説明

バイオアッセイ用高分子化合物およびこれを用いたバイオアッセイ用基材

【課題】 吸着防止剤をコーティングすることなく、検出対象物質の非特異的な吸着・結合を抑制し、糖、糖鎖、糖ペプチド、抗体、及び/又はこれらを有する生理活性物質を固定化できるバイオアッセイ用高分子化合物およびこれを用いた基材を提供すること。
【解決手段】少なくともホスホリルコリン基を有するユニット、疎水性基を有するユニット及び一級アミノ基を有するユニットを含むことを特徴とするバイオアッセイ用高分子化合物で、好ましくは前記一級アミノ基がオキシルアミノ基及び/またはヒドラジド基であるバイオアッセイ用高分子化合物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基材に固定された生理活性物質等を利用して、生体試料中の対象物質の並列検出および分析等に用いるバイオアッセイ用高分子化合物、およびこれを用いたバイオアッセイ用基材に関する。
【背景技術】
【0002】
遺伝子活性の評価や、薬物効果の分子レベルでの生理的プロセスを解読するための試みは、伝統的にゲノミクスに焦点が当てられてきたが、プロテオミクスは、細胞の生物学的機能についてより詳細な情報を提供する。プロテオミクスは、遺伝子レベルというよりもむしろ、蛋白質レベルでの発現を検出しそして定量することによる、遺伝子活性の定性的かつ定量的な測定を含む。また、蛋白質の翻訳後修飾、蛋白質間の相互作用など遺伝子にコードされない事象の研究を含む。一方、近年、糖鎖が生体内の第3の鎖として注目を浴びるようになってきている。特に、細胞分化やガン化、免疫反応や受精などとの関わりが研究され、新たな医薬や医療材料を創製しようとする試みが続けられている。また、糖鎖は多くの毒素、ウイルスおよびバクテリアなどの受容体であり癌のマーカーとしても注目されおり、最近では癌細胞の転移やアルツハイマー病の原因と考えられているアミロイド蛋白質との相互作用も報告されている。
【0003】
「生命の設計図」であるゲノムの構造が明らかにされ、膨大なゲノム情報の入手が可能となった今日、プロテオミクス研究や糖鎖の研究はますます盛んになっており、それに伴って生理活性物質検出の迅速高効率(ハイスループット)化が求められている。そのため、この目的の分子アレイとして、抗体、糖ペプチド、糖鎖といった、糖を有する生理活性物質を固定化した基材の開発・研究が進められている。抗体チップなどを含むプロテインチップや糖鎖チップなどはその好例である。
【0004】
しかし、プロテインチップなどは一般にDNAチップの延長線上に位置付けられて開発がなされているため、ガラス基板上に蛋白質、またはそれを捕捉する分子をチップ表面に固定化する検討がなされている(例えば特許文献1参照)。
【0005】
蛋白質等の検体の検出および定量において一般的に用いられている方法にサンドイッチ法がある。この方法は、固相に抗体(一次抗体)を結合させ、不溶化した抗体に標的となる蛋白をトラップさせ、次いで標的蛋白の別のエピトープを認識して結合する標識抗体(二次抗体)を反応させて、この標識物を測定することで蛋白を定量的に測定する方法である(例えば非特許文献1参照)。しかしこの方法では、例えばプロテインチップのように、一度に大量種の蛋白を検出しようとした場合、各々の標的蛋白に対して互いに競合しない複数種の抗体が必要となるため、条件の最適化は解決すべき多くの問題を含んでいる。
【0006】
