WO2004048973A1 - 生体分子の金属担体への固定法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method for immobilizing a biomolecule such as a nucleic acid on a carrier.
  • the method of the present invention is useful for operations such as analysis of nucleic acids by hybridization.
  • nucleic acids in the analysis of nucleic acids by hybridization, and in the technique of immunoassay, a technique for immobilizing nucleic acids and proteins on a carrier such as a membrane or a plate has been used.
  • a method for immobilizing such biomolecules the following are known for nucleic acids.
  • the above method (1) requires very special machines and reagents. Also, in the methods (2) and (3), when hybridization is carried out, the nucleic acid is peeled off from the carrier in the operation process, and as a result, the detection sensitivity is lowered or reproducibility is not obtained. There are disadvantages. In addition, this method can immobilize long nucleic acids, but has the disadvantage that it cannot be immobilized efficiently with short nucleic acids such as oligomers of about 5 Omer or less. In these methods, the amount of UV irradiation is about several tens mJ / cm 2 .
  • the method (4) has the drawbacks that it requires extremely special machinery and reagents to synthesize DNA on a substrate, and that the number of nucleic acids that can be synthesized is limited to about 25 mer.
  • the material of the base material is limited, and a surface coating step is required. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to provide a method for immobilizing a biomolecule, for example, a nucleic acid, in particular, a nucleic acid having a short chain length, to a carrier simply and efficiently, in view of the situation of the related art.
  • the present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, spotted a nucleic acid solution on a metal carrier, and then irradiated the carrier with ultraviolet rays to efficiently immobilize the nucleic acid on the carrier. And found that the present invention was completed.
  • the present invention is as follows.
  • a method for immobilizing a biomolecule on a carrier comprising the steps of: spotting a biomolecule solution on the carrier; and applying ultraviolet light containing a component having a wavelength of 280 nm to the carrier on which the biomolecule solution is spotted. Irradiating, wherein the carrier is made of metal.
  • the ultraviolet light contains a component having a wavelength of 220 to 300 nm.
  • the metal is a metal selected from Groups I, II, III, IV, V, VI, VII and transition elements of the second to seventh periods of the periodic table, or an alloy containing the same (1 ) Or
  • a method for producing a biomolecule-immobilized carrier in which a biomolecule is immobilized on a carrier comprising: a step of spotting a biomolecule solution on the carrier; and A method comprising irradiating an ultraviolet ray containing a component having a wavelength of 280 nm to immobilize the biomolecule on a carrier.
  • FIG. 1 is a diagram (photograph) showing the results of hybridization using the oligonucleotide-immobilized plate prepared in the example.
  • the carrier used in the present invention is for immobilizing biomolecules, and is characterized by being made of metal.
  • the metal is not particularly limited as long as a biomolecule can be immobilized by irradiation with ultraviolet light.
  • the metal is preferably I, II, III, IV, V, or V in the second to seventh periods of the periodic table. Examples include metals selected from the group VI, VII and transition elements, or alloys containing the same.
  • the metal selected from the I, II, III, IV, V, VI, VII groups and transition elements of the second to seventh periods of the periodic table are aluminum, titanium, platinum, tungsten, molybdenum, Gold, copper, nickel and the like.
  • nickel silver component: Cu, Ni, Zn
  • brass component: Cu, Zn
  • bronze component: Cu, Be
  • monel component: Cu, Ni, Fe, Mn
  • Kelcobalt alloy component: Ni, Co
  • nickel-chromium alloy component: Ni, Cr
  • cobalt alloy component: Co, Ni, Cr
  • stainless steel component: Ni, Cr, Fe
  • silver tantalite Ingredients: Ag, W), ⁇ titanium (component: Ti, V, A1), ⁇ titanium (component: Ti, V, AO), NT alloy (component: Ti, Ni), aluminum alloy (component: Al, Cu, Mg) , Si, Mn, Zn), Duralumin (Component: Al, Cu, Si, Fe, Mn, Mg, Zn), Magnesium alloy (Component: Mg, Al, Zn), K24 (Component: Au), K18 (Component : Au, Ag, Cu), beryllium copper (component
  • the carrier in the present invention consists essentially of the above metal.
  • the carrier is made of metal only It may be formed, or a metal may be laminated on the nonmetallic material by adhesion, vapor deposition, plating, or the like.
  • the shape of the carrier is not particularly limited, and examples thereof include a foil (foil) shape, a flat plate (plate) shape, a flake ( ⁇ aha) shape, a filter shape, and a peas shape. Further, it may be shaped like a microtiter plate. Furthermore, in order to facilitate the storage of the obtained results, the back surface of a flat plate or the like can be used as a seal by coating or coating a material (adhesive or the like) that can be used for a seal or the like. A biomolecule solution is spotted on a predetermined position of the carrier. Biomolecules include nucleic acids, proteins, sugars, antigens, antibodies, peptides, enzymes and the like.
  • nucleic acid will be described as an example of a biomolecule.
  • the nucleic acid is not particularly different from the solid-phased nucleic acid used for hybridization between nucleic acids using ordinary solid-phased nucleic acid, and is not particularly limited as long as it is a nucleic acid capable of hybridization. Examples include natural or synthetic DNA (including oligonucleotides) or RNA (including oligonucleotides).
  • the nucleic acid may be single-stranded or double-stranded.
  • the chain length of the nucleic acid is not particularly limited as long as the length allows hybridization, but is usually 5 to 50,000 bases, preferably 20 to 10,000 bases.
  • the nucleic acid may have a polymer of oligonucleotide having a reactive group by ultraviolet rays, such as thymidine, at the 5 ′ end or 3 ′ end.
  • the solvent for dissolving the nucleic acid is not particularly limited, either. Distilled water, or a buffer usually used for preparing a nucleic acid solution, for example, a Tris buffer such as TE buffer (10 mM Tris-HCl, pH 8.0 / lmM EDTA), or a saline solution
  • a Tris buffer such as TE buffer (10 mM Tris-HCl, pH 8.0 / lmM EDTA), or a saline solution
  • a Tris buffer such as TE buffer (10 mM Tris-HCl, pH 8.0 / lmM EDTA), or a saline solution
  • a Tris buffer such as TE buffer (10 mM Tris-HCl, pH 8.0 / lmM EDTA), or a saline solution
  • aqueous solution containing carboxylic acid aqueous solution containing carboxylate (sodium citrate, ammonium citrate, sodium acetate,
  • the concentration of the nucleic acid solution is not particularly limited, it is usually from limnol / ml to lfmol / ml, preferably from 100 pmol / ml to 100 fmol / ml. Degrees.
  • Methods for spotting the nucleic acid solution on the carrier include a method in which the nucleic acid solution is dropped on the carrier with a pipette, a method using a commercially available spot, and the like.
  • the shape and amount of the spot are not particularly limited as long as the position where the nucleic acid solution is spotted can be grasped, but the shape is preferably a dot or a circle.
  • the preferred spot volume is 10 nl to 10 ml.
  • the nucleic acid solution is spotted on the carrier at one or more locations.
  • the nucleic acid solution to be spotted may be one kind, two kinds or more.
  • the labeled nucleic acid may be immobilized as a positive control indicating that the nucleic acid has been immobilized on the carrier.
  • the nucleic acid solution after spotting the nucleic acid solution on the carrier, it is irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 28 O nm.
  • the ultraviolet light include an ultraviolet light containing a component having a wavelength of 220 to 300 nm.
  • the nucleic acid solution can be dried after spotting and before irradiation with ultraviolet light.
  • the nucleic acid solution may be dried naturally or may be dried by heating. The heating temperature is usually 30 to 100 ° C, preferably 35 to 45 ° C. C.
  • an ultraviolet ray containing a component having a wavelength of 280 nm is irradiated to the carrier, at least a site where the nucleic acid of the carrier is immobilized.
  • it may be monochromatic light having a wavelength of 280 nm, or ultraviolet light having a pro-form waveform including a wavelength of 280 nm.
  • Examples of the ultraviolet light having a broad waveform containing a wavelength of 280 nm include an ultraviolet light containing a component having a wavelength of 220 to 300 nm.
  • examples of the ultraviolet light containing a component having a wavelength of 220 to 300 nm include an ultraviolet light having a maximum value near 280 nm.
  • the irradiation dose is usually not less than 100 mV cm 2 , preferably not less than 200 mJ / cm 2 as a cumulative irradiation dose.
  • a nucleic acid-immobilized carrier is produced by immobilizing the nucleic acid on the carrier.
  • the nucleic acid-immobilized carrier obtained by the method of the present invention can be used, for example, for nucleic acid analysis by hybridization.
  • Nucleic acids immobilized on a carrier by the method of the present invention are less likely to be released from the carrier under ordinary hybridization conditions, and thus have better detection sensitivity and reproducibility than when no UV irradiation is performed. Is also good.
  • the hybridization and the detection thereof can be performed in the same manner as in the hybridization using a usual solid-phased nucleic acid.
  • an inexpensive metal material can be used as a carrier used for immobilizing nucleic acids, so that the cost can be reduced.
  • the metal material is easy to form, various types of DNA microarrays can be easily manufactured. In addition, it can be stored for a long time, and has excellent storage stability. Further, the method of the present invention does not require a step of coating the surface of a carrier, and can directly fix nucleic acids to a metal used for an electrode or the like. By immobilizing the nucleic acid on the electrode, the complementary nucleic acid in the solution and the immobilized nucleic acid can be efficiently hybridized. Since nucleic acids are negatively charged, they are attracted to the positive electrode, so that the nucleic acid concentration tends to increase near the positive electrode, and hybridization is considered to proceed efficiently.
  • Example 1 Example 1
  • an oligonucleotide (21mer) having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NOS: 1 or 2 was synthesized according to a conventional method.
  • a DNA (262 bp) having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 3 was prepared as a probe.
  • the oligonucleotide and probe shown in SEQ ID NO: 1 had their 5 'end biotinylated.
  • the oligonucleotide shown in SEQ ID NO: 2 has complementarity with the biotinylated probe.
  • Each of the above oligonucleotide solutions was spotted at three positions at predetermined positions on a commercially available aluminum foil (manufactured by Mitsubishi Aluminum Corporation) (FIG. 1). The amount of spots was 0.51 and the spot size was about 1 mm in diameter.
  • the aluminum foil was placed in a dryer and dried at 37 ° C for 20 minutes.
  • Uvstratalinker 2400 manufactured by STRATAGENE
  • ultraviolet rays having a wavelength of 280 nm were irradiated from a distance of 16 cm to 250 mJ / cm 2 .
  • the irradiation time was 100 seconds.
  • the aluminum foil was washed by shaking in water for 30 minutes, and then dried.
