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JP2010032508A - Chip manufacturing method, chip, detection method and device using chip - Google Patents

Chip manufacturing method, chip, detection method and device using chip Download PDF

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JP2010032508A
JP2010032508A JP2009153921A JP2009153921A JP2010032508A JP 2010032508 A JP2010032508 A JP 2010032508A JP 2009153921 A JP2009153921 A JP 2009153921A JP 2009153921 A JP2009153921 A JP 2009153921A JP 2010032508 A JP2010032508 A JP 2010032508A
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ligand
gel
spot
chip
binding
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JP2009153921A
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Japanese (ja)
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Yasuhiro Wada
康裕 和田
Yuki Asuma
夕紀 阿須間
Yoshikazu Kanamori
芳和 金森
Shigeki Nitta
茂輝 新田
Hiroyuki Tanaka
裕之 田中
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】ゲルを含んで構成された複数のスポットに、使用量を抑制しながらリガンドを固定化する。
【解決手段】ゲルを基板1上に固定化してスポット3を形成してから、スポット3上にリガンドを含む溶液4をスポッティングして、リガンドをスポット3に固定化する。
【選択図】図4
[PROBLEMS] To immobilize a ligand on a plurality of spots including a gel while suppressing the amount used.
A gel is immobilized on a substrate to form a spot, and then a solution containing a ligand is spotted on the spot to immobilize the ligand on the spot.
[Selection] Figure 4

Description

本発明はチップの製造方法及びそれにより製造されたチップに関する。特に、微小なハイドロゲルのスポットを形成した基板にリガンドの溶液をスポットすることにより作製されたチップ及びその製造法、並びに、それを用いた検出方法及び検出装置に関する。   The present invention relates to a chip manufacturing method and a chip manufactured thereby. In particular, the present invention relates to a chip manufactured by spotting a ligand solution on a substrate on which a fine hydrogel spot is formed, a manufacturing method thereof, a detection method and a detection apparatus using the chip.

例えば検体中の被検出物質の濃度測定、バイオセンサーなどの用途に使用する目的で、固体で形成された基板の表面に、被検出物質と相互作用する能力のある機能性有機分子を固定化したチップ(固定化体)が報告されている(特許文献1)。
また、「リガンド」とも称される機能性有機分子としては、例えばタンパク質を使用した例が多数報告されている。このようにタンパク質を固定化したチップの用途としては、例えば、抗原と抗体、タンパク質と低分子化合物、糖類とレクチン、などの相互作用を利用した目的物質の検出が報告されてきた。また、リガンドとして糖類を使用した例も報告されている。このように糖類を固定化したチップの用途としては、例えば、ウイルス、細菌、毒素等の検出などが報告されている。
For example, functional organic molecules that have the ability to interact with a target substance are immobilized on the surface of a solid substrate for the purpose of measuring the concentration of the target substance in a specimen or for applications such as biosensors. A chip (immobilized body) has been reported (Patent Document 1).
In addition, as a functional organic molecule also referred to as “ligand”, for example, many examples using proteins have been reported. As a use of a chip on which a protein is immobilized in this manner, for example, detection of a target substance using an interaction between an antigen and an antibody, a protein and a low molecular compound, a saccharide and a lectin, etc. has been reported. An example using saccharides as a ligand has also been reported. For example, detection of viruses, bacteria, toxins, and the like has been reported as a use of chips in which saccharides are immobilized in this way.

ところで、基板にリガンドを固定化してリガンドと被検出物質との相互作用の解析等を行う場合、重要なことの一つとして、被検出物質と相互作用しうるリガンドを高密度化し、信号を増強することが挙げられる。一般に、リガンドの高密度化を達成するためにはハイドロゲルを使用することが多い。ハイドロゲルは微細構造を有するため、比表面積が大きく、リガンドを多数固定化できるからである。また、ハイドロゲルは内部にまで被検出物質が移動できることからも、ハイドロゲルの使用は好ましい。   By the way, when immobilizing a ligand on a substrate and analyzing the interaction between the ligand and the substance to be detected, one important thing is to increase the density of the ligand that can interact with the substance to be detected and enhance the signal. To do. In general, hydrogels are often used to achieve high density of ligands. This is because the hydrogel has a fine structure and thus has a large specific surface area and can immobilize many ligands. In addition, the hydrogel is preferably used because the substance to be detected can move to the inside.

また、基板にリガンドを固定化してリガンドと被検出物質との相互作用の解析等を行う場合には、多くの種類のリガンドをひとつの基板上に固定化し、被検出物質と複数種のリガンドとの相互作用を同時に測定することも好ましく、さらに、固定化されたリガンドの均一性が高いことも好ましい。   When ligands are immobilized on a substrate and the interaction between the ligand and the substance to be detected is analyzed, many types of ligands are immobilized on one substrate, and the substance to be detected and multiple types of ligands are It is also preferable to measure these interactions simultaneously, and it is also preferable that the uniformity of the immobilized ligand is high.

特開2007−101520号公報JP 2007-101520 A

ハイドロゲルを用いてリガンドの固定化を行う方法のひとつとして、一旦ハイドロゲルからなる微小なスポットを基板表面に所定の数だけ形成した後で、リガンドをそれぞれのスポットに固定化させる方法が挙げられる。この場合、従来は、リガンドを固定化する工程では、リガンドが溶解された溶液をピペットなどを用いて大きな液滴で基板に滴下するか、それへ基板を浸漬し、複数のスポットに一様にリガンドを固定化していた。しかし、これでは使用するリガンドの量が多くなる傾向があり、経済的に不利であることから、研究開発を阻害することがあった。   One method of immobilizing ligands using hydrogels is to form a predetermined number of fine spots made of hydrogel on the substrate surface and then immobilize the ligands on each spot. . In this case, conventionally, in the step of immobilizing the ligand, the solution in which the ligand is dissolved is dropped on the substrate with a large droplet using a pipette or the like, or the substrate is immersed in it, and uniformly distributed in a plurality of spots. Ligand was immobilized. However, this tends to increase the amount of ligand to be used, which is disadvantageous economically, which may hinder research and development.

また、基板上に複数のハイドロゲルのスポットを形成した場合、それぞれのスポットに異なるリガンドを固定化することが望ましい場合がある。これにより、より多くの種類のリガンドを基板に固定化することが可能であり(即ち、集積度を向上させることができ)、ひとつのチップを用いてより多種の相互作用の解析が可能となるからである。この場合、同時に多数の相互作用を測定する目的から、集積度を上げることが好ましく、そのためにはリガンドを含むスポットを微小化することが望まれる。中でも、検査や診断などの目的に使用するチップにおいて、これらの集積化は特に好ましい。しかし、前記のようにリガンドが溶解された溶液に基板を浸漬する方法では、集積度の高いチップを作製することは困難であった。   In addition, when a plurality of hydrogel spots are formed on the substrate, it may be desirable to immobilize different ligands on each spot. As a result, it is possible to immobilize more types of ligands on the substrate (that is, the degree of integration can be improved), and it is possible to analyze more types of interactions using a single chip. Because. In this case, for the purpose of measuring a large number of interactions at the same time, it is preferable to increase the degree of integration. For this purpose, it is desirable to miniaturize the spot containing the ligand. Among these, the integration of these is particularly preferable in a chip used for inspection or diagnosis. However, in the method of immersing the substrate in the solution in which the ligand is dissolved as described above, it is difficult to produce a highly integrated chip.

また、基板上に複数のハイドロゲルのスポットを作製した後に、複数の溝を作製したシートを貼りあわせて、基板と溝で作製される流路中にスポットが位置するようにし、異なるリガンドを含む液体をそれぞれの流路に流すことにより、スポットごとに異なるリガンドを固定化する技術も知られている。しかし、本方法では、当該のシートを作製する必要があること、工程が複雑になることから好ましい方法とは言えず、さらには、基板上に流路のためのスペースを用意する必要上、スポットの集積度を上げることが出来ないことと、基板上に同時に固定化されるリガンドの種類を増やすことが困難であると言う問題点を有していた。   In addition, after creating a plurality of hydrogel spots on a substrate, a sheet with a plurality of grooves is pasted so that the spots are positioned in the flow path created by the substrate and the grooves, and include different ligands. There is also known a technique for immobilizing different ligands for each spot by flowing a liquid through each channel. However, this method is not a preferable method because it is necessary to prepare the sheet and the process becomes complicated. Further, it is necessary to prepare a space for the flow path on the substrate. In other words, it was difficult to increase the degree of integration and to increase the types of ligands immobilized on the substrate at the same time.

本発明は上記の課題に鑑みて創案されたもので、その目的は、ゲルを含んで構成された複数のスポットに、使用量を抑制しながらリガンドを固定化できるチップの製造方法、及び当該製造方法で製造されたチップ、並びに、それらのチップを用いた検出方法及び検出装置を提供することである。   The present invention was devised in view of the above problems, and its purpose is to manufacture a chip capable of immobilizing a ligand on a plurality of spots configured to contain a gel while suppressing the amount used, and the manufacture It is to provide a chip manufactured by the method, and a detection method and a detection apparatus using the chip.

本発明者らは上記課題に鑑みて鋭意検討した結果、あらかじめ基板上に形成されたゲルのスポットにリガンドを含む溶液をスポッティングすること(つまり、重ね打ちすること)により、リガンドの使用量を大幅に低減させることに加えて、複数のゲルのスポットにそれぞれ異なるリガンドを固定化してスポットの集積度を高めることが可能であることを見出し、本発明を完成させた。得られたチップは、これをセンサーとして用いた場合にも十分な感度を有している。また、スポットが形成されていない部分には通常はリガンドは存在しておらず、そのため高いS/N比(Signal to Noise ratio)が得られる。さらに、このようにゲルのスポットの上に重ねるようにして溶液をスポッティングしてリガンドを固定化すること、及び、ゲルの各スポットに異なるリガンドを固定化することは、操作が簡単であるため、プロセス上の観点からも好ましい。   As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have significantly increased the amount of ligand used by spotting a solution containing the ligand on a gel spot previously formed on the substrate (that is, by overstrike). In addition to the reduction, the present inventors have found that it is possible to immobilize different ligands on a plurality of gel spots to increase the degree of spot accumulation, thereby completing the present invention. The obtained chip has sufficient sensitivity even when it is used as a sensor. In addition, a ligand is not usually present in a portion where no spot is formed, so that a high S / N ratio (Signal to Noise ratio) can be obtained. Furthermore, spotting the solution so as to overlap the spot of the gel in this way to immobilize the ligand, and immobilizing a different ligand to each spot of the gel is easy to operate, It is also preferable from the viewpoint of the process.

また、本発明者らが更に検討したところ、本発明のチップの製造方法では、微小スケールのチップ作製プロセスゆえ、基板の伸縮が製品の品質に大きな影響を与えることが分かった。即ち、微小なサイズゆえ、ゲルを固定化してスポットを形成する時のスポットの位置と、リガンド溶液のスポッティング位置(スポッティングされたリガンド溶液の液滴が付着する位置)とのずれが、スポット全体に与える影響は非常に大きいことが分かった。例えば同じ100μmのずれであるとしても、スポットの大きさが3mmの場合と300μmの場合とでは、ゲルのスポットとリガンド溶液のスポッティング位置との重なり合い部分と重なり合わない部分との比が大きく異なる。   Further investigations by the present inventors have revealed that, in the chip manufacturing method of the present invention, the expansion and contraction of the substrate greatly affects the quality of the product because of the micro-scale chip manufacturing process. That is, because of the very small size, the difference between the spot position when the gel is immobilized and the spot is formed and the spotting position of the ligand solution (position where the spotted ligand solution droplet adheres) It was found that the impact was very large. For example, even if the deviation is the same 100 μm, the ratio of the overlapping portion between the spot of the gel and the spotting position of the ligand solution and the portion not overlapping is greatly different between the case where the spot size is 3 mm and the case where the spot size is 300 μm.

このずれは、チップ製造のプロセスにおける、基板の材質;使用する溶媒;温度及び湿度等の条件;或いはそれらの組み合わせ及び順序などにより、基板が起こす伸縮のためと推察される。本発明のチップの製造方法では、スケールが小さいゆえに、これら伸縮量に起因するゲルのスポットの位置とリガンド溶液をスポッティングする位置とのずれが大きく反映されて、製造されるチップの感度の低下やスポット間のばらつきが生じることになり、ひいては製品の品質に影響を与えることとなる。   This deviation is presumed to be due to expansion and contraction caused by the substrate depending on the material of the substrate; the solvent used; the conditions such as temperature and humidity; or the combination and order thereof in the chip manufacturing process. In the chip manufacturing method of the present invention, since the scale is small, the deviation between the position of the gel spot and the position where the ligand solution is spotted due to the amount of expansion and contraction is largely reflected, and the sensitivity of the manufactured chip is reduced. Variations between spots will occur, which in turn affects the quality of the product.

特に基板の材質としては、経済性や扱いやすさから、ガラスなどに比べてより安価なプラスチックを使用することが多い。しかし、一方でプラスチックは膨潤しやすく、また外力などによる影響も受けやすい。例えば、基板の表面処理時の溶媒としてエタノールなどの有機溶媒を使用した場合は膨潤の影響は特に顕著である。なお、膨潤及び外力による基板の伸縮量はある程度の予測はつくものの、完全に制御できるものではない。したがって、基板上のゲルのスポットの位置と、重ね打ちされるリガンド溶液のスポッティング位置とのずれの程度は、厳密には決められず、特に微小スケールでは課題となる。   In particular, as a material for the substrate, a cheaper plastic is often used compared to glass or the like because of economical efficiency and ease of handling. However, on the other hand, plastics easily swell and are easily affected by external forces. For example, when an organic solvent such as ethanol is used as a solvent during the surface treatment of the substrate, the influence of swelling is particularly significant. Although the amount of expansion and contraction of the substrate due to swelling and external force can be predicted to some extent, it cannot be completely controlled. Therefore, the degree of deviation between the spot position of the gel on the substrate and the spotting position of the overlaid ligand solution cannot be determined strictly, and is particularly a problem on a microscale.

また、湿度や表面の親水性のばらつき等により、ゲルのスポットの大きさにばらつきが生じる事がある。この場合、設計よりも小さくなってしまったスポットにはスポットの全体にリガンドが固定されるが、スポットが設計よりも大きくなった場合、ゲルのスポットの大きさがリガンド溶液をスポッティングできる範囲の大きさよりも大きくなり、スポットの一部にしかリガンドが固定化されないことがある。さらには、リガンド溶液をさまざまに変えた場合、その液性に伴ってリガンド溶液をスポッティングできる範囲の大きさが変わるため、その範囲が想定よりも小さくなった場合は、ゲルのスポットの一部にしかリガンドが固定化されなくなることがある。   Further, the size of the gel spot may vary due to variations in humidity, surface hydrophilicity, and the like. In this case, the ligand is fixed to the entire spot in the spot that is smaller than the design, but if the spot is larger than the design, the size of the gel spot is within the range that can spot the ligand solution. The ligand may be immobilized only on a part of the spot. In addition, when the ligand solution is changed in various ways, the size of the spot where the ligand solution can be spotted changes according to its liquidity, so if the range becomes smaller than expected, it will be part of the gel spot. However, the ligand may not be immobilized.

また、本発明者らの検討により、微小スケールに起因する別の課題も明らかとなった。微小スケールではスポッティングされるリガンド溶液の量が少なく、溶媒の揮発が速いため、当該溶液がゲル全体に浸透するよりも早く乾燥することが容易に起こり、ゲルの一部にしかリガンドが固定化されないことが起こりうる。また、ゲル自体の性質によっては、溶液の吸収に時間のかかる性質を有しているものもある。さらに、先のようにスポットの位置ずれがあると、リガンド溶液は滴下できていない部分には染み込んで行かず、スポッティングした溶液に含まれるリガンドのうちの一部しかゲルに固定化されず、データのばらつきの原因になる。このような課題は従来知られたものではなく、本発明を完成するにあたって本発明者らが検討して初めて判明したものである。   Moreover, another problem resulting from the microscale has also been clarified by the study of the present inventors. At small scales, the amount of ligand solution spotted is small and the volatilization of the solvent is fast, so that the solution can easily dry faster than it penetrates the entire gel, and the ligand is only immobilized on a portion of the gel. Can happen. Some gels have properties that take time to absorb the solution. Furthermore, if the spot is misaligned as described above, the ligand solution does not soak into the part where it has not been dripped, and only a part of the ligand contained in the spotted solution is immobilized on the gel, and the data Cause the variation of. Such a problem is not conventionally known, and has been found only after the present inventors have examined the present invention.

本発明者らはこれらの新たな課題に対しても鋭意検討を行ったところ、ゲルのスポットとリガンドを含む溶液のスポッティング位置との位置ずれについては、(1)ゲルのスポットよりも広い範囲を一度にスポッティングできるスポッタによりゲルのスポットを覆うようにリガンド溶液のスポッティングを行うこと、または、(2)予め計画された手順に従ってリガンド溶液を複数回スポッティングすることのいずれかを行うことにより、ゲル全体にリガンドを固定化できることを見出した。このとき、リガンド溶液のスポッティングを複数回行う場合は、スポッティングは位置をずらしながら行うことがより好ましいことも分かった。   The inventors of the present invention have also intensively studied these new problems. As a result, (1) a wider range than the spot of the gel can be obtained for the positional deviation between the spot of the gel and the spotting position of the solution containing the ligand. Either spot the ligand solution to cover the gel spot with a spotter that can be spotted at one time, or (2) spot the ligand solution multiple times according to a pre-planned procedure. It was found that a ligand can be immobilized on At this time, it was also found that when spotting the ligand solution a plurality of times, spotting is preferably performed while shifting the position.

このような構成により、ゲルの微小なスポット全体にリガンドを固定化することができ、さらにはスポットごとの差を小さくして、当該チップを用いて分析等を行う場合のデータの安定性を高めることが可能となる。なお、前記のスポットの位置ずれを解決する方法としては、コンピュータ等を用いて画像認識を行い、全てのスポットごとにリガンド溶液のスポッティング位置を調整し、ゲルの位置に正確にスポッティングすることも可能であると考えられる。しかし、そのような構成では装置が複雑化して経済合理性の面から課題がある。本発明によれば、そのような課題も回避可能である。   With such a configuration, the ligand can be immobilized on the entire small spot of the gel, and further, the difference between each spot is reduced, and the stability of data when performing analysis or the like using the chip is improved. It becomes possible. In addition, as a method of resolving the above-mentioned spot displacement, it is also possible to perform spot recognition accurately by adjusting the spotting position of the ligand solution for each spot by performing image recognition using a computer or the like. It is thought that. However, in such a configuration, the apparatus becomes complicated and there is a problem from the viewpoint of economic rationality. According to the present invention, such a problem can also be avoided.

即ち、本発明の要旨は、基板と、該基板上に固定化されたゲルを含んでなる複数のスポットとを備えたチップの製造方法であって、該ゲルを基板上に固定化してスポットを形成するゲルスポッティング工程と、該スポット上にリガンドを含む溶液をスポッティングして、該リガンドを該スポットに固定化するリガンドスポッティング工程とを有することを特徴とする、チップの製造方法に存する(請求項1)。   That is, the gist of the present invention is a method for manufacturing a chip comprising a substrate and a plurality of spots comprising gel immobilized on the substrate, and the spots are formed by immobilizing the gel on the substrate. A chip manufacturing method comprising: forming a gel spotting step; and spotting a solution containing a ligand on the spot to immobilize the ligand on the spot (claim). 1).

このとき、該リガンドスポッティング工程において、該スポットよりも広い範囲を一度にスポッティングすることができるスポッタにより、該スポットを覆うようにスポッティングして、該リガンドを該スポットに固定化することが好ましい(請求項2)。
また、該リガンドスポッティング工程において、スポッタの位置をずらして複数回スポッティングして、該リガンドを該スポットに固定化することも好ましい(請求項3)。さらに、該リガンドスポッティング工程において、該リガンドを含む溶液が、該ゲル全体に浸透する前に乾燥するものであると、好ましい(請求項4)。
At this time, in the ligand spotting step, it is preferable to fix the ligand to the spot by spotting the spot so as to cover the spot with a spotter capable of spotting a range wider than the spot at a time (claims) Item 2).
Further, in the ligand spotting step, it is also preferable to fix the ligand to the spot by shifting the spotter position and spotting a plurality of times (Claim 3). Furthermore, in the ligand spotting step, it is preferable that the solution containing the ligand is dried before penetrating the entire gel (claim 4).

また、該ゲルは、生体物質、及び、該生体物質と結合可能な化合物からなる主鎖を有するマトリックスを含んで形成されているものが好ましい(請求項5)。また、該ゲルは、該リガンドと結合可能な生体物質、及び、該生体物質と結合可能な化合物が結合してなる、粒径が1μm以下の粒子状隗が互いに結合して構成されたものであっても好ましい(請求項6)。この際、該粒子状塊同士の間に空間が形成されているものがより好ましい(請求項7)。また、ゲルの重量に対する該生体物質の重量の比率が0.1以上であることが好ましい(請求項8)。   The gel is preferably formed by including a matrix having a main chain composed of a biological material and a compound capable of binding to the biological material (Claim 5). The gel is composed of a biological material that can bind to the ligand and a particulate wrinkle having a particle size of 1 μm or less, which is formed by binding a compound that can bind to the biological material. Even if it exists, it is preferable (Claim 6). At this time, it is more preferable that a space is formed between the particulate lumps (Claim 7). Moreover, it is preferable that the ratio of the weight of the biological material to the weight of the gel is 0.1 or more (claim 8).

また、本発明のチップの製造方法では、該スポットの厚みが乾燥状態で5nm以上であることが好ましい(請求項9)。また、該化合物の少なくとも1種は、該生体物質と結合可能な官能基を2点以上有するものが好ましく(請求項10)、無電荷であるものが好ましく(請求項11)、水に混和しうると共に、少なくとも1種の有機溶媒に混和しうるものが好ましく(請求項12)、分子量が1000以上であるものが好ましく(請求項13)、液体中に混和した状態での該化合物の径が1nm以上であるものが好ましい(請求項14)。   In the chip manufacturing method of the present invention, it is preferable that the thickness of the spot is 5 nm or more in a dry state. In addition, at least one of the compounds preferably has two or more functional groups capable of binding to the biological substance (Claim 10), preferably has no charge (Claim 11), and is miscible with water. In addition, those that are miscible with at least one organic solvent are preferred (Claim 12), those having a molecular weight of 1000 or more are preferred (Claim 13), and the diameter of the compound when mixed in a liquid is What is 1 nm or more is preferable (claim 14).

さらに、該生体物質は生体分子であることが好ましく(請求項15)、該生体分子はタンパク質であることが好ましい(請求項16)。また、該リガンドは、金属キレート、ビタミン、糖類、グルタチオン、ボロン酸、タンパク質、抗原、核酸、生理活性物質、脂質、ホルモン、環境ホルモン及びキレート形成基からなる群より選ばれる少なくともいずれかであることが好ましい(請求項17)。   Furthermore, the biological material is preferably a biomolecule (Claim 15), and the biomolecule is preferably a protein (Claim 16). The ligand is at least one selected from the group consisting of metal chelates, vitamins, saccharides, glutathione, boronic acids, proteins, antigens, nucleic acids, bioactive substances, lipids, hormones, environmental hormones, and chelate-forming groups. (Claim 17).

また、本発明のチップの製造方法では、該ゲルスポッティング工程の後、該リガンドスポッティング工程の前に、該ゲル及び該リガンドに結合可能なリンカーを含む溶液を該スポットに接触させて、該リンカーを該スポットに固定化するリンカースポッティング工程を行うことが好ましい(請求項18)。また、本発明のチップの製造方法では、該リガンドスポッティング工程の前に、該ゲル及び該リガンドに結合可能なリンカーと、該リガンドを含む溶液とを混合するリンカー混合工程を行うことも好ましい(請求項19)。この際、該リンカーは親水性分子であることが好ましく(請求項20)、該親水性分子はエチレンオキサイド鎖を含有していることがより好ましい(請求項21)。   Further, in the chip manufacturing method of the present invention, after the gel spotting step and before the ligand spotting step, a solution containing a linker capable of binding to the gel and the ligand is brought into contact with the spot, and the linker is used. It is preferable to perform a linker spotting step for immobilizing the spots (claim 18). In the chip manufacturing method of the present invention, it is also preferable to perform a linker mixing step of mixing the gel and a linker capable of binding to the ligand and a solution containing the ligand before the ligand spotting step (claim). Item 19). In this case, the linker is preferably a hydrophilic molecule (Claim 20), and more preferably, the hydrophilic molecule contains an ethylene oxide chain (Claim 21).

またさらに、該ゲルスポッティング工程および該リガンドスポッティング工程の後に、該ゲル中の該生体物質の活性点に結合可能な官能基を有する化合物を含む溶液を該スポットに接触させて、該ゲルを不活性化する工程を有することが好ましい(請求項22)。   Still further, after the gel spotting step and the ligand spotting step, a solution containing a compound having a functional group capable of binding to an active site of the biological substance in the gel is brought into contact with the spot to inactivate the gel. It is preferable to have a step of converting (claim 22).

本発明の別の要旨は、本発明の製造方法により製造されたことを特徴とするチップに存する(請求項23)。本発明の更に別の要旨は、基板と、該基板上に固定化されたゲルを含んでなる複数のスポットとを備え、該スポットにリガンドが固定化されているとともに、該スポット間にリガンドが固定化されていない部分が形成されていることを特徴とするチップに存する(請求項24)。本発明の更に別の要旨は、基板と、該基板上に固定化されたゲルを含んでなる複数のスポットとを備え、該スポットのうち、少なくとも1個のスポットに第一のリガンドが固定化され、該スポットのうち、他の少なくとも1個のスポットに第二のリガンドが固定化されていることを特徴とするチップに存する(請求項25)。   Another subject matter of the present invention resides in a chip manufactured by the manufacturing method of the present invention (claim 23). Still another subject matter of the present invention comprises a substrate and a plurality of spots comprising a gel immobilized on the substrate, wherein a ligand is immobilized on the spot, and the ligand is present between the spots. The chip is characterized in that an unfixed portion is formed (claim 24). Still another subject matter of the present invention comprises a substrate and a plurality of spots comprising a gel immobilized on the substrate, and a first ligand is immobilized on at least one of the spots. And the second ligand is immobilized on at least one other spot among the spots (Claim 25).

本発明の更に別の要旨は、本発明のチップを用いて、核酸、タンパク質、毒素、ウイルス、細胞、糖類、低分子化合物、又はそれらの結合体を検出することを特徴とする、検出方法に存する(請求項26)。また、本発明のチップを用いて、該スポットが乾燥した状態で蛍光検出を行う場合に、波長が580nm以上の光を検出することを特徴とする、検出方法にも存する(請求項27)。
本発明の更に別の要旨は、本発明のチップを用いて、核酸、タンパク質、毒素、ウイルス、細胞、糖類、低分子化合物、又はそれらの結合体を検出することを特徴とする、検出装置に存する(請求項28)。
Still another subject matter of the present invention is a detection method characterized by detecting a nucleic acid, protein, toxin, virus, cell, saccharide, low molecular weight compound, or a conjugate thereof using the chip of the present invention. (Claim 26). The present invention also relates to a detection method characterized by detecting light having a wavelength of 580 nm or more when fluorescence detection is performed in a state where the spot is dry using the chip of the present invention (claim 27).
Still another subject matter of the present invention is a detection apparatus characterized by detecting a nucleic acid, protein, toxin, virus, cell, saccharide, low molecular weight compound, or conjugate thereof using the chip of the present invention. (Claim 28).

本発明(請求項1〜25)によれば、ゲルを含んで構成された複数のスポットに、使用量を抑制しながらリガンドを固定化してチップを製造できる。特に、本発明(請求項2〜4)によれば、前記スポットの全体にリガンドを固定化できる。さらに、本発明(請求項24)によれば、複数のスポットにリガンドを固定化しながらもリガンドの使用量を従来よりも抑制したチップを実現できる。また、本発明(請求項25)によれば、スポット毎に異なるリガンドを固定化してスポットの集積度を高めたチップを実現できる。本発明(請求項25,26,27)によれば、本発明のチップを用いて様々な被検出物質を検出できる。   According to the present invention (Claims 1 to 25), it is possible to manufacture a chip by immobilizing a ligand on a plurality of spots configured to include a gel while suppressing the amount used. In particular, according to the present invention (claims 2 to 4), a ligand can be immobilized on the entire spot. Furthermore, according to the present invention (Claim 24), it is possible to realize a chip in which the amount of ligand used is suppressed more than before while the ligand is immobilized on a plurality of spots. Further, according to the present invention (claim 25), it is possible to realize a chip in which different ligands are immobilized for each spot and the degree of integration of the spots is increased. According to the present invention (claims 25, 26, 27), various substances to be detected can be detected using the chip of the present invention.

(a)及び(b)はいずれも、本発明の一実施形態について説明するため、特定ゲルの構造の例を模式的に示す図である。(A) And (b) is a figure which shows typically the example of the structure of a specific gel, in order to demonstrate one Embodiment of this invention. (a)及び(b)はいずれも本発明の一実施形態について説明するための図あって、(a)は生体物質及び結合化合物を模式的に示す図、(b)は粒子状塊を模式的に示す図である。(A) And (b) is a figure for demonstrating one Embodiment of this invention, (a) is a figure which shows a biological material and a binding compound typically, (b) is a model of a particulate lump. FIG. (a)〜(c)は本発明の一実施形態について説明するため、スポッタにリガンド溶液をスポッティングする際の様子の一例を模式的に示す図である。(A)-(c) is a figure which shows typically an example of the mode at the time of spotting a ligand solution to a spotter, in order to demonstrate one Embodiment of this invention. (a)〜(c)は本発明の一実施形態について説明するため、スポッタにリガンド溶液をスポッティングする際の様子の一例を模式的に示す図である。(A)-(c) is a figure which shows typically an example of the mode at the time of spotting a ligand solution to a spotter, in order to demonstrate one Embodiment of this invention. (a)〜(d)は本発明の一実施形態について説明するため、スポッタにリガンド溶液をスポッティングする際の様子の一例を模式的に示す図である。(A)-(d) is a figure which shows typically an example of the mode at the time of spotting a ligand solution to a spotter, in order to demonstrate one Embodiment of this invention. 本発明の実施例4で作製したチップの表面をAFMで測定した結果を示す図面代用写真である。It is a drawing substitute photograph which shows the result of having measured the surface of the chip | tip produced in Example 4 of this invention by AFM. 本発明の実施例7で撮影した、蛍光強度測定時のチップの様子を示す図面代用写真である。It is a drawing substitute photograph which shows the mode of the chip | tip at the time of the fluorescence intensity measurement image | photographed in Example 7 of this invention. 本発明の実施例9及び比較例1で撮影した、蛍光強度測定時のチップの様子を示す図面代用写真である。It is a drawing substitute photograph which shows the mode of the chip | tip at the time of the fluorescence intensity measurement image | photographed in Example 9 and Comparative Example 1 of this invention. 図8の一部を拡大して示す図面代用写真である。FIG. 9 is a drawing substitute photograph showing a part of FIG. 8 in an enlarged manner. FIG. 本発明の実施例10で行った蛍光強度測定の結果を表すグラフである。It is a graph showing the result of the fluorescence intensity measurement performed in Example 10 of this invention. 本発明の実施例19で行った蛍光強度測定の結果を表すグラフである。It is a graph showing the result of the fluorescence intensity measurement performed in Example 19 of this invention. 本発明の実施例20で行った蛍光強度測定の結果を表すグラフである。It is a graph showing the result of the fluorescence intensity measurement performed in Example 20 of this invention. 本発明の実施例22で行った蛍光強度測定の結果を表すグラフである。It is a graph showing the result of the fluorescence intensity measurement performed in Example 22 of this invention. 本発明の実施例23で行った蛍光強度測定の結果を表すグラフである。It is a graph showing the result of the fluorescence intensity measurement performed in Example 23 of this invention. 本発明の実施例24で行った蛍光強度測定の結果を表すグラフである。It is a graph showing the result of the fluorescence intensity measurement performed in Example 24 of this invention. 本発明の実施例28で行った蛍光強度測定の結果を表すグラフである。It is a graph showing the result of the fluorescence intensity measurement performed in Example 28 of this invention. 本発明の実施例29で行った蛍光強度測定の結果を表すグラフである。It is a graph showing the result of the fluorescence intensity measurement performed in Example 29 of this invention.

以下、本発明について実施形態及び例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments, examples, etc., but the present invention is not limited to the following embodiments, examples, etc., and can be arbitrarily set within the scope of the present invention. Can be changed and implemented.

[1.チップの製造方法]
本実施形態のチップの製造方法は、基板と、基板上に固定化されたゲルを含んでなる複数のスポットとを備えたチップを製造する方法である。また、本実施形態のチップの製造方法では、基板を用意し、ゲルを基板上に固定化してスポットを形成するゲルスポッティング工程と、スポット上にリガンドを含む溶液(以下、適宜「リガンド溶液」ということがある。)をスポッティングして、リガンドをスポットに固定化するリガンドスポッティング工程とを行う。
[1. Chip manufacturing method]
The chip manufacturing method according to the present embodiment is a method for manufacturing a chip including a substrate and a plurality of spots including gels immobilized on the substrate. Further, in the chip manufacturing method of this embodiment, a substrate is prepared, a gel spotting step of forming a spot by immobilizing the gel on the substrate, and a solution containing a ligand on the spot (hereinafter referred to as “ligand solution” as appropriate). A ligand spotting step in which the ligand is immobilized on the spot.

[1−1.基板の用意]
本実施形態のチップの製造方法では、まず、ゲルを固定化する対象となる基板を用意する。基板の材料に特に制限はなく、ゲルを固定化できるものであれば、任意の材料を用いることが可能である。例としては、ガラス、水晶、シリコン、金属、金属酸化物、プラスチック等が挙げられる。これらの材料は、通常、製造されるチップの用途やリガンドの種類等に応じて適宜使い分けられる。
[1-1. Preparation of substrate]
In the chip manufacturing method of the present embodiment, first, a substrate to be a target for immobilizing the gel is prepared. There is no particular limitation on the material of the substrate, and any material can be used as long as the gel can be immobilized. Examples include glass, quartz, silicon, metal, metal oxide, plastic and the like. These materials are usually properly used according to the purpose of the chip to be produced, the type of ligand, and the like.

例えば、製造されるチップをFET(field−effect transistor:電界効果トランジスタ)センサーに使用する場合であれば、基板の材料としては金、シリコンなどが好適に使用される。
例えば、製造されるチップをQCM(Quartz Crystal Microbalance:水晶発振子微量天秤)センサーに使用する場合であれば、基板の材料としては水晶、金などが好適に使用される。
例えば、製造されるチップをSPR(Surface Plasmon Resonance:表面プラズモン共鳴)センサーに使用する場合であれば、基板の材料としては金などが好適に使用される。
例えば、製造されるチップをMEMS(Micro−Electro−Mechanical Systems)技術によるセンサーに使用する場合であれば、基板の材料としてはシリコンなどが好適に使用される。
例えば、製造されるチップをELISA(enzyme−linked immunosorbent assay:酵素免疫検定法)用途に使用する場合であれば、基板の材料としてはプラスチック、ガラスなどが好適に使用され、特にプラスチックが好適である。
For example, when the manufactured chip is used for a field-effect transistor (FET) sensor, gold, silicon, or the like is preferably used as a substrate material.
For example, when the manufactured chip is used in a QCM (Quartz Crystal Microbalance) sensor, quartz, gold, or the like is preferably used as the substrate material.
For example, when the manufactured chip is used for an SPR (Surface Plasmon Resonance) sensor, gold or the like is preferably used as the material of the substrate.
For example, when the manufactured chip is used for a sensor based on MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) technology, silicon or the like is preferably used as the substrate material.
For example, if the manufactured chip is used for ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay), plastic, glass, etc. are preferably used as the substrate material, and plastic is particularly preferred. .

なお、基板の材料の種類は、1種であってもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。したがって、例えば、上記の列記した材料を、別の材料からなる支持体に固定化して基板を形成し、この基板にゲルを固定化してもよい。具体例を挙げると、SPRセンサー用途であれば、ガラスやプラスチックからなる支持体上に金薄膜を形成し、これを基板として用いることができる。また、QCMセンサー用途であれば、水晶からなる支持体上に金薄膜を成膜し、これを基板として用いることができる。   In addition, the kind of material of a board | substrate may be 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Therefore, for example, the above listed materials may be fixed to a support made of another material to form a substrate, and the gel may be fixed to the substrate. If a specific example is given, if it is a SPR sensor use, a gold thin film will be formed on the support body which consists of glass or a plastics, and this can be used as a board | substrate. For QCM sensor applications, a gold thin film can be formed on a support made of quartz and used as a substrate.

また、ゲルを基板表面に安定して固定化するため、必要に応じて基板に表面処理を施すようにしてもよい。この場合、ゲルと基板表面とを結合させるための特定の官能基を基板表面に導入するための表面処理を行うことが多い。表面処理は、基板の表面の全体を予め処理しておいてもよいし、特定の場所だけを処理することにより特定の領域のみにゲルを固定化するようにしてもよい。中でも、基板の表面全体に表面処理を施しておくことが、操作は簡便である。   Further, in order to stably fix the gel on the substrate surface, the substrate may be subjected to a surface treatment as necessary. In this case, surface treatment for introducing a specific functional group for bonding the gel and the substrate surface to the substrate surface is often performed. In the surface treatment, the entire surface of the substrate may be processed in advance, or the gel may be fixed only to a specific region by processing only a specific place. In particular, it is easy to perform the surface treatment on the entire surface of the substrate.

前記のような表面処理は、チップの用途、基板及びゲルの種類などに応じて様々である。例えば、製造されるチップをイムノクロマトに使用するのであれば、セルロースやニトロセルロースなどのセルロース誘導体を基板表面に固定化する表面処理を行うことが好ましい。例えば、プラスチックを基板材料として使用する場合には、プラスチックの表面にアミノ基等の官能基を固定化すること(即ち、官能基化すること)により、より安定してゲルを固定化できるようになる場合がある。   The surface treatment as described above varies depending on the use of the chip, the type of the substrate and the gel, and the like. For example, if the manufactured chip is used for immunochromatography, it is preferable to perform a surface treatment for fixing a cellulose derivative such as cellulose or nitrocellulose on the substrate surface. For example, when plastic is used as the substrate material, the gel can be more stably immobilized by immobilizing a functional group such as an amino group on the surface of the plastic (that is, by functionalization). There is a case.

特に、ゲルの中でもハイドロゲルを基板に固定化しようとする場合に、基板の表面に反応性官能基を有することが好ましい。ここで反応性官能基とは、ハイドロゲルと結合できる官能基をいう。これにより、基板とハイドロゲルとを強固に結合させて安定した固定化が可能となる。そのような反応性官能基としては、例えば、アミノ基、スクシンイミドオキシカルボニル基、エポキシ基、ブロモ基、マレイミド基、メルカプト基などが挙げられる。これらのうちでも、アミノ基、スクシンイミドオキシカルボニル基、エポキシ基が好ましく、特にスクシンイミドオキシカルボニル基、エポキシ基が好ましい。   In particular, when a hydrogel is to be immobilized on a substrate among gels, it is preferable to have a reactive functional group on the surface of the substrate. Here, the reactive functional group means a functional group that can be bonded to the hydrogel. As a result, the substrate and the hydrogel can be firmly bonded to each other and can be stably fixed. Examples of such reactive functional groups include amino groups, succinimideoxycarbonyl groups, epoxy groups, bromo groups, maleimide groups, mercapto groups, and the like. Among these, an amino group, a succinimideoxycarbonyl group, and an epoxy group are preferable, and a succinimideoxycarbonyl group and an epoxy group are particularly preferable.

また、その他の表面処理としては、タンパク質を共有結合や強固な物理吸着により基板表面に固定化する処理も挙げられる。この場合、タンパク質が有するアミノ基やヒドロキシカルボニル基を前記の反応性官能基として使用できる。この際、ヒドロキシカルボニル基はスクシンイミドオキシカルボニル基に変換して使用することもできる。さらに、上記のいずれの場合でも、表面処理により固定化する官能基は、リガンドと結合しないものを用いることが好ましい。基板表面の予期しない位置にリガンドが固定化されることを防止するためである。なお、表面処理は、1種の表面処理だけを行なうようにしてもよく、2種以上の表面処理を任意に組み合わせて行なってもよい。   Another example of the surface treatment includes a treatment for immobilizing the protein on the substrate surface by covalent bonding or strong physical adsorption. In this case, an amino group or a hydroxycarbonyl group of the protein can be used as the reactive functional group. In this case, the hydroxycarbonyl group can be converted into a succinimideoxycarbonyl group for use. Furthermore, in any of the above cases, it is preferable to use a functional group that is not bound to the ligand as the functional group to be immobilized by the surface treatment. This is to prevent the ligand from being immobilized at an unexpected position on the substrate surface. Note that only one type of surface treatment may be performed, or two or more types of surface treatments may be arbitrarily combined.

基板の形状や大きさには特に制限は無い。例えば、凹凸の全く無いものでも良く、また壁や穴を有しているものでも良い。前者の具体例としてはスライドガラス等が挙げられ、後者の具体例としてはタイタープレート等が挙げられる。また、基板には1本又は2本以上の流路を形成するようにしてもよい。   There is no particular limitation on the shape and size of the substrate. For example, it may have no irregularities, or may have walls or holes. A specific example of the former includes a slide glass, and a specific example of the latter includes a titer plate. Further, one or two or more flow paths may be formed on the substrate.

[1−2.ゲルスポッティング工程]
ゲルスポッティング工程では、基板上にゲルを固定化し、ゲルからなるスポットを基板の表面に形成する。
[1-2. Gel spotting process]
In the gel spotting step, the gel is fixed on the substrate, and spots made of the gel are formed on the surface of the substrate.