また、蛋白質を捕捉する分子(以下、捕捉分子と略す)を基板上に固定化した後、例えばサンドイッチ法のように該表面上で他の蛋白質(抗原抗体反応の場合、抗原に相当)と反応させ、更に、標識された蛋白質を反応させ最終的に検出機等で検出する場合、捕捉分子が固定されていない部分に該分子以外の蛋白質、すなわち、抗原や標識された蛋白質が固定されると、検出時にノイズとなり信号対雑音比(S/N比)を低下させる原因となり、検出精度を低下させる(例えば非特許文献2参照)。特に、本発明者らが行った実験では、臨床診断等で用いられる血清や血漿においては、夾雑蛋白の非特異的吸着が多くノイズが高く出てしまい、S/N比が低くなる傾向にあった。
【0007】
このため通常のサンドイッチ法では、一次抗体を固定化した後に抗原および二次抗体の非特異的吸着を防止するため、吸着防止剤のコーティングが行われるが、これらの非特異的吸着防止能は十分でない。また、一次抗体を固定化した後に吸着防止剤をコーティングするため、固定化した蛋白質の上にコーティングされてしまう場合があり、二次抗体と反応できないという問題があった。このため、一次抗体固定化後の吸着防止剤コーティング工程がなく、かつ生理活性物質の非特異的吸着量の少ないバイオチップが求められている。
【0008】
一方、一次抗体を固定化する際、抗体の抗原結合部位が機能しやすいように固定化することが重要である。たとえば特許文献2には、特定の固定化物質を、基盤に作製した微細穴に結合させる方法が記載されている。しかし、この方法では、固定化物質が抗体の場合、アミノ基末端(N末端)とを用いて基盤とペプチド結合させることになり、抗原結合部位が十分に機能しない場合があった。
【特許文献1】特開2001−116750号公報
【特許文献2】特開2005−214889号公報
【非特許文献1】「酵素免疫測定法」、石川榮治、河合忠、宮井潔編、医学書院、1987年、p.44-45
【非特許文献2】「DNAマイクロアレイ実戦マニュアル」、林崎良英、岡崎康司編、羊土社、2000年、p.57
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、吸着防止剤をコーティングすることなく、検出対象物質の非特異的な吸着・結合を抑制し、糖、糖鎖、糖ペプチド、抗体、及び/又はこれらを有する生理活性物質を固定化できるバイオアッセイ用高分子化合物およびこれを用いた基材を提供することを目的とする。ここで言う基材とは、各種チップ、プレート、粒子、容器等、バイオアッセイに利用可能なあらゆる材料を含む。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、
(1)少なくとも、ホスホリルコリン基を有するユニット、疎水性基を有するユニット及び一級アミノ基を有するユニットを含むことを特徴とするバイオアッセイ用高分子化合物、
(2)前記一級アミノ基がオキシルアミノ基及び/またはヒドラジド基である(1)記載のバイオアッセイ用高分子化合物、
(3)高分子化合物の主鎖が(メタ)アクリル骨格である(1)又は(2)記載のバイオアッセイ用高分子化合物、
(4)高分子化合物が下記一般式[1](式中R1、R2、R3は水素原子またはメチル基を、R4は疎水性基を示す。Xは炭素数1〜10のアルキレンオキシ基を示し、pは1〜20の整数を示す。pが2以上20以下の整数である場合、繰り返されるXは、同一であっても、または異なっていてもよい。Yはアルキレングリコール残基を含むスペーサーであり、Zは酸素原子またはNHである。l、m、nは自然数である。)で表されるものである(1)〜(3)いずれか記載のバイオアッセイ用高分子化合物、
【化1】