  • a solution containing no nucleic acid (1XTE buffer) was similarly spotted on aluminum foil and immobilized. Comparative Example 1
  • the aluminum foil was previously irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 280 nm and a wavelength of 250 mJ / cm 2 from a distance of 16 cm using Uvstratal inker 2400 (manufactured by STRATAGENE).
  • Each of the oligonucleotide solutions described in Example 1 was spotted at three predetermined positions on an aluminum foil. The amount of the spot was 0.51 and the size of the spot was about lmm in diameter. The irradiation time was 100 seconds.
  • This aluminum foil was placed in a dryer and dried at 37 for 20 minutes. Thereafter, the aluminum foil was washed by shaking in water for 30 minutes, and dried.
  • a hybridization solution (Arrayit UniHyb (TeleCHem International, Inc.) containing a 3 pmol biotinylated probe (262 bp) on the nucleic acid-immobilized portion of the oligonucleotide-immobilized aluminum foil of Example 1 and Comparative Example 1 was used. 601 was placed, and the aluminum foil was put in a case (8 Ibrica set) where water did not enter, and the entire case was immersed in a warm and cold pass and heated at 45 ° C for 2 hours.
  • the following hybridization washing was carried out under the following conditions to remove the probe non-specifically adsorbed on the oligonucleotide-immobilized aluminum foil.
  • a blocking solution containing milk protein (Block Ace, manufactured by Snow Brand Milk Products) was placed on the portion of the aluminum foil on which the hybridization solution was placed, and blocking was performed at room temperature for 30 minutes. After removing the blocking solution, 1.5 ml of a streptavidin-alkaline phosphatase conjugate solution (manufactured by VECTOR) was added, and reacted at room temperature for 30 minutes. Next, the aluminum foil was immersed in a solution of TBST (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 0.15 M NaCl, 0.05% Tween 20) and shaken for 5 minutes to obtain a conjugate that did not react. Was removed. Finally, 1.5 ml of the substrate solution (TMB) was placed on the portion of the aluminum foil on which the hybridization solution was placed, and the mixture was allowed to stand for 30 minutes to perform a color reaction.
  • TBST 50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 0.15 M NaCl, 0.05% Tween 20
  • Table 1 The results are shown in Table 1. The meanings of the symbols in Table 1 are the same in Table 2 and below.
  • the signal at the position where the oligonucleotide of SEQ ID NO: 1 is immobilized indicates the amount of the immobilized oligonucleotide, and the signal at the position where the oligonucleotide of SEQ ID NO: 2 is immobilized indicates the hybridization intensity.
  • Table 1 Immobilized oligonucleotides SEQ ID NO: 1 SEQ ID NO: 2 Example 1 ⁇ ⁇
  • an oligonucleotide (31 mer) having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 4, 5, or 6 was synthesized using an oligonucleotide synthesizer (Perkin-Elmer Applied Biosystems).
  • the oligonucleotide shown in SEQ ID NO: 4 had a 5 ′ terminal biotinylated.
  • the oligonucleotides shown in SEQ ID NOs: 4 and 5 have a sequence in which 10 thymidines are linked to the 5 ′ end of the oligonucleotides shown in SEQ ID NOS: 1 and 2 in Example 1.
  • the oligonucleotide of SEQ ID NO: 5 has complementarity with the above-mentioned biotinylated probe, and the oligonucleotide of SEQ ID NO: 6 does not have complementarity because the oligonucleotide has one base sequence different from that of SEQ ID NO: 5 .
  • These oligonucleotides were dissolved in 5XS SC to a concentration of 100 pmol / ml.
  • Each of the above oligonucleotide solutions was spotted at predetermined positions on a commercially available stainless steel plate (manufactured by Tokushu Kinzoku Kogyo Co., Ltd.) using a spotter (manufactured by Pyxsis5500 CARTESIAN). The spot size was about 0.3iMi in diameter.
  • the plate was placed in a dryer and dried at 42 for 20 minutes.
  • Uvstratalinker 2400 manufactured by STRATAGENE
  • ultraviolet rays having a wavelength of 280 nm were irradiated from a distance of 16 cm to 300 mJ / cm 2 .
  • the irradiation time was 120 seconds. Thereafter, the plate was shaken in water for 30 minutes, washed, and dried.
  • a stainless steel flat plate was previously irradiated with 300 mJ / cm 2 of ultraviolet light having a wavelength of 280 nm from a distance of 16 cm using Uvstratalinker 2400 (manufactured by STRATAGENE). As described in Example 3. Each of the oligonucleotide solutions described above was spotted at predetermined positions on a stainless steel plate at predetermined positions using a spotter (Pyxs is 5500 CARTESIAN). The irradiation time was 120 seconds. The plate was placed in a drier and dried at 42 for 20 minutes. Then, the plate was shaken in water for 30 minutes, washed, and dried.
  • a hybridization solution containing a 3 pmol biotinylated probe (262 bp) was added to the portion of the oligonucleotide-immobilized plate of Example 3 and Comparative Example 2 on which the nucleic acid was immobilized. , Inc.) was placed on the plate, and the plate was placed in a water-impermeable case (Hachiri Cassette), submerged in a water path with the case, and heated at 451: for 2 hours.
  • the oligonucleotide-immobilized plate of Example 3 It can be seen that the oligonucleotide is more reliably immobilized on the plate than the oligonucleotide-immobilized plate of Comparative Example 2. Further, in the oligonucleotide-immobilized plate of Example 3, a hybridization signal clearly appeared. Here, no signal appeared in the control position (the spot where the solution containing no nucleic acid was spotted) and SEQ ID NO: 6.
  • the oligonucleotide solutions prepared in Example 3 were spotted at predetermined positions on silver-tungsten flat plates (manufactured by Eastern Giken Co., Ltd.) using a spotter. The spot size was about 0.3 mm in diameter.
  • the plate was placed in a drier and dried at 42 ° C for 20 minutes.
  • UV light having a wavelength of 280 nm was irradiated from a distance of 16 cm to 400 mJ / cin 2 using Uvs rat aliker 2400 (manufactured by STRATAGENE). The irradiation time was 160 seconds. Thereafter, the plate was washed by shaking in water for 30 minutes, and then dried.
  • a flat plate made of silver tungsten was previously irradiated with ultraviolet light having a wavelength of 280 nm from a distance of 16 cm to 400 mJ / cm 2 using Uvs rat alinker 2400 (manufactured by STRATAGENE).
  • Each of the oligonucleotide solutions described in Example 3 was spotted at predetermined positions on a silver-tungsten plate using a spotter (Pyxs is 5500 CARTES IAN) at three locations. The irradiation time was 160 seconds.
  • This flat plate was placed in a dryer and dried at 42 for 20 minutes. Then, the plate was shaken in water for 30 minutes, washed, and dried.
  • a solution containing no nucleic acid (2xSSC buffer) was similarly spotted on a plate as a control and immobilization was performed.
  • Example 6 Hybridization and its detection
  • the oligonucleotide-immobilized plate of Example 5 was more reliably immobilized on the plate than the oligonucleotide-immobilized plate of Comparative Example 3. . Further, in the oligonucleotide-immobilized plate of Example 5, a hybridization signal clearly appeared. Here, no signal appeared in the control position (the spot where the solution containing no nucleic acid was spotted) and SEQ ID NO: 6.
  • an ADNA fragment ( ⁇ ) was amplified using oligonucleotides having the nucleotide sequences shown in SEQ ID NOs: 7 and 8 as primers.
  • the obtained fragment was subjected to agarose electrophoresis and detected by ethidium bromide staining. As a result, the length of the fragment was about 300 b.
  • a ⁇ fragment ( ⁇ ) (about 300 b) not complementary to the A DNA was similarly amplified.
  • Each of the above ADNA solutions was spotted at predetermined positions on a commercially available aluminum foil (manufactured by Mitsubishi Aluminum Co., Ltd.) using a spotter (manufactured by Pyxsis5500 CARTESIAN).
  • the size of the spot was about 0.3 dragon in diameter.
  • This aluminum foil was placed in a dryer and dried at 42 for 20 minutes.
  • Uvstratalinker 2400 manufactured by STRATAGENE
  • ultraviolet rays having a wavelength of 280 nm were irradiated from a distance of 16 cm to 600 mJ / cm 2 .
  • the irradiation time was 240 seconds.
  • the aluminum foil was washed by shaking in water for 30 minutes, and then dried.
  • Example 7 Each of the ADNA solutions (concentration lpmol / ⁇ 1) described in Example 7 was spotted at predetermined positions on an aluminum foil by using a spotter (manufactured by Pyxsis5500 CARTESIAN) at three locations. This aluminum foil was placed in a dryer and dried at 42 ° C for 20 minutes. Thereafter, the aluminum foil was washed by shaking in water for 30 minutes, and dried.
  • a spotter manufactured by Pyxsis5500 CARTESIAN
  • An ADNA fragment (C) was amplified using an oligonucleotide having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 7 labeled with biotin at the 5 'end and an oligonucleotide having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 8 as a primer.
  • the sequence of the ADNA fragment (C) is the same as the sequence of the ADNA fragment (A) prepared in Example 7.
  • the ADNA-immobilized aluminum foil of Example 7 and Comparative Example 4 was immersed in water heated to 95 for 5 minutes, and immersed in water cooled to 4 ° C for 5 minutes. Next, 60 ml of a hybridization solution containing 0.5 pmol of biotinylated ADNA (C) (Arrayit UniHyb (TeleCHem International, Inc.)) was placed on the portion of the ADNA-immobilized aluminum foil on which the nucleic acid was immobilized. Case in which water does not enter the aluminum foil (High pre-cassette) And immersed in a water bath with the case, and heated at 55 for 2 hours.
  • C biotinylated ADNA
  • the following hybridization washing was performed under the following conditions to remove the probe non-specifically adsorbed to the ADNA-immobilized aluminum foil.
  • a milk protein-containing blocking solution (Block Ace, manufactured by Snow Brand Milk Products) was placed on the portion of the aluminum foil on which the hybridization solution was placed, and blocking was performed at room temperature for 30 minutes. After removing the blocking solution, 1.5 ml of a streptavidin-alkaline phosphatase conjugate solution (manufactured by VECTOR) was added and reacted at room temperature for 30 minutes. Next, the aluminum foil was immersed in a solution of TBST (50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 0.15 M NaCl, 0.053 ⁇ 4 Tween 20) and shaken for 5 minutes to remove unreacted conjugate. Finally, 1.5 ml of the substrate solution (TMB) was placed on the portion of the aluminum foil (foil) on which the hybridization solution was placed, and the mixture was allowed to stand for 30 minutes to perform a color reaction.