[1−2−1.ゲル]
ゲルとしては、リガンドを固定化できるものであれば特に制限はなく、製造されるチップの用途に応じて適切なものを用いればよい。ゲルは、通常は三次元的な網目構造を有するため、ゲルの内部にまでリガンドを三次元的に固定化することができる。このため、基板表面に直接リガンドを固定化する場合と比較して、ゲルからなるスポットにリガンドを固定化する方が、基板の単位面積あたりのリガンドの固定密度を高めることが可能である。また、製造されるチップを被検出物質を検知するセンサー用途に用いる場合においては、通常は被検出物質もゲルの内部にまで浸透することが可能であるため、基板の単位面積あたりの被検出物質の密度も増やすことができ、被検出物質に起因するシグナルを増強することが可能である。
[1-2-1. gel]
The gel is not particularly limited as long as it can immobilize the ligand, and an appropriate gel may be used according to the purpose of the chip to be produced. Since the gel usually has a three-dimensional network structure, the ligand can be immobilized three-dimensionally to the inside of the gel. For this reason, compared with the case where the ligand is directly immobilized on the substrate surface, the ligand immobilization density per unit area of the substrate can be increased by immobilizing the ligand on the gel spot. In addition, when the manufactured chip is used for a sensor for detecting a substance to be detected, the substance to be detected can usually penetrate into the gel, so the substance to be detected per unit area of the substrate. Further, the signal density due to the substance to be detected can be increased.

中でも、ゲルとしてはハイドロゲルを用いることが好ましい。ハイドロゲルは、三次元的な網目構造を有する高分子化合物であって、その網目構造が水によって膨潤させられるものをいう。医療分野、農業分野、生物関連分野などにおいては水を溶媒として用いる場合が多いため、ゲルとしてハイドロゲルを用いると、製造されるチップを前記のような分野に用いる場合に好適である。   Of these, hydrogel is preferably used as the gel. The hydrogel is a polymer compound having a three-dimensional network structure, and the network structure is swollen by water. Since water is often used as a solvent in the medical field, agricultural field, biological field, etc., using a hydrogel as a gel is preferable when the manufactured chip is used in such a field.

ハイドロゲルには様々なものが知られており、例えば、ポリアクリル酸、ポリアミノ酸、ポリアクリルアミドなどで構成されたもの、さらにはヒアルロン酸、コラーゲンなどの生体物質を使用したものなどがある。   Various hydrogels are known, for example, those composed of polyacrylic acid, polyamino acids, polyacrylamide, and the like, and those using biological materials such as hyaluronic acid and collagen.

中でもハイドロゲルとしては、以下に説明する、生体物質、及び、生体物質と結合可能な化合物(以下、適宜「結合化合物」という。)が結合してなる粒子状隗が互いに結合して構成されたゲル(以下、適宜「特定ゲル」という。)を用いることが好ましい。特定ゲルは、一般的なハイドロゲルと比較して感度や検出時間の短縮の面で好適である。このような特定ゲルとしては、例えば、特開2007−101520号公報に記載の生体物質構造体を用いることができる。   In particular, the hydrogel is composed of a biological substance and a particulate wrinkle formed by bonding a biological substance and a compound capable of binding to the biological substance (hereinafter referred to as “binding compound” as appropriate) described below. It is preferable to use a gel (hereinafter referred to as “specific gel” where appropriate). The specific gel is preferable in terms of shortening of sensitivity and detection time as compared with a general hydrogel. As such a specific gel, for example, a biological material structure described in JP 2007-101520 A can be used.

〔特定ゲル〕
特定ゲルは、図1(a)や図1(b)に示すように、生体物質と結合化合物とが結合してなる粒子状塊が、互いに結合してなるものである。また、この粒子状塊は、通常、図2(a)に示すような生体物質と結合化合物とが複数結合して図2(b)のように粒子状になったものであり、必ずしも完全な円形となっているとは限らないが、図1(a),(b)においては粒子状塊を模式的に円で示してある。
[Specific gel]
As shown in FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b), the specific gel is formed by binding together a particulate mass formed by binding a biological substance and a binding compound. In addition, this particulate lump is usually formed into a particulate shape as shown in FIG. 2B by binding a plurality of biological substances and binding compounds as shown in FIG. Although not necessarily circular, in FIGS. 1A and 1B, the particulate mass is schematically shown as a circle.

詳しくは、特定ゲルは、微視的に見た場合、生体物質に対して結合化合物が結合し、これらの生体物質と結合化合物とからなる主鎖を有するマトリックス構造を有するもの(マトリックス)となっている。即ち、特定ゲルは、生体物質と結合化合物とを含み、その骨格が、生体物質と結合化合物とが結合し、鎖状及び/又は網目状に結合した構造を有するマトリックスを有して構成されている。そして、その構造の繰り返しによって、鎖状及び/又は網目状の構造を内部に持つ粒子状塊が形成される。さらにこの粒子状塊同士の結合も、通常粒子状塊に含まれる生体物質と結合化合物との結合によって形成される。   Specifically, the specific gel, when viewed microscopically, has a matrix structure in which a binding compound binds to a biological material and has a main chain composed of these biological material and the binding compound (matrix). ing. That is, the specific gel includes a matrix containing a biological material and a binding compound, and a skeleton having a structure in which the biological material and the binding compound are bonded to each other in a chain and / or network shape. Yes. Then, by repeating the structure, a particulate lump having a chain-like and / or network-like structure inside is formed. Further, the bonds between the particulate lumps are usually formed by the bond between the biological substance contained in the particulate lumps and the binding compound.

よって、特定ゲルは通常、下記式(A)で表される部分構造を2以上有する。
R1−R2 式(A)
{上記式(A)において、R1は生体物質を表わし、R2は結合化合物を表わす。ただし、特定ゲルが基板に結合している場合、R2は基板に直接結合していない結合化合物を表わす。また、各R1,R2はそれぞれ同じであっても異なっていても良い。}
Therefore, the specific gel usually has two or more partial structures represented by the following formula (A).
R1-R2 Formula (A)
{In the above formula (A), R1 represents a biological substance, and R2 represents a binding compound. However, when the specific gel is bonded to the substrate, R2 represents a bonded compound that is not directly bonded to the substrate. Moreover, each R1, R2 may be the same or different. }

即ち、特定ゲルは、上記式(A)のように生体物質と結合化合物とが結合した部分構造が、直鎖状及び/又は網目状に結合した構造体である。具体的には、上記式(A)のR1はそれぞれ独立に他の1又は2以上のR2に結合し、R2はそれぞれ独立に他の1又は2以上のR1に結合している。ただし、特定ゲルは、例えば生体物質R1同士や結合化合物R2同士が結合した部分構造を含んでいてもかまわない。ここで、R1同士やR2同士の結合とは、分子間引力、疎水的相互作用、電気的相互作用等の物理的相互作用による結合を示す。   That is, the specific gel is a structure in which a partial structure in which a biological substance and a binding compound are bonded as in the above formula (A) is bonded in a linear and / or network form. Specifically, R1 in the above formula (A) is independently bonded to one or more other R2, and R2 is independently bonded to one or more other R1. However, the specific gel may include a partial structure in which, for example, biological substances R1 or binding compounds R2 are bonded to each other. Here, the bond between R1 and R2 indicates a bond due to physical interaction such as intermolecular attractive force, hydrophobic interaction, and electrical interaction.

したがって、特定ゲルは、結合化合物同士の間には生体物質が存在し、また、生体物質同士の間には結合化合物が存在する橋架け構造を少なくとも一部に有しており、生体物質及び結合化合物の両方によって、特定ゲルが構成されている。   Therefore, the specific gel has a bridging structure in which a biological material exists between binding compounds and a binding compound exists between biological materials. A specific gel is constituted by both of the compounds.

特定ゲルにおいて生体物質と結合化合物が互いに橋架け構造を有しているかどうかは、例えば、結合化合物を分解しないようにしながら生体物質を分解した場合に、特定ゲルが大きく崩壊することにより確認することができる。さらに、崩壊したものを調べることにより、生体物質構成要素以外の特定ゲルを構成する化合物を特定することができる。例えば何らかの担体に直接生体物質を結合させた場合は、分解後にその担体が残ることとなる。生体物質の分解方法及び定量方法は、例えば下記の方法を用いることができる。ただし、生体物質の分解及び定量の目的で用いる場合には、例示物の中で生体物質だけでなく結合化合物も分解する可能性がある試薬等は、上記の橋架け構造の確認が正確に行えなくなる可能性があるため、使用は避けるべきである。   Whether or not the biological material and the binding compound have a bridging structure in the specific gel is confirmed, for example, by the fact that the specific gel is greatly disintegrated when the biological material is decomposed while preventing the binding compound from being decomposed. Can do. Furthermore, by investigating the collapsed compounds, it is possible to identify the compounds constituting the specific gel other than the biological material constituent elements. For example, when a biological substance is directly bonded to some kind of carrier, the carrier remains after decomposition. For example, the following methods can be used as the biological material decomposition method and quantitative method. However, when used for the purpose of decomposition and quantification of biological materials, the above bridge structure can be confirmed accurately for reagents that may decompose not only biological materials but also binding compounds in the examples. Use should be avoided as it may disappear.

(生体物質の分解方法)
生体物質を分解する場合、生体物質を酵素や薬品等で分解すればよい。生体物質を分解するための酵素や薬品等は、用いた生体物質や結合化合物の種類に応じて任意のものを適当に用いればよい。その具体例を挙げると、生体物質が核酸である場合、例えば、リボヌクレアーゼ、デオキシリボヌクレアーゼ等の核酸分解酵素などが挙げられる。
(Degradation method of biological material)
In the case of decomposing a biological material, the biological material may be decomposed with an enzyme, a drug, or the like. Any enzyme, chemical, or the like for degrading the biological material may be appropriately used depending on the type of the biological material or binding compound used. When the specific example is given, when a biological material is a nucleic acid, nuclease, such as ribonuclease and deoxyribonuclease, etc. are mentioned, for example.

また、生体物質がタンパク質である場合、上記の酵素や薬品等としては、例えば、微生物プロテアーゼ、トリプシン、キモトリプシン、パパイン、レンネット、V8プロテアーゼ等のタンパク質分解酵素、臭化シアン、2−ニトロ−5−チオシアン安息香酸、塩酸、硫酸、水酸化ナトリウム等のタンパク質分解能を有する化学物質などが挙げられる。さらに、生体物質が脂質である場合、上記の酵素や薬品等としては、例えば、リパーゼ、ホスホリパーゼA2等の脂質分解酵素などが挙げられる。   When the biological substance is a protein, examples of the enzyme and drug include proteolytic enzymes such as microbial protease, trypsin, chymotrypsin, papain, rennet, and V8 protease, cyanogen bromide, and 2-nitro-5. -Chemical substances having protein resolution such as thiocyanic benzoic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, sodium hydroxide and the like. Furthermore, when the biological substance is a lipid, examples of the enzymes and chemicals include lipolytic enzymes such as lipase and phospholipase A2.

また、生体物質が糖類である場合、上記の酵素や薬品等としては、例えば、α−アミラーゼ、β−アミラーゼ、グルコアミラーゼ、プルラナーゼ、セルラーゼ等の糖分解酵素などが挙げられる。なお、生体物質を分解するための上記の酵素や薬品等は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。   In addition, when the biological substance is a saccharide, examples of the enzyme and the drug include sugar-degrading enzymes such as α-amylase, β-amylase, glucoamylase, pullulanase, and cellulase. In addition, said enzyme, chemical | medical agent, etc. for decomposing | disassembling a biological substance may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

(生体物質の定量方法)
生体物質の分解後、基板表面または基板から離脱した生体物質を定量して解析するには、例えば、液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、質量分析(MS)、赤外分光法、核磁気共鳴法(H−NMR、13C−NMR、29Si−NMR)、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)、ゲル電気泳動、キャピラリー電気泳動、吸光度測定、蛍光測定、元素分析、アミノ酸定量などが挙げられる。また、分析に際しては、各測定手法を単独で用いても良く、2種以上を任意に組み合わせて行なってもよい。
(Quantitative method of biological material)
In order to quantify and analyze the biological material released from the substrate surface or the substrate after decomposition of the biological material, for example, liquid chromatography, gas chromatography, mass spectrometry (MS), infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance ( 1 H-NMR, 13 C-NMR, 29 Si-NMR), high performance liquid chromatography (HPLC), gel electrophoresis, capillary electrophoresis, absorbance measurement, fluorescence measurement, elemental analysis, amino acid quantification and the like. In the analysis, each measurement method may be used alone, or two or more kinds may be arbitrarily combined.

〔生体物質〕
生体物質は、特定ゲルを構成する要素である。この生体物質は、目的に応じて、本発明の効果を著しく損なわない限り任意の物質を用いることができる。ただし、特定ゲルにリガンドを固定化する観点からは、リガンドを生体物質に結合させる場合には、生体物質はリガンドと結合しうるものを用いる。
[Biological substances]
A biological material is an element constituting a specific gel. As this biological substance, any substance can be used depending on the purpose as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. However, from the viewpoint of immobilizing the ligand on the specific gel, when the ligand is bound to the biological material, a biological material that can bind to the ligand is used.

生体物質とリガンドとの結合は、製造されるチップの種類や用途などに応じて、どのような結合であってもよい。生体物質とリガンドとの結合の具体例を挙げると、共有結合、イオン結合、キレート結合、配位結合、疎水結合、水素結合、ファンデルワールス結合、及び静電力による結合などが挙げられるが、これらの分類に当てはまらない別の結合であってもよい。   The binding between the biological substance and the ligand may be any binding depending on the type of chip to be manufactured and the use. Specific examples of the bond between the biological substance and the ligand include covalent bond, ionic bond, chelate bond, coordination bond, hydrophobic bond, hydrogen bond, van der Waals bond, and electrostatic force bond. It may be another combination that does not fit into the classification.

一方、リガンドを結合化合物に結合させて生体物質には結合させないようにする場合には、生体物質としては用途に応じて任意のものを用いることができる。例えば、リガンドと何らかの被検出物質との間で所定の相互作用を生じさせようとする場合には、生体物質としては、当該被検出物質との間で非特異的な相互作用を生じないものを使用するようにすることが好ましい。   On the other hand, when the ligand is bound to the binding compound so as not to be bound to the biological material, any biological material can be used depending on the application. For example, when a predetermined interaction is to be caused between a ligand and some detected substance, a biological substance that does not cause a non-specific interaction with the detected substance is used. It is preferable to use it.

生体物質の具体例を挙げれば、酵素、抗体、レクチン、レセプター、プロテインA、プロテインG、プロテインA/G、アビジン、ストレプトアビジン、ニュートラアビジン、グルタチオン−S−トランスフェラーゼ、アルブミン、糖タンパク質等のタンパク質、ペプチド、アミノ酸、サイトカイン、ホルモン、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、核酸(DNA、RNA、PNA)、糖、オリゴ糖、多糖、シアル酸誘導体、シアル化糖鎖等の糖鎖、脂質、上述以外の生体物質由来の高分子有機物質、低分子化合物、無機物質、若しくはこれらの融合体、または、ウイルス、若しくは細胞を構成する分子などの生体分子などが挙げられる。   Specific examples of biological materials include enzymes, antibodies, lectins, receptors, protein A, protein G, protein A / G, avidin, streptavidin, neutravidin, glutathione-S-transferase, albumin, glycoprotein and the like, Peptides, amino acids, cytokines, hormones, nucleotides, oligonucleotides, nucleic acids (DNA, RNA, PNA), sugars, oligosaccharides, polysaccharides, sialic acid derivatives, sugar chains such as sialylated sugar chains, lipids, derived from biological substances other than those mentioned above And high molecular organic substances, low molecular compounds, inorganic substances, or fusions thereof, or biomolecules such as viruses or molecules constituting cells.

また、このほか、細胞等の生体分子以外の物質を生体物質として用いることもできる。さらに、イムノグロブリンやその派生物であるF(ab’)2、Fab’、Fab、レセプターや酵素とその派生物、核酸、天然あるいは人工のペプチド、人工ポリマー、糖質、脂質、無機物質あるいは有機配位子、ウイルス、細胞等も、生体物質の例として挙げられる。   In addition, substances other than biomolecules such as cells can also be used as biological substances. Furthermore, immunoglobulins and their derivatives F (ab ′) 2, Fab ′, Fab, receptors and enzymes and their derivatives, nucleic acids, natural or artificial peptides, artificial polymers, carbohydrates, lipids, inorganic substances or organics A ligand, a virus, a cell, etc. are also mentioned as an example of a biological material.

また、上記の生体物質の例の中でも、タンパク質としては、タンパク質の全長であっても、結合活性部位を含む部分ペプチドであってもよい。また、アミノ酸配列、及びその機能が既知のタンパク質でも、未知のタンパク質でもよい。これらは、合成されたペプチド鎖、生体より精製されたタンパク質、あるいはcDNAライブラリー等から適当な翻訳系を用いて翻訳し、精製したタンパク質等でも標的物質として用いることができる。また、合成されたペプチド鎖は、これに糖鎖が結合した糖タンパク質であってもよい。これらのうち好ましくは、精製されたタンパク質である。   Further, among the examples of the biological material, the protein may be the full length of the protein or a partial peptide including a binding active site. Further, the protein may be a protein whose amino acid sequence and its function are known or unknown. These can also be used as target substances, such as synthesized peptide chains, proteins purified from living bodies, or proteins that have been translated from a cDNA library or the like using an appropriate translation system and purified. Further, the synthesized peptide chain may be a glycoprotein having a sugar chain bound thereto. Of these, a purified protein is preferable.

タンパク質を使用することにより、製造されるチップにおいてタンパク質の特性を利用することができる。具体的には、例えば生体物質にアルブミンを用いた場合、チップの使用時に非特異的吸着を抑制することができる。また別の側面では、生体物質にアビジンを用いれば、ビオチン化したリガンドを容易に且つ多量に固定化することが可能となる。さらに別の側面では、生体物質にプロテインAを用いれば、リガンドに抗体を用いた場合、抗体を容易に且つ多量に固定化することが可能となる。   By using the protein, the characteristics of the protein can be utilized in the manufactured chip. Specifically, for example, when albumin is used as a biological material, nonspecific adsorption can be suppressed when the chip is used. In another aspect, if avidin is used as a biological material, a biotinylated ligand can be immobilized easily and in large quantities. In yet another aspect, if protein A is used as the biological material, when an antibody is used as the ligand, the antibody can be immobilized easily and in large quantities.

タンパク質の例を挙げると、BSAなどのアルブミン;ストレプトアビジンなどのアビジン;プロテインA、プロティンGなどが挙げられる。BSAでは有するアミノ基やヒドロキシカルボニル基を利用してリガンドを固定化することができ、アビジンではビオチンを有するリガンドを固定化することができ、プロティンA及びプロティンGではリガンドとして抗体を固定化することができる。   Examples of proteins include albumin such as BSA; avidin such as streptavidin; protein A, protein G and the like. BSA can immobilize ligands using amino groups or hydroxycarbonyl groups, Avidin can immobilize ligands with biotin, and Protein A and Protein G immobilize antibodies as ligands. Can do.

さらに、上記の生体物質の例の中でも、核酸としては、特に制限はなく、DNA、RNAの他、アプタマー等の核酸塩基、PNA等のペプチド核酸を用いることもできる。また、塩基配列あるいは機能が、既知の核酸でも、未知の核酸でもよい。中でも好ましくは、タンパク質に結合能力を有する、核酸としての機能及び塩基配列が既知のものか、あるいは、ゲノムライブラリー等から制限酵素等を用いて切断単離してきたものを用いることができる。   Furthermore, among the examples of the biological material, the nucleic acid is not particularly limited, and in addition to DNA and RNA, nucleobases such as aptamers and peptide nucleic acids such as PNA can be used. The nucleic acid may be a known nucleic acid or an unknown nucleic acid. Among them, it is preferable to use a nucleic acid having a binding ability to a protein and having a known function and base sequence as a nucleic acid, or that has been cleaved and isolated from a genomic library or the like using a restriction enzyme or the like.

また、上記の生体物質の例の中でも、糖鎖としては、その糖配列あるいは機能が、既知の糖鎖でも未知の糖鎖でもよい。好ましくは、既に分離解析され、糖配列あるいは機能が既知の糖鎖が用いられる。さらに、上記の生体物質の例の中でも、低分子化合物としては、上記の生体物質に要求される条件を満たす限り、特に制限はない。機能が未知のものでも、あるいはタンパク質に結合する能力が既に知られているものでも用いることができる。   Moreover, among the examples of the above-mentioned biological substances, the sugar chain may be a sugar chain having a known sugar chain or an unknown sugar chain. Preferably, a sugar chain that has already been separated and analyzed and whose sugar sequence or function is known is used. Further, among the examples of the biological material, the low molecular compound is not particularly limited as long as the requirements for the biological material are satisfied. Those having an unknown function or those having an already known ability to bind to a protein can be used.

また、生体物質はそのまま使用する以外に、例えばヒドロキシカルボニル基、スクシンイミドオキシカルボニル基、アミノ基、水酸基、ポリヒスチジン(HISタグ)等を導入したものを用いることもできる。なお、生体物質は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   In addition to using the biological substance as it is, for example, a substance into which a hydroxycarbonyl group, a succinimideoxycarbonyl group, an amino group, a hydroxyl group, polyhistidine (HIS tag) or the like is introduced can be used. In addition, a biological material may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

〔結合化合物〕
結合化合物は、上記生体物質と結合しうる化合物であれば、任意の化合物を用いることができる。また、結合化合物は、上記生体物質と結合可能な官能基(以下適宜、「結合官能基」)を有する化合物を任意に用いることができる。結合官能基により、結合化合物は生体物質と結合し、さらには架橋することにより粒子状塊を形成できる。ここで、結合とは、通常、共有結合、イオン結合、キレート結合、配位結合、疎水結合、水素結合、ファンデルワールス結合、静電力による結合のうち一つ以上の結合から成り立つものを指し、その中でも共有結合が好ましい。
[Binding compound]
As the binding compound, any compound can be used as long as it is a compound capable of binding to the biological substance. As the binding compound, a compound having a functional group capable of binding to the biological substance (hereinafter appropriately referred to as “binding functional group”) can be arbitrarily used. Due to the binding functional group, the binding compound binds to the biological substance, and can be further crosslinked to form a particulate mass. Here, the bond usually refers to a bond consisting of one or more of a covalent bond, ionic bond, chelate bond, coordination bond, hydrophobic bond, hydrogen bond, van der Waals bond, and electrostatic bond, Among these, a covalent bond is preferable.

結合官能基としては、上記の生体物質に結合可能な官能基であれば他に制限はなく、任意の官能基を用いることができる。通常は、生体物質の種類やチップの用途などに応じて適当なものを選択することが好ましい。
なお、結合官能基は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いても良い。
The binding functional group is not particularly limited as long as it is a functional group capable of binding to the biological material, and any functional group can be used. Usually, it is preferable to select an appropriate material according to the type of biological material, the use of the chip, and the like.
In addition, a bond functional group may be used individually by 1 type, and may be used 2 or more types by arbitrary combinations and ratios.

結合官能基は、通常、反応性基として共有結合を介して生体物質と結合するものと、非共有結合を介して生体物質と結合するものとに大別される。
共有結合により結合する場合、結合官能基の具体例としては、スクシンイミド基、エポキシ基、ホルミル基、マレイミド基、p−ニトロフェノキシ基等が挙げられる。
The binding functional group is generally classified into a group that binds to a biological material as a reactive group via a covalent bond and a group that binds to a biological material via a non-covalent bond.
When binding by a covalent bond, specific examples of the binding functional group include a succinimide group, an epoxy group, a formyl group, a maleimide group, a p-nitrophenoxy group, and the like.

この場合、結合官能基と共有結合によって結合する生体物質としては、例えば、タンパク質、核酸、糖類等が挙げられる。 生体物質がタンパク質である場合、通常は、タンパク質の表層に存在するアミノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基等の基と、結合化合物の結合官能基とが結合する。アミノ基と結合する結合官能基としてはスクシンイミドオキシカルボニル基、エポキシ基、ホルミル基、マレイミド基、p−ニトロフェノキシ基等が挙げられる。また、ヒドロキシル基と結合する結合官能基としてはエポキシ基等が挙げられる。さらに、メルカプト基と結合する結合官能基としてはマレイミド基等が挙げられる。   In this case, examples of the biological substance that binds to the binding functional group through a covalent bond include proteins, nucleic acids, and saccharides. When the biological material is a protein, usually, a group such as an amino group, a hydroxyl group, or a mercapto group present on the surface layer of the protein is bonded to a binding functional group of the binding compound. Examples of the bonding functional group bonded to the amino group include a succinimideoxycarbonyl group, an epoxy group, a formyl group, a maleimide group, and a p-nitrophenoxy group. Moreover, an epoxy group etc. are mentioned as a coupling | bonding functional group couple | bonded with a hydroxyl group. Furthermore, examples of the binding functional group that binds to the mercapto group include a maleimide group.

また、生体物質が核酸である場合、通常は、核酸の末端に導入されるアミノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基等の基と、結合化合物の結合官能基とが結合する。例えばアミノ基と結合する結合官能基としてはスクシンイミドオキシカルボニル基、エポキシ基、ホルミル基、マレイミド基、p−ニトロフェノキシ基等が挙げられる。また、ヒドロキシル基と結合する結合官能基としてはエポキシ基等が挙げられる。さらに、メルカプト基と結合する結合官能基としてはマレイミド基等が挙げられる。   In addition, when the biological material is a nucleic acid, a group such as an amino group, a hydroxyl group, or a mercapto group that is introduced at the end of the nucleic acid is usually bonded to a binding functional group of the binding compound. For example, succinimideoxycarbonyl group, epoxy group, formyl group, maleimide group, p-nitrophenoxy group and the like can be mentioned as the binding functional group that binds to the amino group. Moreover, an epoxy group etc. are mentioned as a coupling | bonding functional group couple | bonded with a hydroxyl group. Furthermore, examples of the binding functional group that binds to the mercapto group include a maleimide group.

さらに、生体物質が糖類である場合、通常は、糖類の側鎖に存在するアミノ基、ヒドロキシル基、ヒドロキシカルボニル基、メルカプト基等の基と、結合化合物の結合官能基とが結合する。例えばアミノ基と結合する結合官能基としてはスクシンイミドオキシカルボニル基、エポキシ基、ホルミル基、マレイミド基、p−ニトロフェノキシ基等が挙げられる。また、ヒドロキシル基と結合する結合官能基としてはエポキシ基等が挙げられる。また、ヒドロキシカルボニル基と結合する結合官能基としてはヒドロキシル基、エポキシ基、アミノ基等が挙げられる。さらに、メルカプト基と結合する結合官能基としてはマレイミド基等が挙げられる。   Furthermore, when the biological substance is a saccharide, usually, a group such as an amino group, a hydroxyl group, a hydroxycarbonyl group, or a mercapto group present in the side chain of the saccharide is bonded to the binding functional group of the binding compound. For example, succinimideoxycarbonyl group, epoxy group, formyl group, maleimide group, p-nitrophenoxy group and the like can be mentioned as the binding functional group that binds to the amino group. Moreover, an epoxy group etc. are mentioned as a coupling | bonding functional group couple | bonded with a hydroxyl group. Examples of the binding functional group that binds to the hydroxycarbonyl group include a hydroxyl group, an epoxy group, and an amino group. Furthermore, examples of the binding functional group that binds to the mercapto group include a maleimide group.

一方、生体物質と結合化合物とが非共有結合により結合する場合、例えば、錯体形成、生体物質間相互作用などにより結合をさせることができる。
生体物質と結合化合物とで錯体を形成させて結合させる場合、結合官能基の具体例としては、ボロン酸基等が挙げられる。
また、例えば生体物質間相互作用の中でもアビジン−ビオチン相互作用により結合させる場合には、結合官能基の具体例としては、ビオチン基等が挙げられる。
On the other hand, when the biological substance and the binding compound are bonded by non-covalent bonding, the binding can be performed by, for example, complex formation or interaction between biological substances.
When a biological substance and a binding compound are combined to form a complex, specific examples of the binding functional group include a boronic acid group.
Further, for example, when binding is performed by an avidin-biotin interaction among the interactions between biological substances, a specific example of the binding functional group is a biotin group.

さらに、例えば生体物質としてウイルスを用いる場合、結合官能基の具体例としては単糖や多糖等の糖類が挙げられる。また、例えば生体物質が疎水性領域を有している場合には、疎水性相互作用による物理吸着により結合させるようにしても良い。   Further, for example, when a virus is used as a biological material, specific examples of the binding functional group include saccharides such as monosaccharides and polysaccharides. For example, when the biological substance has a hydrophobic region, it may be bonded by physical adsorption by hydrophobic interaction.

また、結合化合物が結合官能基を有する場合、結合化合物は、1分子中に通常2点以上、好ましくは3点以上の結合官能基を有しているものを少なくとも1種以上含むことが好ましい。これは、特定ゲルの網目構造を形成しやすくするためである。1分子中に2点以上の結合官能基を有していれば、容易に生体物質と結合化合物が結合した粒子状塊を形成させ、さらにそれら粒子状塊同士を結合させることにより、高次構造である特定ゲルを形成できるようになる。   In addition, when the binding compound has a binding functional group, the binding compound preferably contains at least one kind having a binding functional group of usually 2 or more, preferably 3 or more in one molecule. This is to facilitate the formation of a specific gel network structure. If there are two or more binding functional groups in one molecule, it is possible to easily form a particulate lump in which a biological substance and a binding compound are bonded, and further to bond these particle lumps together to form a higher order structure. A specific gel can be formed.

ただし、上記の粒子状塊を形成させやすくなるためには、結合化合物同士が結合せず、生体物質と結合化合物との結合が特定ゲル中の主な結合であることが好ましい。結合化合物同士が結合する場合、結合化合物同士が凝集しやすく、粒子状塊の粒径が大きくなる傾向があり、粒子状塊の粒径を制御し難くなるためである。また、高分子を結合化合物に用いた場合は、結合化合物の内部架橋が起これば、生体物質を固定化しにくくなる傾向がある。ここで、結合化合物同士の結合とは、分子間引力、疎水性相互作用、電気的相互作用を除く結合を示す。   However, in order to facilitate the formation of the particulate lump, it is preferable that the binding compounds do not bind to each other, and the binding between the biological substance and the binding compound is the main binding in the specific gel. This is because when the binding compounds are bonded to each other, the binding compounds are likely to aggregate with each other, the particle size of the particulate lump tends to increase, and it becomes difficult to control the particle size of the particle lump. Further, when a polymer is used as the binding compound, there is a tendency that it is difficult to immobilize the biological material if internal crosslinking of the binding compound occurs. Here, the bond between binding compounds refers to a bond excluding intermolecular attractive force, hydrophobic interaction, and electrical interaction.

このように結合化合物同士の結合が無い特定ゲルを形成させるためには、結合化合物同士が結合しないような結合官能基を選択し、さらに、結合化合物同士が結合する状況を排除することが望ましい。そのような官能基は具体的には前述したように、スクシンイミドオキシカルボニル基、エポキシ基、ホルミル基、マレイミド基、ボロン酸基、ビオチン基などが挙げられる。結合官能基同士が結合する状況とは、過度の熱を加えることや、強力な紫外線を照射することを示す。   In order to form a specific gel in which the binding compounds are not bonded in this way, it is desirable to select a binding functional group that does not bond the binding compounds, and to eliminate the situation where the binding compounds are bonded. Specific examples of such a functional group include a succinimideoxycarbonyl group, an epoxy group, a formyl group, a maleimide group, a boronic acid group, and a biotin group as described above. The situation where the bonding functional groups are bonded to each other means that excessive heat is applied or that strong ultraviolet rays are irradiated.

また、特定ゲルに含まれる結合化合物同士の結合を調べる方法としては、特定ゲル中の生体物質を前述の方法で分解した時に、不溶物が形成されることで判断される。若しくは、分解後の特定ゲルを熱分解性ガスクロマトグラフィーで分析することにより、結合化合物同士の結合を示唆する化合物を検出することで判断される。具体的には、例えば、紫外線照射により生体物質と光反応性基を有する結合化合物とが結合して特定ゲルが形成される場合、結合化合物内の光反応性基(例えば、アジド基)により結合化合物同士が結合していると、光反応性基が関与した結合、若しくは残存光反応性基が存在することになるため、それらの結合若しくは残存光反応性基の存在を確認することにより、結合化合物同士の結合を推測することができる(「アフィニティークロマトグラフィー」東京化学同人刊、著者:松本勲武、別府正敏、P238〜等参照)。   Moreover, as a method for examining the binding between the binding compounds contained in the specific gel, it is determined that an insoluble material is formed when the biological material in the specific gel is decomposed by the above-described method. Or it is judged by detecting the compound which suggests the coupling | bonding of coupling | bonding compounds by analyzing the specific gel after decomposition | disassembly by a pyrolytic gas chromatography. Specifically, for example, when a specific gel is formed by binding a biological substance and a binding compound having a photoreactive group by ultraviolet irradiation, binding is performed by a photoreactive group (for example, an azide group) in the binding compound. When compounds are bonded to each other, a bond involving a photoreactive group or a residual photoreactive group will be present. Therefore, by confirming the presence of these bonds or the remaining photoreactive group, bonding The binding between the compounds can be inferred (see “Affinity Chromatography” published by Tokyo Chemical Doujin, authors: Isao Matsumoto, Masatoshi Beppu, P238 et al.).

さらに、生体物質の特徴を生かすために、生体物質の官能基及び結合化合物の官能基を選択し、生体物質が失活しないようにすることが好ましい。例えば、生体物質がタンパク質であり、その活性部分にメルカプト基を有している場合には、メルカプト基以外の基(例えば、アミノ基)を生体物質の結合官能基として選択すればよい。対応する結合化合物の官能基は、アミノ基と反応するスクシンイミドオキシカルボニル基、エポキシ基が選択される。   Furthermore, in order to take advantage of the characteristics of the biological material, it is preferable to select the functional group of the biological material and the functional group of the binding compound so that the biological material is not deactivated. For example, when the biological substance is a protein and has a mercapto group in its active part, a group other than the mercapto group (for example, an amino group) may be selected as the binding functional group of the biological substance. The functional group of the corresponding binding compound is selected from a succinimideoxycarbonyl group and an epoxy group that react with an amino group.

また、リガンドと結合化合物の結合には、共有結合、イオン結合、キレート結合、配位結合、疎水結合、水素結合、ファンデルワールス結合、及び静電力による結合などが挙げられるが、これらの分類に当てはまらない別の結合であってもよい。   Examples of the bond between the ligand and the binding compound include covalent bond, ionic bond, chelate bond, coordination bond, hydrophobic bond, hydrogen bond, van der Waals bond, and electrostatic force bond. It may be another bond that does not apply.

結合化合物は、上記の結合官能基以外に、上記リガンドと結合可能な官能基を有することが好ましい。このような官能基に制限はなく、任意の官能基を用いることができ、リガンドの種類やチップの用途などに応じて選択することができる。リガンドと結合しうる官能基は、1種でも良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いても良い。   The binding compound preferably has a functional group capable of binding to the ligand in addition to the binding functional group. There is no restriction | limiting in such a functional group, Arbitrary functional groups can be used and it can select according to the kind of ligand, the use of a chip | tip, etc. The functional group capable of binding to the ligand may be one type, or two or more types may be used in any combination and ratio.

さらに、結合化合物は、特定ゲルの製造時に、溶媒や分散媒等の媒質として水を用いることが多いため、水と混和しうるものを用いることが望ましい。特定ゲルの製造時には、水の存在下で結合化合物と生体物質を混合し、粒子状塊を作製する工程を経るが、反応をスムーズに行なわせるため、生体物質と結合化合物とを急速に均一に混合することが好ましい。なお、本発明における混和の形態としては、溶解していても分散していても良い。   Furthermore, since the binding compound often uses water as a medium such as a solvent or a dispersion medium when producing the specific gel, it is desirable to use a binding compound that is miscible with water. When producing a specific gel, the binding compound and the biological material are mixed in the presence of water, and a process of producing a particulate lump is performed. To facilitate the reaction, the biological material and the binding compound are rapidly and uniformly mixed. It is preferable to mix. In the present invention, the mixing may be dissolved or dispersed.

また、結合化合物は、少なくとも1種の有機溶媒に混和しうることが好ましい。その合成に用いる溶媒の選択肢を増やすことができ、合成反応種を増やすことが出来る。それにより、作製される特定ゲルの種類を増やしたり、構造設計をしたりすることができるようになる。また、有機溶媒中での合成反応により、保護された結合官能基を持つ、結合化合物を作製することも出来る。   The binding compound is preferably miscible with at least one organic solvent. The choice of the solvent used for the synthesis can be increased, and the number of synthesis reaction species can be increased. Thereby, it becomes possible to increase the types of specific gels to be produced and to design the structure. In addition, a binding compound having a protected binding functional group can be prepared by a synthesis reaction in an organic solvent.

さらに、結合化合物は、水と有機溶媒との両方に混和できるものを用いることがより好ましい。これにより、チップを製造する際の溶媒の種類を増やすことができ、用途を広げることができる。   Furthermore, it is more preferable to use a binding compound that is miscible with both water and an organic solvent. Thereby, the kind of solvent at the time of manufacturing a chip | tip can be increased, and a use can be expanded.

また、結合化合物は無電荷であることが望ましい。結合化合物が生体物質と同じ電荷(同符号の電荷)を有していると、静電的反発力により、結合化合物と生体物質との結合が妨げられる可能性がある。一方、結合化合物が生体物質と反対の電荷(逆符号の電荷)を有していると、生体物質と結合化合物内の電荷を有する部分とが静電的引力により結合し、結合化合物が有している結合官能基に生体物質が効果的に結合することを妨げる可能性がある。また、結合化合物と生体物質との静電的引力による結合は、本発明のチップを分離精製に用いる場合、使用時に用いる溶液のpHや塩などの添加物により、容易に結合が壊れることが予想される。   The binding compound is preferably uncharged. If the binding compound has the same charge (charge having the same sign) as that of the biological material, the binding between the binding compound and the biological material may be hindered by electrostatic repulsion. On the other hand, if the binding compound has a charge opposite to that of the biological substance (reverse sign charge), the biological substance and the charged part in the binding compound are bound by electrostatic attraction, and the binding compound has This may prevent the biological substance from effectively binding to the binding functional group. In addition, when the chip of the present invention is used for separation and purification, the binding between the binding compound and the biological substance is expected to be easily broken by an additive such as pH or salt of the solution used at the time of use. Is done.

さらに、本発明のチップを用いて被検出物質の検出を行なおうとした時に、被検出物質が結合化合物と同じ電荷を有している場合には、特定ゲルに含まれるリガンドと被検出物質との特異的な相互作用が妨げられる可能性があり、また、被検出物質と結合化合物とが反対の電荷を有していた場合には、被検出物質と結合化合物とが電気的引力により非特異吸着を生じることが推測される。   Furthermore, when the detection target substance is detected using the chip of the present invention and the detection target substance has the same charge as the binding compound, the ligand and the detection target substance included in the specific gel If the detected substance and the binding compound have opposite charges, the detected substance and the binding compound are nonspecific due to the electric attractive force. It is assumed that adsorption occurs.

なお、結合化合物が無電荷であるとは、当該結合化合物が、少なくとも構造式上、非イオン性もしくは両性イオン性(正及び負の両方の電荷を有しており、お互いの電荷が実質打ち消しあっているもの)であれば、当該結合化合物は無電荷である。ただし、本発明のチップの製造過程において、結合官能基の加水分解等により、結合化合物が電荷をもったとしても、本発明の効果を損なわない限り、このような結合化合物は好適に用いることができる。   Note that the binding compound is uncharged means that the binding compound has nonionic or zwitterionic (both positive and negative charges) at least in the structural formula, and the mutual charges substantially cancel each other. The binding compound is uncharged. However, even if the binding compound has a charge due to hydrolysis of the binding functional group or the like in the manufacturing process of the chip of the present invention, such a binding compound is preferably used as long as the effect of the present invention is not impaired. it can.

結合化合物の他の例としては、例えば、有機化合物、無機化合物、有機無機ハイブリッド材料などが挙げられる。また、結合化合物は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。   Other examples of the binding compound include organic compounds, inorganic compounds, organic-inorganic hybrid materials, and the like. Moreover, a binding compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

さらに、結合化合物として用いられる有機化合物は、低分子化合物でも、高分子化合物でもよいが、好ましくは高分子化合物である。   Furthermore, the organic compound used as the binding compound may be a low molecular compound or a high molecular compound, but is preferably a high molecular compound.

結合化合物として高分子化合物を用いる場合、高分子化合物は合成物であっても良く、天然物であっても良い。高分子化合物が合成物である場合は、生体物質と結合することのできるモノマーを有していることが好ましい。また、水に混和するために、親水性モノマーを有していることが好ましい。さらには、上記の生体物質と結合することができるモノマーと、親水性モノマーとを共重合させた合成高分子化合物が好ましい。なお、リガンドが結合化合物に結合する場合は、上記のモノマーに加え、リガンドと結合できるモノマーを有していることが好ましい。   When a polymer compound is used as the binding compound, the polymer compound may be a synthetic product or a natural product. When the polymer compound is a synthetic product, it is preferable to have a monomer that can bind to a biological substance. Moreover, in order to mix with water, it is preferable to have a hydrophilic monomer. Furthermore, a synthetic polymer compound obtained by copolymerizing a monomer capable of binding to the biological substance and a hydrophilic monomer is preferable. In addition, when a ligand couple | bonds with a binding compound, it is preferable to have the monomer which can couple | bond with a ligand in addition to said monomer.

即ち、結合化合物として使用する合成高分子化合物の合成には、少なくともモノマー種として、生体物質と結合して粒子状塊を形成することができるモノマーと、粒子状塊同士で結合し、鎖状及び/又は網目状に結合した構造(即ち、特定ゲルの構造)を構築するための結合官能基を有するモノマーとを有することが好ましく、さらに、親水性又は両親媒性の官能基を有するモノマーを用いることがより好ましい。この場合、結合官能基を有するモノマーと親水性又は両親媒性の官能基を有するモノマーとのモル比(結合官能基を有するモノマー/親水性又は両親媒性の官能基を有するモノマー)は、水溶性の観点から、通常5/5以上、好ましくは6/4以上であり、通常9/1以下、好ましくは8/1以下であり、7/3が特に好ましい。加えて、合成高分子化合物が溶液中で形成するミセル等の構造体及び広がりを制御する目的で、疎水性モノマーを含有させるようにすることも好ましい。さらに、リガンドと結合化合物とを結合させる場合、上記リガンドと結合可能な官能基を有するモノマーを含有させるようにすることが望ましい。なお、ここで挙げたモノマーは、一つのモノマーが上記の機能のうちの2以上を兼ね備えていてもよい。したがって、この場合の合成高分子は、単独重合体であってもよく、共重合体であってもよい。   That is, for the synthesis of a synthetic polymer compound used as a binding compound, at least as a monomer species, a monomer capable of binding to a biological substance to form a particulate lump, and the particulate lump are bound together to form a chain and And / or a monomer having a binding functional group for constructing a network-bonded structure (that is, a structure of a specific gel), and further, a monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group is used. It is more preferable. In this case, the molar ratio of the monomer having a bonding functional group and the monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group (monomer having a bonding functional group / monomer having a hydrophilic or amphiphilic functional group) From the viewpoint of property, it is usually 5/5 or more, preferably 6/4 or more, usually 9/1 or less, preferably 8/1 or less, and 7/3 is particularly preferred. In addition, it is also preferable to include a hydrophobic monomer for the purpose of controlling the structure and spread of micelles and the like formed by the synthetic polymer compound in the solution. Furthermore, when the ligand and the binding compound are bound, it is desirable to include a monomer having a functional group capable of binding to the ligand. In addition, as for the monomer quoted here, one monomer may have 2 or more of said functions. Therefore, the synthetic polymer in this case may be a homopolymer or a copolymer.