(5)前記一般式[1]において、Xがエチレンオキシ基である(4)記載のバイオアッセイ用高分子化合物、
(6)前記一般式[1]において、R4がアルキル基である(4)又は(5)記載のバイオアッセイ用高分子化合物、
(7)前記アルキル基の炭素数が2〜10である(6)記載のバイオアッセイ用高分子化合物、
(8)前記一般式[1]において、Yが下記一般式[2]または[3](式中q、rは1〜20の整数である。)である(4)〜(7)いずれか記載のバイオアッセイ用高分子化合物、
【化2】

【化3】

(9)(1)〜(8)いずれか記載のバイオアッセイ用高分子化合物の製造方法であって、少なくとも、ホスホリルコリン基を有するモノマー、疎水性基を有するモノマー、及び一級アミノ基を予め保護基にて保護したモノマーとをラジカル共重合する工程、該工程により得られた高分子化合物から前記保護基を除去する工程、を含むことを特徴とするバイオアッセイ用高分子化合物の製造方法、
(10)(1)〜(8)いずれか記載のバイオアッセイ用高分子化合物の製造方法であって、少なくとも、ホスホリルコリン基を有するモノマー、疎水性基を有するモノマー、及び一級アミノ基を導入しうる官能基を有するモノマーをラジカル共重合する工程、該工程により得られた高分子化合物の前記官能基に一級アミノ基を導入する工程、を含むバイオアッセイ用高分子化合物の製造方法、
(11)(1)〜(8)いずれか記載のバイオアッセイ用高分子化合物を含む表面コーティング材料、
(12)(11)記載の表面コーティング材料を含む層を基材の表面に形成したバイオアッセイ用基材、
(13)前記基材の形状が、スライド形状基板、96穴プレート、容器、マイクロフルイディスク基板のいずれかである(12)2記載のバイオアッセイ用基材、
(14)前記基材の材質がプラスチック製である(12)または(13)記載のバイオアッセイ用基材、
(15)前記プラスチックが飽和環状ポリオレフィンまたはポリスチレンを含むものである(14)記載のバイオアッセイ用基材、
(16)(12)〜(15)いずれか記載のバイオアッセイ用基材に生理活性物質を固定化したバイオアッセイ用基材、
(17)前記生理活性物質が糖、糖鎖、及びこれらを有する生理活性物質から選ばれる少なくとも一つである(16)のバイオアッセイ用基材、
(18)前記生理活性物質が糖ペプチド又はまたは抗体である(17)記載のバイオアッセイ用基材、
である。
【発明の効果】
【0011】
本発明の高分子化合物を用いれば、吸着防止剤をコーティングすることなく、検出対象物質の非特異的な吸着・結合を抑制し、生理活性物質を固定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
本発明の高分子化合物は、少なくとも、ホスホリルコリン基を有するユニット、疎水性基を有するユニット及び一級アミノ基を有するユニットとを含むことを特徴とする。この高分子化合物は、検出対象物質の基材への物理的吸着(非特異的吸着)を抑制する性質を有する。さらに、生理活性物質を固定化する性質を併せ持つ。ホスホリルコリン基が非特異的吸着を抑制する役割を果たし、一級アミノ基が生理活性物質を固定化する役割を果たす。特に、抗体を固定化する場合、抗体のFc部位の糖鎖が高分子化合物のアミノ基と反応するため、抗原結合部位が十分機能できる状態になりやすい。
【0013】
本発明の高分子化合物に含まれるホスホリルコリン基を有するユニットは、特に構造を限定しないが、下記一般式[1]の構成単位の左部の構成単位で示されるように、(メタ)アクリル残基とホスホリルコリン基が炭素数1〜10のアルキレンオキシ基Xの連鎖を介して結合した構造であることが好ましい。なかでもXはエチレンオキシ基であることが最も好ましい。式中のアルキレンオキシ基Xの繰り返し数は1〜20の整数であり、繰り返し数2以上20以下の場合は、繰り返されるアルキレンオキシ基の炭素数は同一であっても、異なっていてもよい。lは本来自然数であるが、各構成成分の組成割合として表記される場合がある。
【0014】
【化4】

【0015】
本発明の高分子化合物に含まれるホスホリルコリン基を有するユニットの組成割合(l、m、nの和に対するlの比率)は特に制限されるものではないが、高分子化合物の全ユニットに対して5〜98mol%が好ましく、より好ましくは10〜90mol%、最も好ましくは10〜80mol%である。組成比が下限値を下回ると、非特異的吸着が多くなる。一方、上限値を上回ると水溶性が高まり、アッセイ中高分子化合物が溶出してしまう恐れが出てくる。ただし、高分子化合物のいずれかの部分に、基材と共有結合できる官能基類を導入し、基材と化学的に結合させる場合はこの限りではない。たとえば、高分子化合物中にシランカップリング剤を導入しておく方法などが簡便で好ましい。
【0016】
本発明の高分子化合物に含まれる疎水性基を有するユニットは、特に構造を限定しないが、前記一般式[1]の構成単位の中央部の構成単位で表されるように、(メタ)アクリル基残基に疎水性基が結合した構造であることが好ましい。疎水基は特に限定されないが、アルキル基や芳香族類が挙げられる。より好ましくは、前記アルキル基が炭素数2〜20のアルキル基である。アルキル基は特に構造を限定されるものではなく、直鎖であっても、分岐していても、環状になっていてもよい。高分子化合物に疎水性基を有するユニットが含まれていることにより、プラスチック等、疎水性の基材に対しても濡れ性が向上し、ムラなく塗布できるようになる。また、疎水性が増すことから、アッセイ中に該高分子化合物が溶出してしまうことを防止することができる。式中、mは本来自然数であるが、各構成成分の組成割合として表記される場合がある。
【0017】
本発明の高分子化合物に含まれる疎水性基を有するユニットの組成割合(l、m、nの和に対するmの比率)は特に制限されるものではないが、高分子化合物の全ユニットに対して、1〜90mol%が好ましく、より好ましくは10〜80mol%、最も好ましくは20〜80mol%である。上限値を上回ると非特異的吸着が増加する恐れが出てくる。
【0018】
本発明の高分子化合物に含まれる一級アミノ基を有するユニットは、特に構造を限定されるものではないが、前記一般式[1]の構成単位の右部の構成単位で表されるように、(メタ)アクリル基残基とオキシルアミノ基またはヒドラジド基が、アルキレングリコール残基を含むスペーサーYを介した構造であることが好ましい。オキシルアミノ基の場合、Zは酸素原子を、ヒドラジド基の場合、ZはNHを示す。nは本来自然数であるが、各構成成分の組成割合として表記される場合がある。アルキレングリコール残基を含むスペーサーYの構造は特に制限されるものではないが、下記一般式[2]または[3](式中q、rは1〜20の整数である。)であることが好ましい。
【0019】
【化5】