  • TBST 50 mM Tris-HCl (pH 7.5), 0.15 M NaCl, 0.053 ⁇ 4 Twe
  • Comparative Example 4 XX As is evident from the results in Table 4, specific and clear appearance of the hybridization signal indicates that the ADNA fragment-immobilized aluminum foil or ADNA fragment of Example 7 was securely immobilized on the aluminum foil. It can be seen that it has been converted. On the other hand, no signal appeared in the aluminum foil immobilized with the ⁇ DNA fragment of Comparative Example 4. Furthermore, no signal appeared at the control positions of the aluminum foil on which the ⁇ ⁇ fragment was immobilized in Example 7 and the aluminum foil on which the ADNA fragment was immobilized in Comparative Example 4 (the spot where a solution containing no nucleic acid was spotted). .
  • Example 9 Immobilization of nucleic acid on plate
  • Each of the ADNA solutions described in Example 7 was spotted at predetermined positions on a commercially available stainless steel plate (manufactured by Tokushu Kinzoku Kogyo KK) using a spotter (manufactured by Pyxsis5500 CARTESIAN). The size of the spot was about 0.3 band.
  • the plate was placed in a dryer and dried at 42 ° C for 20 minutes.
  • Uvstratalinker 2400 manufactured by STRATAGENE
  • ultraviolet rays having a wavelength of 280 nm were irradiated from a distance of 16 cm to 1200 mJ / cm 2 .
  • the irradiation time was .480 seconds. Thereafter, the plate was shaken in water for 30 minutes, washed, and dried.
  • Example 7 Each of the ADNA solutions (concentration: lpmol / tl) described in Example 7 was spotted at predetermined positions on a stainless steel plate by using a spotter (manufactured by Pyxsis5500 CARTESIAN) at three positions. The plate was placed in a dryer and dried at 42 for 20 minutes. Thereafter, the plate was shaken in water for 30 minutes, washed, and dried.
  • a spotter manufactured by Pyxsis5500 CARTESIAN
  • Example 10 Hybridization and its detection
  • the ADNA-immobilized plates of Example 9 and Comparative Example 5 were immersed in water heated to 95 for 10 minutes, and immersed in water cooled to 4 ° C for 5 minutes.
  • 60 ml of the lpmol biotinylated ADNA (hybridization solution containing 0 (Arrayit UniHyb (TeleCHem International, Inc.)) containing 0 mol of the lpmol biotinylated ADNA described in Each case was immersed in a water bath and heated at 60 ° C for 2 hours.
  • Example 7 Each of the ADNA solutions described in Example 7 was spotted at predetermined locations on a commercially available product, Silicon A8 (manufactured by Mitsubishi Sumitomo Silicon Co., Ltd.) using a spotter (manufactured by Pyxsis5500 CARTESIAN). The spot size was about 0.3 mm in diameter.
  • the silicon wafer was placed in a dryer and dried at 42 ° C for 20 minutes. Then Uvst Using a ratal inker 2400 (manufactured by STRATAGENE), ultraviolet light having a wavelength of 280 nm was irradiated from a distance of 16 cm to 1200 mJ / cm 2 . The irradiation time was 480 seconds. Thereafter, the silicon wafer was shaken in water for 30 minutes, washed, and dried.
  • Example 7 Each of the ADNA solutions described in Example 7 (concentration: lpmol / 1) was spotted at predetermined positions of silicon A8 using a spotter (manufactured by Pyxsis5500 CARTESIAN) at three locations. The plate was placed in a dryer and dried at 42 ° C for 20 minutes. Thereafter, the silicon wafer was shaken in water for 30 minutes, washed and dried.
  • Example 12 Hybridization and its detection
  • the ADNA-immobilized silicon wafers of Example 11 and Comparative Example 6 were immersed in water heated to 95 for 10 minutes, and immersed in water cooled to 4 ° C. for 5 minutes.
  • a hybridization solution (Arrayit UniHyb (TeleCHem International, Inc.)) containing the lpmol biotinylated ADNA (C) described in Example 8 in the portion where the nucleic acid of ⁇ -immobilized silicon
  • the silicon wafer was placed in a case (8 Iburi cassette) where water did not enter, and the case was immersed in a water bath and heated at 60 ° C for 2 hours.
  • Each of the ADNA solutions described in Example 7 was spotted at predetermined locations on a glass plate by gold deposition using a spotter (manufactured by Pyxsis5500 CARTESIAN). The spot size was about 0.3 iMi in diameter.
  • This gold-deposited glass substrate was placed in a dryer and dried at 42 ° C for 20 minutes.
  • Uvstratalinker 2400 manufactured by STRATAGEN E
  • ultraviolet rays having a wavelength of 280 nm were irradiated from a distance of 16 cm to 1200 mJ / cm 2 .
  • the irradiation time was 480 seconds.
  • the gold-deposited glass substrate was washed by shaking in water for 30 minutes, and then dried.
  • Example 14 Hybridization and its detection
  • ADNA-immobilized gold-deposited glass substrates of Example 13 and Comparative Example 7 were immersed in water heated to 95 for 10 minutes, and immersed in water cooled to 4 ° C for 5 minutes.
  • ADNA immobilization Place 60 ml of the lpmol biotinylated ADNA (0-containing hybridization solution (Arrayit UniHyb (TeleChem International), Inc.)) described in Example 8 on the gold-immobilized glass substrate on which the nucleic acid is immobilized.
  • the glass substrate was placed in a case (high pre-cassette) in which water did not enter, and the case was submerged in a water bath and heated at 60 for 2 hours.
  • Example 7 Each of the ⁇ DNA solutions described in Example 7 was spotted at predetermined positions on a commercially available copper foil (manufactured by Nippon Mining & Metalworking Co., Ltd.) using a spotter (manufactured by PyxsisSSOO CARTESIAN). The size of the spot was about 0.3 mm in diameter.
  • the copper foil was placed in a drier and dried at 4 for 20 minutes.
  • Uvstratalinker 2400 manufactured by STRATAGENE
  • ultraviolet rays having a wavelength of 254 nm were irradiated at 1200 mJ / cm 2 from a distance of 16 cm.
  • the irradiation time was 480 seconds.
  • the copper foil was washed by shaking in water for 30 minutes, and then dried.
  • Example 16 Hybridization and its detection
  • the ADNA-immobilized copper foils of Example 15 and Comparative Example 8 were immersed in water heated at 95 for 10 minutes, and immersed in water cooled at 4 for 5 minutes. Next, on the portion of the ADNA-immobilized copper foil on which the nucleic acid was immobilized, 60 ml of a hybridization solution (Arrayit UniHyb (TeleCHem International, Inc.) containing lpmol biotinylated ADNA (C) described in Example 8 was placed. The copper foil was placed in a case where water did not penetrate (8 Ibrika set), and the case was submerged in a warm bath and heated at 60 ° C for 2 hours.
  • Arrayit UniHyb TeleCHem International, Inc.
  • Example 7 Each of the ADNA solutions described in Example 7 was spotted at predetermined positions on a commercially available pure nickel foil (manufactured by Nikko Metal Processing Co., Ltd.) using a spotter (manufactured by Pyxsis5500 CARTESIAN). The spot size was about 0.3 MI in diameter.
  • This pure nickel foil was placed in a dryer and dried at 42 ° C for 20 minutes.
  • Uvstratalinker 2400 manufactured by STRATAGENE
  • ultraviolet rays having a wavelength of 280 nm were irradiated from a distance of 16 cm to 1200 mJ / cm 2 .
  • the irradiation time was 480 seconds.
  • the pure nickel foil was washed by shaking in water for 30 minutes, and then dried.
  • Example 18 Hybridization and its detection
  • Example 17 and Comparative Example 9 were immersed in water heated to 95 ° C for 10 minutes, and immersed in water cooled to 4 ° C for 5 minutes.
  • a hybridization solution containing lpmol biotinylated ADNA (C) described in Example 8 (Arrayit UniHyb (TeleChem Internat (Ional, Inc.) was placed in a water-pass case, and the pure nickel foil was put in a case (Hyperica set) where water does not enter, and the case was immersed in a water path and heated at 60 for 2 hours. Thereafter, the same procedure as in Example 8 was carried out to detect post-hybridization and hybridization. Table 9 shows the results. Table 9 Immobilized nucleic acid A DNA fragment (A) A DNA fragment (B) Example 17 X
  • an oligonucleotide (26mer) having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NOS: 9, 10, and 11 was synthesized using an oligonucleotide synthesizer (Perkin-Elmer Applied biosystems). .
  • the oligonucleotide shown in SEQ ID NO: 9 had a 5 ′ end biotinylated.
  • the oligonucleotides shown in SEQ ID NOS: 9 and 10 have a sequence in which five thymidines are linked to the 5 ′ end of the oligonucleotides shown in SEQ ID NOS: 1 and 2 described in Example 1.
  • the oligonucleotide shown in SEQ ID NO: 11 does not have complementarity because the oligonucleotide has one nucleotide sequence different from the oligonucleotide shown in SEQ ID NO: 5. That is, these oligonucleotides were prepared as in Example 3. The thymidine at the 5 'end of the oligonucleotides of column numbers 4, 5 and 6 is reduced to five.
  • the oligonucleotide was immobilized on a commercially available stainless steel plate (manufactured by Tokushu Kinzoku Kogyo KK) in the same manner as in Example 3. Thereafter, detection of boss hybridization, oligonucleotide immobilized on a plate, and hybridization were carried out in the same manner as in Example 2. Comparative Example 10
  • Example 20 Each oligonucleotide was immobilized on a stainless steel plate in the same manner as in Comparative Example 2 except that the oligonucleotide solution described in Example 19 was used.
  • Example 20
  • a hybridization solution containing a 3 pmol biotinylated probe (262 bp) was added to the portion of the oligonucleotide-immobilized plate of Example 19 and Comparative Example 10 on which the nucleic acid was immobilized (Arrayit UniHyb (TeleChem Internatnat). (Ional, Inc.) 60 ml was placed, and the plate was placed in a case (8 Iburi cassette) where water did not infiltrate, and the case was immersed in one pass of the water and heated at 45 for 2 hours.
  • a biomolecule for example, a nucleic acid, particularly a nucleic acid having a short chain length
  • a metal carrier since no coating is required on the surface of the carrier, the biomolecules can be directly immobilized on a metal electrode or the like.