結合化合物として使用しうる合成高分子化合物を構成するモノマーの具体例を挙げると、ラジカル重合に用いられるモノマーとしては、スチレン、クロルスチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエン等の重合性不飽和芳香族類;(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フタル酸等の重合性不飽和カルボン酸;スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウム等の重合性不飽和スルホン酸;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸−n−ブチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸グリシジル、N−(メタ)アクリルオキシスクシンイミド、エチレングリコール−ジ(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸トリブロモフェニル、2−(メタ)アクリル酸グリコシロキシエチル、2−メタクリロオキシエチルホスホリルコリン等の重合性カルボン酸エステル;(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクロレイン、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、3−アクリルアミドフェニルボロン酸、N−アクリロイル−N’−ビオチニル−3,6−ジオキサオクタン−1,8−ジアミン、ブタジエン、イソプレン、酢酸ビニル、ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル等の不飽和カルボン酸アミド類;重合性不飽和ニトリル類;ハロゲン化ビニル類;共役ジエン類;ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のマクロモノマー類、などが挙げられる。   Specific examples of monomers constituting a synthetic polymer compound that can be used as a binding compound include monomers that can be used for radical polymerization such as styrene, chlorostyrene, α-methylstyrene, divinylbenzene, and vinyltoluene. Saturated aromatics; polymerizable unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, itaconic acid, maleic acid and phthalic acid; polymerizable unsaturated sulfonic acids such as styrene sulfonic acid and sodium styrene sulfonate; (meth) acrylic acid Methyl, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, N- (meth) Acrylic oxysuccinimide, ethylene glycol di (meth) acrylate Polymerizable carboxylic acid esters such as (meth) acrylic acid tribromophenyl, 2- (meth) acrylic acid glycosiloxyethyl, 2-methacryloxyethyl phosphorylcholine; (meth) acrylonitrile, (meth) acrolein, (meth) acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N-vinylformamide, 3-acrylamidophenylboronic acid, N-acryloyl-N′-biotinyl-3,6-dioxaoctane-1,8-diamine, Unsaturated carboxylic acid amides such as butadiene, isoprene, vinyl acetate, vinyl pyridine, N-vinyl pyrrolidone, N- (meth) acryloylmorpholine, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide; polymerizable unsaturated nitriles; halogenated Vinyls; conjugated di Enenes; Macromonomers such as polyethylene glycol mono (meth) acrylate and polypropylene glycol mono (meth) acrylate, and the like.

また、結合化合物として使用しうる合成高分子化合物のモノマーとしては、例えば、付加重合で用いられるようなモノマーも使用できる。この付加重合に用いられるモノマーの具体例としては、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ジシクロヘキサンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂肪族又は芳香族イソシアネート類、ケテン類、エポキシ基含有化合物類、ビニル基含有化合物類などが挙げられる。   Moreover, as a monomer of a synthetic polymer compound that can be used as a binding compound, for example, a monomer used in addition polymerization can also be used. Specific examples of monomers used for this addition polymerization include aliphatics such as diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, tolylene diisocyanate, tetramethylxylene diisocyanate, xylene diisocyanate, dicyclohexane diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, or the like. Aromatic isocyanates, ketenes, epoxy group-containing compounds, vinyl group-containing compounds and the like can be mentioned.

また、上記化合物群には、活性化水素を有する官能基を備えたモノマーを反応させることも可能である。その具体例としては水酸基又はアミノ基を有する化合物などが挙げられ、具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、メチレングリコシド、ショ糖、ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼンのようなポリオール類;エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、N,N’−ジイソプロピルメチレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、1,3,5−トリアミノベンゼン等のポリアミン類;オキシム類などが挙げられる。   In addition, the above compound group can be reacted with a monomer having a functional group having activated hydrogen. Specific examples thereof include a compound having a hydroxyl group or an amino group, specifically, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, glycerin, trimethylolpropane, Polyols such as pentaerythritol, sorbitol, methylene glycoside, sucrose, bis (hydroxyethyl) benzene; ethylenediamine, hexamethylenediamine, N, N′-diisopropylmethylenediamine, N, N′-di-sec-butyl-p -Polyamines such as phenylenediamine and 1,3,5-triaminobenzene; oximes and the like.

さらに、結合化合物として使用しうる合成高分子化合物には、上述したモノマーの他、架橋剤となりうる多官能性化合物を共存させても良い。多官能性化合物としては、例えば、N−メチロールアクリルアミド、N−エタノールアクリルアミド、N−プロパノールアクリルアミド、N−メチロールマレイミド、N−エチロールマレイミド、N−メチロールマレインアミド酸、N−メチロールマレインアミド酸エステル、ビニル芳香族酸のN−アルキロールアミド(例えばN−メチロール−p−ビニルベンズアミド等)、N−(イソブトキシメチル)アクリルアミド等が挙げられる。   Furthermore, in the synthetic polymer compound that can be used as the binding compound, in addition to the above-described monomer, a polyfunctional compound that can serve as a crosslinking agent may coexist. Examples of the polyfunctional compound include N-methylol acrylamide, N-ethanol acrylamide, N-propanol acrylamide, N-methylol maleimide, N-ethylol maleimide, N-methylol maleamic acid, N-methylol maleamic acid ester, Examples thereof include N-alkylolamides of vinyl aromatic acids (such as N-methylol-p-vinylbenzamide) and N- (isobutoxymethyl) acrylamide.

さらに、上述したモノマーのうち、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジビニルシクロヘキサン、1,3−ジプロペニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコール、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等の多官能性モノマー類は、架橋剤としても使用することができる。架橋剤となりうる多官能性化合物をモノマーとして使用することにより、結合化合物の媒質中での広がりや硬さを制御することができる。   Furthermore, among the monomers described above, divinylbenzene, divinylnaphthalene, divinylcyclohexane, 1,3-dipropenylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, butylene glycol, Polyfunctional monomers such as trimethylolethane tri (meth) acrylate and pentaerythritol tetra (meth) acrylate can also be used as a crosslinking agent. By using a polyfunctional compound that can be a crosslinking agent as a monomer, the spread and hardness of the binding compound in the medium can be controlled.

また、前述の生体物質と結合しうる結合官能基を有するモノマーとしては、スクシンイミド基、スクシンイミドオキシカルボニル基、エポキシ基、ホルミル基、マレイミド基、p−ニトロフェノキシ基等を有するモノマーが挙げられ、その例として、N−(メタ)アクリルオキシスクシンイミド等のアクリルモノマー;(メタ)アクリル酸グリシジル、アクロレイン、マレイミドアクリレート、p−ニトロフェニルオキシカルボニルポリエチレングリコールメタクリレート、p−ニトロフェニルメタクリレート等が挙げられる。   Examples of the monomer having a binding functional group capable of binding to the aforementioned biological substance include monomers having a succinimide group, a succinimideoxycarbonyl group, an epoxy group, a formyl group, a maleimide group, a p-nitrophenoxy group, and the like. Examples include acrylic monomers such as N- (meth) acryloxysuccinimide; glycidyl (meth) acrylate, acrolein, maleimide acrylate, p-nitrophenyloxycarbonyl polyethylene glycol methacrylate, p-nitrophenyl methacrylate, and the like.

また、結合官能基としてボロン酸基を有するモノマーの例としては、3−アクリルアミドフェニルボロン酸等が挙げられる。さらに、結合官能基としてビオチン基を有するモノマーの例としては、N−アクリロイル−N’−ビオチニル−3,6−ジオキサオクタン−1,8−ジアミン等が挙げられる。また、結合官能基として糖や多糖を有するモノマーの例としては、2−(メタ)アクリル酸グリコシロキシエチル等が挙げられる。   Examples of the monomer having a boronic acid group as a binding functional group include 3-acrylamidophenylboronic acid. Furthermore, examples of the monomer having a biotin group as a binding functional group include N-acryloyl-N′-biotinyl-3,6-dioxaoctane-1,8-diamine. Examples of the monomer having a sugar or a polysaccharide as a binding functional group include glycosyloxyethyl 2- (meth) acrylate.

また、上記リガンドと結合可能な官能基を有するモノマーの例としては、上記の生体物質と結合しうる結合官能基を有するモノマーと同様のものが挙げられる。   Examples of the monomer having a functional group capable of binding to the ligand include the same monomers as those having a binding functional group capable of binding to the biological substance.

さらに、親水性モノマーの具体例としては、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、マレイン酸、スルホン酸、スルホン酸ソーダ、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、(メタ)アクリロニトリル、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルアセトアミド、N−ビニル−N−アセトアミド、ポリエチレングリコールモノ−(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸グリシジル、2−メタクリロオキシエチルホスホリルコリン、N−アクリロイルモルホリン等が挙げられる。なお、N−アクリロイルモルホリンは親水性基としてモルホリノ基を有するアクリルモノマーである。   Furthermore, specific examples of the hydrophilic monomer include (meth) acrylic acid, itaconic acid, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, maleic acid, sulfonic acid, sodium sulfonate, (Meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-isopropylacrylamide, N-vinylformamide, (meth) acrylonitrile, N- (meth) acryloylmorpholine, N-vinylpyrrolidone, N-vinylacetamide, N- Examples include vinyl-N-acetamide, polyethylene glycol mono- (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, 2-methacrylooxyethyl phosphorylcholine, N-acryloylmorpholine, and the like. N-acryloylmorpholine is an acrylic monomer having a morpholino group as a hydrophilic group.

また、結合化合物は、前述のとおり無電荷のものが好ましい。したがって、結合化合物として用いる合成高分子化合物を無電荷にする場合、この無電荷の合成高分子化合物に使用するモノマーは無電荷であれば特に限定されないが、具体例を挙げると、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−ビニルホルムアミド、(メタ)アクリロニトリル、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−ビニルピロリドン、N−ビニルアセトアミド、N−ビニル−N−アセトアミド、ポリエチレングリコールモノ−(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸グリシジル、2−メタクリロオキシエチルホスホリルコリン等が挙げられる。   The binding compound is preferably an uncharged one as described above. Therefore, when the synthetic polymer compound used as the binding compound is uncharged, the monomer used in the uncharged synthetic polymer compound is not particularly limited as long as it is uncharged. 2-hydroxyethyl acid, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-isopropylacrylamide, N-vinylformamide, (meth) acrylonitrile, N- (meta ) Acrylylmorpholine, N-vinylpyrrolidone, N-vinylacetamide, N-vinyl-N-acetamide, polyethylene glycol mono- (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, 2-methacrylooxyethyl phosphorylcholine and the like.

また、モノマーの重合方法に制限は無いが、ラジカル重合が好適である。モノマーをラジカル重合させて合成高分子化合物を合成する場合、通常はラジカル重合開始剤を混合することにより重合を開始させるが、その際に用いるラジカル重合開始剤は本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを用いることができる。使用できるラジカル系重合開始剤の例としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−(2−メチルプロパンニトリル)、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルペンタンニトリル)、2,2’−アゾビス−(2−メチルブタンニトリル)、1,1’−アゾビス−(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(2−アミジノプロパン)ヒドロクロリド等のアゾ(アゾビスニトリル)タイプの開始剤、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロペルオキシド、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過硫酸塩(例えば過硫酸アンモニウム)、過酸エステル(例えばt−ブチルペルオクテート、α−クミルペルオキシピバレート及びt−ブチルペルオクテート)等の過酸化物タイプの開始剤などが挙げられる。   Moreover, although there is no restriction | limiting in the polymerization method of a monomer, radical polymerization is suitable. When a synthetic polymer compound is synthesized by radical polymerization of a monomer, the polymerization is usually started by mixing a radical polymerization initiator, but the radical polymerization initiator used at that time does not significantly impair the effects of the present invention. Any thing can be used. Examples of the radical polymerization initiator that can be used include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis- (2-methylpropanenitrile), 2,2′-azobis- (2,4 -Dimethylpentanenitrile), 2,2'-azobis- (2-methylbutanenitrile), 1,1'-azobis- (cyclohexanecarbonitrile), 2,2'-azobis- (2,4-dimethyl-4- Azo (azobisnitrile) type initiators such as methoxyvaleronitrile), 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis- (2-amidinopropane) hydrochloride, Benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, hydrogen peroxide, acetyl peroxide, lauroyl peroxide, persulfates (eg ammonium persulfate), peracid esters ( Example, if t- butyl peroxide octoate, etc. α- cumyl peroxypivalate and t- butyl per octoate) peroxide type initiators and the like.

さらにレドックス系開始剤を混合することにより重合を開始させてもよい。レドックス系開始剤も、本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを用いることができ、その例としては、アスコルビン酸/硫酸鉄(II)/ペルオキシ二硫酸ナトリウム、第三ブチルヒドロペルオキシド/二亜硫酸ナトリウム、第三ブチルヒドロペルオキシド/Naヒドロキシメタンスルフィン酸が挙げられる。なお、個々の成分、例えば還元成分は、混合物、例えばヒドロキシメタンスルフィン酸のナトリウム塩と二亜硫酸ナトリウムとの混合物であってもよい。   Furthermore, polymerization may be initiated by mixing a redox initiator. Any redox initiator can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Examples thereof include ascorbic acid / iron (II) sulfate / sodium peroxydisulfate, tert-butyl hydroperoxide / dioxide. Examples include sodium sulfite, tert-butyl hydroperoxide / Na hydroxymethanesulfinic acid. In addition, each component, for example, a reducing component, may be a mixture, for example, a mixture of sodium salt of hydroxymethanesulfinic acid and sodium disulfite.

また、結合化合物として合成高分子化合物を用いる場合、この合成高分子化合物は、開環重合等で合成される高分子を使用してもよい。その具体例としては、ポリエチレングリコール等が挙げられる。さらに、上述した合成高分子化合物は、加水分解等により合成される高分子を使用しても良い。その具体例としては、ポリ酢酸ビニルを加水分解等することにより合成されるポリビニルアルコールなどが挙げられる。また、上述した合成高分子化合物は、化学修飾により、前述の生体物質と結合する官能基を修飾することにより合成してもよい。   When a synthetic polymer compound is used as the binding compound, the synthetic polymer compound may be a polymer synthesized by ring-opening polymerization or the like. Specific examples thereof include polyethylene glycol. Furthermore, the synthetic polymer compound described above may use a polymer synthesized by hydrolysis or the like. Specific examples thereof include polyvinyl alcohol synthesized by hydrolyzing polyvinyl acetate and the like. Further, the above-described synthetic polymer compound may be synthesized by modifying a functional group that binds to the aforementioned biological substance by chemical modification.

さらに、この他、結合化合物として、市販の合成高分子化合物を用いることができる。その具体例を挙げると、日本油脂社製のSUNBRIGHTシリーズ DE−030AS、DE−030CS、DE−030GS、PTE−100GS、PTE−200GS、HGEO−100GS、HGEO−200GSなどが挙げられる。   In addition, a commercially available synthetic polymer compound can be used as the binding compound. Specific examples include SUNBRIGHT series DE-030AS, DE-030CS, DE-030GS, PTE-100GS, PTE-200GS, HGEO-100GS, and HGEO-200GS manufactured by NOF Corporation.

一方、結合化合物として天然高分子化合物を用いる場合、その具体例としては、デキストラン、カルボキシメチル−デキストラン、でんぷん、セルロース等の多糖類、アルブミン、コラーゲン、ゼラチンなどのタンパク質、DNA、RNAなどの核酸等が挙げられる。これらの天然化合物は、そのまま使用しても良いし、また、化学修飾してから使用しても良い。   On the other hand, when a natural polymer compound is used as the binding compound, specific examples thereof include polysaccharides such as dextran, carboxymethyl-dextran, starch and cellulose, proteins such as albumin, collagen and gelatin, nucleic acids such as DNA and RNA, etc. Is mentioned. These natural compounds may be used as they are, or may be used after being chemically modified.

なお、合成高分子化合物及び天然高分子化合物などの高分子化合物を結合化合物として用いる場合、その高分子化合物の形態は任意である。例えば、水溶液中で溶解していても良いし、ミセルやエマルションのような会合体や高分子ラテックスのような微粒子状のものでもかまわない。   When a polymer compound such as a synthetic polymer compound or a natural polymer compound is used as the binding compound, the form of the polymer compound is arbitrary. For example, it may be dissolved in an aqueous solution, or may be an aggregate such as a micelle or emulsion, or a fine particle such as a polymer latex.

また、結合化合物として用いられる無機化合物としては、例えば、金コロイド等の金属粒子、シリカ等の無機微粒子などが挙げられる。さらに、これらの無機化合物を化学修飾することによって、生体物質と結合する官能基を有する結合化合物としても良い。   Examples of the inorganic compound used as the binding compound include metal particles such as gold colloid and inorganic fine particles such as silica. Furthermore, it is good also as a binding compound which has a functional group couple | bonded with a biological substance by chemically modifying these inorganic compounds.

さらに、結合化合物として用いられる有機無機ハイブリッドとしては、例えば、コロイダルシリカに高分子を被覆したもの、金属コロイドを高分子で被覆したもの(例えば、金、銀、白金等の粒子を保護コロイドで被覆したもの)、クレイ等の多孔質基体に高分子を吸着させたものなどが挙げられる。なお、これらの有機無機ハイブリッドは公知の方法で合成することが可能である(ポリマー系ナノコンポジット、工業調査会、中條 澄 著などを参照)。さらに、これらの有機無機ハイブリッドに結合官能基を修飾することによって、結合化合物として用いることもできる。   In addition, organic / inorganic hybrids used as binding compounds include, for example, colloidal silica coated with a polymer, metal colloid coated with a polymer (for example, gold, silver, platinum, etc. particles coated with a protective colloid. And those obtained by adsorbing a polymer to a porous substrate such as clay. These organic-inorganic hybrids can be synthesized by known methods (see polymer-based nanocomposites, industrial research committee, Susumu Nakajo, etc.). Furthermore, these organic-inorganic hybrids can be used as a binding compound by modifying the binding functional group.

また、結合化合物の分子量や構造等は特に制限は無く任意である。しかし低分子量の化合物を用いた場合、固定化しようとする一つの生体物質内で架橋してしまい、特定ゲルを形成できなくなる可能性がある。これを防止する観点から、結合化合物の分子量は、1000以上が好ましく、さらには1万以上が好ましく、その中でもさらには2万以上が好ましい。また、100万以下が好ましく、さらには50万以下が好ましく、その中でも30万以下が好ましい。なお、結合化合物として合成又は天然の高分子化合物を用いる場合、重量平均分子量が上記範囲に収まることが好ましい。この範囲を下回ると効果的に粒子状塊が集合した特定ゲルが形成できなくなる可能性があるためである。
これら分子量の測定には種々の方法が使えるが、例えば、GPC(ゲルパーミネーションクロマトグラフィー)、SEC(サイズ排除クロマトグラフィー)、静的光散乱測定、粘度測定などの一般的な測定機器を用いることができる。
Further, the molecular weight and structure of the binding compound are not particularly limited and are arbitrary. However, when a low molecular weight compound is used, there is a possibility that a specific gel cannot be formed due to crosslinking within one biological material to be immobilized. From the viewpoint of preventing this, the molecular weight of the binding compound is preferably 1000 or more, more preferably 10,000 or more, and even more preferably 20,000 or more. Moreover, 1 million or less is preferable, Furthermore, 500,000 or less is preferable, Among these, 300,000 or less is preferable. When a synthetic or natural polymer compound is used as the binding compound, the weight average molecular weight is preferably within the above range. This is because if it falls below this range, there is a possibility that the specific gel in which the particulate lumps gather effectively cannot be formed.
Various methods can be used to measure these molecular weights. For example, GPC (gel permeation chromatography), SEC (size exclusion chromatography), static light scattering measurement, viscosity measurement, etc. should be used. Can do.

また、結合化合物の大きさに制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。ただし、効果的に生体物質と結合化合物を結合させるためには、溶媒や分散媒などの液体(ここでは媒質)中に混和した状態において、結合化合物の径が、1nm以上が好ましく、さらには2nm以上が好ましく、その中でも3nm以上がさらにより好ましい。   Moreover, there is no restriction | limiting in the magnitude | size of a binding compound, and it is arbitrary unless the effect of this invention is impaired remarkably. However, in order to effectively bind the biological substance and the binding compound, the diameter of the binding compound is preferably 1 nm or more, and more preferably 2 nm when mixed in a liquid (here, medium) such as a solvent or a dispersion medium. The above is preferable, and among these, 3 nm or more is even more preferable.

これらの結合化合物の大きさの測定には、種々の方法が使用できるが、液体に分散している金属コロイド、無機粒子、ポリマー微粒子などを結合化合物として用いた場合は、静的光散乱測定法、動的光散乱測定法、光回折法などの一般的な手法により、調べることができる。また、これら金コロイド、無機粒子、ポリマー微粒子などが分散した分散液から反応媒等の液体を取り除いたものをSEM(走査型電子顕微鏡)やTEM(透過型電子顕微鏡)などの電子顕微鏡で観察し、液体中での結合化合物の径として取り扱っても良い。   Various methods can be used to measure the size of these binding compounds. However, when metal colloids, inorganic particles, polymer fine particles, etc. dispersed in a liquid are used as binding compounds, the static light scattering measurement method is used. It can be examined by a general method such as a dynamic light scattering measurement method and a light diffraction method. In addition, a liquid obtained by removing a liquid such as a reaction medium from a dispersion liquid in which these colloidal gold, inorganic particles, and polymer fine particles are dispersed is observed with an electron microscope such as SEM (scanning electron microscope) or TEM (transmission electron microscope). Alternatively, it may be handled as the diameter of the binding compound in the liquid.

一方、溶液に溶解している高分子またはミセルなどの会合体を結合化合物に用いる場合は、静的光散乱測定法、動的光散乱測定法、光回折法などの一般的な手法により、調べることができる。一般に、溶液に溶解している高分子やミセルなどは、測定手段及び解析方法で粒子径に相違が見られるが、いずれかの手段や方法で得られた測定値により、その粒子径を評価することができる。なお、光学的手法により液中の結合化合物の径を測定する場合には、結合化合物の平均粒子径が上記の範囲内に収まるようにすることが、効果的に生体物質と結合化合物とを結合させるためには望ましい。   On the other hand, when using an aggregate such as a polymer or micelle dissolved in a solution as a binding compound, investigate by a general method such as static light scattering measurement method, dynamic light scattering measurement method, or light diffraction method. be able to. In general, polymer particles or micelles dissolved in a solution have a difference in particle diameter depending on the measurement means and analysis method, but the particle diameter is evaluated based on the measured value obtained by any means or method. be able to. When measuring the size of the binding compound in the liquid by an optical method, it is effective to bind the biological substance and the binding compound so that the average particle size of the binding compound is within the above range. It is desirable to make it.

さらに、結合化合物が有する結合官能基の量は、特に限定されず、また結合化合物の種類によって一概には規定されないが、例えば結合化合物として高分子を用いた場合、その構成ユニットに対し、モル%で、0.1%以上、好ましくは0.5%以上、より好ましくは1%以上、また90%以下、好ましくは80%以下、より好ましくは70%以下であることが好ましい。この範囲を下回ると結合化合物が生体物質と効率よく結合できない可能性があり、上回ると溶媒や分散媒などに混和できなくなる可能性があるためである。   Further, the amount of the binding functional group that the binding compound has is not particularly limited and is not generally defined by the type of the binding compound. For example, when a polymer is used as the binding compound, the mole% of the constituent unit is based on the constituent unit. It is preferable that it is 0.1% or more, preferably 0.5% or more, more preferably 1% or more, and 90% or less, preferably 80% or less, more preferably 70% or less. This is because if it is below this range, the binding compound may not be able to bind efficiently to the biological substance, and if it exceeds this range, it may not be miscible with the solvent or dispersion medium.

〔特定ゲルの構造〕
特定ゲルは、生体物質と結合化合物とが結合してなる粒子状塊が互いに結合してなるものである。さらに、特定ゲルにおいては、通常、上記の粒子状塊の粒径は1μm以下となっている。
[Specific gel structure]
The specific gel is formed by bonding together a particulate lump formed by bonding a biological substance and a binding compound. Furthermore, in the specific gel, the particle size of the particulate lump is usually 1 μm or less.

特定ゲルは、図2(a),(b)に模式的に示すように、生体物質と結合化合物とが結合した粒子状塊が単一ユニットとして、図1(a),(b)に模式的に示すように、互いに鎖状及び/又は網目状に結合した構造体となっている。   As schematically shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the specific gel is schematically shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) in which a particulate mass in which a biological substance and a binding compound are bonded as a single unit. As shown specifically, the structures are connected to each other in a chain form and / or a network form.

特定ゲルは、このように生体物質及び結合化合物の両方によって形成された粒子状塊が集合及び/または結合することによって形成する構造を有している。このため、生体物質の比率を高めることが可能である。これにより、生体物質として上記の非特異的相互作用を生じないものを用いれば、結合化合物が生じる非特異的な相互作用を抑制できる利点がある。即ち、非特異的相互作用を生じうる結合化合物等を多量の生体物質で覆うことができる。したがって、非特異的相互作用の抑制と、リガンドと被検出物質との相互作用の効率的な検出が実施できるようになる。   The specific gel thus has a structure formed by aggregation and / or bonding of the particulate mass formed by both the biological material and the binding compound. For this reason, it is possible to increase the ratio of the biological substance. Accordingly, if a biological material that does not cause the above-described non-specific interaction is used, there is an advantage that the non-specific interaction generated by the binding compound can be suppressed. That is, a binding compound that can cause non-specific interaction can be covered with a large amount of biological material. Therefore, suppression of non-specific interaction and efficient detection of the interaction between the ligand and the substance to be detected can be performed.

また、特定ゲルは、生体物質の比率を高めることが可能であることから、それに結合するリガンドの比率を高めることが可能となり、従来よりも多量のリガンドを保持することができる。さらに、リガンドが、生体物質に加えて結合化合物にも結合しうる場合は、より多量のリガンドの保持が可能となる。   In addition, since the specific gel can increase the ratio of the biological substance, the ratio of the ligand that binds to the specific gel can be increased, and a larger amount of the ligand can be retained than before. Furthermore, when a ligand can bind to a binding compound in addition to a biological substance, a larger amount of ligand can be retained.

一方、リガンドが結合化合物に結合して生体物質に結合しない場合にも、後述するように特定ゲルが3次元的な構造を有しているため、リガンドを従来よりも多量に保持することが可能である。また、非特異的相互作用を抑制できるという上記の利点は、結合化合物とリガンドとが結合する場合においても得られる。   On the other hand, even when the ligand binds to the binding compound and does not bind to the biological material, the specific gel has a three-dimensional structure, as will be described later. It is. In addition, the above-described advantage that non-specific interaction can be suppressed is also obtained when a binding compound and a ligand bind.

なお、従来の生体物質を基板に固定する技術では、チップを検出用途などに用いる場合、基板の表面に直接に生体物質を結合させるために、生体物質の固定化量は所定の上限値で制限され(通常、タンパク質の単層吸着は、せいぜい0.3〜1.0μg/cm)、多量の生体物質を保持することができなかった。したがって、この生体物質にリガンドを結合させたとしても、リガンドの量は十分なものではなかった。 In the conventional technique for fixing a biological material to a substrate, when the chip is used for detection applications, the amount of biological material immobilized is limited to a predetermined upper limit value in order to bind the biological material directly to the surface of the substrate. (Normally, protein monolayer adsorption is at most 0.3 to 1.0 μg / cm 2 ), and a large amount of biological material could not be retained. Therefore, even when a ligand is bound to this biological material, the amount of the ligand is not sufficient.

本発明の特定ゲルは、粒子状塊が、集合してそれら同士の引力によって接触しあったり、その炭素鎖が絡まりあったりすることなどにより、互いに結合して構成される。例えば、分子間引力のみにより粒子状塊同士が結合して特定ゲルが形成されたり、粒子状塊同士が結合化合物の官能基と生体物質との結合により結合して特定ゲルを形成したり、或いは、上記の両方の要因が組み合わさって粒子状塊同士が結合して特定ゲルが形成されたりしている。ここで、粒子状塊同士の結合とは、通常、共有結合、イオン結合、キレート結合、配位結合、疎水結合、水素結合、ファンデルワールス結合、静電力による結合のうち一つ以上の結合から成り立つものを指し、中でも共有結合が好ましい。この場合、粒子状塊の一部のみが結合しあっている状態でもよいが、できるだけ多くの粒子状塊が結合しあっていることが好ましく、全ての粒子状塊が結合しあっていることがより好ましい。なお、通常は、粒子状塊は、絡まりあいや結合など、複数の要因により集合して特定ゲルを構成しているものと推察される。   The specific gel of the present invention is configured such that the particulate lumps gather and come into contact with each other due to their attraction, or the carbon chains are entangled with each other. For example, the particulate mass is bonded only by intermolecular attractive force to form a specific gel, the particulate mass is bonded by the binding of the functional group of the binding compound and the biological material, or the specific gel is formed, or Both of the above factors combine to form a specific gel by combining particulate lumps. Here, the bond between the particulate lumps is usually a bond of at least one of covalent bond, ionic bond, chelate bond, coordination bond, hydrophobic bond, hydrogen bond, van der Waals bond, and electrostatic bond. It means what holds, and among them, a covalent bond is preferable. In this case, it may be in a state where only a part of the particulate lumps are bonded, but it is preferable that as many particulate lumps as possible are bound, and that all the particulate lumps are bound. More preferred. In general, it is presumed that the particulate lump aggregates due to a plurality of factors such as entanglement and bonding to constitute a specific gel.

また、粒子状塊は、その粒径が通常1μm以下、好ましくは0.5μm以下、より好ましくは0.1μm以下である。粒子状塊の粒径が大きいと、分離精製に用いた時には十分な比表面積が得られず、また本発明のチップを検出用途などに用いた場合に高精度な検出結果が得られない可能性がある。さらに、粒子状塊の粒径を個別に測定する場合には、特定ゲル中の粒子状塊のうち、少なくとも一部の粒子状塊が上記の範囲の粒径を有していればよいが、できるだけ多くの粒子状塊が上記範囲の粒径を有していることが好ましく、全ての粒子状塊が上記範囲の粒径を有していることがより好ましい。   The particle size of the particulate mass is usually 1 μm or less, preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.1 μm or less. If the particle size of the particulate mass is large, a sufficient specific surface area cannot be obtained when used for separation and purification, and a highly accurate detection result may not be obtained when the chip of the present invention is used for detection applications, etc. There is. Furthermore, when measuring the particle size of the particulate mass individually, it is sufficient that at least a part of the particulate mass in the specific gel has a particle size in the above range, It is preferable that as many particulate lumps as possible have a particle size in the above range, and it is more preferable that all the particulate lumps have a particle size in the above range.

ここで粒子状塊の粒径は、光学顕微鏡、SEMやTEM等の電子顕微鏡、AFM(原子間力顕微鏡)などの顕微鏡で観察することにより測定できる。なお、顕微鏡で観察した場合、粒子状塊の形状は、粒子状のほか、特定ゲルから房状に張り出した形状として観察される場合もあるが、この房状の塊部分(房状塊)は特定ゲルから粒子状塊が張り出して形成されたものと推察されるため、この房状の塊部分の径(通常は、短径)が上記の範囲内であればよい。   Here, the particle size of the particulate mass can be measured by observing with an optical microscope, an electron microscope such as SEM or TEM, or a microscope such as AFM (atomic force microscope). In addition, when observed with a microscope, the shape of the particulate lump may be observed as a shape protruding from the specific gel into a tuft shape, but this tufted lump portion (tufted lump) Since it is inferred that the particulate lump is formed by protruding from the specific gel, the diameter (usually the short diameter) of the tuft-like lump portion may be within the above range.

粒子状塊の存在を調べる一つの方法として、前記AFMにより測定した画像からPower Spectral Density(パワースペクトル密度)を解析する場合を例に挙げてさらに詳述する。パワースペクトルを用いた解析は、物体表面の微小な凸凹を評価するのに用いられ、凹凸に起因する変化量(例えば、高さ、深さ等)を波形に分解してフーリエ変換を行なう解析法の一つである。   As one method for examining the presence of the particulate lump, a case of analyzing Power Spectral Density (power spectral density) from the image measured by the AFM will be described in detail. The analysis using the power spectrum is used to evaluate minute irregularities on the surface of the object, and an analysis method that decomposes changes (eg, height, depth, etc.) caused by the irregularities into waveforms and performs Fourier transform. one of.

AFM測定には、市販のAFM装置を使用することができるが、好ましくは、Digital Instruments社製のNanoScopeIIIa等が用いられる。また、プローブは先端半径Rが5nm以下のものが好ましく、具体的には、東陽テクニカ社製のSSS−NCH等が好ましい。さらに、測定は試料表面を傷つけないよう、タッピングモードで測定することが望ましい。測定は、大気中でも液中でもかまわないが、良い像を得るためには、好ましくは大気中で、さらに好ましくは乾燥した状態で行なう。   A commercially available AFM apparatus can be used for the AFM measurement, but preferably NanoScope IIIa manufactured by Digital Instruments is used. The probe preferably has a tip radius R of 5 nm or less, and specifically, SSS-NCH manufactured by Toyo Technica Co., Ltd. is preferable. Furthermore, it is desirable to measure in the tapping mode so as not to damage the sample surface. The measurement may be performed in the air or in a liquid, but in order to obtain a good image, the measurement is preferably performed in the air, and more preferably in a dry state.

また、Power Spectral Density解析に用いるアルゴリズムは、表面形状の解析用としてASTM E42.14 STM/AFM分科委員会勧告に準じるものが好ましく、特に好ましいのは、Digital Instruments社製のNanoScopeIIIaに付属のPower Spectral Density機能を用いることである(参照文献:NanoScope コマンドリファレンスマニュアル)。   Further, the algorithm used for Power Spectral Density analysis is preferably in accordance with the recommendation of ASTM E42.14 STM / AFM subcommittee for analysis of the surface shape, and particularly preferably, Power Spectrum attached to NanoScope IIIa manufactured by Digital Instruments. The Density function is used (reference document: NanoScope command reference manual).

これらの装置及びアルゴリズムを用いて特定ゲルの解析を行なった場合、例えば、1μm×1μmの視野でAFMによる測定を行なって、得られるAFM像からPower Spectral Density(PSD)解析を行なった場合には、2D isotropic PSDの値が100(nm)以上であって、かつ、波長100nm未満の値を除いたパワースペクトルの和(Ic)とトータルパワースペクトル(It)の割合Ic/Itが通常30%以上、好ましくは50%以上、特に好ましくは60%以上、さらに好ましくは70%以上であるとき、サブミクロンオーダーの粒子状塊の存在を確認することができる。パワースペクトルは、物体の表面の凹凸を表わすものであり、その比率Ic/Itが上記範囲であれば、粒子状塊の構造に起因する凹凸が特定ゲルの表面に確認できるからである。 When analysis of a specific gel is performed using these devices and algorithms, for example, when AFM measurement is performed in a 1 μm × 1 μm field of view, and Power Spectral Density (PSD) analysis is performed from the obtained AFM image The ratio Ic / It of the sum of the power spectrum (Ic) and the total power spectrum (It) excluding the value of 2D isotropic PSD of 100 (nm 4 ) or more and a wavelength less than 100 nm is usually 30% When the content is 50% or more, preferably 60% or more, and more preferably 70% or more, and more preferably 70% or more, the presence of a submicron-order particulate lump can be confirmed. This is because the power spectrum represents irregularities on the surface of the object, and if the ratio Ic / It is in the above range, irregularities resulting from the structure of the particulate mass can be confirmed on the surface of the specific gel.

また、粒子状塊の粒径は、光散乱、X線、中性子散乱等の分光学的手法により確認することもできる。この場合、測定される平均粒径が上記の範囲内にあればよい。粒子状塊の平均粒径が上記範囲内にある場合も、粒径が上記範囲内にある場合と同様の利点を得ることができる。ここで、一例として、静的光散乱測定法による粒子状塊の確認の方法をさらに詳述する。例えば、特定ゲルの前方光散乱光強度測定をすることより、相関長を求めることで、粒子状塊を評価することができる。この方法は、特定ゲルを透過した光を、散乱強度の散乱角依存性を測定し、デバイ−ブージェ(Debye−Bueche)の理論に基づき、(光の強度)(−1/2)を波数の2乗(={(4πn/光の波長)×sin(散乱角度/2)})に対してプロットした傾きを求め、(傾き/切片)から相関長を求める。ここでnは媒体の屈折率である。測定に用いる光散乱装置は市販のものを使用することができるが、好ましくはDYNA3000である。生体分子複合体は、乾燥状態でも液体中で膨潤させても良いが、好ましくは液体中での測定である。 The particle size of the particulate mass can also be confirmed by spectroscopic techniques such as light scattering, X-rays, and neutron scattering. In this case, the average particle diameter to be measured may be in the above range. Even when the average particle size of the particulate mass is within the above range, the same advantages as when the particle size is within the above range can be obtained. Here, as an example, a method for confirming a particulate lump by a static light scattering measurement method will be described in more detail. For example, the particulate lump can be evaluated by obtaining the correlation length by measuring the forward light scattered light intensity of the specific gel. This method measures the scattering angle dependence of the scattering intensity of light that has passed through a specific gel, and based on the Debye-Bueche theory, the (light intensity) (-1/2) is the wave number. The slope plotted against the square (= {(4πn / wavelength of light) × sin (scattering angle / 2)} 2 ) is obtained, and the correlation length is obtained from (slope / intercept) 2 . Here, n is the refractive index of the medium. Although a commercially available light scattering apparatus can be used for the measurement, DYNA 3000 is preferable. The biomolecule complex may be swelled in a liquid or in a dry state, but measurement in a liquid is preferable.

また、特定ゲル中の粒子状塊同士は完全に密着せず、各粒子状塊同士の間には空間(空隙)が形成されていても良い。この空間には、本発明のチップを用いて検出などを行なう際に、リガンドと相互作用させる被検出物質が侵入することが可能であり、この空間においてリガンドは被検出物質等と相互作用することが可能である。特定ゲルは、3次元的な構造を有し、その中(内部)に多くのリガンドを備えることができるが、そのリガンドは活性を失わず相互作用をすることが可能であることから、特定ゲルは、従来よりも多量のリガンドを含有し、被検出物質と多量に相互作用をすることが可能となっている。   Moreover, the particulate lumps in the specific gel may not be in close contact with each other, and spaces (voids) may be formed between the particulate lumps. When detection is performed using the chip of the present invention, a detected substance that interacts with a ligand can enter this space, and the ligand interacts with the detected substance in this space. Is possible. A specific gel has a three-dimensional structure and can have many ligands inside (inside), but since the ligand can interact without losing activity, the specific gel Contains a larger amount of ligand than before, and can interact with a substance to be detected in a large amount.

特定ゲルが、粒子状塊同士の間に空間を有しているかを調べる方法に制限はないが、例えば、光学顕微鏡、SEMやTEM等の電子顕微鏡、AFMなどの顕微鏡によって確認することができる。また、このほか、光散乱、X線、中性子散乱等の分光学的手法によっても確認することができる。さらに、特定ゲルの乾燥状態における体積と、液体を含ませた時の体積とを比較して、その体積が増加した場合には、上記の空間に液体が侵入したことにより体積が増加したものとして、特定ゲルが空間を有していると認識してもよい。なお、これらの体積変化はいかなる方法で確認しても良いが、例えば特定ゲルが膜状に形成されている場合、乾燥状態の膜厚とそれを液体に浸した時の膜厚とをそれぞれAFM等で測定し、両者を比較して確認することができる。   Although there is no restriction | limiting in the method of investigating whether the specific gel has a space between particulate masses, For example, it can confirm with microscopes, such as an optical microscope, electron microscopes, such as SEM and TEM, and AFM. In addition, it can also be confirmed by spectroscopic techniques such as light scattering, X-rays, and neutron scattering. Furthermore, when the volume in the dry state of the specific gel is compared with the volume when the liquid is included, and the volume increases, it is assumed that the volume has increased due to the liquid entering the space. The specific gel may be recognized as having a space. These volume changes may be confirmed by any method. For example, when the specific gel is formed into a film, the AFM indicates the film thickness in a dry state and the film thickness when the film is immersed in a liquid. It can be confirmed by comparing the two.

〔特定ゲルの組成〕
特定ゲルにおいては、含有される生体物質の比率にも制限は無いが、通常は、より多量の生体物質が含有されていることが望ましい。具体的には、「(生体物質の重量)/(特定ゲルの重量)」で表される特定ゲルの重量に対する生体物質の重量の比率が、通常0.1以上、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.5以上、特に好ましくは0.7以上が望ましい。生体物質の比率がこの範囲を下回る場合、構成される特定ゲル中の結合化合物を十分に生体物質で覆うことができなくなり、結合化合物への非特異吸着を起こす可能性がある。また、リガンドを生体物質にのみ結合させるようにする場合には、リガンドを十分多く結合させることができなくなり、本発明のチップを用いて分離精製を行なう場合に、その分離精製の効率が低下する可能性もある。
[Specific gel composition]
In the specific gel, the ratio of the contained biological material is not limited, but it is usually desirable that a larger amount of the biological material is contained. Specifically, the ratio of the weight of the biological material to the weight of the specific gel represented by “(weight of biological material) / (weight of specific gel)” is usually 0.1 or more, preferably 0.3 or more, More preferably 0.5 or more, and particularly preferably 0.7 or more. When the ratio of the biological material is below this range, the binding compound in the specific gel to be constructed cannot be sufficiently covered with the biological material, and nonspecific adsorption to the binding compound may occur. In addition, when the ligand is bound only to the biological substance, a sufficient amount of the ligand cannot be bound, and when separation and purification is performed using the chip of the present invention, the efficiency of the separation and purification is reduced. There is a possibility.

