WO2013183712A1 - クロマトグラフィー装置及びその利用 - Google Patents
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Classifications
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- G—PHYSICS
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- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
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- G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
- G01N33/54386—Analytical elements
Definitions
- chromatography is used as an analysis means for separating or capturing a target substance and further detecting it.
- chromatography There are many types of chromatography. Among them, partition chromatography such as thin layer chromatography and paper chromatography using a liquid mobile phase relative to the solid phase or liquid phase, and affinity chromatography for detecting biopolymers such as proteins and nucleic acids as target substances.
- partition chromatography such as thin layer chromatography and paper chromatography using a liquid mobile phase relative to the solid phase or liquid phase
- affinity chromatography for detecting biopolymers such as proteins and nucleic acids as target substances.
- it is widely used as a target substance can be separated with a simple configuration.
- a liquid (mobile phase) that can contain a target substance is supplied to the solid phase, and the liquid is moved toward the probe region by capillary action of the liquid with respect to the solid phase.
- the target substance is captured based on specific binding between the target substance in the liquid and the capture probe.
- the specific binding between the target substance and the capture probe can be visually confirmed by the concentration of the colored label substance bound to the target substance in the capture region.
- a region for confirming whether or not the mobile phase has reached the probe region is formed further downstream of the probe region. And when the mobile phase reaches
- a target substance is used as an antigen
- an antibody that specifically binds to a linked antibody is often immobilized as a probe.
- Such a general-purpose chromatography apparatus is advantageous in that it can be easily tested and has versatility.
- This specification provides a chromatography apparatus that can easily check the development status of a mobile phase in chromatography.
- the present inventors have studied the formation of a region for confirming the development state of the mobile phase.
- the colorant is separated from the solid phase and diffuses into the mobile phase with the development of the mobile phase.
- the mobile phase that reaches the colored region develops further downstream while separating the colorant from the solid phase, so that It has been found that coloring disappears or is reduced.
- the present inventors have also found that even when such a colorant is held on a solid phase together with a capture probe, only the colorant is separated and the capture probe is maintained in a fixed state. According to this specification, the following means are provided based on these findings.
- the present chromatography apparatus comprises one or more first or more first colorants that retain in the solid phase a first colorant that is distributed to the solid phase and the mobile phase of the liquid applied to the solid phase rather than the solid phase surface.
- a colored region In other words, the first colorant can be developed together with the mobile phase when the mobile phase is developed on the solid phase, and can reduce or eliminate the coloring degree of the one or more colored regions. You can say that. That is, the degree of coloring of the first colored region is reduced or disappeared with the development of the mobile phase with respect to the solid phase.
- the chromatography apparatus may be a sheet-like body.
- the present chromatography apparatus can also include a plurality of the two or more first colored regions along the moving direction of the mobile phase.
- the colorant may be a dye, in particular, a water-soluble dye. Further, the colorant may be one or more selected from bromophenol blue, acid red, and xylene cyanol.
- the present chromatography apparatus may further include one or more probe regions that hold capture probes that specifically bind to the one or more labeling substances, respectively, on the solid phase.
- at least one of the one or two or more first colored regions may be provided within a range of at least one probe region of the one or two or more probe regions. Further, at least one of the one or two or more first colored regions may be provided so as to coincide with a range of at least one probe region of the one or two or more probe regions. Further, all of the one or two or more first colored regions may be provided so as to coincide with all the probe regions of the one or two or more probe regions.
- the chromatography apparatus further includes one or more second colored regions that hold the second colorant distributed on the surface of the solid phase rather than the mobile phase applied to the solid phase on the solid phase. Can also be provided. In this chromatography apparatus, a plurality of the two or more second colored regions can be provided along the moving direction of the mobile phase.
- the second colorant may be a pigment.
- the present specification provides a method for detecting one or more target substances using the chromatography apparatus.
- the present extraction method may include a step of supplying the mobile phase that may contain the one or more target substances to the solid phase and developing the solid phase in the downstream direction.
- the development step can be performed until the degree of coloring of all of the one or more first colored regions is reduced.
- the present specification provides a method for producing the chromatography apparatus.
- This manufacturing method can include a step of supplying the first colorant to the solid phase to form the first colored region. Furthermore, in this production method, the first colorant solution containing the first colorant at a concentration of more than 0.01% by mass and less than 0.1% by mass is supplied to the solid phase by supplying the first colorant solution or The process of forming the above 1st coloring area
- region can be provided.
- the first coloring in the form of a stream comprising spot rows having spots of the first colorant at a constant pitch along the development width direction of the mobile phase.
- Forming the first colored region having a plurality of sub-regions at a constant pitch along the developing direction of the mobile phase, each corresponding to at least upper and lower ends along the developing direction of the first colored region may be formed in an order not adjacent to the other first colored sub-regions formed immediately before.
- At least one first colored sub-region after the second is formed in an order not adjacent to the other first colored sub-region formed immediately before. It may be.
- a stream-like second colored sub-region comprising spot rows having spots of the second colorant at a constant pitch along the development width direction of the mobile phase.
- the second colored sub-regions may be formed in an order not adjacent to the other second colored sub-regions formed immediately before.
- the second coloring sub-region is formed by ejecting droplets of the second colorant in an order not adjacent to other spots formed immediately before to form spots. May be formed.
- This specification relates to a chromatography apparatus and its use. According to this specification, a more practical chromatography apparatus can be provided. Since the chromatography device disclosed in the present specification includes the first colored region, the first colored region is developed along with the mobile phase because the first colorant is developed together with the mobile phase. Coloring is reduced or eliminated. That is, the reduction or disappearance of the coloring in the first coloring region can be used as a mobile phase arrival marker.
- this chromatography apparatus can easily confirm the development status of the mobile phase. Moreover, since the first colored region can be easily provided at an arbitrary position along the development direction, it can be easily confirmed even in the middle of the development. For this reason, according to this chromatography apparatus, it can be judged easily and rapidly whether chromatography is performed appropriately, and anyone can perform chromatography with good reproducibility.
- this chromatography apparatus can confirm the development status of the mobile phase with a simple configuration, it can provide a chromatography apparatus capable of performing highly accurate chromatography at low cost.
- the target substance is not particularly limited as long as it is intended for separation using a chromatography apparatus, but is typically an organic compound.
- examples of the target substance include substances involved in binding applied to affinity chromatography.
- Affinity types include protein-to-protein binding (antigen and antibody, proteins that bind in the signal transduction process, protein or unit forming a protein complex), and protein-to-low molecular weight substance (enzyme to substrate, receptor).
- ligands such as hormones, chelated metals and proteins, etc., binding by pairing of base pairs between nucleic acids, binding of nucleic acids and proteins (DNA and transcription factors, DNA and enzymes), and the like.
- the target substance is typically a natural or artificial protein or peptide, DNA (single stranded and double stranded), RNA (single stranded and double stranded), DNA / RNA hybrid, DNA
- DNA DNA
- RNA single stranded and double stranded
- DNA / RNA hybrid DNA
- living body-derived polymers such as polynucleotides or oligonucleotides such as / RNA chimeras (single-stranded and double-stranded), organic compounds, chelate metals, and the like can be mentioned.
- the chromatographic apparatus is not particularly limited as long as it is intended for separation using chromatography, but is typically an organic compound.
- examples of the target substance include substances involved in binding applied to affinity chromatography.
- Affinity types include protein-to-protein binding (antigen and antibody, proteins that bind in the signal transduction process, protein or unit forming a protein complex), and protein-to-low molecular weight substance (enzyme to substrate, receptor).
- ligands such as hormones, chelated metals and proteins, etc., binding by pairing of base pairs between nucleic acids, binding of nucleic acids and proteins (DNA and transcription factors, DNA and enzymes), and the like.
- the target substance is typically a natural or artificial protein or peptide, DNA (single stranded and double stranded), RNA (single stranded and double stranded), DNA / RNA hybrid, DNA
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- RNA single stranded and double stranded
- DNA / RNA hybrid DNA
- living body-derived polymers such as polynucleotides or oligonucleotides such as / RNA chimeras (single-stranded and double-stranded), organic compounds, chelate metals, and the like can be mentioned.
- the chromatography apparatus disclosed in the present specification can separate one or more target substances.
- this chromatography apparatus is not specifically limited, It is preferable that it is an apparatus which implements distribution chromatography, such as thin layer chromatography, or affinity chromatography. Among these, an apparatus for carrying out affinity chromatography is preferable. This is because affinity chromatography is widely used and useful in fields such as food hygiene testing, clinical testing, and genetic testing.
- the present chromatography apparatus includes a solid phase.
- the solid phase in this chromatography apparatus is a carrier that can move the mobile phase by capillary action.
- a carrier typically includes a porous carrier having liquid permeability. That is, the porous support
- the material of the porous carrier is appropriately selected depending on the type of target substance to be separated and the type of mobile phase.
- Typical examples of the porous carrier include entangled bodies of polymer fibrous bodies such as nitrocellulose and cellulose, entangled bodies of inorganic fibrous bodies such as glass fibers, and porous resin molded bodies such as polystyrene and polyvinyl. Can be mentioned.
- This type of porous carrier is preferably used for affinity chromatography.
- the three-dimensional shape of the solid phase is not particularly limited, but if it is a sheet-like body, it is advantageous for production, and it is also advantageous for detection of a separated target substance.
- the shape of the sheet is not particularly limited, but is usually a rectangular sheet having a long side in the mobile phase development direction.
- Such a solid phase may be supported on a suitable support.
- the support can impart rigidity and the like to the solid phase to facilitate handling and chromatography.
- As the support an arbitrary shape and material capable of functioning as a solid support are selected.
- the present chromatography apparatus includes a first colored region in the solid phase.
- the first coloring region is a region that holds the first colorant. In the first coloring region, it is preferable that the first colorant is held almost uniformly and in the same degree of coloring throughout the region.
- the first colorant is a colorant that is distributed to the liquid mobile phase applied to the solid phase rather than to the solid phase surface. In other words, the first colorant is held by adhesion or the like to the solid phase.
- the first colorant is separated from the solid phase and developed together with the mobile phase. More specifically, it is a colorant whose coloration in the solid phase can be reduced or eliminated by the development of the mobile phase.
- Such a colorant is attached to the solid phase to be used by coating or the like and once held, and then, when a mobile phase is supplied to the colorant on the solid phase, it is eluted from the solid phase to reduce the coloration on the solid phase. It can be easily selected by confirming disappearance.
- the mobile phase may be developed with respect to the solid phase holding the colorant, and it may be selected by confirming that coloring on the solid phase is reduced or eliminated by the development of the mobile phase.
- the supply amount of the colorant is appropriately selected since the reduction or disappearance of coloring due to the colorant depends on the concentration of the colorant in the solid phase, the supply amount of the colorant is appropriately selected.
- the first colorant it is preferable that coloring is greatly reduced by development of the mobile phase, and one that disappears is preferable. This is because it has excellent clarity as a marker.
- the first colorant may remain in the first coloring region and leave it colored, which may hinder the detection of the target substance in the probe region. is there.
- the first colorant is developed together with the mobile phase, it is preferable not to hinder the reaction between the target substance and the capture probe in the probe region described later.
- Examples of the first colorant include dyes.
- the type of the dye differs depending on the type of the mobile phase and the solid phase, but when the mobile phase is mainly composed of an aqueous medium, a water-soluble dye is preferable.
- the water-soluble dye can be appropriately selected from known natural dyes and synthetic dyes. Examples include bromophenol blue, acid red, and xylene cyanol.
- the mobile phase is generally an aqueous medium having an appropriate salt concentration and pH, such as pure water, as well as a buffer solution. Therefore, in the case of an affinity chromatography apparatus, a water-soluble dye can be preferably used.
- the first colored region is provided so that the development status of the mobile phase is visible.
- One or more first colored regions can be provided for the solid phase.
- the first colored region is preferably provided so that the development position can be confirmed along the development direction of the mobile phase. More preferably, one or two or more first colored regions corresponding to two or more different development positions along the development direction are provided.
- the mobile phase is developed corresponding to different development positions along the development direction.
- the first colored region in the form of a stream over the entire width can be provided.
- Such a stream shape has good visibility and is advantageous for production.
