example 1 1 was added and mixed well, and the whole was subjected to 0.7% agarose electrophoresis.
  • 10 x Loading Buffer 1% SDS; 50% Glycerol; 0.05% Bromophenol Blue, TaKaRa
  • the purified nucleic acids contained nucleic acid fragments of various sizes ranging from several kb to several tens of kb.
  • Example 1 After primers, use Glyceraldehyde 3—Phosphate Dehydrogenase (G 3 PDH) 0.45 kb Control Am pli mer Set (Catalog No. 5405-3) from C 1 ontech. used.
  • G 3 PDH Glyceraldehyde 3—Phosphate Dehydrogenase
  • Control Am pli mer Set (Catalog No. 5405-3) from C 1 ontech. used.
  • the eluate of Example 1 was diluted 10-fold with distilled water, and 5 ⁇ l of the diluted solution was used as a PCR reaction solution (final concentration: 10 mM Tris-HCI pH 8.3; 50 mM KC 1;
  • AO 40 C 0 1ZHM Cut 3 coats (Asahi Kasei) into a disk with a diameter of 12 mm, stack four of them, and set them in filter holders (SW I NNEX, MILLI PORE). Upstream of the filter holder was equipped with a 10m1 syringe and a suction pump downstream. First, the nonwoven fabric was washed with 3 ml of DigestBonferf (10 mM Trisph8; 100 mM NaC1; 25 mM EDTA; 0.5% SDS).
  • the purified nucleic acid obtained in Example 3 was subjected to 0.7% agarose electrophoresis to confirm its size.
  • Eluent of Example 3 1 x 0/1 10 x Loading Buffer (1% SDS; 50% Glycerol; 0.05% Bromophenol Blue, TaKaRa) 1. 5 ⁇ l was added and mixed well, and the whole was subjected to 0.7% agarose electrophoresis. After electrophoresis at 50 V for 90 minutes in a Mupid mini gel electrophoresis tank (Advance), the gel was stained with ethidium gel, and photographed with Bio Image Gel Print 2000, VGA. Was. As shown in FIG. 3, the purified nucleic acid contained several 100 bp to several 10 kb of nucleic acid fragments. .
  • Example 3 Next, it was confirmed whether the purified DNA obtained in Example 3 could be a type II PCR.
  • the PCR primers include the nucleotide sequence of the gene rp1Y encoding the ribosomal protein L25 of Escherichia coli 3 9 The sequence from the 3rd c to the 4th a (SEQ ID NO: 1) and the nucleotide sequence 5 6 Sequence of the capture chain from the 7th c to the 58th 7th a (SEQ ID NO: 2) And chemically synthesized by requesting from Sigma. The length of the PCR amplification product was 195 bp.
  • Example 3 The eluate of Example 3 was diluted 4000 times with distilled water, and 10 ⁇ l thereof was added to the PCR reaction solution to make 25 ⁇ l (final concentration 60 mM Tris / 15 mM (NH 4 ) 2 S 0 4 pH l O. 0; 5 0 mM KC 1; 3. 5 m M Mg CL a; 0. 2 mM dATP; 0. 2 mM d GT P; 0. 2 mM d CTP; 0. 2 mM d TTP; 1.25 UTaKaRaExTaq (Takara Shuzo); primer 0.5 ⁇ each).
  • PCR product of 195 bp was amplified, and it was confirmed that the PCR product could be used as type II of PCR.
  • Blood was collected from healthy individuals, and 10 units of heparin sodium (Shimizu Pharmaceutical) were added as an anticoagulant per ml of blood.
  • the leukocyte count in the blood was measured with a flow cytometer (FACS Calibur, Becton Dickinson) using Leuco COUN TK it (Becton Dickinson).
  • the number of white blood cells in the blood 0. 25m l is, 1. was 0 6 1 6 xl.
  • nucleic acid was prepared according to the method described in Example 1. As a control, fresh blood was similarly treated. Table 2 shows the results. Purified nucleic acids were obtained from cryopreserved blood in the same manner as fresh blood.
  • the mixture was centrifuged at 170 Xg for 10 minutes. The supernatant was taken and the same operation was repeated twice. The supernatant was transferred to a dialysis tube, and 100 volumes of TE Buf ferr (1
  • the non-woven fabric A04C01 / HM-3 coat was cut into a disc having a diameter of 12 mm, and four of them were stacked and set on a fino letter holder (SW I NNEX, MIL L I PORE).
  • SW I NNEX MIL L I PORE
  • a 10 ml syringe is set upstream of the filter holder, and 3 ml of PBS is flowed at a flow rate of 26.2 m 1 / hr with a Teruyu syringe pump TE-311 (TERMO).
  • TERMO Teruyu syringe pump
  • the DNA was dissolved in 1 ⁇ 1 of PBS and filtered through an AO40C01 / HM-3 coat. Thereafter, the nonwoven fabric was washed with 3 ml of PBS. All filtrates were collected. Finally, the non-woven fabric was removed from the filter holder, placed in an ecpendorf tube with a lip, and 0.511 1 buffer was added. After incubating this at 80 ° C for 1 hour, the TE Buffer was collected. Table 3 shows the results of measuring the volumes and absorbances of all filtrates and eluates, and calculating the recovery rate of DNA. A04 0 C 0 1 ZH When 26.3 ⁇ g of DNA was applied to the M-3 coat, about 65% of the DNA was adsorbed and 51% of DNA (13.5 ⁇ g) was recovered. The DNA recovery rate was calculated by the following equation.
  • Fig. 5 shows the results.
  • nucleic acids could be purified in either the system with or without the addition of ProteinaseK.
  • A400C01 / HM-3 coat, A400C01, N050750, and EO570 were used as the nonwoven fabric.
  • the nonwoven fabric was cut into a disc having a diameter of 12 mm, and four of them were stacked and set on a filter holder (SW I NEX, MIL L I PORE).
  • SW I NEX, MIL L I PORE The upstream of the filter holder was connected to a 10-m1 syringe, and the syringe was set on a Teruyu John Syringe Pump TE-311 (TERMO).
  • the nonwoven was pretreated by flowing 3 ml of EtOH and then 3 ml of PBS. The flow rate is a syringe pump
  • Leukocyte adsorption rate 100 * (white blood cell count in 1 ml of blood-white blood cell count in filtrate) / (white blood cell count in 1 ml of blood)
  • FIG. 6 plots the leukocyte adsorption rate determined above and the amount of DNA recovered in Table 1. No correlation was observed between the leukocyte adsorption capacity (leukocyte removal ability) and nucleic acid adsorption capacity of the nonwoven fabric. ,
  • Example 5 An experiment was performed under the same conditions as in Example 5, and the nucleic acid elution under alkaline conditions was examined.
  • As the nonwoven fabric AO40C01 / HM-3 coat manufactured by Asahi Kasei Corporation was used. 0.25 ml of cryopreserved blood was applied to the non-woven fabric according to the procedure of Example 5, and finally, the non-woven fabric was washed by flowing 3 ml of TEB buffer.After removing the four non-woven fabrics from the filter holder, Add 0.5 ml TE buffer, 0.05 N NaOH, or 0.2 N Na ⁇ H to a Pendnoref tube, soak the nonwoven fabric, and heat block at 95 ° C for 5 minutes to 20 minutes. Keep warm for a minute.
  • the amount of the eluted DNA was measured using an OliGreen® ss DNA quantification kit (Molec eucal PRobes, product number 0-11492). Using the 18-residue oligonucleotide provided in the kit as a standard, quantification was performed using a fluorescent plate reader ARVO s x—3 (Lac Belt, Ltd. Japan) at E x 485 nm and E m 355 nm. Dilute the eluate from the non-woven fabric 10 times with TE Buf fer and further remove RNA, DNa se—fr e e RNa se
  • Figure 7 shows the measurement results.
  • the amount of DNA increases with the elapse of the reaction time up to 20 minutes (Fig. 7). Has reached a plateau.
  • the same amount of DNA could be eluted in an alkaline solution of 0.05; ⁇ or 0.2N NaOH at 95 ° C for 5 minutes.
  • the purified DNA (10 ⁇ l) was subjected to 0.7% agarose electrophoresis to confirm the size.
  • the size of the DNA eluted under alkaline conditions tended to be larger than the DNA eluted with TE Buf fer.
  • the size of the eluted DNA decreased with increasing reaction time at 95 ° C for 5, 10 and 20 minutes.
  • the DNA size was larger when eluted with 0.05 N NaOH than when it was eluted with 0.2 N NaOH, and in each case, the DNA size ranged from several kb to several hundred kb or more.
  • Example 9 a non-woven fabric A 040 C 0 ⁇ / HM-3 coat on which blood-derived nucleic acid was adsorbed was prepared, and the effect of elution temperature was examined. Elute at 95 ° C for 20 minutes in TE Buffer; 95 ° C or 70 ° C for 10 minutes with 0.05N NaOH; 95 ° C, 70 ° C, 60 with 0.2NN aH The procedure was performed at 50 ° C or 50 ° C for 40 minutes, and the amounts of eluted DNA were compared. The amount of DNA was measured with the OliGreen® ssDNA quantification kit in the same manner as in Example 9. As shown in FIG. 10, the elution amount of DNA increased as the temperature increased, and was particularly remarkable at 70 ° C or higher.
  • DNA concentration gZm l K 1 * A 26.
  • a labeling / detection kit was used.
  • Ing Lambda DNA (Takara), a DNA primer of SEQ ID NO: 3 (final concentration 0.4 ⁇ ) and a DNA primer of SEQ ID NO: 4 (final concentration 0 .
  • PCR reaction containing 4 ⁇ PCR) (PCR buffer containing final concentration of 1.5 mM MgCl 2 ; 0.2 mM d ATP; 0.2 mM d GTP; 0.2 mM d CT
  • T a q) 50 ⁇ l was prepared, and this was subjected to DNA Ther m a l C y c 1 e r (P e r k i n E l m e r) at 94 ° C for 3 minutes 1 cyc 1 e; 94 ° C for 30 seconds,
  • the reaction was performed at 60 ° C for 1 minute, at 72 ° C for 3 minutes, and at 30 cyc1es; at 72 ° C for 5 minutes.
  • the labeled DNA was purified on a Maclenew-Nagel1 company's Nuc1eoSpin column to obtain a 50i1 DNA solution. This gives a final concentration of 0.05
  • N or NaOH was added so as to obtain N or 0.2N, and the mixture was kept in a heat block at 95 ° C for 5 to 20 minutes, and was kept under the same conditions as those used for elution. 3 M N
  • the DNA probe was added, and the mixture was incubated at 42 ° C for 18 hours to perform hybridization. After washing twice with 2 XSSC and 0.1% SDS at room temperature for 5 minutes, wash twice with 0.1 XSSC and 0.1% SDS at 68 ° C for 15 minutes. I went there. Next, wash buffer (final concentration 0.1 M maleic acid;
  • the maleate buffer (final concentration: 0.1 M maleic acid; 0.15)
  • the plate was immersed in a blocking solution (Roche) diluted 10-fold with MNaC1pH7.5) for 1 hour. To this was added 3 ⁇ l of anti-DIG antibody labeled with Al-force phosphatase (R
  • Example 5 An experiment was performed under the same conditions as in Example 5, and the elution of nucleic acid with aqueous hydrogen peroxide was examined.
  • As the nonwoven fabric AO40C011 / HM-3 coat manufactured by Asahi Kasei Corporation was used. 0.25 ml of the cryopreserved blood was applied to the nonwoven fabric according to the procedure of Example 5, and the nonwoven fabric was washed by flowing 3 ml of PBS / 7 1 mM EDTA containing 1 MNaCl and 10 ml of purified water. after was there 3% aqueous hydrogen peroxide was added to the active oxygen solution lm 1 consisting of 0.
  • Purified nucleic acid amount was quantified by measuring the OD 26 Q nm.
  • the purified nucleic acid was subjected to 0.7% agarose electrophoresis to confirm the degree of fragmentation.
  • Figure 14 shows the results. It was shown that the nucleic acid adsorbed on the filter was eluted by a short hydrogen peroxide treatment.
  • genomic DNA eluted and purified with this radical solution could be a type II PCR.
  • PCR and its analysis were performed in the same manner as in Example 2. That is, as a primer, Glyceraldehyde 3-Phosphate Dehydrogenase (G3PDH) 0.45 kb Control Amp 1 imer Set from C ontech was used. The results are shown in FIG. Excessive It was shown that nucleic acid amplification by PCR was possible using purified genomic DNA eluted with hydrogen oxide as a template.
  • G3PDH Glyceraldehyde 3-Phosphate Dehydrogenase
  • a nonwoven fabric of AO40C01 / HM13 coat to which human nucleic acid was adsorbed was prepared. It was removed from the column folder, 2 4 well plates (S UM IL ON) to transferred, as a radical solution 1 0 O mM D- ribose 5- phosphate (SI GMA) and 0. 1 mM C u C 1 2 respectively 2
  • the solution was added at 50.degree. C. and kept at 50.degree. C. with stirring. After 1, 3, 5, 10, and 30 minutes, 50 ⁇ l of 0.5 M EDTA was added to stop the generation of active oxygen. Of this, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ was subjected to 0.7% agarose gel electrophoresis.
  • FIG. 17 shows the results. It was shown that nucleic acid amplification by PCR can be performed in a short time active oxygen reaction using purified human genomic DNA eluted from the filter with active oxygen generated by reducing sugars to which divalent metal ions have been added as a template. Was done.
  • A400C01ZHM13-coated nonwoven fabric on which human nucleic acid was adsorbed was prepared. Remove this from the column folder, transfer it to a 24-well plate (SUM I LON), and use the restriction enzyme Sau3AI (Takara) 2.
  • cryopreservation blood (leukocyte count 1. 1 5 X 1 0 6 cells) was treated with Example 1 1 the same like method, A 0 4 adsorbed nucleic acids of human 0 C 0 1 / HM— 3 coats,
  • Glyceraldehyde 3 -Phosphate Dehydrogenase (G 3 PDH) 0.45 kb Control Am pli mer r Set (Catalog No. 54 05-3) of C 10 ntech did.
  • a piece of nonwoven fabric was placed in a PCR tube, and 50 ⁇ 1 of a PCR reaction solution was added in the same manner as in Example 2 and the mixture was subjected to DNA Thermocycling (Perkin Elmer). C 5 minutes, 1 cyc 1 e; 94 ° C 30 seconds, 55 ° C 1 minute, 72 ° C 1.5 minutes, 30 cycles; 72 ° C 7 minutes.
  • the suspension was suspended in the LB medium 1 and treated in the same manner as in Example 3 to prepare an A040C01 / HM-3 coat to which Escherichia coli nucleic acid was adsorbed. After washing the non-woven fabric by flowing 3 ml of TE Bu f fer, remove the four non-woven fabrics from the filter holder, cut the central part of the non-woven fabric on the most upstream (entrance) side into a 3 mm X 3 mm rectangle,
  • Example 1 0. 25 m cryopreserved blood l (white blood cell count 1. 1 5 X 1 0 6 cells) in Example 1 1 the same like method process.
  • a 040 C 0 1 was adsorbed nucleic acid of human / HM-3 coat and A040C01 nonwoven fabric were prepared.
  • the nonwoven fabric was washed by flowing 3 ml of PBS / 1 mM EDTA containing 1 M NaCl and then 3 ml of TE Buffer.
  • the washed non-woven fabric was removed from the filter holder, transferred to a 24-wei 11 plate (SUMI LON) for culturing floating cells, and genomic DNA adsorbed on the non-woven fabric by alkali denaturation was single-stranded.
  • SUMI LON 24-wei 11 plate
  • genomic DNA adsorbed on the non-woven fabric by alkali denaturation was single-stranded.
  • 0.5 ml of hybridization buffer (5 X Denhardt's; 2 x SSPE; 0.2% SDS; 10 ng) / m1Sa1monSperm DNA (SI GMA) was added and left at 65 ° C for 1 hour to perform prehybridization.
  • SI GMA m1Sa1monSperm DNA
  • a radioisotope-labeled DNA probe for the human G3PDH gene and a radioisotope-labeled DNA probe for the Lambda DNA were prepared by the following method. First, the following PCR reaction was carried out using the Cntroch for G3PDH CntrollAmplimerSet. l Add the PCR reaction solution (final concentration of 10 mM Tris-H) to the PCR tube containing the Ong Hum an G Enom inc DNA (GIBCOBRL) in a final volume of 50 ⁇ l.
  • the L amb d a DNA probe is l n g L amb d a D
  • NA (Takara), a DNA primer of SEQ ID NO: 3 (final concentration: 0.4 ⁇ ) and a DNA primer of SEQ ID NO: 4 (final concentration: 0.4 ⁇ ), chemically synthesized by request from Japan Bioservices
  • the final volume is 50 ⁇ l in the PCR tube containing PCR reaction solution so that (final concentration 1 OmM T ris- HC 1 p H 8. 3; 5 0 mM KG 1; 1. 5 mM Mg C 1 2; 0. 2 mM dATP; 0. 2 mM d GTP; 0.2 mM dCTP; 0.2 mM dTTP; 1.25 U AmpliTaq (Applied Biosterns)).
  • PCR reactions were treated with DNA Thermal Cycler (Perkin Elmer) at 96 ° C for 5 minutes, 1 cyc 1e; 96 ° C for 30 seconds, 60 ° C for 1 minute, 72 ° C for 3 minutes. , 30 cyc 1 es; 72 ° C for 5 minutes.
  • the PCR products were purified using the Nuc1eoSpin Extract kit (Macherey-Nage1), and the partial sequence DNA of human G3PDH gene and Lamb da DNA, respectively. A fragment was obtained. After placing 45 ⁇ l of TE Buffer containing 20 ng of each of these DNA fragments at 96 ° C.
  • cryopreservation blood (leukocyte count 1. 1 5 X 1 0 6 cells) was treated in the same manner as in Example 1 1, A 040 C 01 ZHM- 3 was adsorbed nucleic acid of human A coated nonwoven fabric was prepared. After washing the nonwoven fabric with 3 ml of purified water, the four nonwoven fabrics were removed from the filter holder and placed in a 1.5 ml 1 eppendorf tube. Five sets of these were prepared, and the solutions described in Table 5 were added to each of them, and each was treated at each temperature and time. A heat block was used for the 95 ° C treatment. Relative elution volume
  • osmium plasma coating was performed at a thickness of 20 nm using an osmium plasma coater OP C-80 (manufactured by Nippon Laser Ichi Electronics Co., Ltd.) to obtain a sample for microscopy. This sample was observed with a field emission scanning electron microscope S-900 (manufactured by Hitachi) under an SEM at an accelerating voltage of 1 kV. From the photograph in FIG. 23, it was found that the nucleic acid was fibrous and adsorbed on the surface of the nonwoven fabric fiber.
  • Example 5 An experiment was performed under the same conditions as in Example 5, and the type of surfactant used for nucleic acid extraction was examined.
  • As the nonwoven fabric HM-3 coated product of AO40C01 manufactured by Asahi Kasei Corporation was used.
  • the white blood cell count in the cryopreserved blood of 0.25 ml was 1.50 ⁇ 10 6 .
  • N onoxyno 1-8.5 N issan No nion N S-- 208.5
  • cationic surfactants Hexadecylpyridinium chloride (HPC), Hexadecy ⁇ pyridinium bromide (HPB), Hexadecyltrimethy 1 amm oni urn Chloride (HT AC) or Hexadecyltrimethy 1
  • HPC Hexadecylpyridinium chloride
  • HPB Hexadecy ⁇ pyridinium bromide
  • HT AC Hexadecyltrimethy 1 amm oni urn Chloride
  • HTAB Hexadecyltrimethy 1
  • nucleic acids could be purified using anionic, amphoteric, or nonionic surfactants, but nucleic acids could be purified using cationic surfactants. could not be recovered.
  • the porous filter can be a porous polyurethane sheet (Imgard II—RC main filter, Terumo) or a polycarbonate track-etched membrane with a pore size of 8 Aim and a top layer coated with SiCN.
  • Imgard II—RC main filter, Terumo a porous polyurethane sheet
  • a polycarbonate track-etched membrane with a pore size of 8 Aim and a top layer coated with SiCN.
  • nonwoven fabric A040C01H of Asahi Kasei Corporation was used as a control.
  • nucleic acid purification was possible with porous polyurethane sheets, but nucleic acids were not purified with OIA flow-through membrane. No purification. This indicates that some porous filters with a pore size of about 8 m cannot be used for nucleic acid purification.
  • genomic DNA used was the preparation purified in Example 6. Asahi Kasei Corporation's non-woven fabric A 040 C 01, A 040 C 01 HM—3-coated product, A06 6 A, A
  • Either 040 B, E 0 1 030 is cut into a 12 mm diameter disc and
  • the amount of DNA eluted from the nonwoven fabric was measured using the Oli Green® ss DNA quantification kit in the same manner as in Example 9. Using an 18-residue oligonucleotide provided in the kit as a standard, the measurement was carried out with a fluorescent plate reader S PECTRA MAX GEMI NIXS (Molecular Devices) at Ex 485 nm and Em 535 nm. The results are shown in FIGS. 25, 26, 27 and 28. N a C l, Mg C l 2, phosphoric acid, salts such as (NH 4) 2 S 0 4 were found to promote the adsorption of genomic DNA.
  • Example 21 Examination of Adsorption Conditions for Purified Genomic DNA 2 —Effect of Ethanol-1
  • Genomic DNA was purified in the same manner as in Example 6.
  • nonwoven fabric nonwoven fabric A040C01, A066A or E01030 from Asahi Kasei Corporation was used.
  • S a m p 1 e B u f fer is 10 mM.
  • N a 2 HP 0 4 / N a H 2 P 0 4 (p H 7. 4) was used Z0 ⁇ 40% ethanol.
  • the amount of DNA eluted from the nonwoven fabric was measured using an OliGreen® ssDNA quantification kit. As shown in FIG. 29, when ethanol was added to SampieBuuffer in which purified genomic DNA was dissolved, the amount of DNA recovered decreased.
  • a PET nonwoven fabric or PET flat membrane was added to the purified genomic DNA solution and shaken to examine whether or not DNA was adsorbed. Genomic DNA was purified in the same manner as in Example 6.
  • nonwoven fabric nonwoven fabric A040 C01, AO 66 A or E01030 of Asahi Kasei Corporation was used.
  • Four disc-shaped PET nonwoven fabrics or PET flat membranes having a diameter of 12 mm were placed in a polypropylene 15-m1 test tube (IWAK I). First, 3 ml of ethanol was added to the test tube to wet the nonwoven fabric. The ethanol was removed by suction, and then the nonwoven fabric was washed by adding 3 ml of TE Buffer, and then removed by suction in the same manner.
  • the cells were treated at 80 rpm for 30 minutes in the presence of MIX-ROTAR VMR-5 (I UCH I). Next, the DNA solution in the test tube was removed by suction, and a 6 ml Samp 1 e
  • FIG. 31 shows the effect of adding ammonium sulfate to 1 OmM phosphoric acid.
  • ammonium sulfate significantly promoted the adsorption of DNA.
  • E01030 absorbed ADNA better than A04C01, and about 80% of the DNA was recovered. . This indicates that the optimal nonwoven fabric for nucleic acid purification differs depending on the conditions of adsorption.
  • Example 2 The same experiment as in Example 1 was performed to screen a nonwoven fabric usable for DNA purification.
  • the blood was collected from healthy individuals of five people, the number of white blood cells of the blood 0.5 in 2 5m 1 was 0. 9 4 ⁇ 1. 9 1 x 1 0 6 pieces.
  • a list of the nonwoven fabrics used is shown in Table II. These are all products of Asahi Kasei Corporation.
  • the average pore diameter was measured by a mercury porosimeter, and the average fiber diameter was calculated from a SEM photograph.
  • Example 7 0.25 ml of human blood at night was treated with 0.05 ⁇ g of Proteinase K and 0.25 ml of 2 ⁇ Digestion Buffer, and allowed to stand at room temperature for 5 minutes. Thereafter, the same treatment as in Example 1 was performed, and finally, a nonwoven fabric was washed by flowing 3 ml of TE Buffer. Then, the four non-woven fabrics were removed from the filter holder, placed in an ecpendorf tube with a lock, and 0.5 ml of TE Buffer was added. After keeping this at 80 ° C for 1 hour, the TE Buffer was recovered. Table 7
  • the amount of nucleic acid contained in the recovered solution was measured using a O1iGreen® ssDNA quantification kit after 10-fold dilution with TEbuffer.
  • Figure 3 shows the results.
  • nucleic acid purity was determined by comparing the eluate A 2e Q (absorbance at 260 nm) with A 28 6939 o as measured by (2 8 0 nm absorbance) a UV- 1 6 0 0 UV- visible scan Bae Kutorofotome one coater (Shimadzu), A 26. / A2 8 . Was evaluated. 'The results are shown in Figure 33. Although the yield and purity of nucleic acids differed, various nonwoven fabrics with different specifications and materials could be used for nucleic acid purification.
  • RNA in the E. coli nucleic acid prepared in Example 3 was confirmed using an O1iGreen® ssDNA quantification kit.
  • the O1iGreen measurement system detects not only DNA but also RNA. Therefore, the amount of RNA contained in the nucleic acid solution can be estimated by comparing the measured value after the nucleic acid solution is subjected to RNase treatment to selectively degrade RNA and the measured value without RNase treatment. This was confirmed in a Cnntro1 experiment using rRNA.
  • a culture of 600 3.5 was obtained.
  • the concentration of E. coli in the culture solution is approximately 1.4 x 1
  • the nonwoven fabric used was A040C01 from Asahi Kasei Corporation.
  • the non-woven fabric is cut into a disc with a diameter of 12 mm, and four of them are stacked and set in a filter holder (SWINNEX, MILLIPORE).
  • a 10m1 syringe is located upstream of the filter holder, and a suction pump is located downstream.
  • the filter was installed and connected to the filter holder.
  • the nonwoven fabric was washed with 3 ml of Digestion Buffer (10 mM TrisH8; 100 mM NaC1; 25 mM EDTA; 0.5% SDS). '
  • 2X Digestion Buffer (20 mM Trisp H8; 200 mM NaC1; 50 mM EDTA; 1% SDS) was added to the sputum sample added Processing was performed for 1 minute. After cooling, 0.05 mg of Proteinase K (PCR-Grade, Roche) was added, and the mixture was treated for 5 minutes on a 37 ° C water bath with occasional stirring. The sputum sample extract containing E. coli was filtered through a nonwoven fabric by suction. Next, 8 ml of Digestion Buffer was passed while sucking to wash the filter.
  • 2X Digestion Buffer 20 mM Trisp H8; 200 mM NaC1; 50 mM EDTA; 1% SDS
  • the nonwoven fabric was washed by flowing 3 ml of PBS / 1 mM EDTA containing 1 M NaCl and 3 ml of TE Buffer (1 OmM Tris pH8; 1 mM EDTA). After that, four non-woven fabrics were removed from the filter holder, and the non-woven fabric at the most upstream (entrance) side was taken out and placed in an eppendorf tube. Add 0.2 ml of TE Buffer (10 mM Tris pH8; 1 mM EDTA) to this at 95 ° C.
  • the elution operation was performed by treating for 20 minutes.
  • the eluate was used to detect DNA from Escherichia coli and humans by PCR reaction.
  • Escherichia coli DNA in the eluate was detected by the following method.
  • the reaction was carried out at 2 ° C for 1 minute, 40 cycles; 72 ° C for 5 minutes.
  • the detection of human-derived DNA in the eluate was performed by the following method.