なお、上記の生体物質の比率を測定する方法は特に限定されないが、例えば、特定ゲルに含まれる生体物質を酵素や薬品等を用いて分解し、生体物質、結合化合物及びリガンド由来の物質をそれぞれ各種の方法で定量すればよい。なお、分解方法及び定量方法は、上述したとおりである。   The method for measuring the ratio of the biological material is not particularly limited. For example, the biological material contained in the specific gel is decomposed using an enzyme, a drug, or the like, and the biological material, the binding compound, and the ligand-derived material are respectively obtained. What is necessary is just to quantify with various methods. The decomposition method and the quantification method are as described above.

[1−2−2.ゲルのスポットの大きさ、厚み、間隔等]
基板に形成されるゲルのスポットの寸法に制限は無く、チップの用途に応じて任意に設定できる。ただし、スポットの集積度を高める観点からは、スポットの径は、通常1μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは50μm以上であり、通常1mm以下、好ましくは500μm以下、より好ましくは300μm以下である。なお、スポットは通常は円形に形成されるためスポットの径も一義的に定まるが、スポット形状が円形以外の形状である場合にはスポット外縁間のさしわたし距離のうちで最大のものをスポットの径とする。
[1-2-2. Gel spot size, thickness, spacing, etc.]
There is no restriction | limiting in the dimension of the spot of the gel formed in a board | substrate, According to the use of a chip | tip, it can set arbitrarily. However, from the viewpoint of increasing the degree of spot accumulation, the spot diameter is usually 1 μm or more, preferably 10 μm or more, more preferably 50 μm or more, and usually 1 mm or less, preferably 500 μm or less, more preferably 300 μm or less. . Since the spot is usually formed in a circular shape, the spot diameter is also uniquely determined. However, if the spot shape is other than a circular shape, the largest one of the distances between the outer edges of the spot is the spot. Of the diameter.

また、ゲルのスポットの厚みは、三次元的にリガンドを保持してリガンドの固定化量を増やす観点から、乾燥状態で3nm以上が好ましく、5nm以上がより好ましい。さらに、基板上には複数のスポットが形成されることになる。この際、一つの基板に形成されるスポットの数は2以上であれば任意であるが、多いほうが好ましい。   In addition, the thickness of the gel spot is preferably 3 nm or more, more preferably 5 nm or more in a dry state, from the viewpoint of increasing the amount of immobilized ligand by holding the ligand three-dimensionally. Furthermore, a plurality of spots are formed on the substrate. At this time, the number of spots formed on one substrate is arbitrary as long as it is 2 or more, but a larger number is preferable.

また、スポット間の間隔にも制限は無いが、隣り合うスポット間でリガンドが混ざり合うことを防止する観点から、スポットの縁と縁との距離が、通常20μm以上、好ましくは100μm以上、より好ましくは200μm以上であり、スポットの集積度を高める観点から、通常2000μm以下、好ましくは1000μm以下、より好ましくは500μm以下である。   The distance between spots is not limited, but from the viewpoint of preventing ligands from being mixed between adjacent spots, the distance between the edges of the spots is usually 20 μm or more, preferably 100 μm or more, more preferably Is 200 μm or more, and is usually 2000 μm or less, preferably 1000 μm or less, more preferably 500 μm or less from the viewpoint of increasing the degree of spot accumulation.

[1−2−3.ゲルの固定化方法(スポットの形成方法)]
ゲルを基板に固定化する方法に制限は無い。例えば、溶媒または分散媒中にゲルを含む溶液又は分散液を基板上にスポッティングし、乾燥により溶媒又は分散媒を除去してゲルを固定化してもよい。また、例えば、溶媒または分散媒中にゲルの原料を含む溶液又は分散液を基板上にスポッティングし、基板表面で原料を反応させてゲルを生成させ、乾燥により溶媒又は分散媒を除去してゲルを固定化してもよい。
[1-2-3. Gel immobilization method (spot formation method)]
There is no limitation on the method for immobilizing the gel on the substrate. For example, a solution or dispersion containing a gel in a solvent or dispersion medium may be spotted on a substrate, and the solvent or dispersion medium may be removed by drying to fix the gel. Also, for example, a solution or dispersion containing a gel raw material in a solvent or dispersion medium is spotted on the substrate, the raw material is reacted on the substrate surface to form a gel, and the solvent or dispersion medium is removed by drying to remove the gel. May be fixed.

なかでも、特定ゲルを固定化してスポットを形成する場合には、生体物質と結合化合物とを溶媒又は分散媒中で混合し(混合工程)、得られた混合液を基板上にスポッティングし(スポッティング工程)、基板上の液滴から乾燥により溶媒又は分散媒を除去して特定ゲルを固定化する(乾燥工程)方法が好ましい。以下、この方法について詳しく説明する。   In particular, when a spot is formed by immobilizing a specific gel, a biological material and a binding compound are mixed in a solvent or dispersion medium (mixing step), and the resulting mixture is spotted on a substrate (spotting). Step), a method of fixing the specific gel by removing the solvent or dispersion medium from the droplets on the substrate by drying (drying step) is preferable. Hereinafter, this method will be described in detail.

〔混合工程〕
混合工程では、生体物質と結合化合物とを、溶媒又は分散媒などの媒質中において混合する。生体物質及び結合化合物が混合されて同一系内に共存することによって、生体物質と結合化合物とが結合し、粒子状塊が生成する。そして、この粒子状塊が集合し、結合することにより、特定ゲルが形成される。なお、通常は、生体物質と結合化合物とが結合して粒子状塊が形成される過程と、粒子状塊が集合して特定ゲルが形成される過程とは一連の過程として進行する。また、上記の通り、生体物質と結合化合物とは必ずしも化学反応を生じて結合するわけではないが、本明細書においては、生体物質と結合化合物とが結合する際の場を形成する物質を「媒質」と広義に呼ぶものとする。
[Mixing process]
In the mixing step, the biological material and the binding compound are mixed in a medium such as a solvent or a dispersion medium. When the biological material and the binding compound are mixed and coexist in the same system, the biological material and the binding compound are combined to form a particulate lump. And this specific lump aggregates and couple | bonds together and a specific gel is formed. Normally, the process in which the biological substance and the binding compound are combined to form a particulate lump and the process in which the particulate lump is aggregated to form a specific gel proceed as a series of processes. In addition, as described above, the biological substance and the binding compound do not necessarily cause a chemical reaction and bind to each other. However, in this specification, the substance that forms a field when the biological substance and the binding compound are bound is referred to as “ It shall be called broadly as “medium”.

媒質としては、特定ゲルの生成が可能な限り任意のものを用いることができるが、通常は、生体物質及び結合化合物並びに適宜用いられる添加剤(後述する)が混和しうるものを用いることが望ましい。この際、生体物質、結合化合物及び添加剤の混和状態は任意であり、溶解状態であっても分散状態であってもよいが、生体物質と結合化合物とを安定して結合させるためには、生体物質及び結合化合物が媒質中において溶解状態で存在していることが好ましい。   Any medium can be used as long as it can produce a specific gel, but it is usually desirable to use a material in which a biological substance, a binding compound, and additives (to be described later) that are appropriately used can be mixed. . At this time, the mixing state of the biological substance, the binding compound and the additive is arbitrary, and may be in a dissolved state or a dispersed state, but in order to stably bind the biological substance and the binding compound, The biological material and the binding compound are preferably present in a dissolved state in the medium.

媒質は、生体物質と結合化合物とが結合する場を形成することになり、生体物質や結合化合物等の活性や構造の安定性などに影響を与えることがあるため、その影響を考慮して選択することが好ましい。通常は、媒質として水を用いる。また、媒質としては水以外の液体を用いても良く、例えば、有機溶媒を用いることができる。さらに、有機溶媒の中でも、両親媒性溶媒、即ち、水に混和しうる有機溶媒が好ましい。水以外の媒質の具体例としては、メタノール、エタノール、1−ブタノールなどのアルコール系溶媒の他に、THF(テトラヒドロフラン)、DMF(N,N−ジメチルホルムアミド)、NMP(N−メチルピロリドン)、DMSO(ジメチルスルホキシド)、ジオキサン、アセトニトリル、ピリジン、アセトン、グリセリンなどが挙げられる。   The medium will form a field where the biological substance and the binding compound will bind, and may affect the activity of the biological substance or binding compound, the stability of the structure, etc. It is preferable to do. Usually, water is used as the medium. Further, a liquid other than water may be used as the medium, and for example, an organic solvent can be used. Furthermore, among the organic solvents, an amphiphilic solvent, that is, an organic solvent miscible with water is preferable. Specific examples of the medium other than water include THF (tetrahydrofuran), DMF (N, N-dimethylformamide), NMP (N-methylpyrrolidone), DMSO in addition to alcohol solvents such as methanol, ethanol and 1-butanol. (Dimethyl sulfoxide), dioxane, acetonitrile, pyridine, acetone, glycerin and the like.

また、これらの媒質として液体を用いる際には、この媒質に塩を加えても良い。塩の種類は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、具体例としては、NaCl、KCl、リン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、塩化カルシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウムなどが挙げられる。また、用いる塩の量に制限は無く、用途に応じて任意の量の塩を用いることができる。   Further, when liquid is used as these media, salt may be added to the media. The type of the salt is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, and specific examples include NaCl, KCl, sodium phosphate, sodium acetate, calcium chloride, sodium bicarbonate, ammonium carbonate and the like. Moreover, there is no restriction | limiting in the quantity of the salt to be used, Arbitrary quantity salt can be used according to a use.

さらに、媒質として水を用いている場合、水としては、純水のほか、生体物質や結合化合物以外の溶質を溶解した水溶液を用いることもできる。その例としては、各種緩衝液を挙げることができ、その具体例としては、炭酸バッファー、リン酸バッファー、酢酸バッファー、HEPESバッファー、TRISバッファーなどが挙げられる。なお、媒質は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。   Furthermore, when water is used as a medium, as water, an aqueous solution in which a solute other than a biological substance and a binding compound is dissolved can be used in addition to pure water. Examples thereof include various buffer solutions, and specific examples thereof include carbonate buffer, phosphate buffer, acetate buffer, HEPES buffer, TRIS buffer and the like. In addition, a medium may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

また、必要に応じて、生体物質及び結合化合物に加えて添加剤を混合するようにしてもよい。添加剤の例としては、上記の塩の他、酸、塩基、バッファー、グリセリン等の保湿剤、生体物質の安定剤としての亜鉛等の金属イオン、消泡剤、変性剤などを挙げることができる。なお、添加剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   Moreover, you may make it mix an additive in addition to a biological material and a binding compound as needed. Examples of additives include the above-mentioned salts, moisturizers such as acids, bases, buffers, and glycerin, metal ions such as zinc as a stabilizer for biological materials, antifoaming agents, denaturing agents, and the like. . In addition, an additive may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

混合する生体物質、結合化合物、媒質、添加剤等の混合比率は、特定ゲルを得ることができる限り任意である。ただし、「(結合化合物の重量)/(生体物質の重量)」で表される混合比率は、通常1/100以上、好ましくは5/100以上、より好ましくは10/100以上であり、通常10000/100以下、好ましくは200/100以下、より好ましくは100/100以下である。この範囲外では、粒子状塊が形成されない可能性があるためである。   The mixing ratio of the biological material, the binding compound, the medium, the additive, and the like to be mixed is arbitrary as long as the specific gel can be obtained. However, the mixing ratio represented by “(weight of binding compound) / (weight of biological material)” is usually 1/100 or more, preferably 5/100 or more, more preferably 10/100 or more, and usually 10,000. / 100 or less, preferably 200/100 or less, more preferably 100/100 or less. This is because a particulate lump may not be formed outside this range.

また、媒質中における生体物質及び結合化合物の割合(濃度)も特定ゲルを得ることができる限り任意であるが、生体物質及び結合化合物の合計濃度は、0.01重量%以上が好ましく、0.1重量%以上がより好ましく、1重量%以上が特に好ましく、また、10重量%以下が好ましく、5重量%以下がより好ましく、3重量%以下が特に好ましい。均一な特定ゲルを形成させるためには、混合液調製の段階において、媒質中で生体物質と結合化合物とを均一に混合することが好ましいことから、一旦比較的大量の媒質中に生体物質及び結合化合物を共存させることが好ましいからである。   Further, the ratio (concentration) of the biological substance and the binding compound in the medium is arbitrary as long as the specific gel can be obtained. The total concentration of the biological substance and the binding compound is preferably 0.01% by weight or more, and 1% by weight or more is more preferable, 1% by weight or more is particularly preferable, 10% by weight or less is preferable, 5% by weight or less is more preferable, and 3% by weight or less is particularly preferable. In order to form a uniform specific gel, it is preferable to uniformly mix the biological substance and the binding compound in the medium at the stage of preparing the mixed solution. It is because it is preferable to make a compound coexist.

混合に際し、生体物質、結合化合物、媒質、添加剤等は、特定ゲルの製造が可能である限りどのような状態で用意をしてもよい。ただし、生体物質に関しては、通常は、何らかの溶媒や分散媒に生体物質を溶解又は分散させた溶液や分散液として用意する。この場合、生体物質を希釈させる溶媒や分散媒は、生体物質の活性や構造の安定性等を考慮して調整することが好ましく、例えば、混合に用いる上記の媒質と同様のものを溶媒や分散媒として用いることができる。   In mixing, the biological material, the binding compound, the medium, the additive, and the like may be prepared in any state as long as the specific gel can be produced. However, the biological material is usually prepared as a solution or dispersion in which the biological material is dissolved or dispersed in some solvent or dispersion medium. In this case, the solvent or dispersion medium for diluting the biological material is preferably adjusted in consideration of the activity of the biological material, the stability of the structure, and the like. It can be used as a medium.

用意した生体物質、結合化合物、媒質、添加剤等を混合する際の具体的な操作も任意である。例えば、生体物質の溶液又は分散液と結合化合物の溶液又は分散液とを混合してもよく、生体物質の溶液又は分散液と固体状の結合化合物とを混合してもよく、固体状の生体物質と結合化合物の溶液又は分散液とを混合してもよく、固体状の生体物質及び結合化合物と溶媒とを混合してもよい。   Specific operations for mixing the prepared biological material, binding compound, medium, additive and the like are also arbitrary. For example, a solution or dispersion of a biological material and a solution or dispersion of a binding compound may be mixed, or a solution or dispersion of a biological material and a solid binding compound may be mixed. The substance and the binding compound solution or dispersion may be mixed, or the solid biological substance and the binding compound may be mixed with the solvent.

生体物質と結合化合物とを混合することによって粒子状塊が形成され、この粒子状塊が集合することにより、特定ゲルが構成される。特定ゲルの形成過程は明らかではないが、以下のように推測できる。即ち、生体物質と結合化合物とを共存させた混合液を調製すると、混合液中において生体物質と結合化合物とが結合し(図2(a)参照)、図2(b)に示すような粒子状塊が生成される。このような特定ゲルが形成される過程での粒子状塊の確認は、動的光散乱測定などによって行なうことができる。例えば、10nm程度のタンパク質と10nm程度の結合化合物を溶液中で混合した場合、サブミクロンオーダーの粒子状塊が確認されることがある。この粒子状塊は、さらに粒子状塊同士が集合することによって、図1(a),(b)に示すように、粒子状塊が鎖状及び/又は網目状に集合した構造を有する特定ゲルを形成するものと推測される。また、この際には、結合する粒子状塊は、互いに有する生体物質及び結合化合物が結合することによって、粒子状塊同士が互いに結合して特定ゲルを形成することもあるものと推測される。この場合、特定ゲルはより安定になるため、広い環境や用途への適用が可能となり、好ましい。   By mixing the biological material and the binding compound, a particulate lump is formed, and the particulate lump aggregates to constitute a specific gel. The formation process of the specific gel is not clear, but can be estimated as follows. That is, when a mixed liquid in which a biological substance and a binding compound coexist is prepared, the biological substance and the binding compound are bound in the mixed liquid (see FIG. 2A), and particles as shown in FIG. A clump is generated. Confirmation of a particulate lump in the process of forming such a specific gel can be performed by dynamic light scattering measurement or the like. For example, when a protein of about 10 nm and a binding compound of about 10 nm are mixed in a solution, a submicron-order particulate mass may be confirmed. As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), this particulate mass is a specific gel having a structure in which the particulate mass is assembled in a chain shape and / or a mesh shape as shown in FIGS. Is presumed to form. Further, at this time, it is presumed that the particulate mass to be bonded may be bonded to each other by a biological substance and a binding compound, and the particulate mass may be bonded to each other to form a specific gel. In this case, since the specific gel becomes more stable, it can be applied to a wide range of environments and uses, which is preferable.

〔スポッティング工程〕
得られた混合液は、基板上の所望の位置にスポッティングされる。ここでスポッティングとは、対象となる液体の液滴を固相の担体(ここでは基板)に付着させる操作のことを広くいう。
[Spotting process]
The obtained mixed liquid is spotted at a desired position on the substrate. Here, spotting broadly refers to an operation of attaching a target liquid droplet to a solid-phase carrier (here, a substrate).

スポッティングを行うための装置(「スポッタ」という。)に制限は無い。例えば、ピン型スポッタを使用することができる。ピン型スポッタは、柱状のピンの先端に液を付着させた後、或いは、円筒状のピンの内部に表面張力により液を吸い上げた後に、ピンと基板とを接触させたり近付けたりすることにより、液滴を基板に移すものである。その例としては、GENOMIC SOLUTIONS マイクロアレイヤー OmniGrid(TM) Microarrayer Seriesなどが挙げられる。また、スポッタとしては液滴を飛翔させる型のスポッタを使用してもよい。液滴を飛翔させるスポッタしては、ピエゾ方式や、ソレノイドバルブを使用したものなどが挙げられる。その例としては、GENOMIC SOLUTIONS SynQUAD(TM) Systemsなどが挙げられる。   There is no limitation on the device for spotting (referred to as “spotter”). For example, a pin type spotter can be used. Pin-type spotters allow liquid to adhere to the tip of a columnar pin, or after the liquid has been sucked into the interior of a cylindrical pin by surface tension, by bringing the pin into contact with or close to the substrate. The droplet is transferred to the substrate. Examples thereof include GENOMIC SOLUTIONS microarrayer OmniGrid (TM) Microarrayer Series. A spotter of a type that causes droplets to fly may be used as the spotter. Examples of spotters that cause droplets to fly include a piezo method and those using a solenoid valve. As an example, GENOMIC SOLUTIONS SynQUAD (TM) Systems can be cited.

また、一つのスポットを形成するためのスポッティングは、1回だけ行なってもよく、2回以上行なってもよい。特に微小なスポットを形成する場合には、液中の媒質の乾燥は速く、数分以内に液滴が揮発してしまう傾向があるため、厚みの厚いスポットを形成する観点からは、2回以上スポッティングを行うことが好ましい。   Further, spotting for forming one spot may be performed only once or may be performed twice or more. In particular, in the case of forming a minute spot, the medium in the liquid is quickly dried and the droplet tends to volatilize within a few minutes. Therefore, from the viewpoint of forming a thick spot, it is performed twice or more. It is preferable to perform spotting.

スポッティングを行う位置、スポッティングする液滴の量、スポッティングの回数などは、形成しようとするスポットの位置、大きさ、厚みなどに応じて適切に設定すればよい。   The spotting position, the amount of droplets to be spotted, the number of spottings, etc. may be appropriately set according to the position, size, thickness, etc. of the spot to be formed.

〔乾燥工程〕
スポッティングにより混合液の液滴を基板に付着させた後、特定ゲルを基板上に固定化するために、液滴中の媒質を乾燥させることが好ましい。固定化されたゲルにより、スポットが形成される。上記の混合液中の媒質の量が多い場合などにおいては、混合液中に粒子状塊又は特定ゲルが生成しにくい場合や、生成しない場合がある。これらの場合でも、混合液を乾燥の途中で濃縮されることで、粒子状塊が効率的に生成させ、特定ゲルが効率的に生成することになる。また、上記の混合液が粒子状塊又は特定ゲルの断片を含んでいる場合においても、濃縮及び乾燥により、粒子状塊又は特定ゲルを更に形成させることができる。
[Drying process]
After the droplet of the mixed liquid is attached to the substrate by spotting, the medium in the droplet is preferably dried in order to fix the specific gel on the substrate. A spot is formed by the immobilized gel. When the amount of the medium in the mixed liquid is large, a particulate lump or a specific gel may or may not be generated in the mixed liquid. Even in these cases, by concentrating the mixed solution in the middle of drying, the particulate lump is efficiently generated, and the specific gel is efficiently generated. Further, even when the above-mentioned mixed solution contains a particulate lump or a specific gel fragment, the particulate lump or the specific gel can be further formed by concentration and drying.

混合液を乾燥させる方法は任意であるが、例えば、限外濾過、減圧乾燥などが挙げられる。また、このほか、単に常圧下での蒸発により乾燥や濃縮を行なうようにしてもかまわない。上記混合液を乾燥させる際の温度条件は任意であるが、生体物質の変性等を避ける観点から、通常25℃以下、好ましくは10℃以下で行なうことが望ましい。また、混合液を乾燥させる際の圧力条件も任意であるが、通常は、常圧以下に減圧して行なうことが望ましい。   Although the method of drying a liquid mixture is arbitrary, For example, ultrafiltration, reduced pressure drying, etc. are mentioned. In addition, drying or concentration may be performed simply by evaporation under normal pressure. The temperature condition for drying the mixed solution is arbitrary, but from the viewpoint of avoiding denaturation of biological substances, it is usually 25 ° C. or less, preferably 10 ° C. or less. In addition, the pressure condition for drying the mixed solution is arbitrary, but it is usually desirable to reduce the pressure to a normal pressure or lower.

〔その他の工程〕
なお、ゲルスポッティング工程においては、ゲルを基板表面に固定化できるかぎり、上述した以外の工程を行なっても良い。例えば、生体物質と結合化合物と媒質とを混合した混合液をスポッティングに先立って遠心分離したり、混合液に特定ゲルの貧溶媒を混合したり、硫酸アンモン等の添加剤を混合したりして、粒子状塊の生成を促してもよい。生体物質と結合化合物とが接触する確率を上げて粒子状塊を形成させやすくし、それら粒子状塊同士が接触する確率を上げて特定ゲルを生成しやすくするためである。
[Other processes]
In the gel spotting step, steps other than those described above may be performed as long as the gel can be immobilized on the substrate surface. For example, a mixture of a biological material, a binding compound, and a medium is centrifuged prior to spotting, a poor solvent of a specific gel is mixed into the mixture, or an additive such as ammonium sulfate is mixed. The production of particulate lumps may be promoted. This is to increase the probability that the biological substance and the binding compound are in contact with each other to facilitate the formation of particulate lumps, and to increase the probability that the particulate lumps are in contact with each other to facilitate the generation of a specific gel.

また、例えば、ゲルのスポットを形成できる限り、前記の混合液中に、生体物質、結合化合物及び媒質以外の成分を混合するようにしてもよい。いつの時点で混合するかは任意である。また、その他の成分は1種でもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   For example, as long as a gel spot can be formed, components other than the biological material, the binding compound, and the medium may be mixed in the mixed solution. When to mix is arbitrary. Moreover, other components may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.

さらに、生体物質及び媒質を混合した混合液と、結合化合物及び媒質を混合した混合液とを別々に基板にスポッティングし、基板上の液滴中で生体物質と結合化合物とを反応させて特定ゲルを生成させ、その後で媒質を乾燥させてスポットを形成するようにしてもよい。   Furthermore, the liquid mixture in which the biological material and the medium are mixed and the liquid mixture in which the binding compound and the medium are mixed are spotted separately on the substrate, and the biological material and the binding compound are reacted in the droplets on the substrate so that the specific gel Then, the medium may be dried to form spots.

〔洗浄工程〕
前述のゲルスポッティング工程の乾燥工程後に、チップを洗浄するようにしてもよい。チップを洗浄することで、未反応の該生体物質やポリマーを除去できる。この際、洗浄液として適切なものを用いれば、ゲルは基板と結合しているため、この洗浄工程によっては脱離せず、チップの性能を損なうことは無い。
[Washing process]
You may make it wash | clean a chip | tip after the drying process of the above-mentioned gel spotting process. By washing the chip, the unreacted biological material and polymer can be removed. At this time, if an appropriate cleaning liquid is used, the gel is bonded to the substrate, so that the gel is not detached by this cleaning process, and the performance of the chip is not impaired.

また、前述のゲルスポッティング工程の乾燥工程後に、チップを洗浄することなく後述のリガンドスポッティング工程を行ってもよい。この場合、リガンドの一部がゲルのスポッティングに使用した未反応の該生体物質に結合することにより、ゲルのスポットに固定化されるリガンド量が低下する場合は、リガンドの濃度や量を適切に選ぶ事によって問題解決が図られる。また、本手法によれば、ゲルのスポット作製後の洗浄工程を省けるため、プロセス上のメリットがある。   Further, after the drying step of the above-mentioned gel spotting step, a ligand spotting step described later may be performed without washing the chip. In this case, if a part of the ligand binds to the unreacted biological material used for spotting the gel and the amount of ligand immobilized on the gel spot decreases, the concentration and amount of the ligand should be adjusted appropriately. The problem is solved by choosing. In addition, according to the present method, there is a process advantage because the cleaning step after the preparation of the gel spot can be omitted.

[1−3.リガンドスポッティング工程]
リガンドスポッティング工程では、前記のゲルスポッティング工程で形成されたスポット上にリガンド溶液をスポッティングして、リガンドを前記スポットに固定化する。
[1-3. Ligand spotting process]
In the ligand spotting step, a ligand solution is spotted on the spot formed in the gel spotting step, and the ligand is immobilized on the spot.

[1−3−1.リガンド溶液]
リガンド溶液は、適切な溶媒にリガンドを溶解させた溶液である。
[1-3-1. Ligand solution]
The ligand solution is a solution in which the ligand is dissolved in an appropriate solvent.

〔リガンド〕
リガンドには制限が無く、ゲルに固定化できる任意の物質を用いることができる。また、例えばゲルに直接結合しなくても、リンカー(後述する)を介してゲルに結合して固定化できる物質もリガンドとして使用可能である。
[Ligand]
The ligand is not limited, and any substance that can be immobilized on a gel can be used. Further, for example, a substance that can be bound and immobilized on a gel via a linker (described later) without being directly bound to the gel can also be used as a ligand.

リガンドの例を挙げると、タンパク質、糖類、低分子化合物、生理活性物質などが挙げられる。タンパク質としては、例えば、IgG、IgM、IgA、IgD、IgE等の抗体;植物由来のレクチン、動物由来のレクチン、人工的に作製したレクチン等のレクチン;薬剤などの、他の物質に結合する能力を有するタンパク質が挙げられる。   Examples of ligands include proteins, saccharides, low molecular compounds, physiologically active substances and the like. Examples of proteins include antibodies such as IgG, IgM, IgA, IgD, and IgE; plant-derived lectins, animal-derived lectins, lectins such as artificially produced lectins; and the ability to bind to other substances such as drugs. The protein which has is mentioned.

「糖類」とは、単糖及びその誘導体(以下これらを総称して「単糖類」という)、並びに、2以上の単糖類がグリコシド結合で繋がってなる化合物及びその誘導体(以下これらを総称して「多糖類」という)を指す。また、多糖類を「糖鎖」という場合もある。糖類は、天然由来の分子でも合成された分子でもリガンドとして使用できる。また、天然に存在する分子構造を持つ単糖もしくはそれにより構成される多糖でも、それらに官能基の付加や置換等の修飾を加えたものでもリガンドとして使用できる。中でも、天然に存在する分子構造を持つ単糖若しくはそれにより構成される多糖が好ましい。   “Saccharides” include monosaccharides and derivatives thereof (hereinafter collectively referred to as “monosaccharides”), and compounds and derivatives thereof (hereinafter collectively referred to as “monosaccharides”) in which two or more monosaccharides are linked by glycosidic bonds. "Polysaccharide"). In addition, polysaccharides are sometimes referred to as “sugar chains”. Saccharides can be used as ligands, both naturally occurring and synthesized molecules. In addition, a monosaccharide having a molecular structure that exists in nature or a polysaccharide composed thereof, or those obtained by adding a modification such as addition of a functional group or substitution to the polysaccharide can be used as a ligand. Among them, a monosaccharide having a molecular structure that exists in nature or a polysaccharide composed thereof is preferable.

単糖の種類は特に制限されず、任意の単糖を使用することが可能であり、アルドース、ケトース等の何れであってもよい。また、その主骨格の炭素数も特に制限されないが、通常5以上、好ましくは6以上、また、通常9以下、好ましくは8以下、更に好ましくは7以下である。即ち、ペントース(炭素数5)及びヘキソース(炭素数6)が好ましく、中でもヘキソース(炭素数6)が特に好ましい。ペントースの具体例としては、キシロース、リボース、リブロース、キシルロース等が挙げられる。また、ヘキソースの具体例としては、グルコース、マンノース、フルクトース、ガラクトース等が挙げられる。その他の天然由来の糖としては、シアル酸(炭素数9)が好ましい。   The type of monosaccharide is not particularly limited, and any monosaccharide can be used, and any of aldose, ketose and the like may be used. The number of carbon atoms in the main skeleton is not particularly limited, but is usually 5 or more, preferably 6 or more, and usually 9 or less, preferably 8 or less, more preferably 7 or less. That is, pentose (carbon number 5) and hexose (carbon number 6) are preferable, and hexose (carbon number 6) is particularly preferable. Specific examples of pentose include xylose, ribose, ribulose, xylulose and the like. Specific examples of hexose include glucose, mannose, fructose, galactose and the like. As other naturally-derived sugars, sialic acid (9 carbon atoms) is preferable.

また、天然に存在する分子構造を持つ単糖の例としては、グルコサミン、ガラクトサミン、ノイラミン酸等のアミノ糖(グリコサミン);グルクロン酸、イズロン酸等のウロン酸;グルコン酸等のアルドン酸;グルシトール(ソルビトール)、リビトール、キシリトール等の糖アルコール;オキシリボース、フコース等のデオキシ糖などが挙げられる。また、上述の単糖の窒素原子又は酸素原子上にアセチル基等の置換基を有する自然に存在する分子構造を持つ単糖も使用できる。このようなものとして、窒素原子上にアセチル基などを有する単糖の誘導体の例としては、N−アセチルグルコサミン、N−アセチルノイラミン酸、9−O−アセチル−N−アセチルノイラミン酸、N−グリコイルノイラミン酸等のシアル酸などが挙げられる。   Examples of monosaccharides having a naturally occurring molecular structure include amino sugars (glycosamine) such as glucosamine, galactosamine, neuraminic acid; uronic acids such as glucuronic acid and iduronic acid; aldonic acids such as gluconic acid; Sorbitol), ribitol, xylitol and the like; deoxy sugars such as oxyribose, fucose and the like. In addition, a monosaccharide having a naturally occurring molecular structure having a substituent such as an acetyl group on a nitrogen atom or an oxygen atom of the monosaccharide described above can also be used. As examples of such derivatives of monosaccharides having an acetyl group on the nitrogen atom, N-acetylglucosamine, N-acetylneuraminic acid, 9-O-acetyl-N-acetylneuraminic acid, N -Sialic acid such as glycylneuraminic acid.

一方、多糖(糖鎖)とは、上述の様に、単糖類(単糖及びその誘導体)が2つ以上、グリコシド結合で直接繋がったものである。多糖を構成する単糖類の数に特に制限はなく、調製の容易さとその機能など、実用的な観点から選べばよいが、20個以下の単糖類が直接結合してなる多糖(これを「オリゴ糖」と呼ぶ場合がある。)が特に好適に用いられる。オリゴ糖を構成する単糖類の数は、中でも12個以下、更には10個以下、特に6個以下、とりわけ5個以下であることが好ましい。   On the other hand, polysaccharides (sugar chains) are those in which two or more monosaccharides (monosaccharides and derivatives thereof) are directly connected by glycosidic bonds as described above. The number of monosaccharides constituting the polysaccharide is not particularly limited, and may be selected from a practical point of view such as ease of preparation and its function. "Sugar" may be referred to). The number of monosaccharides constituting the oligosaccharide is preferably 12 or less, more preferably 10 or less, particularly 6 or less, and especially 5 or less.

多糖を構成する単糖類の種類は任意であり、目的に応じて、上述の単糖類(単糖又はその誘導体)の中から任意に選択できる。また、多糖は一種類の単糖類から構成されるもの(ホモ多糖、単純多糖)であってもよく、二種類以上の単糖類から構成されるもの(ヘテロ多糖、複合多糖)であってもよい。その具体例を挙げると、プロテオグリカン及びグリコサミノグリカンとしては、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ヘパラン硫酸、ヘパリン、ケラタン硫酸等が挙げられる。   The kind of monosaccharides constituting the polysaccharide is arbitrary, and can be arbitrarily selected from the above-mentioned monosaccharides (monosaccharides or derivatives thereof) according to the purpose. The polysaccharide may be composed of one kind of monosaccharide (homopolysaccharide, simple polysaccharide), or may be composed of two or more kinds of monosaccharide (heteropolysaccharide, complex polysaccharide). . Specific examples of the proteoglycan and glycosaminoglycan include hyaluronic acid, chondroitin sulfate, dermatan sulfate, heparan sulfate, heparin, and keratan sulfate.

また、リガンドとしては、例えば、金属キレート、ビタミン、グルタチオン、ボロン酸、抗原、核酸、生理活性物質、脂質、ホルモン、環境ホルモン、キレート形成基なども挙げられる。リガンドとして金属キレート、グルタチオン、糖類等を用いれば、アフィニティータグとして、ポリヒスチジン(His−タグ)、グルタチオン−s−トランスフェラーゼ(GST)、マルトース結合タンパク質を用いた場合などに、本発明のチップを用いて被検出物質を有効に検出することができる。リガンドとして糖類を用いれば、本発明のチップを用いてレクチン、糖類結合蛋白、細胞外マトリックス、ウイルス等を検出することができる。リガンドとしてボロン酸を用いれば、本発明のチップを用いて糖類及び糖を含む化合物(例えば、糖鎖を有するタンパク質等)を有効に検出できる。リガンドとして酵素を用いた場合、本発明のチップを用いて基質を相互作用させることができ、有効な固定化酵素を提供することができる。リガンドとして脂質を用いることにより、本発明のチップを用いて脂質結合タンパク質等を検出することができる。リガンドとしてホルモンや環境ホルモンを用いた場合、本発明のチップを用いて、それらに結合する生体物質を検出することができる。リガンドとしてビオチンを用いれば、本発明のチップを用いてアビジン、ストレプトアビジン、もしくはアビジン誘導体等を検出することができる。リガンドとして抗体もしくは抗原を用いれば、リガンドを抗体とした場合には抗原を、リガンドを抗原とした場合には抗体を、本発明のチップを用いて検出することができる。リガンドとしてレクチンを用いれば、糖類を本発明のチップを用いて検出することができる。リガンドとして核酸(例えば、DNAやRNA等の核酸分子やPNAなどのペプチド核酸)を用いれば、本発明のチップを遺伝子相互作用解析のために用いることができる。リガンドとしてFK506(Chemistry & Biology Vol.9 691−698 (2002))などの生理活性物質を用いれば、FKBP12などの結合たんぱく質を検出したり、疾患に寄与するレセプターなどのたんぱく質を検出したりして、本発明のチップを医薬候補化合物の作用機構解明ツールもしくはスクリーニングツールとして用いることができる。リガンドとしてキレート形成基を用いれば、本発明のチップを金属イオンの分離等に用いることができる。なお、リガンドは1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   Examples of the ligand include metal chelates, vitamins, glutathione, boronic acids, antigens, nucleic acids, physiologically active substances, lipids, hormones, environmental hormones, and chelate-forming groups. When a metal chelate, glutathione, saccharide or the like is used as a ligand, the chip of the present invention is used when polyhistidine (His-tag), glutathione-s-transferase (GST), or maltose binding protein is used as an affinity tag. Thus, the substance to be detected can be detected effectively. If saccharide is used as the ligand, lectin, saccharide-binding protein, extracellular matrix, virus and the like can be detected using the chip of the present invention. When boronic acid is used as a ligand, a saccharide and a compound containing a sugar (for example, a protein having a sugar chain) can be effectively detected using the chip of the present invention. When an enzyme is used as a ligand, the substrate of the present invention can be interacted with, and an effective immobilized enzyme can be provided. By using lipids as ligands, lipid binding proteins and the like can be detected using the chip of the present invention. When hormones or environmental hormones are used as ligands, biological substances that bind to them can be detected using the chip of the present invention. When biotin is used as the ligand, avidin, streptavidin, avidin derivatives, or the like can be detected using the chip of the present invention. When an antibody or antigen is used as the ligand, the antigen can be detected when the ligand is an antibody, and the antibody when the ligand is an antigen, and the antibody can be detected using the chip of the present invention. If a lectin is used as a ligand, saccharides can be detected using the chip of the present invention. If a nucleic acid (for example, a nucleic acid molecule such as DNA or RNA or a peptide nucleic acid such as PNA) is used as a ligand, the chip of the present invention can be used for gene interaction analysis. When a physiologically active substance such as FK506 (Chemistry & Biology Vol. 9 691-698 (2002)) is used as a ligand, a binding protein such as FKBP12 is detected, or a protein such as a receptor contributing to a disease is detected. The chip of the present invention can be used as an action mechanism elucidation tool or screening tool of a drug candidate compound. If a chelate-forming group is used as a ligand, the chip of the present invention can be used for separation of metal ions and the like. In addition, 1 type may be used for a ligand and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

リガンド溶液中のリガンドの濃度は、リガンドをスポットに固定化できる限り任意であるが、通常1ng/ml以上、好ましくは10ng/ml以上、より好ましくは100ng/ml以上であり、通常100mg/ml以下、好ましくは10mg/ml以下、より好ましくは1mg/ml以下である。濃度が低すぎると固定化されたリガンドの量が少なく、得られるチップをアッセイに使用した場合に十分な被検出物質を捕捉できずに検出ができない可能性があり、高すぎると経済的に不利になることに加えて、リガンド溶液の粘性などの変化により、スポッティングが出来ない可能性がある。   The concentration of the ligand in the ligand solution is arbitrary as long as the ligand can be immobilized on the spot, but is usually 1 ng / ml or more, preferably 10 ng / ml or more, more preferably 100 ng / ml or more, and usually 100 mg / ml or less. , Preferably 10 mg / ml or less, more preferably 1 mg / ml or less. If the concentration is too low, the amount of immobilized ligand is small, and if the resulting chip is used in an assay, it may not be able to detect sufficient detection material, and if it is too high, it is economically disadvantageous. In addition to this, spotting may not be possible due to changes in the viscosity of the ligand solution.

〔溶媒〕
リガンド溶液に含まれる溶媒は、リガンドを溶解させることができるものであれば制限はなく、水系溶媒も有機溶媒もが使用できる。水系溶媒としては、水、緩衝溶液等が挙げられ、生体物質の失活を抑える観点からは、通常は水を用いる。一方、有機溶媒は、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−アミルアルコール等の炭素数1〜5のアルキルアルコール類;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;アセトン、ジアセトンアルコール等のケトンまたはケトアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール等のアルキレン基が2〜6個の炭素原子を含むアルキレングリコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類;トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル等の多価アルコールの低級ジエルキルエーテル類;グリセリン;スルホラン;N−メチル−2−ピロリドン;1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン;ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF);などの水溶性有機溶媒などが挙げられる。中でもメタノール、エタノール、DMSO、DMF等が好ましく、その中でもDMSO又はDMFがより好ましい。また、溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。例えば、リガンドが水に溶けにくい場合に、水と水溶性有機溶媒とを混合した混合溶媒を用いことがある。この際、水と水溶性有機溶媒との合計溶媒に占める水溶性有機溶媒の比率は任意であるが、通常80重量%以下、好ましくは70重量%以下、より好ましくは50重量%以下である。
〔solvent〕
The solvent contained in the ligand solution is not limited as long as it can dissolve the ligand, and both an aqueous solvent and an organic solvent can be used. Examples of the aqueous solvent include water and buffer solutions, and water is usually used from the viewpoint of suppressing the deactivation of biological substances. On the other hand, the organic solvent is, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-amyl alcohol, etc. 5 alkyl alcohols; amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; ketones or ketoalcohols such as acetone and diacetone alcohol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol; ethylene Glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, triethylene glycol, 1,2,6-hexanetriol, thiodiglycol Alkylene glycols containing 2 to 6 carbon atoms such as ethylene and hexylene glycol; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol Lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as ethylene glycol monoethyl ether; lower dialkyl ethers of polyhydric alcohols such as triethylene glycol dimethyl ether and triethylene glycol diethyl ether; glycerin; sulfolane; N-methyl-2-pyrrolidone; 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone; dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF); Organic solvents. Of these, methanol, ethanol, DMSO, DMF and the like are preferable, and among them, DMSO or DMF is more preferable. Moreover, a solvent may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. For example, when the ligand is difficult to dissolve in water, a mixed solvent in which water and a water-soluble organic solvent are mixed may be used. In this case, the ratio of the water-soluble organic solvent to the total solvent of water and the water-soluble organic solvent is arbitrary, but is usually 80% by weight or less, preferably 70% by weight or less, more preferably 50% by weight or less.

〔その他の成分〕
リガンド溶液には、リガンドをスポットに固定化できる限り、リガンド及び溶媒以外の成分が含有されていてもよい。なお、これらの成分は、1種が含有されていてもよく、2種以上が任意の組み合わせ及び比率で含有されていてもよい。
[Other ingredients]
The ligand solution may contain components other than the ligand and the solvent as long as the ligand can be immobilized on the spot. In addition, 1 type may contain these components and 2 or more types may contain them by arbitrary combinations and a ratio.

[1−3−2.リガンド溶液のスポッティング方法]
リガンド溶液を、基板表面に形成されたゲルのスポット上にスポッティングすることで、スポットにリガンドが固定化される。この際、スポッティングの方法に制限はなく、任意のスポッタを用いてスポッティングできる。
[1-3-2. Spotting method of ligand solution]
The ligand is immobilized on the spot by spotting the ligand solution on the spot of the gel formed on the substrate surface. At this time, the spotting method is not limited, and spotting can be performed using any spotter.