- the first colored region does not necessarily have to be a continuous stream.
- a plurality of dots may be arranged at regular intervals so as to roughly correspond to the development width of the mobile phase.
- the form of the dot is not particularly limited and can be an arbitrary shape.
- the position of the dot may be only one end of the development width, may be both ends, or only the central portion. It is good also as both ends and a center part, and is good also as another part.
- FIG. 3 as another embodiment provided with one first colored region corresponding to two or more different development positions, a single stream-like first colored region along the development direction is provided. An embodiment is mentioned. Even in the first colored region, the degree of coloring gradually decreases or disappears from the upstream side with the development of the mobile phase. A plurality of such first colored regions can be provided along the development width of the mobile phase.
- the two or more different deployment positions for example, a position where it can be confirmed whether it is in any of the initial stage of deployment, the middle stage of deployment, and the latter stage of deployment is selected.
- the first colored region is preferably provided at three or more different development positions, and the different development positions are more preferably 4 or more, still more preferably 5 or more, and even more preferably 6 or more. More preferably, it is 7 or more, and still more preferably 9 or more. Further, the intervals on the solid phase of the two or more first colored regions corresponding to two or more different development positions do not need to be equal and are set as appropriate.
- the form of the first colored region is not limited to the exemplified form, and may be a combination of the exemplified forms as appropriate.
- the chromatography apparatus can further comprise one or more probe regions.
- the probe region holds a capture probe, which is a substance that specifically binds to one or more labeling substances, on a solid phase.
- a probe region for holding a substance that binds to a labeling substance depending on the affinity to be used is provided.
- the type of the probe for capture is appropriately determined depending on the target substance and the affinity used for the target substance. Therefore, it may be a protein such as an antibody or an oligonucleotide. Such a probe for capture can be held on the solid phase in various bond forms such as electrostatic bond, hydrogen bond, and covalent bond.
- the mode of binding of this type of probe to the solid phase is well known in the art, and can be appropriately selected by those skilled in the art in consideration of the solid phase material and the capture probe.
- the probe region is a region where the mobile phase of the solid phase is developed, an arbitrary site and shape can be provided.
- one probe region corresponds to one target substance.
- Each probe area may be in the form of a dot or a stream that follows the development width. In consideration of detecting that the target substance is bound to the probe region, it is preferably a stream shape that substantially matches the development width.
- the first colored region and the probe region may overlap on the solid phase. Both are provided for different purposes, and the first colored region is reduced or disappeared by the development of the mobile phase, and the probe region can be detected by labeling the target substance or the like. Because.
- the state where the first colored region and the probe region overlap each other is a state where the first colorant and the capturing probe are held in a region where the solid phase exists.
- each first colored region can confirm the development state of the mobile phase
- one or two or more probe regions may be provided within the range of one or two or more first colored regions.
- One or two or more probe regions may be provided in accordance with the range of the one or two or more first colored regions. Normally, in the state where there is no binding with the target substance (that is, before the development), the position of the probe region cannot be assumed at all. However, if the first colored region and the probe region coincide, There is an advantage that the area can be grasped.
- acquisition is hold
- the probe region can overlap with part or all of the first colored region.
- the probe region can be provided in accordance with the range of the first colored region provided along the development direction.
- the chromatography apparatus can further include a second colored region.
- the second coloring region holds the second colorant.
- the second colorant is held almost uniformly and at the same degree of coloring throughout the region.
- the second colorant is a colorant that is distributed on the surface of the solid phase rather than the liquid mobile phase applied to the solid phase.
- the second colorant is held by adhesion or the like to the solid phase and is held in the solid phase without being separated from the solid phase even when the mobile phase is developed.
- the second colored region is a marker region provided in the solid phase in order to easily detect the binding between the target substance and the capture probe in the probe region.
- Such a colorant is attached to the solid phase to be used by coating or the like and once retained, and even if a mobile phase is supplied to the colorant on the solid phase, the coloring on the solid phase does not elute from the solid phase. It can be easily selected by confirming that it is maintained. Similarly, the mobile phase may be developed with respect to the solid phase holding the colorant, and it may be selected by confirming that the coloring on the solid phase is maintained by the development of the mobile phase. .
- Examples of the second colorant include pigments.
- the types of pigments that can be used vary depending on the type of mobile phase and solid phase, but since pigments are usually water-insoluble, an approximate pigment can be used when the mobile phase is mainly composed of an aqueous medium.
- the second colored region is preferably a color different from the color of the first colored region. This is because misperception of the mobile phase development position due to the first colored region can be suppressed.
- region can be provided with 1 or 2 or more with respect to a solid phase. Since it is for facilitating detection of a label or the like in the probe region, it is preferable to prepare near the probe region according to the arrangement form of the probe region. For example, when the probe region is provided corresponding to two or more different development positions in the mobile phase development direction, the second colored region is also in two or more different development positions in the mobile phase development direction. Correspondingly provided. In addition, the planar form of the second colored region also conforms to the planar form following the probe region, so that the visibility when detecting the probe region is improved.
- an appropriate number of second colored regions is provided for probe regions (corresponding to the first colored regions) provided at two or more different development positions along the development direction of the mobile phase. Can be provided approximately evenly in the formation region of the probe region.
- the second colored region has a characteristic appearance (graphics, characters, symbols) to clearly show the probe region with respect to other second colored regions in order to improve detection visibility of a specific probe region. , Color, etc.) or may be accompanied.
- the present chromatography apparatus may further include a liquid absorption part for absorbing the mobile phase at the tip (upstream end) in the development direction of the mobile phase of the solid phase.
- the liquid absorption part is comprised with the porous body which can absorb an excess mobile phase.
- the chromatography apparatus can further include a label binding unit that holds a labeling probe for imparting a label for detecting the binding between the target substance and the capture probe in the probe region to the target substance. .
- a label binding unit that holds a labeling probe for imparting a label for detecting the binding between the target substance and the capture probe in the probe region to the target substance.
- the label binding part is composed of a porous body that contains or can contain a labeling probe, and is formed so that the labeled target substance can be moved together with the mobile phase as it is.
- the label binding part may be provided in a part of the upstream side of the solid phase.
- a protein for the labeling probe, a protein (antigen-antibody bond) or oligonucleotide (binding by complementary base pairing) that can bind to the target substance with affinity within a range that does not interfere with the binding between the target substance and the capture probe is selected.
- the labeling substance is not particularly limited, and examples thereof include substances that can be visualized by other means such as metal particles, antibodies, enzymes, fluorescent complexes, or by reaction, in addition to coloring materials such as latex particles that can themselves be visualized.
- the labeling substance is linked to a protein or oligonucleotide capable of binding to the target substance by a known method.
- the present chromatography apparatus may further include a mobile phase supply unit to which a mobile phase that can contain the target substance is supplied.
- the mobile phase supply unit is formed of a porous body that absorbs the mobile phase, and is configured to be able to develop the mobile phase in the solid phase.
- the label binding part may be a part of the upstream side of the solid phase, and when provided with the label binding part, it is arranged upstream of the binding part.
- the present chromatographic apparatus may include an element that can be provided in a known chromatographic apparatus used in applications such as food hygiene testing, clinical testing, and genetic testing.
- the method for producing a chromatography apparatus includes a step of supplying a first colorant to a solid phase to form a first colored region.
- a liquid typically the first colorant solution
- a droplet typically 50-300 pl
- the spot diameter when the droplets land on the solid phase is 0.05 to 0.25 mm.
- the supply method is not particularly limited, and a known printing technique or the like can be used. Examples thereof include a method of discharging minute droplets by a piezo method, a thermal method, or the like.
- the first colorant is added in an amount of more than 0.01% by mass and 0.1% by mass so that the first colorant can be visually recognized at first, and then the coloration can be reduced or eliminated by developing the mobile phase. It is preferable to supply the first colorant-containing liquid contained at a concentration of less than% to the solid phase. By setting it within this range, the first colorant is retained in the solid phase at a good concentration. When the content is 0.01% by mass, it is difficult to visually confirm the first colored region. When the content is 0.1% by mass, the reduction in coloring is insufficient even by the development of the mobile phase.
- the width is 10% or less of the set width.
- the line width is preferably formed in the range of 0.45 mm to 0.55 mm.
- “width” means, for example, the height of the mobile phase in the development direction if the first colored region is a stream along the development width direction of the mobile phase on the solid phase.
- the first colored region for example, the following droplet discharge process can be employed.
- the first colored region is formed from a plurality of first colored sub-regions.
- the first coloring sub-region is preferably composed of a spot row obtained by discharging colorant droplets in a row on the same center line.
- these first colored sub-regions partially overlap to form a first colored region having the same color as a whole.
- a stream-like first colored sub-region consisting of a spot array having a plurality of spots of the first colorant is formed at a predetermined pitch along the development width direction of the mobile phase.
- the pitch and the spot diameter are not particularly limited, but each spot preferably overlaps at least partially with an adjacent spot in order to make the colored region substantially the same degree of coloring or the like.
- Such a spot row is formed by discharging a droplet of the first colorant to the solid phase.
- the spot row is formed by forming spots by discharging in the order not adjacent to or overlapping with other spots formed immediately before. Specifically, the spots are not continuously discharged at a constant pitch.
- the spot discharge order is not particularly limited as long as it is an order that is not adjacent to or overlapping with other previously formed spots. By doing so, it is possible to suppress blur color unevenness due to spots being continuously formed adjacently or overlapping, and to suppress fluctuations in the width of the spot row.
- a first colored region having a plurality of first colored sub-regions and being substantially filled with spots. can be formed.
- the spots forming the colored sub-region do not adjoin or overlap the spot row of the other first colored sub-region formed immediately before, so that spot bleeding and color unevenness are suppressed, and the spot row The fluctuation of the width can be suppressed.
- the first colored sub-regions corresponding respectively to at least the upper and lower ends along the development direction of the first colored region are formed in an order not adjacent to the other first colored sub-regions formed immediately before.
- the variation in the width of the first colored region can be effectively suppressed and a sharp contour can be formed.
- the pitch is more preferably 0.05 mm or more and 0.475 mm or less.
- the spot diameter is 0.05 mm or more and 0.1 mm or less when the pitch is 0.1 mm or more and 0.4 mm or less, and 0.1 mm or more when the pitch is 0.2 mm or more and 0.25 mm or less. It is 0.2 mm or less. By doing so, it is possible to suppress the blur color unevenness caused by the spot being overlapped with the immediately preceding first colored region and form the wider first colored region in the form of a stream. Moreover, the variation in the width direction can be set to 0.1 mm or less.
- the first colored region is formed in a stream form by forming a single row of spots along the development width direction of the mobile phase as the first colored sub-region, and a plurality of these are formed.
- it may be formed by other methods.
- the width of the first colored sub-region is formed larger than the spot diameter
- the first colored sub-region can be formed with two or more spot rows.
- the spot does not necessarily have to be formed on the same center line along the development width direction.
- the spot is adjacent to the immediately preceding spot even in the development direction of the mobile phase. Spots may be formed in a form that does not overlap, and may finally be the first colored sub-region that is almost filled with spots.
- the first colored region itself may be formed in such a form.
- spots are randomly formed inside the upper and lower ends, preferably immediately before. It may be formed in an order not adjacent to or overlapping with other spots, so that the entire first colored region is substantially filled.
- This manufacturing method may include a step of supplying a capture probe to a solid phase to form a probe region.
- a liquid containing a capture probe is supplied to a solid phase so as to form a predetermined planar form by a known method.
- the supply method is not particularly limited, and a known printing technique or the like can be used. Examples thereof include a method of discharging minute droplets by a piezo method, a thermal method, or the like.
- a first colored region that also serves as the probe region can be formed by supplying a liquid containing the first colorant and the capture probe to the solid phase.
- the first colored region also serving as the probe region can be formed by supplying the first colorant-containing liquid and the capturing probe-containing liquid separately to the same region.
- Examples of the method for holding the capture probe on the solid phase include various bond forms such as covalent bond, electrostatic bond, and hydrogen bond.
- the capture probe is preferably linked to a protein or oligonucleotide and held on a solid phase by electrostatic bonding, hydrogen bonding, or the like.