  • the eluate (10 ⁇ l) was added to the PCR reaction solution to make the total volume 25 ⁇ l. (Final concentration 1
  • E. coli sputum sample prepared according to Example 25 was added to 2X Digestion Buffer (2
  • the four non-woven fabrics were removed from the filter holder, and the non-woven fabric at the most upstream (entrance) side was taken out and placed in an eppendorf tube. To this was added 0.2 ml of TE Buffer (10 mM Tris pH8; 1 mM EDTA), and
  • Example 25 a sputum sample containing E. coli and a nucleic acid adsorption filter were prepared. 0.25 ml of 2X Digestion Buffer (20 mM Trisp H8; 200 mM NaC1; 50 mM EDTA; 1% SDS) was added to the sputum sample supplemented with E. coli, followed by Example 25. Without heat treatment or the treatment with the reducing agent performed in Example 26, the proteinase K (PCR-Grade, Roche) was used.
  • 2X Digestion Buffer 20 mM Trisp H8; 200 mM NaC1; 50 mM EDTA; 1% SDS
  • Example 25 05 mg was added and this was treated for 5 minutes on a 37 ° C water bath with occasional stirring.
  • the sputum did not dissolve in a transparent and uniform state, but remained in a cloudy state with lumps remaining unevenly.
  • this Escherichia coli-added sputum sample extract was applied to a non-woven fabric by suction filtration.
  • the liquid portion could be filtered by suction, but the lump of sputum component stuck on the surface of the nonwoven fabric could not be completely filtered, and it was difficult to continue the subsequent operations.
  • DIG labeling of DNA is performed using PCR DIG P Robe S yn t th e s s s K i t (R o c e) and PCR D I G L a b e l in g M i (R o c e), and D I G is used for hybridization and detection.
  • cryopreserved blood (leukocyte count: 1.15 x 10 6 ) was treated in the same manner as in Example 11 to absorb human nucleic acid.
  • Three coats of nonwoven fabric were prepared. After washing the non-woven fabric by flowing 3111 1 buffer, the non-woven fabric is placed in a 24-well plate containing 0.2 ml of DIGE asy Hy b notch (Roche) and placed at 42 ° C for 2 hours. Was.
  • a DNA primer of SEQ ID NO: 9 chemically synthesized by
  • PCR buffer containing enzyme reaction solution (final concentration 1. 5mM Mg C 1 2; 0. 2 mM dATP; 0. 2 mM dGTP; 0. 2 mM d CTP; 0.19 mM dT
  • Example 28 Amplification and detection of nucleic acid on nonwoven fabric by LAMP method Using the genomic DNA adsorbed on the non-woven fabric as a template, we investigated whether amplification of nucleic acid by the LAMP method was possible.
  • LAMP method a Loopamp bovine embryo sex discrimination kit (Eiken Chemical) was used.
  • the genomic DNA was adsorbed to Asahi Kasei Corporation product A040C01 as a nonwoven fabric by the following method.
  • This nonwoven fabric was cut into a size of 3 mm square, and this was placed in a 0.5 m1 microphone opening tube.
  • Loop Amp Reaction Mix II 401 and 1 ⁇ l of Bst DNA polymerase were added and incubated at 63 ° C.
  • the turbidity of the amplification solution was examined, and a portion was subjected to agarose electrophoresis. This result indicates that nucleic acid amplification occurs using the genomic DNA adsorbed to the nonwoven fabric by the LAMP method as a template (Fig. 39).
  • Example 30 Hybridization using eluted genomic DNA as a probe It was examined whether genomic DNA obtained by the elution method shown in Examples 9 and 11 could be used as a probe for hybridization. First, add 1 ⁇ l of Biotin Chem-link (Roche) to each 1 g of human genomic DNA eluted from the nonwoven fabric so that the total amount becomes 1, and add 1 g at 85 ° C. After incubation for 5 hours, 5 ⁇ 1 reaction stop solution was added to obtain a biotin-labeled eluted genomic DNA solution.
  • Biotin Chem-link Roche
  • Genomic DNA obtained by any of the TE Buf fer, alkali, and hydrogen peroxide elution methods could be used as a probe for hybridization.
  • cryopreservation blood (leukocyte count 1. 1 6 X 1 0 6 cells) was treated in the same manner as in Example 1 1, A 040 C 0 1 of nonwoven fabric to adsorb the nucleic acid in human Prepared did. After washing the nonwoven fabric by pouring a buffer of 51111, the four nonwoven fabrics were removed from the filter holder and placed in a 1.5 ml eppendorf tube.
  • the surfactants used in Example 19 the amphoteric surfactant CH
  • FIG. 44 shows the result of electrophoresis of the eluted nucleic acid.
  • the eluted nucleic acid was concentrated on a NucleoSpin column, and the resultant was subjected to 0.7% agarose gel electrophoresis.
  • the nucleic acid eluted in the presence of the detergent had a similar molecular weight to the nucleic acid eluted by TE Buff fer.
  • the PCR product of 3 bp was amplified, indicating that it can be used as type II of PCR.
  • anionic surfactants amphoteric surfactants, and nonionic surfactants
  • the synthetic DNA shown in SEQ ID NO: 11 was used as a primer 5
  • the synthetic DNA shown in SEQ ID NO: 12 was used as a 3 ′ primer, each having a final concentration of 0.
  • a PCR reaction solution containing 5 ng of human genomic DNA (Clontech) (final concentration: 1 OmM Tris-HC lp H8.3; 50 mM KC 1; 1.5 mM Mg C 12; 0.2 mM d ATP; 0.2 mM d GTP; 0.2 mM d CTP; 0.2 mM d TTP; 0.5 U Amp 1 i T aq (A pp 1 ied B iosyst em s)) Power.
  • the anionic surfactants SDS used in Example 19 the amphoteric surfactants CHAPS and CHAP SO, and the nonionic surfactants Triton X-114 and Triton X-1 00, Nissan D ispanol TOC, Igepal CA630 or Nissan No nion NS—208.5 are added to the final concentrations of 1%, 0.5%, and 0.1%, respectively, and the PCR reaction is performed.
  • the solution was 20 ⁇ l.
  • cryopreserved blood m 1 (leukocyte count 1. 1 6 X 1 0 6 cells) was treated in the same manner as in Example 1 1, A040 C 0 1 of nonwoven fabric to adsorb the nucleic acid in human was prepared. This is cut into four equal parts, placed in a 0.5 ml microtube, added to 951 water and 51 Biotin Chem-Link (Roche), and heated at 85 ° C. The biotinylation was performed at a later time. The supernatant was transferred to another tube, left at 95 ° C.
  • Probe 1 The above-mentioned nonwoven fabric reacted with Link was transferred to a tube containing 1001 TE Buffer and placed at 95 ° C. for 20 minutes, and nucleic acid elution and single-stranded nucleic acid were simultaneously performed from the nonwoven fabric. Thereafter, this was cooled on ice to obtain Probe 2. Dots from lOOng to 0.1ng human genomic DNA (Clontech), Lamb da DNA (Takara) and Hy bond N + I3 ⁇ 4 (Amsham—Pharmacia), alkali denaturation and UV crosslink Immobilization.
  • BIOCHEM BIOCHEM was added and left at room temperature for 30 minutes with gentle penetration. Washing Two times for 15 minutes at room temperature using Buffer, and then alkaline phosphatase Buffer (final concentration 0.1 M Trissp H9.5; 0.1).
  • nucleic acids can be easily purified from a sample containing cells such as leukocytes and bacteria. Further, according to the present invention, nucleic acids can be rapidly eluted from the filter on which the nucleic acids are adsorbed. Finally, according to the method of the present invention, a nucleic acid is rapidly purified from a sample containing cells such as leukocytes and bacteria using a nonwoven fabric, It is possible to directly perform nucleic acid amplification, base sequence detection, and the like on the nonwoven fabric. As a result, the steps from sample processing to nucleic acid amplification or nucleotide sequence detection can be simplified, and processing can be performed in a short time.
  • SEQ ID NO: 3 Synthetic DNA
  • SEQ ID NO: 5 synthetic DNA
  • SEQ ID NO: 6 synthetic DNA
  • SEQ ID NO: 7 synthetic DNA
  • SEQ ID NO: 8 synthetic DNA
  • SEQ ID NO: 9 synthetic DNA
  • SEQ ID NO: 10 synthetic DNA
  • SEQ ID NO: 11 synthetic DNA
  • SEQ ID NO: 12 synthetic DNA

Description

明細 : 不織布を用いた核酸精製法及ぴ検出法 技術分野
本発明は、 不織布を用いて細胞から高純度の核酸を簡便に調製する方法および その調製キットに関する。 更に本発明は、 核酸を吸着した不織布から核酸を増巾] する方法、 および核酸を吸着した不織布から核酸の塩基配列を検出する方法、 更 には該方法で使用する核酸を吸着した不織布の作製法およびその作製キットに関 する。 背景技術
DNAのような核酸を細胞から調製するためには、 一般的に細胞を含む試料を SD Sや P r o t e i n a s e Kで処理して可溶化した後、 フエノールで蛋白質 を変性除去じて核酸を精製する （Mo l e c u l a r C l o n i n g 2 n d E d i t i o n、 9. 1 6— 9. 23、 C o l d S p r i n g Ha r b o r L a b o r a t o r y P r e s s、 1 98 9)。 しかし、 手間と時間がかかるこ とから、 より簡便な方法が求められている。 '
より簡便な方法としては、 例えばシリカを用いる方法が E P 0 3890 6 3で 開示されている。 該方法では、 まず細胞をカオトロピック性試薬で処理して細胞 を溶解し、 核酸を遊離させる。 次に、 シリカまたはその誘導体から成る核酸結合 性坦体に核酸を吸着させて、 この坦体をカオト口ピック性試薬や有機溶媒で遠心 洗浄する。 最後に、 低塩の Bu f f e rで核酸を溶出する。 該方法はフエノール 法に比較すると簡便であるとはいうものの、 まだ多くの工程を含み、 遠心操作が 必要であるという欠点がある。 また、 P CRなどの酵素反応を強く阻害するカオ ト口ピック剤やエタノールを使用するので、 これらの物質を完全に除く必要があ る、 そのため操作が煩雑になり時間がかかる、 などの欠点がある。
白血球分離フィルターのような細胞吸着性繊維集合体を用いて末梢血白血球 から核酸を調製する方法は、 特公平 8— 2458 3号ゃ特開平 8— 28 03 84 号で開示されている。
特公平 8— 245 8 3号によれば、まず白血球分離フィルターに血液を通して、 血液中の白血球をフィルターに吸着させ、 血液の他の成分と分離する。 このフィ ノレターに TE B u f f e r ( 1 0 mM T r i s ； 1 mM EDTA； p H7. 6) を通して洗浄し、 ヘモグロビン等の蛋白質を除去する。 こうして分離 洗浄された白血球をフィルターごと例えば _ 80°Cで凍結した後、 室温で放置し て白血球を解凍する。 それから繊維状物質に TE B u f f e r—m i x (TE B u f f e r , 1 0 mM N a C 1、 1. 5 mM Mg C l 2、 p H 7. 5) を 加えて、 フィルターの繊維状物質に吸着されていた白血球を繊維状物質から回収 する。 しかし、 特公平 8— 24583号では、 回収された白血球からゲノム DN Aを抽出する操作は従来の技術で行っている。 すなわち、 白血球に 1 0% 硫酸 ドデシルナトリウム (SDS) などの界面活性剤と蛋白分解酵素 （P r o t e i n a s e K) を加えて、 6 5°Cで 1 5時間 ィンキュベートし、 これに RNA分解 酵素 （RNa s eA) を加えて 3 7 °Cで 1時間インキュベートする。 それからこ れをフエノール試薬で処理し、 DNAをェタノールで沈澱させて精製する。
特開平 8— 280 384号では、 有核細胞を吸着した後、 有核細胞中の核酸ま たは蛋白質を取り出す方法を開示している。 核酸または蛋白質を取り出す方法と しては、極細繊維集合体に細胞を結合したまま細胞溶解液を通液して溶解する力 \ あるいは破砕などを行う。 この方法の利点は、 吸着した細胞をそのまま破砕、 溶 解処理することが可能なことである。 吸着した細胞を脱離することなく、 吸着し た細胞を破碎し、 または溶解することから、 吸着した細胞を脱離する方法よりも 容易に実施が可能である。 しかし、 細胞溶解後の核酸精製については従来の技術 を用いており、 新しい方法は開示されていない。 すなわち、 まず細胞を吸着した 極細繊維集合体を精製水や界面活性剤で処理し、 極細繊維集合体を通過した細胞 溶解液から通常のフエノール ·クロロホルム法で核酸を精製している。
以上のように、 白血球分離フィルターのような細胞吸着性繊維集合体を用いて 末梢血白血球から核酸を調製する方法は知られていたが、 上記の方法では白血球 の分離や核酸抽出のステップまでフィルターで行った後は既存の核酸精製法で核 酸を精製しなければならず、 工程が複雑になり時間と手間がかかるという欠点が あった。
最近、 フィルターを用いて細胞から核酸を直接精製する方法が、 国際公開 WO 00/21 9 73号で開示された。 該方法では、 （1) まず、 細胞を含む試料をフ ィルターにかけて細胞をフィルターに吸着させる。 （2)次にフィルターに吸着さ れた細胞を溶解し、 （3) フィルターで濾過する。 （4) フィルターに吸着された 核酸を洗浄する。 （5) 最後に、 核酸をフィルターから溶出する。 吸着した核酸は 40°Cから 1 25 °Cに加温すると溶出され、 溶出 B u f f e rの pHは 5から 1 1の範囲で、 塩濃度は高くても低くても良い。 精製された核酸の吸光度比 A26。 / 28。は1. 8であり、 P CRの鍚型として使用可能であった。 国際公開 WO 00/21 9 73号では、 核酸を精製する目的に使用可能なフィルターの例とし て Wh a t ma n GF/D v a r i a n t f i 1 t e r sが挙げられてお り、 使用不可能な例として Wh a t m a n GF/C f i l t e r sが挙げら れている。 また、 該方法に適したフィルターの特徴として、 精製 DNAをフィル ターに通しても精製 DNAを捕捉できないこと、 細胞を溶解してからフィルター にかけると DNAの収率が 80 %低下して実用的でないことが述べられている。 また該方法を用いて血液から核酸を調製する場合、 実験者は白血球を溶解する前 に赤血球を溶血させる必要がある。 また、 このような細胞をフィルターに吸着さ せてから精製する方法では、 細胞の種類に応じてフィルターを選択しなければな らないという欠点がある。
米国特許第 5 1 8 7083号および米国特許 5234824号では、'血液細胞 を界面活性剤で溶解してからポアサイズが 0. 2 μπιから 0. 8 mのフィルタ 一にかけて DNAを精製するという方法を開示している。 米国特許 523482
4号でクレームしている方法は、 血球から純粋な DN Aを迅速に調製する方法で あって次の工程を含む。 （1)高剪断力がかからないように 2分から 40分かけて 界面活性剤と粘度増強剤を含む溶液でゆるやかに細胞を溶解させて細胞の D N A を含む溶解液を調製する。 この時、 DN Aはフィルターにトラップされるように 十分大きな分子量を持っている必要がある。 次に、 （2) この抽出液を 0.
から 0. 8 mの孔径を持ったフィルターで濾過して DN Aをフィルターにトラ ップする。 それから （3) フィルターを純水中で約 1 00°C 5分から 1 5分間 加熱して DNAを抽出する。 溶出液は、 1 0 OmM以下のマグネシウムまたは力 ルシゥムを含んでいてもよい。 ここで、 （1) の粘度増強剤としては、 p o 1 y V i n y 1 a l c o h o l (分子量 7万から 1 0万）、 水溶性ポリマー、 糖、 ポリ ペプチド、 ゼラチンなどを使用する。 また、 この方法で血液から DNAを精製す るには、 血液を 1 0倍以上希釈しなければならない。 そうしないと、 粘度が高す ぎて該フィルターで濾過できない。
また、 特表 200 1 - 5208 94号では （1) 核酸類を所定の方向から表面 へ投入すること、 (2) 前記表面上での核酸類の固定化、 （3) 前記表面からの固 定化された核酸類の放出、 及び （4) 主に投入方向における前記表面から放出さ れた核酸類の除去、 の段階により核酸類を単離する方法が開示されている。 表面 としては膜が使用可能であり、 膜は疎水性であっても親水性であっても良い。 膜 の材質としては、 ナイロン、 ポリスノレホン、 ポリエーテノレスノレホン、 ポリカーボ ネート、 ポリアタリレート、 並びにアクリル酸共重合体、 ポリウレタン、 ポリア ミ ド、 ポリ塩化ビュル、 ポリフルォロカーボネート、 ポリテトラフルォロェチレ ン、 ポリ ビニリデンフルオリ ド、 ポリ ビ-リデンジフルオリ ド、 ポリエチレン一 テトラフノレォロエチレン共重合ィ匕物、 ポリエチレンークロロ トリフルォロェチレ ン共重合化物、 またはポリフエ二レンスルフイ ドが使用できる。 膜の細孔は 0. 00 1〜 50 m、 好ましくは 0. 0 1〜 20 μ m、 最も好ましくは 0. 05〜 1 Ο μηιの直径を有する。 核酸類の固定化のために、 鉱酸とアルカリ及びアル力 リ土類金属類との塩類、 アル力リまたはアル力リ土類金属と一塩基もしくは多塩 基または多官能性有機酸類とからの塩類、 脂肪族または非環式飽和または不飽和 炭化水素のヒ ドロキシル誘導体、 フエノールまたはポリフエノール、 またはカオ トロピック剤が使用できる。
該方法では、 核酸の収量を高めるためには吸着時にアルコールやカオト口ピッ ク剤を添加しなければならないという欠点がある。 例えば、 疎水性ナイロン膜で ある細孔 1. 2 μπιのヒ ドロロン （Hy d r o l o n, P a l 1 ) に RNAを 吸着させる場合、 結合溶液に 1M N a C 1を使用すると収量が 0. 1 5 μ §で あるのに対し、 36%エタノール含有 1M Na C lを使用すると 1. 55 g になり、 収量は実に 1 0倍異なる。 また、 結合溶液に 36%エタノール含有 50 OmM イソチォシアン酸グァニジゥムまたは 36%エタノール含有 1M 塩酸 グァニジニゥムを用いると、 収量は 2. 3 // gまたは 6. になる。 また力 オト口ピック剤を使用すると、 その後アルコールを含む B u f f e rでよく洗浄 し、 更に乾燥する必要がある。
また、 特表平 1 1一 50 1 504号では、 サンプルを界面活性剤および固体支 持体に接触させ、 これによつて上記サンプル中の可溶性核酸がこの支持体に結合 し、 次いでこの支持体を結合した核酸とともに上記サンプルから分離することか らなる、 サンプルから核酸を単離する方法が開示されている。 該発明で用いる特 に好適な固体支持体として、 DYNABEADSとして販売される磁性粒子を挙 げており、 実施例もこれにっきる。 また、 界面活性剤は、 如何なる界面活性剤で あってもよく、 陰イオン性および陽イオン性を含むイオン性であっても、 非ィォ ン性または両イオン性であってもよい。
磁性粒子を用いる場合、 サンプル容量は通常数 μ 1から数 1 0 1になる。 こ のため、サンプル容量が多い場合はあらかじめ遠心などの操作で細胞を濃縮する、 あるいは不要な細胞、 物質を除いてから目的の細胞を濃縮するなどの必要が出て くる。 例えば、 0. 5m 1の血液に含まれる白血球 DN Αを精製する場合、 まず 溶血して、 次に遠心して白血球をペレットにする、 などの操作が必要である。 ま た、 DNAはゲル状の DNAZD YNAB E AD S複合体として回収され、 この 複合体はピペッティングなどの操作で簡単に破壌される。 従って、 ゆるやかに洗 浄しないと複合体がバラバラになり、 D N A収量が著しく減少するので注意が必 要である。