スポッタの例を挙げると、ゲルを固定化するために混合液をスポッティングするスポッタとして例示したものと同様のものが挙げられる。   As an example of the spotter, the same spotter as exemplified as a spotter for spotting a mixed solution in order to immobilize the gel may be mentioned.

また、リガンド溶液のスポッティングは、一つのスポットあたり1回だけ行なうようにしてもよく、2回以上行なうようにしてもよい。特に本実施形態のスポットのように微小なスポットであれば、リガンド溶液から溶媒が速く乾燥し、数分以内に揮発してしまうため、2回以上スポッティングを行うことにより、比較的多量のリガンドを固定化させることができる。また、2回以上のスポッティングを行うことによりスポッティングされるリガンド溶液の量が多くなれば、リガンド溶液の液滴から溶媒が乾燥するためにかかる時間を長くすることができ、スポットを形成するゲルへのリガンドの固定化時間を長くできる効果もある。   The spotting of the ligand solution may be performed only once per spot, or may be performed twice or more. In particular, in the case of a minute spot such as the spot of the present embodiment, the solvent quickly dries out from the ligand solution and volatilizes within a few minutes. Therefore, by spotting twice or more, a relatively large amount of ligand can be obtained. It can be fixed. In addition, if the amount of spotted ligand solution is increased by performing spotting twice or more, the time required for the solvent to dry from the droplet of the ligand solution can be lengthened, and the gel forming the spot is formed. This also has the effect of extending the immobilization time of the ligand.

リガンド溶液をスポッティングする位置は、スポッティングされるリガンド溶液の液滴がゲルのスポットに接触している限りにおいて制限は無い。ただし、スポットから大きく外れて基板のスポット以外の部分に広くリガンド溶液を付着させることは、チップを検出用途に用いた場合にバックグラウンドの増加を招きチップ使用時のノイズの要因となる点からも避けるべきである。   The position of spotting the ligand solution is not limited as long as the spotted ligand solution droplet is in contact with the gel spot. However, the fact that the ligand solution is widely attached to the part other than the spot on the substrate greatly deviating from the spot increases the background when the chip is used for detection, and also causes noise when using the chip. Should be avoided.

リガンド溶液のスポッティングの際の条件は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。中でも、温度は、通常0℃以上、好ましくは4℃以上、より好ましくは10℃以上、特に好ましくは20℃以上であり、また、通常50℃以下、好ましくは40℃以下、より好ましくは37℃以下である。圧力は、大気圧が好ましい。   The conditions for spotting the ligand solution are arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Among them, the temperature is usually 0 ° C. or higher, preferably 4 ° C. or higher, more preferably 10 ° C. or higher, particularly preferably 20 ° C. or higher, and usually 50 ° C. or lower, preferably 40 ° C. or lower, more preferably 37 ° C. It is as follows. The pressure is preferably atmospheric pressure.

ゲルのスポットにリガンド溶液をスポッティングすると、通常は、ゲルにリガンドが接触し、結合する。これにより、スポットにリガンドが固定化される。この際のリガンドとゲルとは、例えば、共有結合、生体関連物質間相互作用、強固な疎水結合などの強固な結合により結合している。具体例を挙げると、エステル結合、アミド結合、ビオチン−アビジン結合などが挙げられる。また、シッフ塩基化反応、還元アミノ化反応、ディールス・アルダー反応、ジエンとジエノファイルの反応、アジドとエチニル基の反応、HISタグとHISタグ固定基との反応等の反応により結合させることもできる。ただし、リガンドをゲルに結合させる際の結合及び反応は、これら例示したものに限定されない。   When spotting a ligand solution to a gel spot, the ligand usually contacts and binds to the gel. As a result, the ligand is immobilized on the spot. In this case, the ligand and the gel are bound by a strong bond such as a covalent bond, an interaction between biological substances, and a strong hydrophobic bond. Specific examples include an ester bond, an amide bond, and a biotin-avidin bond. It can also be coupled by reactions such as Schiff basification reaction, reductive amination reaction, Diels-Alder reaction, diene and dienofile reaction, azide and ethynyl group reaction, HIS tag and HIS tag fixing group reaction, etc. it can. However, the binding and reaction when the ligand is bound to the gel are not limited to those exemplified.

また、スポッティングされたリガンド溶液はゲルの内部に浸透し、リガンドは内部のゲルとも結合することになる。このため、スポットの表面部分だけでなくスポットの内部にもゲルを固定化することが可能であり、リガンドを高密度に固定化することが可能である。なお、通常は、スポッティング後の液滴に含まれる溶媒は速やかに揮発するため、リガンド溶液のスポッティング後のスポットにリガンド溶液の溶媒が残留することはない。   In addition, the spotted ligand solution penetrates into the gel, and the ligand also binds to the gel inside. For this reason, the gel can be immobilized not only on the surface portion of the spot but also inside the spot, and the ligand can be immobilized at a high density. Usually, since the solvent contained in the spotted droplets volatilizes quickly, the solvent of the ligand solution does not remain in the spot after spotting of the ligand solution.

このように、予め基板表面に形成しておいたゲルのスポット上に、いわば重ね打ちするようにリガンド溶液をスポッティングすることで、簡単に、リガンドが固定化された微小なゲルのスポットを有するチップを製造できる。この際、スポット上にだけリガンド溶液をスポッティングするため、従来のようにリガンド間の部分に付着するリガンド溶液を減少又は無くすことができ、リガンドの使用量を大幅に低減させることができる。   In this way, a chip having a small gel spot with a ligand immobilized thereon can be easily spotted by spotting the ligand solution so that it is overlaid on the gel spot previously formed on the surface of the substrate. Can be manufactured. At this time, since the ligand solution is spotted only on the spot, the ligand solution adhering to the portion between the ligands can be reduced or eliminated as in the prior art, and the amount of ligand used can be greatly reduced.

さらに、各スポットに同じリガンドを固定化するようにしてもよいが、それぞれ別のリガンド溶液をスポッティングするようにすることで、各スポットにそれぞれ異なるリガンドを固定化することが可能となる。即ち、別々のリガンドを含有したリガンド溶液を別々のスポットにスポッティングすることで、それぞれ異なるリガンドが固定化されたゲルの微小なスポットを多数形成することができる。こうして得られたチップを用いれば、単数又は複数の被検出物質と複数のリガンドとの相互作用を同時に測定することが可能である。また、得られたチップにより複数の被検出物質が含まれる検体を分析する場合には、各々の被検出物質に対応する各々のリガンドの相互作用を測定することが可能なため、それらの被検出物質の割合を求めることもできる。   Furthermore, although the same ligand may be immobilized on each spot, different ligand solutions can be immobilized on each spot by spotting different ligand solutions. That is, by spotting a ligand solution containing different ligands to different spots, it is possible to form a large number of minute spots on a gel in which different ligands are immobilized. By using the chip thus obtained, it is possible to simultaneously measure the interaction between one or more substances to be detected and a plurality of ligands. In addition, when analyzing a sample containing a plurality of substances to be detected using the obtained chip, it is possible to measure the interaction of each ligand corresponding to each substance to be detected. The percentage of the substance can also be determined.

また、別種のリガンドを含む複数のリガンド溶液をひとつのスポットにスポッティングしてもよい。この場合、複数種のリガンドが一つのスポットに固定化されることによる相乗効果の測定に、チップを使用することが可能となる。   A plurality of ligand solutions containing different types of ligands may be spotted on one spot. In this case, the chip can be used to measure a synergistic effect by immobilizing multiple types of ligands in one spot.

〔より好ましい態様〕
ところで、本発明者らが更に検討したところ、上述した製造方法では微小スケールのチップを作製しているため、基板の伸縮により、基板上に形成されたゲルのスポットの位置と、リガンド溶液をスポッティングする位置とがずれることがあることが分かった。このようなずれの程度は、基板の材質;使用する溶媒;温度及び湿度等の条件;或いはそれらの組み合わせ及び順序などにより変動するため、通常はスポッティングの都度に異なり、その制御が非常に困難である。
[More preferred embodiment]
By the way, as a result of further investigation by the present inventors, since the above-described manufacturing method produces a microscale chip, the position of the gel spot formed on the substrate and spotting of the ligand solution are caused by the expansion and contraction of the substrate. It turned out that the position to do may shift. The degree of such deviation varies depending on the material of the substrate; the solvent to be used; the conditions such as temperature and humidity; or the combination and order thereof, and therefore usually differs at each spotting and is very difficult to control. is there.

一方で、ゲルは三次元的な網目構造を有しているため、リガンド溶液をスポッティングすればリガンド溶液は速やかにゲル内に浸透し、仮にリガンド溶液のスポッティングの位置が上記のようにずれても浸透によりリガンド溶液はスポット全体に広がるものと考えられていた。しかし、微小スケールにおいては、スポッティングされる液滴の量が非常に少なく、液滴中の溶媒の揮発が速いため、当該リガンド溶液がスポットゲル全体に浸透するよりも早く溶媒が揮発してスポットの一部にしかリガンドが固定化されないことがある。さらに、ゲル自体の性質によりリガンド溶液の浸透に時間がかかるものもある。   On the other hand, since the gel has a three-dimensional network structure, if the ligand solution is spotted, the ligand solution quickly penetrates into the gel, and even if the spotting position of the ligand solution is shifted as described above. It was thought that the ligand solution spread throughout the spot by permeation. However, at the microscale, the amount of spotted droplets is very small and the solvent in the droplets volatilizes quickly, so that the solvent volatilizes faster than the ligand solution penetrates the entire spot gel. The ligand may be immobilized only partially. In addition, there are cases where it takes time for the ligand solution to penetrate due to the nature of the gel itself.

液滴中の溶媒が揮発するに要する時間に制限はないが、30分以内である時に効果が高く、その中でも10分以内、さらにその中でも5分以内、さらに特にその中でも2分以内、最もその中でも1分以内である時に効果が高い。   The time required for the solvent in the droplets to volatilize is not limited, but it is highly effective when it is within 30 minutes, of which within 10 minutes, among them, within 5 minutes, more particularly within 2 minutes, most Especially effective when it is within 1 minute.

このため、基板1の伸縮等により図3(a)に示すようにスポッタ2の位置がスポット3の正面の位置からずれると、図3(b)に示すようにスポッティングされたリガンド溶液の液滴4がスポット3から部分的に外れることがある。この場合、上述したように液滴4中の溶媒の揮発等によりリガンド溶液がスポット3の全体に浸透せず、図3(c)に示すように、スポット3にはリガンドが固定化された部分3aと固定化されていない部分3bが形成されることがある。このような課題は本発明の構成によりはじめて生じるものであるが、製造されるチップの歩留まりを高める観点からは、解決が望まれるものである。そこで、リガンドスポッティング工程においては、以下に例示するような操作を行なうことが好ましい。   Therefore, when the position of the spotter 2 deviates from the position in front of the spot 3 as shown in FIG. 3A due to the expansion and contraction of the substrate 1, the spotted droplet of the ligand solution as shown in FIG. 4 may partially deviate from the spot 3. In this case, as described above, the ligand solution does not permeate the entire spot 3 due to volatilization of the solvent in the droplet 4 or the like, and as shown in FIG. 3a and the non-immobilized portion 3b may be formed. Such a problem occurs for the first time by the configuration of the present invention, but a solution is desired from the viewpoint of increasing the yield of manufactured chips. Therefore, it is preferable to perform the following operations in the ligand spotting step.

(1)大きなスポッタを使用したスポッティング;
第一に、図4(a)〜(c)に示すように、スポット3よりも広い範囲を一度に(即ち、1回で)スポッティングすることができるスポッタ2により、スポット3を覆うようにリガンド溶液をスポッティングすることが好ましい。即ち、図4(a)に示すように、スポット3よりも広い範囲を一度にスポッティングできる程度に大きいスポッタ2を用いてリガンド溶液をスポッティングするのである。これにより、図4(b)に示すようにリガンド溶液の液滴4によりスポット3全体を覆うことができる。これにより、リガンド溶液がスポット3の径方向(図中横方向)に浸透する以前に溶媒が揮発する場合であっても、図4(c)に示すようにスポット3全体にリガンドを固定化することが可能である。なお、スポット3の厚みは通常は径方向の大きさに比べて非常に小さいため、リガンド溶液はスポット3の厚み方向には充分に浸透できる。
(1) Spotting using a large spotter;
First, as shown in FIGS. 4A to 4C, the ligand covers the spot 3 with the spotter 2 that can spot a wider area than the spot 3 at once (ie, once). It is preferred to spot the solution. That is, as shown in FIG. 4A, the ligand solution is spotted using a spotter 2 that is large enough to spot a range wider than the spot 3 at a time. As a result, as shown in FIG. 4B, the entire spot 3 can be covered with the droplet 4 of the ligand solution. Thereby, even when the solvent is volatilized before the ligand solution penetrates in the radial direction of the spot 3 (lateral direction in the figure), the ligand is immobilized on the entire spot 3 as shown in FIG. It is possible. Since the thickness of the spot 3 is usually much smaller than the size in the radial direction, the ligand solution can sufficiently penetrate in the thickness direction of the spot 3.

この場合、使用するスポッタ2が一度にスポッティングできる範囲は、前記の基板1の伸縮度合いに応じて設定すればよい。基板1が伸縮する場合、その伸縮度合いは、厳密に再現されずにある程度の誤差が発生する傾向があるため、このずれの誤差を見込んで、見込まれる最大誤差が生じた場合でもスポット3全体を覆うことができる程度に広い範囲をスポッティングできるスポッタ2を用いることが好ましい。このずれの位置及び誤差の程度は、基板1の材質や製造プロセスに応じて設定すればよい。例えば、基板を樹脂により構成する場合、スポッタ2が一度にスポッティングする範囲の径を、スポット3の径の、好ましくは1.05倍以上、より好ましくは1.5倍以上、特に好ましくは2倍以上とする。ただし、スポッタ2が一度にスポッティングする範囲が広すぎるとリガンド溶液の使用量が多くなる傾向があるため、通常は3倍以下にする。   In this case, the range in which the spotter 2 to be used can be spotted at a time may be set according to the degree of expansion / contraction of the substrate 1. When the substrate 1 expands / contracts, the degree of expansion / contraction is not exactly reproduced and tends to generate a certain amount of error. Therefore, in consideration of this deviation error, the entire spot 3 can be detected even when the maximum error is expected. It is preferable to use the spotter 2 capable of spotting a wide range that can be covered. The position of the deviation and the degree of error may be set according to the material of the substrate 1 and the manufacturing process. For example, when the substrate is made of resin, the diameter of the spotting spot 2 at a time is preferably 1.05 times or more, more preferably 1.5 times or more, particularly preferably 2 times the diameter of the spot 3. That's it. However, if the spotter 2 is spotted too wide, the amount of ligand solution used tends to increase.

また、リガンド溶液をスポッティングする際のスポッタ2の中心位置は、必ずしもスポット3の中心位置にある必要はなく、その中心位置のずれが十分に計画されていれば、スポッティングされたリガンド溶液の液滴4により完全にスポット3を覆うことができる。   Further, the center position of the spotter 2 when spotting the ligand solution does not necessarily need to be at the center position of the spot 3. If the deviation of the center position is sufficiently planned, the spotted droplet of the ligand solution is used. 4 can completely cover the spot 3.

(2)位置をずらしながらの複数回のスポッティング;
第二に、図5(a)〜(d)に示すように、一つのスポット3にスポッティングを行うにあたって、スポッタ2の位置をずらして複数回スポッティングして、リガンドをスポット3に固定化することが好ましい。即ち、図5(a)〜(c)に示すようにスポッタ2の位置をずらしながらリガンド溶液を順次スポッティングし、これによりスポッティングできる範囲を移動させ、結果としてスポット3の全体にリガンド溶液の液滴4を付着させるようにすることで、図5(d)に示すようにスポット3の全体にリガンドを固定化できる。
(2) Multiple spotting while shifting the position;
Second, as shown in FIGS. 5A to 5D, when spotting one spot 3, the spotter 2 is shifted and spotted a plurality of times to fix the ligand to the spot 3. Is preferred. That is, as shown in FIGS. 5A to 5C, the ligand solution is sequentially spotted while shifting the position of the spotter 2, thereby moving the spottable range, and as a result, a droplet of the ligand solution is applied to the entire spot 3. By attaching 4, the ligand can be immobilized on the entire spot 3 as shown in FIG.

この場合、複数回のスポッティングによりリガンド溶液の液滴4を付着させる範囲は、前記の基板1の伸縮度合いに応じて設定すればよい。前記のとおり、基板1が伸縮する場合、その伸縮度合いは、厳密に再現されずにある程度の誤差が発生する傾向があるため、このずれの誤差を見込んで、見込まれる最大誤差が生じた場合でもスポット3全体に液滴4を付着させられる範囲で位置をずらしてスポッティングすることが好ましい。   In this case, the range in which the droplet 4 of the ligand solution is attached by spotting a plurality of times may be set according to the degree of expansion / contraction of the substrate 1. As described above, when the substrate 1 expands / contracts, the degree of expansion / contraction is not strictly reproduced, and a certain amount of error tends to occur. It is preferable to perform spotting while shifting the position within a range where the droplet 4 can be attached to the entire spot 3.

前記のずれの位置及び誤差の程度は、基板1の材質や製造プロセスに応じて設定すればよい。複数回のスポッティングの際のスポッタ2の配置が十分に計画されていれば、複数回のスポッティングにより、リガンド溶液の液滴4をスポット3全体に付着させることができる。   The position of the shift and the degree of error may be set according to the material of the substrate 1 and the manufacturing process. If the arrangement of the spotter 2 at the time of multiple spotting is sufficiently planned, the droplet 4 of the ligand solution can be attached to the entire spot 3 by multiple spotting.

また、スポッティングを複数回行う場合には、スポッティングは、前回にスポッティングされた液滴が乾燥する前に次回のスポッティングを行なってもよく、乾燥した後に次回のスポッティングを行なってもよい。ただし、リガンドの固定化量の均一性の面からは、乾燥前に次回のスポッティングを行うことが好ましい。   Further, when spotting is performed a plurality of times, spotting may be performed before the next spotted droplet is dried, or may be performed after the drying. However, the next spotting is preferably performed before drying from the viewpoint of uniformity of the amount of immobilized ligand.

1箇所のスポット3あたりのスポッティング回数は2回以上であれば制限は無いが、確実にスポット3の全体にリガンドを固定化する観点からは3回以上が好ましく、4回以上がより好ましい。ただし、スポッティング回数が多すぎるとチップの製造効率が低下するため通常6回以下である。   The number of spottings per spot 3 is not limited as long as it is 2 times or more, but 3 times or more is preferable and 4 times or more is more preferable from the viewpoint of surely immobilizing the ligand on the entire spot 3. However, if the number of spottings is too large, the chip manufacturing efficiency is lowered, so that it is usually 6 times or less.

また、スポッティングするたびにスポッタ2をずらす程度に制限は無いが、スポッタ2が一度にスポッティングする範囲の径に対して、通常0.1倍以上、好ましくは0.2倍以上、特に好ましくは0.5倍以上の距離だけずらすことが望ましく、また、通常2倍以下、好ましくは1倍以下の距離だけずらすことが望ましい。   Further, although there is no limit to the extent to which the spotter 2 is shifted every time spotting is performed, the diameter of the range in which the spotter 2 is spotted at a time is usually 0.1 times or more, preferably 0.2 times or more, particularly preferably 0. It is desirable to shift the distance by 5 times or more, and it is usually desirable to shift the distance by 2 times or less, preferably 1 time or less.

さらに、スポッタ2をずらす方向についても制限はなく、結果的にスポット3の全体にリガンド溶液をスポッティングすることができれば任意の方向にずらすようにすればよい。例えば、一方向に直進させるようにずらしてもよく、スポッティングするたびに方向を変化させるようにしてもよい。例えば、円あるいは四角形を描くように、スポッタ2をずらすと、より確実にスポット3の全体にリガンド溶液をスポッティングできるため、好ましい。   Further, there is no restriction on the direction in which the spotter 2 is displaced. As a result, the spot solution can be displaced in any direction as long as the ligand solution can be spotted on the entire spot 3. For example, it may be shifted so as to go straight in one direction, or the direction may be changed every time spotting. For example, it is preferable to shift the spotter 2 so as to draw a circle or a rectangle because the ligand solution can be spotted on the entire spot 3 more reliably.

(3)第一及び第二の例のまとめ
一般に、スポットの極一部にしかリガンドが固定化されていない場合でも、その影響が許容範囲であったり、有効な他のスポットにおいてリガンドが同等の割合で部分的に固定化されていたりすれば問題が無い。しかし、本実施形態のチップのようにスポットが微小である場合には前記のずれの影響は大きい。これに対し、上記第一及び第二の例のように、充分に広い範囲を一度にスポッティングできるスポッタを用いるか、位置をずらしながら複数回のスポッティングをすれば、ゲルのスポットの全体にリガンドを固定化できる。このように、スポット全体にリガンドが固定化されていることにより、チップ使用時の信号強度が増大するという点で、また、各スポット間でのばらつきが低くなるという点で、好ましい。さらに、上記第一及び第二の例のような操作を行なえば、ゲルが存在しない基板表面部分へのリガンドの付着を最小限に、または計画された範囲に抑えることができる。
(3) Summary of the first and second examples In general, even when the ligand is immobilized only on a very small part of the spot, the influence is within an allowable range, or the ligand is equivalent in other effective spots. There is no problem if it is partially fixed in proportion. However, when the spot is very small as in the chip of this embodiment, the effect of the deviation is large. On the other hand, as in the first and second examples, if a spotter that can spot a sufficiently wide range at a time is used, or if spotting is performed multiple times while shifting the position, the ligand is added to the entire gel spot. Can be fixed. As described above, it is preferable that the ligand is immobilized on the entire spot to increase the signal intensity when the chip is used, and to reduce the variation between the spots. Furthermore, if the operations as in the first and second examples are performed, the adhesion of the ligand to the surface portion of the substrate where no gel is present can be minimized or within a planned range.

上記第一及び第二の例のような操作は、特にゲルのスポットの大きさと、リガンド溶液のスポッティング範囲の大きさとが異なる場合や、基板の伸縮によりゲルのスポットとリガンド溶液のスポッティング位置とにずれが生じる場合に有効である。また、上記第一及び第二の例のような操作は、リガンド溶液の微小なスポットをゲルのスポットにスポッティングしたときに、リガンド溶液がゲル全体に浸透する前にリガンド溶液が乾燥する場合、即ち、リガンド溶液がゲル全体に浸透するのに要する時間よりもリガンド溶液が乾燥するのに要する時間の方が短い場合に、特に効果が高い。したがって、上記第一及び第二の例のような操作は、ゲルが撥水性を有する場合に特に有用である。   The operations as described in the first and second examples above are particularly effective when the size of the gel spot is different from the size of the spotting range of the ligand solution, or when the gel spot and the spot position of the ligand solution are caused by the expansion and contraction of the substrate. This is effective when deviation occurs. Further, the operations as in the first and second examples described above are performed when spotting a small spot of the ligand solution on the spot of the gel, when the ligand solution is dried before the ligand solution penetrates the entire gel, that is, This is particularly effective when the time required for the ligand solution to dry is shorter than the time required for the ligand solution to penetrate the entire gel. Therefore, the operations as in the first and second examples are particularly useful when the gel has water repellency.

〔その他〕
なお、リガンドスポッティング工程において、上述したようにスポッタの位置をずらさずに複数回のスポッティングを行うことも可能であるが、この場合にはスポッティングを連続的に行うことでスポットに付着する液滴を大きくし、スポット全体を覆うようにすることも可能である。
[Others]
In the ligand spotting process, spotting can be performed a plurality of times without shifting the position of the spotter as described above, but in this case, the spotted droplets can be removed by continuously performing spotting. It is also possible to increase the size and cover the entire spot.

[1−4.その他]
本実施形態のチップの製造方法においては、上述したゲルスポッティング工程及びリガンドスポッティング工程以外の工程を行なうようにしてもよい。例えば、以下に説明するリンカースポッティング工程、リンカー混合工程、洗浄工程などを行なってもよい。
[1-4. Others]
In the chip manufacturing method of this embodiment, steps other than the above-described gel spotting step and ligand spotting step may be performed. For example, you may perform the linker spotting process, linker mixing process, washing | cleaning process, etc. which are demonstrated below.

〔リンカースポッティング工程〕
リンカースポッティング工程は、ゲルスポッティング工程の後、リガンドスポッティング工程の前に、ゲル及びリガンドに結合可能なリンカーを含む溶液(以下、適宜「リンカー溶液」ということがある。)をスポットに接触させて、リンカーをスポットに固定化する工程である。
[Linker spotting process]
In the linker spotting step, after the gel spotting step and before the ligand spotting step, a solution containing a linker capable of binding to the gel and the ligand (hereinafter sometimes referred to as “linker solution”) is brought into contact with the spot, In this step, the linker is immobilized on the spot.

リンカーは、ゲルとリガンドとを連結する分子である。スポットにリガンドを固定化する場合、スポットを構成するゲルとリガンドとが直接に結合する以外にも、何らかのリンカーを介して結合していてもよい。通常は、リンカーを用いることにより、チップを検出用途に用いる場合にリガンドと被検出物質との相互作用を高めることが可能となる。このため、リンカーを使用してリガンドとゲルとを間接的に結合させることが好ましい。   A linker is a molecule that connects a gel and a ligand. When the ligand is immobilized on the spot, the gel constituting the spot and the ligand may be directly bonded to each other via some kind of linker. Usually, by using a linker, the interaction between the ligand and the substance to be detected can be enhanced when the chip is used for detection. For this reason, it is preferable to bind a ligand and a gel indirectly using a linker.

リンカーとしては、ゲルとリガンドとの両方に結合できるものを用いる。したがって、例えばゲルとして特定ゲルを使用する場合には、生体物質及び結合化合物の一方又は両方として、リンカーと結合しうるものを用いる。この場合、生体物質及び結合化合物とリンカーとの結合は、製造されるチップの種類や用途などに応じて、どのような結合であってもよい。結合の例としては、共有結合、イオン結合、キレート結合、配位結合、疎水結合、水素結合、ファンデルワールス結合、及び静電力による結合などが挙げられるが、これらの分類に当てはまらない別の結合であってもよい。なお、リンカーを介して間接的にリガンドと特定ゲルとを結合させるようにする場合は、リガンドと生体物質及び結合化合物とは、必ずしも直接に結合可能でなくてもよい。   A linker that can bind to both the gel and the ligand is used. Therefore, for example, when a specific gel is used as the gel, one or both of the biological material and the binding compound that can bind to the linker is used. In this case, the bond between the biological substance and the binding compound and the linker may be any bond depending on the type and application of the chip to be manufactured. Examples of bonds include covalent bonds, ionic bonds, chelate bonds, coordination bonds, hydrophobic bonds, hydrogen bonds, van der Waals bonds, and electrostatic force bonds, but other bonds that do not fall into these categories. It may be. When the ligand and the specific gel are indirectly bound via a linker, the ligand, the biological material, and the binding compound may not necessarily be directly bound.

リンカーの種類に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、中でも、親水性を有する分子(親水性分子)をリンカーとして用いることが好ましい。リンカーが親水性であるためには、リンカーを構成する分子中に、例えば、アミノ基、−NHCO−基、ヒドロキシカルボニル基、水酸基、スルホン酸基、グリシジル基、ニトリル基、ポリエチレングリコール等の親水性の原子団が含まれるようにすることが望ましい。中でも、ポリエチレングリコール鎖は、タンパク質の非特異吸着を抑制することが知られているため、生体物質や対象物質としてタンパク質を用いる場合には、ポリエチレングリコール鎖を含有するリンカーを用いることが望ましい。なお、リンカーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組合せ及び比率で併用してもよい。   There is no limitation on the type of linker, and it is optional as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Among them, it is preferable to use a hydrophilic molecule (hydrophilic molecule) as the linker. In order for the linker to be hydrophilic, in the molecule constituting the linker, for example, an amino group, —NHCO— group, hydroxycarbonyl group, hydroxyl group, sulfonic acid group, glycidyl group, nitrile group, polyethylene glycol, etc. It is desirable to include these atomic groups. Among them, since polyethylene glycol chains are known to suppress nonspecific adsorption of proteins, it is desirable to use a linker containing polyethylene glycol chains when using proteins as biological substances or target substances. In addition, a linker may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

リンカー溶液に含まれる溶媒はリンカーを溶解させるものであれば制限は無く、例えば、リガンド溶液の溶媒と同様のものを用いることができる。なお、リンカー溶液の溶媒も、1種を用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせで併用してもよい。   The solvent contained in the linker solution is not limited as long as it dissolves the linker. For example, the same solvent as the solvent of the ligand solution can be used. In addition, the solvent of a linker solution may also use 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations.

リンカー溶液中のリンカーの濃度に制限は無いが、通常0.01重量%以上、好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは0.5重量%以上であり、通常10重量%以下、好ましくは2重量%以下、より好ましくは1重量%以下である。濃度が低すぎるとゲルに固定化されるリンカーの量が不十分で十分な量のリガンドをゲルに固定化することが出来ない可能性があり、高すぎるとゲルの変性を招く可能性がある。   The concentration of the linker in the linker solution is not limited, but is usually 0.01% by weight or more, preferably 0.1% by weight or more, more preferably 0.5% by weight or more, usually 10% by weight or less, preferably It is 2% by weight or less, more preferably 1% by weight or less. If the concentration is too low, the amount of linker immobilized on the gel may be insufficient, and a sufficient amount of ligand may not be immobilized on the gel. If the concentration is too high, denaturation of the gel may occur. .

リンカー溶液をスポットの接触させる方法に制限はない。例えば、リンカー溶液にチップを浸漬させてもよく、基板にリンカー溶液を塗布するようにしてもよい。中でも、リンカー溶液の使用量を抑制する観点からは、上述したリガンドスポッティング工程でリガンド溶液をスポッティングしたのと同様にして、基板上のスポットにリンカー溶液をスポッティングすることが好ましい。これにより、スポットを構成するゲルにリンカーが結合する。そして、このリンカースポッティング工程の後でリガンドスポッティング工程を行えば、リンカーにリガンドが結合して、結果的にスポットにリガンドが固定化されることになる。   There is no limitation on the method of bringing the linker solution into contact with the spot. For example, the chip may be immersed in a linker solution, or the linker solution may be applied to the substrate. Among these, from the viewpoint of suppressing the amount of the linker solution used, it is preferable to spot the linker solution on spots on the substrate in the same manner as spotting the ligand solution in the above-described ligand spotting step. Thereby, a linker couple | bonds with the gel which comprises a spot. If the ligand spotting step is performed after the linker spotting step, the ligand is bound to the linker, and as a result, the ligand is immobilized on the spot.

〔リンカー混合工程〕
リンカー混合工程は、リガンドスポッティング工程の前に、ゲル及びリガンドに結合可能なリンカーと、リガンド溶液とを混合する工程である。
[Linker mixing step]
The linker mixing step is a step in which a linker that can bind to the gel and the ligand and the ligand solution are mixed before the ligand spotting step.

リンカーを予めリガンド溶液に混合すれば、リガンド溶液中でリガンドとリンカーとが結合する。そして、その後でリガンドスポッティング工程を行うと、リガンドはリンカー部分を介してゲルに結合し、結果的にスポットにリガンドが固定化されることになる。これにより、チップの使用時にリガンドと被検出物質との相互作用を高めることが可能となる。   If the linker is mixed with the ligand solution in advance, the ligand and the linker are bonded in the ligand solution. Then, when a ligand spotting step is performed, the ligand binds to the gel via the linker portion, and as a result, the ligand is immobilized on the spot. This makes it possible to enhance the interaction between the ligand and the substance to be detected when the chip is used.

なお、混合するリンカーの量はリガンド溶液中のリガンドの量にあわせて設定すればよい。通常は、リガンド溶液中のリガンドの量に対し、通常0.01モル倍以上、好ましくは0.1モル倍以上、より好ましくは1モル倍以上であり、通常1000モル倍以下、好ましくは100モル倍以下、より好ましくは10モル倍以下である。量が少なすぎるとゲルに固定化されるリンカーの量が不十分で十分な量のリガンドをゲルに固定化することが出来ない可能性があり、高すぎるとゲルの変性を招く可能性がある。   The amount of linker to be mixed may be set according to the amount of ligand in the ligand solution. Usually, it is usually 0.01 mol times or more, preferably 0.1 mol times or more, more preferably 1 mol times or more, usually 1000 mol times or less, preferably 100 mol times or more with respect to the amount of the ligand in the ligand solution. The amount is not more than twice, more preferably not more than 10 mole times. If the amount is too small, the amount of linker immobilized on the gel may be insufficient, and a sufficient amount of ligand may not be immobilized on the gel. If the amount is too high, denaturation of the gel may occur. .

〔洗浄工程〕
上述したリガンドスポッティング工程の後で、チップを洗浄するようにしてもよい。チップを洗浄することで、基板表面に付着したリガンドを除去できる。この際、洗浄液として適切なものを用いれば、スポットに固定化されたリガンドはゲルと結合しているため、この洗浄工程によってはスポットから脱離せず、チップの性能を損なうことは無い。
[Washing process]
You may make it wash | clean a chip | tip after the ligand spotting process mentioned above. By washing the chip, the ligand attached to the substrate surface can be removed. At this time, if an appropriate washing solution is used, the ligand immobilized on the spot is bonded to the gel, and therefore, this washing step does not detach from the spot and does not impair the performance of the chip.

ゲルのスポッティング工程後に、リガンドをスポッティングするが、その後に、ゲルを構成する生体物質の活性点を不活性化しておくこともアッセイの結果に好ましい結果を与える。場合によっては、被検出物質を含む溶液中に、リガンドには結合しなくても、ゲルの活性点に結合するものが含まれている可能性がある。例えばゲルがアビジンを含む場合、ビオチンを有する化合物は活性点に強く結合することは明らかであり、誤信号を検出することになる可能性がある。本問題を解決するためには、ゲルを構成する生体物質の活性点に結合し、なおかつそれ自身が非特異吸着を起こしにくい構造を有する物質を使用することが好ましい。ゲルがアビジンを含む場合を例示すれば、ビオチン基を有するリガンドをゲルのスポットに重ね打ちにより固定化した後に、ビオチンを分子内に有し、かつ非特異吸着を起こさない物質を接触させれば、この問題は解決されることに加えて、本発明の効果をさらに高めることが出来る。   After the spotting step of the gel, the ligand is spotted. After that, inactivating the active sites of the biological material constituting the gel also gives favorable results to the assay results. In some cases, the solution containing the substance to be detected may contain a substance that binds to the active site of the gel without binding to the ligand. For example, if the gel contains avidin, it is clear that compounds with biotin bind strongly to the active site and may detect false signals. In order to solve this problem, it is preferable to use a substance that binds to the active site of the biological substance constituting the gel and has a structure that itself hardly causes nonspecific adsorption. To illustrate the case where the gel contains avidin, after immobilizing a ligand having a biotin group on the gel spot by overstrike, contact with a substance that has biotin in the molecule and does not cause nonspecific adsorption In addition to solving this problem, the effect of the present invention can be further enhanced.

このような化合物は、その目的を果たす限りにおいては特に限定されない。非特異吸着を起こしにくい構造を例示すれば、主鎖にポリエチレングリコールを含むものや、側鎖にホスホリルコリン基を含むものが挙げられ、そのなかでも主鎖にポリエチレングリコールを有するものが好ましい。ポリエチレングリコールのエチレングリコールユニットの数には制限はないが、1以上が好ましくその中でも2以上が好ましい。また上限も特にないが、1万以下が好ましく、さらには1000以下が好ましく、その中でも100以下が好ましく、特にはその中でも10以下が好ましい。
ゲルがアビジンを含む場合には、例えばビオチン基とメトキシ基を両末端に持つポリエチレングリコール等が挙げられ、ゲルがアルブミンを含み、その分子中のカルボキシル基やアミノ基をNHS化した後にリガンドを固定化する場合は例えばアミノ基とメトキシ基を両末端に持つポリエチレングリコール類、エタノールアミン、エタノールアミンメチルエーテル等が挙げられる。また、この接触手法は限定されないが、ゲルを覆うように滴下してもよいし、流路中にゲルが設置されている場合は、通液により接触させても良い。また、リガンドを固定化していないゲル・スポットそれぞれに、リガンドを重ね打つのと同様に、重ね打ってもよい。さらには、これらを組み合わせてもよく、さらには本工程において、リガンドを固定化しているゲル・スポットに上記化合物の溶液を接触させ、上記化合物を固定化してもよい。
Such a compound is not particularly limited as long as it serves its purpose. Examples of structures that hardly cause non-specific adsorption include those containing polyethylene glycol in the main chain and those containing phosphorylcholine groups in the side chain, and among them, those having polyethylene glycol in the main chain are preferred. The number of ethylene glycol units of polyethylene glycol is not limited, but is preferably 1 or more, and more preferably 2 or more. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 10,000 or less, more preferably 1000 or less, and particularly preferably 100 or less, and particularly preferably 10 or less.
In the case where the gel contains avidin, for example, polyethylene glycol having biotin group and methoxy group at both ends can be mentioned, and the gel contains albumin, and the ligand is immobilized after NHS of carboxyl group or amino group in the molecule For example, polyethylene glycols having an amino group and a methoxy group at both ends, ethanolamine, ethanolamine methyl ether and the like can be mentioned. Moreover, although this contact method is not limited, it may be dripped so that a gel may be covered, and when the gel is installed in the flow path, you may make it contact by liquid passing. In addition, in the same manner as when the ligand is overprinted on each gel spot where the ligand is not immobilized, it may be overprinted. Furthermore, these may be combined. Further, in this step, the compound may be immobilized by bringing the solution of the compound into contact with a gel spot on which the ligand is immobilized.

[2.チップの構成]
上述した本発明のチップの製造方法により、基板と、基板に固定されたゲルを含んでなる複数のスポットとを備え、スポットにリガンドが固定化された本発明のチップが得られる。本発明のチップは、リガンドがスポットの全体に固定化されているため、チップの感度の低下やスポット間のばらつきが生じず、例えば検出用チップ(後述する)としての品質を高めることができる。
[2. Chip configuration]
By the above-described chip manufacturing method of the present invention, a chip of the present invention is obtained that includes a substrate and a plurality of spots including gels fixed to the substrate, and the ligand is immobilized on the spot. In the chip of the present invention, since the ligand is immobilized on the entire spot, the sensitivity of the chip and the variation between spots do not occur. For example, the quality as a detection chip (described later) can be improved.

また、製造の際に、予め基板上に形成されたスポットに対してリガンド溶液をスポッティングしてリガンドを固定化するようにしているため、本発明のチップにおいては基板表面のスポットとスポットとの間の部分にはリガンド溶液が付着せず、リガンドが固定化されない。即ち、基板表面のスポット間にはリガンドが固定化されていない部分が形成される。このため、高いS/N比(Signal to Noise ratio)が得られる。   In addition, since the ligand is immobilized by spotting the ligand solution on spots previously formed on the substrate during manufacturing, in the chip of the present invention, between the spots on the substrate surface. The ligand solution does not adhere to this part, and the ligand is not immobilized. That is, a portion where a ligand is not immobilized is formed between spots on the substrate surface. For this reason, a high S / N ratio (Signal to Noise ratio) is obtained.

さらに、製造の際に、予め基板上に形成されたスポットに対してスポット毎にリガンド溶液をスポッティングするため、本発明のチップでは、スポット毎に固定化されたリガンドの種類、量などを制御できる。これにより本発明のチップは、同一基板上に形成されたスポットのうち、少なくとも1個のスポットに第一のリガンドを固定化し、他の少なくとも1個のスポットに第二のリガンド(第一のリガンドとは異なる種類のリガンド)を固定化できる。即ち、複数のゲルのスポットにそれぞれ異なるリガンドを固定化してスポットの集積度を高めることが可能である。このため、本発明のチップを検出用チップとして使用した場合、リガンドと被検出物質との相互作用を同時に複数例測定できる。   Furthermore, since the ligand solution is spotted for each spot with respect to spots previously formed on the substrate during manufacturing, the chip of the present invention can control the type and amount of the ligand immobilized for each spot. . Thereby, the chip of the present invention immobilizes the first ligand in at least one spot among the spots formed on the same substrate, and the second ligand (first ligand in the other at least one spot. Different types of ligands) can be immobilized. That is, it is possible to immobilize spots by immobilizing different ligands on a plurality of gel spots. For this reason, when the chip | tip of this invention is used as a chip | tip for a detection, multiple examples of interaction with a ligand and a to-be-detected substance can be measured simultaneously.

また、本発明のチップにおいては、スポットを構成するゲルとリガンドとが共有結合、生体関連物質間相互作用、強固な疎水結合などの強固な結合により結合しているため、通常の保存条件下、洗浄条件下、チップ使用時などにおけるリガンドの脱離及び変質を抑制できる。   Further, in the chip of the present invention, the gel constituting the spot and the ligand are bonded by a strong bond such as a covalent bond, an interaction between biological substances, a strong hydrophobic bond, etc. Desorption and alteration of the ligand during use of the chip under washing conditions can be suppressed.

本発明のチップにおいて、基板、ゲル及びリガンドについては上述したとおりである。また、スポットの径、厚み、及びスポット間の間隔についても、上述したとおりである。スポットにおけるリガンドの固定化量は任意に設定できるが、通常はより多くのリガンドが固定化されていることが好ましい。具体的には、「(リガンドの重量)/(スポット全体の重量)」で表される含有比率が、0.0001重量%以上であることが好ましく、0.0003重量%以上であることがより好ましく、0.01重量%以上であることが特に好ましい。なお、上記のリガンドの含有比率は、例えば、元素分析やアミノ酸分析などにより測定することができる。   In the chip of the present invention, the substrate, gel and ligand are as described above. Further, the spot diameter, the thickness, and the interval between the spots are as described above. The amount of ligand immobilized on the spot can be set arbitrarily, but it is usually preferable that more ligands are immobilized. Specifically, the content ratio represented by “(ligand weight) / (whole spot weight)” is preferably 0.0001% by weight or more, more preferably 0.0003% by weight or more. The content is preferably 0.01% by weight or more. The content ratio of the ligand can be measured by, for example, elemental analysis or amino acid analysis.