- the capture probe can be held on a solid phase by covalent bonding. With such a binding form, even when the mobile phase is developed, the retention state of the capture probe on the solid phase is reliably maintained. Therefore, even when the first colored region that also serves as the probe region is formed, the first colorant moves due to the development of the mobile phase, but the capturing probe is maintained as it is.
- the present manufacturing method may include a step of supplying a second colorant to the solid phase to form a second colored region.
- a liquid containing a capture probe is supplied to a solid phase so as to form a predetermined planar form by a known method.
- the supply method is not particularly limited as in the other regions, and examples thereof include a method of discharging minute droplets by a piezo method, a thermal method, or the like.
- the first colored region in the solid phase After forming at least the first colored region in the solid phase, it can be integrated with the support as necessary to form other elements such as an absorption pad.
- the following steps can be performed. First, a large solid phase having a lateral width corresponding to several tens to several hundred times the development width and a length including a sufficient development distance is prepared. A plurality of stream-like first colored regions extending in the width direction of the large solid phase are formed in the development direction. Next, the absorbent pad is integrated downstream. Further, the integrated product is cut along the width direction with a developed width. Thereby, a large number of the present chromatography apparatus can be obtained.
- the present chromatographic apparatus is used in the target substance detection method of the present specification.
- This detection method can comprise a step of supplying a mobile phase that may contain one or more target substances to the solid phase of the chromatography apparatus and developing the mobile phase in the downstream direction.
- chromatography can be performed more appropriately and with high reproducibility. Further, by providing the first colored region in the middle of the development of the mobile phase, the development status of the mobile phase during the development can be confirmed, and more appropriate chromatography can be performed.
- FIG. 4 is a usage example of the present chromatography apparatus shown in FIG.
- the mobile phase which may contain a target substance is supplied to the upstream of this chromatography apparatus.
- the form which immerses the upstream end of a solid phase in a mobile phase is taken, it is not limited to this, The form which drops a mobile phase can also be taken.
- this chromatography apparatus is provided with a mobile phase supply unit, the supply unit may be immersed in the mobile phase, or the mobile phase may be dropped into the supply unit.
- FIG. 4 is a usage example of the present chromatography apparatus shown in FIG.
- the mobile phase which may contain a target substance is supplied to the upstream of this chromatography apparatus.
- the form which immerses the upstream end of a solid phase in a mobile phase is taken, it is not limited to this, The form which drops a mobile phase can also be taken.
- the supply unit may be immersed in the mobile phase, or the mobile phase may be dropped into the supply unit.
- FIG. 4 is a usage
- this chromatography apparatus is used so that the expansion
- the mobile phase supply unit that holds the mobile phase is provided, the mobile phase can be expanded in a horizontal state.
- the coloring of the first coloring region disappears sequentially from the upstream side.
- the disappearance of the coloring of the first colored region is a marker that the mobile phase has developed to the region.
- the second coloring region maintains the coloring.
- the mobile phase reaches the absorption part, and the mobile phase is further expanded.
- the target substance exists in the mobile phase, specific binding between the target substance and the capture probe is formed in the probe region (the most upstream region in FIG. 4) provided for the target substance.
- the probe region the labeling substance is concentrated or aggregated.
- the labeling substance is a colorant, the binding in the probe region can be visually confirmed as it is (FIGS. 4 (f) and (g)).
- the present detection method can include a step of detecting the binding between the target substance and the capture probe in the probe region.
- the detection step is possible by detecting a labeling substance bound to the target substance by a known method.
- the labeling substance is not limited to the colorant as described above, and various labeling substances already described can be used.
- a reaction for detection may be performed on a solid phase as necessary, or a detection apparatus may be applied.
- a capture DNA probe solution having the base sequence shown in the following table is applied to a Hi-Flow Plus membrane sheet (60 mm x 600 mm) manufactured by Merck Millipore using a discharge unit (inkjet method) described in JP-A-2003-75305.
- the spot was spotted using a NGK GENESHOT (registered trademark) spotter, and was immobilized by the following procedure.
- Capture DNA probe solution Nine types of capture DNA probes were synthesized according to the base sequences shown in the table below, and an aqueous solution dissolved in Tris-EDTA buffer was mixed with SSC buffer and bromophenol blue to obtain 0.05 wt% bromophenol blue and the concentration of the capture DNA probe. 2 ⁇ M-60 ⁇ M solutions were prepared.
- the capture DNA probe solution was injected into the liquid injection part arranged in the discharge unit, and an inspection spot was formed on the inspection sheet before spotting on the membrane sheet. For quality inspection, no spot is formed on the inspection spot, the spot is not distorted, the spot diameter is not deviated by more than 10% from the design value, or other than this spot called satellite is unnecessary. The items of whether a spot was not generated or whether the spot position was shifted by more than one third of the spot diameter were implemented.
- the capture DNA probe solution is colored blue with bromophenol blue, and the spot can be visually inspected. In addition, this solution can form a first colored region that also serves as a probe region.
- the inspection spot is performed again by adjusting the drive signal of the piezoelectric / electrostrictive element arranged in the ejection unit.
- the drive signal was adjusted by changing the voltage value, the rising time to the predetermined voltage, the keeping time of the predetermined voltage value, and the voltage falling time. If a defect is still detected, the capture DNA probe solution is extracted from the discharge unit by vacuum suction, and the capture DNA probe solution is reinjected into the liquid injection portion to perform an inspection spot. This operation was repeated until no defective spot was detected.
- the capture DNA probe was spotted on the membrane sheet by the following method. That is, for one type of capture DNA probe solution, the spot pitch is 0.05 mm in both the horizontal direction (X direction) and the vertical direction (Y direction), and spotting is performed in both the horizontal direction and the vertical direction. A 0.5 mm line was formed. While the discharge unit moved in the longitudinal direction (X direction) of the membrane sheet on the membrane sheet, the membrane sheet moved in the short direction (Y direction) of the membrane sheet, and spotted without contact. If the spot of the capture DNA probe lands and the adjacent spot lands before the spot dries and comes into contact with the spot that has landed first, bleeding or uneven color may occur.
- spotting is performed at a pitch of 0.1 mm in the lateral direction (X direction), and subsequently, spotting is performed at a pitch of 0.1 mm between the previous spot to form a line having a pitch of 0.05 mm.
- X direction lateral direction
- spotting is performed at a pitch of 0.1 mm between the previous spot to form a line having a pitch of 0.05 mm.
- a line having a length of 300 mm and a width of 0.5 mm is formed by lines y1 to y10 at the upper end of the line, as shown in FIG.
- the adjacent lines may be spotted before the lines y1 to y9 are dried. May occur. Therefore, if spotting is performed in the order of y1, y10, y2, y9, y3, y8, y4, y7, y5, and y6, the blur can be blocked, and the fluctuation of the line width due to the blur is 0.45 mm to 0.4 mm. It could be 55 mm.
- adjacent lines such as y1, y6, y2, y7, y3, y8, y4, y9, y5, y10 or y1, y3, y5, y7, y9, y2, y4, y6, y8, y10 are continuous.
- the variation in line width due to bleeding can be made 0.45 mm to 0.55 mm, and color unevenness in the line can be prevented.
- nine types of capture DNA probes having a vertical pitch of 1.2 mm and a line width variation of 0.1 mm or less were spotted in a line from the upstream side of the membrane sheet in ascending order of probe number.
- First colored regions that also serve as nine probe regions were formed. For liquids containing pigment-based magenta ink, the same spot is performed, and the variation in line width due to bleeding can be made 0.45 mm to 0.55 mm, and color unevenness in the line can be prevented. The colored region was formed.
- the pigment-based magenta ink used in the second colored region was fixed to the membrane sheet and was insoluble in the mobile phase, and thus was not washed away by the mobile phase (FIG. 4 (e)).
- the color of the blue line in the first colored region that also serves as the probe region disappears in order from the upstream direction in which the mobile phase flows, so it was possible to easily confirm where the mobile phase was flowing in the strip. .
- the sample DNA in the mobile phase Since the sample DNA in the mobile phase has a complementary sequence with the capture DNA probe fixed on the membrane sheet, it binds by a hybridization reaction. Thereby, latex particles fixed to the sample DNA are captured by the capture DNA probe.
- the sample DNA in the mobile phase that reached the probe number 1 line was colored by the aggregation of latex particles immobilized on the sample DNA as the hybridization reaction progressed (FIGS. 4 (f) and 4 (g)). . About 20 minutes after immersion in the mobile phase, the mobile phase was completely transferred to the absorbent pad and the reaction was completed.
- the line of probe number 1 was colored.
- the probe region that is, the probe region expected to be detected is estimated by the first colored region even before the mobile phase develops. I was able to. Therefore, detection errors and errors are reduced.
- the first colored region loses its color due to the mobile phase, it can be confirmed whether or not the mobile phase is flowing properly in the membrane. Accordingly, it is possible to quickly grasp an erroneous development state and the like, and to perform chromatography in an appropriate state, so that the reproducibility of the detection operation can be improved.
- the nucleic acid was evaluated for coloration in the same manner as in Example 1 except that the first colorant was Acid Red 0.05 wt%.
- region became red, and it was able to confirm the line visually.
- the line of the capture DNA probe disappeared and the line of probe number 1 was colored by the mobile phase.
- the first colorant was xylene cyanol 0.05 wt%, and the coloration evaluation of the nucleic acid was performed in the same manner as in Example 1.
- region turned blue, and it was able to confirm the line visually. In addition, it was confirmed that the line of the capture DNA probe disappeared and the line of probe number 1 was colored by the mobile phase.
- the bromophenol blue concentration of 0.1 wt%, 0.01 wt%, acid red 0.1 wt%, 0.01 wt%, xylene cyanol 0.1 wt%, 0.01 wt% was obtained in the same manner as in Example 1, and the nucleic acid The color evaluation of was performed. Regarding the concentration of 0.01 wt%, the color of the line of the first colored region that also serves as the probe region is thin for bromophenol blue, acid red, and xylene cyanol, and it was difficult to visually confirm. Since the position of the line could not be confirmed visually, it could not be confirmed that the chromatographic developing solution was flowing.
- the color of the first colored region that also serves as the probe region is dark for bromophenol blue, acid red, and xylene cyanol, and the color of the first colored region varies depending on the mobile phase. Since the coloring of the probe number 1 started before disappearing completely, it was difficult to confirm the colored line.