また、 固体表面に吸着された核酸を活性酸素で溶出するという報告はこれまで ない。 同様に、 固体表面に吸着された核酸をアルカリで溶出するという報告もな い。
近年、 ヒ トゲノム解析が急速に進展し、 その成果であるゲノム情報を医療の質 的改善に結びつけようという試みが活発になってきている。 一塩基多型 （S i n g l e Nu c l e o t i d e P o l ymo r p h i s m s、 S IM P S) の データが整備されれば、 薬効の個人差を識別し、 患者毎に至適薬物と投与量を決 定する、 いわゆるオーダーメード医療が可能になると期待されている。 このよう な SNP sを利用したオーダーメード医療を実現するためには、 迅速、 正確、 か つ安価な S NP sタイビング技術の開発が不可欠である。 ここでいう S NP sタ ィビング技術とは、 ゲノムの抽出 ·精製、 核酸増幅、 塩基配列の解析など検体の 処理から検査結果のァゥトプットに至るまでのすベての技術を意味する。
P o l yme r a s e Ch a i n R e a c t i o n (PCR) などの核酸 増幅反応で特定の塩基配列を増幅する場合、 あるいは SNP sタイピング技術で 塩基配列を解析する場合、 増幅や配列解析の対象となる核酸は、 通常、 溶液状態 で反応系に供給される。 上記で引用したいずれの方法でも溶液として核酸を回収 している （国際公開 WO 00/2 1 973号、 米国特許第 51 8 708 3号、 米 国特許第 5234824号、特表 200 1— 5208 94号）。核酸調製法として は一般的であるが、 溶出には時間がかかり、 またそれに適した溶出条件を設定す る必要がある。 この核酸溶出に要する時間を短くする、 あるいは溶出工程そのも のを省略して次の検査ステップに進めるなら、 検査に要する時間は著しく短縮さ れる。
米国特許第 5, 75 6, 1 26号では、 フィルターに吸着された核酸を直接解 析する方法について述べられている。 該方法では、 （1) 弱塩基、 キレート剤、 陰 ィオン性界面活性剤、 及び解析に必要な成分を吸着させた乾燥固体媒体に核酸物 質を含有するサンプルを加え、 （2) 該サンプルを保存し、 （3) 該サンプルに含 まれていた蛋白質またはヘモグロビンを除いて、 （4) 該サンプルを解析する。 米 国特許第 5， 972, 3 86号では、 （ィ） 蛋白変性剤を吸着させた固体マトリツ タス、 （口） 解析に必要な成分、 （ハ） 該成分をマトリ ックス上に保持するための 保持剤、 の 3要素からなる核酸保存のための乾燥固体媒体を用いて、 フィルター に吸着された核酸を直接解析する方法について述べられている。 すなわち、 （1) 該乾燥固体媒体に核酸物質を含有するサンプルを加え、（2)該サンプルを保存し、
(3)該サンプルに含まれていた蛋白質またはヘモグロビンを除いて、 （4)該サ ンプルを解析する。
上記 2つの特許では乾燥固体媒体の例として、 尿酸、 トリス、 EDTA、 SD
Sを吸着させたセルロースペーパーを挙げている。 この 9 mm2に血液 3 1を 載せて、 あるいは 1 00 mm2に血液 1 00 μ 1を載せて乾燥させ保存し、 その 後解析する。 またここでいう解析とは、 P CRや R e s t r i c t i o n F r a g m e n t L e n g t h P o l ymo r p h i s m (RF LP) の電気泳 動による解析を指す。 該方法には、 乾燥固体媒体の作製に手間がかかる、 乾燥固 体媒体に添加できるサンプルの容量に制限がある、 そのため媒体上に固定できる 核酸密度が小さい、 ヘモグロビンなどの蛋白を除去するためにフエノールやアル コールなどの有機溶媒を使用しなければならない、 操作が煩雑であり時間がかか る、 などの欠点がある。
また、 EP 38 9, 06 3では、 試料、 カオトロピック剤、 核酸結合性固相体 を混合して固相体に核酸を結合させた後、 固相体を分離、 洗浄して核酸を分,離す る方法が述べられている。 核酸結合性固相体としては、 シリカビーズの他に PV D F (M i 1 1 i p o r e)、 N i t r o c e l l u l o s e (S c h 1 e i c h e r a n d S c h u e i l )^ Hy b o n d一 、Ame r s h am) などの フィルターを例として挙げている。 核酸を吸着したフィルターを直接テンプレー トとして P CRする方法についても述べられている。 核酸溶液をグァニジンチォ シァネート溶液と該フィルターと混合して核酸をフィルターに吸着させて、 カオ トロピック剤、 70%エタノールで洗浄し、 56°Cで乾燥させる。 該フィルター を P CR反応系に直接加えて、 標的核酸が増幅できることを示している。 該方法 では、 カオトロピック剤や有機溶媒を使用しなければならない、 カオトロピック 剤やエタノールは P CR反応を強く阻害するのでこれらの物質を完全に除く必要 がある、 そのため操作が煩雑になり時間がかかる、 などの欠点がある。 また、 該 フィルタ一は通常プロッティングに使用されるもので、 血液のような生体材料か ら核酸を精製する目的には適していない。
更に、 国際公開 W098/51 6 9 3号では、 サンプル中の細胞を核酸で検出 する一般的な方法が述べられており、 （1) サンプル中の細胞を固体に結合させ、
(2) 細胞を溶解し、 （3) 細胞から遊離した核酸を （1) と同じ固体に結合させ て、 （4) 標的細胞の核酸を検出する。 該方法では、 まず細胞を固体に結合させる 必要があることから、 細胞の種類に応じた固体を選択する必要がある、 細胞を破 壊することなく結合させなければならないので濾過の流速に制限がある、 などの 欠点がある。 発明の開示
本発明の課題は、 血液のような細胞を含む試料から、 従来の技術より簡便かつ 高収率に細胞の核酸を精製する方法を提供することである。更に本発明の課題は、 従来の核酸増幅技術や塩基配列解析技術に使用可能で、 かつ迅速、 簡便な核酸調 製法を供給することにある。
本発明は、 以下の発明を包含する。
(1) 以下の工程：
(ィ） 細胞を破壊して細胞抽出液を調製する工程；
(口） 細胞抽出液を不織布に接触させて、細胞抽出液中の核酸を不織布に吸着さ せる工程；および '
(ハ） 不織布から核酸を溶出する工程；
を含む、 細胞を含む試料から細胞の核酸を調製する方法。
(2) 不織布に吸着された核酸を 40°Cから 100°Cの温度範囲、 好ましくは 8 0°Cから 95°Cの温度範囲で加熱して核酸を溶出する （1) 記載の方法。
(3) 不織布に吸着された核酸を p HI 2以上のアルカリ条件下で処理して核酸 を溶出する （1) 〜 （2) の 1つに記載の方法。
(4) 不織布に吸着された核酸を断片化して溶出する （1) 〜 （2) の 1つに記 載の方法。
(5) 活性酸素を用いて核酸を断片化する （4) 記載の方法。
(6) 還元糖に二価の金属イオンを添加して発生させた活性酸素を用いる （5) 記載の方法。
(7) 活性酸素が過酸化水素である （5) 記載の方法。
(8) 過酸化水素に二価の金属イオンを添加して発生させた活性酸素を用いる (5) 記載の方法。
(9) 酵素を用いて核酸を断片化する （4) 記載の方法。
(10) 不織布に吸着された核酸を界面活性剤で処理して溶出する （1) 〜 （2) の 1項に記載の方法。 (1 1) 界面活性剤が非イオン性界面活性剤、 または両性界面活性剤である （1 0) 記載の方法。
1 2) 以下の工程：
ィ） 細胞を破壊して細胞抽出液を調製する工程；
口） 細胞抽出液を不織布に接触させて、細胞抽出液中の核酸を不織布に吸着さ せる工程；
ハ） 該不織布に核酸を増幅するための溶液を加えて、該不織布に吸着された核 酸を鐃型として核酸を増幅する工程；
二） 該反応液を回収する工程；
を含む、 細胞を含む試料から細胞の核酸を調製して増幅する方法。
1 3) P CR法または LAMP法で核酸を増幅する （1 2) に記載の方法。
14) 以下の工程：
ィ） 細胞を破壌して細胞抽出液を調製する工程；
口） 細胞抽出液を不織布に接触させて、細胞抽出液中の核酸を不織布に吸着さ せる工程；
ハ） 該不織布に塩基配列を検出するための溶液を加えて反応させる工程； 二 ) 該反応液を測定する工程；
を含む、 細胞を含む試料から細胞の核酸を調製して特定の塩基配列を検出する方 法。
. 5) 以下の工程：
：ィ） 細胞を破壌して細胞抽出液を調製する工程；
口） 細胞抽出液を不織布に接触させて、細胞抽出液中の核酸を不織布に吸着さ せる工程；
：ハ） 該不織布に塩基配列を検出するための溶液を加えて反応させる工程； ：ニ） 該不織布表面を測定する工程；
を含む、 細胞を含む試料から細胞の核酸を調製して特定の塩基配列を検出する方 法。
(1 6) P CR法または LAMP法で塩基配列を検出する （14) 〜 （1 5) の 1つに記載の方法。 ( 1 7) プローブを用いたハイブリダィゼーシヨンで特定の塩基配列を検出する ( 1 5) に記載の方法。
( 1 8) プライマーと核酸合成酵素による核酸伸長反応で特定の塩基配列を検出 する （1 4) 〜 （1 5) の 1つに記載の方法。
(1 9) 核酸伸長反応の際に標識ヌクレオチドを取り込ませて検出することを特 徴とする （1 8) に記載の方法。
(2 0) 核酸伸長反応で生じるピロリン酸を検出することを特徴とする （1 8) に記載の方法。
(2 1 ) 以下の工程：
(ィ） 細胞を破壌して細胞抽出液を調製する工程；
(口） 細胞抽出液を不織布に接触させて、細胞抽出液中の核酸を不織布に吸着さ せる工程；
を含む、 細胞の核酸を吸着した不織布を作製する方法。
(2 2) 以下の工程：
(ィ） 細胞を破壊して細胞抽出液を調製する工程；
(口） 細胞抽出液を不織布に接触させて、 細胞抽出液中の核酸を不織布に吸着さ せる工程；
(ハ） 該不織布に核酸を標識するための溶液を加えて反応させる工程； を含む、 細胞を含む試料から細胞の核酸を調製して核酸を標識する方法。
(2 3) ビォチン、蛍光、 またはハプテンで核酸を標識する （2 2)記載の方法。 (2 4) 不織布に吸着された核酸そのものを標識する （2 2) または （2 3) に 記載の方法。
(2 5)不織布の素材がポリエステル、ポリプロピレンまたはナイロンである（1 ) 〜 （24) の 1つに記載の方法。
(2 6) 不織布の素材がポリエチレンテレフタレートである （1 ) 〜 （24) の 1つに記載の方法。
(2 7) 不織布の孔径が 2〜 1 5 0 μ mである (1 ) 〜 (2 6) の 1つに記載の 方法。
(2 8) 不織布の繊維径が 0. 3〜2 0 μπιある （1 ) 〜 （2 7) の 1つに記載 の方法。
(29) 粘度増加剤、 カオトロピック剤、 およびアルコールを含まない細胞抽出 液を使用する （1) 〜 （28) の 1つに記載の方法。
(30) 塩を含む細胞抽出液を使用する （1) 〜 （29) の 1つに記載の方法。 (3 1)細胞抽出液に含まれる塩がナトリゥム塩、力リゥム塩、マグネシウム塩、 カルシウム塩、 アンモニゥム塩、 リン酸塩、 硫酸塩または塩酸塩である （30) 記載の方法。
(32) 細胞抽出液に含まれる塩が塩化ナトリウムで、 その濃度が 1 0 mMから 1 00 OmMである （30) 記載の方法。
(3 3) 細胞抽出液に含まれる塩が塩化マグネシウムで、 その濃度が Ι πιΜから 1 0 OmMである （30) 記載の方法。
(34) 細胞抽出液に含まれる塩がリン酸ナトリウムで、 その濃度が 2 mMから 1 0 OmMである （30) 記載の方法。
(3 5) 細胞抽出液に含まれる塩が硫酸アンモニゥムで、 その濃度が 2 OmMか ら 1 00 OmMである （30) 記載め方法。
(3 6) 陰イオン性界面活性剤、 両性界面活性剤、 または非イオン性界面活性剤 を含む細胞溶解液を使用する （1) 〜 （3 5) の 1つに記載の方法。
(3 7) 細胞を破壊して細胞抽出液を調製する工程を 80°C〜 1 1 0°Cの温度範 囲で行う （1) 〜 （36) の 1つに記載の方法。
(3 8)細胞を破壊して細胞抽出液を調製する工程を還元剤の存在下で行う （1) 〜 （37) の 1つに記載の方法。
(3 9) 還元剤がチオール基を含む化合物である （38) 記載の方法。
(40) 細胞抽出液を不織布に接触させる方法が濾過である （1) 〜 （3 9) の 1つに記載の方法。
(4 1) 細胞抽出液中の核酸を不織布に吸着させる工程の後に、 不織布を洗浄す る工程が続く （1) 〜 （40) の 1つに記載の方法。
(42) カオトロピック剤おょぴアルコールを含まない溶液で不織布を洗浄する (4 1) 記載の方法。
(43)細胞溶解液で不織布を洗浄する (4 1 ) 〜 （42) の 1つに記載の方法。 (44) 0. 5 M〜 2 Mの濃度範囲の塩溶液で不織布を洗浄する （41) 〜 （4 3) の 1つに記載の方法。
(45) (ィ） 不織布を組み込んだ装置；および （口） 細胞溶解液、 核酸溶出液の いずれかを含む溶液；
を含む、 細胞を含む試料から細胞の核酸を調製するキット。
(46) (ィ） 不織布を組み込んだ装置；および （口） 細胞溶解液、 洗浄液のいず れかを含む溶液；
を含む、 細胞から核酸を抽出し、 該核酸を吸着した不織布を作製するキット。
(47) 固体表面に吸着された核酸を pH 1 2以上のアルカリ条件下で処理して 溶出する方法。
(48) 固体表面に吸着された核酸を活性酸素で処理して溶出する方法。
(49) 固体表面に吸着された核酸を界面活性剤で処理して溶出する方法。
(50) 核酸を吸着した不織布。
以下、 本発明を詳細に説明する。
本発明において、 細胞とは真核細胞、 原核細胞、 またはウィルスを意味し、 特 にヒ ト体細胞、 ヒ ト末梢血白血球、 感染症の原因となる真菌、 細菌、 ウィルスを 含む。
本発明において、 細胞を含む試料とは血液、 尿、 髄液、 喀痰、 体液、 細胞浮遊 液、細胞培養液など細胞を含むものならどのようなものでもあってもよい。また、 それらの試料に何らかの処理をほどこした処理液であっても良い。 処理の方法と しては、 例えば、 喀痰のような粘性の高い試料を喀痰処理剤により溶解するなど の方法が考えられる。
本発明において、 細胞抽出液とは細胞を破壌して得られる細胞の構成成分を含 む混合物のことで、 細胞を含む試料に細胞溶解液を作用させて作製することがで きる。 細胞溶解液とは細胞を破壊して核酸を抽出するために用いられる溶液のこ とで、 界面活性剤、 酵素、 EDTAなどを含むが、 これらをすベて含む必要はな い。 酵素としては、 蛋白質分解酵素、 例えば P r o t e i n a s e Kなどを用い るが、 細胞種によってはリゾチーム、 リゾスタフイン （スタフイロコッカス属）、 β 1, 3—ダルカナーゼ、マンナーゼ、キチナーゼ（真菌類） なども用いられる。 R N Aを除いた方が好ましい場合には、 R N a s e Aのような R N A分解酵素を 加えれば良い。 また、 酵素は含まなくとも良い。 動物細胞では低張液に接触させ るだけで細胞を破裂させることも可能である。 E D T Aは D N A分解酵素を阻害 するために用い、 通常 2 5 mMの濃度で使用する。 また細胞抽出液は、 細胞を含 む試料に超音波をかけたり、 ホモジナイザーで破砕するなど物理的な力を加えて 作製することも可能である。
細胞抽出液中の核酸を不織布に吸着させるには、 塩を含む細胞抽出液を使用す ることが望ましい。 塩は細胞溶解液に加えておいても良いし、 細胞抽出液を不織 布に接触させる際に加えても良い。 いろいろな種類の塩が使用可能であるが、 ナ トリウム塩、 カリウム塩、 マグネシウム塩、 カルシウム塩、 アンモニゥム塩、 リ ン酸塩、 硫酸塩、 塩酸塩などが好ましい。 核酸吸着を促進する濃度範囲は、 塩の 種類により異なる。 例えば、 塩化ナトリウムなら 1 0 mMから 1 0 0 0 mM、 好 ましくは 5 0 mMから 2 0 0 mM、 塩化マグネシゥムは 1 mMから 1 0 0 mM、 好ましくは 2 mMから 2 0 mM、 リン酸ナトリウムは 2 mMから 1 0 0 mM、 好 ましくは 2 O mMから 1 0 O mM、 硫酸アンモニゥムは 2 O mMから 1 0 0 0 m M、 好ましくは 2 O mMから 2 0 0 mMが核酸を吸着させるのに適した濃度であ る。 また、 核酸吸着は p H 6〜 1 1の範囲、 好ましくは p H 6〜 8の範囲で行う ことが望ましい。
本発明において、 不織布とは短繊維またはフィラメントを、 機械的、 熱的、 化 学的な手段を用いて接着または交絡させて作るシート状またはウェブ構造のもの である （第 2版 繊維便覧 繊維学会編 丸善)。不織布はさまざまな方法で生産 されるが、 基本的な工程はゥ ブ （繊維の方向がある程度揃った繊維塊のシート 状のもの） の形成工程と、 ウェブの接着工程、 それに仕上げ工程である。 不織布 には天然繊維から化学繊維まで種々の繊維が用いられているが、 一般的に用いら れているのは綿、 レーヨン、 ポリエステ^/、 ポリプロピレン、 ナイロンで、 その 他アクリル、 ビニロン、 ガラス繊維、 パルプ、 炭素繊維なども使用される。 ゥェ ブを形成する方式は、 湿式、 乾式および直接式に大別される。 直説法は紡糸直結 式ともいわれる方法で、 溶融高分子溶液から紡糸された繊維を集めて直接ウェブ とする工程である。 これに含まれる方法は、 スパンレース法、 スパンポンド法、 メルトブロー法、 ニードルパンチ法、 ステッチボンド法などである。 本発明には メルトプロ一法でつくられた超極細繊維不織布が最も適している。
本発明において、 細胞抽出液を不織布に接触させるとは、 例えば細胞抽出液に 不織布を浮遊させる、 細胞抽出液に不織布を浮遊させて浸透する、 細胞抽出液を 不織布表面上に流すなどの方法を含む。
本発明において、 洗浄は不織布に付着した蛋白質、 脂質などの物質を洗い流す ために行う。 洗浄液には、 SD Sやトリ トン X— 1 00などの界面活性剤、 0. 5M以上の N a C 1などの塩溶液などを使用するが、 必ずしもこれらに限定され るものではなく、 付着した物質の種類に応じて選択すればよい。 また場合によつ ては、 洗浄工程を省略することも可能である。
本発明において、 アルカリ処理とはフィルターを p H 1 2以上の水溶液に浸す ことを意味する。 アルカリ溶液としては通常 N a OH、 KOHなどを用いるが、 これらに限定されるものではない。 また、 アルカリ処理後は中和して p Hを中性 に戻すのが望ましく、 中和にはリン酸塩など中性付近に緩衝能のある化合物また は酸などが用いられる。 "
本発明において使用する活性酸素は、 狭義の活性酸素である 3 O 2の 1電子還元 種であるスーパーォキシド（〇2一）、 2電子還元種である過酸化水素（H202)、 電子励起状態の酸素分子種である 1重項酸素 02)、 及びヒ ドロキシラジカル
(ΗΟ·)、 及び広義の活性酸素である、 金属一酸素錯体 （金属ォキソ酸も含む） を主として、 これら活性種と生体分子 （例えば、 不飽和脂肪酸 L) との反応に由 来するペルォキシラジカノレ (L ΟΟ · )、 アルコキシラジカル (L Ο · )、 ヒ ドロ キシペルォキシド （LOOH)、 一酸化窒素 （NO) などが挙げられるが、 これら に限定されるものではない。活性酸素については、「活性酸素」（蛋白質核酸酵素、 臨時増刊、 V o l . 33、 NO. 1 6) や 「抗酸化物質のすべて」 （先端医学社） に詳しく記載されている。
活性酸素を発生させる方法としては様々な方法が報告されており、 例えば次の 様な方法で容易に活性酸素を発生させる事ができる。 過酸化水素水は、 これ自身 が活性酸素である力 過酸化水素水に C a 2+や F e 2 +などの二価の金属イオンを 添加すると過酸化水素は酸化剤として働きヒ ドロキシラジカル （ΗΟ ·) を発生 する。 D—リボース等の還元糖に金属イオン C u 2 +を添加すると活性酸素が発生 して、 細胞障害性や核酸の損傷を引き起こす事も報告されている。 抗腫瘍性の抗 生物質のブレオマイシンを、 鉄 （I I) と酸素、 あるいは、 鉄 （I I I ) と過酸 化水素と共存させると活性酸素錯体種が発生し、 DN A切断を引き起こすことが 知られている。
本発明において特に好適に用いられる活性酸素としては、 D— r i b o s e— 5— p h o s p h a t eや D_ f r u e t o s e— 6— p h o s p h a t e の 還元糖に C u 2 +や F e 2+等の二価金属イオンを添加して得られるヒ ドロキシラ ジカル、過酸化水素に C u 2+や F e 2+等の二価金属イオンを添加して得られるヒ ドロキシラジカル等が挙げられる。 二価の金属イオンを添加して活性酸素を発生 させる場合、 活性酸素反応液中に EDT A等の金属キレート剤を添加することに より、 活性酸素の発生を停止させ、 核酸が過度に損傷を受けることを防ぐことが できるため、 特に好適に使用され得る。 活性酸素を用いた核酸の処理時間は 1秒 〜 1 0分、 好ましくは 1秒〜 5分、 より好ましくは 1 0秒〜 1分である。
不織布に吸着した核酸を溶出させる場合の好適な条件は、 吸着した核酸量や種 類にも依存する力 例えば D— r i b o s e— 5— p h o s p h a t eに二価の 金属イオンとして F e 2 +を添加してヒ ドロキシラジカルを発生させる場合、 D— r i b o s e— 5— p h o s p h a t eの濃度は 1 mMから 1 M、 好ましくは 1 OmMから 500mM、 更に好ましくは 50 mMから 200 mMである。 また、 F e 2 +の濃度は、 0. 00 1 mMから 1 OmM、 好ましくは 0. 01mMから l OmM、 更に好ましくは 0. 05 mMから 5 mMである。 反応温度は 30から 6 5°C、 好ましくは 40から 60°C、 更に好ましくは 45から 5 5°Cである。
本発明において、 不織布に吸着した核酸を断片化する方法として、 活性酸素を 用いる方法の他、 核酸の特定の配列を認識して切断する制限酵素、 任意配列を切 断する DNa s e等の核酸分解酵素を使って断片化してもよい。 また、 不織布に 紫外線を照射して核酸を断片化するなどの方法も考えられる。 本発明において好 適に使用される制限酵素としては、 Ha eHI、 S a u 3A I、 E c oR I、 B a mH I等が挙げられるがこれらに限定されない。 認識する核酸の長さは制限酵素 によって異なるが、 例えば 6塩基認識の制限酵素よりも 4塩基認識の制限酵素の 方が断片化によって生じる核酸断片がより短くなって不織布からの溶出効率が高 まり、 より好ましい。 酵素を用いる場合、 酵素の量 （濃度、 比率など） は、 核酸 の量及び酵素の種類に依存する。
本発明において、 不織布に核酸を増幅するための溶液を加える、 または塩基配 列を検出するための溶液を加えるとは、 核酸を吸着した不織布の一部または全体 を、 核酸の溶出操作を行うことなく、 そのまま核酸増幅または塩基配列検出のた めの反応系に供することを意味する。
本発明において、 核酸増幅法とは P C Rに代表される特定の標的核酸配列を増 幅させる方法であり、 P CR以外に L i g a s e Ch a i n R e a c t i o n (LCR)、 T r a n s c r i p t i o n一 M e d i a t e d Am p 1 i f 1 c a t i o n (TMA)ヽ B r a n c h e d DNA (bDNA) A s s a y、 Nu c l e i c Ac i d S e q u e n c e B a s e d Amp l i f i c a t i o n (NAS BA)、 S t r a n d D i s p l a c eme n t Am p 1 i f i c a t i o n (SDA)、 Cy c l i n g P r o b e T e c h n o l o g y (C P T)、 Q一 B e t a R e p l i c a s e Am p i i f i c a t i o n T e c h n o l o g y、 R o l l i n g C i r c l e Amp l i f i c a t i o n T e c h n o l o g y (RCAT)、 L o o p— Me d i a t e d I s o t h e rma l Amp 1 i f i c a t i o n (LAMP) I s o t h e r m a 1 a n d Ch i me r i c p r i me r— i n i t i a t e d A mp l i f i c a t i o n o f Nu c l e i c a c i d s (I CAN) な どの方法を含むが、 これらに限定されるものではない。 Q— B e t a R e p l i c a s e、 RCAT、 NAS BA、 SDA、 TMA、 LAMP, I CANなど は I s o t h e r m a 1 (—定温度） で増幅反応を行い、 その他の PC R、 L C Rなどは T h e r ma l Cy c l i n g (温度サイクリング） で増幅反応を行 本発明において、 核酸塩基配列の検出法とは、 電気泳動や質量分析計を用いず に、 フィルター上で塩基配列解析が可能な技術を指す。 これらには、 例えば検出 に蛍光、 発光、 発色、 ラジオアイソトープを用いる一般的なプローブハイブリダ ィゼーション法、 核酸のインターカレーターを用いる方法や SNP sタイピング 技術が含まれる。 SNP sタイピング技術の具体例としては、 I n v a d e rTM A s s a y¾, T a qMa n TM法、 R o l l i n g C i r c l e Amp 1 i f i c a t i o n (RCA) 法、 P y r o s e q u e n c i n g法、 P r i me r E x t e n s i o n法、 L AM P法、 U C A N法などがある。
本発明において、 プライマーと核酸合成酵素による核酸伸長反応とは、 DNA 依存性 DN Aポリメラーゼ、 DNA依存性 RNAポリメラーゼ、 RNA依存性R NAポリメラーゼ、 逆転写酵素、 鎖置換型 DNAポリメラーゼなどを用いてブラ イマ一特異的に起こす 5 ' →3 ' DNAまたは RNA合成反応のことである。 D NAポリメラーゼとしては、 K l e n ow F r a gme n t , T4 DNAポ リメラーゼ、 T a q DNAポリメラーゼなどが用いられるが、 これらに限定さ れるものではない。 またプライマーと DNAポリメラーゼによる核酸伸長反応で 特定の塩基配列を検出する方法には、 例えば前述の SNP sタイビング技術の P y r o s e q u e n c i n g法、 P r i me r Ex t e n i o n法、 L AMP 法などがある。
本発明において、 カオトロピック剤とは水溶液中の水分子の構造を破壊する物 質の総称である。
本発明において、 界面活性剤とは 1分子の中に親水性部分と親油性部分を共有 している化合物を意味し、 ィオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤に大別さ れる。 イオン性界面活性剤は、 更に陰イオン性界面活性剤、 陽イオン性界面活性 剤と両ィオン性界面活性剤に大別することができる。 本発明において細胞溶解液 に使用できる界面活性剤は、 陰イオン性界面活性剤、 両性界面活性剤または非ィ オン性界面活性剤のいずれかであり、 陽イオン性界面活性剤は使用できない。 陰 ィオン性界面活性剤としては、 例えばドデシル硫酸ナトリウム、 ドデシルスルホ ン酸ナトリゥム、ドデシルー N_サルコシン酸ナトリゥム、コール酸ナトリゥム、 デォキシコール酸ナトリウム、 タウロデオキシコール酸ナトリゥム等が挙げられ る。 両性界面活性剤としては、 例えば 3 _ [( 3 _コラミ ドプロピル） ジメチルァ ンモニォ] 一 1一プロパンスルホン酸、 3— [(3—コラミ ドプロピル） ジメチル アンモニォ] 一 2—ヒ ドロキシー 1—プロパンスルホン酸、 パノレミ トイノレリゾレ シチン、 ドデシルー N—べタイン、 ドデシルー βーァラユン等が挙げられる。 非 イオン性界面活性剤としては、 例えばォクチルダルコシド、 へプチルチオダルコ シド、 デカノィルー N—メチルダルカミ ド、 ポリオキシエチレンドデシルエーテ ル、 ポリオキシエチレンヘプタメチルへキシノレエーテル、 ポリオキシエチレンィ ソォクチルフエニルエーテル、 ポリ才キシエチレンノニノレフエニノレエーテノレ、 ポ リォキシエチレンノニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、 スクロース脂肪酸エステル、 ポリオキシエチレンソルビトールエステル等が挙げ られる。