ところで、本発明のチップとその他のチップとを区別する場合、例えば、その構造を公知の各種の方法により分析すればよい。その際の分析手法に制限は無いが、例えば、XPS分析や質量分析などが挙げられる。   By the way, when distinguishing the chip of the present invention from other chips, for example, the structure may be analyzed by various known methods. Although there is no restriction | limiting in the analysis method in that case, For example, XPS analysis, mass spectrometry, etc. are mentioned.

質量分析を行なう場合には、例えば、本発明のチップの表面やスポットに存在するリガンドを適当な溶媒に再溶解させ、得られた溶液を用いて分析を行なうことが可能であるが本発明のチップ又はスポットに直接イオンを当て、イオン化された分子や原子を観測することが簡便である。このような方法としては、飛行時間型二次イオン質量分析(Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry:ToF−SIMS)が挙げられる。この方法は、例えば加速されたAuイオンを表面に当て、発生する二次イオンを収集する方法であり、市販の装置が使用できる。 When performing mass spectrometry, for example, it is possible to redissolve a ligand present on the surface or spot of the chip of the present invention in an appropriate solvent and perform analysis using the obtained solution. It is convenient to apply ions directly to the chip or spot and observe the ionized molecules and atoms. Examples of such a method include time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS). This method is, for example, a method in which accelerated Au + ions are applied to the surface and the generated secondary ions are collected, and a commercially available apparatus can be used.

また、例えば、リガンドに結合しうる物質をラベル化しておき、これを接触させることにより、リガンドの有無や状態に関する情報を得ることもできる。ラベル化方法は公知の方法が使用でき、例えば、同位体ラベル、蛍光ラベル、酵素ラベル、金コロイドラベルなどが可能であるが、蛍光ラベルが簡便であり好ましい。   Further, for example, by labeling a substance capable of binding to a ligand and bringing it into contact, information on the presence or absence of the ligand and the state thereof can be obtained. As a labeling method, a known method can be used. For example, an isotope label, a fluorescent label, an enzyme label, a gold colloid label, and the like can be used.

[3.検出方法及び装置]
上述した本発明のチップの用途に制限は無いが、スポットの集積化が可能である点を有効に活用する点から、被検出物質の検出に用いる検出用チップとして用いることが好ましい。特に、被検出物質として生体関連物質を検出する検出装置(以下、適宜「バイオセンサー」ということがある。)において用いることが好ましい。
[3. Detection method and apparatus]
Although there is no restriction | limiting in the use of the chip | tip of this invention mentioned above, It is preferable to use as a detection chip | tip used for the detection of a to-be-detected substance from the point which utilizes effectively the point which can integrate | stack a spot. In particular, it is preferably used in a detection apparatus that detects a biological substance as a substance to be detected (hereinafter sometimes referred to as “biosensor” as appropriate).

検出時には、該ゲルが液体に浸漬された状態で測定してもよい。この場合の測定方式は特に限定されるものではないが、特に蛍光発光を測定し検出を行う場合に有効である。乾燥状態では、該ゲルがその構成成分や微細構造に起因する自己蛍光発光を持つことがあり、それを低減させることができる。すなわち、該ゲルの成分中の空気と、該ゲルを構成する生体分子やポリマーなどの物質との屈折率の違いにより散乱が起こり、これが自己蛍光発光として観測される事があるが、該ゲルを液中に浸漬した場合は、含まれる空気が液体に置き換わり、蛋白質やポリマーなどの屈折率に近くなるため、散乱が非常に小さくなる。本目的に使用可能な液体としては、油、水、リン酸緩衝溶液や炭酸緩衝溶液などの緩衝溶液が挙げられる。また、本液体には例えば有機溶媒、界面活性剤や、たんぱく質、塩類等が溶解していても良い。   At the time of detection, the measurement may be performed in a state where the gel is immersed in a liquid. The measurement method in this case is not particularly limited, but is particularly effective when measuring and detecting fluorescence. In the dry state, the gel may have autofluorescence emission due to its constituent components and fine structure, which can be reduced. That is, scattering occurs due to a difference in refractive index between the air in the components of the gel and a substance such as a biomolecule or a polymer constituting the gel, and this may be observed as autofluorescence. When immersed in a liquid, the contained air is replaced by the liquid, and the refractive index of the protein, polymer, or the like is close, so that the scattering becomes very small. Liquids that can be used for this purpose include oils, water, buffer solutions such as phosphate buffer solutions and carbonate buffer solutions. In addition, for example, an organic solvent, a surfactant, a protein, a salt, or the like may be dissolved in the liquid.

有機溶媒は限定されないが、水に溶解可能なものが挙げられ、DMSO、イソプロパノールが挙げられる。界面活性剤は限定されないが、例えばtween20やtritonX等が挙げられる。たんぱく質は限定されないが例えばBSA等が挙げられる。塩類は限定されないが、例えば塩化ナトリウム、アジ化ナトリウム等が挙げられる。また、本液体には外部からの迷光を防ぐ目的で、染料や顔料などの着色剤を混入させても良い。この場合、着色剤は黒色が好ましい。   The organic solvent is not limited, and examples thereof include those that can be dissolved in water, such as DMSO and isopropanol. The surfactant is not limited, and examples include tween 20 and triton X. The protein is not limited, and examples thereof include BSA. Although salts are not limited, For example, sodium chloride, sodium azide, etc. are mentioned. Further, for the purpose of preventing stray light from the outside, a coloring agent such as a dye or a pigment may be mixed in the liquid. In this case, the colorant is preferably black.

該ゲルを液体に浸漬する方法は問わないが、基板上に作製したゲル全体を覆うように液を滴下する方法や、流路中に該ゲルを設置し通液する方法が挙げられる。流路中にゲルを設置した場合は、数種類の液を連続して流通させて検出を行うことも可能であり、このような方法としては、最初にリガンドが固定化されたゲルに被検出物質を含む溶液を通液して被検出物質を固定化し、続いて被検出物質に結合する、蛍光標識ラベルされた抗体を含む溶液を通液してこの抗体を固定化し、最後に洗浄液を通液して結合していない標識ラベル化抗体を除去し、蛍光を測定することが出来る。各々の工程の間には洗浄液を通液することによる洗浄工程を入れてもよい。   There is no limitation on the method of immersing the gel in a liquid, but examples thereof include a method of dropping a liquid so as to cover the entire gel produced on a substrate, and a method of placing and passing the gel in a flow path. When a gel is installed in the flow path, it is possible to perform detection by continuously circulating several kinds of liquids. As such a method, the substance to be detected is first immobilized on the gel on which the ligand is immobilized. A solution containing a fluorescent-labeled antibody that is bound to the substance to be detected, followed by a solution containing a fluorescent-labeled antibody to immobilize the antibody, and finally a washing solution. Then, the labeled antibody not bound can be removed, and the fluorescence can be measured. A cleaning step by passing a cleaning solution may be inserted between each step.

該ゲルを浸漬するための液体の厚さは、特に限定されるものではなく、ゲル全体に液が浸漬されていれば良いが、ゲルの最大厚みの2倍以上が好ましく、さらには10倍以上が好ましく、中でも100倍以上が好ましく、特には500倍以上が好ましい。また、液体の深さとしては、50μm以上が好ましく、さらには100μm以上が好ましく、中でも500μm以上が好ましい。液体の深さの上限は特に限定されるものではないが、取り扱いの面から1cm以下が好ましく、さらには5mm以下が好ましく、中でも2mm以下が好ましく、特には1mm以下が好ましい。
また、溶液に浸漬したまま測定を行うことは、アッセイの最終工程後、乾かす工程が省けるためスループットが上がる利点がある。
すなわち、蛍光発光を測定する場合は、溶液に浸漬された状態で測定する事により、本発明の効果をさらに強くすることが出来る。
The thickness of the liquid for immersing the gel is not particularly limited, as long as the liquid is immersed in the entire gel, but preferably twice or more of the maximum thickness of the gel, and more preferably 10 or more times. Of these, 100 times or more is preferable, and 500 times or more is particularly preferable. In addition, the depth of the liquid is preferably 50 μm or more, more preferably 100 μm or more, and particularly preferably 500 μm or more. The upper limit of the depth of the liquid is not particularly limited, but is preferably 1 cm or less from the viewpoint of handling, more preferably 5 mm or less, particularly preferably 2 mm or less, and particularly preferably 1 mm or less.
In addition, performing measurement while immersed in a solution has an advantage of increasing throughput because a drying step can be omitted after the final step of the assay.
That is, when measuring fluorescence emission, the effect of this invention can be further strengthened by measuring in the state immersed in the solution.

本発明のチップをバイオセンサーにおいて使用する場合、バイオセンサーのセンサー面を基板表面として、上述の手順でリガンドを固定化してチップを構成することにより、本発明のチップを有するバイオセンサーが得られる。   When the chip of the present invention is used in a biosensor, a biosensor having the chip of the present invention can be obtained by using the sensor surface of the biosensor as a substrate surface to form a chip by immobilizing a ligand according to the procedure described above.

[3−1.センサーの種類]
バイオセンサーの種類としては、例えば、蛍光発光、FET、ELISA、化学発光、SPR、QCM、カンチレバー、磁性体、光導波路、表面弾性波等を利用したセンサーが挙げられる。
[3-1. Sensor type]
Examples of the biosensor include a sensor using fluorescent light emission, FET, ELISA, chemiluminescence, SPR, QCM, cantilever, magnetic material, optical waveguide, surface acoustic wave, and the like.

例えば蛍光センサーとして構成する場合、センサー面となるガラス基板もしくはプラスチック基板の上にリガンドを固定化したスポットを形成し、リガンドと蛍光ラベル化された被検出物質とを接触させた後に洗浄を行うことにより、リガンドと被検出物質との相互作用を、蛍光発光として検出することができる。また、被検出物質が蛍光ラベル化されていなくても、リガンドと被検出物質とを接触させた後に洗浄を行い、更に、被検出物質と相互作用があり且つラベル化された物質(例えば抗体)を接触させた後に洗浄を行うことにより、被検出物質を蛍光発光として検出することができる。蛍光ラベルの色素の蛍光発光の波長は、測定波長と一致させておくことが好ましい。   For example, when configured as a fluorescence sensor, a spot on which a ligand is immobilized is formed on a glass substrate or plastic substrate serving as a sensor surface, and cleaning is performed after contacting the ligand and a fluorescently labeled target substance. Thus, the interaction between the ligand and the substance to be detected can be detected as fluorescence emission. In addition, even if the substance to be detected is not fluorescently labeled, washing is performed after bringing the ligand into contact with the substance to be detected, and further, a substance that interacts with the substance to be detected and is labeled (for example, an antibody) By washing after contacting, the substance to be detected can be detected as fluorescence. The wavelength of the fluorescence emission of the dye of the fluorescent label is preferably matched with the measurement wavelength.

蛍光発光を測定し検出を行う時に、取り扱いの容易さから、測定時にはチップを乾燥状態で取り扱うことが簡便である。しかし乾燥状態では、前述のように該ゲルのスポット自体が蛍光を発する事がある。このような状態で蛍光発光を測定すれば、測定光に、該ゲルの自己蛍光発光と被検出物質を検出するための蛍光発光が混じってしまう可能性がある。特に低濃度の被検出物質を検出する場合、目的の蛍光発光の強度が小さくなるため、該ゲルの自己蛍光発光が相対的に強くなり、信頼性のある測定が出来なくなる。これは、検出下限界濃度が下げられないことを意味する。したがって、加えて該ゲルの自己蛍光発光が弱い波長で蛍光発光測定を行うことが好ましい。
この目的には、検出光の波長は、被検出物質や装置の都合に合わせて選べばよいが、580nm以上が好ましく、さらには610nm以上が好ましく、その中でも630nm以上が好ましく、特には650nm以上が好ましい。上限は特にないが、現在の一般的な検出装置の問題から2500nm以下が好ましく、その中でも1700nm以下が好ましく、さらにはその中でも1000nm以下が好ましく、特には800nm以下が好ましく、その中でも特には700nm以下が好ましい。このような波長に発光波長を持つ色素分子は特に限定はされないが、入手可能な市販のものとしては、Cy5(TM)、Alexa Flour633(TM)、Alexa Flour635(TM)、Alexa Flour647(TM)、BODIPY650/665(TM)、DiD(TM)、TOTO−3(TM)、DDAO phosphate(TM)等が挙げられ、その中でもCy5(TM)、Alexa Flour633(TM)、Alexa Flour635(TM)、Alexa Flour647(TM)が好ましく、さらにはその中でもCy5(TM)、Alexa Flour647(TM)、が好ましく、最もCy5(TM)が好ましい。また、たんぱく質や抗体に色素分子を結合させるための試薬が市販されており、それを使用することも出来る。
すなわち、乾燥した状態で蛍光測定を行う場合は、測定波長を限定することにより、本発明の効果をさらに高くすることが出来る。
When measuring and detecting fluorescence emission, it is easy to handle the chip in a dry state at the time of measurement because of easy handling. However, in the dry state, as described above, the gel spot itself may fluoresce. If the fluorescence emission is measured in such a state, there is a possibility that the measurement light is mixed with the autofluorescence emission of the gel and the fluorescence emission for detecting the substance to be detected. In particular, when detecting a low-concentration target substance, the intensity of the target fluorescence emission becomes small, so that the self-fluorescence emission of the gel becomes relatively strong and reliable measurement cannot be performed. This means that the lower detection limit concentration cannot be lowered. Therefore, in addition, it is preferable to perform fluorescence measurement at a wavelength where the self-fluorescence emission of the gel is weak.
For this purpose, the wavelength of the detection light may be selected according to the convenience of the substance to be detected and the device, but is preferably 580 nm or more, more preferably 610 nm or more, and particularly preferably 630 nm or more, particularly 650 nm or more. preferable. Although there is no particular upper limit, it is preferably 2500 nm or less, preferably 1700 nm or less, more preferably 1000 nm or less, particularly preferably 800 nm or less, and particularly preferably 800 nm or less. Is preferred. The dye molecule having an emission wavelength at such a wavelength is not particularly limited, but as commercially available products, Cy5 (TM), Alexa Floor 633 (TM), Alexa Floor 635 (TM), Alexa Floor 647 (TM), Examples include BODIPY 650/665 (TM), DiD (TM), TOTO-3 (TM), DDAO phosphate (TM), among which Cy5 (TM), Alexa Floor 633 (TM), Alexa Floor 635 (TM), Alexa Floor 647. (TM) is preferred, and among them, Cy5 (TM) and Alexa Floor 647 (TM) are preferred, and Cy5 (TM) is most preferred. In addition, a reagent for binding a dye molecule to a protein or antibody is commercially available, and it can also be used.
That is, when the fluorescence measurement is performed in a dry state, the effect of the present invention can be further enhanced by limiting the measurement wavelength.

また、例えばFETセンサーとして構成する場合、センサー面となるゲート電極上或いはその近傍にリガンドを固定化したスポットを形成することにより、リガンドと被検出物質との相互作用を、電位の変化として検出することができる。   For example, when configured as an FET sensor, the interaction between the ligand and the substance to be detected is detected as a change in potential by forming a spot on which the ligand is immobilized on or near the gate electrode serving as the sensor surface. be able to.

また、例えばSPRセンサーとして構成する場合、センサー面となる金表面にリガンドを固定化したスポットを形成することにより、リガンドと被検出物質との相互作用を、表面プラズモン共鳴による反射角の変化、若しくは特定の反射角における反射強度等として検出することができる。   For example, when configured as an SPR sensor, by forming a spot on which a ligand is immobilized on a gold surface serving as a sensor surface, the interaction between the ligand and the substance to be detected is caused by a change in reflection angle due to surface plasmon resonance, or It can be detected as a reflection intensity at a specific reflection angle.

また、例えばQCMセンサーとして構成する場合、センサー面となる水晶発振子表面にリガンドを固定化したスポットを形成し、又は、水晶発振子表面に金薄膜を形成してから、その金薄膜上にリガンドを固定化したスポットを形成する。これにより、リガンドと被検出物質との相互作用を、周波数の変化として観測することが可能となる。   For example, when configured as a QCM sensor, a spot in which a ligand is immobilized is formed on the surface of the crystal oscillator serving as a sensor surface, or a gold thin film is formed on the surface of the crystal oscillator and then the ligand is formed on the gold thin film. To form a fixed spot. As a result, the interaction between the ligand and the substance to be detected can be observed as a change in frequency.

また、例えばカンチレバーセンサーとして構成する場合、センサー面となるカンチレバーの表面をシリコン、金、酸化シリコン等の材料で形成し、その表面にリガンドを固定化したスポットを形成する。これにより、リガンドと被検出物質との相互作用を、カンチレバーの反り等の形状変化や共鳴周波数の変化として観測することができる。   For example, when configured as a cantilever sensor, the surface of the cantilever serving as a sensor surface is formed of a material such as silicon, gold, or silicon oxide, and a spot on which a ligand is immobilized is formed on the surface. Thereby, the interaction between the ligand and the substance to be detected can be observed as a shape change such as a cantilever warp or a change in resonance frequency.

また、例えば磁性体センサーとして構成する場合、センサー表面にリガンドを固定化したスポットを形成することにより、リガンドと磁性を有する被検出物質との相互作用を、超伝導量子干渉素子(superconducting quantum interferencedevice:以下「SQUID」と略する。)やホール素子を用いた装置により検出することができる。   Further, for example, when configured as a magnetic sensor, by forming a spot with a ligand immobilized on the sensor surface, the interaction between the ligand and a substance to be detected has a superconducting quantum interference device (superconducting quantum interference device). (Hereinafter abbreviated as “SQUID”) and a device using a Hall element.

また、例えば光導波路センサーとして構成する場合、センサー面となる光路を2つに分けて、一方の一部の表面にリガンドを固定化したスポットを形成する。リガンドと被検出物質との相互作用が生じると、光の速度又は位相の変化が生じるので、これを他方の光との干渉として検出することができる。   For example, when configured as an optical waveguide sensor, the optical path serving as the sensor surface is divided into two, and a spot on which a ligand is immobilized is formed on one part of the surface. When the interaction between the ligand and the substance to be detected occurs, a change in the speed or phase of light occurs, and this can be detected as interference with the other light.

[3−2.センサーの装置構成]
前記の検出装置の具体的な構成に制限はなく、使用する検出方法や検体の種類などに応じて適切なものを選択すればよい。代表的な装置の構成としては、上述した本発明のチップと、該チップに検体を接触させるために該検体を供給する検体供給部と、該チップにおいて生じるリガンドと被検出物質との相互作用を検出するための検出部とを有する構成が挙げられる。
[3-2. Sensor configuration]
There is no restriction | limiting in the specific structure of the said detection apparatus, What is necessary is just to select an appropriate thing according to the detection method to be used, the kind of specimen, etc. As a typical apparatus configuration, the above-described chip of the present invention, a sample supply unit for supplying the sample to bring the sample into contact with the chip, and the interaction between the ligand and the substance to be detected generated in the chip are shown. The structure which has a detection part for detecting is mentioned.

また、本発明のチップをバイオセンサーにおいて用いる場合、通常は装置本体に対してチップは着脱可能に構成する。そして、チップの使用時に装置本体に設けられたチップ装着部にチップを取り付け、被検出物質の検出を行う。この際、装置本体に検体を流通させうる流路を設け、この流路内にチップ装着部を設けることが好ましい。これにより、流路中にチップを取り付けて、検出の手順を連続的に実施することができる。   When the chip of the present invention is used in a biosensor, the chip is usually configured to be detachable from the apparatus body. When the chip is used, the chip is attached to the chip mounting portion provided in the apparatus main body, and the detection target substance is detected. At this time, it is preferable to provide a flow path through which the specimen can be circulated in the apparatus main body, and to provide a chip mounting portion in the flow path. Thereby, a chip | tip can be attached in a flow path and the detection procedure can be implemented continuously.

[3−3.被検出物質]
本発明のチップを用いた検出の対象となる被検出物質に制限は無いが、例えば本発明のチップをバイオセンサーにおいて使用する場合の被検出物質の例を挙げると、核酸、タンパク質、毒素、ウイルス、細胞、糖類、低分子化合物、又はそれらの結合体などが挙げられる。
[3-3. Detected substance]
There is no limitation on the target substance to be detected using the chip of the present invention. For example, when the chip of the present invention is used in a biosensor, examples of the target substance include nucleic acids, proteins, toxins, viruses. , Cells, saccharides, low-molecular compounds, or conjugates thereof.

これらの被検出物質は、リガンドと相互作用を生じるものである。具体的な種類は、検出用チップのリガンドの種類によって異なり、リガンドと相互作用できる物質が被検出物質として検出され、それ以外の物質は相互作用を生じないようになっている。したがって、前記の相互作用を検出すれば、検体中に被検出物質が含まれているか否かを判定できる。また、前記相互作用の大きさを測定できるのであれば、当該相互作用の大きさから被検出物質の量又は濃度を測定することも可能である。   These to-be-detected substances interact with the ligand. The specific type differs depending on the type of ligand of the detection chip, and a substance that can interact with the ligand is detected as a substance to be detected, and other substances do not cause an interaction. Therefore, if the interaction is detected, it can be determined whether or not the substance to be detected is contained in the specimen. If the magnitude of the interaction can be measured, the amount or concentration of the substance to be detected can be measured from the magnitude of the interaction.

通常、検体は液体又はスラリー等の液状で用意され、この検体をチップ表面のスポットに接触させて検体中の被検出物質を検出する。この際、被検出物質は水等の溶媒中に溶解又は分散した状態で用意される。なお、検体中の溶媒の種類、量、濃度などに制限はなく、被検出物質に応じて任意である。   Usually, the specimen is prepared in a liquid form such as liquid or slurry, and this specimen is brought into contact with a spot on the chip surface to detect a substance to be detected in the specimen. At this time, the substance to be detected is prepared in a dissolved or dispersed state in a solvent such as water. In addition, there is no restriction | limiting in the kind, quantity, density | concentration, etc. of the solvent in a test substance, It is arbitrary according to a to-be-detected substance.

また、一つの検体中に含まれる物質のうち、1種を被検出物質として検出するようにしてもよいが、2種以上を被検出物質として検出するようにしてもよい。上述したように、本発明のチップは基板表面に形成されたスポット毎に固定化するリガンドを調整できるため、例えばスポット毎、或いは、それぞれ異なるリガンドを有する一群のスポット集団毎に、種類、量等のリガンドの固定化条件を設定できる。したがって、スポット毎、或いは、それぞれ異なるリガンドを有する一群のスポット集団毎に検知の条件を設定し、いわゆるコンビナトリアル・アッセイとして同時に多数の条件での検知を行うことも可能である。この場合、一つのチップで多くの被検出物質を検出できるため、効率的である。特に、本発明のチップはスポットのスケールが小さいため、本目的には有利である。   One of the substances contained in one specimen may be detected as a substance to be detected, but two or more kinds may be detected as a substance to be detected. As described above, since the chip of the present invention can adjust the ligand to be immobilized for each spot formed on the substrate surface, for example, for each spot or each group of spot groups having different ligands, the type, amount, etc. The ligand immobilization conditions can be set. Therefore, detection conditions can be set for each spot or for each group of spot groups having different ligands, and detection can be performed under a large number of conditions simultaneously as a so-called combinatorial assay. In this case, since many substances to be detected can be detected with one chip, it is efficient. In particular, the chip of the present invention is advantageous for this purpose because of its small spot scale.

[3−4.その他の用途]
本発明のチップは上述したようなセンサー以外の用途に用いることも可能である。例えば、本発明のチップは、濃縮対象物質を濃縮するためにも使用できる。一例として、濃縮対象物質を含む溶液をチップに接触させ、濃縮対象物質をリガンドに捕捉した後に適切な薬剤や条件により解離させることにより、濃縮対象物質を溶出させることができ、これにより濃縮が可能である。濃縮対象物質には制限は無いが、通常はリガンドに結合するものが好ましい。また、同様の原理により組成物から分離対象物質を分離させ、この分離対象物質の精製を行うことも可能である。
[3-4. Other uses]
The chip of the present invention can also be used for applications other than the sensor described above. For example, the chip of the present invention can also be used to concentrate a substance to be concentrated. As an example, the target substance can be eluted by bringing the target target substance into contact with the chip, capturing the target substance on the ligand, and then dissociating it with an appropriate drug or condition. It is. Although there is no restriction | limiting in the substance to concentrate, Usually, the thing couple | bonded with a ligand is preferable. Further, it is possible to separate the separation target substance from the composition and purify the separation target substance by the same principle.

以下、本発明について実施例を示して具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and can be arbitrarily modified without departing from the gist of the present invention.

[使用した試薬]
反応に用いられる試薬及び溶媒としては、全て市販品を使用した。
ヒアルロン酸ビオチンはシグマアルドリッチ社製のものを使用した。ヒアルロン酸結合性タンパク質は生化学工業社製のものを使用した。以下「HABP」と記載する。また、これをCy3標識したものは「Cy3−HABP」と記載する。
ニホンニワトコレクチンはJ−オイルミルズ社製のものを使用した。以下「SSA」と記載する。また、これをCy3標識したものは「Cy3−SSA」と記載する。
アミノ基のビオチン化には、ピアス社製EZ−NHS−Biotinおよび、EZ−Link Sulfo−NHS−LC−Biotinを使用した。
レクチンは、生化学工業社製のものを使用した。以下、小麦胚芽レクチン、それをCy5標識したもの、Cy3標識したものを、それぞれ「WGA」、「Cy5−WGA」、「Cy3−WGA」と記載し、コンカバナリンA、それをCy5標識したものを、それぞれ「ConA」、「Cy5−ConA」と記載し、ヒマ豆レクチン、それをCy5標識したものを、それぞれ「RCA120」、「Cy5−RCA120」と記載する。
蛍光標識化にはGE Healthcare社製のものを使用した。Cy5標識化には、Cy5 Mono−Reactive Dye Pack(1mg用)を使用し、Cy3標識化にはCy3 Mono−Reactive Dye Pack(1mg用)を用いた。
ストレプトアビジンは和光純薬社製を使用した。BSAはシグマアルドリッチ社製を使用した。
純水はMILLIPORE社製Milli−Q Gradient A10を用いて製造した。
PBSは燐酸緩衝溶液であり、シグマアルドリッチ社製を使用した。
炭酸バッファー(pH=9.4)は、純正化学社製の炭酸水素ナトリウム及び炭酸ナトリウムを使用し、それぞれ100mM水溶液を調製後、2液を混合してpH=9.4に調整した。
アクリルオキシスクシンイミドは、ACROS ORGANICS社製を使用した。
N−アクリロイルモルホリンはKOHJIN社製を使用した。
16−メルカプトヘキサデカン酸はアルドリッチ社製を使用し、エタノールはキシダ化学社製電子工業用エタノールを使用した。
メタノールは純正化学社製を使用した。
N―ヒドロキシコハク酸イミド(以下、「NHS」と略す。)および1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(以下、「EDC」と略す。)は東京化成社製を使用した。
エタノールアミン塩酸塩は東京化成社製を使用した。
p−ニトロフェニルテトラ−N−アセチル−β−キトテトラオシド、p-ニトロフェニルβ−D−マンノピラノシドp-ニトロフェニルα−D−ガラクトピラノシドは生化学バイオビジネス社製のものを使用した。
蛍光検出器はAXON社製GenePix4000AおよびINNOPSYS社製INNOSCANを使用した。
[Reagent used]
Commercially available products were used as reagents and solvents used in the reaction.
The biotin hyaluronate used was Sigma-Aldrich. A hyaluronic acid binding protein manufactured by Seikagaku Corporation was used. Hereinafter referred to as “HABP”. Moreover, what labeled this with Cy3 is described as "Cy3-HABP."
As the Japanese elder collectin, a product manufactured by J-Oil Mills was used. Hereinafter referred to as “SSA”. Moreover, what labeled this with Cy3 is described as "Cy3-SSA."
For biotinylation of the amino group, EZ-NHS-Biotin and EZ-Link Sulfo-NHS-LC-Biotin manufactured by Pierce were used.
A lectin manufactured by Seikagaku Corporation was used. Hereinafter, wheat germ lectin, those labeled with Cy5, and those labeled with Cy3 are referred to as “WGA”, “Cy5-WGA”, and “Cy3-WGA”, respectively, and concabanaline A, and those labeled with Cy5, These are described as “ConA” and “Cy5-ConA”, respectively, and the castor bean lectin and the Cy5-labeled product thereof are described as “RCA120” and “Cy5-RCA120”, respectively.
A product manufactured by GE Healthcare was used for fluorescent labeling. Cy5 Mono-Reactive Dye Pack (for 1 mg) was used for Cy5 labeling, and Cy3 Mono-Reactive Dye Pack (for 1 mg) was used for Cy3 labeling.
Streptavidin manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used. BSA used was made by Sigma-Aldrich.
The pure water was produced using Milli-Q Gradient A10 manufactured by MILLIPORE.
PBS is a phosphate buffer solution used by Sigma-Aldrich.
As the carbonate buffer (pH = 9.4), sodium hydrogen carbonate and sodium carbonate manufactured by Junsei Kagaku Co., Ltd. were used. After preparing respective 100 mM aqueous solutions, the two solutions were mixed and adjusted to pH = 9.4.
The acryloxy succinimide used the product made from ACROS ORGANICS.
N-acryloyl morpholine manufactured by KOHJIN was used.
16-mercaptohexadecanoic acid was manufactured by Aldrich, and ethanol was ethanol for electronics industry manufactured by Kishida Chemical.
Methanol used was made by Pure Chemical.
N-hydroxysuccinimide (hereinafter abbreviated as “NHS”) and 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (hereinafter abbreviated as “EDC”) manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. are used. did.
Ethanolamine hydrochloride manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. was used.
As p-nitrophenyl tetra-N-acetyl-β-chitotetraoside and p-nitrophenyl β-D-mannopyranoside, p-nitrophenyl α-D-galactopyranoside manufactured by Seikagaku Biobusiness was used.
As the fluorescence detector, GenePix 4000A manufactured by AXON and INNOSCAN manufactured by INNOPSYS were used.

[実施例1:Cy3−HABPの溶液の調製]
Cy3標識化キットに炭酸バッファー(pH=9.4、1.0ml)を加えて溶解させた。この溶液0.1mlを、HABP(0.1mg)に加えて溶解させた。反応は室温で行い、10分おきにマイクロピペット(登録商標ピペットマン)を使用して撹拌した。30分後、反応液をPBS(pH=7.4)で2.5mlに希釈し、ゲルカラムクロマトグラフィー(GE Healthcare社製PD−10 Desalting Column、ゲル体積8.3ml、溶離液:PBS、pH=7.4)により精製した。分取したフラクションは、溶出体積2.5〜5.5mlであり、Cy3−HABPの濃度は33.3μg/mlであった。
[Example 1: Preparation of a solution of Cy3-HABP]
Carbonate buffer (pH = 9.4, 1.0 ml) was added to Cy3 labeling kit and dissolved. 0.1 ml of this solution was added to HABP (0.1 mg) and dissolved. The reaction was performed at room temperature and stirred using a micropipette (registered trademark Pipetteman) every 10 minutes. After 30 minutes, the reaction solution was diluted to 2.5 ml with PBS (pH = 7.4), and subjected to gel column chromatography (GE Healthcare PD-10 Desaling Column, gel volume: 8.3 ml, eluent: PBS, pH = 7.4). The fraction collected was an elution volume of 2.5 to 5.5 ml, and the concentration of Cy3-HABP was 33.3 μg / ml.

[実施例2:Cy3−SSAの溶液の調製]
SSA(1.3mg)に炭酸バッファー(pH=9.4、1.3ml)を加えて溶解させた。その溶液をCy3標識化キットに加えた。さらに別途、Cy3標識化キットの炭酸バッファー(pH=9.4、1.0ml)を調製し、0.3mlを抜き出し加えた。室温で、10分おきにマイクロピペットを使用し撹拌した。45分後、反応液をPBS(pH=7.4)で2.5mlに希釈し、ゲルカラムクロマトグラフィー(GE Healthcare社製PD−10 Desalting Column、 ゲル体積8.3ml、溶出液:PBS、pH=7.4)により精製した。分取したフラクションは、溶出体積2.5〜5.5mlであり、Cy3−SSAの濃度は433.3μg/mlであった。
[Example 2: Preparation of a solution of Cy3-SSA]
Carbonic acid buffer (pH = 9.4, 1.3 ml) was added to SSA (1.3 mg) and dissolved. The solution was added to the Cy3 labeling kit. Separately, a carbonate buffer (pH = 9.4, 1.0 ml) of Cy3 labeling kit was prepared, and 0.3 ml was extracted and added. Stir at room temperature using a micropipette every 10 minutes. After 45 minutes, the reaction solution was diluted to 2.5 ml with PBS (pH = 7.4), and subjected to gel column chromatography (GE Healthcare PD-10 Desaling Column, gel volume: 8.3 ml, eluent: PBS, pH = 7.4). The fraction collected was an elution volume of 2.5 to 5.5 ml, and the concentration of Cy3-SSA was 433.3 μg / ml.

[実施例3:ポリマーの作製]
特開2007−101520号公報の実施例1の記載に従い、アクリルオキシスクシンイミドとN−アクリロイルモルホリンからポリマーを作製した。
[Example 3: Production of polymer]
A polymer was prepared from acryloxysuccinimide and N-acryloylmorpholine according to the description in Example 1 of JP-A-2007-101520.

[実施例4:ハイドロゲルの微小スポットの作製]
〔基板の用意〕
プラスチック板(2.5×7.5cm、厚み1.1mm)にクロムおよび金を蒸着し、金チップを作製した。16−メルカプトヘキサデカン酸のエタノール溶液(5mM)を調製し、孔径0.25μmのフィルターでろ過した。この溶液に金チップを浸漬し、室温で16時間かけて金表面に自己組織化膜(以下、「SAM」と略す)の形成を行なった。エタノールで表面を洗浄し、窒素気流によって表面に残ったエタノールを除去し、十分に乾燥させた。乾燥後、純水(9ml)と、NHS水溶液(0.1M、0.5ml)、EDC水溶液(0.4M、0.5ml)を混合した液を、SAM化したチップ全面に、2ml滴下した。湿潤箱内で、室温にて15分静置した後、純水で表面を十分に洗浄し、窒素気流によって水を除去した。
[Example 4: Production of micro-spots of hydrogel]
[Preparation of substrate]
Chrome and gold were vapor-deposited on a plastic plate (2.5 × 7.5 cm, thickness 1.1 mm) to produce a gold chip. An ethanol solution (5 mM) of 16-mercaptohexadecanoic acid was prepared and filtered with a filter having a pore size of 0.25 μm. A gold chip was immersed in this solution, and a self-assembled film (hereinafter abbreviated as “SAM”) was formed on the gold surface over 16 hours at room temperature. The surface was washed with ethanol, ethanol remaining on the surface was removed by a nitrogen stream, and the surface was sufficiently dried. After drying, 2 ml of a mixture of pure water (9 ml), NHS aqueous solution (0.1 M, 0.5 ml) and EDC aqueous solution (0.4 M, 0.5 ml) was dropped on the entire surface of the SAM chip. After leaving still for 15 minutes at room temperature in a wet box, the surface was thoroughly washed with pure water, and water was removed by a nitrogen stream.

〔ゲルスポッティング工程〕
続いて、実施例3で作製したポリマーの水溶液(10mg/ml)と、ストレプトアビジンの炭酸バッファー溶液(1%、pH=9.4)をそれぞれ0.5ml調製した。それぞれから10μlと、100μlを抜き取り混合し、ポリマー:ストレプトアビジンの比が1:10の液を110μl調製した。これをゲル用混合溶液という。ArrayIt社製スポットピン(型番SMP7B)を備えたスポッタを使用し、NHS化された金チップにゲル用混合溶液を144点(12行×12列)スポッティングした。スポッティングは、決められたチップ上の座標になされ、縦横それぞれの中心間距離を800μmとした。形成されたスポットの大きさは約300μmであった。スポット後は、1時間室温で静置、乾燥した。これにより、生体物質としてストレプトアビジンを含み、結合化合物として実施例3で作製したポリマーを含むハイドロゲルを含んでなるスポットが金チップ上に形成された。
[Gel spotting process]
Subsequently, 0.5 ml each of an aqueous solution (10 mg / ml) of the polymer prepared in Example 3 and a carbonate buffer solution of streptavidin (1%, pH = 9.4) were prepared. 10 μl and 100 μl of each were extracted and mixed to prepare 110 μl of a solution having a polymer: streptavidin ratio of 1:10. This is called a mixed solution for gel. Using a spotter equipped with a spot pin (Model No. SMP7B) manufactured by ArrayIt, 144 points (12 rows × 12 columns) of the gel mixed solution were spotted on the NHS gold chip. Spotting was performed on the determined coordinates on the chip, and the center-to-center distance in the vertical and horizontal directions was set to 800 μm. The size of the formed spot was about 300 μm. After spotting, it was allowed to stand at room temperature for 1 hour and dried. As a result, a spot containing streptavidin as a biological material and a hydrogel containing the polymer produced in Example 3 as a binding compound was formed on the gold chip.

〔ブロッキング工程〕
エタノールアミン塩酸塩(19.5g)およびBSA(6.0g)を水に溶解させた後、1規定のNaOH水溶液を加えてpH=8.5に調製し、溶液量が200mlになるように水で希釈し、3%BSA含有の1Mのエタノールアミン水溶液を作製した。孔径0.25μmのフィルターでろ過した後に、金チップのスポット部分に本溶液をピペットで静かに滴下した。これにより、スポットのハイドロゲル中のポリマーに残留しているNHS基および金チップ表面のNHS基がエタノールアミンやBSAのアミノ基と交換反応を起こし、不活性化されるとともにBSAによるブロッキングがなされた。室温で30分静置させたのち、純水で表面を十分に洗浄し、窒素によって表面上に残る水を除去し、ハイドロゲルを含んでなるスポットが形成された金チップを作製した。作製したチップのAFMを測定した結果を図6に示す。形成されたスポットは100nm以上大きさの粒子状隗からなるハイドロゲルを有していることが分かる。
[Blocking process]
Ethanolamine hydrochloride (19.5 g) and BSA (6.0 g) are dissolved in water, 1N NaOH aqueous solution is added to adjust to pH = 8.5, and water is added so that the solution volume becomes 200 ml. 1M ethanolamine aqueous solution containing 3% BSA was prepared. After filtering with a filter having a pore size of 0.25 μm, this solution was gently dropped with a pipette onto the spot portion of the gold chip. As a result, the NHS group remaining in the polymer in the spot hydrogel and the NHS group on the gold chip surface caused an exchange reaction with ethanolamine or the amino group of BSA, and were inactivated and blocked by BSA. . After allowing to stand at room temperature for 30 minutes, the surface was sufficiently washed with pure water, water remaining on the surface was removed with nitrogen, and a gold chip on which a spot containing hydrogel was formed was produced. The result of measuring the AFM of the manufactured chip is shown in FIG. It can be seen that the formed spot has a hydrogel composed of particulate soot having a size of 100 nm or more.

[実施例5:ハイドロゲルへのビオチン化タンパク質の結合]
実施例4にて作製したチップに10μg/mlに調製したCy3−HRP−biotinのPBS(pH=7.4)500μlをピペットで静かに滴下し、湿潤ボックス内で30分室温にて静置した。その後純水で表面を十分に洗浄し、窒素によって表面上に残る水を除去した。蛍光スキャナーで測定したところ、全てのスポットで蛍光が強く観測され、ハイドロゲルのスポット中のアビジンが、ビオチンと結合する能力を有していることが分かった。
[Example 5: Binding of biotinylated protein to hydrogel]
To the chip prepared in Example 4, 500 μl of Cy3-HRP-biotin PBS (pH = 7.4) prepared to 10 μg / ml was gently dropped with a pipette and allowed to stand at room temperature for 30 minutes in a wet box. . Thereafter, the surface was sufficiently washed with pure water, and water remaining on the surface was removed by nitrogen. When measured with a fluorescence scanner, fluorescence was strongly observed at all spots, and it was found that avidin in the hydrogel spots had the ability to bind to biotin.

[実施例6:ヒアルロン酸ビオチンの固定化(リガンドスポッティング工程)]
ヒアルロン酸ビオチンのPBS(pH=7.4)を100μg/mlとなるよう調製し、これを、実施例4で作製したスポットが形成されたチップに、スポッタを用いてスポッティングした。この際、実施例4でハイドロゲルを固定化した時に使用したのと、全く同じ座標の設定を用いて、ヒアルロン酸ビオチンのPBSを、スポッタにより一部のスポットにスポッティングした。その後、室温で1時間静置、乾燥させ、純水で表面を洗浄し、窒素によって表面上に残る水を除去した。これにより、ヒアルロン酸ビオチンのPBSがスポッティングされたスポットに、リガンドとしてヒアルロン酸ビオチンが固定化された。
[Example 6: Immobilization of biotin hyaluronate (ligand spotting step)]
PBS of biotin hyaluronate (pH = 7.4) was prepared to be 100 μg / ml, and this was spotted using a spotter on the chip on which the spot produced in Example 4 was formed. At this time, using exactly the same coordinate setting as that used when the hydrogel was immobilized in Example 4, PBS of biotin hyaluronate was spotted on a spot using a spotter. Then, it left still at room temperature for 1 hour, it was made to dry, the surface was wash | cleaned with the pure water, and the water remaining on the surface was removed with nitrogen. As a result, biotin hyaluronate was immobilized as a ligand on the spot spotted with PBS of biotin hyaluronate.

[実施例7:ヒアルロン酸とCy3−HABPとの結合の検出]
実施例6で作製した、チップ全体に3.0w/v%BSAのPBS(pH=7.4)をピペットで静かに滴下し、室温で30分間静置させた。純水で表面を洗浄した。チップ全体に実施例1で作製したCy3−HABPのPBS(200μl)をピペットで静かに滴下し、室温で30分間静置した。純水にて表面を洗浄したのち、窒素により表面上に残る水を除去した。蛍光検出器(AXON社製GenePix4000A)により金チップをスキャン(励起波長532nm、蛍光波長570nm)し、蛍光強度を測定した。この結果を表7に示す。また、測定時に撮影した図面代用写真を図7に示す。なお、図7の真ん中の列のスポットがヒアルロン酸ビオチンを固定化したスポットである。
[Example 7: Detection of binding between hyaluronic acid and Cy3-HABP]
PBS of 3.0 w / v% BSA (pH = 7.4) was gently dropped onto the entire chip prepared in Example 6 with a pipette and allowed to stand at room temperature for 30 minutes. The surface was washed with pure water. Cy3-HABP PBS (200 μl) prepared in Example 1 was gently dropped onto the entire chip with a pipette and allowed to stand at room temperature for 30 minutes. After washing the surface with pure water, water remaining on the surface was removed with nitrogen. The gold chip was scanned (excitation wavelength: 532 nm, fluorescence wavelength: 570 nm) with a fluorescence detector (GenPix 4000A manufactured by AXON), and the fluorescence intensity was measured. The results are shown in Table 7. FIG. 7 shows a drawing substitute photograph taken at the time of measurement. In addition, the spot of the center row | line of FIG. 7 is a spot which fix | immobilized the hyaluronic acid biotin.