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Abstract
本明細書の開示は、クロマトグラフィーにおける移動相の展開状況を簡易に確認できるクロマトグラフィー装置を提供する。このため、本開示は、標的物質を分離するためのクロマトグラフィー装置であって、固相表面よりも固相に適用される液体の移動相に分配される第1の色剤を固相に保持する1又は2以上の第1の着色領域を備える、クロマトグラフィー装置を提供する。
Description
本願は、2012年6月6日に出願した日本国特許出願である特願2012-129233に基づく優先権を主張するものであって、その内容の全てが参照により本願に組み込まれる。本明細書は、標的物質をクロマトグラフィーにより分離するクロマトグラフィー装置及びその利用に関する。
例えば、標的物質を分離ないし捕捉し、さらには検出する分析手段として、クロマトグラフィーが用いられている。クロマトグラフィーには多種類ある。なかでも、固相又は液相に対して液体の移動相を用いる薄層クロマトグラフィーやペーパークロマトグラフィーなどの分配クロマトグラフィー、タンパク質や核酸などの生体高分子を標的物質として検出するためのアフィニティークロマトグラフィーが、簡易な構成で標的物質の分離が可能であるとして汎用されている。
例えば、アフィニティークロマトグラフィーに包含されるイムノクロマトグラフィーや核酸クロマトグラフィー等が知られている。この種のクロマトグラフィー装置として、標的物質と特異的に結合する核酸を捕捉用プローブとして固定化してプローブ領域を形成した固相が用いられている(特許文献1、2)。
この種のクロマトグラフィー装置では、この固相に対して標的物質を含み得る液体(移動相)を供給して、固相に対する液体の毛細管現象により液体をプローブ領域に向かって移動させ到達させる。そして、プローブ領域において、液体中の標的物質と捕捉用プローブとの特異的結合に基づき標的物質を捕捉する。標的物質と捕捉用プローブとの特異的結合は、標的物質に結合させた着色された標識物質が、捕捉領域において濃縮されることにより目視にて確認できるようになっている。
また、確実に移動相がプローブ領域に到達したか否かを確認するための領域がプローブ領域のさらに下流側に形成されている場合もある。そして、移動相が到達することにより呈色して、移動相が、プローブ領域を通過できたことを視認できるようになっている。この種の領域には、例えば、標的物質を抗原とするとき、標識物質を連結された抗体に対して特異的に結合する抗体をプローブとして固定化しておくことが多い。
こうした汎用されているクロマトグラフィー装置は、簡易な検査が可能であり汎用性がある点においてメリットがある。
しかしながら、固相に移動相の展開位置を確認する領域を形成するためには、領域を呈色させるための何らかの別のプローブを固定させる必要がある。すなわち、別にプローブを準備し、別に固定化工程を実施しなければならない。したがって、こうした領域を形成することは、製造工程を複雑化し、製造コストが増大する要因にもなる。
また、上記した事情から、この展開位置を確認するための領域を複数個設けることも現実的ではなく、最下流に設けるだけであった。このため、従来のこの種のクロマトグラフィー装置では、移動相が、最下流にまで到達して呈色するまで、クロマトグラフィーが良好に実施されているかを確認できなかった。また、確認領域に至るまでの移動相の移動状況、すなわち、今、液体はどこまで到達しているか、という状況も把握することができなかった。
本明細書は、クロマトグラフィーにおける移動相の展開状況を簡易に確認できるクロマトグラフィー装置を提供する。
本発明者らは、移動相の展開状況を確認するための領域の形成について検討したところ、移動相が到達することにより、固相から分離して移動相の展開とともに移動相に拡散する色剤を用いることが有利であることを見出した。すなわち、こうした色剤を用いて固相に着色領域を形成すると、当該着色領域に到達した移動相が色剤を固相から分離しつつさらに下流に展開していくことで、着色領域の当初の着色が消失ないし低減することを見出した。さらに、本発明者らは、こうした色剤を捕捉用プローブとともに固相に保持させても、色剤のみが分離し捕捉用プローブは固定された状態が維持されることも見出した。本明細書によれば、これらの知見に基づいて以下の手段が提供される。
本明細書は、1又は2以上の標的物質を分離するためのクロマトグラフィー装置を提供する。本クロマトグラフィー装置は、固相と、前記固相表面よりも前記固相に適用される液体の移動相に分配される第1の色剤を前記固相に保持する1又は2以上の第1の着色領域と、を備えることができる。こうした第1の色剤は、換言すれば、前記移動相を前記固相に展開するとき、前記移動相とともに展開し、前記1又は2以上の着色領域の着色程度を低減又は消失可能な色剤であるといえる。すなわち、前記第1の着色領域は、前記移動相の前記固相に対する展開に伴いその着色程度が低減又は消失する。本クロマトグラフィー装置は、シート状体であってもよい。
本クロマトグラフィー装置は、前記2以上の第1の着色領域を前記移動相の移動方向に添って複数個備えることもできる。前記色剤は染料であってもよく、なかでも、水溶性染料であってもよい。さらに、前記色剤は、ブロモフェノールブルー、アシッドレッド及びキシレンシアノールから選択される1種又は2種以上であってもよい。
本クロマトグラフィー装置は、さらに、前記1又は2以上の標識物質とそれぞれ特異的に結合する捕捉用プローブを前記固相に保持する1又は2以上のプローブ領域、を備えることもできる。このクロマトグラフィー装置においては、前記1又は2以上の第1の着色領域の少なくとも一つを、前記1又は2以上のプローブ領域の少なくとも一つのプローブ領域の範囲内に備えていてもよい。また、前記1又は2以上の第1の着色領域の少なくとも一つを、前記1又は2以上のプローブ領域の少なくとも一つのプローブ領域の範囲に一致して備えていてもよい。さらに、前記1又は2以上の第1の着色領域の全てを、前記1又は2以上のプローブ領域の全てのプローブ領域に一致して備えていてもよい。
本クロマトグラフィー装置は、さらに、前記固相に適用される前記移動相よりも前記固相表面に分配される第2の色剤を前記固相に保持する1又は2以上の第2の着色領域を、備えることもできる。このクロマトグラフィー装置において、前記2以上の第2の着色領域を前記移動相の移動方向に添って複数個備えることができる。前記第2の色剤は顔料であってもよい。
本明細書は、前記クロマトグラフィー装置を用いる1又は2以上の標的物質の検出方法を提供する。本件出方法は、前記1又は2以上の標的物質を含む可能性のある前記移動相を前記固相に供給して前記固相を下流方向に展開する工程を備えることができる。前記展開工程は、前記1又は2以上の第1の着色領域の全ての着色程度が低下するまで実施することができる。
本明細書は、前記クロマトグラフィー装置の製造方法を提供する。本製造方法は、前記第1の色剤を前記固相に供給して前記第1の着色領域を形成する工程、を備えることができる。さらに、本製造方法は、前記第1の色剤を0.01質量%超0.1質量%未満の濃度で含有する第1の色剤溶液を前記固相に供給することにより前記1又は2以上の第1の着色領域を形成する工程を備えることができる。
本製造方法の前記第1の着色領域の形成工程は、前記移動相の展開幅方向に沿って一定のピッチで前記第1の色剤のスポットを有するスポット列からなるストリーム状の第1の着色サブ領域を、前記移動相の展開方向に沿って一定のピッチで複数個備える前記第1の着色領域を形成することを含み、前記第1の着色領域の展開方向に沿う少なくとも上下端にそれぞれ対応する前記第1の着色サブ領域を、直前に形成した他の前記第1の着色サブ領域に隣接しない順序でそれぞれ形成してもよい。
また、前記第1の着色領域の形成工程は、2つ目以降の少なくとも一つの第1の着色サブ領域を、直前に形成した他の前記第1の着色サブ領域に隣接しない順序で形成するようにしてもよい。
さらに、前記第2の着色領域の形成工程は、前記移動相の展開幅方向に沿って一定のピッチで前記第2の色剤のスポットを有するスポット列からなるストリーム状の第2の着色サブ領域を、前記移動相の展開方向に沿って一定のピッチで複数個備える前記第2の着色領域を形成することを含み、前記第2の着色領域の展開方向に沿う少なくとも上下端にそれぞれ対応する前記第2の着色サブ領域を、直前に形成した他の前記第2の着色サブ領域に隣接しない順序でそれぞれ形成してもよい。
さらに、前記第2の着色領域の形成工程は、2つ目以降の少なくとも一つの第2の着色サブ領域を、直前に形成した他の前記第2の着色サブ領域に隣接しない順序で形成してもよい。さらにまた、前記第2の着色領域の形成工程は、前記第2の色剤の液滴を直前に形成した他のスポットに隣接しない順序で吐出してスポットを形成して第2の着色サブ領域を形成してもよい。
本明細書は、クロマトグラフィー装置及びその利用に関する。本明細書によれば、より実用的なクロマトグラフィー装置を提供できる。本明細書に開示されるクロマトグラフィー装置は、第1の着色領域を備えることで、第1の着色領域は、第1の色剤が移動相とともに展開されるため、移動相の展開に伴いその着色が減少又は消失される。すなわち、第1の着色領域における着色の減少又は消失を、移動相の到達マーカーとして用いることができる。
以上のことから、本クロマトグラフィー装置は、移動相の展開状況を容易に確認できる。しかも第1の着色領域は、展開方向に添って任意の位置に設けることが容易であるため、展開途中の段階でも容易に確認できる。このため、本クロマトグラフィー装置によれば、クロマトグラフィーが適切に行われているかどうかを容易にかつ迅速に判断でき、誰でも再現性の良好なクロマトグラフィーを実施できる。
また、本クロマトグラフィー装置は、簡易な構成で移動相の展開状況を確認できるため、確度の高いクロマトグラフィーを実施できるクロマトグラフィー装置を低コストで提供できる。
以下では、本明細書の開示の代表的かつ非限定的な具体例について、適宜図面を参照して詳細に説明する。この詳細な説明は、本明細書の開示の好ましい例を実施するための詳細を当業者に示すことを単純に意図しており、本明細書の開示の範囲を限定することを意図したものではない。また、以下に開示される追加的な特徴ならびに開示は、さらに改善された標的核酸の検出方法等を提供するために、他の特徴や発明とは別に、又は共に用いることができる。
また、以下の詳細な説明で開示される特徴や工程の組み合わせは、最も広い意味において本明細書の開示を実施する際に必須のものではなく、特に本明細書の開示の代表的な具体例を説明するためにのみ記載されるものである。さらに、上記及び下記の代表的な具体例の様々な特徴、ならびに、独立及び従属クレームに記載されるものの様々な特徴は、本明細書の開示の追加的かつ有用な実施形態を提供するにあたって、ここに記載される具体例のとおりに、あるいは列挙された順番のとおりに組合せなければならないものではない。
本明細書において標的物質とは、クロマトグラフィー装置を利用した分離を意図するものであればよく、特に限定されないが、典型的には、有機化合物である。また、クロマトグラフィーとして、アフィニティークロマトグラフィーを用いる場合には、標的物質としては、アフィニティークロマトグラフィーに適用する結合に関与する物質が挙げられる。アフィニティーの種類としては、タンパク質同士の結合(抗原と抗体、シグナル伝達過程で結合するタンパク質同士、タンパク質複合体を形成するタンパク質又はユニット)、タンパク質と低分子物質との結合(酵素と基質、受容体とホルモンなどのリガンド、キレートされた金属とタンパク質など)、核酸同士の塩基対の対合による結合、核酸とタンパク質との結合(DNAと転写因子、DNAと酵素)等が挙げられる。したがって、標的物質としては、典型的には、天然のあるいは人工的なタンパク質又はペプチド、DNA(1本鎖及び2本鎖)、RNA(1本鎖及び2本鎖)、DNA/RNAハイブリッド、DNA/RNAキメラ(1本鎖及び2本鎖)などのポリヌクレオチド又はオリゴヌクレオチドなどの生体由来のポリマーのほか、有機化合物、キレート金属等が挙げられる。