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Description

明細書 生体分子の金属担体への固定法 技術分野
本発明は、 核酸等の生体分子を担体に固定化する方法に関する。 本発明の方法 は、 ハイブリダィゼ一シヨンによる核酸の分析等の操作に有用である。 背景技術
従来、 ハイブリダィゼ一シヨンによる核酸の分析や、 ィムノアッセィ等におい ては、 核酸やタンパク質を膜や平板などの担体に固定化する技術が利用されてい る。 このような生体分子の固定化法として、 核酸では、 以下のものが知られてい る。
(1) 5' 末端にチオール基を有する核酸とチオール基を含むビーズ状基材間の ジスルフイ ド結合による固定 (P. J.R.Day, P.S.Flora, J.E.Fox, M.R.Walker, B iochem. J. , 278, 735-740 (1991)) 等のような、 修飾基を導入した核酸を化学結 合させる方法。
(2) 核酸を、 紫外線 (UV) 照射又は加熱処理により、 ニトロセルロース、 ナイ ロンメンブレン、 又はポリ一Lーリジン等のカチオンポリマ一で被覆されたガラ ス等の担体等に、 吸着固定させる方法 (J.Sambrok, E.F.Fritsch and T. Mania" s, Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory Pres, Second Edition, pages 2.109-2.113 and pages 9.34-9.46、 特表平 1 0— 5 0384 1号公報) 。
(3) ポリリジン溶液で処理されたマイクロプレートのゥエル中に核酸を注入し、 37°Cに加熱することにより、 物理吸着させることにより固定する方法 (G.C.N.Pa rry and A. D. B. Mai com, Biochem. So Trans., 17, 230-231 (1989)) 。
(4) 基材上に結合させたヌクレオチドを用い、 基材上で DNAを合成する方法 (国際公開第 9 7Z 1 0 3 6 5号パンフレット (W097/10365) ) 。
(5) カルポジイミド基を有する高分子化合物を担持させたガラス等の基材に核 酸を固定する方法 (特開平 8— 23 9 7 5号公報) 。
しかし、 上記の (1) の方法は、 極めて特殊な機械と試薬を必要とする。 また、 (2) 及び (3) の方法においては、 ハイブリダィゼーシヨンを行った場合、 特 に操作過程で担体から核酸が剥がれ落ち、 結果として検出感度が下がったり、 再 現性が得られない等の欠点がある。 また、 この方法では、 長い核酸は固定できる が、 オリゴマー等約 5 Omer以下の短い核酸になると、 効率よく固定化できない という欠点がある。 尚、 これらの方法では、 UV照射量は数十 mJ/cm2程度である。 さらに、 (4) の方法は、 基材上で DNAを合成するために、 極めて特殊な機械 と試薬を必要とし、 さらに、 合成できる核酸も 2 5mer程度までに限られるとい う欠点がある。 また、 (5) の方法は、 基材の材料が限られ、 表面のコーティン グ工程が必要である。 発明の開示
本発明は、 上記従来技術の状況に鑑み、 生体分子、 例えば核酸、 特に短鎖長の 核酸を担体に、 簡便、 かつ、 効率よく固定する方法を提供することを課題とする。 本発明者は、 上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、 核酸溶液を金 属製の担体上にスポットした後に、 紫外線を担体に照射することによって、 核酸 を担体に効率よく固定化することができることを見い出し、 本発明を完成するに 至った。
すなわち本発明は、 以下のとおりである。
(1) 生体分子を担体に固定化する方法であって、 生体分子の溶液を担体上にス ポッ卜する工程と、 前記生体分子溶液をスポットした担体に波長 280 nmの成 分を含む紫外線を照射する工程を含み、 前記担体は金属製であることを特徴とす る方法。
(2) 前記紫外線が、 波長 220〜300 nmの成分を含むことを特徴とする
(1) に記載の方法。
(3) 前記金属は、 周期律表第 2周期〜第 7周期の I、 II、 III、 IV、 V、 VI、 VII 族および遷移元素から選ばれる金属、 又は同金属を含む合金である ( 1) 又は
(2) に記載の方法。
(4) 前記紫外線の照射量は 1 0 Om J/cm2以上である (1) 〜 (3) のい ずれかに記載の方法。 (5) 前記生体分子は核酸、 タンパク質、 糖、 抗原、 抗体、 ペプチド、 酵素から 選ばれる (1) 〜 (4) のいずれかに記載の方法。
(6) 生体分子が担体上に固定化された生体分子固定化担体の製造法であって、 生体分子の溶液を担体上にスポッ卜する工程と、 前記生体分子溶液をスポッ卜し た担体に波長 280 nmの成分を含む紫外線を照射し、 前記生体分子を担体に固 定化する工程を含む方法。
(7) 前記紫外線が、 波長 220〜 300 nmの成分を含むことを特徴とする (6) に記載の方法。
(8) 前記生体分子は核酸であって、 核酸固定化担体はハイブリダィゼーシヨン による核酸の分析に用いられるものである(6)又は (7) に記載の方法。 図面の簡単な説明
図 1は、 実施例で作製したオリゴヌクレオチド固定化平板を用いたハイプリダ ィゼ一シヨンの結果を示す図 (写真) 。
点線は、 実施例 1及び比較例 1でオリゴヌクレオチドを固定化した領域、 及び コントロールである 1XTE緩衝液をスポットした領域を示す。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を詳細に説明する。
本発明に用いる担体は、 生体分子を固定化するためのものであり、 金属製であ ることを特徴とする。 金属としては、 紫外線照射により生体分子を固定化するこ とができるものであれば特に制限されず、 好ましくは、 周期律表第 2周期〜第 7 周期の I、 II、 III、 IV、 V、 VI、 VII族および遷移元素から選ばれる金属、 又は同 金属を含む合金が挙げられる。
上記周期律表第 2周期〜第 7周期の I、 II、 III、 IV、 V、 VI、 VII族および遷移 元素から選ばれる金属として特に好ましいものとしては、 アルミニウム、 チタン、 白金、 タングステン、 モリブデン、 金、 銅、 ニッケル等が挙げられる。
また、 上記合金として具体的には、 洋白 (成分: Cu, Ni, Zn) 、 真鍮 (成分: Cu, Zn) 、 ブロンズ (成分: Cu, Be) 、 モネル (成分: Cu, Ni, Fe, Mn) 、 ニッ ケルコバルト合金 (成分: Ni, Co) 、 ニッケルクロム合金 (成分: Ni, Cr) 、 コ バルト合金 (成分: Co, Ni, Cr) 、 ステンレス (成分: Ni, Cr, Fe) 、 銀タンダ ステン (成分: Ag, W) 、 βチタン (成分: Ti, V, A1) 、 αβチタン (成分: Ti, V, AO 、 NT合金 (成分: Ti, Ni) 、 アルミニウム合金 (成分: Al, Cu, Mg, Si, Mn, Zn) 、 ジュラルミン (成分: Al, Cu, Si, Fe, Mn, Mg, Zn) 、 マグネシゥ ム合金 (成分: Mg, Al, Zn) 、 K24 (成分: Au) 、 K18 (成分: Au, Ag, Cu) 、 ベ リリウム銅 (成分: Cu, Be) 、 铸鉄 (成分: Fe, Mn, S, 0 、 炭素鋼 (成分: Fe, C, Si, Mn, P, S) 、 青銅錡物 (成分: Cu, Sn, Zn, Pb) 、 りん青銅錡物 (成分 : Cu, Ζη,Ρ) 、 黄銅铸物 (成分: Cu, Zn, Pb) 、 マンガン黄銅 (成分: Cu, Zn, Mn, Fe, Al) 、 シルジン青銅铸物 (成分: Cu, Si, Zn) 、 アルミニウム青銅铸物 (成分: Cu, Al, Fe, Ni, Mn) 、 エリンバー (成分: Ni, Cr, Mn) 、 エリンバー ェクストラ (成分: Ni, Cr, Co, Mn) 、 インパー (成分: Ni, Fe) 、 スーパーィ ンバ一 (成分: Fe, Ni, Co) 、 ステンレスィンバー (成分: Fe, Co, Cr) 、 Malo ttes (成分: Sn, Bi, Pb) 、 リポウイッツ (Lipowitz) (成分: Sn, Bi, Pb, C d) 、 ウッズ (Wood' s) (成分: Sn, Bi, Pb, Cd) 、 マンガニン (成分: Cu, Mn, Ni, Fe) 、 イザベリン (成分: Cu, Mn, Al) 、 コンスタンタン (成分: Cu, N i) 、 アルクレス (成分: Fe, Cr,Al) 、 カンタル (成分: Cr, Fe, Al, Co) 、 7 ルメル (成分: Ni, Al) 、 磁性材料 (Fe,Ni,Co等強磁性遷移元素を含む材料) 、 パ一マロイ (成分: Fe, Ni) 、 アルパ一ム (成分: Fe, Al) 、 フェライ ト (Fe20 3を主成分とする複合酸化物) 、 センダスト (成分: Fe, Si, AO 、 スーパーセン ダスト (成分: Fe, Si, Al, Ni,) 、 アルニコ (成分: Fe, Al, Ni, Co) 、 水素 吸蔵金属 (ランタンニッケル合金 (成分: La, Ni) 等) 、 Co- Cr系合金、 Sn02系 酸化物、 Nb- Ti合金、 制振合金 (振動を低減もしくは吸収、 振動の伝播を遮断す る合金材料、 A卜 Zn超塑性合金、 サイレントァロイ、 ニチノール等) 、 電極用材 料、 半導体材料 (シリコン、 ゲルマニウム、 力リゥムヒ素等) 等が挙げられる。 また、 上記金属は、 他の金属で蒸着又はメツキ処理 (加工) されていても良い。 更に、 前記金属は、 形状を保持するために異なる種類の前記金属が積層してもよ く、 単一金属であっても良い。
本発明における担体は、 本質的に上記金属からなる。 担体は、 金属のみから構 成されていてもよいし、 非金属材料上に金属が接着、 蒸着又はメツキ等により積 層されていてもよい。