本発明において不織布に吸着された核酸そのものを標識するとは、 核酸を新規 に合成することなく吸着された核酸に直接標識を導入することを意味する。 この ような標識法としては、 例えば B i o t i nや D i g o x i g e n i n , あるい は R h o d a m i n e、 F l u o r e s c e i n、C y 3、 C y 5などの蛍光物質 を非酵素的、 化学的に導入する方法があり、 そのための試薬も市販されている。 一方、 本発明において不織布に吸着された核酸を標識するとは、 前述の直接標識 に加えて、 核酸合成酵素と標識ヌクレオチドを用いて核酸の相補鎖を合成して標 識することも含む。 また本発明においてハプテンとは、 単独では免疫原性が低い が担体と化学的に結合すると特異的な抗体産生を誘導できる化合物をいう。 例え ば前述の D i g o i g e n i n標識では、 D i g o x i g e n i nはハプテン として利用されている。
以下、 本発明を更に詳しく説明する。 本発明者等はカオトロピック剤ゃェタノ ールなどの有機溶媒を使用せずに、簡便 ·迅速に核酸を精製する方法を検討した。 その結果、 不織布が核酸精製に非常に適していることを見出した。 他の多孔質フ ィルターの場合、 例えば比較例 2に記載のように 8 ^ mの孔径を持つポリカーボ ネート製トラックエッチドメンブレンには核酸吸着能がなく、 多孔質フィルター であれば何でも核酸精製に使用可能という訳ではなかった。 該トラックエッチド メンブレンには 2層の薄膜がコーティングされており、最上層は S i C Nである。 一方、 不織布は孔径が約 1 0〜約 1 3 0 μ m、 繊維径が約 1 . 2〜約 2 0 mの ものを検討したが、素材に拘わらず血液からの核酸精製に使用できた。すなわち、 不織布は、 平均孔径が 2〜 1 5 0 mなら使用可能で、 特に 7〜 1 3 のもの が好ましい。 また、 平均繊維径は 0 . 3〜2 0 μ ΐηなら使用可能で、 特に 0 . 7 〜1. 7 μπιのものが好ましい。 また、 不織布の素材に関しては、 血液からの核 酸の収量、 精製度に優劣はあるものの、 ポリエステル、 セルロース、 アクリル、 ポリプロピレン、 ナイロンのいずれであっても、 またその組み合わせであっても 使用可能であった。 また、 適当な塩を含む精製ゲノム DNA溶液にポリエチレン テレフタレート （PET) 平膜と不織布を浸して振盪すると、 驚くべきことにゲ ノム D N Aは不織布には結合したが平膜には結合しなかった。 ここで P E T平膜 とは細孔が全くない PETシートを意味する。 DN A溶液を不織布に接触させる だけで DN Aが不織布に結合したことから、 DN Aはフィルタ一濾過されるとい うより物理吸着で不織布に結合していると考えられた。 以上の結果は、 不織布と いう形態が核酸精製に非常に適していることを示している。
更に検討を重ねた結果、 不織布の中でも PET不織布、 より好ましくは孔径が 約 1 0 μπι、 繊維径が約 1. 2 μ mの Ρ ΕΤ不織布が最も優れていることを見出 した。 精製ゲノム DNAを P E T不織布に接触させるだけでその 80 %から 9 0%が不織布に吸着した。 核酸が不織布に結合するためには N a C 1、 Mg C 1 2、 HP 04 2 などの塩が必要であつたが、特表 200 1— 5 20894号のよう に核酸収量を増すために力オト口ピック剤やエタノールを添加する必要は全くな く、 むしろエタノールを添加すると吸着量は著しく減少した。 不織布に結合した 核酸を溶出するためには、 加熱または核酸の断片化が必要であった。 核酸溶出に は TE B u f f e r中で 95° (：、 20分加熱する必要があるが、 アルカリ溶液 中では時間を 5分に短縮でき、 更に活性酸素を用いると室温、 1 0秒で溶出する ことを見出した。
更に本発明者等は、核酸吸着した不織布に驚くべき特徴があることを見出した。 すなわち、 吸着した核酸を溶出することなく PCRなどで核酸を増幅したり、 不 織布上でプローブをハイブリダイズさせたりすることができるばかりでなく、 不 織布上ではプライマー依存性の核酸伸長反応が起こることを見出した。 この方法 を用いると同一の不織布上で核酸の精製から検出まで行うことができ、 操作時間 や工程が著しく単純化された。 不織布上での検出は、 不織布の表面が平滑で薄い シートであることから可能となった。 以上の検討により本発明を完成させるに至 つた。 以下、 本発明を更に詳しく説明する。 本発明の特徴の 1つは、 カオトロピック 剤やエタノールなどの有機溶媒を使わず、 簡便、 迅速に細胞の核酸を精製するこ とができる点にある。 カオトロピック剤ゃェタノールなどの有機溶媒は P C Rな どの酵素反応を強く阻害するので、 これらを使用する方法では使用後よく洗浄す る力 エタノールならよく乾燥させなければならない。 本発明ではこれらの試薬 を使用せず、 従って徹底的な洗浄や乾燥が不要なので、 簡便、 迅速に細胞の核酸 を精製することができるようになつた。
また本発明の特徴の 1つは、 細胞から核酸を遊離させて溶液状態で不織布にか けるため、 どのような細胞にも応用できる汎用性の高い方法になっている点にあ る。 細胞は、 ヒト白血球のような真核細胞でも大腸菌のような原核細胞であって もウィルスであっても良い。 細胞を直接フィルターに捕捉してから溶解する方法 では、細胞の種類に応じてフィルターの特性や吸着条件を至適化する必要がある。 また細胞を破壊することなくフィルターに結合させなければならないので濾過の 流速に制限があり、 通常はフィルターをゆっく り通す必要がある。 本発明では細 胞抽出液をフィルターに通すので、 流速を早くすることが可能である。
また本発明の特徴の 1つは、 細胞抽出液をそのまま不織布に通すだけで核酸が 不織布に吸着される点にある。 また、 フィルターの核酸吸着能力の範囲内であれ ば、 サンプル中に含まれる細胞数やサンプル容量に制限はない。 一方、 F T A TM のような細胞溶液を基材にしみ込ませてから細胞を溶解する方法では、 基材が吸 収できるサンプル容量が処理量の上限となるので、 大容量のサンプルから核酸を 抽出する目的にはあまり適さない。 例えば、 細胞濃度が低い大容量のサンプルか ら、 サンプル中に含まれる全細胞の核酸を回収したい場合は、 遠心など他の手段 であらかじめ細胞を濃縮する必要がある。 本発明のフィルターには、 このような サンプル容量に関する制限はない。
細胞抽出液の作製法は重要である。 細胞抽出液は不溶物がない溶液であること が望ましい。 また、 細胞抽出液の粘度があまり高いと不織布を通すことが困難に なるので望ましくない。 P r o t e i n a s e K (終濃度 0 · 1 m g /m 1 ) を添加した方が好ましいが、 必須というわけではない。 例えば、 室温で血液を溶 解する場合、 P r o t e i n a s e Kを加えた方が核酸の収量は良い傾向にある が、 P r o t e i n a s e Kがなくても核酸は精製可能である。 一方、 50°Cで 血液を溶解する場合、 P r o t e i n a s e Kの添加は必須であり、 P r o t e i n a s e Kを添加せずに作製した血液抽出液を不織布にかけると目詰まりを起 こして核酸の精製が不可能になる。 処理時間は、 室温では 5分で十分であり、 5 分以内でも可能である。 また、 処理時間を 6 0分まで延長しても問題はない。 ま た、 本発明における細胞抽出液の調製に際しては、 米国特許第 5 234824号 のように血液を 1 0倍以上に希釈する必要はなく、 p o l y v i n y l a l e o h o 1のような粘度増強剤を添加する必要もない。 更に本発明者等は、 喀痰な どの粘性の高い試料は 80°C〜1 1 0°Cの温度範囲で加熱処理する、 あるいは還 元剤の存在下で処理すると、 粘性が低下して不織布を通し易くなることを見出し た。 例えば、 喀痰は加熱処理または還元剤処理しないと目詰まりを起こして不織 布を通すことができない。 加熱処理あるいは還元剤の処理により、 喀痰等に含ま れている粘性を示す原因となる蛋白質等が変性して、 粘性が低下することで、 不 織布に目詰まりを起こさずに通すことができるようになる。 加熱温度は、 80°C 以上が好ましい。 また、 あまり高い温度は、 核酸が分解する可能性があるので好 ましくなく、 1 1 0°C以下が好ましい。 加熱時間は、 試料内部まで加温されれば よく、上記温度範囲で 1分間以上であれば良く、好ましくは 1分〜 1 5分である。 還元剤としては、 蛋白質を変成させるが、 核酸に影響を与えない物質であれば良 い。 このような還元剤としては、 チオール基を含む物質が好ましい。 例えば、 ジ チオスレィ トール、 システィン、 ァセチルシスティン、 βメルカプトエタノーノレ などが挙げられる。 最適な還元剤処理の濃度や処理時間は、 使用する還元剤の還 元能力によって変化する。 例えばジチオスレィ トールの場合においては、 濃度が lmM〜1 0mM程度、 処理時間が 1分〜 1 0分程度が好ましい。 さらに、 加熱 処理と還元剤処理は同時に行っても良い。
また、 細胞の核酸が分解しない限りどのような方法で保存された試料を使って も本発明で核酸を調製することができる。 例えば、 細胞を含む試料は、 採取また は調製直後のものであっても凍結保存した試料であっても良い。 血液の場合、 新 鮮血からも凍結保存血からも核酸を精製できる。
本発明の特徴の 1つは、 多孔質フィルターとして不織布を使用する点にある。 不織布の利点は、 米国特許第 5234824号で開示されているフィルターの孔 径が 0. 2から 0. 8 μ mであるのに比較して、 本発明で使用される不織布の平 均孔径は大きいので大きな流速が得られて目詰まりしにくいことが挙げられる。 これは、 血液の溶解液のような粘度の高い試料から核酸を精製する場合、 特に有 利である。 例えば、 A 040 C 0 1の平均孔径は 1 0 ^ mである。 ここで、 不織 布の平均孔径とは水銀ポロシメーターによって測定した測定値 （メディアン値） をいう。 平均孔径は、 フィルタ一要素を構成する繊維の絡み具合や空隙の大きさ に関連している指標である。 不織布では、 繊維の方向が液の流れに垂直な平面方 向に揃っており、 かつ充填状態が均一で片流れが少ないために、 大きな処理速度 を維持しながら優れた核酸吸着能力を発揮したものと考えられた。 目詰まりが問 題となる場合には、 繊維径ゃ孔径が異なる不織布を組み合わせて用いることも考 えられる。 また、 磁気ビーズと比較した場合の不織布の利点は、 不織布ではフィ ルタ一濾過するだけで簡単に D N A溶液と接触させることが可能だ、 という点で ある。 磁気ビーズ法では、 効率的に DN Aをビーズに接触させるためにできるだ けサンプル容量を少なく抑える必要があり、 通常は数 μ 1〜数 1 0 μ 1に限られ る。このため、 目的とする細胞を遠心などの操作で濃縮する、などの措置を行う。 不織布は、 例えば AO 40 C 01/HM— 3コートのような親水性コート品も
A040 C 0 1のような未コート品も核酸精製に使用可能である。 AO 40 C 0
1と A040 C 0 1/HM— 3コートの精製ゲノム D N A吸着性能を比較すると、
A 040 C 0 1の方が高かつた。 ここで A 040 C 0 1とは、 PETを素材とし た旭化成 （株） 製不織布である。 A 040 C 0 1 /HM— 3コートとは、 HM—
3 (2—ヒドロキシェチルメタアタリレ一ト （以下 HEMAと略称する） と N，
N -ジメチルェチルメタァクリレ一ト（以下 DMと略称する）からなる共重合体、 H
EMA： D = 9 7 : 3) をエタノールに溶解した溶液で A 040 C 01をコー ティングしたもので、 旭メディカル (株) S e p a c e 1 1 ®のメインフィルタ 一として使用されている。 また不織布は、 80°C〜 1 00°Cの温度で表面コート 剤などの成分が溶出しないもの、 できるだけ目詰まりしにくいものが望ましい。 また、 不織布の白血球吸着能力と核酸吸着能力には相関関係がない。 核酸吸着能 力を示す不織布の中には、 優れた白血球吸着能力を示す AO 40 C 01/HM— 3コートゃ AO 40 C 0 1があり、 またほとんど白血球吸着能力を示さない E 0 5070のようなフィルターもある。 このことは、 本発明で使用可能なフィルタ 一の特性と例えば国際公開 WO 00/2 1 973号で要求される'フィルターの特 性は異なることを示している。
また本発明は、 国際公開 WO 00/2 1 973号のような細胞を直接フィルタ 一に捕捉してから溶解する方法に比較すると工程数が少なく、 より簡便な方法に なっている。 例えば血液から核酸を精製する場合、 フィルターに核酸を吸着させ るまでに国際公開 WOO 0/2 1 9 73号では、 1) 血液を流し、 2) 溶血液を 流して赤血球を破壊し、 3) 細胞溶解液を流して白血球を破壊する、 という 3工 程が必要になる。 本発明では、 血液と細胞溶解液を混合してフィルターにかける だけである。
不織布に吸着された核酸は、 特表 2001— 5208 94号にあるように単に フィルターを水に漬けて 1 0〜3 0°Cで 1〜 2分放置するだけでは溶出しない。 不織布に吸着された核酸は、 水または低塩 Bu f f e r中で 40°C〜1 00°Cの 温度範囲、 好ましくは 80°Cから 9 5°Cの温度範囲で加熱すると溶出される。 す なわち、 本発明では TE b u f f e r中で 80°C、 6 0分加熱するか、 または
9 5°Cで 20分加熱すると核酸が溶出することを見出した。 更に、 アルカリ処理 して溶出する方法を見出したが、 この方法を用いると TE B u f f e r中で溶 出するより短時間で吸着 DNAを溶出することができ、 極めて有用であった。 加 熱すると溶出速度は更に早まり、 9 5 °Cでは 5分で溶出された。 アルカリ処理す ると二本鎖 DN Aがー本鎖に変性することはよく知られているので、 このような 変性によりフィルターに吸着された核酸が溶出しやすくなったと考えられる。 ま た、 1. 2N & 011で90 1 0分処理すると核酸中のアデニンとシトシ ン、 特にアデニンがより選択的に修飾されることが報告されている （Me t h o d s i n En z ymo l o g y、 V o l . 6 5、 p 53 7 (1 980))。 本 発明のアルカリ処理は 0. 2 N以下の N a OHを使用しているので、 上記のよう な塩基修飾が起こっている可能性は低いと考えられる。 実際、 アルカリ溶出した 核酸は P CR反応のテンプレートとして使用可能であつたし、 ハイプリダイゼー ションに使用するプローブをアル力リ溶出と同一の条件で処理しても、 ハイブリ ダイゼーションは可能であった。
アルカリ溶出の特徴は溶出核酸の分子量が大きいことである。 TE B u f f e r中で 9 5°C 20分間加熱して溶出すると、 核酸は数 k bから数 1 0 k bの 断片として回収されるが、 アル力リ中で 9 5°C5分間加熱して溶出する場合には 数 1 00 k b以上の断片もあった。 サイズの大きなゲノム DNAを調製したい場 合には、 アルカリ溶出は極めて有用である。 また本アルカリ溶出法は、 本発明で 調製された核酸吸着フィルター、 例えば国際公開 WOO 0ノ2 1 973号、 米国 特許第 5 1 8 708 3号、 米国特許第 5234824号などで開示された方法に よって作製された核酸吸着フィルターから核酸を溶出する場合にも有効である。 更に本発明者らは、 酸性条件下での溶出を検討した。 その結果、 pH3から p H5の範囲、 より好ましくは p H 4から p H 5の範囲の酸性溶液中で、 70°C力、 ら 1 ◦ 0°Cの温度範囲で加熱すると核酸の溶出が促進されることを見出した。 例 えば、 95°Cでは 1 0分で核酸がフィルターから溶出され、 更にこの核酸は PC Rのテンプレートとして使用可能であった。 し力 し、 TE B u f f e rで溶出 した場合と比較すると P CRによる増幅が起こり くかったことから、 酸溶出し た核酸は何らかの損傷を受けている可能性がある。 実際、， DNAのデォキシリポ ースとピリミジン塩基とのグリコシド結合は酸性で安定であるが、 プリン塩基と のグリコシド結合は酸性で加水分解されていわゆるアプリン酸を生ずることはよ く知られている。 この反応は塩基特異的な化学分解法として、 DNA塩基配列決 定法であるマクサム一ギルバート法で使用されており、 この場合 pH2. 0に合 わせた 0. 1M p i p e r i d i n e f o r ma t eで 20 °C 60分間処 理する （Me t h o d s i n En z ymo l o g y. Vo l . 65, p 5 3 5 ( 1 980))。 本発明で記述されている条件は pH 3から pH 5の範囲である が、 このような塩基損傷が起こっている可能性がある。
アルカリ溶出では、 溶出後に pHを中性に戻すという操作が必要であった。 本 発明者らはそのような後処理が不要な方法として界面活性剤の存在下で溶出する 方法を見出した。 不織布に吸着された核酸は水または低塩条件下で加熱すると溶 出される力 S、そこに界面活性剤を添加すると核酸溶出は更に促進される。 TE B u f f e rで溶出する場合と比較すると、 界面活性剤は溶出温度を下げ、 溶出時 間を短縮する効果があつた。 界面活性剤の中でも非イオン性界面活性剤や両性界 面活性剤は 1 %ぐらいの濃度では P CRやハイブリダイゼーションを阻害しない ので、溶出核酸はそのまま使用することができ溶出剤として極めて有用であつた。 更に本発明者らは、 溶出時の温度制御が不要で、 かつ短時間に溶出する方法も 見出した。不織布に吸着された核酸を活性酸素処理して溶出させた場合、 TE B u f f e r中での溶出やアルカリによる溶出より簡便で短時間に吸着 DNAを溶 出することができ、 極めて有用であった。 活性酸素により核酸残基のリン酸エス テル結合が切断されて核酸の断片化が起こることはよく知られており、 フィルタ 一に吸着した核酸が断片化されてフィルターから容易に溶出されたと考えられる。 金属イオンを添加した過酸化水素を用いた場合、 金属イオンを添加しない場合と 比較すると、 添加時のほうがフィルターに吸着したゲノムを短時間に断片化し、 溶出させることが出来た。 また、 過酸化水素水の濃度を高めるとゲノム DNAの 断片化に要する時間が短縮されて溶出に必要な時間が短縮した。
活性酸素を核酸に作用させた場合、 核酸残基のリン酸エステル結合が切断され るだけでなく、 特に核酸の塩基部分への損傷が生じること 'も知られているが、 活 性酸素処理を短時間で行う、 あるいは、 溶出した核酸溶液から活性酸素を迅速に 取り除くことで核酸に対する損傷を最小限に抑えることができる。 活性酸素を取 り除く方法として、 例えば、 Nu c 1 e o S p i n™ (Ma r c h e r e y-N a g e 1社） 等の核酸精製カラムを使って核酸溶出液中の活性酸素を除く方法、 限外濾過膜を使って核酸だけを精製して濃縮する方法、 また、 一般にエタノール 沈殿法と呼ばれる塩の存在化で適量のアルコールを添加して核酸を沈殿させて核 酸を精製させる方法がある。 金属イオンの存在化で活性酸素を産生させたい場合 には、 金属イオンを含む活性酸素反応液に金属イオンのキレート剤を添加するこ とで活性酸素の発生を止める方法もある。 また、 一般的にラジカルス力べンジャ 一と呼ばれる活性酸素消去剤を添加して活性酸素による核酸の切断と損傷を抑え ることも可能である。 例えば、 スーパーォキシドジスムターゼ （SOD) は、 ス 一パーォキシドを消去する事が知られており、 ァスコルビン酸ゃダルタチオンは ヒドロキシラジカル、スーパーォキシドを消去する事がよく知られている。実際、 活性酸素処理にて溶出したゲノム DNAを Nu c 1 e o S p i nTMカラムにて 精製し、 P C R反応のテンプレートとして使用することも可能であつたし、 ハイ ブリダィゼーションに使用するプローブを活性酸素溶出と同一の条件で処理して も、 ハイブリダイゼーシヨンは可能であつた。
更により直接的な方法で、 不織布から溶出したゲノム D N Aがハイブリダィゼ ーションのターゲットとして、 あるいはプローブとして使用可能であることを示 した。 すなわち、 標品ゲノム D N Aをピオチン標識して不織布から溶出したゲノ ム D N Aとハイブリダィズさせる、 あるいは不織布から溶出したゲノム D N Aを ピオチン標識して標品ゲノム D N Aとハイブリダィズさせた。その結果、 T E B u f f e rまたはアルカリ溶液中での加熱溶出、 あるいは活性酸素による溶出の いずれの場合も、 ターゲットとしてもプローブとしても使用可能であることが実 証された。
更に本発明の特徴の 1つは、 核酸を溶出することなく核酸を吸着した不織布を 直接用いて P C Rなどの核酸増幅反応や塩基配列検出を行うことができる点にあ る。 すなわち、 核酸の抽出 ·精製から核酸増幅あるいは核酸の抽出 ·精製から塩 基配列検出まで同一フィルター上で実施できる。 このことにより、 核酸の抽出か ら検査に至る全工程が著しく単純化され、 更に溶出操作が不要なため処理時間も 著しく短縮された。 また不織布をアレイ状に配置すれば、 あるいは同一の不織布 上にアレイ状に核酸をスポッ トすれば、 多項目検出が簡単に行える。 本発明の使 用としては核酸の抽出 ·精製から核酸増幅まで本発明で行った後、 標的塩基配列 を電気泳動や D N Aマイクロアレイ、 あるいは質量分析計を用いる検査法で解析 することも可能である。
本発明の不織布に吸着された核酸は遊離しにくいことが特徴であり、 このこと が特別の固定操作なしで不織布上でプローブをハイプリダイズさせる、 あるいは 不織布上で核酸伸長反応を起こすことを可能にした。 走査電顕で解析すると、 繊 維状の核酸が不織布の繊維表面上に吸着していることがわかる。 電顕で観察され る繊維状の核酸の分子量は巨大で、 このような長い核酸は多数の点で不織布繊維 と相互作用しているので非常に遊離しにくいと考えられる。 本発明の核酸吸着フ ィルターは、 溶液中に M g 2 +や N a C 1などの塩が含まれると、 加熱しても核酸 を遊離しにくいという特性を持つ。 そのため、 ニ本鎮 D N Aを一本鎖にする通常 の熱変性やアルカリ変性条件下でも核酸はフィルターに吸着したままで、 従って
UV照射など.特別な固定化操作を行わなくてもハイプリダイゼーシヨンが可能と なった。 一方、 核酸増幅反応では、 例えば P CR反応液中にゲノム DNAを吸着 した不織布の小片を加えてゲノム DN Aを錶型にした PCRを行うと、 PCR増 幅産物は溶液中に回収される。
更に本発明の大きな特徴の 1つは、 吸着された核酸を铸型にした DN A伸長反 応が不織布上で起こるという点にある。 上記のような P C R増幅産物と異なり、 DN A伸長鎖は溶液中に遊離せず不織布に吸着したままである。 このことを利用 して感度の良い検出系を組むことができる。 核酸伸長反応を行う際に DNAポリ メラーゼの基質となる標識ヌクレオチドを加えれば、 標識ヌクレオチドが新規合 成 DN Aに取り込まれて伸長反応を検出できる。 標識ヌクレオチドとしては、 例 えば蛍光標識ヌクレオチドゃ D i g o x i g e n i n (D I G) 標識ヌクレオチ ド （R o c h e D i a g n o s t i c s) などが使用可能である。 D I Gシス テムの場合、 よく知られているように標識抗 D I G抗体と組み合わせて蛍光、 発 光、 発色による検出が可能である。 標識ヌクレオチドの代わりに、 DNA合成時 に生成するピロリン酸を検出しても良い。 ピロリン酸は、 例えば P y r o s e q u e n c i n g法と同様な反応で、 AT Pに変換してルシフエリ ンールシフェラ ーゼの系で発光させたり、 ピロリン酸マグネシウムを形成して白濁させて検出で きる。
本発明では不織布に吸着された核酸を直接標識することも可能である。 溶液状 態の核酸を標識する場合と比較すると、 不織布上では未反応の標識試薬を洗浄で 簡単に除去できるという利点がある。 不織布上で標識された核酸は本発明で記述 されている方法で簡単に溶出されるので、 これを用いてハイブリダィゼーション などの検出反応を行うことができる。
本発明の不織布は単位面積当たり多数の細胞あるいは大容量のサンプルを処理 できるので、 容易に単位面積当たりの核酸固定量 （核酸密度） を増加することが できる。 検查対象となる核酸の量が多くなれば検出も容易になるので、 感染症診 断のように感度が要求される場合、 または核酸増幅が好ましくないような検査で サンプルの入手が比較的容易な場合は、 本法は特に有用である。 図面の簡単な説明
図 1は、 血液から精製した核酸の 0. 7% ァガロース電気泳動
L a n e l 1 k b DNA l a d d e r (G i b c o BRL) ; L a n e 2 Ma r k e r 7 GT (N i p p o n G e n e) ; L a n e 3 A 040 C 0 1 ZHM— 3コートで精製した核酸； L a n e 4 A 040 C 0 1 ； L a n e
5 P 020 A (E L) ; L a n e 6 P 020 C ; L a n e 7 P 090D ; L a n e 8 N 05070 ； L a n e 9 E 050 70
図 2は、 P CR増幅産物の 2% ァガロース電気泳動
血液から精製した核酸を錶型として G 3 PDH遺伝子の P CRを行った。 L a η e l 1 00 b p DNA l a d d e r (G i b c o BRL); L a n e 2 ネ ガテイブコン ト口一ノレ ； L a n e 3 ポジテイブコント口一ノレ ； L a n e 4 A 040 C 0 1 ZHM— 3コート ； L a n e 5 A 040 C 0 1 ； L a n e
6 P 020 A (E L) ; L a n e 7 P 020 C ; L a n e 8 P 0 90 D ; L a n e 9 N 050 70 ； L a n e 1 0 E 05070
図 3は、 大腸菌から精製した核酸の 0. 7% ァガロース電気泳動
L a n e l 1 k b DNA l a d d e r (G i b c o BRL) ; L a n e 2 Ma r k e r 7 GT (N i p p o n G e n e) ; L a n e 3 A 040 C 0 1 ZHM— 3コートで精製した核酸
図 4は、 PCR増幅産物の 3% ァガロース電気泳動
大腸菌から精製した核酸を錶型としてリボゾーム蛋白 L 2 5遺伝子の PC Rを行 つた。 L a n e l B i oMa r k e r L o w (B i oVe n t u r e s) ； L a n e 2 ネガティブコントローノレ； L a n e 3 ポジテイブコン ト口一ノレ； L a n e 4 A 040 C 01 /HM— 3コートで精製した核酸
図 5は、 血液の処理時間
園 室温、 + P r o t e i n a s eK ; □ 室温、 - P r o t e i n a s e K ; • 50°C、 +P r o t e i n a s e K ; 〇 50°C、 一P r o t e i n a s e K
図 6は、 不織布の白血球吸着率と DNA回収量 図 7は、 アルカリ条件下での DN A溶出
TE B u f f e r, 0. 2 N Na OH、 または 0. 0 5N N a OHに核酸 を吸着させた不織布を浸し、 9 5 °Cで 5分から 20分保温して溶出される DN A 量を測定した。
♦ TE B u f f e r ； ■ 0. 2 N N a OH； ▲ 0. 05 N N a
OH
図 8は、 アルカリ条件下で溶出した核酸の 0. 7% ァガロース電気泳動 L a n e 1 1 k b DNA l a d d e r (G i b c o BRL) ; L a n e 2 Ma r k e r 7 GT (N i p p o n G e n e) ; L a n e 3 TE B u f f e r、 95。C 20分； L a n e 4 0. 2N N a OH、 9 5°C 5分； L a n e 5 0. 2 N Na OH、 95 °C 1 0分； L a n e 6 0. 2 N N a OH、 95°C 20分； L a n e 7 0. 0 5N N a〇H、 95°C 5分； L a n e 8 0. 05N N a OH、 9 5°C 1 0分； L a n e 9 0. 0 5 N Na〇H、 95°C 20分
図 9は、 PCR増幅産物の 2% ァガロース電気泳動