本明細書においてクロマトグラフィー装置とは、クロマトグラフィーを利用した分離を意図するものであればよく、特に限定されないが、典型的には、有機化合物である。また、クロマトグラフィーとして、アフィニティークロマトグラフィーを用いる場合には、標的物質としては、アフィニティークロマトグラフィーに適用する結合に関与する物質が挙げられる。アフィニティーの種類としては、タンパク質同士の結合(抗原と抗体、シグナル伝達過程で結合するタンパク質同士、タンパク質複合体を形成するタンパク質又はユニット)、タンパク質と低分子物質との結合(酵素と基質、受容体とホルモンなどのリガンド、キレートされた金属とタンパク質など)、核酸同士の塩基対の対合による結合、核酸とタンパク質との結合(DNAと転写因子、DNAと酵素)等が挙げられる。したがって、標的物質としては、典型的には、天然のあるいは人工的なタンパク質又はペプチド、DNA(1本鎖及び2本鎖)、RNA(1本鎖及び2本鎖)、DNA/RNAハイブリッド、DNA/RNAキメラ(1本鎖及び2本鎖)などのポリヌクレオチド又はオリゴヌクレオチドなどの生体由来のポリマーのほか、有機化合物、キレート金属等が挙げられる。
(クロマトグラフィー装置)
本明細書に開示される、クロマトグラフィー装置は、1又は2以上の標的物質を分離することができる。本クロマトグラフィー装置は、特に限定しないが、薄層クロマトグラフィーなどの分配クロマトグラフィーあるいはアフィニティークロマトグラフィーを実施する装置であることが好ましい。なかでも、アフィニティークロマトグラフィーを実施する装置であることが好ましい。アフィニティークロマトグラフィーは、食品衛生検査、臨床検査、遺伝子検査等の分野において汎用され有用であるからである。
本明細書に開示される、クロマトグラフィー装置は、1又は2以上の標的物質を分離することができる。本クロマトグラフィー装置は、特に限定しないが、薄層クロマトグラフィーなどの分配クロマトグラフィーあるいはアフィニティークロマトグラフィーを実施する装置であることが好ましい。なかでも、アフィニティークロマトグラフィーを実施する装置であることが好ましい。アフィニティークロマトグラフィーは、食品衛生検査、臨床検査、遺伝子検査等の分野において汎用され有用であるからである。
(固相)
図1に示すように、本クロマトグラフィー装置は固相を備えている。本クロマトグラフィー装置における固相は、移動相を毛細管現象により移動させることできる担体である。こうした担体としては、典型的には液体の浸透性を有する多孔質担体が挙げられる。すなわち、連続孔を形成している多孔質担体が挙げられる。多孔質担体の材料は、分離しようとする標的物質の種類や移動相の種類によって適宜選択される。多孔質担体としては、典型的には、ニトロセルロース、セルロースなどの高分子繊維状体の交絡体、ガラス繊維などの無機繊維状体の交絡体、ポリスチレンやポリビニルなどの多孔質樹脂成形体等が挙げられる。この種の多孔質担体は、アフィニティークロマトグラフィーに好ましく用いられる。
図1に示すように、本クロマトグラフィー装置は固相を備えている。本クロマトグラフィー装置における固相は、移動相を毛細管現象により移動させることできる担体である。こうした担体としては、典型的には液体の浸透性を有する多孔質担体が挙げられる。すなわち、連続孔を形成している多孔質担体が挙げられる。多孔質担体の材料は、分離しようとする標的物質の種類や移動相の種類によって適宜選択される。多孔質担体としては、典型的には、ニトロセルロース、セルロースなどの高分子繊維状体の交絡体、ガラス繊維などの無機繊維状体の交絡体、ポリスチレンやポリビニルなどの多孔質樹脂成形体等が挙げられる。この種の多孔質担体は、アフィニティークロマトグラフィーに好ましく用いられる。
固相の3次元形状は特に限定しないが、シート状体であると、製造に有利であり、また、分離した標的物質の検出にも有利である。シートの形状は、特に限定されないが、通常、移動相の展開方向を長辺とする長方形状のシートとされることが多い。
なお、こうした固相は適当な支持体に支持されていてもよい。支持体は、固相に対して剛性等を付与して取り扱い性やクロマトグラフィーの実施を容易にすることができる。支持体は、固相の支持体として機能しうる任意の形状及び材料が選択される。
(第1の着色領域)
本クロマトグラフィー装置は、図1に示すように、固相に第1の着色領域を備えている。第1の着色領域は、第1の色剤を保持する領域である。第1の着色領域には、その領域全体にわたり、第1の色剤がほぼ均質に、同じ着色程度で保持されていることが好ましい。第1の色剤は、固相表面よりも固相に適用される液体の移動相に分配される色剤である。第1の色剤は、換言すれば、固相に対して付着等により保持されているが、移動相が展開されると固相から分離して移動相とともに展開する色剤である。さらに具体的には、移動相の展開により、固相におけるその着色が低減又は消失可能な色剤である。
本クロマトグラフィー装置は、図1に示すように、固相に第1の着色領域を備えている。第1の着色領域は、第1の色剤を保持する領域である。第1の着色領域には、その領域全体にわたり、第1の色剤がほぼ均質に、同じ着色程度で保持されていることが好ましい。第1の色剤は、固相表面よりも固相に適用される液体の移動相に分配される色剤である。第1の色剤は、換言すれば、固相に対して付着等により保持されているが、移動相が展開されると固相から分離して移動相とともに展開する色剤である。さらに具体的には、移動相の展開により、固相におけるその着色が低減又は消失可能な色剤である。
こうした色剤は、使用しようとする固相に塗布等により付着させて一旦保持させた後、固相上の色剤に移動相を供給すると固相から溶出して固相上の着色が低減又は消失することを確認することで容易に選択することができる。また、同様にして色剤を保持させた固相に対して移動相を展開して、移動相の展開により固相上の着色が低減又は消失することを確認することで選択してもよい。なお、色剤による着色の低下や消失は、色剤の固相における濃度等にも依存するため、色剤の供給量等も適宜選択される。
第1の色剤としては、移動相の展開により、着色が大きく低減することが好ましく、消失するものが好ましい。マーカーとしての明示性に優れるからである。また、後述するプローブ領域と重複する場合において、第1の色剤が第1の着色領域に残留して着色を残すことで、プローブ領域における標的物質の検出に妨げになりうる場合もあるからである。
なお、第1の色剤は、移動相とともに展開されるため、後述するプローブ領域において標的物質と捕捉用プローブとの反応を妨げないことが好ましい。
第1の色剤としては、例えば、染料が挙げられる。染料の種類は、移動相や固相の種類によっても異なるが、移動相が水性媒体を主体とするときには、水溶性染料が好ましい。水溶性染料としては、公知の天然染料や合成染料から適宜選択して用いることができる。例えば、ブロモフェノールブルー、アシッドレッド及びキシレンシアノール等が挙げられる。
例えば、本クロマトグラフィー装置が、アフィニティークロマトグラフィーを実施する装置の場合、移動相は、純水ほか、緩衝液など適当な塩濃度とpHとを備える水性媒体であることが一般的である。したがって、アフィニティークロマトグラフィー装置の場合には、水溶性染料を好ましく用いることができる。
第1の着色領域は、移動相の展開状況を視認可能に設けるものである。第1の着色領域は、固相に対して1又は2以上設けることができる。展開開始からの経過時間によって異なる移動相の展開状況を確認するには、第1の着色領域は、移動相の展開方向に添って展開位置が確認できるように備えられていることが好ましい。より好ましくは、展開方向に添って2以上の異なる展開位置に対応する1又は2以上の第1の着色領域を備える。
例えば、図1に示すように、2以上の異なる展開位置に対応する2以上の第1の着色領域を備える実施態様としては、展開方向に沿う異なる展開位置に対応し、かつ移動相が展開される幅全体に渡るストリーム状の第1の着色領域を備えることができる。こうしたストリーム状であると、視認性がよいほか、製造にも有利である。
なお、この態様において、第1の着色領域は、必ずしも連続したストリーム状である必要はない。図2(a)に示すように、移動相の展開幅におおよそ対応するように、複数個のドットを、例えば、一定間隔をおいて配置したものとしてもよい。ドットの形態は特に限定されないで任意の形状とすることができる。また、図2(b)~(f)に示すように、ドットの位置は、展開幅の片端のみであってもよいし、両端であってもよいし、中央部分のみであってもよい、両端と中央部分としてもよいし、その他の部分としてもよい。
また、図3に示すように、2以上の異なる展開位置に対応する一つの第1の着色領域を備える他の実施態様としては、展開方向に沿う一つのストリーム状の第1の着色領域を備える態様が挙げられる。この第1の着色領域であっても、移動相の展開とともに、上流側から徐々に着色程度が低下ないし消失される。なお、こうした第1の着色領域を、移動相の展開幅に添って複数個備えることできる。
なお、2以上の異なる展開位置としては、例えば、展開初期、展開中期及び展開後期のいずれかにあるか否かを確認できる位置が選択される。好ましくは、3以上の異なる展開位置に第1の着色領域を設けることが好ましく、異なる展開位置としては、より好ましくは4以上であり、さらに好ましくは5以上であり、一層好ましくは6以上であり、より一層好ましくは7以上であり、さらに一層好ましくは9以上である。また、2以上の異なる展開位置に対応する2以上の第1の着色領域の固相上の間隔は、等間隔である必要はなく、適宜設定される。
第1の着色領域の形態は、例示した形態に限定されるものではなく、又、例示した形態を適宜組み合わせたものであってもよい。
(プローブ領域)
本クロマトグラフィー装置は、さらに、1又は2以上のプローブ領域を備えることができる。プローブ領域は、1又は2以上の標識物質とそれぞれ特異的に結合する物質である捕捉用プローブを固相に保持している。本クロマトグラフィー装置がアフィニティークロマトグラフィーを実施するものであるとき、利用しようとするアフィニティーによって標識物質と結合する物質を保持するプローブ領域が備えられる。
本クロマトグラフィー装置は、さらに、1又は2以上のプローブ領域を備えることができる。プローブ領域は、1又は2以上の標識物質とそれぞれ特異的に結合する物質である捕捉用プローブを固相に保持している。本クロマトグラフィー装置がアフィニティークロマトグラフィーを実施するものであるとき、利用しようとするアフィニティーによって標識物質と結合する物質を保持するプローブ領域が備えられる。
捕捉用プローブの種類は、標的物質とこれに対して用いるアフィニティーによって適宜決定される。したがって、抗体などのタンパク質であってもよいし、オリゴヌクレオチド等であってもよい。こうした捕捉用プローブは、固相に対して静電結合、水素結合、共有結合等の各種の結合形態で保持することができる。固相に対するこの種のプローブの結合様式は、当該分野において周知であり、当業者であれば固相の材料及び捕捉用プローブを考慮して適宜選択できる。
プローブ領域は、固相の移動相が展開される領域であれば、任意の部位及び形状を設けることができる。通常、一つのプローブ領域は一つの標的物質に対応している。個々のプローブ領域は、ドット状でも、展開幅に添ったストリーム状でもあってもよい。プローブ領域に標的物質が結合したことを検出することを考慮すると、展開幅におおよそ一致するストリーム状であることが好ましい。また、2以上のプローブ領域を備える場合には、展開方向に沿う異なる展開位置に展開幅におおよそ一致するストリーム状に2以上のプローブ領域を備えることが好ましい。
本クロマトグラフィー装置においては、第1の着色領域とプローブ領域とは固相上において重複していてもよい。両者は異なる目的のため設けられ、第1の着色領域は、移動相の展開により着色が減少又は消失するし、プローブ領域は、標的物質等に対して標識したりすること等でそれ自体検出できるからである。第1の着色領域とプローブ領域の各領域が重複する状態は、固相のある領域において第1の色剤と捕捉用プローブとが保持されている状態である。
個々の第1の着色領域が移動相の展開状況を確認できればよいため、1又は2以上のプローブ領域を、1又は2以上の第1の着色領域の範囲内に備えていてもよい。また、1又は2以上のプローブ領域を、1又は2以上の第1の着色領域の範囲に一致して備えていてもよい。通常には、標的物質との結合がない状態(すなわち、展開前)には、プローブ領域の位置を全く想定できないが、第1の着色領域とプローブ領域とが一致していると、予め、プローブ領域を把握できるというメリットがある。また、第1の着色領域に第1の着色領域とプローブ領域との範囲が一致しているとき、第1の色剤と捕捉用プローブとを含む液体を一つの領域に保持させることで第1の着色領域とプローブ領域とを同時に形成できる点においても有利である。
第1の着色領域とプローブ領域とが重複できる態様は種々ある。基本的には、第1の着色領域の一部又は全部に対してプローブ領域を重複させることができる。典型的には、図1に示すように、展開方向に添って備えられる第1の着色領域の範囲に一致して、プローブ領域を備えることができる。