上記担体の形状は、 特に問われないが、 箔 (フオイル) 状、 平板 (プレート) 状、 薄片 (ゥエーハ) 状、 フィルター状、 ピーズ状等が挙げられる。 また、 マイ クロタイタープレートのような形状であっても良い。 さらに、 得られる結果の保 存を容易にするため、 平板等の裏面をシール等に使用できる材料 (接着剤等) を 塗布、 コート等をすることによって、 シールとしても使用することもできる。 上記担体の所定の位置に、 生体分子の溶液をスポットする。 生体分子としては、 核酸、 タンパク質、 糖、 抗原、 抗体、 ペプチド、 酵素などが挙げられる。 以下、 生体分子として核酸を例として説明するが、 固定の際に紫外線を照射する以外は、 他の物質でも通常固定化に用いられている方法や条件を採用することができる。 核酸としては、 通常の固相化核酸を用いた核酸同士のハイブリダィゼーシヨン に用いられる固相化核酸と特に変わるところはなく、 ハイブリダィゼーシヨンが 可能な核酸であれば特に制限されず、 例えば、 天然又は合成の DNA (オリゴヌ クレオチドを含む) もしくは RNA (オリゴヌクレオチドを含む) が挙げられる。 また、 上記核酸は 1本鎖であっても、 2本鎖であっても構わない。 核酸の鎖長は、 ハイプリダイゼーションが可能な長さであれば特に制限されないが、 通常 5〜 5 0000塩基、 好ましくは 20〜 1 0000塩基である。 また、 核酸の 5 '末端 あるいは 3 '末端にチミジン等、 紫外線によつて反応活性基を有するォリゴヌク レオチドの重合体を有しても良い。
核酸を溶解する溶媒も特に制限されず、 蒸留水、 又は通常核酸溶液の調製に用 いられる緩衝液、 例えば TE緩衝液 (lOmM Tris塩酸, pH8.0/lmM EDTA) 等の Tris 緩衝液、 食塩を含む水溶液、 カルボン酸塩を含む水溶液 (クェン酸ナトリウム、 クェン酸アンモニゥム、 酢酸ナトリウム等) 、 スルホン酸塩を含む水溶液 (ドデ シル硫酸ナトリウム、 ドデシル硫酸アンモニゥム等) 、 ホスホン酸塩を含む水溶 液等 (リン酸ナトリウム、 リン酸アンモニゥム等) 等を挙げることができる。 ま た、 一般に市販されている溶媒、 Micro Spotting Solution (TeleCHem Internat ional, Inc.社製) 等も挙げることができる。 また、 核酸溶液の濃度も特に制限 されないが、 通常 limnol/mI〜lfmol/ml、 好ましくは 100pmol/ml〜100fmol/mlの濃 度である。
核酸溶液を担体上にスポットする方法としては、 ピぺットで核酸溶液を担体上 に滴下する方法、 又は市販のスポッ夕を用いる方法等が挙げられる。 スポットの 形状及びスポット量としては、 核酸溶液をスポットした位置を把握することがで きる程度であれば、 特に制限されないが、 形状としては点状又は円状が好ましい。 また、 好ましいスポット量は 10nl〜10mlである。 核酸溶液は、 担体上に 1箇所又 は複数箇所にスポットされる。 スポットされる核酸溶液は、 1種類でも 2種類又 はそれ以上であってもよい。 尚、 担体に核酸が固定されたことを示す陽性コント ロールとして、 標識した核酸を固定化しておいてもよい。
本発明の好ましい形態においては、 核酸溶液を担体上にスポットした後に、 2 8 O nmの波長を含む紫外線を照射する。 前記紫外線としては、 波長 2 2 0〜 3 0 0 n mの成分を含む紫外線が挙げられる。 また、 前記核酸溶液をスポット後紫外 線照射前に乾燥させることができる。 前記核酸溶液の乾燥方法としては、 自然に 乾燥させてもよく、 加熱して乾燥させてもよい。 加熱する場合の温度は、 通常 3 0〜 1 0 0 °C、 好ましくは 3 5〜4 5。Cである。
次に、 担体、 少なくとも担体の核酸を固定した部位に、 波長 280nmの成分を含 む紫外線を照射する。 具体的には、 波長 280nmの単色光でもよいし、 波長 280nmを 含むプロ一ドな波形を有する紫外線であっても良い。 波長 280nmを含むブロード な波形を有する紫外線としては、 例えば波長 220〜300nmの成分を含む紫外線が挙 げられる。 また、 波長 220〜300nmの成分を含む紫外線としては、 2 8 0 n m付近 に極大値を有する紫外線が挙げられる。 照射量は、 累積照射量として通常 l OOmV cm2以上、 好ましくは 200mJ/cm2以上である。
上記のようにして、 核酸を担体上に固定化することにより、 核酸固定化担体が 製造される。 本発明の方法により得られる核酸固定化担体は、 例えば、 ハイプリ ダイゼーシヨンによる核酸の分析に用いることができる。 本発明の方法により担 体に固定化された核酸は、 通常のハイブリダィゼーシヨンの条件下で担体から脱 離しにくいため、 紫外線照射を行わない場合に比べて検出感度が良好で、 再現性 も良い。 ハイブリダィゼ一シヨン及びその検出は、 通常の固相化核酸を用いたハ イブリダィゼーションと同様にして行うことができる。 本発明では、 核酸を固定化するのに用いる担体として、 安価な金属材料を用い ることができるので、 低コスト化が可能である。 また、 金属材料は形成が容易な ため、 様々な形態の DNAマイクロアレイの作製が容易となる。 また、 長期保存 が可能であり、 保存安定性に優れている。 さらに、 本発明の方法は、 担体表面の コーティング工程が不要であり、 電極等に使用される金属に直接核酸を固定する ことができる。 電極に核酸を固定することにより溶液中の相補的な核酸と固定さ れた核酸とを効率良くハイブリダィゼーションを行うことができる。 核酸は負電 化をもっている為、 正極に引き寄せられるため、 正極の付近は核酸濃度が高くな りやすく、 ハイブリダィゼ一ションが効率よく進むと考えられる。 実施例
以下、 実施例により本発明をさらに具体的に説明する。 実施例 1 核酸の平板への固定化
常法に従い、 オリゴヌクレオチド合成機 (Perkin- elmer Applied biosystem s) を用いて、 配列番号 1、 2に示す塩基配列を有するオリゴヌクレオチド (21m er) を合成した。 また、 プロ一ブとして、 配列番号 3に示す塩基配列を有する D NA (262bp) を調製した。 尚、 配列番号 1に示すオリゴヌクレオチド及びプロ —ブは、 5 ' 末端をピオチン化した。 また、 配列番号 2に示すオリゴヌクレオチ ドはピオチン化プローブと相補性を持っている。 これらのオリゴヌクレオチドを lpmol//i 1になるように 1XTE緩衝液 (10mM Tris塩酸, H 8/lmM EDTA) に溶解 した。
市販品のアルミニウム箔 (三菱アルミニウム株式会社製) の所定の位置に、 上 記オリゴヌクレオチド溶液それぞれを、 3箇所づっスポットした (図 1) 。 スポ ットの量は 0.5 1づっであり、 スポットの大きさは直径約 1腳であった。 このァ ルミ二ゥム箔を乾燥機に入れ、 37°Cで 20分乾燥した。 次に Uvstratalinker 2400 (STRATAGENE社製) を用い、 波長 280nmを含む紫外線を 16cmの距離から 250mJ/cm2 照射した。 照射時間は 100秒であった。 その後、 前記アルミニウム箔を水中で 30 分間振とうして洗浄した後、 乾燥させた。 一方、 コントロールとして核酸を含まない溶液 (1XTE緩衝液) も同様にアル ミニゥム箔にスポットし、 固定化の操作を行った。 比較例 1
予め、 アルミニウム箔に、 Uvstratal inker 2400 (STRATAGENE社製) を用い、 波長 280nmを含む nmの紫外線を 16cmの距離から 250mJ/cm2照射した。 実施例 1に記 載のオリゴヌクレオチド溶液それぞれを、 アルミニウム箔の所定の位置に、 3箇 所づっスポットした。 スポットの量は 0.5 1づっであり、 スポットの大きさは直 径約 lmmであった。 照射時間は 100秒であった。 このアルミニウム箔を乾燥機に 入れ 37 で 20分乾燥した。 その後、 前記アルミニウム箔を水中で 30分間振とうし て洗浄し、 乾燥させた。
一方、 コントロールとして核酸を含まない溶液 (1XTE緩衝液) も同様にアル ミニゥム箔にスポットし、 固定化の操作を行った。 実施例 2 八イブリダィゼ一シヨン及びその検出
(1) ハイブリダィゼ一ション
実施例 1及び比較例 1のオリゴヌクレオチド固定化アルミニウム箔の核酸を固 定化した部分に、 3pmolピオチン化プローブ (262bp) を含むハイブリダィゼーシ ヨン溶液 (Arrayit UniHyb (TeleCHem International, Inc.) 60 1をのせ、 ァ ルミ二ゥム箔を水が浸入しないケース (八イブリカセッ卜) に入れてそのケース ごとウォー夕一パスに沈め、 45°Cで 2時間加熱した。
(2) ポスト八イブリダィゼ一シヨン
上記ハイブリダィゼーションの後、 以下の条件でボストハイブリダィゼ一ショ ン洗浄を行い、 オリゴヌクレオチド固定化アルミニウム箔に非特異的に吸着した プローブを除去した。
〔ポストハイプリダイゼーション洗浄の条件〕
1 ) 2XSSC, 0.1%SDS; 室温、 5分間、 2回
2) 0.2XSSC, 0.1%SDS; 40°C、 5分間、 2回
3) 2XSSC; 室温 1分間、 3回 ( 3 ) アルミニウム箔に固定化されたオリゴヌクレオチド及びハイプリダイゼー ションの検出
アルミニウム箔のハイプリダイゼーション溶液を載せた部分に、 乳夕ンパクを 含むブロッキング溶液 (ブロックエース 雪印乳業製) 1. 5mlをのせ、 室温で 3 0分間ブロッキングを行った。 ブロッキング溶液を除いた後、 ストレブトァビジ ンーアルカリホスファタ一ゼコンジュゲート溶液 (VECTOR社製) を 1. 5mlのせ、 室温で 30分間反応させた。 つぎに、 アルミニウム箔を TBST (50mM Tr i s-HCl (pH7. 5) , 0. 15M NaC l , 0. 05% Tween 20) 溶液に浸し、 5分間振とうして反応しなか つたコンジュゲ一トを除去した。 最後に、 アルミニウム箔のハイブリダィゼーシ ヨン溶液を載せた部分に基質溶液 (TMB) を 1. 5mlのせて、 3 0分間放置し、 発色 反応を行つた。
その結果を、 表 1に示す。 表 1中の記号の意味は、 表 2以下でも同様である。 配列番号 1のオリゴヌクレオチドを固定化した位置のシグナルは固定化されたォ リゴヌクレオチドの量を、 配列番号 2のオリゴヌクレオチドを固定化した位置の シグナルはハイブリダィゼーシヨンの強度を、 それぞれ示す。 表 1 固定化したオリゴヌクレオチド 配列番号 1 配列番号 2 実施例 1 ◎ ◎
比較例 1 X X
◎:大部分のシグナルが非常に高感度かつ非常に明瞭に現れた。
〇:大部分のシク"ナルが高感度かつ明瞭に現れた。