【0020】
【化6】

【0021】
前記オキシルアミノ基またはヒドラジド基は、糖、糖鎖、糖ペプチド、抗体、及び/又はこれらを有する生理活性物質を固定化することができる。また、スペーサーがあることにより、アミノ基が主鎖部分から離れるため、生理活性物質が固定化されやすい。さらにスペーサーにアルキレングリコール残基が含まれていることから非特異的吸着性を発現させることができる。アルキレングリコール残基の炭素数は制限されるものではないが、炭素数2のエチレングリコール残基が最も好ましい。
【0022】
本発明の高分子化合物に含まれる一級アミノ基を有するユニットの組成割合(l、m、nの和に対するnの比率)は特に制限されるものではないが、高分子化合物の全ユニットに対して、1〜94mol%が好ましく、より好ましくは2〜90mol%、最も好ましくは5〜80mol%である。組成比が下限値を下回ると、糖、糖鎖および/またはこれらを有する生理活性物質を十分に固定化できなくなる。一方、上限値を上回ると非特異的吸着が増加する恐れが出てくる。
【0023】
本発明の高分子化合物の化学構造は、少なくともホスホリルコリン基を有するユニット、疎水性基を有するユニット及び一級アミノ基を有するユニットを含む構造であれば、その結合方式がランダム、ブロック、グラフト等いずれの形態をなしていてもかまわない。
【0024】
本発明の高分子化合物の合成方法は、特に限定されるものではないが、合成の容易さから、少なくともホスホリルコリン基を有するモノマー、疎水性基を有するモノマー、一級アミノ基を予め保護基にて保護したモノマーをラジカル共重合する工程、該工程により得られた高分子化合物から保護基を除去する工程、を含む製造方法が好ましい。あるいは、少なくともホスホリルコリン基を有するモノマー、疎水性基を有するモノマー、および一級アミノ基を導入しうる官能基を有するモノマーをラジカル共重合する工程、該工程により得られた高分子化合物に一級アミノ基を導入する工程、を含む製造方法が好ましい。
【0025】
ホスホリルコリン基を有する単量体としては、特に構造を限定しないが、例えば2−(メタ)アクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、2−(メタ)アクリロイルオキシエトキシエチルホスホリルコリン、6−(メタ)アクリロイルオキシヘキシルホスホリルコリン、10−(メタ)アクリロイルオキシエトキシノニルホスホリルコリン、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルホスホリルコリン等を挙げられるが、入手性から2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンが好ましい。
【0026】
疎水性基を有するモノマーの具体的な例としては、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−ネオペンチル(メタ)アクリレート、iso−ネオペンチル(メタ)アクリレート、sec−ネオペンチル(メタ)アクリレート、ネオペンチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、iso−ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、iso−オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、iso−ノニル(メタ)アクリレート、n−デシル(メタ)アクリレート、iso−デシル(メタ)アクリレート、n−ドデシル(メタ)アクリレート、iso−ドデシル(メタ)アクリレート、n−トリデシル(メタ)アクリレート、iso−トリデシル(メタ)アクリレート、n−テトラデシル(メタ)アクリレート、iso−テトラデシル(メタ)アクリレート、n−ペンタデシル(メタ)アクリレート、iso−ペンタデシル(メタ)アクリレート、n−ヘキサデシル(メタ)アクリレート、iso−ヘキサデシル(メタ)アクリレート、n−オクタデシル(メタ)アクリレート、iso−オクタデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらのなかで最も好ましいのが、n―ブチルメタクリレート、n−ドデシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレートである。
【0027】
一級アミノ基を予め保護基にて保護したモノマーは、特に構造を限定しないが、下記一般式[4](式中、Rは水素原子またはメチル基、Yはアルキレングリコール残基を含むスペーサー、Zは酸素原子またはNH、Wは保護基を示す。)で表されるように、(メタ)アクリル基と、オキシルアミノ基またはヒドラジド基が、アルキレングリコール残基を含むスペーサーYを介した構造であることが好ましい。
【0028】
【化7】