(第2の着色領域)
本クロマトグラフィー装置は、さらに、第2の着色領域を、備えることもできる。第2の着色領域は、第2の色剤を保持している。第2の着色領域には、その領域全体にわたり、第2の色剤がほぼ均質に、同じ着色程度で保持されていることが好ましい。第2の色剤は、固相に適用される液体の移動相よりも固相の表面に分配される色剤である。第2の色剤は、換言すれば、固相に対して付着等により保持されており、移動相が展開されても固相から分離しないで固相に保持される色剤である。第2の着色領域は、プローブ領域での標的物質と捕捉用プローブとの結合を検出するのを容易にするために、固相に備えるマーカー領域である。
本クロマトグラフィー装置は、さらに、第2の着色領域を、備えることもできる。第2の着色領域は、第2の色剤を保持している。第2の着色領域には、その領域全体にわたり、第2の色剤がほぼ均質に、同じ着色程度で保持されていることが好ましい。第2の色剤は、固相に適用される液体の移動相よりも固相の表面に分配される色剤である。第2の色剤は、換言すれば、固相に対して付着等により保持されており、移動相が展開されても固相から分離しないで固相に保持される色剤である。第2の着色領域は、プローブ領域での標的物質と捕捉用プローブとの結合を検出するのを容易にするために、固相に備えるマーカー領域である。
こうした色剤は、使用しようとする固相に塗布等により付着させて一旦保持させた後、固相上の色剤に移動相を供給しても固相から溶出しないで固相上の着色が維持されていることを確認することで容易に選択することができる。また、同様にして色剤を保持させた固相に対して移動相を展開して、移動相の展開によっても固相上の着色が維持されていることを確認することで選択してもよい。
第2の色剤としては、例えば、顔料が挙げられる。使用できる顔料の種類は、移動相や固相の種類によっても異なるが、顔料は、通常、水不溶性であるため、移動相が水性媒体を主体とするときには、おおよその顔料を用いることができる。
第2の着色領域は、第1の着色領域の色とは異なる色であることが好ましい。第1の着色領域による移動相の展開位置の誤認を抑制できるからである。
第2の着色領域は、固相に対して1又は2以上備えることができる。プローブ領域における標識等の検出を容易にするためのものであるから、プローブ領域の配置形態に倣ってその近傍に備えることが好ましい。例えば、プローブ領域が、移動相の展開方向における2以上の異なる展開位置に対応して備えられている場合には、第2の着色領域も、移動相の展開方向における2以上の異なる展開位置に対応して備えられている。また、第2の着色領域の平面形態も、プローブ領域に倣いその平面形態に一致していることで、プローブ領域の検出時の視認性が向上される。
第2の着色領域は、例えば、図1に示すように、移動相の展開方向に沿う2以上の異なる展開位置に設けたプローブ領域(第1の着色領域に一致する)に対して適数個をプローブ領域の形成領域においておおよそ均等に設けることができる。なお、第2の着色領域は、特定のプローブ領域の検出視認性を高めるために、他の第2の着色領域に対して当該プローブ領域を明示するために特徴的な外観(図形、文字、記号、色等)を備えていてもよいし、伴っていてもよい。
本クロマトグラフィー装置は、さらに、固相の移動相の展開方向先端(上流端)に移動相を吸収するための液吸収部を別に備えていてもよい。液吸収部は、過剰の移動相を吸収可能な多孔質体で構成されている。
また、本クロマトグラフィー装置は、さらに、プローブ領域における標的物質と捕捉用プローブとの結合を検出するための標識を標的物質に付与するための標識用プローブを保持する標識結合部を備えることもできる。標識結合部を備えることで、標的物質に予め標識を付与する操作を回避できる。標識結合部は、標識用プローブを含むかあるいは含有可能な多孔質体から構成されているとともに、標識した標的物質を、そのまま移動相とともに移動可能に形成されている。標識結合部は、固相の上流側の一部に備えていてもよい。
標識用プローブは、標的物質と捕捉用プローブとの結合を妨げない範囲で標的物質にアフィニティーにより結合できるタンパク質(抗原―抗体結合)やオリゴヌクレオチド(相補的な塩基対合による結合)が選択される。標識物質は、特に限定されないが、それ自体が可視化可能なラテックス粒子などの色材のほか、金属粒子、抗体、酵素、蛍光性錯体などの他の手段によってあるいは反応により可視化される物質が挙げられる。標識物資は、標的物質に結合可能なタンパク質やオリゴヌクレオチドに公知の手法で連結されている。
本クロマトグラフィー装置は、さらに、標的物質を含みうる移動相が供給される移動相供給部を備えることもできる。移動相供給部は、移動相を吸収する多孔質体で形成され固相に移動相を展開可能に構成されている。標識結合部は、固相の上流側の一部としてもよく、標識結合部を備えるときには、当該結合部よりも上流側に配置される。
このほか、本クロマトグラフィー装置は、食品衛生検査、臨床検査、遺伝子検査等の用途において用いられる公知のクロマトグラフィー装置が備えることができる要素を備えていてもよい。
(本クロマトグラフィー装置の製造)
本クロマトグラフィー装置の製造方法は、固相に第1の色剤を供給して第1の着色領域を形成する工程を備える。第1の色剤を固相に供給するには、第1の色剤を含む液体(典型的には第1の色剤溶液)の液滴(典型的には、50~300plであり、液滴が固相に着弾したときのスポット直径は、0.05~0.25mmである。)を、公知の方法で所定の平面形態を形成するように固相に供給する。供給方法は、特に限定しないで、公知の印刷技術などを用いることができるが、例えば、ピエゾ方式、サーマル方式等による微小な液滴を吐出する方法が挙げられる。
本クロマトグラフィー装置の製造方法は、固相に第1の色剤を供給して第1の着色領域を形成する工程を備える。第1の色剤を固相に供給するには、第1の色剤を含む液体(典型的には第1の色剤溶液)の液滴(典型的には、50~300plであり、液滴が固相に着弾したときのスポット直径は、0.05~0.25mmである。)を、公知の方法で所定の平面形態を形成するように固相に供給する。供給方法は、特に限定しないで、公知の印刷技術などを用いることができるが、例えば、ピエゾ方式、サーマル方式等による微小な液滴を吐出する方法が挙げられる。
第1の着色領域において、当初良好に視認でき、その後移動相の展開によってその着色が良好に低減又は消失するようにするには、第1の色剤を0.01質量%超0.1質量%未満の濃度で含有する第1の色剤含有液体を固相に供給することが好ましい。この範囲とすることで良好な濃度で固相に第1の色剤が保持される。0.01質量%であると、第1の着色領域を目視で確認が困難であり、0.1質量%であると、移動相の展開によっても、着色の低減が不十分である。
第1の着色領域はシャープな輪郭を有していると、着色程度の低減や消失の視認性に優れるほか、プローブ領域が一致しているときには、捕捉用プローブの発色の視認性にも優れる。第1の着色領域が一定幅のストリーム状であるとき、その幅が設定幅のプラスマイナス10%以下であることが好ましい。例えば、ライン幅を0.5mmに設定したとき、ライン幅を0.45mm以上0.55mm以下の範囲で形成することが好ましい。この場合、「幅」とは、例えば、第1の着色領域が固相上の移動相の展開幅方向に沿うストリーム状であれば、移動相の展開方向の高さを意味している。
こうした第1の着色領域を形成するのにあたっては、例えば、以下のような液滴の吐出工程を採用することができる。通常、第1の着色領域は、複数の第1の着色サブ領域から形成されている。第1の着色サブ領域は、色剤の液滴が同一中心線上に一列に吐出されて得られるスポット列から構成されていることが好ましい。典型的には、これらの第1の着色サブ領域が部分的に重複することで全体として同質な着色の第1の着色領域が形成される。
まず、移動相の展開幅方向に添って所定のピッチで前記第1の色剤の複数個のスポットを有するスポット列からなるストリーム状の第1の着色サブ領域を形成する。ピッチやスポット径は特に限定しないが、着色領域をほぼ同程度の着色程度等とするために、各スポットは、隣接するスポットと少なくとも部分的に重複していることが好ましい。こうしたスポット列は、第1の色剤の液滴を固相に吐出して形成する。好ましくは、直前に形成した他のスポットに隣接又は重複しない順序で吐出してスポットを形成するようにしてスポット列を形成する。具体的には、スポットを一定のピッチで連続的に吐出しないようにする。スポットの吐出順序は、前に形成した他のスポットに隣接又は重複しない順序であればよく、特に限定されない。こうすることで、スポットが隣接ないし重複して連続的に形成されることによる滲み色ムラを抑制し、またスポット列の幅の変動を抑制できる。
こうした第1の着色サブ領域を移動相の展開方向に添って所定のピッチで複数個形成することで、第1の着色サブ領域を複数個備えスポットでほぼ充填されたような第1の着色領域を形成することができる。このとき、2つ目以降の少なくとも一つの第1の着色サブ領域を、直前に形成した他の前記第1の着色サブ領域に隣接又は重複しない順序で形成することが好ましい。こうすることで、着色サブ領域を形成するスポットが、直前に形成された他の第1の着色サブ領域のスポット列に隣接又は重複しないため、スポットの滲みや色ムラを抑制し、またスポット列の幅の変動を抑制できる。特に、第1の着色領域の展開方向に沿う少なくとも上下端にそれぞれ対応する前記第1の着色サブ領域を、直前に形成した他の前記第1の着色サブ領域に隣接しない順序でそれぞれ形成することで、効果的に第1の着色領域の幅のバラツキを抑制し、シャープな輪郭に形成できる。
なお、ピッチは、より好ましくは0.05mm以上0.475mm以下である。また、スポットの直径は、ピッチが0.1mm以上0.4mm以下であるときには、0.05mm以上0.1mm以下であり、ピッチが0.2mm以上0.25mm以下であるときには、0.1mm以上0.2mm以下である。こうすることで、スポットが直前の第1の着色領域に重複して形成されることによる滲み色ムラを抑制してより広幅のストリーム状の第1の着色領域を形成できる。また、その幅方向のバラツキを0.1mm以下とすることができる。
なお、以上のように、第1の着色領域は、第1の着色サブ領域として移動相の展開幅方向に沿う一列のスポット列を形成してストリーム状に形成し、これを複数個形成してもよいが、その他の方法で形成してもよい。例えば、第1の着色サブ領域の幅をスポット径よりも大きく形成するときには、2列以上のスポット列で第1の着色サブ領域を形成することができる。この場合においては、スポットは、必ずしも、展開幅方向に沿う同一中心線上に形成する必要はなく、第1の着色サブ領域の幅内において、移動相の展開方向においても、直前のスポットと隣接ないし重複しない形態でスポットを形成して、最終的に、スポットでほぼ充填されたような第1の着色サブ領域としてもよい。さらに、こうした形態で、第1の着色領域自体を形成してもよい。特に、第1の着色領域の幅方向の上下端に対応するストリーム状の第1の着色サブ領域を形成した後は、その上下端より内側は、スポットをランダムに、好ましくは、直前に形成した他のスポットと隣接ないし重複しない順序で形成して、第1の着色領域の全体をほぼ充填するようにしてもよい。
なお、シャープな輪郭の第1の着色領域及びその形成方法について記載したが、シャープな輪郭を有することは、プローブ領域(第1の着色領域の範囲内にある場合を含む)の視認性や検出感度、第2の着色領域の視認性を向上させることができる。したがって、プローブ領域や第2の着色領域の形成にも、上記形態を適用することができる。
本製造方法は、固相に捕捉用プローブを供給してプローブ領域を形成する工程を備えることができる。捕捉用プローブを含む液体を、公知の方法で所定の平面形態を形成するように固相に供給する。供給方法は、特に限定しないで、公知の印刷技術などを用いることができるが、例えば、ピエゾ方式、サーマル方式等による微小な液滴を吐出する方法が挙げられる。
プローブ領域を第1の着色領域に一致させる場合には、第1の色剤と捕捉用プローブを含む液体を、固相に供給することで、プローブ領域を兼ねる第1の着色領域を形成できる。また、プローブ領域を兼ねる第1の着色領域は、第1の色剤含有液体と捕捉用プローブ含有液体とをそれぞれ別個に同じ領域に供給して形成することもできる。
捕捉用プローブを固相に保持させるための手法としては、共有結合、静電結合、水素結合などの各種結合形態が挙げられる。捕捉用プローブの種類によっても異なるが、例えば、捕捉用プローブを、タンパク質やオリゴヌクレオチドに連結等した上で、静電結合、水素結合等で固相に保持させることが好ましい。ただし、共有結合によっても捕捉用プローブを固相保持させることができる。こうした結合形態であれば、移動相の展開によっても、固相への捕捉用プローブの保持状態が確実に維持される。したがって、プローブ領域を兼ねる第1の着色領域を形成した場合であっても、移動相の展開によって第1の色剤は移動するが、捕捉用プローブがそのまま維持される。