△:一部のシク'ナルが低感度または不明瞭に現れた。
X :大部分のシク'ナルが低感度または不明瞭に現れた。 または
シグナルが全く現れなかった。 表 1の結果から明らかなように、 実施例 1のオリゴヌクレオチド固定化アルミ 二ゥム箔は、 比較例 1のオリゴヌクレオチド固定化アルミニウム箔に比べて、 ォ リゴヌクレオチドが確実にアルミニウム箔上に固定化されていることがわかる。 また、 実施例 1のオリゴヌクレオチド固定化アルミニウム箔では、 ハイブリダィ ゼーシヨンシグナルも明瞭に現れた。 なお、 コントロールの位置 (核酸を含まな •い溶液をスポットした箇所) にはシグナルはまったく現れなかった。 実施例 3 核酸の平板への固定化
常法に従い、 オリゴヌクレオチド合成機 (Perkin- elmer Applied biosystem s) を用いて、 配列番号 4、 5及び 6に示す塩基配列を有するオリゴヌクレオチ ド (31mer) を合成した。 尚、 配列番号 4に示すオリゴヌクレオチドは、 5 ' 末 端をピオチン化した。 また、 配列番号 4及び 5に示すオリゴヌクレオチドは、 実 施例 1に記載の配列番号 1及び 2に示すオリゴヌクレオチドの 5 ' 末端に 1 0個 のチミジンが連結した配列を有している。 配列番号 5のオリゴヌクレオチドは、 前記ピオチン化プローブと相補性を持っており、 配列番号 6に示すオリゴヌクレ ォチドは、 配列番号 5に示すォリゴヌクレオチドと 1塩基配列が異なるため相補 性を持っていない。 これらのオリゴヌクレオチドを lOOpmol/mlになるように 5XS SCに溶解した。
市販品のステンレス製の平板 (特殊金属工業株式会社製) の所定の位置に、 上 記オリゴヌクレオチド溶液それぞれを、 スポッター (Pyxsis5500 CARTESIAN社 製) を用いて 3箇所づっスポットした。 スポットの大きさは直径約 0.3iMiであつ た。 この平板を乾燥機に入れ、 42 で 2 0分乾燥した。 次に Uvstratalinker 2 400 (STRATAGENE社製) を用い、 波長 280nmを含む紫外線を 16cmの距離から 300mJ/ cm2照射した。 照射時間は 1 2 0秒であった。 その後、 前記平板を水中で 3 0分 間振とうして洗浄した後、 乾燥させた。
一方、 コントロールとして核酸を含まない溶液 (2xSSC緩衝液) も同様に平板 にスポットし、 固定化の操作を行った。 比較例 2
予め、 ステンレス製の平板に、 Uvstratalinker 2400 (STRATAGENE社製) を用 レ 波長 280nmを含む紫外線を 16cmの距離から 300mJ/cm2照射した。 実施例 3に記 載のオリゴヌクレオチド溶液それぞれを、 ステンレス製の平板の所定の位置に、 スポッ夕一 (Pyxs i s 5500 CARTESIAN社製) を用いて 3箇所づっスポットした。 照射時間は 120秒であった。 この平板を乾燥機に入れ 4 2 で 2 0分乾燥した。 その後、 前記平板を水中で 3 0分間振とうして洗浄し、 乾燥させた。
一方、 コントロールとして核酸を含まない溶液 (2xSSC緩衝液) も同様に平板 にスポットし、 固定化の操作を行った。 実施例 4 ハイブリダィゼーシヨン及びその検出
実施例 3及び比較例 2のオリゴヌクレオチド固定化平板の核酸を固定化した部 分に、 3pmo lピオチン化プローブ (262bp) を含むハイブリダィゼーシヨン溶液 (Arrayi t UniHyb (Tel eCHem Int ernat i onal , Inc. ) 60mlをのせ、 平板を水が浸 入しないケース (八イブリカセット) に入れてそのケースごとウォーターパスに 沈め、 451:で 2時間加熱した。
以下、 実施例 2と同様にしてポストハイプリダイゼーシヨン、 及び平板に固定 化されたオリゴヌクレオチドならびにハイプリダイゼーションの検出を行った。 その結果を、 表 2に示す。 配列番号 4のオリゴヌクレオチドを固定化した位置の シグナルは固定化されたオリゴヌクレオチドの量を、 配列番号 5のオリゴヌクレ ォチドを固定化した位置のシグナルは八イブリダィゼーションの強度を、 それぞ れ示す。
¾ 2
固定化したオリゴヌクレオチド 配列番号 4 配列番号 5 配列番号 6 実施例 3 ◎ ◎ X
比較例 2 X X X
表 2の結果から明らかなように、 実施例 3のオリゴヌクレオチド固定化平板は、 比較例 2のオリゴヌクレオチド固定化平板に比べて、 オリゴヌクレオチドが確実 に平板上に固定化されていることがわかる。 また、 実施例 3のオリゴヌクレオチ ド固定化平板では、 ハイブリダィゼーシヨンシグナルも明瞭に現れた。 ここで、 コントロールの位置 (核酸を含まない溶液をスポットした箇所) 及び配列番号 6 にはシグナルはまったく現れなかった。 実施例 5 核酸の平板への固定化
銀タングステン製の平板 (ィースタン技研株式会社製) の所定の位置に、 実施 例 3で調製したオリゴヌクレオチド溶液それぞれを、 スポッターを用いて 3箇所 づっスポットした。 スポットの大きさは直径約 0. 3mmであった。 この平板を乾燥 機に入れ、 4 2 °Cで 2 0分乾燥した。 次に Uvs t rat a l i nker 2400 (STRATAGENE社 製) を用い、 波長 280nmを含む紫外線を 16cmの距離から 400mJ/cin2照射した。 照射 時間は 1 6 0秒であった。 その後、 前記平板を水中で 3 0分間振とうして洗浄し た後、 乾燥させた。
一方、 コントロールとして核酸を含まない溶液 (2xSSC緩衝液) も同様に平板 にスポットし、 固定化の操作を行った。 比較例 3
予め、 銀タングステン製の平板に、 Uvs t rat a l i nker 2400 (STRATAGENE社製) を用い、 波長 280nmを含む紫外線を 16cmの距離から 400mJ/cm2照射した。 実施例 3 に記載のオリゴヌクレオチド溶液それぞれを、 銀タングステン製の平板の所定の 位置に、 スポッター (Pyxs i s 5500 CARTES IAN社製) を用いて 3箇所づっスポッ 卜した。 照射時間は 160秒であった。 この平板を乾燥機に入れ 4 2 で 2 0分乾 燥した。 その後、 前記平板を水中で 3 0分間振とうして洗浄し、 乾燥させた。 一方、 コントロールとして核酸を含まない溶液 (2xSSC緩衝液) も同様に平板 にスポットし、 固定化の操作を行った。 実施例 6 ハイブリダイゼーション及びその検出
実施例 5及び比較例 3のオリゴヌクレオチド固定化平板の核酸を固定化した部 分に、 3pmo lピオチン化プローブ (262bp) を含むハイブリダィゼ一シヨン溶液 (Array" UniHyb (Te leCHem Internat i onal , Inc. ) 60mlをのせ、 平板を水が浸 入しないケース (ハイプリカセット) に入れてそのケースごとウォー夕一パスに 沈め、 45°Cで 2時間加熱した。
以下、 実施例 2と同様にしてポストハイブリダィゼーシヨン、 及び平板に固定 化されたオリゴヌクレオチドならびにハイプリダイゼーシヨンの検出を行った。 その結果を、 表 3に示す。
固定化したォリゴヌクレオチド 配列番号 4 配列番号 5 配列番号 6 実施例 5 ◎ ◎ X
比較例 3 X X X
表 3の結果から明らかなように、 実施例 5のオリゴヌクレオチド固定化平板は、 比較例 3のオリゴヌクレオチド固定化平板に比べて、 オリゴヌクレオチドが確実 に平板上に固定化されていることがわかる。 また、 実施例 5のオリゴヌクレオチ ド固定化平板では、 ハイブリダィゼーシヨンシグナルも明瞭に現れた。 ここで、 コントロールの位置 (核酸を含まない溶液をスポットした箇所) 及び配列番号 6 にはシグナルはまったく現れなかった。 実施例 7 核酸の平板への固定化
常法に従い、 配列番号 7及び 8に示す塩基配列を有するオリゴヌクレオチドを ブライマーとして、 A D N A断片 (Α) を増幅した。 得られた断片をァガロース 電気泳動し、 ェチジゥムブロマイド染色により検出した結果、 その断片の長さは 約 3 0 0 bであった。 また、 前記 A DNAと相補的でない λ ϋΝΑ断片 (Β) (約 3 0 0 b ) も同様に増幅した。 市販品のアルミニウム箔 (三菱アルミニウム株式会社製) の所定の位置に、 上 記 ADNA溶液それぞれを、 スポッター (Pyxsis5500 CARTESIAN社製) を用いて 3 箇所づっスポットした。 スポットの大きさは直径約 0.3龍であった。 このアルミ 二ゥム箔を乾燥機に入れ、 42 で 2 0分乾燥した。 次に Uvstratalinker 2400 (STRATAGENE社製) を用い、 波長 280nmを含む紫外線を 16cmの距離から 600mJ/cm2 照射した。 照射時間は 240秒であった。 その後、 前記アルミニウム箔を水中で 30分間振とうして洗浄した後、 乾燥させた。
一方、 コントロールとして核酸を含まない溶液 (1XTE緩衝液) も同様にアル ミニゥム箔にスポットし、 固定化の操作を行った。 比較例 4
実施例 7に記載の ADNA溶液 (濃度 lpmol/^1) それぞれを、 アルミニウム箔の 所定の位置に、 スポッター (Pyxsis5500 CARTESIAN社製) を用いて 3箇所づっ スポットした。 このアルミニウム箔を乾燥機に入れ 42°Cで 20分乾燥した。 その後、 前記アルミニウム箔を水中で 3 0分間振とうして洗浄し、 乾燥させた。
一方、 コントロールとして核酸を含まない溶液 (1XTE緩衝液) も同様にアル ミニゥム箔にスポットし、 固定化の操作を行った。 実施例 8 ハイブリダィゼーシヨン及びその検出
( 1 ) ハイブリダイゼーシヨン
配列番号 7に示す塩基配列を有するオリゴヌクレオチドの 5 ' 末端にピオチン を標識したォリゴヌクレオチド及び配列番号 8に示す塩基配列を有するオリゴヌ クレオチドをプライマ一として、 ADNA断片 (C) を増幅した。 この ADNA断片 (C) の配列は、 実施例 7で作製した ADNA断片 (A) の配列と同一である。
実施例 7及び比較例 4の ADNA固定化アルミニウム箔を 9 5 に暖めた水中に 5分間浸し、 4°Cに冷やした水中に 5分間浸した。 次いで、 ADNA固定化アルミ 二ゥム箔の核酸を固定化した部分に、 前記 0.5pmolピオチン化 ADNA (C) を含む ハイブリダィゼーシヨン溶液 (Arrayit UniHyb (TeleCHem International, In c.) 60mlをのせ、 アルミニウム箔を水が浸入しないケース (ハイプリカセット) に入れてそのケースごとウォーターバスに沈め、 55 で 2時間加熱した。