【0029】
保護基Wとしてはアミノ基を保護基できるものであれば何ら制限を受けるものではなく、任意に用いることができる。なかでもt―ブトキシカルボニル基(Boc基)やベンジロキシカルボニル基(Z基、Cbz基)、9−フルオレニルメトキシカルボニル基(Fmoc基)などが好適に用いられる。
【0030】
具体的なモノマーの例としては、下記式で表されるようなものである。
【化8】

【0031】
脱保護化は、トリフルオロ酢酸や塩酸、無水フッ化水素を用いれば、一般的な条件で行うことができる。
【0032】
一方、高分子化合物を重合した後に一級アミノ基を導入する方法としては、何ら制限を受けるものではないが、少なくともホスホリルコリン基を有するモノマー、疎水性基を有するモノマー、およびアルコキシ基を有するモノマーをラジカル共重合した後に、該高分子化合物に導入されたアルコキシ基とヒドラジンを反応させて、ヒドラジド基を生成する方法が簡便で好ましい。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、t−ブトキシ基等が好適である。
【0033】
具体的なアルコキシ基を有するモノマーの例としては、下記式で表されるようなものである。
【化9】

【0034】
本発明の高分子化合物の合成溶媒としては、それぞれの単量体が溶解するものであればよく、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブチルアルコール、n−ペンタノール等アルコール類、ベンゼン、トルエン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロメタン、クロロホルム、シクロヘキサノン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、エチレングリコールモノエチルエーテル、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ブチルエーテル等を挙げることができる。これらの溶媒は、単独または2種以上の組み合わせで用いられる。
【0035】
重合開始剤としては通常のラジカル開始剤ならいずれでもよく、例えば、2,
2’−アゾビスイソブチルニトリル(以下「AIBN」という)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1 −カルボニトリル)等のアゾ化合物、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウリル等の有機過酸化物等を挙げることができる。
【0036】
本発明の高分子化合物の分子量は、高分子化合物と未反応の単量体との分離精製が容易になることから、数平均分子量は5000以上が好ましく、10000以上がより好ましい。
【0037】
本発明の高分子化合物で基材表面を被覆することにより、生理活性物質の非特異的吸着を抑制する性質、及び生理活性物質を固定化する性質を容易に付与することが可能である。
【0038】
基材表面への高分子化合物の被覆は、例えば有機溶剤に高分子化合物を0.05〜50重量%濃度になるように溶解した高分子溶液を調製し、浸漬、吹きつけ等の公知の方法で基材表面に塗布した後、室温下ないしは加温下にて乾燥させることにより行われる。
【0039】
有機溶剤としてはエタノール、メタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブチルアルコール、n−ペンタノール、シクロヘキサノール等アルコール類、ベンゼン、トルエン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロメタン、クロロホルム、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、エチレングリコールモノエチルエーテル、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ブチルエーテル、シクロヘキサノン等を挙げることができる。これらの溶媒は、単独または2種以上の組み合わせで用いられる。中でも、エタノール、メタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブチルアルコール、n−ペンタノール、シクロヘキサノール等アルコール類がプラスチック基材を変性させず、乾燥させやすいため好ましい。
【0040】