本製造方法は、固相に第2の色剤を供給して第2の着色領域を形成する工程を備えることができる。捕捉用プローブを含む液体を、公知の方法で所定の平面形態を形成するように固相に供給する。供給方法は、他の領域と同様に、特に限定しないが、ピエゾ方式、サーマル方式等による微小な液滴を吐出する方法が挙げられる。
固相に少なくとも第1の着色領域を形成した後、必要に応じて支持体と一体化し、吸収パッド等の他の要素を形成することができる。
本クロマトグラフィー装置の製造にあたって、例えば、以下の工程を実施できる。まず、展開幅の数十倍から数百倍に当たる横幅を備えるとともに、十分な展開距離を含む長さを備える大判固相を準備する。この大判固相の幅方向に伸びるストリーム状の第1の着色領域を、展開方向に複数本形成する。次いで、吸収パッドを下流側に一体化する。さらに、この一体化物を幅方向に添って展開幅で切断する。これにより、多数個の本クロマトグラフィー装置を得ることができる。
(標的物質の検出方法)
本明細書の標的物質の検出方法は、本クロマトグラフィー装置を用いる。本検出方法は、1又は2以上の標的物質を含む可能性のある移動相を本クロマトグラフィー装置の固相に供給して移動相を下流方向に展開する工程を備えることができる。本検出方法によれば、容易に移動相の展開位置を確認できるため、より適切により再現性よくクロマトグラフィーを実施できる。また、第1の着色領域を移動相の展開途中に設けることで、展開途中の移動相の展開状況を確認でき、より適切なクロマトグラフィーを実施できる。
本明細書の標的物質の検出方法は、本クロマトグラフィー装置を用いる。本検出方法は、1又は2以上の標的物質を含む可能性のある移動相を本クロマトグラフィー装置の固相に供給して移動相を下流方向に展開する工程を備えることができる。本検出方法によれば、容易に移動相の展開位置を確認できるため、より適切により再現性よくクロマトグラフィーを実施できる。また、第1の着色領域を移動相の展開途中に設けることで、展開途中の移動相の展開状況を確認でき、より適切なクロマトグラフィーを実施できる。
本検出方法の一例を、図4を参照して説明する。図4は、図1に示す本クロマトグラフィー装置の使用例である。まず、図4(a)に示すように、本クロマトグラフィー装置の上流側に、標的物質を含む可能性のある移動相を供給する。図4では、固相の上流端を移動相に浸漬する形態を採っているが、これに限定するものではなく、移動相を滴下する形態を採ることもできる。本クロマトグラフィー装置が移動相供給部を備える場合には、当該供給部を移動相に浸漬したり、当該供給部に移動相を滴下してもよい。また、図4では、本クロマトグラフィー装置を鉛直方向に移動相の展開方向が一致するように使用しているが、これに限定するものではない。移動相を保持する移動相供給部を備える場合などには、水平状態での移動相の展開も可能である。
移動相の下流側への展開に伴い、図4(b)~図4(e)に示すように、第1の着色領域の着色が上流側から順次消失する。第1の着色領域の着色の消失は、移動相が当該領域まで展開したことのマーカーである。一方、第2の着色領域は、着色を維持している。
移動相が吸収部にまで到達し、さらに移動相が展開される。移動相中に標的物質が存在すると、その標的物質に対して設けたプローブ領域(図4では、最も上流側の領域である。)では、標的物質と捕捉用プローブとの特異的結合が形成され、プローブ領域において、標識物質が濃縮あるいは凝集する。標識物質が色剤の場合には、プローブ領域における結合をそのまま目視で確認することができる(図4(f)、(g))。
さらに、本検出方法は、プローブ領域における標的物質と捕捉用プローブとの結合を検出する工程を備えることができる。検出工程は、標的物質に公知の方法で結合された標識物質を検出することにより可能である。標識物質は、上記のような色剤に限定されず、既に説明した各種の標識物質が利用可能である。標識物質の種類に応じ、必要に応じて検出のための反応を固相上で行うようにしてもよいし、検出装置を適用してもよい。
以下、本発明を、実施例を挙げて具体的に説明するが、以下の実施例は本発明を限定するものではない。
(ストリップ状のクロマトグラフィー装置の作製)
メルクミリポア製Hi-Flow Plus メンブレンシート(60mm x 600mm)に以下の表に示す塩基配列からなるキャプチャーDNAプローブ溶液を、特開2003-75305号公報に記載されている吐出ユニット(インクジェット法)を用いた日本ガイシ株式会社GENESHOT(登録商標)スポッターを用いて、スポットし、以下の手順で固定化した。
メルクミリポア製Hi-Flow Plus メンブレンシート(60mm x 600mm)に以下の表に示す塩基配列からなるキャプチャーDNAプローブ溶液を、特開2003-75305号公報に記載されている吐出ユニット(インクジェット法)を用いた日本ガイシ株式会社GENESHOT(登録商標)スポッターを用いて、スポットし、以下の手順で固定化した。
(キャプチャーDNAプローブ溶液)
キャプチャーDNAプローブ9種類を以下の表の塩基配列に従って合成し、Tris-EDTA bufferで溶解した水溶液を、SSC緩衝液、ブロモフェノールブルーと混合して、ブロモフェノールブルー0.05wt%、キャプチャーDNAプローブ濃度2μM~60μMの溶液を調製した。
キャプチャーDNAプローブ9種類を以下の表の塩基配列に従って合成し、Tris-EDTA bufferで溶解した水溶液を、SSC緩衝液、ブロモフェノールブルーと混合して、ブロモフェノールブルー0.05wt%、キャプチャーDNAプローブ濃度2μM~60μMの溶液を調製した。
(手順1)
吐出ユニット内に配置した液体注入部に、キャプチャーDNAプローブ溶液を注入し、メンブレンシートにスポットする前に、検査用のシート上に検査スポットを行った。品質の検査は、検査スポットに対し、スポットが形成されないことはないか、スポットがいびつな形状ではないか、スポット径が設計値から10% 以上ずれていないか、サテライトと呼ばれる本スポット以外の不要なスポットが発生していないか、スポット位置がスポット径の3分の1以上ずれていないかという項目を実施した。キャプチャーDNAプローブ溶液はブロモフェノールブルーによって青色に着色されており、スポットを目視で検査することができる。また、この溶液は、プローブ領域を兼ねる第1の着色領域を形成することができる。
吐出ユニット内に配置した液体注入部に、キャプチャーDNAプローブ溶液を注入し、メンブレンシートにスポットする前に、検査用のシート上に検査スポットを行った。品質の検査は、検査スポットに対し、スポットが形成されないことはないか、スポットがいびつな形状ではないか、スポット径が設計値から10% 以上ずれていないか、サテライトと呼ばれる本スポット以外の不要なスポットが発生していないか、スポット位置がスポット径の3分の1以上ずれていないかという項目を実施した。キャプチャーDNAプローブ溶液はブロモフェノールブルーによって青色に着色されており、スポットを目視で検査することができる。また、この溶液は、プローブ領域を兼ねる第1の着色領域を形成することができる。
(手順2)
検査スポットで不良が検出されたときは、吐出ユニット内に配置された圧電/電歪素子の駆動信号を調整して検査スポットを再度行う。駆動信号の調整は電圧値、所定電圧までの上昇時間、所定電圧値のキープ時間、電圧立ち下げ時間の変更で行った。それでも不良が検出されるときは、真空吸引することで吐出ユニットからキャプチャーDNAプローブ溶液を抜き取り、液体注入部にキャプチャーDNAプローブ溶液を再度注入して、検査スポットを行う。不良スポットが検出されなくなるまで、この操作を繰り返した。
検査スポットで不良が検出されたときは、吐出ユニット内に配置された圧電/電歪素子の駆動信号を調整して検査スポットを再度行う。駆動信号の調整は電圧値、所定電圧までの上昇時間、所定電圧値のキープ時間、電圧立ち下げ時間の変更で行った。それでも不良が検出されるときは、真空吸引することで吐出ユニットからキャプチャーDNAプローブ溶液を抜き取り、液体注入部にキャプチャーDNAプローブ溶液を再度注入して、検査スポットを行う。不良スポットが検出されなくなるまで、この操作を繰り返した。
(手順3)
不良スポットが検出されなくなったことを確認したのち、以下の方法でキャプチャーDNAプローブをメンブレンシートにスポットした。すなわち、1種類のキャプチャーDNAプローブ溶液につき、スポットのピッチを横方向(X方向)、縦方向(Y方向)ともに0.05mmで、横方向、縦方向ともにスポットを行い、横方向300mm、縦方向0.5mmのラインを形成した。メンブレンシート上を吐出ユニットがメンブレンシートの長手方向(X方向)に移動しながら、メンブレンシートがメンブレンシートの短手方向(Y方向)に移動して、非接触でスポットを行った。キャプチャーDNAプローブのスポットが着弾し、スポットが乾燥する前に、隣接するスポットが着弾し、先に着弾したスポットと接触すると、滲みや色むらが発生する恐れがある。そこで、横方向(X方向)に0.1mmのピッチでスポットを行い、続いて先のスポットとスポットの間に0.1mmのピッチでスポットを行い、0.05mmのピッチのラインを形成することで、滲みや色むらを防ぐことができた。
不良スポットが検出されなくなったことを確認したのち、以下の方法でキャプチャーDNAプローブをメンブレンシートにスポットした。すなわち、1種類のキャプチャーDNAプローブ溶液につき、スポットのピッチを横方向(X方向)、縦方向(Y方向)ともに0.05mmで、横方向、縦方向ともにスポットを行い、横方向300mm、縦方向0.5mmのラインを形成した。メンブレンシート上を吐出ユニットがメンブレンシートの長手方向(X方向)に移動しながら、メンブレンシートがメンブレンシートの短手方向(Y方向)に移動して、非接触でスポットを行った。キャプチャーDNAプローブのスポットが着弾し、スポットが乾燥する前に、隣接するスポットが着弾し、先に着弾したスポットと接触すると、滲みや色むらが発生する恐れがある。そこで、横方向(X方向)に0.1mmのピッチでスポットを行い、続いて先のスポットとスポットの間に0.1mmのピッチでスポットを行い、0.05mmのピッチのラインを形成することで、滲みや色むらを防ぐことができた。
長さ300mm×幅0.5mmのラインは、図5に示すように、ライン上端部のy1からy10のラインにより形成されている。y1、y2、y3、y4、y5、y6、y7、y8、y9、y10の順にスポットすると、y1~y9のラインが乾燥する前に、隣接するラインがスポットされることがあり、滲みや色むらが発生する恐れがある。そこで、y1、y10、y2、y9、y3、y8、y4、y7、y5、y6の順で、スポットを行うと、滲みをふせぐことができ、滲みによるライン幅の変動を0.45mm~0.55mmにすることができた。さらに、y1、y6、y2、y7、y3、y8、y4、y9、y5、y10もしくは、y1、y3、y5、y7、y9、y2、y4、y6、y8、y10のように隣接するラインを連続してスポットしないようにすることで、滲みによるライン幅の変動を0.45mm~0.55mmにすることに加えて、ライン内の色むらを防ぐことができた。最終的に、縦方向のピッチが1.2mmで、ライン幅の変動が0.1mm以下の9種類のキャプチャーDNAプローブを、プローブ番号の若い順からメンブレンシートの上流側からライン状にスポットして、9個のプローブ領域を兼ねる第1の着色領域を形成した。顔料系マゼンダインクを含んだ液体についても、同様のスポットを行い、滲みによるライン幅の変動を0.45mm~0.55mmにすることに加えてライン内の色むらを防ぐことができ、第2の着色領域を形成した。
(手順4)
検出するラインの位置の判定を容易にするために、キャプチャーDNAプローブ溶液4ラインごとに、顔料系マゼンダインクを含んだ液体でマーカーのスポットを行い、ライン状の第2の着色領域を形成した。結果的に、シート内に、1.2mmのピッチで9本のプローブ領域を兼ねる第1の着色領域である青色のライン(キャプチャーDNAプローブ)と3本の第2の着色領域であるマゼンダのライン(マーカー)を形成した。