アル力リ条件下で溶出した核酸を铸型として G 3 PDH遺伝子の P CRを行った c L a n e l 1 00 b p DNA l a d d e r (G i b c o BRL) ; L a n e 2 ネガティブコントローノレ ； L a n e 3 ポジティブコントローノレ ； L a n e 4 TE B u f f e r , 9 5 °C 20分； L a n e 5 0. 2 N N a OH、 95°C 5分； L a n e 6 0. 2 N N a OH、 95°C 1 0分； L a n e 7 0. 2 N Na〇H、 95°C 20分； L a n e 8 0. 05 N N a OH、 95°C 5分； L a n e 9 0. 0 5N N a OH、 95°C 1 0分； L a n e l O 0. 05N Na OH、 95。C 20分
図 1 0は、 アル力リ溶出に対する温度の効果
□ TE B u f f e r ； 騸 0. 2 N N a OH； 園 0. 05N N a OH
図 1 1は、 酸性条件下で溶出した核酸の 0. 7% ァガロース電気泳動
L a n e l 1 k b DNA l a d d e r (G i b c o BRL) ; L a n e 2
Ma r k e r 7 GT (N i p p o n G e n e) ; L a n e 3 TE B u f f e r、 95°C 20分； L a n e 4 1 0 mM C i t r a t e (pH4. 5) ノ I mM EDTA、 95 °C 1 0分
図 1 2は、 P CR増幅産物の 2% ァガロース電気泳動
酸性条件下で溶出した核酸を鎵型として G 3 PDH遺伝子の P CRを行った。 L a n e 1 l O O b p DN A l a d d e r (G i b c o B R L) ; L a n e 2 ネガティブコントローノレ ； L a n e 3 ポジティブコントローノレ ； L a n e 4 T E Bu f f e r, 95 °C 20分； L a n e 5 1 0 mM C i t r a t e (pH4. 5) / 1 mM EDTA、 9 5°C 1 0分
図 1 3は、 アルカリ溶出の DNAプローブへの影響
D I G標識 DNAプローブを 0.05 N N a OHにて 9 5 °Cにて 5分間処理（ス ポット 1、 2) と未処理 （ 3、 4) 。 固定化した L a mb d a DNA量は、 1 0 n g (スポッ ト 1、 3) と l n g (スポッ ト 2、 4) 。
図 14は、 過酸化水素にて溶出した核酸の 0. 7% ァガロース電気泳動 0. ImM CuC l 2を含む 3% 過酸化水素にて溶出した。
L a n e l l k b DNA 1 a d d e r (G i b c o BRL) ; L a n e 2 過酸化水素処理 室温 1分； L a n e 3 過酸化水素処理 室温 2分； L a n e 4 過酸化水素処理 室温 3分； L a n e 5 過酸化水素処理 室温 5分 図 1 5は、 過酸化水素溶出の核酸を鎳型にした P CR増幅産物の 2% ァガロ ース電気泳動
0. ImM Cu C l 2を含む 3% 過酸化水素にて溶出した核酸を鎵型とした ヒ ト G 3 PDH部分配列の P CRによる増幅。 L a n e l 1 00 b p DNA l a d d e r (G i b c o BRL) ; L a n e 2 過酸化水素処理 室温 1分； L a n e 3 過酸化水素処理 室温 2分； L a n e 4 過酸化水素処理 室温 3分； L a n e 5 過酸化水素処理 室温 5分
図 1 6は、 還元糖と金属イオンにて溶出した核酸の 0. 7% ァガロース電気 泳動
1 00 mM D— r i b o s e 5_p h o s p h a t eと 0. 1 mM C u C 1 2を含む活性酸素液にて溶出させた。
L a n e l l k b DNA l a d d e r (G i b c o BRL) ; L a n e 2 50 °C 1分； L a n e 3 5 0 °C 3分； L a n e 4 50 °C 5分； L a n e 5 5 0 °C 1 0分； L a n e 6 50。C 30分； L a n e 7 T E B u f f e rによる溶出 9 5 °C 20分 （コントロール）
図 1 7は、 還元糖にて溶出した核酸を錶型にした P CR増幅産物の 2% ァガ ロース電気泳動
1 00 mM D— r i b o s e 5— p h o s p h a t eと 0. 1 mM C u C 1 2を含む活性酸素液にて溶出させた核酸を铸型としたヒ ト G 3 PDH部分配列 の PC Rによる増幅。 L a n e l l O O b p DNA l a d d e r (G i b c o BRL) ; L a n e 2 50 °C 1分； L a n e 3 50 °C 3分； L a n e 4 50 °C 5分； L a n e 5 100 b p DNA l a d d e r ； L a n e 6 50 °C 10分； L a n e 7 50 °C 30分
図 1 8は、 不織布から制限酵素にて溶出した核酸の 0. 7% ァガロース電気 泳動
L a n e l l k b DNA 1 a d d e r (G i b c o BRL) ; L a n e 2 室温 5分間； L a n e 3 室温 5分間 （カラム精製） ； L a n e 4 室 温 1 0分間 ； L a n e 5 室温 1 0分間 （カラム精製） ； L a n e 6 室温 30分間 ； L a n e 7 室温 30分間 （力ラム精製） ； L a n e 8 3 7°C 5分間； L a n e 9 3 7 °C 5分間 （カラム精製） ； L a n e l O 3 7°C 1 0分間； L a n e l l 3 7 °C 1 0分間 （カラム精 製） ； L a n e l 2 3 7 °C 3 0分間； L a n e l 3 37 °C 30分 間 （カラム精製） ； L a n e l 4 l k b DNA l a d d e r (G i b c o B R L) ;
図 1 9は、 活性酸素にて処理のハイブリダイゼーションへの影響
最終、濃度 50 mM D_ r i b o s e 5— p h o p h a t eと 25 Μ C u C 12にて処理した D I G標識 DNAプローブとナロンメンブレンに固定化した DNAとのハイブリダィゼーシヨン。 コントロールとして、 活性酸素未処理と T E B u f f e r中で 95°Cにて 20分間処理した D I G標識 DNAプローブを 用いた。
図 2 0は、 不織布に吸着されたヒ トゲノム DNAを鐃型にした PCR 血液から抽出した核酸を不織布に吸着させて G 3 PDH遺伝子の P CRを行つ た。
L a n e 1 1 00 b p DNA l a d d e r (G i b c o BRL) ; L a n e 2 ネガティブコントローノレ ； L a n e 3 ポジティブコントローノレ ； L a n e 4 A 040 C 0 1 /HM— 3コート ； L a n e 5 A 040 C 0 1 ； L a n e 6 P 020 A (EL) ; L a n e 7 P 090 D ; L a n e 8 N 050 70 ； L a n e 9 E 05070
図 2 1は、 不織布に吸着された大腸菌ゲノム DNAを鎳型にした PCR 大腸菌から抽出した核酸を AO 40 C 0 1/HM— 3コートに吸着させてリポ ソーム蛋白 L 2 5遺伝子の P CRを行った。 L a n e l B i oMa r k e r L ow(B i oV e n t u r e s); L a n e 2 ネガティフコント口一ノレ； L a n e 3 ポジティブコン トロール ； L a n e 4 A 040 C 01 /HM— 3 コート
図 22は、 不織布に吸着されたヒ トゲノム DNAの検出
0. 2 5m lの血液から抽出したヒ トゲノムを吸着させた 2種類の不織布 A 0 40 C 0 1 /HM— 3コート、 A040 C 0 1へのラジオアイソトープ標識 DN Aプローブのハイブリダィゼーシヨン。 l g Huma n G e n om i c D NA (h g DNA) と l ^ g L amb d a DNA (； LDNA) を固定化した H y b o n d— N +ナイロンメンブレン (Am e r s h am P h a r m a i c a b i o t e c h) をコントロールとした。 凡例は、 ヒ ト G 3 P DHプローブ と L amb d a D N Aプローブの混合比率を示す。 いずれも全放射活性が 44 8, 000 c pmとなるように混合した。
図 2 3は、 不織布に吸着された核酸の走查電子顕微鏡像
A：不織布 P 03050 (対照） 、 B ：血液中の核酸を吸着させた不織布 P 0 3050
図 24は、 細胞溶解液に使用する界面活性剤の検討
X— 1 14 (T r i t o n X— 1 00) 、 TOC (N i s s a n D i s p a n o 1 TOC) , X— 1 00 (T r i t o n X— 1 00) 、 C A 6 3
0 ( I g e p a 1 CA6 30) 、 NS— 208. 5 (N i s s a n No n i o n NS— 208. 5) 、 HP C (He x a d e c y l p y r i d i n i u m Ch l o r i d e) 、 HPB (He x a d e c y l p y r i d i n i u m B r om i d e) 、 HTAC (He x a d e c y l t r i me t h y l a mm o n i u m Ch l o r i d e) N HTAB (He x a d e c y l t r i me t h y l ammo n i um B r om i d e) 、 CHAP S (3— [ ( 3 — Ch o l am i d o p r o p y l ) d i me t h y 1 ammo n i o] — 1— p r o p a n e s u l f o n a t e) 、 CHAP S O (3— [ (3— Ch o i am i d o p r o p y l ) d i me t h y l a mm o n i o ] — 2— h y d r o x y一 1一 p r o p a n e s u l f o n a t e) 、 SDS (S o d i um d o a e c y 1 s u l f a t e)
図 2 5は、 精製ゲノム DNA吸着の Na C 1濃度依存性
♦ A040 C 0 1 ； ▲ A 066 A； 騙 A 040 B
図 2 6は、 精製ゲノム DNA吸着の Mg C 12濃度依存性
♦ A040 C 0 1 ; ▲ A 06 6 A； 園 A 040 B ； 秦 E 0 1 03 0
,図 2 7は、 精製ゲノム DNA吸着の HP 04 2—濃度依存性
♦ A040 C 01 ； ▲ A 066 A； 騸 A 040 B ； · A 040 C
0 1 /HM— 3
図 28は、 精製ゲノム DNA吸着の （NH4) 2S04濃度依存性
♦ A040 C 0 1 ; 國 A 066 A； ▲ E 0 1 030
図 2 9は、 精製ゲノム DNA吸着に対するエタノールの効果
1 0 mMリン酸 B u f f e r (p H 7. 4) にエタノールを添加して、 精製ゲノ ム D N A吸着に対する影響を調べた。
議 1 0 mM リン酸 （ p H 7. 4 ) ； 1 0 mMリン酸 (p H 7. 4) /
1 0% エタノール ； 豳 1 0mMリン酸 （pH7. 4) / 20 % ェタノ ール ；□ 1 0 mMリン酸 （pH7. 4) / 40% ェタノール
図 30は、 精製ゲノム DN Aの振盪吸着 1
■ 1 OmM T r i s (pH8) /1 mM EDTA/50 mM N a C 1 ;
1 OmM T r i s (p H 8) / 2 mM Mg C 12 ; Ξ 5 OmM Na 2 H P O 4/N a H 2 P O 4 (p H 7. 4)
図 3 1は、 精製ゲノム DN Aの振盪吸着 2
醺 1 0mM リン酸 （pH7. 4) ； □ 1 0 mM リン酸 （pH 7. 4) / 0. 2M 硫酸アンモ-ゥム； D l OmM リン酸 （ p H 7. 4) /0. 5 M 硫酸アンモ-ゥム； ΠΠ ΐ ΟηιΜ リン酸 （pH7. 4) / 1. OM 硫酸 アンモニゥム
図 3 2は、 不織布のスクリーニング 一 DNA回収量一
検体は新鮮血を使用した。 G r 1〜G r 5は使用した血液の供血者が異なること を示す。
図 3 3は、 不織布のスクリーニング 一 DNA純度 A26。ZA28。一
図 3 1と同一サンプルの吸光度比 A26。ZA28。を測定した。
図 34は、 大腸菌添加喀痰からの核酸精製 1 一加熱処理一
実施例 2 7の大腸菌由来核酸の検出結果。 PCR増幅後、 ァガロースゲル電気泳 動で解析した。
L a n e 1 DNA分子量マーカー； L a n e 2 1 05個の大腸菌添加喀痰 試料から得られた核酸抽出液の P CR増幅産物； L a n e 3 1 04個の大腸 菌添加喀痰試料から得られた核酸抽出液の P C R増幅産物； L a n e 4 1 0 3個の大腸菌添加喀痰試料から得られた核酸抽出液の P CR増幅産物； L a n e 5 大腸菌未添加の喀痰試料から得られた核酸抽出液の P CR増幅産物 図 3 5は、 大腸菌添加喀痰からの核酸精製 2 —加熱処理一
実施例 2 7のヒ ト由来核酸の検出結果。 PCR増幅後、 ァガロースゲル電気泳動 で解析した。
L a n e l DNA分子量マーカー； L a n e 2 1 05個の大腸菌添加喀痰 試料から得られた核酸抽出液の P CR増幅産物； L a n e 3 1 04個の大腸 菌添加喀痰試料から得られた核酸抽出液の P CR増幅産物； L a n e 4 1 0
3個の大腸菌添加喀痰試料から得られた核酸抽出液の P CR増幅産物； L a n e 5 大腸菌未添加の喀痰試料から得られた核酸抽出液の P CR增幅産物 図 36は、 大腸菌添加喀痰からの核酸精製 1 一還元剤処理一
実施例 28の大腸菌由来核酸の検出結果。 PCR増幅後、 ァガロースゲル電気泳 動で解析した。
L a n e l DNA分子量マーカー； L a n e 2 1 05個の大腸菌添加喀痰 試料から得られた核酸抽出液の P CR増幅産物； L a n e 3 1 04個の大腸 菌添加喀痰試料から得られた核酸抽出液の P CR増幅産物； L a n e 4 1 0 3個の大腸菌添加喀痰試料から得られた核酸抽出液の P CR増幅産物； L a n e 5 大腸菌未添加の喀痰試料から得られた核酸抽出液の PCR増幅産物
図 37は、 大腸菌添加喀痰からの核酸精製 2 —還元剤処理一
実施例 2 8のヒ ト由来核酸の検出結果。 PCR増幅後、 ァガロースゲル電気泳動 で解析した。
L a n e l DNA分子量マーカー； L a n e 2 1 05個の大腸菌添加喀痰 試料から得られた核酸抽出液の P CR増幅産物； L a n e 3 1 04個の大腸 菌添加喀痰試料から得られた核酸抽出液の P CR増幅産物； L a n e 4 1 0 3個の大腸菌添加喀痰試料から得られた核酸抽出液の P CR増幅産物； L a n e 5 大腸菌未添加の喀痰試料から得られた核酸抽出液の P CR増幅産物
図 38は、 不織布上での核酸伸長反応
K 1 e n o w L a r g e F r a g m e n t酵素反応溶液に 2種のプライ マー b ACT 1と b ACT 2とを各 10 μ g、 100 n g、 l n g、 O n gハイ ブリダィズさせて 3 7 °Cにて伸長反応を起こさせた。
図 39は、 LAMP法による不織布上での核酸の増幅及ぴ検出
L o o p a m pにて増幅させたゥシゲノム D N Aの 1 %ァガロースゲノレ電気泳 動。 L a n e l 分子量マーカー； L a n e 2 テンプレートとしてヒ トゲノ ム DN Aを吸着させた不織布； L a n e 3 テンプレートとしてゥシゲノム D NAを吸着させた不織布； L a n e 4 テンプレートとして不織布に吸着させ たゥシゲノム DNAを TE B u f f e r中で熱溶出させた上清； L a n e 5 テンプレート無し； L a n e 6 テンプレートとしてキット付属のコントローノレ ゥシゲノム DNA
図 40は、 不織布によって精製されたゲノム DNAのハイブリダィゼーション
1
TE B u f f e r溶出法とアルカリ溶出法を検定した。 不織布によって精製 された DNA溶液各 1 μ 1を Hy b o n d N +膜上にドットして、 ハイブリダイ ゼーションのターゲッ トとして使用した。
図 41は、 不織布によって精製されたゲノム DNAのハイブリダイゼーション
2
TE B u f f e r溶出法と過酸化水素溶出法を検定した。 不織布によって精製 された DNA溶液各 1 μ 1を Hy b o n d N +膜上にドットして、 ハイプリダイ ゼーションのターゲッ トとして使用した。
図 42は、 不織布によって精製されたゲノム DNAのハイブリダイゼーション
3
不織布によって精製された DNAを標識して、 ハイプリダイゼーションのプロ一 ブとして使用し、 T E B u f f e r溶出法、 アル力リ溶出法、 過酸化水素溶出 法を検定した。
図 43は、 界面活性剤による核酸の溶出
0. 5 %の界面活性剤を含む水溶液または T E B u f f e rを 500 1カロ えて 80°C 20分間加熱し、 不織布に吸着した核酸を溶出した。 TE B u f f e r中で 9 5°C 20分間加熱した時の核酸溶出量を 1 00 %とした。
図 44は、 界面活性剤で溶出した核酸の電気泳動
図 43の溶出サンプルを Nu c 1 e o S p i nカラムで濃縮精製して 0. 7% ァガロースゲル電気泳動にかけた。
図 45は、 界面活性剤で溶出した核酸の P C R増幅産物の電気泳動
図 43の溶出サンプルを鎳型として、 G 3 P DH遺伝子の P CRを行った。 図 46は、 P CR産物の電気泳動
ゲノム溶出に使用した界面活性剤を PC R反応系に添加し、 G 3 PDH遺伝子の PCRを行った。 DNA Ma k e rとして 1 k bラダー（G I B CO BRL) を使用した。
図 47は、 B i o t i n C h e m— L i n k標識核酸プローブによるハイブ リダイゼーション
ヒ トゲノム DNAまたは L a mb d a DNAをドットした膜に B i o t i n
C h e m- L i n k標識核酸プローブ 1または 2をハイプリダイズさせた。 実施例
以下に実施例を挙げて、 本発明をより具体的に説明する。 ただし、 これらの実 施例は説明のためのものであり、 本発明の技術的範囲を制限するものではない。
[実施例 1] 不織布によるヒト新鮮血からの核酸精製
血液は健常人から採血し、 抗凝固剤としてへパリンナトリウム （清水製薬） を 血液 1 m 1あたり 1 0単位添加した。 血液中の白血球数は、 L e u c o COUN T K i t (B e c t o n D i c k i n s o n) を用いてフローサイ トメータ 一 （FACS C a l i b u r、 B e c t o n D i c k i n s o n) で測定 した。 血液 0. 25πι 1中の白血球数は、 1. 1 6 X 1 06個であった。 不織布 は旭化成 （株） の製品を使用した。 不織布を直径 1 2mmの円盤状に切断して、 それを 4枚重ねてフィルターホノレダー （SWI NNEX、 MI LL I PORE) にセットし、 フィルターホルダーの上流には 1 0 m 1の注射筒、 下流には吸引 ポンプを設置してフィルターホルダーに接続した。 最初に 3m lの D i g e s t i o n Bu f f e r (1 0 mM T r i s p H 8 ； 1 00 mM N a C 1 ; 2 5 mM EDTA ; 0. 5% SDS) で不織布を洗浄した。
次に、 0. 25 m 1のヒ ト血 ί夜に P r o t e i n a s e K (P CR-G r a d e、 R o c h e) を 0. 05 z g力卩えて、 更に 2 x D i g e s t i o n B u f f e r (20 mM T r i s p H 8 ； 200 mM N a C 1 ； 50 mM EDTA ; 1 % SDS) を 0. 2 5 m 1加えて、 室温で 5分放置した。 この処 理で赤血球、 白血球は完全に破壊された。 この血液抽出液を不織布にかけて直ち に吸引濾過した。 それから、 吸引しながら 8 m 1の D i g e s t i o n B u f f e rを流してフィルターを洗浄した。
次に、 3m lの 1M N a C 1を含む P B S/ 1 mM EDTA、 最後に 3 m
1の TE B u f f e r (10 mM T r i s p H 8 ; 1 mM EDTA) を 流して不織布を洗浄した。 それから、 不織布 4枚をフィルターホルダーから取り 外して、 ロック付きのエツペンドルフチューブに入れ、 0. 5 m 1の T E B u f f e rを加えた。 これを 80°Cで 1時間保温した後、 溶出液の A26。 （260 nmの吸光度） と Α28。 （280 nmの吸光度） を UV— 1 6 00 UV—可視 光スぺク トロフォトメーター（島津） で測定した。溶出液の A 260/A28。が 1. 8— 2. 0の範囲にあれば、 ほぼ純粋な核酸と考えられる。 表 1は、 A 260ZA2 8。が 1. 8— 2. 0の範囲にあった不織布をリストアップしたものである。 DN A濃度は、 次の式により算出した （UV 1 6 00の付属ソフト DNA/蛋白質 PROGRAM PACK V e r 2. 00) 。
DNA濃度 gZm l ) =K 1 * A26。一 K 2 * A280
ここで、 K l = 62. 90 Κ 2 = 36. 00
表 1
Figure imgf000040_0001
[実施例 2] ヒ ト精製核酸の解析
実施例 1で得られた精製核酸を 0. 7% ァガロース電気泳動にかけて、 その サイズを確認した。 実施例 1の溶出液 Ι Ο μ Ιに 1 0 x L o a d i n g B u f f e r ( 1 % S D S ； 50% G l y c e r o l ; 0. 05% B r omo p h e n o l B l u e, T a K a R a ) 1. 5 μ 1を加えてよく混和し、 全 量を 0. 7% ァガロース電気泳動にかけた。 Mu p i dミニゲル泳動槽 （Ad V a n c e ) で 50V、 90分間泳動した後、 ゲルをェチジゥムブロマイドで染 色して B i o l ma g e G e l P r i n t 200◦ i Z V G Aで撮影した c 図 1に示す通り、 精製核酸は数 k b—数 10 k bに及ぶいろいろなサイズの核酸 断片を含んでいた。
次に、実施例 1で得られた精製 DN Aが P CRの铸型と成り得るかを確認した。 プライマーには、 C 1 o n t e c h社の G l y c e r a l d e h y d e 3— P h o s p h a t e D e h y d r o g e n a s e (G 3 PDH) 0. 45 k b C o n t r o l Am p l i me r S e t (カタ口グ番号 5405— 3) を 使用した。 実施例 1の溶出液を蒸留水で 1 0倍に希釈して、 その 5 μ 1を P CR 反応液（最終濃度 1 0 mM T r i s一 H C I p H 8. 3 ; 5 0 mM KC 1 ；
1. 5 mM M g C 1 2 ; 0. 2 mM d AT P ； 0. 2 mM d GT P ； 0.
2 mM d C T P ； 0. 2 mM d T T P ； 1. 2 5 U Am 1 i T a q (A p 1 i e d B i o s y s t e m s) ; G 3 jJDH 3 — p r i m e r 0.
5 μΜ ; G 3 PDH 5 ' 一 p r i m e r 0. 5 ^ M) に加えて 5 0 μ 1 とし た。
これを DNA T h e r ma l C y c l e r (P e r k i n E l m e r ) で 94 °C 5分 1 c y c 1 e； 94 °C 3 0秒 \ 5 5 °C 1分、 7 2 °C 1. 5分、 3 0 c y c l e s ; 7 2°C 7分 反応させた。 P C R終了後、 反応 液 1 0 1に 1 0 x L o a d i n g B u f f e rを 1. 5 1カ0ぇてょく混 和し、全量を 2% ァガロース電気泳動にかけた。 5 0 V、 4 5分間泳動した後、 ゲルをェチジゥムブロマイ ドで染色して B i o I m a g e G e l P r i n t 200 0 i ZVGAで撮影した。 結果を図 2に示す。 すべての精製 DNA画分か ら 4 5 2 b pの P CR産物が増幅されており、 P CRの铸型として使用可能であ ることが示された。
[実施例 3] 大腸菌核酸の精製
AO 4 0 C 0 1ZHM— 3コート （旭化成） を直径 1 2 mmの円盤状に切断し て、 それを 4枚重ねてフィルターホルダー （SW I NNEX、 M I L L I POR E) にセットし、 フィルターホルダーの上流には 1 0m 1の注射筒、 下流には吸 引ポンプを設置した。 最初に 3 m 1の D i g e s t i o n B u f f e r ( 1 0 mM T r i s p H 8 ; 1 0 0 mM N a C 1 ; 2 5 mM EDT A； 0. 5 % SD S) で不織布を洗浄した。
E. c o l i DH 5のグリセ口一ルス トツク 5 0 μ 1 を 3 m lの L B培地
(T r y p t o n e P e p t o n e (D I F CO) 1 g ； Y e a s t E x t r a c t (D I F CO) 0. 5 g ； N a C 1 1 g ； I N N a OH
20 0 / 1 ； 蒸留水 1 0 0m l ) に加えて、 3 7 °C 4. 5時間培養して、
A6。。= l . 5 6の培養液を得た。 吸光度から E. c o l i濃度は約 6. 2 x 1
09個/ m 1と考えられた。 この培養液を 1. 6m l (E. c o l i 1 010個） 取って 1 5， 0 0 0 r p mで 1分間遠心した。 菌の沈殿を 0. 2 5m lの LB培 地に懸濁した。 P r o t e i n a s e K (P CR_G r a d e、 R o c h e ) を 0. 0 5 μ g/2. 6 μ 1力 Πえて、 更に 2 x D i g e s t i o n B u f f e r (2 0 mM T r i s p H 8 ； 2 0 0 mM N a C 1 ; 5 0 mM E D T A ; 1 % SD S) を 0. 2 5 m l加えて、 室温で 5分放置した。 この抽出液 を上記で準備した AO 4 0 C 0 1/HM— 3コートにかけて直ちに吸引濾過した。 その後、 吸引しながら 8 m 1の D i g e s t i o n B u f f e rを流してフィ ルターを洗浄した。
次に、 3m l の 1M N a C 1を含む P B SZ 1 mM EDTA、 最後に 3m 1 の TE B u f f e r (1 0 mM T r i s p H 8 ； 1 mM EDTA) を 流して A 04 0 C 0 1 ZHM— 3コートを洗浄した。 それから、 4枚の AO 4 0 C 0 1 ZHM— 3コートをフィルターホルダーから取り外して、 口ック付きのェ ッペンドルフチューブに入れ、 0. 5111 1 の丁£ B u f f e rを力 Dえた。 これ を 8 0°Cで 1時間保温した後、溶出液の吸光度を測定した。 A26。ZA28。= 1. 84の精製核酸を 6 4. l /i g取得した。
[実施例 4] 大腸菌核酸の解析
実施例 3で得られた精製核酸を 0. 7% ァガロース電気泳動にかけて、 そ のサイズを確認した。 実施例 3の溶出液 1 0 // 1に 1 0 x L o a d i n g B u f f e r ( 1 % SD S ； 5 0% G l y c e r o l ; 0. 0 5% B r o m o p h e n o l B l u e , T a K a R a ) 1. 5 μ 1を加えてよく混和し、 全量を 0. 7% ァガロース電気泳動にかけた。 Mu p i dミニゲル泳動槽 （A d v a n c e) で 5 0 V、 9 0分間泳動した後、 ゲルをェチジゥムブ口マイ ドで 染色して B i o I ma g e G e l P r i n t 2 0 0 0 i ,V G Aで撮影し た。 図 3に示す通り、 精製核酸は数 1 0 0 b pから数 1 0 k bの核酸断片を含ん でいた。 .