表1に示すように、ヒアルロン酸とCy3−HABPとの結合が検出された。しかしながら図7に示すように、ハイドロゲルのスポットに比べてヒアルロン酸ビオチンが固定化されている部分が小さいことが分かった。これは、スポッティングされたヒアルロン酸ビオチンのPBSがスポットに染み込んで十分に広がる前に揮発してしまったことを表している。また、図7において観察される蛍光部分の形状が円形ではなく、ピン先の形状と一致する四角形であることもこのことを裏付けている。即ち、本ハイドロゲルにより形成されたスポットは、リガンドの水溶液を吸水し、ハイドロゲルのスポット全体が蛍光を発することが期待されるが、実際にはスポッタのピンの先端の形状の蛍光斑が現れている。これは、スポットにおいてスポットピンの先端で押し付けられた部分だけにリガンドが存在することを意味する。このことから、スポットピンでヒアルロン酸ビオチンのPBSを強く押し付ければこの溶液はすばやくハイドロゲルに染み込むものの、単に接触させているだけでは染み込むのに時間がかかるため、このような微小スポットでは染み込みよりも先に揮発が起こることを意味している。横方向への広がりが観測されないため、本現象は、ハイドロゲルへの、リガンドの溶液のスポットの仕方にかかわらず、同様に起こるものと考えられる。   As shown in Table 1, binding between hyaluronic acid and Cy3-HABP was detected. However, as shown in FIG. 7, it was found that the portion where biotin hyaluronate was immobilized was smaller than the hydrogel spot. This means that the spotted PBS of biotin hyaluronate had been volatilized before it soaked into the spot and spread sufficiently. In addition, the fact that the shape of the fluorescent portion observed in FIG. 7 is not a circle but a square that matches the shape of the pin tip confirms this. That is, the spot formed by this hydrogel is expected to absorb the ligand aqueous solution and the whole spot of the hydrogel emits fluorescence, but in fact, a fluorescent spot in the shape of the tip of the spotter pin appears. ing. This means that the ligand is present only in the portion pressed at the tip of the spot pin in the spot. For this reason, if the PBS of biotin hyaluronate is strongly pressed with a spot pin, this solution will quickly soak into the hydrogel, but it will take time to soak if it is simply in contact with it. Also means that volatilization occurs first. Since no lateral spread is observed, this phenomenon is considered to occur in the same manner regardless of how the ligand solution is spotted on the hydrogel.

さらには、ハイドロゲルのスポットの位置とヒアルロン酸ビオチンが固定化された部分の位置とのずれは、殆どがチップの長軸方向で起きており、短軸方向のずれは小さい。このことから、このずれはチップの伸縮に起因していることが明らかである。なお、図7において、水平方向が短軸方向であり、垂直方向が長軸方向である。これは、SAM作製時に使用したエタノールにより金チップの膨潤が起こり、チップのサイズがわずかながら増大したことに起因する。またその変化は長さに比例するため、長軸方向で顕著である。SAMの作製後の工程は、ゲルスポッティング工程、リガンドスポッティング工程、並びに、それぞれに必要な洗浄、乾燥などがあるが、その間にエタノールは基板であるプラスチックプレートから徐々にではあるが揮発し、その際にサイズは小さくなり元の大きさに戻ろうとする。そのため、SAM化後のゲルスポッティング工程の時と、さらにその後のリンカースポッティング工程の時において、チップのサイズが異なると言うことが発生していると考えられる。   Furthermore, most of the deviation between the position of the hydrogel spot and the position of the portion where biotin hyaluronate is immobilized occurs in the major axis direction of the chip, and the deviation in the minor axis direction is small. From this, it is clear that this deviation is caused by the expansion and contraction of the chip. In FIG. 7, the horizontal direction is the minor axis direction, and the vertical direction is the major axis direction. This is due to the fact that the gold chip swelled due to the ethanol used at the time of SAM production, and the chip size slightly increased. Moreover, since the change is proportional to the length, it is remarkable in the major axis direction. The steps after the SAM production include a gel spotting step, a ligand spotting step, and washing and drying necessary for each. During that time, ethanol gradually evaporates from the plastic plate as a substrate, However, the size becomes smaller and tries to return to the original size. Therefore, it is considered that the size of the chip is different between the gel spotting step after the SAM formation and the subsequent linker spotting step.

[実施例8:ヒアルロン酸の固定化(リガンドスポッティング工程)]
スポッタのスポットプログラムを以下の通り変更した以外は、実施例6と同様にヒアルロン酸ビオチンのPBS(pH=7.4)をスポッティングした。プログラムは、ゲルスポッティング工程でゲル用混合溶液のスポッティングを行った時の座標(x,y)を(0,0)とすれば、(−0.2、0)、(−0.2,0.2)、(0、0)、及び(0、0.2)となるよう、ハイドロゲルの各スポットあたり、ヒアルロン酸ビオチンのPBSを4点スポッティングし、ハイドロゲルのスポットを完全にカバーするようにした。なお、前記座標の数値の単位はmmである。また、座標の軸は、図7において水平方向をx軸とし、左から右にプラスとした。また、垂直方向をy軸とし、上から下にプラスとした。
[Example 8: Immobilization of hyaluronic acid (ligand spotting step)]
A biotin hyaluronate PBS (pH = 7.4) was spotted in the same manner as in Example 6 except that the spot program of the spotter was changed as follows. If the coordinates (x, y) when spotting the mixed solution for gel in the gel spotting step is (0, 0), the program is (−0.2, 0), (−0.2, 0). .2) Spot four spots of biotin hyaluronate PBS for each spot on the hydrogel so that it becomes (0,0) and (0,0.2) to cover the spots of the hydrogel completely I made it. The unit of the numerical value of the coordinates is mm. In addition, the coordinate axes in FIG. 7 are the x-axis in the horizontal direction and positive from left to right. Also, the vertical direction was the y-axis, and positive from top to bottom.

[実施例9:ヒアルロン酸とCy3−HABPとの結合の検出]
実施例8で作製したチップに、実施例7と同様にCy3−HABPを使用し、蛍光強度を測定した。結果を表2に示す。また、測定時に撮影した図面代用写真を図8に示す。なお、図8において左の白く見えている3列が本実施例9に該当し、右の白く見えている5列は比較例1(後述する)に該当する。また、図8の左上の2点を拡大した図面代用写真を、図9に示す。
[Example 9: Detection of binding between hyaluronic acid and Cy3-HABP]
For the chip produced in Example 8, Cy3-HABP was used in the same manner as in Example 7, and the fluorescence intensity was measured. The results are shown in Table 2. FIG. 8 shows a drawing substitute photograph taken at the time of measurement. In FIG. 8, the left three rows that appear white correspond to the ninth embodiment, and the right five rows that appear white correspond to Comparative Example 1 (described later). FIG. 9 shows a drawing-substituting photograph in which two upper left points in FIG. 8 are enlarged.

実施例7においては、スポット1つにつき一点だけヒアルロン酸ビオチンのPBSをスポッティングし、ハイドロゲルのスポットの一部にだけヒアルロン酸ビオチンが固定化される結果となっていたが、本実施例では、ハイドロゲルのスポット全体が蛍光を発していることから、ハイドロゲルのスポット全体にリガンドであるヒアルロン酸ビオチンが固定化されていることがわかる。また、ヒアルロン酸ビオチンおよびゲルをスポッティングしていない部分の蛍光は非常に低く、リガンド、すなわちヒアルロン酸ビオチンが存在していないことが示された。なお、表2中Entry2よりもentry3の方が若干値が高くなっているが、測定の誤差範囲内であることは明らかである。   In Example 7, only one spot of PBS of biotin hyaluronate was spotted per spot, and biotin hyaluronate was immobilized only on a part of the hydrogel spot. In this example, Since the entire hydrogel spot emits fluorescence, it can be seen that biotin hyaluronate, which is a ligand, is immobilized on the entire hydrogel spot. In addition, the fluorescence of biotin hyaluronate and the portion where no gel was spotted was very low, indicating that the ligand, ie, biotin hyaluronate was not present. In Table 2, entry3 has a slightly higher value than Entry2, but is clearly within the measurement error range.

[比較例1;ドボ付けによりヒアルロン酸を固定化した金チップの作製]
実施例8で作製したチップの右半分のスポット(図8参照)をまとめて被うように、ヒアルロン酸ビオチンのPBS(250μg/ml、pH=7.4)200μlをかけた。室温で1時間静置させ乾燥させた。純水で表面を洗浄し、窒素によって表面上に残る水を除去した。チップ全体に3.0w/v%BSAのPBS(pH=7.4)をピペットで静かに滴下し、室温で30分間静置させた。純水で表面を洗浄した。
[Comparative Example 1; Preparation of gold chip with hyaluronic acid immobilized by doweling]
200 μl of biotin hyaluronate PBS (250 μg / ml, pH = 7.4) was applied so as to cover the right half spot (see FIG. 8) of the chip prepared in Example 8 together. It was allowed to stand at room temperature for 1 hour and dried. The surface was washed with pure water, and water remaining on the surface was removed with nitrogen. PBS (pH = 7.4) of 3.0 w / v% BSA was gently dropped on the entire chip with a pipette and allowed to stand at room temperature for 30 minutes. The surface was washed with pure water.

なお、比較例1のチップは実施例8で作製したチップと同一基板を用いたものであり、実施例9と同時に実施例9と同様の要領でCy3−HABPを使用し、蛍光強度を測定した。結果を表3に示す。また、測定時に撮影した図面代用写真を図8に示す。なお、図8において右の5列が比較例1に該当する。
In addition, the chip | tip of the comparative example 1 uses the same board | substrate as the chip | tip produced in Example 8, and used Cy3-HABP in the same way as Example 9 simultaneously with Example 9, and measured the fluorescence intensity. . The results are shown in Table 3. FIG. 8 shows a drawing substitute photograph taken at the time of measurement. In FIG. 8, the right five columns correspond to Comparative Example 1.

Entry2に示すように、ゲルがない部分でもCy3−HABPの蛍光が、有意に検出された。この比較例1の結果と実施例9と比較すればゲルのスポットが形成されていない部分にも、ヒアルロン酸が存在していることは明らかである。ヒアルロン酸ビオチンがゲルの無い部分に存在している理由は定かではないが、非特異吸着による可能性もある。   As shown in Entry 2, the fluorescence of Cy3-HABP was significantly detected even in the portion without the gel. Comparing the result of Comparative Example 1 and Example 9, it is clear that hyaluronic acid is also present in the portion where the gel spot is not formed. The reason for the presence of biotin hyaluronate in the absence of gel is not clear, but it may be due to nonspecific adsorption.

[実施例10:捕捉されたHABPの溶出]
実施例8、および実施例9と同じ方法で、基板表面にハイドロゲルを含んでなるスポットが形成され、そのスポットにリガンドとしてビオチン化ヒアルロン酸が固定化され、このビオチン化ヒアルロン酸にCy3−HABPが固定化されたチップを作製し、その蛍光強度を測定した。なお、ビオチン化ヒアルロン酸を固定化する際に用いたPBS中のビオチン化ヒアルロン酸の濃度は、0μg/ml、100μg/ml、300μg/ml、1000μg/mlの4種にしてそれぞれ行なった。また、1回目の蛍光測定を行なった後に、チップの表面を0.1N塩酸で洗浄し、再度蛍光測定を行なった。その結果を表4及び図10に示す。
[Example 10: Elution of captured HABP]
In the same manner as in Example 8 and Example 9, a spot comprising hydrogel was formed on the substrate surface, and biotinylated hyaluronic acid was immobilized as a ligand to the spot, and Cy3-HABP was immobilized on this biotinylated hyaluronic acid. Was prepared, and the fluorescence intensity was measured. The concentration of biotinylated hyaluronic acid in PBS used for immobilizing biotinylated hyaluronic acid was 0 μg / ml, 100 μg / ml, 300 μg / ml, and 1000 μg / ml, respectively. Further, after the first fluorescence measurement, the surface of the chip was washed with 0.1N hydrochloric acid, and the fluorescence measurement was performed again. The results are shown in Table 4 and FIG.

その結果、HClによる洗浄により蛍光強度は約40〜50%減少し、捕捉されていたCy3−HABPが溶出されたことがわかった。   As a result, it was found that the fluorescence intensity decreased by about 40 to 50% by washing with HCl, and the captured Cy3-HABP was eluted.

[実施例11:シアリル糖リガンドの合成]
特開2007−298334号公報に記載の要領で、シアリル糖リガンドを作製した。
・工程1(還元的アミノ化)
[Example 11: Synthesis of sialyl sugar ligand]
A sialyl sugar ligand was prepared as described in JP-A-2007-298334.
Step 1 (reductive amination)

三糖(化合物(1))86.8mg(0.129mmol)、モノアミン(化合物(2))25mg(0.115mmol)を10mlナスフラスコに入れて窒素置換した後、メタノール及び酢酸の混合溶媒(10:1)1mlを加えて、室温で45時間撹拌した。モノアミン(化合物(2))393mg(1.80mmol)を追加し、40℃で2.5時間、50℃で2.5時間加熱した。2−ピコリンボラン45.9mg(0.429mmol)を加え、50℃で6時間加熱した後、溶媒を留去した。ゲルろ過(Amersham社製LH−20、メタノール)を行なった。ベンズアルデヒドポリスチレン29.3g(31.6mmol)を加え、窒素置換した後、塩化メチレン28.0mlを加えた。40℃で15時間撹拌し、ろ過をした。レジンを塩化メチレン(30ml×5)、メタノール(30ml×5)で洗浄し、ろ液を溶媒留去することにより、糖化合物(化合物(3)、収率40mg、収量68%)を単離した。得られた化合物の同定はNMR及びESI−MSにより行なった。その結果を以下に示す。   Trisaccharide (compound (1)) 86.8 mg (0.129 mmol) and monoamine (compound (2)) 25 mg (0.115 mmol) were placed in a 10 ml eggplant flask and purged with nitrogen, and then a mixed solvent of methanol and acetic acid (10 1) 1 ml was added and stirred at room temperature for 45 hours. 393 mg (1.80 mmol) of monoamine (compound (2)) was added, and the mixture was heated at 40 ° C. for 2.5 hours and at 50 ° C. for 2.5 hours. 2-Picoline borane (45.9 mg, 0.429 mmol) was added and the mixture was heated at 50 ° C. for 6 hours, and then the solvent was distilled off. Gel filtration (Amersham LH-20, methanol) was performed. After adding 29.3 g (31.6 mmol) of benzaldehyde polystyrene and purging with nitrogen, 28.0 ml of methylene chloride was added. The mixture was stirred at 40 ° C. for 15 hours and filtered. The resin was washed with methylene chloride (30 ml × 5) and methanol (30 ml × 5), and the filtrate was evaporated to isolate a sugar compound (compound (3), yield 40 mg, yield 68%). . The obtained compound was identified by NMR and ESI-MS. The results are shown below.

H NMR(400MHz,CDCl,J in Hz)δ 4.45(m,1H)、4.17〜4.09(m,2H)、3.87〜3.77(m,8H)、3.74〜3.60(m,24H)、3.53〜3.46(m,3H)、3.39(t,J=4.9Hz,2H)、3.16(q,J=7.3Hz,1H)、2.82(brd,J=10.4Hz,1H)、2.08(s,3H)、2.04(s,3H)、1.63(t,J=10.5Hz,1H) 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , J in Hz) δ 4.45 (m, 1H), 4.17 to 4.09 (m, 2H), 3.87 to 3.77 (m, 8H), 3 .74 to 3.60 (m, 24H), 3.53 to 3.46 (m, 3H), 3.39 (t, J = 4.9 Hz, 2H), 3.16 (q, J = 7. 3 Hz, 1 H), 2.82 (brd, J = 10.4 Hz, 1 H), 2.08 (s, 3 H), 2.04 (s, 3 H), 1.63 (t, J = 10.5 Hz, 1H)

13C NMR(100MHz,CDCl)δ 175.39、172.69、165.72、105.24、98.50、82.60、74.49、73.14、71.62、71.54、71.48、71.37、71.07、67.45、64.73、51.77、47.66、22.66 13 C NMR (100 MHz, CDCl 3 ) δ 175.39, 172.69, 165.72, 105.24, 98.50, 82.60, 74.49, 73.14, 71.62, 71.54, 71.48, 71.37, 71.07, 67.45, 64.73, 51.77, 47.66, 22.66

質量分析:ESI−MS法(Micromass type−ZMD)
質量走査条件:50〜1500m/e、4.0sec/scan
印加電圧:3.8kV、Cone電圧:+/−50,−100V
溶媒:メタノール
ESI(+)法で、m/z877(M+H)が観測された。その後、m/z899(M+Na)、m/z921(M−H+2Na)が観測された。またESI(−)法で、m/z875(M−H)が観測された。目的物質の質量数はMW876であり、合成目的物に相当する質量数と一致した。
Mass spectrometry: ESI-MS method (Micromass type-ZMD)
Mass scanning conditions: 50-1500 m / e, 4.0 sec / scan
Applied voltage: 3.8 kV, Cone voltage: +/− 50, −100V
Solvent: methanol m / z 877 (M + H) was observed by the ESI (+) method. Thereafter, m / z 899 (M + Na) and m / z 921 (M−H + 2Na) were observed. Further, m / z 875 (M−H) was observed by the ESI (−) method. The mass number of the target substance was MW876, which coincided with the mass number corresponding to the synthesis target product.

・工程2(還元)
・ Process 2 (reduction)

100ml四口丸底フラスコに、糖化合物(化合物(3))21.4mg(0.0244mmol)を入れて、メタノール5mlを加えた。10%パラジウムカーボン(Pd/C)6.4mg(0.005mmol)を加え、氷浴下にて、1N塩酸1.3mlを加えた。反応容器を室温に戻し、水素置換した後、12時間撹拌した。窒素置換した後、ろ過をし、ろ液を溶媒留去した。ゲルろ過(ゲルろ過(Amersham社製LH−20、メタノール)をし、溶媒留去した。メタノール4.3mlに溶解させ、氷浴下で0.01M酢酸ナトリウムのメタノール溶液4.33mlをゆっくりと加えて、1時間撹拌した。溶媒を留去した後、ゲルろ過(Amersham社製LH−20、メタノール)によって、還元体(化合物(4)、収量19.9mg、収率96%)を得た。得られた化合物の同定はNMR及びESI−MSにより行なった。その結果を以下に示す。   In a 100 ml four-necked round bottom flask, 21.4 mg (0.0244 mmol) of a sugar compound (compound (3)) was added, and 5 ml of methanol was added. 6.4 mg (0.005 mmol) of 10% palladium carbon (Pd / C) was added, and 1.3 ml of 1N hydrochloric acid was added in an ice bath. The reaction vessel was returned to room temperature and purged with hydrogen, followed by stirring for 12 hours. After purging with nitrogen, the mixture was filtered and the filtrate was evaporated. Gel filtration (gel filtration (Amersham LH-20, methanol) was performed, and the solvent was distilled off. Dissolve in methanol (4.3 ml), slowly add methanol solution of 0.01M sodium acetate in an ice bath. After the solvent was distilled off, the reduced product (compound (4), yield 19.9 mg, yield 96%) was obtained by gel filtration (Amersham LH-20, methanol). The obtained compound was identified by NMR and ESI-MS, and the results are shown below.

H NMR(400MHz,CDCl,J in Hz)δ 4.53〜4.46(m,1H)、4.17〜4.09(m,2H)、3.87〜3.77(m,8H)、3.74〜3.60(m,24H)、3.53〜3.46(m,3H)、3.22〜3.16(m,3H)、2.82(brd,J=10.1Hz,1H)、2.02(s,6H)、1.60(m,1H)、1.14(brs,2H) 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , J in Hz) δ 4.53 to 4.46 (m, 1H), 4.17 to 4.09 (m, 2H), 3.87 to 3.77 (m, 8H), 3.74 to 3.60 (m, 24H), 3.53 to 3.46 (m, 3H), 3.22 to 3.16 (m, 3H), 2.82 (brd, J = 10.1 Hz, 1 H), 2.02 (s, 6 H), 1.60 (m, 1 H), 1.14 (brs, 2 H)

質量分析:ESI−MS法(Micromass type−ZMD)
質量走査条件:50〜2000m/e、4.0sec/scan
印加電圧:3.8kV、Cone電圧:30,80V
溶媒:メタノール
ESI(−)法で、m/z849(M−H)が観測された。目的物質の質量数はMW850であり、合成目的物に相当する質量数と一致した。
Mass spectrometry: ESI-MS method (Micromass type-ZMD)
Mass scanning conditions: 50 to 2000 m / e, 4.0 sec / scan
Applied voltage: 3.8 kV, Cone voltage: 30, 80 V
Solvent: methanol m / z 849 (M−H) was observed by ESI (−) method. The mass number of the target substance was MW850, which coincided with the mass number corresponding to the synthesis target product.

・工程3(ビオチン化)
-Step 3 (biotinylation)

5mlのナスフラスコに、前工程で得られた糖化合物(化合物(4))2.0mg(2.3μmol)、市販のビオチン化剤(化合物(5))1.3mg(2.3μmol)を入れて、窒素雰囲気下でDMF(0.25ml)、トリエチルアミン(0.020ml)を加えた。室温で4.5時間撹拌した後、溶媒留去した。ゲルろ過(Amersham社製LH−20、メタノール)による精製を行い、ビオチン化体(化合物(6)、収量0.9mg、収率32%)を得た。得られた化合物の同定はESI−MSにより行なった。その結果を以下に示す。   In a 5 ml eggplant flask, 2.0 mg (2.3 μmol) of the saccharide compound (compound (4)) obtained in the previous step and 1.3 mg (2.3 μmol) of a commercially available biotinylating agent (compound (5)) are placed. Under a nitrogen atmosphere, DMF (0.25 ml) and triethylamine (0.020 ml) were added. After stirring at room temperature for 4.5 hours, the solvent was distilled off. Purification by gel filtration (Amersham LH-20, methanol) was performed to obtain a biotinylated compound (compound (6), yield 0.9 mg, yield 32%). The obtained compound was identified by ESI-MS. The results are shown below.

質量分析:ESI−MS法(Micromass type−ZMD)
質量走査条件:200〜1800m/e、4.0sec/scan
印加電圧:+/−3.8kV、Cone電圧:+/−30,+/−80V
溶媒:メタノール
ESI(−)法で、m/z1188(M−H)が観測された。目的物質の質量数はMW1189であり、合成目的物に相当する質量数と一致した。
Mass spectrometry: ESI-MS method (Micromass type-ZMD)
Mass scanning conditions: 200 to 1800 m / e, 4.0 sec / scan
Applied voltage: +/- 3.8kV, Cone voltage: +/- 30, +/- 80V
Solvent: methanol m / z 1188 (M−H) was observed by ESI (−) method. The mass number of the target substance was MW1189, which coincided with the mass number corresponding to the synthesis target product.

[実施例12:ヒアルロン酸およびシアリル糖を固定化した金チップの作製]
ヒアルロン酸ビオチンのPBS(250μg/ml、pH=7.4)およびシアリル糖リガンドの水溶液(100μmol/l)を調製した後、実施例4で作製した金チップ上のゲルに、スポッタを使用し、実施例8と同じプログラムでヒアルロン酸ビオチンおよびシアリル糖リガンドをそれぞれ別のハイドロゲルのスポットに複数回スポッティングした。室温で1時間静置、乾燥させた後、純水で表面を洗浄し、窒素によって表面上に残る水を除去した。
[Example 12: Production of gold chip on which hyaluronic acid and sialyl sugar are immobilized]
After preparing biotin hyaluronate PBS (250 μg / ml, pH = 7.4) and an aqueous solution of sialyl sugar ligand (100 μmol / l), a spotter was used for the gel on the gold chip prepared in Example 4, Biotin hyaluronate and sialyl sugar ligands were spotted multiple times on different hydrogel spots using the same program as in Example 8. After allowing to stand at room temperature for 1 hour and drying, the surface was washed with pure water, and water remaining on the surface was removed with nitrogen.

[実施例13:ヒアルロン酸およびシアリル糖を固定化した金チップの蛍光強度測定(1)]
実施例12で作製した金チップ上のゲルスポット全体に、BSAのPBS(3.0w/v%、pH=7.4)をピペットで滴下し、室温で30分間静置した。純水で表面を洗浄し、窒素によって表面上に残る水を除去した。その後実施例1で調製したCy3−HABPのPBS200μlをピペットで静かに滴下し、室温で30分間静置した。純水にて表面を洗浄し、窒素により表面上に残る水を除去した。蛍光検出器(GenePix4000A、励起波長532nm、蛍光波長570nm)により金チップをスキャンし、蛍光強度を測定した。結果を表5に示す。
[Example 13: Measurement of fluorescence intensity of gold chip on which hyaluronic acid and sialyl sugar are immobilized (1)]
BSA PBS (3.0 w / v%, pH = 7.4) was added dropwise to the entire gel spot on the gold chip produced in Example 12, and allowed to stand at room temperature for 30 minutes. The surface was washed with pure water, and water remaining on the surface was removed with nitrogen. Thereafter, 200 μl of Cy3-HABP PBS prepared in Example 1 was gently added dropwise with a pipette and allowed to stand at room temperature for 30 minutes. The surface was washed with pure water, and water remaining on the surface was removed with nitrogen. The gold chip was scanned with a fluorescence detector (GenePix 4000A, excitation wavelength 532 nm, fluorescence wavelength 570 nm), and the fluorescence intensity was measured. The results are shown in Table 5.

表5から分かるように、ヒアルロン酸ビオチンを固定化したスポットのみにおいてCy3−HABPに由来する蛍光が検出され、シアリル糖リガンドを固定化したスポットでは蛍光は殆ど観測されなかった。   As can be seen from Table 5, fluorescence derived from Cy3-HABP was detected only in spots where biotin hyaluronate was immobilized, and almost no fluorescence was observed in spots where sialyl sugar ligands were immobilized.

[実施例13:ヒアルロン酸およびシアリル糖を固定化した金チップの蛍光強度測定(2)]
蛍光タンパク質を、実施例2で調製したCy3−SSAのPBS(pH=7.4、30μg/ml、200μl)に代えた以外は、実施例12と同様の操作を行ない蛍光強度を測定した。結果を表6に示す。
[Example 13: Measurement of fluorescence intensity of gold chip on which hyaluronic acid and sialyl sugar are immobilized (2)]
The fluorescence intensity was measured in the same manner as in Example 12 except that the fluorescent protein was replaced with PBS of Cy3-SSA prepared in Example 2 (pH = 7.4, 30 μg / ml, 200 μl). The results are shown in Table 6.

表6から分かるように、シアリル糖リガンドを固定化したスポットではCy3−SSAに由来する蛍光が観測されたが、ヒアルロン酸ビオチンを固定化したスポットでは蛍光は観測されなかった。   As can be seen from Table 6, fluorescence derived from Cy3-SSA was observed in the spots where the sialyl sugar ligands were immobilized, but no fluorescence was observed in the spots where biotin hyaluronate was immobilized.

[実施例14:N−アセチルグルコサミンリガンドの合成]
p−ニトロフェニルテトラ−N−アセチル−β−キトテトラオシドのニトロ基を還元してアミノ基へ変換し、その後ビオチン化剤を用いて末端にビオチンを持つN−アセチルグルコサミンリガンドを合成した。本リガンドはN−アセチルグルコサミンが4分子結合した構造を持ち、小麦胚芽レクチン(WGA)が特異的に結合することが知られている。
[Example 14: Synthesis of N-acetylglucosamine ligand]
The nitro group of p-nitrophenyltetra-N-acetyl-β-chitotetraoside was reduced and converted to an amino group, and then an N-acetylglucosamine ligand having biotin at the end was synthesized using a biotinating agent. This ligand has a structure in which four molecules of N-acetylglucosamine are bound, and it is known that wheat germ lectin (WGA) binds specifically.

・工程1(還元反応)
接触還元によりニトロ基をアミノ基へ変換した。
100mlナスフラスコに、ニトロ体(1−ニトロフェニル−N−アセチル−β−キトテトラオシド、21.0mg、22.1μmol)を入れて、メタノール980μlと水670μlを加えて溶解させた。窒素雰囲気下10%パラジウムカーボン(Pd/C)3.5mg(32.9μmol)を加え、水素置換した後、4時間撹拌した。窒素置換した後、セライトでPd/Cを分離した。ろ液を溶媒留去してアミノ体(収量21.4mg、収率100%)を得た。得られた化合物の同定はH、13C NMR及びESI−MSにより行なった。その結果を以下に示す。
・ Process 1 (reduction reaction)
The nitro group was converted to an amino group by catalytic reduction.
A nitro compound (1-nitrophenyl-N-acetyl-β-chitotetraoside, 21.0 mg, 22.1 μmol) was placed in a 100 ml eggplant flask, and 980 μl of methanol and 670 μl of water were added and dissolved. Under a nitrogen atmosphere, 3.5 mg (32.9 μmol) of 10% palladium carbon (Pd / C) was added, and after purging with hydrogen, the mixture was stirred for 4 hours. After purging with nitrogen, Pd / C was separated with celite. The filtrate was evaporated to give an amino compound (yield 21.4 mg, yield 100%). The obtained compound was identified by 1 H, 13 C NMR and ESI-MS. The results are shown below.

HNMR(DO、400MHz、J in Hz) δ 6.76(d,8.8,2H),6.64(d,8.8,2H),4.83(d,8.3,1H),4.76(s,1H),4.71(s,1H),4.59(s,11H),4.43(t,7.5,3H),3.84−3.31(m,28H),3.19(s,2H),2.09(s3H),1.91(s3H),1.90(s,3H),1.88(s,3H). 1 HNMR (D 2 O, 400 MHz, J in Hz) δ 6.76 (d, 8.8, 2H), 6.64 (d, 8.8, 2H), 4.83 (d, 8.3) 1H), 4.76 (s, 1H), 4.71 (s, 1H), 4.59 (s, 11H), 4.43 (t, 7.5, 3H), 3.84-3.31 (M, 28H), 3.19 (s, 2H), 2.09 (s3H), 1.91 (s3H), 1.90 (s, 3H), 1.88 (s, 3H).

13CNMR(DO,100MHz):δ175.2(1C),175.0(3C),150.6(1C),142.3(1C),118.6(2C),117.9(2C),101.9(1C),101.7(1C),101.6(1C),101.0(1C),79.5,79.3,79.3,76.3,75.1,74.9,73.8,72.6,72.5,72.5,70.1,60.9(1C),60.3(3C),56.0(1C),55.4(3C),22.5(4C). 13 C NMR (D 2 O, 100 MHz): δ 175.2 (1C), 175.0 (3C), 150.6 (1C), 142.3 (1C), 118.6 (2C), 117.9 (2C) ), 101.9 (1C), 101.7 (1C), 101.6 (1C), 101.0 (1C), 79.5, 79.3, 79.3, 76.3, 75.1, 74.9, 73.8, 72.6, 72.5, 72.5, 70.1, 60.9 (1C), 60.3 (3C), 56.0 (1C), 55.4 (3C) ), 22.5 (4C).

質量分析:マルチモードESI+APCI法(Agilent technology 6130 Quandrupole LC/MS)
質量走査条件:500〜1800m/e、2.9sec/scan
印加電圧:3.8kV、Cone電圧:+/−50,−100V
ESI(+)法で、m/z922(M+H)、m/z944(M+Na)が観測された。目的物質の質量数はMW921.4であり、合成目的物に相当する質量数と一致した。
Mass spectrometry: Multi-mode ESI + APCI method (Agilent technology 6130 Quadrupole LC / MS)
Mass scanning conditions: 500 to 1800 m / e, 2.9 sec / scan
Applied voltage: 3.8 kV, Cone voltage: +/− 50, −100V
M / z 922 (M + H) and m / z 944 (M + Na) were observed by the ESI (+) method. The mass number of the target substance was MW 921.4, which coincided with the mass number corresponding to the synthesis target product.

工程2(ビオチン化反応)
Step 2 (Biotinylation reaction)

1.5mlのエッペンチューブに、アミノ体(10.8mg、11.7μmol)を入れ、ビオチン化試薬(EZ−Link Sulfo−NHS−LC−Biotin)の水溶液400μl(ビオチン化試薬は4.9mg、8.8μmol)を加えた。さらに水400μlを加えて、3時間撹拌した。反応液を1.5mlに希釈し、Waters社製oasis HLB(3cc、60mg)を用いて固相抽出を行った。溶離液に水とメタノールの混合溶媒(50:50)を50ml用いた。溶媒留去後に、目的のN−アセチルグルコサミンリガンド(ビオチン化合物、収量3.6mg、収率23%)が得られた。得られた化合物の同定はH NMR及びESI−MSにより行なった。その結果を以下に示す。 An amino compound (10.8 mg, 11.7 μmol) is placed in a 1.5 ml Eppendorf tube, and 400 μl of an aqueous solution of a biotinylation reagent (EZ-Link Sulfo-NHS-LC-Biotin) (4.9 mg, 8 for biotinylation reagent) .8 μmol) was added. Further, 400 μl of water was added and stirred for 3 hours. The reaction solution was diluted to 1.5 ml, and solid phase extraction was performed using oasis HLB (3 cc, 60 mg) manufactured by Waters. As an eluent, 50 ml of a mixed solvent of water and methanol (50:50) was used. After the solvent was distilled off, the target N-acetylglucosamine ligand (biotin compound, yield 3.6 mg, yield 23%) was obtained. The obtained compound was identified by 1 H NMR and ESI-MS. The results are shown below.

HNMR(DO,400 MHz,J in Hz) δ7.36(d,8.8,2H),7.07(d,8.8,2H),5.13(d,8.3,1H),4.90(s,1H),4.85(t,0.8,1H),4.80(s,10H),4.75(s,1H),4.59(t,8.1,4H),4.55(dd,4.8&8.1,1H),4.31(dd,4.3&8.1,1H),4.01(dd,8.3&10.1,1H),3.94−3.47(m,28H), 3.24−3.17(m,3H),2.94(dd,4.8&13.0,1H),2.73(d,13.0,1H),2.44−2.41(m,2H),2.23−2.21(m,2H),2.08(s,3H),2.074(s,3H),2.071(s,3H),2.04(s,3H),1.75−1.30(m,12H)。 1 HNMR (D 2 O, 400 MHz, J in Hz) δ 7.36 (d, 8.8, 2H), 7.07 (d, 8.8, 2H), 5.13 (d, 8.3, 1H), 4.90 (s, 1H), 4.85 (t, 0.8, 1H), 4.80 (s, 10H), 4.75 (s, 1H), 4.59 (t, 8 .1, 4H), 4.55 (dd, 4.8 & 8.1, 1H), 4.31 (dd, 4.3 & 8.1, 1H), 4.01 (dd, 8.3 & 10.1, 1H) , 3.94-3.47 (m, 28H), 3.24-3.17 (m, 3H), 2.94 (dd, 4.8 & 13.0, 1H), 2.73 (d, 13.H). 0, 1H), 2.44-2.41 (m, 2H), 2.23-2.21 (m, 2H), 2.08 (s, 3H), 2.074 (s, 3H), 2 .071 (s, 3H), 2. 04 (s, 3H), 1.75-1.30 (m, 12H).

質量分析:ESI−MS法(Micromass type−ZMD)
質量走査条件:50〜1500m/e、4.0sec/scan
印加電圧:3.8kV、Cone電圧:+/−50,−100V
溶媒:メタノール
ESI(+)法で、m/z1283(M−H+Na)、m/z1284(M+Na)が観測された。目的物質の質量数はMW1260.5であり、合成目的物に相当する質量数と一致した。
Mass spectrometry: ESI-MS method (Micromass type-ZMD)
Mass scanning conditions: 50-1500 m / e, 4.0 sec / scan
Applied voltage: 3.8 kV, Cone voltage: +/− 50, −100V
Solvent: methanol By the ESI (+) method, m / z1283 (M-H + Na) and m / z1284 (M + Na) were observed. The mass number of the target substance was MW1260.5, which coincided with the mass number corresponding to the synthesis target product.

[実施例15:Cy5−WGAの調製]
WGAの炭酸バッファー溶液(1.4ml、1.0mg/ml)を、GE Healthcare社製のCy5標識化キットのバイアルに加えた。反応は室温で行い、10分おきにピペットで撹拌した。50分後、反応液をゲルカラムクロマトグラフィー(GE Healthcare社製PD−10 Desalting Column、ゲル体積8.3ml)により精製した。溶離液にはPBS(pH=7.4を使用した。分取したフラクションは、溶出体積2.0〜4.5mlであり、Cy5−WGAの濃度は501μg/ml、WGA1分子あたりのCy5化率は2.3であった。
Example 15: Preparation of Cy5-WGA
A carbonate buffer solution of WGA (1.4 ml, 1.0 mg / ml) was added to a vial of Cy5 labeling kit from GE Healthcare. The reaction was performed at room temperature and stirred with a pipette every 10 minutes. After 50 minutes, the reaction solution was purified by gel column chromatography (PD-10 Desalting Column, gel volume: 8.3 ml, manufactured by GE Healthcare). PBS (pH = 7.4 was used as the eluent. The fraction collected was an elution volume of 2.0 to 4.5 ml, the concentration of Cy5-WGA was 501 μg / ml, and the Cy5 conversion rate per molecule of WGA. Was 2.3.

[実施例16:Cy3−WGAの溶液の調製]
Cy3標識化キットを用いた事以外は実施例15と同様に調製した。得られたCy3−WGAの濃度は702μg/ml、WGA1分子あたりのCy3化率は2.3であった。
[Example 16: Preparation of a solution of Cy3-WGA]
It was prepared in the same manner as in Example 15 except that the Cy3 labeling kit was used. The concentration of Cy3-WGA obtained was 702 μg / ml, and the Cy3 conversion rate per WGA molecule was 2.3.

[実施例17:ガラス基板の金チップへのスポットの作製]
金蒸着したプラスチックスライドの代わりに、SCHOTT社製スライドガラスNexterion Glass B(2.5×7.6cm、厚み1mm)に金を蒸着(接着層はクロム)したものを用いた以外は、実施例4と同様にSAMの形成とNHS化を行なった。室温で、湿度75%条件下で行い、ゲルのスポットを、60点(5列×12行)とした以外は、実施例4と同様に行い、ハイドロゲルがスポットされた金チップを得た。チップは5枚作製した。
[Example 17: Production of spot on gold chip of glass substrate]
Example 4 except that gold vapor-deposited (adhesive layer is chrome) was used instead of gold-deposited plastic slide, glass glass Nexter Glass B (2.5 × 7.6 cm, thickness 1 mm) manufactured by SCHOTT. In the same manner as above, SAM formation and NHS formation were performed. A gold chip on which hydrogel was spotted was obtained in the same manner as in Example 4 except that the gel spot was changed to 60 points (5 columns × 12 rows) at room temperature and under a humidity of 75%. Five chips were produced.

[実施例18:N−アセチルグルコサミンリガンドの固定化]
[リガンドスポッティング工程]
N−アセチルグルコサミンリガンドの水溶液を100μmol/Lとなるよう調製した。これを、実施例17で作製したスポットが形成されたチップに、スポッタを用いて5列中の中央の列のスポット(12点)にスポッティングした。プログラムは、ゲルスポッティング工程でゲル用混合溶液のスポッティングを行った時の座標(x,y)を(0,0)とすれば、(−0.1、−0.1)、(−0.1,0.1)、(0.1、0.1)、及び(0.1、−0.1)となるよう、ハイドロゲルの各スポットあたり、N−アセチルグルコサミンリガンドの水溶液を4点スポッティングし、ハイドロゲルのスポットを完全にカバーするようにした。チップがガラス製のため、エタノールによる膨潤の影響がないためか、4点スポットの中心座標は、ハイドロゲルのスポットの座標と同じが好適であった。室温で1時間静置、乾燥させた後、純水で表面を洗浄し、窒素によって表面上に残る水を除去した。これにより、ハイドロゲルのスポットにN−アセチルグルコサミンリガンドが固定化された。
[Example 18: Immobilization of N-acetylglucosamine ligand]
[Ligand spotting process]
An aqueous solution of N-acetylglucosamine ligand was prepared to be 100 μmol / L. This was spotted on the chip on which the spot produced in Example 17 was formed to the spot (12 points) in the middle row of 5 rows using a spotter. If the coordinates (x, y) when spotting the mixed solution for gel in the gel spotting step is (0, 0), the program is (−0.1, −0.1), (−0. 1, 0.1), (0.1, 0.1), and (0.1, -0.1), spotting an aqueous solution of N-acetylglucosamine ligand for each spot of the hydrogel. The hydrogel spots were completely covered. Since the tip is made of glass and is not affected by swelling due to ethanol, the center coordinates of the four-point spot are preferably the same as the coordinates of the hydrogel spot. After allowing to stand at room temperature for 1 hour and drying, the surface was washed with pure water, and water remaining on the surface was removed with nitrogen. As a result, the N-acetylglucosamine ligand was immobilized on the hydrogel spot.