検出するラインの位置の判定を容易にするために、キャプチャーDNAプローブ溶液4ラインごとに、顔料系マゼンダインクを含んだ液体でマーカーのスポットを行い、ライン状の第2の着色領域を形成した。結果的に、シート内に、1.2mmのピッチで9本のプローブ領域を兼ねる第1の着色領域である青色のライン(キャプチャーDNAプローブ)と3本の第2の着色領域であるマゼンダのライン(マーカー)を形成した。
(手順5)
キャプチャーDNAプローブ溶液、マーカーのスポットが完了したのち、50℃で30分間加熱することで、キャプチャーDNAプローブの固定、マーカーの固着を行った。
キャプチャーDNAプローブ溶液、マーカーのスポットが完了したのち、50℃で30分間加熱することで、キャプチャーDNAプローブの固定、マーカーの固着を行った。
(手順6)
(手順1)で行う検査と同様の項目で検査を行った。
(手順1)で行う検査と同様の項目で検査を行った。
(手順7)
不良が検出されなかったメンブレンシートについて、吸収パッドを装着して、テープで吸収パッドを固定した後、3.5mm×60mmのストリップに切断し、1シートから85個のストリップを得た。
不良が検出されなかったメンブレンシートについて、吸収パッドを装着して、テープで吸収パッドを固定した後、3.5mm×60mmのストリップに切断し、1シートから85個のストリップを得た。
クロマトグラフィー法により、核酸の呈色評価を行った。
(移動相の準備)
プローブ番号1の相補配列を有し、アミノ基で修飾したサンプルDNAを、カルボキシル化ラテックス粒子に固定した。ラテックス粒子を滅菌水で分散し移動相とした。
プローブ番号1の相補配列を有し、アミノ基で修飾したサンプルDNAを、カルボキシル化ラテックス粒子に固定した。ラテックス粒子を滅菌水で分散し移動相とした。
(展開工程)
0.2mlマイクロチューブに、移動相50μlを分注し、手順7で作製したストリップの先端を移動相に浸積した(図4(a)参照)。浸漬直後から、移動相が毛細管現象により、ストリップの下流方向に向かって移動した。ブロモフェノールブルーは、メンブレンに固定されていないため、ブルーのプローブ領域を兼ねる第1の着色領域のラインに到達した移動相により洗い流された。洗い流されることで第1の着色領域のラインの色が消失した(図4(b)参照)。移動相が、プローブ領域を兼ねる第1の着色領域のラインの色を消失しながら上昇し、第2の着色領域を除いたラインの色が全て消失した(図4(c)~図4(e))。第2の着色領域で使用している顔料系マゼンダインクは、メンブレンシートに固着しており、移動相に不溶であるため、移動相で洗い流されなかった(図4(e))。プローブ領域を兼ねる第1の着色領域のブルーのラインの色は、移動相が流れる上流方向から、順番に消失するため、移動相がストリップ内のどこを流れているか容易に確認することができた。
0.2mlマイクロチューブに、移動相50μlを分注し、手順7で作製したストリップの先端を移動相に浸積した(図4(a)参照)。浸漬直後から、移動相が毛細管現象により、ストリップの下流方向に向かって移動した。ブロモフェノールブルーは、メンブレンに固定されていないため、ブルーのプローブ領域を兼ねる第1の着色領域のラインに到達した移動相により洗い流された。洗い流されることで第1の着色領域のラインの色が消失した(図4(b)参照)。移動相が、プローブ領域を兼ねる第1の着色領域のラインの色を消失しながら上昇し、第2の着色領域を除いたラインの色が全て消失した(図4(c)~図4(e))。第2の着色領域で使用している顔料系マゼンダインクは、メンブレンシートに固着しており、移動相に不溶であるため、移動相で洗い流されなかった(図4(e))。プローブ領域を兼ねる第1の着色領域のブルーのラインの色は、移動相が流れる上流方向から、順番に消失するため、移動相がストリップ内のどこを流れているか容易に確認することができた。
(検出工程)
移動相中のサンプルDNAは、メンブレンシートに固定されたキャプチャーDNAプローブと、相補の配列を有しているため、ハイブリダイゼーション反応によって結合する。これにより、サンプルDNAに固定したラテックス粒子が、キャプチャーDNAプローブに捕捉される。
移動相中のサンプルDNAは、メンブレンシートに固定されたキャプチャーDNAプローブと、相補の配列を有しているため、ハイブリダイゼーション反応によって結合する。これにより、サンプルDNAに固定したラテックス粒子が、キャプチャーDNAプローブに捕捉される。
プローブ番号1のラインに到達した移動相中のサンプルDNAは、ハイブリダイゼーション反応の進行に伴い、サンプルDNAに固定したラテックス粒子が凝集して呈色した(図4(f)、同(g))。移動相への浸漬から約20分で、移動相がすべて吸収パッドに移動して反応が終了した。
以上のように、プローブ領域を兼ねる第1の着色領域のブルーのラインの色が、移動相の展開(上昇)とともに、一端消失したのち、プローブ番号1のラインが呈色した。本実施例では、第1の着色領域がプローブ領域と一致しているため、移動相が展開する前でも、第1の着色領域により、プローブ領域、すなわち、検出が期待されるプローブ領域を推測することができた。したがって、検出のミスや誤差が低減される。また、第1の着色領域は、移動相により色が消失するため、移動相がメンブレン内を適切に流れているか、どこを流れているかを確認することができる。したがって、誤った展開状態等を迅速に把握でき、適切な状態でのクロマトグラフィーが実施できるようになり、検出操作の再現性を向上させることができる。
第1の色剤をアシッドレッド0.05wt%として、実施例1と同様の方法で、核酸の呈色評価を行った。本実施例では、プローブ領域を兼ねる第1の着色領域のラインが赤色になり、目視でラインを確認することができた。また、移動相により、キャプチャーDNAプローブのラインの色が消失し、プローブ番号1のラインが呈色することを確認した。
第1の色剤をキシレンシアノール0.05wt%として、実施例1と同様の方法で、核酸の呈色評価を行った。プローブ領域を兼ねる第1の着色領域のラインが青色になり、目視でラインを確認することができた。また、移動相により、キャプチャーDNAプローブのラインの色が消失し、プローブ番号1のラインが呈色することを確認した。
ブロモフェノールブルー濃度0.1wt%、0.01wt%、アシッドレッド0.1wt%、0.01wt%、キシレンシアノール0.1wt%、0.01wt%について、実施例1と同様の方法で、核酸の呈色評価を行った。濃度0.01wt%については、ブロモフェノールブルー、アシッドレッド、キシレンシアノールともに、プローブ領域を兼ねる第1の着色領域のラインの色が薄く、目視で確認することは、困難であった。ラインの位置を目視で確認できないため、クロマト展開液が流れていることも確認することができなかった。また、濃度0.1wt%については、ブロモフェノールブルー、アシッドレッド、キシレンシアノールともに、プローブ領域を兼ねる第1の着色領域のラインの色が濃く、移動相により、第1の着色領域の色が完全に消失する前に、プローブ番号1の呈色が開始したために、呈色するラインを確認することが困難であった。
以上、本発明の実施形態および実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
本明細書及び/又はクレームに記載された全ての特徴は、実施例及び/又はクレームに記載された特徴の構成とは別に、出願当初の開示ならびにクレームされた特定事項に対する限定として、個別に、かつ互いに独立して開示されることを意図するものである。さらに、全ての数値範囲及びグループ又は集団に関する記載は、出願当初の開示ならびにクレームされた特定事項に対する限定として、それらの中間の構成を開示する意図を持ってなされている。
Claims (23)
- 1又は2以上の標的物質を分離するためのクロマトグラフィー装置であって、
固相と、
前記固相表面よりも前記固相に適用される液体の移動相に分配される第1の色剤を前記固相に保持する1又は2以上の第1の着色領域と、
を備える、クロマトグラフィー装置。 - 前記第1の着色領域は、前記移動相の前記固相に対する展開に伴いその着色程度が低減又は消失する、請求項1に記載のクロマトグラフィー装置。
- 前記2以上の第1の着色領域を前記移動相の移動方向に添って備える、請求項1又は2に記載のクロマトグラフィー装置。
- 前記色剤は染料である、請求項1~3のいずれかに記載のクロマトグラフィー装置。
- 前記色剤は水溶性染料である、請求項1~4のいずれかに記載のクロマトグラフィー装置。
- 前記色剤は、ブロモフェノールブルー、アシッドレッド及びキシレンシアノールから選択される1種又は2種以上である、請求項1~5のいずれかに記載のクロマトグラフィー装置。
- さらに、前記1又は2以上の標識物質とそれぞれ特異的に結合する捕捉用プローブを前記固相に保持する1又は2以上のプローブ領域、を備える、請求項1~6のいずれかに記載のクロマトグラフィー装置。
- 前記1又は2以上の第1の着色領域の少なくとも一つを、前記1又は2以上のプローブ領域の少なくとも一つのプローブ領域の範囲内に備える、請求項7に記載のクロマトグラフィー装置。
- 前記1又は2以上の第1の着色領域の少なくとも一つを、前記1又は2以上のプローブ領域の少なくとも一つのプローブ領域の範囲に一致して備える、請求項7又は8に記載のクロマトグラフィー装置。
- 前記1又は2以上の第1の着色領域の全てを、前記1又は2以上のプローブ領域の全てのプローブ領域に一致して備える、請求項9に記載のクロマトグラフィー装置。
- さらに、前記固相に適用される前記移動相よりも前記固相表面に分配される第2の色剤を前記固相に保持する1又は2以上の第2の着色領域を、備える、請求項1~10のいずれかに記載のクロマトグラフィー装置。
- 前記2以上の第2の着色領域を前記移動相の移動方向に添って備える、請求項11に記載のクロマトグラフィー装置。
- 前記第2の色剤は顔料である、請求項11又は12に記載のクロマトグラフィー装置。
- シート状体である、請求項1~13のいずれかに記載のクロマトグラフィー装置。
- 請求項1~14のいずれかに記載のクロマトグラフィー装置を用いる1又は2以上の標的物質の検出方法であって、
前記1又は2以上の標的物質を含む可能性のある前記移動相を前記固相に供給して前記固相を下流方向に展開する工程を備える、検出方法。 - 請求項1~14のいずれかに記載のクロマトグラフィー装置の製造方法であって、
前記第1の色剤を前記固相に供給して前記第1の着色領域を形成する工程、を備える、製造方法。 - 前記第1の着色領域の形成工程は、0.01質量%超0.1質量%未満の濃度で含有する第1の色剤溶液を前記固相に供給することにより前記1又は2以上の第1の着色領域を形成する工程である、請求項16に記載の製造方法。
- 前記第1の着色領域の形成工程は、前記移動相の展開幅方向に沿って一定のピッチで前記第1の色剤のスポットを有するスポット列からなるストリーム状の第1の着色サブ領域を、前記移動相の展開方向に沿って一定のピッチで複数個備える前記第1の着色領域を形成することを含み、
前記第1の着色領域の展開方向に沿う少なくとも上下端にそれぞれ対応する前記第1の着色サブ領域を、直前に形成した他の前記第1の着色サブ領域に隣接しない順序でそれぞれ形成する、請求項16又は17に記載の製造方法。 - 前記第1の着色領域の形成工程は、2つ目以降の少なくとも一つの第1の着色サブ領域を、直前に形成した他の前記第1の着色サブ領域に隣接しない順序で形成する、請求項18に記載の製造方法。
- 前記第1の着色領域の形成工程は、前記第1の色剤の液滴を直前に形成した他のスポットに隣接しない順序で吐出してスポットを形成して第1の着色サブ領域を形成することを含む、請求項18又は19に記載の製造方法。
- さらに、前記第2の着色領域の形成工程は、前記移動相の展開幅方向に沿って一定のピッチで前記第2の色剤のスポットを有するスポット列からなるストリーム状の第2の着色サブ領域を、前記移動相の展開方向に沿って一定のピッチで複数個備える前記第2の着色領域を形成することを含み、
前記第2の着色領域の展開方向に沿う少なくとも上下端にそれぞれ対応する前記第2の着色サブ領域を、直前に形成した他の前記第2の着色サブ領域に隣接しない順序でそれぞれ形成する、請求項16~20のいずれかに記載の製造方法。 - 前記第2の着色領域の形成工程は、2つ目以降の少なくとも一つの第2の着色サブ領域を、直前に形成した他の前記第2の着色サブ領域に隣接しない順序で形成する、請求項21に記載の製造方法。
- 前記第2の着色領域の形成工程は、前記第2の色剤の液滴を直前に形成した他のスポットに隣接しない順序で吐出してスポットを形成して第2の着色サブ領域を形成することを含む、請求項21又は22に記載の製造方法。
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