次に、実施例 3で得られた精製 DN Aが P CRの錶型と成り得るかを確認した。
P CRのプライマーには、 大腸菌のリボソーム蛋白質 L 2 5をコードする遺伝子 r p 1 Yの塩基配列 3 9 3番目の cから 4 1 3番目の aまでの配列（配列番号 1 ) と塩基配列 5 6 7番目の cから 5 8 7番目の aまでの相捕鎖の配列（配列番号 2 ) を使用し、 S i gm a社に依頼して化学的に合成した。 P CR増幅産物の長さは 1 9 5 b pであった。 実施例 3の溶出液を蒸留水で 4000倍に希釈して、 その 10 μ 1を P CR反応液に加えて 25 μ 1 とした（最終濃度 60 mM T r i s / 1 5 mM (NH4) 2 S 04 pH l O. 0 ; 5 0 mM KC 1 ； 3. 5 m M Mg C L a； 0. 2 mM dATP ； 0. 2 mM d GT P； 0. 2 mM d CTP ; 0. 2 mM d TT P ； 1. 25 U T a K a R a E x T a q (宝 酒造） ； p r i me r 各 0. 5 μΜ)。
これを DNA Th e rma l Cy c l e r (P e r k i n E l me r) で 94°C 2分 1 c y c l e ; 94°C 1分、 55。C 1分、 72 °C 1分、 30 c y c 1 e s ; 72°C 7分 反応させた。 P C R終了後、 反応液 10 μ 1に 1 0 χ L o a d i n g B u f f e rを 1. 5 μ 1加えてよく混和し、 全 量を 3% Nu S i e v e 3 : lァガロース （B i oWh i t t a k e r Mo l e c u l a r Ap p l i c a t i o n s) 電気泳動に力けた。 Mu p i dミ ニゲル泳動槽 （Ad v a n c e) で 1 00V、 40分間泳動した後、 ゲルをェチ ジゥムプロマイ ドで染色して B i o I m a g e G e l P r i n t 2000 i ZVGAで撮影した。 結果を図 4に示す。 1 9 5 b pの P CR産物が増幅され ており、 P CRの铸型として使用可能であることが確認された。
[実施例 5] ヒ ト凍結保存血からの核酸精製
血液は健常人から採血し、 抗凝固剤としてへパリンナトリウム （清水製薬） を 血液 1 m 1あたり 1 0単位添加した。 血液中の白血球数は、 L e u c o COUN T K i t (B e c t o n D i c k i n s o n) を用いてフローサイ トメータ 一 （FACS C a l i b u r、 B e c t o n D i c k i n s o n) で測定 した。 血液 0. 25m l中の白血球数は、 1. 1 6 x l 06個であった。
0. 2 5m l の血液をエツペンドルフチューブに入れて一 80°Cで凍結した。
0. 25m lの凍結保存血に、 3 7°〇に加温した2 D i g e s t i o n B u f f e r ( 20 mM T r i s p H 8 ; 200 mM N a C 1 ； 50 mM E
D T A ; 1 % SDS) を 0. 25m lカ卩え、更に P r o t e i n a s e K (P
CR— G r a d e、 R o c h e) を 0. 05 加えて、 これを 3 7 °Cの水 浴で時々加温しながら v o r t e xで撹拌して完全に溶解した。 室温で 5分放置 後、 この血液抽出液を不織布にかけて直ちに吸引濾過した。 以下、 実施例 1で記 述した方法に従って核酸を調製した。 対照として、 新鮮血を同様に処理した。 結 果を表 2に示す。 凍結保存血からも新鮮血と同じように精製核酸が得られた。
表 2
Figure imgf000044_0001
[実施例 6] 不織布に対するゲノム DN Aの吸着
6. 2 0 x l 07のヒ ト末梢血白血球に 6 2 0 μ 1 の D i g e s t i o n B u f f e r ( 1 0 mM T r i s p H 8 ; 1 0 0 mM N a C 1 ; 2 5 mM E
DTA； 0. 5 % S D S) と P r o t e i n a s e K (終濃度 0. 1 m g
/m 1、 P CR— G r a d e、 R o c h e) を加えて白血球を懸濁した。 5 0 °C で 1 2時間 i n c u b a t i o n後、 等量のフエノール Zクロロホルム Zィソァ ミルアルコール = 2 5 : 2 4 : 1 (G i b c o B RL) を加えて完全に混和して
1 7 0 0 X g , 1 0分間遠心した。 上清を取って、 更に同じ操作を 2回繰り返し た。その上清を透析チューブに移して、 4°Cで 1 0 0容の TE B u f f e r ( 1
OmM T r i s p H 8 ; 1 mM EDTA) に対して 3回透析した。 A26。
/A280= 1. 7 6のゲノム DNAが 5 3 1 μ g得られた。
不織布 A 0 4 0 C 0 1 /HM—3コートを直径 1 2 mmの円盤状に切断して、 それを 4枚重ねてフイノレターホルダー （SW I NNEX、 M I L L I PORE) にセットした。 フィルタ一ホルダーの上流には 1 0 m 1の注射筒をセッ トし、 テルフユ一ジョンシリンジポンプ TE— 3 1 1 (テルモ) で 3m l の P B Sを流 速 2 6. 2m 1 /h rで流して不織布を洗浄した。 次に、 2 6. 3 μ gのゲノム
DNAを 1 πι 1 の P B Sに溶かして AO 4 0 C 0 1 / HM—3コートで濾過した。 その後、 3m 1の P B Sで不織布を洗浄した。 濾液はすべて回収した。 最後に不 織布をフィルターホルダーから取り外して、 口ック付きのエツペンドルフチュー ブに入れ、 0. 5111 1 の丁£ B u f f e rを加えた。 これを 8 0 °Cで 1時間保 温した後、 TE B u f f e rを回収した。 すべての濾液と溶出液の容量と吸光 度を測定し、 DN Aの回収率を計算した結果を表 3に示す。 A04 0 C 0 1 ZH M— 3コートに 2 6. 3 μ gの DNAをかけたところ、 約 6 5 %の DNAが吸着 されて 5 1 %の DN A ( 1 3. 5 μ g ) が回収された。 なお、 DN A回収率は次 式で計算した。
回収率 （％) = 1 0 0 *回収 DNA ( /X g ) /2 6. 3 (μ g )
表 3
全 DNAi 孺リ 出
DNA(ji¾l 26.3 6.6 2.1 13.5
回収率（Q/o) 100% 25% 10% 51%
[実施例 7] 血液の溶解条件
実施例 1と同様の条件で実験を行い、 血液の処理時間、 処理温度、 P r o t e
1 n a s e Kの有無を検討した。 不織布に-洗は A 0 4 0 C 0 1 /HM— 3コートを 浄
使用した。 血液 0. 2 5 m lに P r o t e i n a s e K：、 2 x D i g e s t i o n B u f f e rを加えてから、 室温または 5 0°Cで、 5分〜 6 0分処理して から A 0 4 0 C 0 1 ZHM— 3コートで核酸を精製した。 結果を図 5に示す。 P r o t e i n a s e Kなしで 5 0 °C 5分〜 1 5分処理すると、 血液抽出液が目詰 まりして不織布を通過できなくなり核酸を回収できなかった。 また、 室温で 5分 〜6 0分処理の範囲では、 P r o t e i n a s e K添加または無添加どちらの系 でも核酸を精製できた。
[実施例 8] 白血球吸着能と核酸吸着能
不織布は、 A 0 4 0 C 0 1 /HM— 3コート、 A 0 4 0 C 0 1、 N 0 5 0 7 0、 E O 5 0 7 0を用いた。 不織布を直径 1 2 mmの円盤状に切断して、 それを 4枚 重ねてフィルターホルダ— （SW I NNEX、 M I L L I P ORE) にセットし た。 フィルターホルダーの上流は 1 0 m 1の注射筒に繋ぎ、 注射筒はテルフユ 一ジョンシリンジポンプ T E— 3 1 1 (テルモ） にセッ トした。 不織布は 3 m l の E t OH、 次に 3 m lの P B Sを流して前処理した。 流速はシリンジポンプで
2 6. 2m i Zh rに設定した。 前処理した不織布に血液 1 m 1を流し、 次に 6
1111の？83で洗浄した。 最後に不織布に空気を通して、 洗浄液をすベて押し出 した。 素通りした血液と洗浄液はすべて回収して （合わせて濾液とした）、容量と 白血球数を測定した。 不織布にかける前の血液と濾液中の白血球数は、 L e u c o C OUNT K i t (B e c t o n D i c k i n s o n) を用いてフローサ イトメーター （FAC S C a l i b u r、 B e c t o n D i c k i n s o n) で測定した。 白血球吸着率は次の式で算出した。
白血球吸着率 （％) = 1 00 * (血液 1 m 1の白血球数ー濾液の白血球数） / (血液 1 m 1の白血球数）
上記で求めた白血球吸着率と表 1の DN A回収量をプロットしたのが図 6である。 不織布の白血球吸着能力 （白血球除去能力） と核酸吸着能力に相関関係は認めら れなかった。 ,
[実施例 9] アルカリ条件下での核酸溶出
実施例 5と同様な条件で実験を行い、 アルカリ条件下での核酸溶出を検討した。 不織布は旭化成 （株） の製品 AO 40 C 0 1 /HM— 3コートを使用した。 0. 25m lの凍結保存血を実施例 5の手順で不織布にかけて、 最後に 3 m 1の T E B u f f e rを流して不織布を洗浄した後、 不織布 4枚をフィルターホルダーか ら取り外して、 ロック付きのエツペンドノレフチューブに入れ、 0. 5m lの TE Bu f f e r、 0. 05 N Na OH、 または 0. 2N N a〇Hを加えて不織 布を浸して、 ヒートブロックで 95°C 5分から 20分保温した。 反応終了後、 3M NaH2P〇4を 0. 2N N a O Hに対して 1 / 1 0容（ 50 μ 1 )、 0. 05 N N a OHに対して 1 Ζ40容 （ 12. 5 μ ΐ ) 加えて中和した。
溶出した DNAの量は、 O l i G r e e n® s s DNA定量キット （M o 1 e c u l a r P r o b e s社 商品番号 0— 1 1492) を用いて測定した。 キット付属の 1 8残基オリゴヌクレオチドを標準として、 E x 48 5 n m、 E m 5 3 5 nmで蛍光プレートリーダー ARVO s x— 3 (ヮラックベルト一 ルドジャパン （株） ） で定量した。 不織布からの溶出液を TE B u f f e rで 1 0倍に希釈し、 更に RN Aを除くために、 DNa s e— f r e e RNa s e
(R o c h e社 商品番号 1 1 1 99 1 5) を終濃度 2. 5 μ §/πι 1になるよ うにカ卩えて 3 7°C 30分反応させた。 この処理で RNAは分解されて、 〇 1 i G r e e nの測定系ではほとんど検出できなくなる。 このことは、 1 6 Sおよび 23 S r RNA標品を用いて確認された。
測定結果を図 7に示す。 TE B u f f e r中 9 5°Cで溶出すると、 DNA量 は 20分まで反応時間の経過と共に増加するが （図 7) 、 その後、 溶出 DNA量 はプラトーに達した。 一方、 同じ量の DNAが、 0. 05；^または0. 2N N a OHのアルカリ溶液中では 9 5°C 5分で溶出可能であった。
この精製 DNA 1 0 μ 1を 0. 7% ァガロース電気泳動にかけて、 そのサイ ズを確認した。図 8に示した通り、アルカリ条件下で溶出した D Ν Αのサイズは、 TE B u f f e rで溶出した DNAより大きい傾向にあった。 95°Cで 5分、 1 0分、 20分と反応時間が長くなるにつれて溶出 DN Aのサイズは減少した。 0. 05 N N a OHで溶出した方が 0. 2N N a OHで溶出した場合より D NAサイズは大きく、 いずれの場合も DNAサイズは数 k bから数 1 00 k b以 上に及んだ。
次に、 アルカリ条件下で溶出した精製 DN Aが PC Rの铸型と成り得るかを確 認した。 PCRとその解析は、 実施例 2と同様に行った。 すなわち、 プライマー には、 C 1 o n t e c h社の G l y c e r a l d e h y d e 3-Ph o s p h a t e D e h y d r o g e n a s e (G 3 PDH) 0. 45 k b C o n t r o 1 Am p i i m e r S e tを使用した。 結果を図 9に示す。 アル力リ条 件下で溶出した精製 DN Aからも 452 b pの PCR産物が増幅されており、 P CRの鍀型として使用可能であることが示された。
[実施例 10] アルカリ溶出に対する温度の影響
実施例 9と同様な方法で、 血液由来の核酸を吸着した不織布 A 040 C 0 \/ HM— 3コートを作製し、 溶出温度の影響を調べた。 溶出は、 TE B u f f e rで 9 5°C 20分； 0. 05N N a O Hで 95 °Cまたは 70 °C 1 0分； 0. 2 N N a〇Hで9 5°C、 70°C、 60°C、 50°〇または40 1 0分で 行い、 溶出した DNA量を比較した。 DNA量は、 実施例 9と同様に O l i G r e e n® s s D N A定量キットで測定した。 図 1 0に 示した通り、 DNA の溶出量は温度が高くなるに従って増加し、 特に 70°C以上で顕著であった。
[比較例 1] 酸性条件下での DNA溶出
実施例 9と同様な方法で、 血液由来の核酸を吸着した不織布 A 040 C 0 1/
HM— 3コートを作製した。 溶出は、 TE B u f f e rで 9 5 °C 1 0分、 2
0分、または 1 OmM C i t r a t e (pH4. 5) / 1 mM EDTA B u f f e r中で9 5°C 1 0分行った。溶出後、直ちに 1M T r i s (p H 8. 0) を溶出液に加えて中和した。 次に、 溶出液の A26 Q (26 0 nmの吸光度） と A28。 （280 nmの吸光度） を UV— 1 600 UV—可視光スぺク トロフ オ トメーター （島津） で測定し、 溶出核酸量を算出した。 結果を表 4に示す。 D NA濃度は、 次の式により算出した （UV 1 6 00の付属ソフ ト DNAZ蛋白 質 PROGRAM PACK V e r 2. 00) 。
DNA濃度 gZm l ) =K 1 * A26。一 K 2 * A280
ここで、 K l -62. 90 K 2 = 36. 00 表 4
Figure imgf000048_0001
この溶出 DNAを実施例 9と同様な方法で 0. 7% ァガロース電気泳動にか けて、 そのサイズを確認した。 結果を図 1 1に示す。 pH4. 5 9 5°C 1 0 分で溶出した核酸のサイズは数 k bから数 1 0 k bに及んでいた。 次に、 酸性条 件下で溶出した精製 D N Aが P C Rの铸型と成り得るかを確認した。 これも実施 例 9と同様な方法で行い、 酸性条件下で溶出した DNAも P C Rが可能であるこ とを見出した （図 1 2)。
[参考例 1] アルカリ溶出の DNAプロ一ブへの影響
不織布からアルカリ溶出された DN Aがハイプリダイゼーションに使用可能か どうかを評価するために、 アルカリ溶出と同じ条件下においた d i g o X i g e n i n- 1 1 -dUTP (D I G) 標識 D N Aを用いてハイブリダイゼーション 実験を行った。 DNAの D I G標識は R o c h e社 P CR D I G P r o b e
S y n t h e s i s K i tと PCR D I G L a b e l i n g M i xを使 レヽ、 ハイプリダイゼーションの検出には R o c h e社の D I Gハイプライム DN
Aラベリング/検出キットを用いた。 I n g L amb d a DNA (T a k a r a)、日本バイオサービス社に依頼して化学的に合成した配列番号 3の DNAプ ライマー（最終濃度 0. 4 μΜ) と配列番号 4の DNAプライマー（最終濃度 0. 4 μΜ) を含む P C R反応液 （最終濃度 1. 5 mM M g C l 2を含む P C Rバ ッファー； 0. 2 mM d AT P ； 0. 2 mM d GT P ； 0. 2 mM d C T
P ; 0. 1 9 mM d TT P ； 0. 0 1 mM d i g o x 'i g e n i n - 1 1 — d UT P ; 2. 6 U E a n d H i g h F i d e l i t y Am 1 i
T a q) 5 0 μ 1 を調製して、これを DNA T h e r m a l C y c 1 e r (P e r k i n E l m e r ) で 9 4 °C 3分 1 c y c 1 e ; 9 4 °C 3 0秒、
6 0 °C 1分、 7 2°C 3分、 3 0 c y c 1 e s ; 7 2 °C 5分 反応させ た。 標識された D N Aを M a c h e r e y -N a g e 1社の N u c 1 e o S p i nカラムにて精製し、 5 0 i 1の DNA溶液を得た。 これに最終濃度が 0. 0 5
N、または 0. 2.Nとなるように N a OHを加えて、 ヒートブロックで 9 5 °C 5 分から 2 0分保温し、アル力リ溶出と同じ条件下においた。保温終了後、 3 M N
& 112卩04を0. 2 N N a OHに対して 1 / 1 0容、 0. 0 5 N N a OHに 対して 1 Z40容加えて中和した。 この DNA溶液を再度 Nu c 1 e o S p i n カラムにて精製を行い、 5 0 μ 1のハイブリダイゼーション用の D I G標識 DN
Αプローブを得た。 0. 0 1 n g力 ら 1 0 μ gの L a mb d a DNAを Hy b o n d N +膜 ( Am e r s h a m— P h a r m a c i a ) 上にブロッ トし、 ァ ルカリ変性を行って一本鎖にした後、 UVクロスリンクにて膜上に固定化した。 これを D I G E a s y Hy b (R o c h e ) 液中に浸し 4 2 °Cにて 3時間プ レハイプリダイゼ一ションを行った後、 熱変性にて一本鎖にした先の D I G標識
DN Aプローブを添加し 4 2°Cにて 1 8時間保温させてハイプリダイゼーション を行った。 これを 2 X S S C、 0. 1 % S D Sを使って室温 5分間の洗浄を 2 回行った後、 0. 1 X S S C、 0. 1 % S D Sを使って 6 8°C 1 5分間洗浄の 洗浄を 2回行った。 次に洗浄バッファー （最終濃度 0. 1 M マレイン酸； 0.
1 5M N a C 1 ； 0. 3 % Tw e e n 2 0 p H 7. 5) にて 1分間平衡化 を行った後、 マレイン酸バッファー （最終濃度 0. 1 M マレイン酸； 0. 1 5
M N a C 1 p H 7. 5 ) で 1 0倍希釈したブロッキング溶液 （R o c h e ) に 1時間浸した。これに 3 μ 1のアル力リフォスファターゼ標識抗 D I G抗体（R
0 c h e ) を添加し室温にて 3 0分間おいた。 洗浄バッファーを用いて室温にて
1 5分間の洗浄を 2回行い、 次にアルカリフォスファターゼバッファー 度 0. 1M T r i s p H 9. 5 ； 0. 1 M N a C 1 ； 50 mM Mg C 1
2) にて 2分間平衡化を行い、 これに 1ノ 1 00容の C S P D r e a d y— t o— u s e (R o c h e) を添加して 20分間 3 7 °Cにて保温した後。 これを H y p e r ECLフイノレム (Am e r s am— Ph a rma c i a ) ίこ 30分 間感光させ、 現像機 （Ko n i c a) にて現像を行った。 この結果、 アルカリ溶 液で処理した D N Aプローブは、 アルカリ溶液で処理していない D N Aプローブ とほぼ同じ強度のシグナルを検出することが出来た （図 1 3)。 以上の結果は、実 施例 9に示したアル力リ条件下で溶出させた DN Aはハイプリダイゼーションに 使用可能であることを示唆している。
[実施例 1 1] 過酸化水素水による核酸溶出
実施例 5と同様な条件で実験を行い、 過酸化水素水による核酸溶出を検討した。 不織布は旭化成 （株） の製品 AO 40 C 0 1/HM— 3コートを使用した。 0. 25m lの凍結保存血を実施例 5の手順で不織布にかけて、 3 m 1の 1 M N a C 1を含む P B S/71 mM EDTA、 1 0 m 1の精製水を流して不織布を洗浄 した後、 そこに 3 %の過酸化水素水と 0. 1 mMの C u C 1 2からなる活性酸素 液 lm 1を添加してシリンジをゆつく り押し液を不織布全体に浸らせた。 室温に 1、 2、 3、 5分間室温に置いた後、シリンジを押しラジカル液を全て押し出し、 さらに lm lの TE B u f f e rで不織布に吸着した核酸を溶出させた。 核酸 は Nu c l e o S p i nカラム （Ma c h e r e y— Na g e l社） にて速やか に精製し、 溶出液中に含まれる過酸化水素と金属イオンを除いた。
精製した核酸量は、 OD26 Qnmを測定して定量を行った。 また、 この精製核 酸を 0. 7% ァガロース電気泳動にかけて、 その断片化の程度を確認した。 そ の結果を図 14に示す。 短時間の過酸化水素処理にてフィルターに吸着した核酸 が溶出される事が示された。
次に、 このラジカル液で溶出し精製したゲノム DN Aが P CRの鎵型と成り得 るかを確認した。 PCRとその解析は、 実施例 2と同様に行った。 すなわち、 プ ライマーには、 C 1 o n t e c h社の G l y c e r a l d e h y d e 3 - P h o s p h a t e D e h y d r o g e n a s e (G 3 PDH) 0. 45 k b C o n t r o l Amp 1 i m e r S e tを使用した。 結果を図 1 5に示す。 過 酸化水素にて溶出した精製ゲノム DNAをテンプレートとして P C Rによる核酸 増幅が可能である事が示された。
[実施例 1 2] 還元糖と金属イオンによる核酸溶出
実施例 1 1 と同様の方法にて、 ヒ トの核酸を吸着させた A O 4 0 C 0 1 /HM 一 3コートの不織布を用意した。 これをカラムフォルダーから取り出し、 2 4穴 プレート （S UM I L ON) に移し、 ラジカル液として 1 0 O mM D— r i b o s e 5— p h o s p h a t e ( S I GMA) と 0. 1 mM C u C 1 2 を 各々 2 5 0 1づっ添加し、 攪拌しながら 5 0°Cに置いた。 1、 3、 5、 1 0、 3 0分後に、 0. 5M EDTAを 5 0 μ 1添加して、活性酸素の発生を止めた。 このうちの Ι Ο μ Ιを 0. 7 %のァガロースゲル電気泳動にかけた。 5 0 V、 4 5分間泳動した後、 ゲルをェチジゥムプロマイ ドで染色して B i o I m a g e G e l P r i n t 2 0 0 0 i ZVG Aで撮影した。その結果を図 1 6に示す。 二価の金属ィオンを添加した還元糖にて発生させた活性酸素によって、 フィルタ 一に吸着した核酸が溶出される事が示された。
次に、 このラジカル液で溶出し精製したゲノム DNAが P C Rの錶型と成り得 るかを、 実施例 1 1と同じ方法にて確認した。 その結果を図 1 7に示す。 二価の 金属イオンを添加した還元糖にて発生させた活性酸素によってフィルターから溶 出したヒ トゲノム精製 DNAをテンプレートとして P CRによる核酸増幅は、 短 時間の活性酸素反応において可能である事が示された。
[実施例 1 3] 制限酵素による核酸溶出
実施例 1 1 と同様の方法にて、 ヒ トの核酸を吸着させた A 0 4 0 C 0 1 ZHM 一 3コートの不織布を用意した。 これをカラムフォルダーから取り出し、 2 4穴 プレート（S UM I LON)に移し、制限酵素 S a u 3 A I (T a k a r a ) 2.
5 μ 1を含む酵素溶液 5 0 ^ 1を添加し、 室温あるいは 3 7 °Cにて 5、 1 0、 3
0分間置いた。 このうちの 5 0 μ 1を N u c 1 e 0 S p i nカラムにて精製し 5
0 μ 1の溶出ゲノム溶液を得た。 これらのうちの 1 0 μ 1を 0. 7 %のァガロー スゲル電気泳動にかけた。 5 0 V、 4 5分間泳動した後、 ゲルをェチジゥムブ口 マイ ドで染色して B i o I m a g e G e l P r i n t 2 0 0 0 i /VGA で撮影した。 その結果を図 1 8に示す。 制限酵素によってフィルターに吸着した ゲノム DNAが切断されて溶出される事が示された。
[参考例 2] 活性酸素溶出の DN Aプローブへの影響
不織布から活性酸素にて断片化し溶出させたゲノム DNAが、 ハイブリダィゼ ーションに使用可能かどうかを参考例 1と同様な方法で確認した。 D i g o X i g e n i n - 1 1 - d UT P (D I G) 標識 D N Aを使ったハイプリダイゼーシ ヨン実験にて確認した。 DNAの D I G標識は R o c h e社 P CR D I G P r o b e S y n t h e s i s K i t と P C R D I G L a b e l i n g M i xを使い、 ノヽィブリダイゼーションと検出には R o c h e社の D I Gハイプ ライム DNAラベリングノ検出キットを用いた。 l n g L a mb d a DNA
(T a k a r a) と配列番号 3と 4記載の D N Aプライマー （最終濃度各 0. 4 μΜ) を含む P CR反応液 5 0 /i 1を調製して、 これを DNA T h e r m a l C y c l e r (P e r k i n E l m e r ) で 9 4。C 3分 1 c y c l e ； 9 4°C 3 0秒、 6 0 °C 1分、 7 2 °C 3分、 3 0 c y c l e s ； 7 2 °C 5分 反応させた。 標識された DNAを Ma c h e r e y—N a g e 1社の N u c 1 e o S p i nカラムにて精製し、 5 0 μ 1の D I G標識 DNAプローブ水溶 液を得た。 この D I G標識 DNAプローブに 1 0 0 mM D— r i b o s e 5 — p h o p h a t e と 0. 0 5 mM C u C 1 2からなる活性酸素液 5 0 μ 1を 添加し、 5 0°Cにて 2、 1 0分間おいた。 これを N u c 1 e o S p i nカラムに て再度精製し、 溶液中の活性酸素を取り除き活性酸素処理済み D I G標識 DNA プローブとした。 以下、 参考例 1と同様に行った。 その結果を図 1 9に示す。 活 性酸素処理した D I G標識 DN Aプローブにおいても、 膜上に固定化した DN A とハイブリダイゼーションが可能であることが示された。
[実施例 1 4] 不織布に吸着されたヒ トゲノム DNAの P C R
0. 2 5 m lの凍結保存血 （白血球数 1. 1 5 X 1 06個） を実施例 1 1と同 様の方法で処理して、ヒ トの核酸を吸着させた A 0 4 0 C 0 1 /HM— 3コート、
A 0 4 0 C 0 1 , P 0 2 0 A (E L) 、 P 0 9 0 D、 E 0 5 0 7 0、 N 0 5 0 7
0の不織布を用意した。 3 m lの 1 M N a C 1を含む P B SZ 1 mM EDT
A、 3111 1 の丁£ B u f f e r、 最後に 3 m 1 の精製水を流して不織布を洗浄 した後、 不織布 4枚をフィルターホルダーから取り外して、 一番上流 （入り口） 側の不織布の中央部を 3 mm X 3 mmの長方形に切って、 0. 5m lの PCR 用チューブの底に入れた。
P CRのシステムとしては、 C 1 0 n t e c h社の G l y c e r a l d e h y d e 3 -P h o s p h a t e D e h y d r o g e n a s e (G 3 PDH) 0. 45 k b C o n t r o l Am p l i me r S e t (カタ口グ番号 54 05 - 3) を使用した。 P CR用チューブに不織布の切片を入れて、 以下実施例 2と同様に P CR反応液 50 ^ 1を加え、 これを DNA Th e rma l C y c l e r (P e r k i n E l me r)で 94。C 5分、 1 c y c 1 e ； 94 °C 30秒、 55 °C 1分、 72 °C 1. 5分、 30 c y c l e s ; 72 °C 7 分 反応させた。 P CR終了後、 反応液 10 μ 1に 1 0 x L o a d i n g B 1! £ 6 1：を1. 5 1加えてよく混和し、 全量を 2 % ァガロース電気泳動に かけた。 50V、 45分間泳動した後、 ゲルをェチジゥムブロマイドで染色して B i o l ma g e G e l P r i n t 2000 i ZVG Aで撮影した。 結果 を図 20に示す。 核酸を吸着したすべての不織布から 452 b pの P CR産物が 増幅されており、 不織布に吸着されたヒ トゲノム DNAが P CRの鎳型として使 用可能であることが示された。
[実施例 1 5] 不織布に吸着された大腸菌ゲノム DN Aの P CR
E. c 0 1 i DH 5のグリセロールストック 50 1を 3 m 1の L B培地に 加えて、 37°C 3. 5時間培養して、 A6。。=0. 9の培養液を得た。 吸光度 から E. c o l i濃度は約 3. 6 X 1 09個 Zm 1 と考えられた。 この培養液を
1. 4m l取って 1 5， 000 r p mで 1分間遠心した。 菌の沈殿を 0. 25m
1の LB培地に懸濁し、 以下実施例 3と同様に処理して、 大腸菌の核酸を吸着さ せた A 040 C 01 /HM— 3コートを用意した。 3m lの TE Bu f f e r を流して不織布を洗浄した後、不織布 4枚をフィルターホルダーから取り外して、 一番上流 （入り口） 側の不織布の中央部を 3 mm X 3mmの長方形に切って、
0. 5m 1の P CR用チューブの底に入れた。 次に、 実施例 4と同じ PCRシス テムを用いて大腸菌のリポソーム蛋白質 L 25をコードする遺伝子 r p 1 Yをタ 一ゲットにした P CR反応を行い、 ァガロース電気泳動で解析した。 結果を図 2
1に示す。 1 95 b pの P CR産物が増幅されており、 不織布に吸着された大腸 菌ゲノム DNAが P CRの錶型として使用可能であることが確認された。
[実施例 1 6] 不織布に吸着されたヒ トゲノム DN Aのプローブハイブリダィゼ ーションによる検出
0. 25m lの凍結保存血 （白血球数 1. 1 5 X 1 06個） を実施例 1 1と同 様の方法で処理.して、 ヒ トの核酸を吸着させた A 040 C 0 1 /HM— 3コート 及び A 040 C 0 1の不織布を用意した。 3m lの 1M N a C lを含むPB S / 1 mM EDTA、 次に 3m 1の TE B u f f e rを流して不織布を洗浄し た。
洗浄した不織布をフィルターホルダーから取り出し浮遊細胞培養用の 24 w e 1 1プレート （SUMI LON) に移し、 アルカリ変性にて不織布上に吸着した ゲノム DN Aの一本鎖化を行った。 膜表面へのゲノム DN Aの固定化操作をせず に、 直ちにこれに 0. 5m 1のハイブリダィゼーシヨンバッファー （5 X D e n h a r d t ' s ； 2 x S S P E ； 0. 2 % S D S ; 1 0 n g /m 1 S a 1 m o n S p e r m DNA (S I GMA)) を添加し、 6 5°〇にて 1時間置き、 プレ ハイブリダィゼーシヨンを行った。 '
ヒ ト G 3 PDH遺伝子に対するラジオアイソトープ標識 DN Aプローブと L a mb d a DNAに対するラジオアイソトープ標識 D N Aプローブとを以下の方 法にて調製した。 まず、 C 1 o n t e c h社の G 3 PDH用 C o n t r o l A mp l i me r S e tを使用して次の P C R反応を行った。 l O n gの Hum a n G e n om i c DNA(G I B C O B R L )を入れた P C R用チューブに、 最終量が 50 μ 1 となるように PC R反応液 （最終濃度 1 0 mM T r i s一 H
C I p H 8. 3 ; 50 mM K C 1 ; 1. 5 mM Mg C 1 2 ; 0. 2 mM d
ATP ； 0. 2 mM d GT P ； 0. 2 mM d C T P ； 0. 2 mM d T T P ;
1. 25 U Am p i i T a q (A p l i e d B i o s y s t em s) ; G 3
PDH 3 '— p r i me r 0.5 /^M;G 3 PDH 5'— p r i me r 0.