[実施例19:N−アセチルグルコサミンリガンドとCy5−WGAとの結合の検出]
実施例18で作製したチップを全て、全面に3.0w/v%BSAのPBS溶液(pH=7.4)をピペットで静かに滴下し、湿潤箱中で、室温で30分間静置させた。その後、純水で表面を洗浄した。実施例15で作製したCy5−WGAのPBSを、PBSで希釈し、1mg/ml、100ng/ml、10ng/ml、1ng/mlの溶液を調製した。作製したチップの各々にそれぞれの濃度の液をピペットで、スポット群を覆うよう静かに滴下した。湿潤箱中で、室温で30分間静置した。純水にて表面を洗浄したのち、窒素により表面上に残る水を除去した。蛍光検出器により金チップをスキャン(励起波長635nm、蛍光検出波長655〜700nm)し、蛍光強度を測定した。結果を表7及び図11に示す。
リガンド(+)は、N−アセチルグルコサミンリガンドが固定化されているスポットの蛍光強度であり、リガンド(−)は、N−アセチルグルコサミンリガンドが固定化されていないスポットの蛍光強度である。スポット群(5×12)の外周1周分は計測対象から除いた。また、WGAの濃度によりスポットの蛍光発光の強度が異なるため、検出装置のゲインを調節し最適な蛍光強度で測定した。結果を表に示す。S/Nは、リガンド(+)平均値÷リガンド(−)平均値である。σは、{リガンド(+)平均値−リガンド(−)平均値}÷{リガンド(+)SD+リガンド(−)SD}である。
[Example 19: Detection of binding between N-acetylglucosamine ligand and Cy5-WGA]
All the chips prepared in Example 18 were gently dropped with a pipette of a 3.0 w / v% BSA PBS solution (pH = 7.4) over the entire surface, and allowed to stand at room temperature for 30 minutes in a wet box. . Thereafter, the surface was washed with pure water. The PBS of Cy5-WGA prepared in Example 15 was diluted with PBS to prepare solutions of 1 mg / ml, 100 ng / ml, 10 ng / ml, and 1 ng / ml. Each of the prepared chips was gently dropped with a pipette so as to cover the spot group. Leave in a humid box for 30 minutes at room temperature. After washing the surface with pure water, water remaining on the surface was removed with nitrogen. The gold chip was scanned with a fluorescence detector (excitation wavelength: 635 nm, fluorescence detection wavelength: 655 to 700 nm), and the fluorescence intensity was measured. The results are shown in Table 7 and FIG.
The ligand (+) is the fluorescence intensity of the spot where the N-acetylglucosamine ligand is immobilized, and the ligand (−) is the fluorescence intensity of the spot where the N-acetylglucosamine ligand is not immobilized. The outer circumference of the spot group (5 × 12) was excluded from the measurement target. Moreover, since the intensity of the fluorescent light emission of the spot differs depending on the WGA concentration, the measurement was performed with the optimum fluorescence intensity by adjusting the gain of the detection device. The results are shown in the table. S / N is ligand (+) average value ÷ ligand (−) average value. σ is {ligand (+) average value−ligand (−) average value} ÷ {ligand (+) SD + ligand (−) SD}.

直線近似により、定性限界値(σ=3.29)は3.1 ng/ml、定量限界値(σ=10.0)は7.5 ng/mlと算出された。 By linear approximation, the qualitative limit value (σ = 3.29) was calculated to be 3.1 ng / ml, and the quantitative limit value (σ = 10.0) was calculated to be 7.5 ng / ml.

[実施例20:N−アセチルグルコサミンリガンドとCy3−WGAとの結合の検出]
Cy5−WGAの代わりにCy3−WGAを用い、スキャン波長を励起波長532nm、蛍光検出波長を555〜606nmとした以外は、実施例17,18、19と同様に実験を行った。結果を表8及び図12に示す。
[Example 20: Detection of binding between N-acetylglucosamine ligand and Cy3-WGA]
Experiments were performed in the same manner as in Examples 17, 18, and 19 except that Cy3-WGA was used instead of Cy5-WGA, the scan wavelength was 532 nm, and the fluorescence detection wavelength was 555-606 nm. The results are shown in Table 8 and FIG.

直線近似により、定性限界値(σ=3.29)は50.8 ng/ml、定量限界値(σ=10.0)は100 ng/ml以上と算出された。 By linear approximation, the qualitative limit value (σ = 3.29) was calculated to be 50.8 ng / ml, and the quantification limit value (σ = 10.0) was calculated to be 100 ng / ml or more.

実施例19では、実施例20に比較して高い感度を与えたことから、長波長の発光波長(この場合Cy5色素)で検出を行うことの優位性が示された。以下に、さらに感度を高めるべく、実施例22と23において、糖鎖が固定化されていないスポットに、被検出物質(WGA)とは結合しない低分子化合物(biotin−PEG−OMe)を固定化することを試みた。この目的のため、ジエチレングリコールの末端をビオチンとし、他端をメトキシ基とした化合物を合成した。メトキシ基とジエチレングリコールは、親水性が高く非特異吸着を起こしにくいことが予測される。 In Example 19, since high sensitivity was provided as compared with Example 20, the superiority of performing detection at a long emission wavelength (in this case, Cy5 dye) was shown. In the following, in order to further increase the sensitivity, in Examples 22 and 23, a low molecular compound (biotin-PEG 2 -OMe) that does not bind to the substance to be detected (WGA) is immobilized on the spot where the sugar chain is not immobilized. I tried to make it. For this purpose, a compound in which the end of diethylene glycol was biotin and the other end was a methoxy group was synthesized. The methoxy group and diethylene glycol are predicted to have high hydrophilicity and hardly cause nonspecific adsorption.

[実施例21:ビオチンマスキング剤(biotin−PEG−OMe)の合成]
工程1 (トシル化)
市販のジエチレングリコールメチルエーテルを、トシル化した。
四口フラスコにジエチレングリコール メチルエーテル(4.03g、33.6mmol)のTHF溶液(8.0ml)を入れて氷浴につけた。NaOH水溶液(7.5M、8.0ml)をゆっくりと加え、撹拌した。TsCl(7.08g、37.1mmol)のTHF溶液を45分間かけて滴下し、17時間撹拌した。10%HCl水溶液を加えpHを4にした後、酢酸エチルで抽出した(100ml×3)。有機相を集め、水(100ml×2)、0.5N NaHCO水溶液(100ml)、水(100ml)の順で洗浄した。有機相をMgSOで脱水しろ過した後、溶媒留去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(Biotage カラム25+M、ヘキサン/酢酸エチル)により、トシル化体(9.08g、99%)を単離した。
[Example 21: Synthesis of biotin masking agent (biotin-PEG 2 -OMe)]
Process 1 (Tosylation)
Commercial diethylene glycol methyl ether was tosylated.
A THF solution (8.0 ml) of diethylene glycol methyl ether (4.03 g, 33.6 mmol) was placed in a four-necked flask and placed in an ice bath. Aqueous NaOH (7.5 M, 8.0 ml) was added slowly and stirred. A THF solution of TsCl (7.08 g, 37.1 mmol) was added dropwise over 45 minutes and stirred for 17 hours. 10% HCl aqueous solution was added to adjust the pH to 4, followed by extraction with ethyl acetate (100 ml × 3). The organic phase was collected and washed with water (100 ml × 2), 0.5N NaHCO 3 aqueous solution (100 ml) and water (100 ml) in this order. The organic phase was dehydrated with MgSO 4 and filtered, and then the solvent was distilled off. The tosylated product (9.08 g, 99%) was isolated by silica gel column chromatography (Biotage column 25 + M, hexane / ethyl acetate).

H NMR(400MHz,CDCl,J in Hz)δ7.80(d,8.3, 2H),7.33(d,7.8Hz,2H),4.17(t,4.8Hz,2H),3.69(t,4.8,2H),3.58(m,2H),3.48(m,2H),3.35(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl)δ144.8,133.0,129.8(2C),128.0(2C),71.8,70.7,69.2,68.7,59.0,21.6.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , J in Hz) δ 7.80 (d, 8.3, 2H), 7.33 (d, 7.8 Hz, 2H), 4.17 (t, 4.8 Hz, 2H) ), 3.69 (t, 4.8, 2H), 3.58 (m, 2H), 3.48 (m, 2H), 3.35 (s, 3H).
13 C NMR (100 MHz, CDCl 3 ) δ 144.8, 133.0, 129.8 (2C), 128.0 (2C), 71.8, 70.7, 69.2, 68.7, 59.0 , 21.6.

工程2 (アジド化工程)
得られたトシル化体をアジド化した。
Process 2 (azidation process)
The tosylated product thus obtained was azided.

トシル化体(7.80g,28.4mmol)を四口フラスコに入れフラスコ内を窒素置換した後、脱水DMF(28ml)を加えた。NaN(2.23g,34.3 mmol)をゆっくり加え、50℃に加熱し5時間撹拌した。室温まで冷やした後、酢酸エチル(80ml)と水(100ml)を加え有機相を抽出した。さらに、水相から酢酸エチルで抽出した(80ml×2)。有機相を集めHOで洗浄し(100ml)、NaSOで脱水しろ過した後、溶媒留去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(Biotage カラム25+M, ヘキサン/酢酸エチル)を行うことにより、アジド体(3.33g,81%)を単離した。 A tosylated product (7.80 g, 28.4 mmol) was placed in a four-necked flask, and the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen. Then, dehydrated DMF (28 ml) was added. NaN 3 (2.23 g, 34.3 mmol) was added slowly, heated to 50 ° C. and stirred for 5 hours. After cooling to room temperature, ethyl acetate (80 ml) and water (100 ml) were added to extract the organic phase. Further, the aqueous phase was extracted with ethyl acetate (80 ml × 2). The organic phase was collected, washed with H 2 O (100 ml), dehydrated with Na 2 SO 4 and filtered, and then the solvent was distilled off. The azide compound (3.33 g, 81%) was isolated by performing silica gel column chromatography (Biotage column 25 + M, hexane / ethyl acetate).

H NMR (400MHz,CDCl,J in Hz)δ3.68(t,4.8,4H),3.67(m,2H),3.57(m,2H),3.40(t,4.8,4H),3.39(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl)δ72.0,70.6,70.0,59.1,50.7.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , J in Hz) δ 3.68 (t, 4.8, 4H), 3.67 (m, 2H), 3.57 (m, 2H), 3.40 (t, 4.8, 4H), 3.39 (s, 3H).
13 C NMR (100 MHz, CDCl 3 ) δ 72.0, 70.6, 70.0, 59.1, 50.7.

工程3 (還元工程)
300ml四口丸底フラスコに、アジド体(1.34g,9.23mmol)、メタノール150mlを加えて、窒素置換し撹拌した。10%Pd/C(201mg)を加え再度窒素置換した後、氷浴下で、1N塩酸14mlを加えた。室温に戻してから、反応系内を水素置換した後、22時間撹拌した。セライトろ過した後、ろ液を留去し、油状の液体をゲルろ過(Amersham社製LH−20、メタノール)により精製した。その後油状物をメタノール5mlに溶かし氷浴下にて、1N−NaOAcのメタノール溶液(9.3ml)を加えた。室温で30分撹拌した。溶媒を留去後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(球状シリカゲル、15g、MeOH/酢酸エチル)により精製し、アミノ体(1.044g,88%)を得た。
Process 3 (Reduction process)
An azide (1.34 g, 9.23 mmol) and 150 ml of methanol were added to a 300 ml four-necked round bottom flask, and the mixture was purged with nitrogen and stirred. After adding 10% Pd / C (201 mg) and replacing with nitrogen again, 14 ml of 1N hydrochloric acid was added in an ice bath. After returning to room temperature, the reaction system was purged with hydrogen and stirred for 22 hours. After celite filtration, the filtrate was distilled off, and the oily liquid was purified by gel filtration (Amersham LH-20, methanol). Thereafter, the oil was dissolved in 5 ml of methanol, and a methanol solution of 1N-NaOAc (9.3 ml) was added in an ice bath. Stir at room temperature for 30 minutes. After the solvent was distilled off, the residue was purified by silica gel column chromatography (spherical silica gel, 15 g, MeOH / ethyl acetate) to obtain an amino compound (1.044 g, 88%).

H NMR(400MHz,CDClδ3.68(m,4H),3.55(m,2H), 3.38(s,3H),3.05(t,2H,5.2)
13C NMR(100MHz,CDCl)δ71.7,70.2,68.8,58.9,39.7.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 δ 3.68 (m, 4H), 3.55 (m, 2H), 3.38 (s, 3H), 3.05 (t, 2H, 5.2)
13 C NMR (100 MHz, CDCl 3 ) δ 71.7, 70.2, 68.8, 58.9, 39.7.

工程4 (ビオチン化工程)
一口ナスフラスコ(25ml)にアミノ体(119mg,1.0mmol)を入れ、DMF(3.3ml)を加えた。ビオチン化試薬(EZ−Biotin、(341mg,1.0mmol)を加えた。室温で6時間撹拌した後、溶媒を留去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(球状シリカゲル、MeOH:CHCl)により、ビオチン化体(35mg,10%)を単離した。
Process 4 (Biotinylation process)
An amino compound (119 mg, 1.0 mmol) was placed in a one-necked eggplant flask (25 ml), and DMF (3.3 ml) was added. A biotinylation reagent (EZ-Biotin, (341 mg, 1.0 mmol) was added. After stirring at room temperature for 6 hours, the solvent was distilled off by silica gel column chromatography (spherical silica gel, MeOH: CH 2 Cl 2 ). A biotinylated product (35 mg, 10%) was isolated.

H NMR(400MHz,CDCl,J in Hz)δ6.83(t,5.3,1H),6.72(s,1H),5.75(s,1H),4.50(dd,4.8&7.8,1H),4.32(dd,5.0&7.0,1H),4.32(dd,5.0&7.8,1H),3.67−3.53(m,6H),3.44(t,5.4,2H),3.38(s,1H),3.14(dt,4.6&7.3,2H),2.90(dd,4.9&12.8,1H),3.14(dt,4.5&7.3,1H),2.74(d,12.6,1H),2.23(t,7.6,2H),1.75−1.62(m,4H),1.49−1.40(m,2H) 1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , J in Hz) δ 6.83 (t, 5.3, 1H), 6.72 (s, 1H), 5.75 (s, 1H), 4.50 (dd, 4.8 & 7.8, 1H), 4.32 (dd, 5.0 & 7.0, 1H), 4.32 (dd, 5.0 & 7.8, 1H), 3.67-3.53 (m, 6H) ), 3.44 (t, 5.4, 2H), 3.38 (s, 1H), 3.14 (dt, 4.6 & 7.3, 2H), 2.90 (dd, 4.9 & 12.8) , 1H), 3.14 (dt, 4.5 & 7.3, 1H), 2.74 (d, 12.6, 1H), 2.23 (t, 7.6, 2H), 1.75-1 .62 (m, 4H), 1.49-1.40 (m, 2H)

13C NMR(100MHz,CDCl)δ173.4,164.0,71.6,70.0,69.9,61.7,60.2,58.9,55.7,40.5,39.1,36.0,28.2,28.1,25.6. 13 C NMR (100 MHz, CDCl 3 ) δ 173.4, 164.0, 71.6, 70.0, 69.9, 61.7, 60.2, 58.9, 55.7, 40.5, 39 1, 36.0, 28.2, 28.1, 25.6.

[実施例22:Cy5−WGAの結合の検出(biotin−PEG−OMeを用いたマスキング)]
リガンドをスポットし乾燥工程と、続く水洗工程の間にビオチンマスキング剤の水溶液(1mM、1ml)を滴下し、30分静置した以外は実施例18と同様にN−アセチルグルコサミンリガンドを固定化し、実施例19と同様にアッセイを行った。結果を表9及び図13に示す。
[Example 22: Detection of Cy5-WGA binding (masking with biotin-PEG 2 -OMe)]
The N-acetylglucosamine ligand was immobilized in the same manner as in Example 18 except that the ligand was spotted and an aqueous solution of biotin masking agent (1 mM, 1 ml) was dropped between the drying step and the subsequent water washing step, and allowed to stand for 30 minutes. The assay was performed in the same manner as in Example 19. The results are shown in Table 9 and FIG.

直線近似により、定性限界値(σ=3.29)は0.1ng/ml、定量限界値(σ=10.0)は0.6ng/mlと算出された。 By linear approximation, the qualitative limit value (σ = 3.29) was calculated to be 0.1 ng / ml, and the quantitative limit value (σ = 10.0) was calculated to be 0.6 ng / ml.

[実施例23:Cy3−WGAの結合の検出(biotin−PEG−OMeを用いたマスキング)]
Cy5−WGAの代わりにCy3−WGAを用いた以外は、実施例22と同様に実験を行った。結果を表10及び図14に示す。
[Example 23: Detection of Cy3-WGA binding (masking using biotin-PEG 2 -OMe)]
The experiment was performed in the same manner as in Example 22 except that Cy3-WGA was used instead of Cy5-WGA. The results are shown in Table 10 and FIG.

直線近似により、定性限界値(σ=3.29)は0.5ng/ml、定量限界値(σ=10.0)は34.7ng/mlと算出された。
実施例22の結果は実施例23に比較して高い感度を与え、長波長であるCy5色素の発光波長で検出を行うことの優位性が示された。
By linear approximation, the qualitative limit value (σ = 3.29) was calculated to be 0.5 ng / ml, and the quantification limit value (σ = 10.0) was calculated to be 34.7 ng / ml.
The result of Example 22 gave higher sensitivity than that of Example 23, and showed the superiority of performing detection at the emission wavelength of Cy5 dye, which is a long wavelength.

[実施例24:Cy5−WGAの結合の検出(アッセイ時間の検討)]
チップを6枚作製し、Cy5WGAの濃度を10 (ng/mlとし、アッセイ時間をそれぞれ5分、10分、15分、30分、45分、60分とした以外は、実施例22と同様に実験を行った。結果を表11及び図15に示す。ただし、表および図中のアッセイ時間が0分のS/Nとσの値は、実験値ではないが、分かりやすくするためにその定義より自明であるものを使用した。
[Example 24: Detection of Cy5-WGA binding (examination of assay time)]
Except that six chips were prepared, the concentration of Cy5WGA was 10 (ng / ml, and the assay time was 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 30 minutes, 45 minutes, and 60 minutes, respectively, as in Example 22. The results are shown in Table 11 and Fig. 15. However, the values of S / N and σ for the assay time of 0 minutes in the tables and figures are not experimental values, but are defined for easy understanding. The more obvious one was used.

アッセイ後、30分程度でシグナルが飽和していることが分かる。本発明によれば、アッセイ時間は非常に短いことが明らかとなった。30分以降のS/Nおよびσ値の低下の原因は不明であるが、主にはリガンド(−)への非特異吸着が原因と推定される。 It can be seen that the signal is saturated in about 30 minutes after the assay. According to the present invention, the assay time was found to be very short. The cause of the decrease in S / N and σ values after 30 minutes is unknown, but it is presumed that the cause is mainly nonspecific adsorption to the ligand (−).

糖鎖とレクチンは特異的に結合する組み合わせが決まっており、N−アセチルグルコサミンに対してはWGAが、マンノースに対してはConAが、ガラクトースに対してはRCA120が対応する。以下に、これを利用して近接した複数の微小スポットにそれぞれ別の糖鎖リガンドを固定化し、クロスアッセイを試みた。   A combination of a sugar chain and a lectin that specifically binds is determined. WGA corresponds to N-acetylglucosamine, ConA corresponds to mannose, and RCA120 corresponds to galactose. In the following, cross-assay was attempted by immobilizing different sugar chain ligands on a plurality of adjacent microspots using this.

[実施例25:Cy5−WGAおよびCy5−RCA120の調製]
WGAの代わりにConAを使用した以外は実施例15と同様に行い、Cy5化されたConAを得た。ConAが1分子(104000 Da)あたりのCy5化率は2.7であった。また、同様にRCA120についても同様に行い、1分子(120000Da)あたりのCy5化率は1.1であった。
Example 25: Preparation of Cy5-WGA and Cy5-RCA120
Except that ConA was used instead of WGA, the same procedure as in Example 15 was performed to obtain Cy5-converted ConA. The Cy5 conversion rate per molecule (104000 Da) of ConA was 2.7. Similarly, RCA120 was similarly used, and the Cy5 conversion rate per molecule (120,000 Da) was 1.1.

[実施例26:マンノースリガンドおよび、ガラクトースリガンドの合成]
出発物質に市販のp-ニトロフェニルβ−D−マンノピラノシドおよび、市販のp-ニトロフェニルα−D−ガラクトピラノシドを使用した以外は、実施例14と同様に対応するリガンドを合成した。
[Example 26: Synthesis of mannose ligand and galactose ligand]
The corresponding ligand was synthesized in the same manner as in Example 14 except that commercially available p-nitrophenyl β-D-mannopyranoside and commercially available p-nitrophenyl α-D-galactopyranoside were used as starting materials.

得られたマンノースリガンドの同定はESI−MSにより行なった。その結果を以下に示す。
質量分析:マルチモードESI+APCI法(Agilent technology 6130 Quandrupole LC/MS)
質量走査条件:200〜2000m/e、2.76sec/scan
キャピラリ電圧:3.8kV、フラグメント電圧:100V
m/z633(M+Na)が観測された。目的物質の質量数は610.27であり、M+Naに相当する。
The resulting mannose ligand was identified by ESI-MS. The results are shown below.
Mass spectrometry: Multi-mode ESI + APCI method (Agilent technology 6130 Quadrupole LC / MS)
Mass scanning condition: 200 to 2000 m / e, 2.76 sec / scan
Capillary voltage: 3.8 kV, fragment voltage: 100 V
m / z 633 (M + Na) was observed. The mass number of the target substance is 610.27, which corresponds to M + Na.

同様にガラクトースリガンドの同定はESI−MSにより行なった。その結果を以下に示す。
質量分析:マルチモードESI+APCI法(Agilent technology 6130 Quandrupole LC/MS)
質量分析:MM−ES+APCI法、マスレンジ:200〜2000m/e、2.76sec/scan
キャピラリ電圧:2.0kV、フラグメント電圧:100V
m/z633(M+Na)が観測された。目的物質の質量数は610.27であり、M+Naに相当する。
Similarly, the galactose ligand was identified by ESI-MS. The results are shown below.
Mass spectrometry: Multi-mode ESI + APCI method (Agilent technology 6130 Quadrupole LC / MS)
Mass spectrometry: MM-ES + APCI method, mass range: 200 to 2000 m / e, 2.76 sec / scan
Capillary voltage: 2.0 kV, fragment voltage: 100 V
m / z 633 (M + Na) was observed. The mass number of the target substance is 610.27, which corresponds to M + Na.

[実施例27:糖鎖とレクチンのクロスアッセイ]
湿度50%で、96点(12×8)のゲル・スポットを作製した以外は実施例17と同様に行い、チップを3枚作製した。8列のうち左から3列目に実施例14で合成した、N−アセチルグルコサミンリガンドを、5列目に実施例26で合成したマンノースリガンドを、7列目に同じく実施例26で合成したガラクトースリガンドを各々12点ずつ重ね打ちした以外は、実施例18と同様にリガンドを固定化した。
それぞれのチップに、Cy5−WGA溶液(PBS、pH=7.4、10 ng/ml)、Cy5ConA(PBS、pH=7.4、100 ng/ml)、Cy5−RCA120(PBS、pH=7.4、100 ng/ml)を滴下した以外は実施例22と同様にアッセイを行った。結果を表12に示す。
[Example 27: Cross-assay between sugar chain and lectin]
Three chips were produced in the same manner as in Example 17 except that 96 gel spots (12 × 8) were produced at a humidity of 50%. The N-acetylglucosamine ligand synthesized in Example 14 in the third column from the left of the eight columns, the mannose ligand synthesized in Example 26 in the fifth column, and the galactose synthesized in Example 26 in the seventh column are the same. The ligand was immobilized in the same manner as in Example 18 except that 12 points of the ligand were overprinted.
In each chip, Cy5-WGA solution (PBS, pH = 7.4, 10 ng / ml), Cy5ConA (PBS, pH = 7.4, 100 ng / ml), Cy5-RCA120 (PBS, pH = 7. 4 and 100 ng / ml) were added dropwise, and the assay was performed in the same manner as in Example 22. The results are shown in Table 12.

重ね打ちにより、密集した微小なスポットそれぞれに別のリガンドが固定化でき、またそれぞれ対応するレクチンと高い特異性を示すことが明らかとなった。 It was clarified that, by overstrike, different ligands could be immobilized on each of the dense spots, and each of them showed high specificity with the corresponding lectin.

[実施例28:プロテインA/Gチップの作製および蛍光検出]
[プロテインA/Gチップの作製]
100μLの1% Protein A/G水溶液(100mM、炭酸バッファー、pH9.4)と10μLの1% ポリマー水溶液を混合した。この溶液を48点(6列×8行)スポットした以外は実施例4と同様にゲル・スポットを作製した。また別途に、ポリマー水溶液を混合しない、1% Protein A/G水溶液(100mM、炭酸バッファー、pH9.4)を100μL準備し、同様にスポットした基板を作製した。以下、ポリマーを含有するスポットを3Dとし、ポリマーを含まないスポットを2Dと称する。
湿度65%、25℃で10時間静置後、実施例4と同様に、チップ全面に3%BSAと1Mエタノールアミンを含む溶液を1mL滴下し、常温で30分静置した。その後、MilliQ水にて洗浄し、圧縮空気を用いてチップ上の水滴を除去した。
次に、抗Biotin抗体 (SIGMA社製)を100mM PBS(pH 7.4)に溶かし、0μg/mL、62.5μg/mL、125μg/mL、250μg/mL、500μg/mL、1000μg/mLの濃度に調液した。一つの濃度の液を、8点のゲル・スポットの上に重ね打ちした。液量は3nlずつである。6段階の濃度の液すべてについて同様に行った。重ね打ちはゲル・スポットと同じ座標に1回だけ行った。これにより全てのスポットに重ね打ちがなされた。常温、湿度80%にて1時間静置後、0.05%Tween20を含有したPBSで洗浄し、圧縮空気を用いてチップ上の水分を除去した。
[Example 28: Production of protein A / G chip and fluorescence detection]
[Preparation of protein A / G chip]
100 μL of 1% Protein A / G aqueous solution (100 mM, carbonate buffer, pH 9.4) and 10 μL of 1% aqueous polymer solution were mixed. A gel spot was prepared in the same manner as in Example 4 except that 48 spots (6 columns × 8 rows) of this solution were spotted. Separately, 100 μL of a 1% Protein A / G aqueous solution (100 mM, carbonate buffer, pH 9.4) not mixed with an aqueous polymer solution was prepared, and a similarly spotted substrate was prepared. Hereinafter, a spot containing the polymer is referred to as 3D, and a spot not including the polymer is referred to as 2D.
After standing at a humidity of 65% and 25 ° C. for 10 hours, as in Example 4, 1 mL of a solution containing 3% BSA and 1M ethanolamine was dropped on the entire surface of the chip and allowed to stand at room temperature for 30 minutes. Then, it wash | cleaned with MilliQ water and the water droplet on a chip | tip was removed using compressed air.
Next, anti-Biotin antibody (manufactured by SIGMA) was dissolved in 100 mM PBS (pH 7.4), and the concentrations were 0 μg / mL, 62.5 μg / mL, 125 μg / mL, 250 μg / mL, 500 μg / mL, 1000 μg / mL. Prepared. One concentration of liquid was overprinted on 8 gel spots. The liquid volume is 3 nl each. It carried out similarly about all the liquids of a six step density | concentration. Overstrike was performed only once at the same coordinates as the gel spot. As a result, all spots were overstruck. After standing at room temperature and humidity of 80% for 1 hour, it was washed with PBS containing 0.05% Tween 20, and moisture on the chip was removed using compressed air.

作製したチップを用いて、Cy3−HRP−biotinの検出を行った。50μg/mL Cy3−HRP−biotin水溶液(PBS、pH7.4)500μLをチップ上のすべてのスポットが覆われるように滴下した。湿潤雰囲気、室温にて1時間静置した。続いて、0.05%Tween20を含有したPBSで洗浄し、圧縮空気を用いて基板上の水分を除去した。その後マイクロアレイ用蛍光検出機Genepix(Axon Instruments社製)にて蛍光測定を行った。
結果を図16に示す。3Dは、抗Biotin抗体の濃度が増大するとともに蛍光強度(Intensity)が増大した。
Cy3-HRP-biotin was detected using the produced chip. 500 μL of 50 μg / mL Cy3-HRP-biotin aqueous solution (PBS, pH 7.4) was added dropwise so that all spots on the chip were covered. It was allowed to stand for 1 hour in a humid atmosphere at room temperature. Subsequently, the substrate was washed with PBS containing 0.05% Tween 20, and moisture on the substrate was removed using compressed air. Thereafter, the fluorescence was measured with a microarray fluorescence detector Genepix (manufactured by Axon Instruments).
The results are shown in FIG. 3D increased fluorescence intensity (Intensity) as the concentration of anti-Biotin antibody increased.

[実施例29:ゲル自身を重ね打ちしたスポットへのリガンドの重ね打ち固定化]
実施例4と同様の手法で、96穴マルチウェルプレートCタイプ(住友ベークライ社製、表面はカルボキシル基)のウェルの底の官能基をNHSにした。100μL の1% Streptavidin水溶液(100mM 炭酸バッファー,pH9.4)と10μLの1% ポリマー水溶液を混合した後、炭酸バッファー(100mM,pH9.4)で希釈し、0.125%の溶液を調製した。また、別途に0.125% Streptavidin水溶液(100mM 炭酸バッファー,pH9.4)を調整した。
これら調製した液を、それぞれマルチウェルプレートの9つのウェルに、マイクロピペッターを用いて、0.2μL滴下しスポットした。以下、ポリマーを含有するスポットを3Dとし、ポリマーを含まないスポットを2Dとする。室温で静置し、目視にて溶液の乾燥を確認した。9つのうち6つのウェルの底のスポットと同じ位置に同じ溶液を同量滴下し、2回スポッティングしたスポットを作製した。乾燥後、同様にして6つのうち3つのウェルに3回目と続く4回目の滴下を行い4回スポッティングしたスポットを作製した。一連の操作により、3Dおよび2Dのそれぞれについて、1回だけスポッティングしたスポット、同じ位置に2回スポッティングしたスポット、同じく4回スポッティングしたスポットがそれぞれ3ウェルずつ作製された。
スポットが作製された各ウェルに、3%BSAと1Mエタノールアミンを含む水溶液を100μL滴下し、常温で30分静置した。その後、MilliQ水にて洗浄し、圧縮空気を用いて各ウェルの水滴を除去した。
Cy3−HRP−biotin水溶液(50μg/mL、PBS, pH7.4)を各ウェルのすべてのスポットに同じ位置に0.2μL滴下した。室温にて1時間静置した。続いて、0.05%Tween20を含有したPBSで洗浄し、圧縮空気を用いて基板上の水分を除去した。その後蛍光検出機BioFX(BioRad社製)にて蛍光測定を行った。
結果を図17に示す。ゲルのスポット回数が増えるに従って、3Dでは蛍光強度(Intensity)が向上した。
[Example 29: Immobilization of ligand overlaid on a spot overlaid with gel itself]
In the same manner as in Example 4, the functional group at the bottom of a 96-well multi-well plate C type (manufactured by Sumitomo Bakery Co., Ltd., surface is carboxyl group) was changed to NHS. 100 μL of 1% Streptavidin aqueous solution (100 mM carbonate buffer, pH 9.4) and 10 μL of 1% polymer aqueous solution were mixed and diluted with carbonate buffer (100 mM, pH 9.4) to prepare a 0.125% solution. Separately, a 0.125% Streptavidin aqueous solution (100 mM carbonate buffer, pH 9.4) was prepared.
These prepared solutions were spotted by dropping 0.2 μL of each of the prepared solutions into 9 wells of a multi-well plate using a micropipette. Hereinafter, a spot containing the polymer is 3D, and a spot not containing the polymer is 2D. The solution was allowed to stand at room temperature and the solution was visually confirmed to be dry. The same amount of the same solution was dropped at the same position as the spot at the bottom of 6 wells out of 9 spots, and spotted twice. After drying, the spot was spotted four times by performing the third and subsequent fourth drops on three of the six wells in the same manner. By performing a series of operations, for each of 3D and 2D, a spot spotted only once, a spot spotted twice at the same position, and a spot spot spotted four times were also prepared in three wells.
100 μL of an aqueous solution containing 3% BSA and 1M ethanolamine was added dropwise to each well in which the spots were formed, and left at room temperature for 30 minutes. Then, it wash | cleaned with MilliQ water and the water droplet of each well was removed using compressed air.
0.2 μL of Cy3-HRP-biotin aqueous solution (50 μg / mL, PBS, pH 7.4) was dropped at the same position on all spots in each well. It left still at room temperature for 1 hour. Subsequently, the substrate was washed with PBS containing 0.05% Tween 20, and moisture on the substrate was removed using compressed air. Thereafter, fluorescence measurement was performed with a fluorescence detector BioFX (manufactured by BioRad).
The results are shown in FIG. As the number of gel spots increased, the fluorescence intensity (Intensity) improved in 3D.

本発明は産業上の任意の分野で使用できるが、特に、生物、化学、医療等に関する分析用のチップに好適に適用できる。   Although the present invention can be used in any industrial field, it can be suitably applied to an analysis chip relating to biological, chemical, medical, etc.

1 基板
2 スポッタ
3 スポット
3a スポット3のリガンドが固定化された部分
3b スポット3のリガンドが固定化されていない部分
4 リガンド溶液の液滴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Spotter 3 Spot 3a Spot 3 ligand-immobilized part 3b Spot 3 ligand-immobilized part 4 Ligand solution droplet

Claims (28)

基板と、該基板上に固定化されたゲルを含んでなる複数のスポットとを備えたチップの製造方法であって、
該ゲルを基板上に固定化してスポットを形成するゲルスポッティング工程と、
該スポット上にリガンドを含む溶液をスポッティングして、該リガンドを該スポットに固定化するリガンドスポッティング工程とを有する
ことを特徴とする、チップの製造方法。
A method of manufacturing a chip comprising a substrate and a plurality of spots comprising gel immobilized on the substrate,
A gel spotting step in which the gel is immobilized on a substrate to form spots;
A chip manufacturing method comprising spotting a solution containing a ligand on the spot and immobilizing the ligand on the spot.
該リガンドスポッティング工程において、該スポットよりも広い範囲を一度にスポッティングすることができるスポッタにより、該スポットを覆うようにスポッティングして、該リガンドを該スポットに固定化する
ことを特徴とする、請求項1に記載のチップの製造方法。
In the ligand spotting step, spotting is performed so as to cover the spot by a spotter capable of spotting a range larger than the spot at a time, and the ligand is immobilized on the spot. 2. A method for manufacturing the chip according to 1.
該リガンドスポッティング工程において、スポッタの位置をずらして複数回スポッティングして、該リガンドを該スポットに固定化する
ことを特徴とする、請求項1に記載のチップの製造方法。
2. The chip manufacturing method according to claim 1, wherein, in the ligand spotting step, spotting is performed a plurality of times by shifting the position of the spotter to immobilize the ligand on the spot.
該リガンドスポッティング工程において、該リガンドを含む溶液が、該ゲル全体に浸透する前に乾燥する
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のチップの製造方法。
The chip manufacturing method according to claim 1, wherein in the ligand spotting step, the solution containing the ligand is dried before penetrating the entire gel.
該ゲルが、生体物質、及び、該生体物質と結合可能な化合物からなる主鎖を有するマトリックスを含んで形成されている
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のチップの製造方法。
5. The gel according to claim 1, wherein the gel is formed including a matrix having a main chain composed of a biological substance and a compound capable of binding to the biological substance. 6. Chip manufacturing method.
該ゲルが、該リガンドと結合可能な生体物質、及び、該生体物質と結合可能な化合物が結合してなる、粒径が1μm以下の粒子状隗が互いに結合して構成された
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のチップの製造方法。
The gel is composed of a biological material that can bind to the ligand and a compound having a particle size of 1 μm or less formed by binding a compound that can bind to the biological material, to each other. The manufacturing method of the chip | tip as described in any one of Claims 1-4.
該粒子状塊同士の間に空間が形成されている
ことを特徴とする、請求項6に記載のチップの製造方法。
The chip manufacturing method according to claim 6, wherein a space is formed between the particulate lumps.
ゲルの重量に対する該生体物質の重量の比率が0.1以上である
ことを特徴とする、請求項5〜7のいずれか一項に記載のチップの製造方法。
The method of manufacturing a chip according to claim 5, wherein a ratio of the weight of the biological material to the weight of the gel is 0.1 or more.
該スポットの厚みが乾燥状態で5nm以上である
ことを特徴とする、請求項5〜8のいずれか一項に記載のチップの製造方法。
The method of manufacturing a chip according to any one of claims 5 to 8, wherein the spot has a thickness of 5 nm or more in a dry state.
該化合物の少なくとも1種が、該生体物質と結合可能な官能基を2点以上有する
ことを特徴とする、請求項5〜9のいずれか一項に記載のチップの製造方法。
The method for producing a chip according to any one of claims 5 to 9, wherein at least one of the compounds has two or more functional groups capable of binding to the biological substance.
該化合物が無電荷である
ことを特徴とする、請求項5〜10のいずれか一項に記載のチップの製造方法。
The method for producing a chip according to claim 5, wherein the compound is uncharged.
該化合物が、水に混和しうると共に、少なくとも1種の有機溶媒に混和しうる
ことを特徴とする、請求項5〜11のいずれか一項に記載のチップの製造方法。
The method for producing a chip according to claim 5, wherein the compound is miscible with water and miscible with at least one organic solvent.
該化合物の分子量が1000以上である
ことを特徴とする、請求項5〜12のいずれか一項に記載のチップの製造方法。
The method for producing a chip according to any one of claims 5 to 12, wherein the molecular weight of the compound is 1000 or more.
液体中に混和した状態での該化合物の径が1nm以上である
ことを特徴とする、請求項5〜13のいずれか一項に記載のチップの製造方法。
The method for producing a chip according to any one of claims 5 to 13, wherein the diameter of the compound in a state of being mixed in a liquid is 1 nm or more.
該生体物質が、生体分子である
ことを特徴とする、請求項5〜14のいずれか一項に記載のチップの製造方法。
The method for manufacturing a chip according to claim 5, wherein the biological material is a biomolecule.
該生体分子が、タンパク質である
ことを特徴とする、請求項15に記載のチップの製造方法。
The chip manufacturing method according to claim 15, wherein the biomolecule is a protein.
該リガンドが、金属キレート、ビタミン、糖類、グルタチオン、ボロン酸、タンパク質、抗原、核酸、生理活性物質、脂質、ホルモン、環境ホルモン及びキレート形成基からなる群より選ばれる少なくともいずれかである
ことを特徴とする請求項1〜16のいずれか一項に記載のチップの製造方法。
The ligand is at least one selected from the group consisting of metal chelates, vitamins, sugars, glutathione, boronic acids, proteins, antigens, nucleic acids, bioactive substances, lipids, hormones, environmental hormones, and chelating groups. The method for manufacturing a chip according to any one of claims 1 to 16.
該ゲルスポッティング工程の後、該リガンドスポッティング工程の前に、該ゲル及び該リガンドに結合可能なリンカーを含む溶液を該スポットに接触させて、該リンカーを該スポットに固定化するリンカースポッティング工程を有する
ことを特徴とする、請求項1〜17のいずれか一項に記載のチップの製造方法。
After the gel spotting step, prior to the ligand spotting step, a linker spotting step is performed in which a solution containing a linker capable of binding to the gel and the ligand is brought into contact with the spot to immobilize the linker on the spot. The method for manufacturing a chip according to claim 1, wherein:
該リガンドスポッティング工程の前に、該ゲル及び該リガンドに結合可能なリンカーと、該リガンドを含む溶液とを混合するリンカー混合工程を有する
ことを特徴とする、請求項1〜17のいずれか一項に記載のチップの製造方法。
The linker mixing step of mixing the gel and a linker capable of binding to the ligand and a solution containing the ligand before the ligand spotting step is provided. A method for manufacturing the chip according to claim 1.
該リンカーが親水性分子である
ことを特徴とする請求項18又は請求項19に記載のチップの製造方法。
The chip manufacturing method according to claim 18, wherein the linker is a hydrophilic molecule.
該親水性分子がエチレンオキサイド鎖を含有している
ことを特徴とする請求項20に記載のチップの製造方法。
The chip manufacturing method according to claim 20, wherein the hydrophilic molecule contains an ethylene oxide chain.
該ゲルスポッティング工程および該リガンドスポッティング工程の後に、該ゲル中の該生体物質の活性点に結合可能な官能基を有する化合物を含む溶液を該スポットに接触させて、該ゲルを不活性化する工程を有する
ことを特徴とする、請求項5〜21のいずれか一項に記載のチップの製造方法。
After the gel spotting step and the ligand spotting step, a solution containing a compound having a functional group capable of binding to an active site of the biological substance in the gel is brought into contact with the spot to inactivate the gel. The method for manufacturing a chip according to any one of claims 5 to 21, wherein:
請求項1〜22のいずれか一項に記載の製造方法により製造された
ことを特徴とするチップ。
A chip manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
基板と、該基板上に固定化されたゲルを含んでなる複数のスポットとを備え、
該スポットにリガンドが固定化されているとともに、該スポット間にリガンドが固定化されていない部分が形成されている
ことを特徴とする請求項23記載のチップ。
Comprising a substrate and a plurality of spots comprising gel immobilized on the substrate,
24. The chip according to claim 23, wherein a ligand is immobilized on the spot, and a portion where the ligand is not immobilized is formed between the spots.
基板と、該基板上に固定化されたゲルを含んでなる複数のスポットとを備え、
該スポットのうち、少なくとも1個のスポットに第一のリガンドが固定化され、
該スポットのうち、他の少なくとも1個のスポットに第二のリガンドが固定化されている
ことを特徴とする請求項23に記載のチップ。
Comprising a substrate and a plurality of spots comprising gel immobilized on the substrate,
A first ligand is immobilized on at least one of the spots;
24. The chip according to claim 23, wherein a second ligand is immobilized on at least one other spot among the spots.
請求項23〜25のいずれか一項に記載のチップを用いて、核酸、タンパク質、毒素、ウイルス、細胞、糖類、低分子化合物、又はそれらの結合体を検出する
ことを特徴とする、検出方法。
A detection method comprising detecting a nucleic acid, protein, toxin, virus, cell, saccharide, low molecular weight compound, or a conjugate thereof using the chip according to any one of claims 23 to 25. .
請求項23〜25のいずれか一項に記載のチップを用いて、該スポットが乾燥した状態で蛍光検出を行う場合に、波長が580nm以上の光を検出する
ことを特徴とする、検出方法。
A detection method characterized by detecting light having a wavelength of 580 nm or more when fluorescence detection is performed in a state where the spot is dry using the chip according to any one of claims 23 to 25.
請求項23〜25のいずれか一項に記載のチップを用いて、核酸、タンパク質、毒素、ウイルス、細胞、糖類、低分子化合物、又はそれらの結合体を検出する
ことを特徴とする、検出装置。
26. A detection apparatus for detecting a nucleic acid, protein, toxin, virus, cell, saccharide, low molecular weight compound, or a conjugate thereof using the chip according to any one of claims 23 to 25. .
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