本発明に用いる基材としては、スライド形状基板、96穴プレート、容器、マイクロフルイディスク基板が好ましい。例えばプラスチック製基板、ガラス製基板、金属蒸着膜を有する基板などがあげられる。プラスチック製基板の具体例としては、シクロオレフィンポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリサロフォン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートを素材とした基板などがあげられる。
【0041】
前記高分子化合物を塗布した基材は糖、糖鎖、糖ペプチド、抗体、及び/又はこれらを有する生理活性物質を固定化することができ、バイオアッセイ用途に好適に用いることができる。生理活性物質としては、糖蛋白質、糖脂質、糖鎖遺伝子などが上げられる。これらの生理活性物質の基材への固定化方法としては、スポッターを使用して生理活性物質が溶解した溶液を点着する方法、生理活性物質が溶解した溶液を容器などに分注して固定化する方法などがある。
【0042】
固定化に際して、糖蛋白質、糖脂質、糖鎖遺伝子、抗体を酸化剤により糖部分をアルデヒドに酸化することにより、より効果的に基材に生理活性物質を固定化できる。使用する酸化剤 としては、特に限定されないが、過ヨウ素酸を使用する。これらの濃度は、0.04〜0.16Mである。また、該酸化反応の緩衝液としては、通常、重炭酸ナトリウム溶液(pH8.1)を使用する。このようにして酸化された生理活性物質のアルデヒド基と基板上の一級アミノ基とを反応させ、シッフ塩基を生成することにより、化学的に固定化することが出来る。
【0043】
生理活性物質を溶解する溶液としては各種緩衝材が好適に用いられる。特に限定されないが、たとえば炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸水素二カリウム、トリス‐塩酸緩衝剤、トリス酢酸緩衝剤、PBS緩衝剤、クエン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、HEPES(N−2−hydroxyetylpiperazine−N’−ethanesulphonic acid)緩衝剤、MOPS(3−(N−morpholino)propanesulphonicacid)緩衝剤などが用いられる。
【0044】
生理活性物質を溶解する溶液のpHとしては、糖又は糖鎖を溶解する場合はpHが2〜8であることが好ましい。糖蛋白質を溶解する場合はpHが4〜9であることが好ましい。糖核酸を溶解する場合はpHが2〜8であることが好ましい。糖脂質を溶解する場合はpH2〜8であることが好ましい。
【0045】
生理活性物質の溶液中の濃度としては特に限定されないが、0.0001mg/mlから10mg/mlであることが好ましい。
【0046】
生理活性物質の溶液を固定化する温度としては0℃から100℃が好ましい。
【実施例】
【0047】
(高分子化合物の合成例1)
2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)、n−ブチルメタクリレート(BMA)、N−[2−[2−[2−(t−ブトキシカルボニルアミノオキシアセチルアミノ)エトキシ]エトキシ]エチル]−メタクリルアミド(OA、式[5]で示した化合物)をそれぞれ順に0.25mol/L、0.55mol/L、0.20mol/Lになるようにエタノールに溶解させ、モノマー混合溶液を作製した。そこにさらにAIBNを0.01mol/Lになるように添加し、均一になるまで撹拌した。その後、アルゴンガス雰囲気下、60℃で6時間反応させた後、反応溶液をジエチルエーテル中に滴下し、沈殿を回収した。得られた高分子化合物を1H―NMRで測定し、この高分子化合物の組成比を算出した。表1に結果を示した。
【0048】
【表1】

【0049】
(高分子化合物の脱保護)
前記高分子化合物を2NのHCl−ジオキサン−エタノール溶液で室温4時間処理することにより、BOC基の除去を行った。脱保護後の高分子化合物の1H―NMR測定を行い、BOC基のトリメチルに起因するピークが消失していることより脱保護を確認した。
【0050】
(比較高分子化合物の合成例2)
MPC、BMA、p−ニトロフェニルオキシカルボニル−4.5−エチレングリコールメタクリレート(MEO4.5NP)、をそれぞれ順に0.25mol/L、0.60mol/L、0.15mol/Lになるようにエタノールに溶解させ、モノマー混合溶液を作製した。そこにさらに0.01mol/LのAIBNを添加し、均一になるまで撹拌した。その後、アルゴンガス雰囲気下、60℃で4時間反応させた後、反応溶液をジエチルエーテルとクロロホルムの混合溶媒中に滴下し、沈殿を回収した。得られた高分子化合物を1H―NMRで測定し、この高分子化合物の組成比を算出した。表2に結果を示した。
【0051】
【表2】