5 μΜ)を力 Πえた。 L a mb d a DNAプローブは、 l n g L amb d a D
NA (T a k a r a), 日本バイオサービス社に依頼して化学的に合成した配列番 号 3の DNAプライマー （最終濃度 0. 4 μΜ) と配列番号 4の DNAプライマ 一 （最終濃度 0. 4 μΜ) を入れた P CR用チューブに、 最終量が 50 μ 1 とな るように PCR反応液 （最終濃度 1 OmM T r i s— H C 1 p H 8. 3 ； 5 0 mM KG 1 ; 1. 5 mM Mg C 1 2 ; 0. 2 mM dATP ； 0. 2 mM d G T P ； 0. 2 mM d C T P ； 0. 2 mM d TT P ； 1. 25 U Amp l i T a q (Ap p l i e d B i o s y s t erns)) を加えた。 これら P C R 反応液を DNA Th e rma l Cy c l e r (P e r k i n E l me r) で 96 °C 5分、 1 c y c 1 e ; 96 °C 3 0秒、 60 °C 1分、 72 °C 3 分、 30 c y c 1 e s ; 72 °C 5分 反応させた。 P CR終了後、 P CR 産物をそれぞれ N u c 1 e o S p i n E x t r a c tキット (Ma c h e r e y -N a g e 1 ) にて精製を行い、 ヒ ト G 3 PDH遺伝子と L amb d a DN Aそれぞれの部分配列 DNA断片を得た。 これら各々の DN A断片 20 n gを含 む 45 μ 1の TE B u f f e rを 96 °Cに 5分間置いた後速やかに氷中に 5分 間おき DN Aの一本鎖ィ匕を行った。 これらに R e d i p r i m e I I DNA L a b e l 1 i n g S y s t em (Am e r s h a m P h a r ma c i a b i o t e c h) の L a b e l l i n g r e a c t i o n m i xと 1. 8 5 MB qの R e a d y v i e w [a—32 P] d CTP (Ame r s h a m P h a r ma c i a B i o t e c h) を添加し緩やかに混和した後、 37°Cにて 1 0分間置き標識を行った。 これを B i o S p i n C o l umn G— 30 (B I O RAD) にて精製して未反応の [ 一32 P] d CTPを除いた後、 再度 9 6 °Cに 5分間おいた後に氷中に 5分間おき DN Aの一本鎖化を行い、 ラジオアイ ソトープ標識ヒ ト G 3 PDH DNAプローブと L a mb d a DNAプローブ をそれぞれ得た。
ラジオアイソト一プ標識プローブの一部をとり、 シンチレーションカウンター にて放射活性を測定した後、 全放射活性が等しくなるようにヒ ト G 3 PDHプロ ーブと L amb d a DNAプローブの比率を変えて混合し、 これらを先のプレ ハイプリダイゼーシヨン液中に添加し、 引き続き 65°Cにて 1 8時間置いてハイ ブリダイゼーシヨンを行つた。 ハイブリダイゼーション後、 不織布を新たな 24 we l lプレートに移し、 これに 0. 5m lの 2 x S S C、 1 % SD S を添加 し 65°Cにて 1 0分間の洗浄を行い、 次に 0. 5m lの 0. l x S S C、 1% S
DSを添加し 6 5°Cにて 1 0分間の洗浄を計 2回行った。 洗浄後不織布を取り出 し、 5 m 1の液体シンチレータの入ったバイアル瓶に移し、 シンチレーシヨン力 ゥンターにて不織布に残存している放射活性を測定した。 その結果を図 22に示 す。 G 3 PDHプローブにて不織布上のゲノム DNAが検出され、 ヒ ト G3 PD Hプローブの比率が低くなるのに依存して検出された放射活性も低くなっており、 ヒ ト G 3 PDHプロープと不織布上のヒ トゲノムに含まれる G 3 PDH遺伝子の 特異的なハイブリダィゼーションが検出されている事が示された。
[実施例 1 7] 不織布に吸着された核酸の遊離
0. 25m lの凍結保存血 （白血球数 1. 1 5 X 1 06個） を実施例 1 1と 同様の方法で処理して、 ヒ トの核酸を吸着させた A 040 C 01 ZHM— 3コー トの不織布を用意した。 3m 1の精製水を流して不織布を洗浄した後、 不織布 4 枚をフィルターホルダーから取り外して、 1. 5m 1のエツペンドルフチューブ に入れた。 これを 5組作製して、 各々に表 5に記載した溶液を加えてそれぞれの 温度、 時間で処理した。 95°C処理にはヒートブロックを使用した。 相対溶出量
(%) とは、 TE B u f f e r中で 95°C、 20分処理した時に溶出した核酸 量を 1 00 %とした時の各条件での核酸溶出量である。 表 5の結果は、 Mg2+や 高濃度の塩が含まれる溶液中では 95°Cで加温しても核酸は遊離しにく く、 また アル力リ変性の条件下でも室温では核酸が遊離しにくいことを示している。
表 5
Figure imgf000056_0001
[実施例 18] 不織布に吸着された核酸の電顕写真
不織布 P 03050を用いて、 実施例 14と同様な方法で核酸吸着
を作製した。 精製氷を流して不織布を洗浄した後、 不織布 4枚をフィルタ一ホル ダ一から取り外して、 一番上流 （入り口） 側の不織布を一枚取って凍結乾燥機 D C-4 1 (YAMATO製） を用いて凍結乾燥した。 また、 血液を流さずに他は 同一の操作をした不織布をつくり凍結乾燥してこれを対照とした。 乾燥した不織 布を約 5 mm角に切り出して、 S EM用試料台にカーボンペーストを用いて固定 した。 これを風乾した後、 オスミウムプラズマコーター OP C— 80 (日本レー ザ一電子製） を用いて厚さ 20 nmでォスミゥムプラズマコーティングを行い、 検鏡用試料とした。 この試料を電界放射型走查電子顕微鏡 S— 900 (日立製） で加速電圧 1 k Vにて S EM観察した。 図 23の写真から、 核酸は繊維状となつ て不織布繊維の表面に吸着していることが判明した。
[実施例 1 9] 界面活性剤の検討
実施例 5と同様な条件で実験を行い、 核酸抽出に使用する界面活性剤の種類を 検討した。 不織布は旭化成 （株） の製品 AO 40 C 0 1の HM— 3コート品を使 用した。 0. 2 5m 1の凍結保存血中の白血球数は、 1. 50 x 1 06であった。
0. 2 5m lの凍結保存血に、 3 7 に加温した2 D i g e s t i o n B u f f e r ( 20 mM T r i s p H 8 ; 200 mM N a C 1 ; 50 mM E
DTA； 1 % 界面活性剤） を 0. 25 m 1加えた。 界面活性剤は、 以下に記述 する界面活性剤からいずれか 1つを選択して使用した。 すなわち、 陰イオン性界 面活性剤の S o d i um d o d e c y l s u l f a t e (SDS) 、 両性界 面活' |·生斉 Uの 3— [ (3-Ch o 1 am i d o p r o p y l ) d i m e t h y 1 a mm o n i o ] — 1— p r o p a n e s u l f o n a t e し HAP S) またま
3― [ (3— C h o l am i d o p r o p y l ) d i me t h y l a mm o n i o ] — 2— h y d r o x y一 1— p r o p a n e s u l f o n a t e (CHAP
S O) 、 非イオン性界面活性剤の P o l y e t h y l e n e g l y c o l t e r t— o c t y l p h e n y l e t h e r (T r i t o n X— 1 1 4) 、
P o l y e t h y l e n e g l y c o l t e r t— o c t y l p h e n y l e t h e r (T r i t o n X— 1 00) P o l y o x y e t h y l e n e a
1 k y 1 e t h e r (N i s s a n D i s p a n o l TOC) 、 (O c t y l p h e n o x y) p o l y e t h o x y e t h a n o l ( I g e p a 1 C
A 6 30 )または N o n o x y n o 1—8. 5 (N i s s a n No n i o n N S— 208. 5) 、 陽イオン性界面活性剤の H e x a d e c y l p y r i d i n i u m Ch l o r i d e (HP C) 、 H e x a d e c y 丄 p y r i d i n i u m B r o m i d e (HPB) 、 He x a d e c y l t r i m e t h y 1 a mm o n i urn Ch l o r i d e (HT AC) または H e x a d e c y l t r i m e t h y 1 a mm o n i u m B r om i d e (HTAB) の中力 らいずれ力 1 つを使用した。 2 x D i g e s t i o n B u f f e rを加えた後、 更に P r o t e i n a s e K (PCR— G r a d e、 R o c h e; を 0. 05 μ g 加えて、 これを 3 7 °Cの水浴で時々加温しながら V o r t e xで撹拌して完全に 溶解した。 室温で 5分放置後、 この血液抽出液を不織布にかけて直ちに吸引濾過 した。 次に、 同じ界面活性剤を含む D i g e s t i o n Bu f f e rを 8m l 流してフィルターを洗浄した。
更に、 3m lの 1M N a C 1を含む P B S/ 1 mM EDTA、 3m lの T E B u f f e r (1 0 mM T r i s p H 8 ; 1 mM EDTA) を流して 不織布を洗浄した。 それから不織布 4枚をフィルターホルダーから取り外して、 ロック付きのエツペンドノレフチューブに入れ、 0. 5m lの TE Bu f f e r に不織布を浸して、 ヒートプロックで 95 °C で 20分保温した。
不織布から溶出した DN Aの量は、 実施例 9と同様に O l i G r e e n® s s DNA定量キットを用いて測定した。 図 24に示した通り、 陰イオン性界面活 性剤、 両性界面活性剤、 または非イオン性界面活性剤を使用した場合には核酸を 精製できたが、 陽イオン性界面活性剤を使うと核酸は回収できなかった。
[比較例 2] 不織布以外の多孔質フィルター
実施例 1と同様な条件で実験を行い、 不織布以外の多孔質フィルターが核酸精 製に使用可能かどうか検討した。 多孔質フィルタ一としては多孔性ポリウレタン シート （ィムガード ΙΠ— RCのメインフィルター、 テルモ） または 8 Ai mの孔径 を持ち最上層が S i CNで薄膜コーティングされているポリカーボネート製トラ ックエッチドメンブレン （O I A f l ow t h r o u g h B莫、 米国 B i o
S t a r社製） を使用し、 対照として旭化成 （株） の不織布 A 040 C 01の H
M- 3コート品を用いた。
フィルターを直径 1 2 mmの円盤状に切断して、 多孔性ポリゥレタンシートま たは O I A f l ow t h r o u g h膜は 1枚、 不織布 A 040 C 0 1 ZHM 一 3は 4枚重ねてフィルターホルダー （SWI NNEX、 MI LL I PORE) にセットした。 フィルターホルダーの上流には 1 0 m 1の注射筒、 下流には吸 引ポンプを設置してフィルターホルダーに接続した。 最初に 3m lの D i g e s t i o n B u f f e r (1 0 mM T r i s p H 8 ; 1 00 mM N a C 1 ; 2 5 mM EDTA； 0. 5 % S D S ) でフィルターを洗浄した。
次に、 0. 25m lのヒ ト血 ί夜 (白血球数 1. 62 χ 1 06個） に P r o t e i n a s e K (PCR— G r a d e、 R o c h e) を 0. 0 5 gカロえ て、 更に -2 x D i g e s t i o n B u f f e r (20 mM T r i s p H 8 ; 200 mM N a C 1 ； 50 mM EDTA ; 1 % SD S) を 0. 25m 1加えて、 室温で 5分放置した。 この血液抽出液をフィルターにかけて直ちに吸 引濾過した。 以下、 実施例 1と同様に実験を行い、 溶出した核酸量を吸光度で測 定した。 表 6に示した通り、 不織布 A 040 C 0 1 ZHM— 3と比較すると核酸 の収量や純度は劣るものの、 多孔性ポリウレタンシートでは核酸精製は可能であ つたが、 O I A f l ow t h r o u g h膜では核酸を精製で.きなかった。 こ のことは、 孔径が 8 m程度の多孔質フィルターでも核酸精製に使用できないも のがあることを示している。
表 6
Figure imgf000059_0001
[実施例 20] 精製ゲノム DNAの吸着条件の検討 1 一塩の影響一
精製ゲノム D N Aを用いて、 不織布への D N A吸着に対する溶液組成の影響を 検討した。 ゲノム DNAは、 実施例 6で精製した標品を使用した。 旭化成 （株） の不'織布 A 040 C 01、 A 040 C 0 1の HM— 3コート品、 A06 6 A、 A
040 B、 E 0 1 030のいずれかを直径 1 2 mmの円盤状に切断して、 それを
4枚重ねてフィルターホルダー （SWI NNEX、 MI LL I PORE) にセッ トした。 次に、 不織布を 3 m 1エタノール、 更に 3 m 1 TE B u f f e rで洗 浄し、 最後に S amp l e B u f f e rを 3m l流して平衡化した。 フィルタ 一ホルダ一の上流に 1 0 m lの注射筒をつけて、 シリンジポンプ HARVAR D AP PARATUS Mo d e l 5 5- 22 1 9 (HARVARD AP PARATUS I n c ) にセットした。
精製ゲノム DNAを溶解する S a mp 1 e B u f f e rとしては、 10 mM T r i s (p H 8 ) / 1 mM E D T AZ 0〜： L 000 mM Na C lまたは 1 0 mM T r i s (pH8) Z0〜 100 mM M g C 12または 0〜100m M N a 2HP 04/N a H2 P 04 (p H 7. 4)、 または l OmM N a 2H P 04/N a H2 P 04 (p H 7. 4) ノ0〜： 1000 mM (NH4) 2 S〇4を使 用した。 約 800 n gの精製ゲノム DNAを 5m lの S amp l e B u f f e rに懸濁して、 流速 2 6. 2m 1 /h rで不織布に通した。 更に、 61111 の3 & mp 1 e B u f f e rで洗浄してから、 3 m 1の T E Bu f f e rを流した。 最後に不織布をフィルターホルダーから取り外して、 口ック付きのエツペンドル フチューブに入れ、 0. 5m lのTE B u f f e rを加えた。 これを 9 5 で 30分保温した後、 TE B u f f e rを回収した。
不織布から溶出した DNAの量は、 実施例 9と同様に O l i G r e e n® s s DNA定量キットを用いて測定した。 キット付属の 1 8残基オリゴヌクレオチ ドを標準として、 E x 485 nm、 Em 5 35 n mで蛍光プレートリーダー S PECTRA MAX GEMI N I X S (Mo l e c u l a r D e v i c e s社） で測定した。 結果を図 25、 図 26、 図 2 7、 図 28に示す。 N a C l、 Mg C l 2、 リン酸、 （NH4) 2 S 04などの塩はゲノム DNAの吸着を促進 することが判明した。
[実施例 21] 精製ゲノム DNAの吸着条件の検討 2 —エタノールの影響一 実施例 20と同様な方法で、 不織布への DN A吸着に対するエタノールの影響 を検討した。 ゲノム DNAは、 実施例 6と同じ方法で精製した。 不織布は、 旭化 成 （株） の不織布 A 040 C 0 1、 A 06 6 Aまたは E 0 1 030を使用した。 精製ゲノム DNAを溶解する S a m p 1 e B u f f e r としては、 10 mM
N a 2HP 04/N a H2 P 04 (p H 7. 4) Z0〜40% エタノールを使用し た。 約 800 n gの精製ゲノム DNAを 5m lの S amp l e B u f f e rに 懸濁して、 流速 26. 2m 1 Zh rで不織布に通した。 更に、 6m lの S amp 1 e Bu f f e rで洗浄してから、 3m lの TE B u f f e rを流した。 最 後に不織布をフィルターホルダーから取り外して、 口ック付きのエツペンドルフ チューブに入れ、 0. 51111 の丁£ Bu f f e rを加えた。 これを 9 5 °Cで 3 0分保温した後、 TE B u f f e rを回収した。
不織布から溶出した DNAの量は、 O l i G r e e n® s s DNA定量キッ トを用いて測定した。 図 2 9に示した通り、 精製ゲノム DNAを溶解する S a m p i e B u f f e rにエタノールを添加すると D N A回収量は減少した。
[実施例 22] DN Aの振盪吸着
精製ゲノム DNA溶液に P ET不織布または P ET平膜を添加して振盪し、 D NAが吸着するかどうかを検討した。 ゲノム DNAは、 実施例 6と同じ方法で精 製した。 不織布は、 旭化成 （株） の不織布 A040 C 01、 AO 66 Aまたは E 0 1 030を使用した。 直径 1 2 mmの円盤状に切断した PET不織布または P ET平膜 4枚をポリプロピレン製の 1 5m 1試験管 （ IWAK I ) に入れた。 こ の試験管に、 まず 3m 1のエタノールを加えて不織布を湿らせた。 エタノールを 吸引して除き、 次に 3m 1の TE B u f f e rを加えて不織布を洗浄し、 同じ く吸引除去した。 最後に、 同じように 3m lの S amp l e B u f f e rで不 織布を処理した。 S amp l e B u f f e rには、 1 0 mM T r i s (p H 8 ) / 1 mM EDTA/50 mM Na C lまたは 1 0mM T r i s (p H 8 ) / 2 mM Mg C l 2または 50mM N a 2HP 04/N a H2 P 04 (p H 7. 4) , または 1 OmM N a 2HP04/N a Η2Ρθ4 (pH7. 4) /0. 2〜1. OM (NH4) 2 S 04のいずれかを使用した。
次に、 不織布の入った試験管に 5m lの S amp l e B u f f e rを加えて、 ここに約 800 n gの精製ゲノム DNAを添加してよく撹拌した。 この試験管を
M I X-ROTAR VMR- 5 (I UCH I ) に载せて、 80 r pmで 30分 処理した。 次に、 試験管内の DNA溶液を吸引除去して、 6m lの S amp 1 e
B u f f e rを加えて、 同じく 80 r ！11で1 5分処理した。 S amp l e B u f f e rを除いた後、 3m lの TE B u f f e rを加えて、 同じく 80 r p mで 1 5分処理した。 試験管から不織布を取り出してロック付きのエツペンドル フチューブに入れ、 これに 0. 51111の丁£ B u f f e rを加えて 9 5°Cで 3 0分保温した。 不織布から溶出した DN Aの量は、 O l i G r e e n® s s D N A定量キットを用いて測定した。 図 3 0に示した通り、 ゲノム DNAは P ET 不織布に吸着して回収されたが、 P ET平膜には吸着しなかった。 このことは、 不織布という形状が DNA吸着に重要であることを示している。
また、 図 3 1では 1 OmMリン酸に対する硫酸アンモ-ゥムの添加効果をみた。 特に不織布 E 0 1 0 3 0では、硫酸アンモニゥムは DN A吸着を著しく促進した。 また、 この振盪吸着の場合、 実施例 2 0の濾過吸着と異なり、 A04 0 C 0 1よ り E 0 1 0 3 0の方が DN Aを良く吸着し、 約 8割の D N Aが回収された。 この ことは、吸着の条件によって核酸精製に最適な不織布が異なることを示している。
[実施例 2 3] 不織布のスク リーニング
実施例 1と同様な実験を行って DN A精製に使用できる不織布をスクリ一ニン グした。 血液は 5人の健常人から採血し、 血液 0. 2 5m 1中の白血球数は 0. 9 4〜1. 9 1 x 1 06個であった。 使用した不織布の一覧表を表 Ίに示した。 これらはすべて旭化成 （株） の製品である。 ここで、 平均孔径は水銀ポロシメー ターによって測定し、 平均繊維径は S EM写真から算出した。
0. 2 5 m 1のヒト血 ί夜に P r o t e i n a s e Kを 0. 0 5 μ gカ卩えて、 更に 2 x D i g e s t i o n B u f f e rを 0. 2 5m lカロえて、 室温で 5 分放置した。 以下実施例 1と同様に処理して、 最後に 3m 1の TE B u f f e rを流して不織布を洗浄した。 それから、 不織布 4枚をフィルターホルダーから 取り外して、ロック付きのエツペンドルフチューブに入れ、 0. 5m lの TE B u f f e rを加えた。 これを 8 0°Cで 1時間保温した後、 TE B u f f e rを 回収した。 表 7
Figure imgf000063_0001
回収した溶液中に含まれる核酸量は、 TE B u f f e rで 1 0倍 希釈した 後、 O 1 i G r e e n® s s DNA定量キットを用いて測定した。 結果を図 3
2に示した。 また核酸の純度は、 溶出液の A2e Q (260 nmの吸光度） と A 28 6939 o ( 2 8 0 nmの吸光度） を UV— 1 6 0 0 U V—可視光スぺクトロフォトメ 一ター （島津） で測定して、 A26。/A2 8。を求めて評価した。 '結果を図 3 3に 示した。 核酸の収量、 純度は異なるものの、 規格、 素材の異なる様々な不織布が 核酸精製に使用可能であった。
[実施例 2 4 ] 不織布によつて精製した核酸精製品中の R N A
実施例 3で調製した大腸菌核酸中に RNAが含まれることを O 1 i G r e e n® s s DNA定量キットで確認した。 O 1 i G r e e n測定系は、 DNAば かりでなく RNAも検出する。 従って、 核酸溶液を RN a s e処理して RNAを 選択的に分解した後の測定値と R N a s e未処理の測定値を比較すれば、 核酸溶 液に含まれている RNA量を見積もることができる。 このことは、 r RNAを用 いた C 0 n t r o 1実験で確認した。
不織布からの溶出液を 1 5 0 μ 1取り、 これにゥシ腌臓 DN a s e— f r e e RN a s e (R o c h e社、 商品番号 1 , 1 1 9， 9 1 5) を 0. 3 7 5 § / 0. 7 5 1力 Πえた （終濃度 2. 5 μ g Zm 1 )0 C o n t r o lは RN a s e 溶液の代わりに T E B u f f e rを加えて、 以下同様に処理した。 3 7°Cで 3 0分 i n c u b a t i o n後、 氷冷して T E B u f f e rで 4 0倍に希釈し、 この 1 0 0 μ 1を取って Ο 1 i G r e e nで定量した。 RN a s e未処理の核酸 量は 7 5. 3 gであったが、 RN a s e処理すると 1 0. 0 gに減少した。 従って、 核酸溶液には DN Aが約 1 0 μ gと RNAが約 6 5 μ g含まれていたこ とになり、 不織布により DNAも RNAも精製可能であることが示された。
[実施例 2 5 ] 検体の加熱処理
喀痰は、 ボランティアから採取し、 6名分の試料を混合して、 0. 2 m lづっ エツペンドルフチューブに分注して、 一 2 0°Cで凍結保存した。 また、 大腸菌 D H 5 (TOYOB O) のグリセロールストックから、 プラスチック製デイスポー ザブル白金耳で L B培地（TryptonePeptone (D I F CO) 1 g； Yeast Extract
(D I F C O) 0. 5 g ; N a C 1 1 g ； I N N a OH 2 0 0 ^ 1 ； 蒸留水 1 0 0 m l ) に植菌した。 この液体を、 3 7°C、 1 6時間培養して、 A
600= 3. 5の培養液を得た。 培養液中の大腸菌濃度は、 吸光度から約 1. 4 x 1
010個/ m 1 と見積もられた。 この培養液を用いて、 2 X 1 06個/ m l、 2 X 1 05個/ m 1、 2 X 1 04個/ m 1の菌体懸濁液を調製した。 先の分注した喀痰 試料を溶解し、 その容器に、 この懸濁液を 50 1ずつ加え、 大腸菌添加喀痰試 料とした。
不織布は旭化成 （株） の製品 A040C01を使用した。 不織布を直径 1 2 mmの円 盤状に切断して、 それを 4枚重ねてフィルターホルダー （SWINNEX、MILLIPORE) に セットし、 フィルターホルダーの上流には 1 0m 1の注射筒、 下流には吸引ポン プを設置してフィルターホルダーに接続した。 最初に 3 m 1の Digestion Buffer ( 1 0 mM T r i s p H 8 ； 1 00 mM N a C 1 ; 25 mM E D T A ; 0. 5% SDS) で不織布を洗浄した。 '
大月昜菌添カ Π喀痰試料に、 2 X Digestion Buffer ( 20 mM T r i s p H 8 ； 200 mM N a C 1 ； 50 mM E D T A ; 1 % SDS) を 0. 25m lを 加え、 98 °Cで 1分間処理を行った。冷却後、 Proteinase K (PCR- Grade、 Roche) を 0. 05 m gを加えて、 これを 3 7°Cの水浴上で時々撹拌しながら 5分処理し た。 この大腸菌添加喀痰試料抽出液を不織布にかけて吸引濾過した。 次いで、 吸 引しながら 8m 1の Digestion Bufferを流してフィルターを洗浄した。 最後に、 3m lの 1M N a C 1を含む P B S/ 1 mM EDTA、 3 m 1の TE Buf f er (l OmM T r i s p H 8 ; 1 mM E D T A)を流して不織布を洗浄した。 その後、 フィルターホルダーから不織布 4枚を取り外して、 一番上流 （入り口） 側の不織布を取り出しエツペンドルフチューブに入れた。 これに 0. 2m lの TE Buffer ( 1 0 mM T r i s pH8 ； 1 mM ED T A) を添加し、 95°Cで
20分間処理して溶出操作を行った。 この溶出液を用いて P CR反応により、 大 腸菌およびヒ ト由来の DNAの検出を行った。
まず、 溶出液中の大腸菌 DN Aの検出は以下の方法で行った。 PCRのプライ マーに、大腸菌の ProteinPII蛋白質をコードする遺伝子の塩基配列 1 283番目 の gカゝら 1 302番目の aまでの配列 （配列番号 5 ) と塩基配列 2229番目の tから 2248番目の gまでの相補鎖の配列 （配列番号 6) を使用し、 I n v i t r o g e n社に依頼して化学的に合成した。 溶出液 1 0 μ 1を PCR反応液に 加え、 全量を 25 1 とした （最終濃度 1 OmM T r i s /UC 1 pH8.
3. ； 50 mM K C 1 ； 1. 5 mM Mg C 12； 0. 2 mM d AT P ； 0. 2 mM d GTP ; 0. 2 mM d CTP ; 0. 2 mM d TTP ; 1. 2 5 U Taq
(Shigma)；上記プライマー 各 0. 5 μ M)。 これを DNA Thermal Cycler (Perkin
Elmer) で 9 4 °C 2分、 1 c y c 1 e ； 9 4°C 3 0秒、 5 5°C 3 0秒、 7
2°C 1分、 4 0 c y c l e s ; 7 2 °C 5分 反応させた。
また、 溶出液中のヒ ト由来 DNAの検出は以下の方法で行った。 P CRのプラ イマ一に、 Huma n H G F R (hepatocite Growth Factor receptor)蛋白質を コードする遺伝子の塩基配列 4 8 3番目の cから 5 0 2番目の cまでの配列 （配 列番号 Ί ) と塩基配列 1 0 3 9番目の cから 1 0 5 8番目の cまでの相捕鎖の配 列 （配列番号 8) を使用し、 I n V i t r o g e n社に依頼して化学的に合成し た。溶出液 1 0 μ 1を P CR反応液に加え、全量を 2 5 μ 1 とした。（最終濃度 1
0 mM T r i s /H C I p H 8. 3. ; 5 0 mM KC 1 ； 1. 5 mM M g
C 12 ; 0. 2 mM dAT P ； 0. 2 mM d GT P ； 0. 2 mM d CT P ;
0. 2 mM d TT P ； 1. 2 5 U Taq (Shigma) ；上記プライマー 各 0. 5 μ Μ)0 これを DNA Thermal Cycler (Perkin Elmer) で 94。C 2分、 1 c y c 1 e ; 94 °C 3 0秒、 6 0°C 3 0秒、 7 2°C 1分、 4 0 c y c l e s ; 7 2 °C 5分 反応させた。 それぞれの P CRを終了後、 各反応液 1 0 μ 1 に 1 0 X Loading Buffer を 1. 5 μ 1加えてよく混和し、 全量を 1. 5 %ァガ 口一ス （GibcoBRL) 電気泳動にかけた。 Mu p i dミニゲル泳動槽 (Advance) で
1 0 0 V、 3 0分間泳動した後、 ゲルをェチジゥムブロマイ ドで染色して
Biolmage Gel Print 2000i/VGAで撮影した。 結果を図 34， 3 5に示す。 図 34 からわかるように、 大腸菌添加喀痰試料において、 試料中に 1 03個相当以上の 大腸菌が存在すれば、 大腸菌由来の 9 6 6 b pの P CR産物が増幅されている。 図 3 5に示したようにヒ ト由来 5 7 7 b pの P CR産物は、 大腸菌の添加量にか かわらず検出されている。 従って、 本実施例に示した加熱による試料の処理と、 それに続く不織布による核酸精製によって試料中に存在する菌 DNAが抽出精製 され、 その検出が可能であることが確認された。
[実施例 2 6 ] 検体の還元剤処理
実施例 2 5に従って調製した大腸菌添加喀痰試料に、 2 X Digestion Buffer ( 2
0 mM T r i s p H 8 ； 2 0 0 mM N a C 1 ; 5 0 mM EDTA； 1 % SDS) を 0. 25m lを力 tlえ、 更に 1 0 % dithiothreitol 溶液を 5 μ 1添カロ し、室温で撹拌しながら 2分間の処理を行った。その後、 Proteinase K(PCR - Grade、 Roche) を 0. 0 5 m gを加えて、 これを 3 7 °Cの水浴上で時々撹拌しながら 5分 処理した。 この大腸菌添加喀痰試料抽出液を不織布 A 040 C 0 1にかけて吸引 濾過した。 次いで、 吸引しながら 8 m 1の Digestion Bufferを流してフィルター を洗浄した。最後に、 3 m 1の 1M N a C 1を含む P B 1 niM EDTA、 3 m 1の TE Buffer ( 1 0 mM T r i s p H 8 ; 1 mM EDTA) を流し て不織布を洗浄した。
その後、 フィルターホルダーから不織布 4枚を取り外して、一番上流 （入り口） 側の不織布を取り出しエツペンドルフチューブに入れた。 これに 0. 2m lの TE Buffer ( 1 0 mM T r i s pH8 ； 1 mM EDTA) を添加し、 9 5 で
20分間処理して溶出操作を行った。 この溶出液を用いて、 実施例 25と同様の PCR反応により大腸菌おょぴヒ ト由来の DNAの検出を行った。結果を図 3 6，
37に示す。 図 36から明らかなように、 大腸菌添加喀痰試料において、 試料中 に 1 03個相当以上の大腸菌が存在すれば、 大腸菌由来の 9 6 6 b pの P CR産 物が増幅されている。 また、 図 3 7に示したようにヒ ト由来 5 77 b pの PCR 産物は、 大腸菌の添加量にかかわらず検出されている。 従って、 本実施例に示し た還元剤による試料の処理と、 それに続く不織布による核酸精製によって試料中 に存在する菌 D N Aが抽出精製され、 その検出が可能であることが確認された。
[比較例 3] 加熱処理または還元剤処理を行わずに大腸菌添加喀痰試料から核 酸を精製する場合
実施例 25と同様にして、 大腸菌を添加した喀痰試料、 および核酸吸着フィル ターを作製した。 大腸菌添加喀痰試料に、 2 X Digestion Buffer (20 mM T r i s p H 8 ； 200 mM N a C 1 ； 50 mM EDTA ; 1 % SD S) を 0. 25 m 1を加えた後、 実施例 25で行った加熱処理、 あるいは実施例 26 で行った還元剤による処理を行わずに、 Proteinase K (PCR- Grade、 Roche)を 0.