(2) ポストハイプリダイゼ一シヨン
上記ハイプリダイゼ一ションの後、 以下の条件でボストハイブリダィゼーショ ン洗浄を行い、 ADNA固定化アルミニウム箔に非特異的に吸着したプローブを除 去した。
〔ボストハイブリダィゼーション洗浄の条件〕
1 ) 2XSSC, 0.1%SDS; 室温、 5分間、 2回
2) 0.2XSSC, 0. USDS; 40°C、 5分間、 2回
3) 2XSSC; 室温 1分間、 3回
(3) ハイブリダィゼーシヨンの検出
アルミニウム箔のハイブリダィゼーシヨン溶液を載せた部分に、 乳タンパクを 含むブロッキング溶液 (ブロックエース 雪印乳業製) 1.5mlをのせ、 室温で 3 0分間ブロッキングを行った。 ブロッキング溶液を除いた後、 ストレブトァビジ ンーアル力リホスファタ一ゼコンジュゲート溶液 (VECTOR社製) を 1.5mlのせ、 室温で 30分間反応させた。 つぎに、 アルミニウム箔を TBST (50mM Tris-HCl (pH7. 5) , 0.15M NaCl, 0.05¾ Tween 20) 溶液に浸し、 5分間振とうして反応しなか つたコンジュゲートを除去した。 最後に、 アルミニウム箔 (はく) のハイブリダ ィゼーシヨン溶液を載せた部分に基質溶液 (TMB) を 1.5mlのせて、 3 0分間放置 し、 発色反応を行った。
その結果を表 4に示す。 4
固定化した核酸
ADNA断片 (A) ADNA断片 (B) 実施例 7 ◎ X
比較例 4 X X 表 4の結果から明らかなように、 ハイプリダイゼーシヨンシグナルが特異的か つ明瞭に現れたことから、 実施例 7の ADNA断片固定化アルミニウムはくは ADNA 断片が確実にアルミニウムはく上に固定化されていることがわかる。 一方、 比較 例 4の λ DNA断片固定化アルミニウムはくには、 シグナルはまったく現れなかつ た。 さらに、 実施例 7の λΜΑ断片固定化アルミニウムはく及び比較例 4の ADNA 断片固定化アルミニウムはくのコントロールの位置 (核酸を含まない溶液をスポ ットした箇所) にもシグナルはまったく現れなかった。 実施例 9 核酸の平板への固定化
市販品のステンレス製の平板 (特殊金属工業株式会社製) の所定の位置に、 実 施例 7に記載の ADNA溶液それぞれを、 スポッター (Pyxsis5500 CARTESIAN社 製) を用いて 3箇所づっスポットした。 スポットの大きさは直径約 0.3匪であつ た。 この平板を乾燥機に入れ、 42°Cで 2 0分乾燥した。 次に Uvstratalinker 2 400 (STRATAGENE社製) を用い、 波長 280nmを含む紫外線を 16cmの距離から 1200mJ /cm2照射した。 照射時間は.48 0秒であった。 その後、 前記平板を水中で 3 0分 間振とうして洗浄した後、 乾燥させた。
一方、 コントロールとして核酸を含まない溶液 (1XTE緩衝液) も同様に平板 にスポットし、 固定化の操作を行った。 比較例 5
実施例 7記載の ADNA溶液 (濃度 lpmol/ tl) それぞれを、 ステンレス製の平板 の所定の位置に、 スポッター (Pyxsis5500 CARTESIAN社製) を用いて 3箇所づ つスポットした。 この平板を乾燥機に入れ 42 で 20分乾燥した。 その後、 前 記平板を水中で 3 0分間振とうして洗浄し、 乾燥させた。
一方、 コントロールとして核酸を含まない溶液 (1XTE緩衝液) も同様に平板 にスポットし、 固定化の操作を行った。 実施例 10 ハイブリダイゼーシヨン及びその検出 実施例 9及び比較例 5の ADNA固定化平板を 95 に暖めた水中に 10分間浸 し、 4°Cに冷やした水中に 5分間浸した。 次いで、 ADNA固定化平板の核酸を固 定化した部分に、 実施例 8に記載の lpmolピオチン化 ADNA (0 を含むハイプリ ダイゼーシヨン溶液 (Arrayit UniHyb (TeleCHem International, Inc. ) 60mlを のせ、 平板を水が浸入しないケース (ハイプリカセット) に入れてそのケースご とウォーターバスに沈め、 60°Cで 2時間加熱した。
以下、 実施例 8と同様にしてボスト八ィプリダイゼーション及び八イブリダィ ゼーシヨンの検出を行った。 その結果を表 5に示す。
固定化した核酸
ADNA断片 (A) λΜΑ断片 (Β) 実施例 9 ◎ X
比較例 5 X X
表 5の結果から明らかなように、 ハイプリダイゼ一ションシグナルが特異的か つ明瞭に現れたことから、 実施例 9の λ DNA断片固定化平板は λ DNA断片が確実に 平板上に固定化されていることがわかる。 一方、 比較例 5の ADNA断片固定化平 板には、 シグナルはまったく現れなかった。 さらに、 実施例 9の λϋΝΑ断片固定 化平板及び比較例 5の λ DNA断片固定化平板のコントロールの位置 (核酸を含ま ない溶液をスポットした箇所) にもシグナルはまったく現れなかった。 実施例 1 1 核酸の平板への固定化
市販品のシリコンゥエー八 (三菱住友シリコン株式会社製) の所定の位置に、 実施例 7に記載の ADNA溶液それぞれを、 スポッター (Pyxsis5500 CARTESIAN社 製) を用いて 3箇所づっスポットした。 スポットの大きさは直径約 0.3mmであつ た。 このシリコンゥエーハを乾燥機に入れ、 42°Cで 20分乾燥した。 次に Uvst ratal inker 2400 (STRATAGENE社製) を用い、 波長 280nmを含む紫外線を 16cmの距 離から 1200mJ/cm2照射した。 照射時間は 48 0秒であった。 その後、 前記シリコ ンゥエーハを水中で 3 0分間振とうして洗浄した後、 乾燥させた。
一方、 コントロールとして核酸を含まない溶液 (1XTE緩衝液) も同様にシリ コンゥエーハにスポットし、 固定化の操作を行った。 比較例 6
実施例 7記載の ADNA溶液 (濃度 lpmol/ 1) それぞれを、 シリコンゥエー八の 所定の位置に、 スポッター (Pyxsis5500 CARTESIAN社製) を用いて 3箇所づっ スポットした。 この平板を乾燥機に入れ 42°Cで 2 0分乾燥した。 その後、 前記 シリコンゥエーハを水中で 3 0分間振とうして洗浄し、 乾燥させた。 実施例 12 ハイプリダイゼーシヨン及びその検出
実施例 1 1及び比較例 6の ADNA固定化シリコンゥエーハを 9 5 に暖めた水 中に 1 0分間浸し、 4°Cに冷やした水中に 5分間浸した。 次いで、 λϋΝΑ固定化 シリコンゥエー八の核酸を固定化した部分に、 実施例 8に記載の lpmolピオチン 化 ADNA (C) を含むハイプリダイゼーシヨン溶液 (Arrayit UniHyb (TeleCHem I nternational, Inc. ) 60mlをのせ、 シリコンゥエーハを水が浸入しないケース (八イブリカセット) に入れてそのケースごとウォーターバスに沈め、 60°Cで 2 時間加熱した。
以下、 実施例 8と同様にしてボスト八イブリダィゼーション及び八イブリダィ ゼーシヨンの検出を行った。 その結果を表 6に示す。 表 6 固定化した核酸
ADNA断片 (A) ADNA断片 (B) 実施例 1 1 X
比較例 6 X 表 6の結果から明らかなように、 ハイブリダイゼーシヨンシグナルが特異的か つ明瞭に現れたことから、 実施例 1 1の ADNA断片固定化シリコンゥェ一ハは NA断片が確実にシリコンゥエーハ上に固定化されていることがわかる。 一方、 比 較例 6の ADNA断片固定化シリコンゥェ一八には、 シグナルはまったく現れなか つた。 さらに、 実施例 1 1の ADNA断片固定化シリコンゥェ一ハ及び比較例 6の ADNA断片固定化シリコンゥエーハのコントロールの位置 (核酸を含まない溶液 をスポッ卜した箇所) にもシグナルはまったく現れなかった。 実施例 1 3 核酸の平板への固定化
ガラス板に金蒸着させた基板の所定の位置に、 実施例 7に記載の ADNA溶液そ れぞれを、 スポッター (Pyxsis5500 CARTESIAN社製) を用いて 3箇所づっスポ ットした。 スポットの大きさは直径約 0.3iMiであった。 この金蒸着ガラス基板を 乾燥機に入れ、 42°Cで 2 0分乾燥した。 次に Uvstratalinker 2400 (STRATAGEN E社製) を用い、 波長 280nmを含む紫外線を 16cmの距離から 1200mJ/cm2照射した。 照射時間は 48 0秒であった。 その後、 前記金蒸着ガラス基板を水中で 30分間 振とうして洗浄した後、 乾燥させた。
一方、 コントロールとして核酸を含まない溶液 (1XTE緩衝液) も同様に金蒸 着ガラス基板にスポットし、 固定化の操作を行った。 比較例 7
実施例 7記載の ADNA溶液 (濃度 lpmol / 1) それぞれを、 金蒸着ガラス基板の 所定の位置に、 スポッター (Pyxsis5500 CARTESIAN社製) を用いて 3箇所づっ スポットした。 この平板を乾燥機に入れ 42でで 2 0分乾燥した。 その後、 前記 金蒸着ガラス基板を水中で 3 0分間振とうして洗浄し、 乾燥させた。 実施例 14 ハイブリダィゼーシヨン及びその検出
実施例 1 3及び比較例 7の ADNA固定化金蒸着ガラス基板を 9 5 に暖めた水 中に 1 0分間浸し、 4°Cに冷やした水中に 5分間浸した。 次いで、 ADNA固定化 金蒸着ガラス基板の核酸を固定化した部分に、 実施例 8に記載の lpmolピオチン 化 ADNA (0 を含むハイブリダィゼーシヨン溶液 (Arrayit UniHyb (TeleCHem I nternational, Inc.) 60mlをのせ、 金蒸着ガラス基板を水が浸入しないケース (ハイプリカセット) に入れてそのケースごとゥォ一ターバスに沈め、 60 で 2 時間加熱した。
以下、 実施例 8と同様にしてボストハイプリダイゼーシヨン及びハイブリダィ ゼーシヨンの検出を行った。 その結果を表 7に示す。
固定化した核酸
ADNA断片 (A) ADNA断片 (B) 実施例 1 3 ◎ X
比較例 7 X X