【0052】
(実施例)
飽和環状ポリオレフィン樹脂(5−メチル−2ノルボルネンの開環重合体の水素添加物、MFR(Melt flow rate):21g/10分、水素添加率:実質的に100%、熱変形温度123℃)をスライドガラス形状(寸法:76mm×26mm×1mm)に加工して固相基板を作成した。この固相基板を高分子化合物の合成例1にて得られた高分子化合物の0.3重量%エタノール溶液に浸漬、乾燥することにより、基板表面に合成例1のポリマーを含む層を導入した。
【0053】
(比較例)
飽和環状ポリオレフィン樹脂(5−メチル−2ノルボルネンの開環重合体の水素添加物、MFR(Melt flow rate):21g/10分、水素添加率:実質的に100%、熱変形温度123℃)をスライドガラス形状(寸法:76mm×26mm×1mm)に加工して固相基板を作成した。この固相基板を高分子化合物の合成例2にて得られた高分子化合物の0.3重量%エタノール溶液に浸漬、乾燥することにより、基板表面に合成例2のポリマーを含む層を導入した。
【0054】
《実験1》
工程1(1次抗体の固定化)
実施例で得られた基板上でサンドイッチ法を実施した。詳細はまず、一次抗体である抗マウスIgG2a(5mg)を、0.1M過ヨウ素酸ナトリウム(和光純薬製:199−08062)および0.1M重炭酸ナトリウムを含む水溶液(pH8.1)(和光純薬製:197−01302)1mlに溶解して30分静値した。次いで反応溶液をPIERCE社製脱遠プラスチック製カラム(商品コード:20439)に掛けることで塩を除去した。該基板に自動スポッターによりPBSバッファ(日水製薬製:組織培養用ダルベッコPBS(−)を純水1リットル中に9.6gを溶解したバッファ)pH7.4)で1mg/mlに調製された該酸化済み抗マウスIgG2aをスポット後、室温の環境下に24時間静置することにより一次抗体を固定化した。
次に比較例で得られた基板上でサンドイッチ法を実施した。詳細はまず、該基板に自動スポッターにより炭酸バッファ(和光純薬製pH9.5)で1mg/mlに調製された一次抗体である抗マウスIgG2aをスポット後、室温の環境下に24時間静置することにより一次抗体を固定化した。
【0055】
工程2(吸着防止処理)
その後、実施例の基板は10mg/mlの無水コハク酸(和光純薬製:194−04352)水溶液に1時間処理することにより残りのオキシルアミンを失活させた。
比較例の基板は0.1mol/リットルのエタノールアミン(和光純薬製、鹿特級)、0.1mol/リットルのトリスバッファ(SIGMA製)水溶液(pH9.5)に1時間浸漬することにより残りの活性エステル部を失活させた。
【0056】
工程3(抗原抗体反応1)
その後、PBSバッファ(日水製薬製:組織培養用ダルベッコPBS(−)を純水1リットル中に9.6gを溶解したバッファ)で10%に希釈したFBS(子牛血清)溶液を作製した。この溶液中に抗原であるマウス IgG2aを添加し20nmol/リットルとした溶液を作製した。この溶液を37℃にて2時間、各基板と接触させることにより抗原抗体反応を実施した。抗原抗体反応後0.05wt%の非イオン性界面活性剤Tween20(ロシュ・ダイアグノスティックス株式会社製)を添加した1×SSCバッファ(Zymed Laboratories, Inc.製SSC20×Bufferを希釈して使用)で室温にて5分間洗浄した。
【0057】
工程4(抗原抗体反応2)
洗浄後、二次抗体であるビオチン標識抗マウスIgG2aをPBSバッファ(日水製薬製:組織培養用ダルベッコPBS(−)を純水1リットル中に9.6gを溶解したバッファ)に添加することにより20nmol/リットルの溶液を作製した。この溶液と各基板とを37℃にて2時間、抗原抗体反応を実施した。抗原抗体反応後0.05wt%の非イオン性界面活性剤Tween20(ロシュ・ダイアグノスティックス株式会社製)を添加した1×SSCバッファ(Zymed Laboratories, Inc.製SSC20×Bufferを希釈して使用)で室温にて5分間洗浄した。
【0058】
工程5(標識化)
最後にCy5標識されたストレプトアビジンをPBSバッファ(日水製薬製:組織培養用ダルベッコPBS(−)を純水1リットル中に9.6gを溶解したバッファ)に添加することにより20nmol/リットルの溶液を作製した。この溶液と基板とを37℃にて30分反応させた後、0.05wt%の非イオン性界面活性剤Tween20(ロシュ・ダイアグノスティックス株式会社製)を添加した1×SSCバッファ(Zymed Laboratories, Inc.製SSC20×Bufferを希釈して使用)で室温にて5分間洗浄することにより標識化をした。
【0059】
各基板について蛍光量測定を行いスポットシグナル強度値とバックグランド値を評価した。バックグランド値の結果を表3に示す。
【0060】
実施例および比較例における蛍光量の測定には、PackardBioChipTechnologies社製マイクロアレイスキャナー「ScanArray」を用いた。測定条件は、レーザー出力90%、PMT感度50%、励起波長649nm、測定波長670nm、解像度50μmであった。
実施例は、いずれの比較例よりもスポットシグナル値が強く、S/N比が大きい結果になった。
【0061】
【表3】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも、ホスホリルコリン基を有するユニット、疎水性基を有するユニット及び一級アミノ基を有するユニットを含むことを特徴とするバイオアッセイ用高分子化合物。
【請求項2】
前記一級アミノ基がオキシルアミノ基及び/またはヒドラジド基である請求項1記載のバイオアッセイ用高分子化合物。
【請求項3】
高分子化合物の主鎖が(メタ)アクリル骨格である請求項1又は2記載のバイオアッセイ用高分子化合物。
【請求項4】
高分子化合物が下記一般式[1](式中R1、R2、3は水素原子またはメチル基を、Rは疎水性基を示す。Xは炭素数1〜10のアルキレンオキシ基を示し、pは1〜20の整数を示す。pが2以上20以下の整数である場合、繰り返されるXは、同一であっても、または異なっていてもよい。Yはアルキレングリコール残基を含むスペーサーであり、Zは酸素原子またはNHである。l、m、nは自然数である。)で表されるものである請求項1〜3いずれか記載のバイオアッセイ用高分子化合物。
【化1】