05m gを加えて、 これを 37 °Cの水浴上で時々撹拌しながら 5分処理した。 こ の時、 実施例 25あるいは実施例 26とは異なり、 喀痰は透明で均一な状態に溶 けることなく、 不均一に塊が残って濁っている状態であった。 次に、 この大腸菌添加喀痰試料抽出液を不織布にかけて吸引濾過しようとした。 この時、溶けずに残っていた喀痰成分の塊が、不織布表面上にはりついてしまい、 吸引濾過が困難であった。さらに吸引を続けると、液体部分は吸引濾過できたが、 不織布表面上にはりついた喀痰成分の塊を完全に濾過することはできず、 以降の 操作を継続することが困難であった。
[実施例 27] 不織布上での核酸伸長反応
不織布上に吸着したゲノム DN Aをテンプレートして、 不織布上で核酸伸長反 応が起きるかどうかを調べた。 DNAの D I G標識は P CR D I G P r o b e S y n t h e s i s K i t (R o c h e) と PCR D I G L a b e l i n g M i (R o c h e) を使い、 ハイプリダイゼーシヨンと検出には D I
Gハイプライム DNAラベリング Z検出キット （R o c h e) を用いた。
0. 25m lの凍結保存血 （白血球数 1. 1 5 x 1 06個） を実施例 1 1と 同様の方法で処理して、 ヒ トの核酸を吸着させた A 040 C 0 1 ZHM— 3コー トの不織布を用意した。 3111 1 の丁£ B u f f e rを流して不織布を洗浄した 後、 この不織布を 0. 2 m 1の D I G E a s y Hy bノ ッファー （R o c h e ) を含む 24穴プレートに入れて 42 °Cにおいて 2時間置いた。 これに、 日本 バイォサービス社に依頼して化学的に合成した配列番号 9の DNAプライマー b
AC T 1と配列番号 1 0の DNAプライマー b AC T 2を添加し、 42°Cにて 1
8時間置いた。 適当な洗浄液で洗浄して余分なプライマーを取り除いた後、 酵素 反応液 （最終濃度 1. 5mM Mg C 12を含む PCRバッファー； 0. 2 mM dATP ； 0. 2 mM dGTP ； 0. 2 mM d C T P ； 0. 1 9 mM d T
TP ； 0. 0 1 mM d i g o x i g e n i n- l l - dUTP ; 5U K 1 e n ow L a r g e F r a gme n t (B i o L a b s))を 200 μ 1添カロし、
37°Cにて 1 8時間置いた。 適当な洗浄液にて洗浄を行い、 アル力リフォスファ ターゼ標識抗 D I G抗体を反応させ、 NBT/BC I P基質にて核酸伸長反応中 に取り込まれた D I Gを検出した。 その結果を図 38に示す。 添加したプライマ 一量に依存して検出できるシグナルが増加しており、 不織布上でプライマー依存 的に核酸伸長反応が起こっていることが示された。
[実施例 28] LAMP法による不織布上での核酸の増幅および検出 不織布上に吸着したゲノム DNAをテンプレートにして、 LAMP法による核 酸の増幅が可能かどうかを調べた。 L AM P法は L o o p a m p牛胚性判別キッ ト （栄研化学） を使用した。 まず以下の方法にてゥシゲノム DNAを、 不織布と して旭化成 （株） の製品 A 040 C 0 1に吸着させた。 0. 25m lのゥシ保存 血液 （（株） 日本バイオテスト研究所） に、 37 °Cに加温した 2 X D i g e s t i o n B u f f e r (20 mM T r i s p H 8 ； 200 mM N a C 1 ; 50 mM E D T A ; 1 % SD S) を 0. 25m l力 Pえ、 更に P r o t e i n a s e K (PCR— G r a d e、 R o c h e) を 0. 05 ,i g加えて、 これ を 3 7°Cの水浴で時々加温しながら v o r t e xで撹拌して完全に溶解した。 室 温で 5分放置後、 この血液抽出液を不織布にかけて直ちに吸引濾過した。 それか ら、 吸引しながら 8m lの D i g e s t i o n B u f f e rを流してフィルタ 一を洗浄した。次に、 3 m 1の 1 M N a C 1を含む P B S/ 1 mM EDTA、 3m lの TE B u f f e r ( 1 0 mM T r i s p H 8 ; 1 mM EDTA) を流して不織布を洗浄した。 この不織布を 3 mm四方の大きさに裁断し、 これを 0. 5 m 1マイク口チューブに入れた。 これに L o o p ampの R e a c t i o n M i x I I 40 1 と B s t DNA p o l yme r a s e 1 μ 1 を添加し、 6 3°Cにてインキュベーションを行った。 1時間後増幅溶液の濁度を 調べ、 また、 一部をァガロース電気泳動にかけた。 この結果は、 LAMP法によ り不織布に吸着されたゥシゲノム DN Aをテンプレートにした核酸増幅が起こる ことを示している （図 39)。
[実施例 2 9] 溶出ゲノム DN Aのハイブリダィゼーシヨン
実施例 9および 1 1にて示した溶出法にて得られたゲノム DNAがハイブリダ ィゼ一シヨンに使用可能かどうかを調べた。 まず、 ヒ トゲノム DNA (C l o n t e c h) l ^u g こ B i o t i n Ch em— 1 i n k (R o c h e; ¾rl i l と全量が 20 1 となるように水を添加し、 85°Cにて 1時間ィンキュベーショ ンを行った後、 5 μ 1の反応停止液を添加し、 ピオチン標識ゲノム DNA溶液を 得た。 次に、 各溶出法にて得たゲノム DNAをナイロンフィルター Hy b o n d
N+ (Am e r c h a m— Ph a r ma c i a) にドットし、 ァノレ力リ液による 変性と UVクロスリンクによる固定化を行った。 これにハイプリダイゼーション 溶液 E a s y Hy b (R o c h e) を添加し、 42 °Cにて 1時間プレハイプリ ダイゼーシヨンを行った後、 先のピオチン標識ゲノム DN Aを添加し 42°Cにて 1 8時間ハイブリダィゼ一シヨンを行った。 洗浄を行った後、 アルカリフォスフ ァターゼ標識アビジンを反応させ、 次にアル力リフォスファタ一ゼ基質 C S PD
(R o c h e) を添加して反応させ、 適当な時間 X線フィルムに露光してシグナ ルの検出を行った。 図 40及び図 41に示した通り、 TE B u f f e r , アル 力リ、 過酸化水素のいずれの溶出法で得られたゲノム DN Aもハイブリダイゼ一 ションに使用可能であった。
[実施例 30] 溶出ゲノム DNAをプローブとしたハイブリダイゼーション 実施例 9および 1 1にて示した溶出法にて得られたゲノム DN Aがハイプリダイ ゼーシヨン用のプローブとして使用可能かどうかを調べた。 まず、 不織布から溶 出させたヒ トゲノム DNA各 1 gに B i o t i n Ch e m- l i n k (R o c h e ) を 1 μ 1 と全量が 1 となるように水を添加し、 8 5°Cにて 1時間 インキュベーションを行った後、 5 ^ 1の反応停止液を添加し、 ビォチン標識溶 出ゲノム DN A溶液を得た。 次に、 ヒ トゲノム DNA (C 1 o n t e c h) と DNA (T a k a r a ) をナイロンフイノレター H y b o n d N+ (Am e r e h a m-P h a r m a c i a ) にドットし、 アル力リ液による変性と UVクロス リンクによる固定化を行った。 これにハイプリダイゼーシヨン溶液 E a s y H y b (R o c h e) を添加し、 42 °Cにて 1時間プレハイプリダイゼーシヨンを 行った後、 先のビォチン標識した各種溶出法のゲノム DNAを添加し 42°Cにて 1 8時間ハイブリダィゼーシヨンを行った。 洗浄を行った後、 アルカリフォスフ ァターゼ標識アビジンを反応させ、 次にアル力リフォスファタ一ゼ基質 C S PD
(R o c h e) を添加して反応させ、 適当な時間 X線フィルムに露光して、 シグ ナルの検出を行つ.た。 結果を図 42に示す。 TE B u f f e r , アルカリ、 過 酸化水素のいずれの溶出法で得られたゲノム DN Aもハイブリダィゼーション用 のプローブとして使用可能であった。
[実施例 3 1] 界面活性剤による核酸溶出
0. 25m lの凍結保存血 （白血球数 1. 1 6 X 1 06個） を実施例 1 1 と 同様の方法で処理して、 ヒ トの核酸を吸着させた A 040 C 0 1の不織布を用意 した。 51111の丁£ B u f f e rを流して不織布を洗浄した後、 不織布 4枚を フィルターホルダーから取り外して、 1. 5 m.lのエツペンドルフチューブに入 れた。 これに実施例 1 9で使用した界面活性剤の中から、 両性界面活性剤の CH
AP S、 CHAP SO、 非イオン性界面活性剤の T r i t o n X— 1 14、 T r i t o n X— 1 00、 N i s s a n D i s p a n o l TOC、 I g e p a 1 CA6 30、 N i s s a n No n i o n NS— 208. 5を選んで、 これらの 0. 5%水溶液を0. 5m l加えた。 更に TE 8 1 £ £ 6 1：を0. 5 m l加えた系を用意した。 これらを 80°Cで 20分間加熱して、 不織布に吸着さ れた核酸を溶出した。 不織布から溶出した DNAの量は、 実施例 9と同様に O l i G r e e n® s s DNA定量キットを用いて、 溶出液を T E Bu f f e r で 1 0倍に希釈して測定した。 結果を図 43に示す。 TE B u f f e r中で 9
5°C 20分間加熱した時の溶出量を 1 00%として表示した。 TE B u f f e rを用いた場合と比較すると、 いずれの界面活性剤も核酸溶出を促進した。 溶出した核酸を電気泳動した結果を図 44に示す。 溶出した核酸を Nu c 1 e o S p i nカラムで濃縮して、 その Ι Ο μ Ιを 0. 7 %ァガロースゲル電気泳動 にかけた。 界面活性剤の存在下で溶出された核酸は TE B u f f e rで溶出し た核酸と同じような分子量を持っていた。 次に、 界面活性剤の存在下で溶出した 精製 D N Aが P C Rの鍚型と成り得るかを確認した。 P C Rとその解析は実施例
2と同様に行ったが、 プライマーは C 1 o n t e c h社の G 1 y c e r a 1 d e h y d e 3— Ph o s p h a t e D e h y d r o g e n a s e、G 3 PDH)
C o n t r o l Am p l i me r S e t (カタ口グ番号 5406 - 3) を使用した。 結果を図 45に示す。 界面活性剤で溶出した精製 DNAからも 98
3 b pの P CR産物が増幅されており、 P CRの錶型として使用可能であること 力 s示された。
[参考例 3] 界面活性剤の PC Rへの影響
陰イオン性界面活性剤、 両性界面活性剤、 及び非イオン性界面活性剤について
P CRへの影響を調べた。
P CRのプライマーとして、配列番号 1 1記載の合成 DNAを 5，プライマー、 配列番号 1 2記載の合成 DNAを 3 ' プライマーとし、 それぞれ最終濃度が 0. 4 μΜとなるように、 ヒ トゲノム DNA (C l o n t e c h) 5 n gを含む P C R反応液 （最終濃度 1 OmM T r i s—HC l p H 8. 3 ； 50 mM KC 1 ; 1. 5 mM M g C 12 ; 0. 2 mM d A T P ; 0. 2 mM d G T P ； 0. 2 mM d CT P ; 0. 2 mM d T T P ; 0. 5 U Amp 1 i T a q (A p p 1 i e d B i o s y s t em s)) に力 ϋえた。
これに、 実施例 1 9で使用した陰イオン性界面活性剤の SD S、 両性界面活性 剤の CHAP S、 CHAP SO, 非イオン性界面活性剤の T r i t o n X- 1 14、 T r i t o n X— 1 00、 N i s s a n D i s p a n o l TOC、 I g e p a l C A 6 30または N i s s a n No n i o n N S— 208. 5をそれぞれ最終濃度が 1 %、 0. 5%、 0. 1%となるように添加し、 PCR の反応液を 20 μ 1とした。
これを DNA Th e rma l Cy c l e r (P e r k i n E l me r) で 94 °C 3分 1 c y c 1 e ； 94 °C 30秒、 6 0 °C 1分、 7 2 °C 3 分、 30 c y c l e s ; 72°C 7分 反応させた。 P C R終了後、 反応液 5 μ 1に 1 0 x L o a d i n g B u f f e rを 1 μ 1加えてよく混和し、 全 量を 1 · 5% ァガロース電気泳動にかけた。 50V、 45分間泳動した後、 ゲ ノレをェチジゥムブ口マイ ドで染色して B i o l ma g e G e l P r i t 2 000 i ZVGAで撮影した。 結果を図 46に示す。
溶出時に用いた濃度の界面活性剤のうち S D S以外は、 P C Rに影響しないこ とが示された。 一方 SDSは、 0. 1 %でも PCRに影響を及ぼすことが示され た。
〔実施例 3 2〕 不織布に吸着させた核酸のビォチン化
不織布上に吸着した核酸を直接標識することが可能かどうか調べた。 0. 25 m 1の凍結保存血 （白血球数 1. 1 6 X 1 06個） を実施例 1 1と同様の方法 で処理して、 ヒ トの核酸を吸着させた A040 C 0 1の不織布を用意した。 これ を 4等分に切断し、 0. 5 m 1マイクロチューブに入れ、 9 5 1の水と 5 1 の B i o t i n C h em— L i n k (R o c h e) に加え、 8 5°Cにて 1時間 置いてビォチン化を行った。 上清を別のチューブに移し、 95°Cにて 5分間置い て核酸を一本鎖化した後氷冷してプローブ 1とした。 B i o t i n C h em— L i n kを反応させた前述の不織布を 1 00 1の TE B u f f e rを入れた チューブに移して 9 5 °Cにて 20分間置き、 不織布から核酸溶出と核酸の一本鎖 化を同時に行った。その後これを氷冷し、プローブ 2とした。 l O O n gから 0. l n gのヒ トゲノム DNA (C l o n t e c h) と L amb d a DNA (T a k a r a ) と Hy b o n d N + I¾ (Am s h am— Ph a r ma c i a) に ドットし、 アルカリ変性と UVクロスリンクによる固定化を行った。 これを適当 な密閉容器に移し E a s y Hy b (R o c h e) を加えた。 42 にて 1時間 置いた後、 1m lの E a s y H y bに対し 20 μ 1のプローブ 1またはプロ一 ブ 2を添加し、 引き続き 42°Cに 1 8時間置いてプローブをハイブリダィズさせ た。 これを 2XS S C、 0. 1 %S D Sを使って室温 5分間の洗浄を 2回行った 後、 0. 1 XS S C、 0. 1 %SD Sを使って 68°C1 5分間の洗浄を 2回行つ た。 次に、 洗浄 B u f f e r (最終濃度 0. 1 Mマレイン酸； 0. 1 5M N a
C 1 ; 0. 3 % T w e e n 20 p H 7. 5) にて 1分間平衡化を行った後、 マレイン酸 B b u f e r (最終濃度 0. 1 Mマレイン酸； 0. 1 5M N a C 1 pH7. 5) で 1 0倍に希釈したブロッキング溶液 （R o c h e) に 1時間浸し た。 5m 1の液量に対し 1 μ 1のアルカリホスファターゼ標識アビジン （CAL
B I OCHEM)を添加し、ゆつくりと浸透させながら室温にて 30分間置いた。 洗浄 Bu f f e rを用いて室温にて 1 5分間の洗浄を 2回行い、 次にアルカリホ スファターゼ Bu f f e r (最終濃度 0. 1M T r i s p H 9. 5 ； 0. 1
M N a C 1 ； 50 mM Mg C 1 2) にて 2分間平衡化を行い、 これに 2Z1
00容の 8丁/8〇 1 ？ (R o c h e) を添加して発色反応を行った。 この結 果を図 47に示す。 プローブ 1、 プローブ 2ともに Hy b o n d N +膜上にド ットされたヒ トゲノム DNAにハイブリダィズしており、 不織布上にトラップさ れた核酸がビォチン標識されていることが示された。
産業上の利用の可能性
本発明の方法によれば、 白血球や細菌などの細胞を含む試料から核酸を容易に 精製することが可能である。 また本発明を用いれば、 核酸を吸着したフィルター から迅速に核酸を溶出することができる。 最後に本発明の方法によれば、 不織布 を用いて白血球や細菌などの細胞を含む試料から核酸を迅速に精製し、 更にその 不織布上で核酸増幅や塩基配列検出などを直接行うことが可能である。 これによ り、 試料の処理から核酸増幅、 または塩基配列検出に至る工程の簡素化が可能と なり、 短時間で処理できるようになった。
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配列番号 5 ：合成 DNA
配列番号 6 ：合成 DNA
配列番号 7 ：合成 DNA
配列番号 8 ：合成 DNA
配列番号 9 ：合成 DNA
配列番号 1 0 ：合成 DNA
配列番号 1 1 ：合成 DNA
配列番号 1 2 ：合成 DNA

Claims

請求の範囲
1. 以下の工程：
(1) 細胞を破壊して細胞抽出液を調製する工程；
(2) 細胞抽出液を不織布に接触させて、細胞抽出液中の核酸を不織布に吸着さ せる工程；および
(3) 不織布から核酸を溶出する工程；
を含む、 細胞を含む試料から細胞の核酸を調製する方法。
2. 不織布に吸着された核酸を 40°Cから 100°Cの温度範囲で加熱して核 酸を溶出する請求項 1記載の方法。
3. 不織布に吸着された核酸を pH 12以上のアルカリ条件下で処理して核 酸を溶出する請求項 1〜 2の 1項に記載の方法。
4. 不織布に吸着された核酸を断片化して溶出する請求項 1〜2の 1項に記 載の方法。
5. 活性酸素を用いて核酸を断片化する請求項 4記載の方法。
6. 還元糖に二価の金属イオンを添加して発生させた活性酸素を用いる請求 項 5記載の方法。
7. 活性酸素が過酸化水素である請求項 5記載の方法。
8. 過酸化水素に二価の金属イオンを添加して発生させた活性酸素を用いる 請求項 5記載の方法。
9. 酵素を用いて核酸を断片化する請求項 4記載の方法。
10. 不織布に吸着された核酸を界面活性剤で処理して溶出する請求項 1〜 2の 1項に記載の方法。
1 1. 界面活性剤が非イオン性界面活性剤、 または両性界面活性剤である請 求項 10記載の方法。
1 2. 以下の工程：
(1) 細胞を破壊して細胞抽出液を調製する工程；
( 2 ) 細胞抽出液を不織布に接触させて、細胞抽出液中の核酸を不織布に吸着さ せる工程；
(3) 該不織布に核酸を増幅するための溶液を加えて、該不織布に吸着された核 酸を錶型として核酸を増幅する工程；
(4) 該反応液を回収する工程；
を含む、 細胞を含む試料から細胞の核酸を調製して増幅する方法。
1 3. P CR法または LAMP法で核酸を増幅する請求項 1 2に記載の方法。
14. 以下の工程：
( 1 ) 細胞を破壊して細胞抽出液を調製する工程；
(2) 細胞抽出液を不織布に接触させて、細胞抽出液中の核酸を不織布に吸着さ せる工程；
(3) 該不織布に塩基配列を検出するための溶液を加えて反応させる工程；
(4) 該反応液を測定する工程；
を含む、 細胞を含む試料から細胞の核酸を調製して特定の塩基配列を検出する方 法。
1 5. 以下の工程：
( 1 ) 細胞を破壊して細胞抽出液を調製する工程；
(2) 細胞抽出液を不織布に接触させて、細胞抽出液中の核酸を不織布に吸着さ せる工程； '
(3) 該不織布に塩基配列を検出するための溶液を加えて反応させる工程； ( 4 ) 該不織布表面を測定する工程；
を含む、 細胞を含む試料から細胞の核酸を調製して特定の塩基配列を検出する方 法。
1 6. P CR法または LAMP法で塩基配列を検出する請求項 14〜1 5の
1項に記載の方法。
1 7. プローブを用いたハイブリダィゼーシヨンで特定の塩基配列を検出す る請求項 1 5に記載の方法。
1 8. プライマーと核酸合成酵素による核酸伸長反応で特定の塩基配列を検 出する請求項 14〜 1 5の 1項に記載の方法。
1 9. 核酸伸長反応の際に檩識ヌクレオチドを取り込ませて検出することを 特徴とする請求項 1 8に記載の方法。
2 0. 核酸伸長反応で生じるピロリン酸を検出することを特徴とする請求項 1 8に記載の方法。 '
2 1. 以下の工程：
( 1 ) 細胞を破壌して細胞抽出液を調製する工程；
(2) 細胞抽出液を不織布に接触させて、細胞抽出液中の核酸を不織布に吸着さ せる工程；
を含む、 細胞の核酸を吸着した不織布を作製する方法。
2 2. 以下の工程：
(1) 細胞を破壌して細胞抽出液を調製する工程；
(2) 細胞抽出液を不織布に接触させて、 細胞抽出液中の核酸を不織布に吸着さ せる工程；
(3) 該不織布に核酸を標識するための溶液を加えて反応させる工程； を含む、 細胞を含む試料から細胞の核酸を調製して核酸を標識する方法。
2 3. ピオチン、 蛍光、 またはハプテンで核酸を標識する請求項 2 2記載の方 法。
2 4. 不織布に吸着された核酸そのものを標識する請求項 2 2または 2 3に記 載の方法。
2 5. 不織布の素材がポリエステル、 ポリプロピレンまたはナイロンである 請求項 1〜 24の 1項に記載の方法。
2 6. 不織布の素材がポリエチレンテレフタレートである請求項 1〜 24の 1項に記載の方法。
2 7. 不織布の孔径が 2〜1 5 0 mである請求項 1〜2 6の 1項に記載の 方法。
2 8. 不織布の繊維径が 0. 3〜2 0 μπιである請求項 1〜2 7の 1項に記 載の方法。
2 9. 粘度増加剤、 カオトロピック剤、 およびアルコールを含まない細胞抽 出液を使用する請求項 1〜 2 8の 1項に記載の方法。
3 0. 塩を含む細胞抽出液を使用する請求項 1〜 2 9の 1項に記載の方法。
3 1. 細胞抽出液に含まれる塩がナトリウム塩、 カリウム塩、 マグネシウム 塩、 カルシウム塩、 アンモニゥム塩、 リン酸塩、 硫酸塩または塩酸塩である請求 項 30記載の方法。
32. 細胞抽出液に含まれる塩が塩化ナトリゥムで、 その濃度が 1 OmMか ら 1 00 OmMである請求項 30記載の方法。
33. 細胞抽出液に含まれる塩が塩化マグネシウムで、 その濃度が ImMか ら 1 0 OmMである請求項 30記載の方法。
34. 細胞抽出液に含まれる塩がリン酸ナトリウムで、 その濃度が 2 mMか ら 1 0 OmMである請求項 30記載の方法。
3 5. 細胞抽出液に含まれる塩が硫酸アンモニゥムで、 その濃度が 2 OmM から 1 00 OmMである請求項 30記載の方法。
36. 陰イオン性界面活性剤、 両性界面活性剤、 または非イオン性界面活性 剤を含む細胞溶解液を使用する請求項 1〜 35の 1項に記載の方法。
3 7. 細胞を破壌して細胞抽出液を調製する工程を 80 °C〜 1 1 0 °Cの温度 範囲で行う請求項 1〜 36の 1項に記載の方法。
38. 細胞を破壌して細胞抽出液を調製する工程を還元剤の存在下で行う請 求項 1〜 37の 1項に記載の方法。
3 9. 還元剤がチオール基を含む化合物である請求項 3 8記載の方法。
40. 細胞抽出液を不織布に接触させる方法が濾過である請求項 1〜39の 1項に記載の方法。
41. 細胞抽出液中の核酸を不織布に吸着させる工程の後に、 不織布を洗浄 する工程が続く請求項 1〜 40の 1項に記載の方法。
42. カオトロピック剤およびアルコールを含まない溶液で不織布を洗浄す る請求項 41記載の方法。
43. 細胞溶解液で不織布を洗浄する請求項 4：!〜 42の 1項に記載の方法。
44. 0. 5M〜2Mの濃度範囲の塩溶液で不織布を洗浄する請求項 41〜 43の 1項に記載の方法。
45. (1) 不織布を組み込んだ装置；および （2) 細胞溶解液、 核酸溶出 液のいずれかを含む溶液； を含む、 細胞を含む試料から細胞の核酸を調製するキット。
46. (1) 不織布を組み込んだ装置；および （2) 細胞溶解液、 洗浄液の いずれかを含む溶液；
を含む、 細胞から核酸を抽出し、 該核酸を吸着した不織布を作製するキット。
4 7. 固体表面に吸着された核酸を p HI 2以上のアルカリ条件下で処理し て溶出する方法。
48. 固体表面に吸着された核酸を活性酸素で処理して溶出する方法。
49. 固体表面に吸着された核酸を界面活性剤で処理して溶出する方法。
50. 核酸を吸着した不織布。
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