表 7の結果から明らかなように、 ハイブリダィゼーションシグナルが特異的か つ明瞭に現れたことから、 実施例 1 3の ADNA断片固定化金蒸着ガラス基板は NA断片が確実に金蒸着ガラス基板上に固定化されていることがわかる。 一方、 比 較例 7の λϋΝΑ断片固定化金蒸着ガラス基板には、 シグナルはまったく現れなか つた。 さらに、 実施例 1 3の ADNA断片固定化金蒸着ガラス基板及び比較例 7の ADNA断片固定化金蒸着ガラス基板のコントロールの位置 (核酸を含まない溶液 をスポットした箇所) にもシグナルはまったく現れなかった。 実施例 1 5 核酸の平板への固定化
市販の銅箔 (日鉱金属加工株式会社製) の所定の位置に、 実施例 7に記載の λ DNA溶液それぞれを、 スポッター (PyxsisSSOO CARTESIAN社製) を用いて 3箇所 づっスポットした。 スポットの大きさは直径約 0.3mmであった。 この銅箔を乾燥 機に入れ、 4 で 2 0分乾燥した。 次に Uvstratalinker 2400 (STRATAGENE社 製) を用い、 波長 2 54nmを含む紫外線を 16cmの距離から 1200mJ/cm2照射した。 照射時間は 480秒であった。 その後、 前記銅箔を水中で 30分間振とうして洗 浄した後、 乾燥させた。
一方、 コントロールとして核酸を含まない溶液 (1XTE緩衝液) も同様に銅箔 にスポットし、 固定化の操作を行った。 比較例 8
実施例 7記載の ADNA溶液 (濃度 lpmol/t ) それぞれを、 銅箔の所定の位置に、 スポッ夕一 (Pyxsis5500 CARTESIAN社製) を用いて 3箇所づっスポットした。 この銅箔を乾燥機に入れ 42°Cで 20分乾燥した。 その後、 前記銅箔を水中で 3 0分間振とうして洗浄し、 乾燥させた。 実施例 16 ハイブリダィゼーシヨン及びその検出
実施例 1 5及び比較例 8の ADNA固定化銅箔を 9 5でに暖めた水中に 1 0分間 浸し、 4 に冷やした水中に 5分間浸した。 次いで、 ADNA固定化銅箔の核酸を 固定化した部分に、 実施例 8に記載の lpmolピオチン化 ADNA (C) を含むハイブ リダィゼ一シヨン溶液 (Arrayit UniHyb (TeleCHem International, Inc.) 60ml をのせ、 銅箔を水が浸入しないケース (八イブリカセッ卜) に入れてそのケース ごとウォー夕一バスに沈め、 60 °Cで 2時間加熱した。
以下、 実施例 8と同様にしてボスト八イブリダイゼ一ション及び八ィブリダイ ゼ一シヨンの検出を行った。 その結果を表 8に示す。 表 8 固定化した核酸
ADNA断片 (A) ADNA断片 (B) 実施例 1 5 ◎ X
比較例 8 X X
表 8の結果から明らかなように、 ハイブリダイゼーシヨンシグナルが特異的か つ明瞭に現れたことから、 実施例 1 5の ADNA断片固定化銅箔は ADNA断片が確実 に銅箔上に固定化されていることがわかる。 一方、 比較例 8の ADNA断片固定化 銅箔には、 シグナルはまったく現れなかった。 さらに、 実施例 1 5の ADNA断片 固定化金蒸着ガラス基板及び比較例 8の ADNA断片固定化銅箔のコントロールの 位置 (核酸を含まない溶液をスポットした箇所) にもシグナルはまったく現れな かった。 実施例 1 7 核酸の平板への固定化
市販の純ニッケル箔 (日鉱金属加工株式会社製) の所定の位置に、 実施例 7に 記載の ADNA溶液それぞれを、 スポッター (Pyxsis5500 CARTESIAN社製) を用い て 3箇所づっスポットした。 スポットの大きさは直径約 0.3MIであった。 この純 ニッケル箔を乾燥機に入れ、 42°Cで 2 0分乾燥した。 次に Uvstratalinker 240 0 (STRATAGENE社製) を用い、 波長 280nmを含む紫外線を 16cmの距離から 1200mJ/c m2照射した。 照射時間は 48 0秒であった。 その後、 前記純ニッケル箔を水中で 30分間振とうして洗浄した後、 乾燥させた。
一方、 コントロールとして核酸を含まない溶液 (1XTE緩衝液) も同様に純二 ッケル箔にスポットし、 固定化の操作を行った。 比較例 9
実施例 7記載の λΟΝΑ溶液 (濃度 lpmol/^l) それぞれを、 純ニッケル箔の所定 の位置に、 スポッター (Pyxsis5500 CARTESIAN社製) を用いて 3箇所づっスポ ットした。 この純ニッケル箔を乾燥機に入れ 42°Cで 2 0分乾燥した。 その後、 前記純ニッケル箔を水中で 30分間振とうして洗浄し、 乾燥させた。 実施例 1 8 ハイブリダィゼ一シヨン及びその検出
実施例 1 7及び比較例 9の ADNA固定化純ニッケル箔を 9 5 °Cに暖めた水中に 1 0分間浸し、 4°Cに冷やした水中に 5分間浸した。 次いで、 ADNA固定化純二 ッケル箔の核酸を固定化した部分に、 実施例 8に記載の lpmolピオチン化 ADNA (C) を含むハイブリダィゼーシヨン溶液 (Arrayit UniHyb (TeleCHem Internat i onal , Inc. ) 60mlをのせ、 純ニッケル箔を水が浸入しないケース (ハイプリカ セット) に入れてそのケースごとウォーターパスに沈め、 60 で 2時間加熱した。 以下、 実施例 8と同様にしてボストハイプリダイゼーション及びハイブリダィ ゼーシヨンの検出を行った。 その結果を表 9に示す。 表 9 固定化した核酸 A DNA断片 (A) A DNA断片 (B) 実施例 1 7 ◎ X
比較例 9 X X
表 9の結果から明らかなように、 ハイブリダィゼ一シヨンシグナルが特異的か つ明瞭に現れたことから、 実施例 1 7の A DNA断片固定化銅箔は A DNA断片が確実 に純ニッケル箔上に固定化されていることがわかる。 一方、 比較例 9の A DNA断 片固定化純ニッケル箔には、 シグナルはまったく現れなかった。 さらに、 実施例 1 7の λ DNA断片固定化純ニッケル箔及び比較例 9の λ DNA断片固定化純二ッゲル 箔のコントロールの位置 (核酸を含まない溶液をスポットした箇所) にもシグナ ルはまったく現れなかった。 実施例 1 9
常法に従い、 オリゴヌクレオチド合成機 (Perki n- e lmer App l i ed b i osys t em s) を用いて、 配列番号 9、 1 0及び 1 1に示す塩基配列を有するオリゴヌクレ ォチド (26mer) を合成した。 尚、 配列番号 9に示すオリゴヌクレオチドは、 5 ' 末端をピオチン化した。 また 、 配列番号 9及び 1 0に示すオリゴヌクレオチ ドは、 実施例 1に記載の配列番号 1及び 2に示すオリゴヌクレオチドの 5 ' 末端 に 5個のチミジンが連結した配列を有している。 配列番号 1 1に示すオリゴヌク レオチドは、 配列番号 5に示すォリゴヌクレオチドと 1塩基配列が異なるため相 補性を持っていない。 すなわち、 これらのオリゴヌクレオチドは、 実施例 3の配 列番号 4、 5及び 6のオリゴヌクレオチドの 5 ' 末端のチミジンを 5個に減らし たものである。
上記オリゴヌクレオチドを、 実施例 3と同様にして市販品のステンレス製の平 板 (特殊金属工業株式会社製) に固定化した。 以下、 実施例 2と同様にしてボス トハイブリダィゼーシヨン、 及び平板に固定化されたオリゴヌクレオチドならび にハイブリダィゼーションの検出を行った。 比較例 1 0
実施例 1 9に記載のオリゴヌクレオチド溶液を用いた他は、 比較例 2と同様に して、 ステンレス製の平板に各々のオリゴヌクレオチドを固定化した。 実施例 2 0
実施例 1 9及び比較例 1 0のオリゴヌクレオチド固定化平板の核酸を固定化し た部分に、 3pmo lピオチン化プローブ (262bp) を含むハイプリダイゼーシヨン溶 液 (Arrayi t UniHyb (Te l eCHem Int ernat i onal , Inc. ) 60mlをのせ、 平板を水が 浸入しないケース (八イブリカセット) に入れてそのケースごとウォー夕一パス に沈め、 45でで 2時間加熱した。
以下、 実施例 2と同様にしてポストハイブリダィゼーシヨン、 及び平板に固定 化されたオリゴヌクレオチドならびにハイブリダィゼ一ションの検出を行った。 その結果を、 表 1 0に示す。 配列番号 9のオリゴヌクレオチドを固定化した位置 のシグナルは固定化されたオリゴヌクレオチドの量を、 配列番号 1 0のオリゴヌ クレオチドを固定化した位置のシグナルはハイブリダィゼーションの強度を、 そ れぞれ示す。 表 1 0 固定化したオリゴヌクレオチド 配列番号 9 配列番号 1 0 配列番号 1 1 実施例 1 9 ◎ ◎ X
比較例 1 0 X X X
産業上の利用の可能性
本発明の方法により、 生体分子、 例えば核酸、 特に鎖長の短い核酸を、 金属製 担体に簡便、 かつ、 効率よく固定することができる。 また、 担体表面のコーティ ングが不要であるため、 金属製の電極等に直接生体分子を固定化することができ る。

Claims

請求の範囲
1. 生体分子を担体に固定化する方法であって、 生体分子の溶液を担体上に スポットする工程と、 前記生体分子溶液をスポットした担体に波長 280 nmの 成分を含む紫外線を照射する工程を含み、 前記担体は金属であることを特徴とす る方法。
2. 前記紫外線が、 波長 220〜300 nmの成分を含むことを特徴とする 請求項 1に記載の方法。
3. 前記金属は、 周期律表第 2周期〜第 7周期の I、 II、 III、 IV、 V、 VI、 V II族および遷移元素から選ばれる金属、 又は同金属を含む合金である請求項 1又 は 2に記載の方法。
4. 前記紫外線の照射量は 1 00m JZcm2以上である請求項 1〜3のい ずれか一項に記載の方法。
5. 前記生体分子は核酸、 タンパク質、 糖、 抗原、 抗体、 ペプチド、 酵素か ら選ばれる請求項 1〜4のいずれか一項に記載の方法。
6. 生体分子が担体上に固定化された生体分子固定化担体の製造法であって、 生体分子の溶液を担体上にスポッ卜する工程と、 前記生体分子溶液をスポットし た担体に波長 280 nmの成分を含む紫外線を照射し、 前記生体分子を担体に固 定化する工程を含む方法。
7. 前記紫外線が、 波長 220〜300 nmの成分を含むことを特徴とする 請求項 6に記載の方法。
8. 前記生体分子は核酸であって、 核酸固定化担体はハイブリダィゼーショ ンによる核酸の分析に用いられるものである請求項 6に記載の方法。
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