【請求項5】
前記一般式[1]において、Xがエチレンオキシ基である請求項4記載のバイオアッセイ用高分子化合物。
【請求項6】
前記一般式[1]において、Rがアルキル基である請求項4又は5記載のバイオアッセイ用高分子化合物。
【請求項7】
前記アルキル基の炭素数が2〜10である請求項6記載のバイオアッセイ用高分子化合物。
【請求項8】
前記一般式[1]において、Yが下記一般式[2]または[3](式中q、rは1〜20の整数である。)である請求項4〜7いずれか記載のバイオアッセイ用高分子化合物。
【化2】

【化3】

【請求項9】
請求項1〜8いずれか記載のバイオアッセイ用高分子化合物の製造方法であって、少なくとも、ホスホリルコリン基を有するモノマー、疎水性基を有するモノマー、及び一級アミノ基を予め保護基にて保護したモノマーとをラジカル共重合する工程、該工程により得られた高分子化合物から前記保護基を除去する工程、を含むことを特徴とするバイオアッセイ用高分子化合物の製造方法。
【請求項10】
請求項1〜8いずれか記載のバイオアッセイ用高分子化合物の製造方法であって、少なくとも、ホスホリルコリン基を有するモノマー、疎水性基を有するモノマー、及び一級アミノ基を導入しうる官能基を有するモノマーをラジカル共重合する工程、該工程により得られた高分子化合物の前記官能基に一級アミノ基を導入する工程、を含むバイオアッセイ用高分子化合物の製造方法。
【請求項11】
請求項1〜8いずれか記載のバイオアッセイ用高分子化合物を含む表面コーティング材料。
【請求項12】
請求項11記載の表面コーティング材料を含む層を基材の表面に形成したバイオアッセイ用基材。
【請求項13】
前記基材の形状が、スライド形状基板、96穴プレート、容器、マイクロフルイディスク基板のいずれかである請求項12記載のバイオアッセイ用基材。
【請求項14】
前記基材の材質がプラスチック製である請求項12または13記載のバイオアッセイ用基材。
【請求項15】
前記プラスチックが飽和環状ポリオレフィンまたはポリスチレンを含むものである請求項14記載のバイオアッセイ用基材。
【請求項16】
請求項12〜15いずれか記載のバイオアッセイ用基材に生理活性物質を固定化したバイオアッセイ用基材。
【請求項17】
前記生理活性物質が糖、糖鎖、及びこれらを有する生理活性物質から選ばれる少なくとも一つである請求項16記載のバイオアッセイ用基材。
【請求項18】
前記生理活性物質が糖ペプチド又はまたは抗体である請求項17記載のバイオアッセイ用基材。

【公開番号】特開2007−326920(P2007−326920A)
【公開日】平成19年12月20日(2007.12.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−157974(P2006−157974)
【出願日】平成18年6月7日(2006.6.7)
【出願人】(000002141)住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Fターム(参考)】