JPH09275996A - 生体成分の測定法 - Google Patents

生体成分の測定法

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JPH09275996A
JPH09275996A JP9105496A JP9105496A JPH09275996A JP H09275996 A JPH09275996 A JP H09275996A JP 9105496 A JP9105496 A JP 9105496A JP 9105496 A JP9105496 A JP 9105496A JP H09275996 A JPH09275996 A JP H09275996A
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JP
Japan
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avidin
streptavidin
biotin
polyanion
enzyme
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JP9105496A
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English (en)
Inventor
Kiichirou Kobori
樹一郎 小堀
Seiji Murakami
成治 村上
Takashi Sugano
剛史 菅野
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Kikkoman Corp
Daiichi Pure Chemicals Co Ltd
Original Assignee
Kikkoman Corp
Daiichi Pure Chemicals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 ビオチン標識体と、アビジン、ストレプ
トアビジン、アビジン−酵素複合体又はストレプトアビ
ジン−酵素複合体とをポリアニオンの存在下に反応さ
せ、得られた複合体をさらに光学的手段により検出する
生体成分の測定法。 【効果】 ノイズが少なく、解像度が高く、高感度に生
体成分を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビオチン標識体と
アビジン又はストレプトアビジンを反応させる際に生じ
る非特異的反応を抑制し、この非特異的反応によるノイ
ズが低減され、測定対象を高感度に検出することができ
る生体成分の測定法に関する。
【0002】
【従来の技術】分子生物学的な手法による特定遺伝子の
検出や塩基配列の決定は、遺伝的な疾患の病因解析や、
タンパク質の構造や機能解析に欠かせない基本技術であ
る。特に、遺伝子解析のための分析法としては、従来よ
32Pや35Sといった放射性同位元素(以下、RIと称
す)を使用する方法が主流を成してきた。しかし、RI
を使用する方法では、RIによる作業者の健康に対する
影響や、取り扱う施設の限定などの問題があるため、近
年、RIを使用しない方法が行われるようになってきて
いる。
【0003】このようにRIを使用せず、非RIを使用
する方法の代表例は、DNAに標識したビオチンと、こ
れと特異的に結合するストレプトアビジンの反応を利用
したものである。この方法において、ストレプトアビジ
ンを予め特定の酵素、例えばアルカリ性フォスファター
ゼ(以下、ALPと称す)で標識しておき、目的に合わ
せた基質を用いて検出する方法が知られている。従来、
ALP標識ストレプトアビジンと5−ブロモ−4−クロ
ロ−3−インドリルリン酸−ニトロブルーテトラゾリウ
ム系を組み合わせたものなどが汎用されていたが、最近
ではジオキセタンなどを基質として高い感度を有する化
学発光法に基づいたものも多用されている。また、発光
法には、化学発光法の他に生物発光法があり、例えばA
TPの存在下、ルシフェリン−ホタルルシフェラーゼの
反応により発光させる方法などが行われている。
【0004】これらの方法のうち、非RI標識を用いた
遺伝子測定法においては、DNAを直接ナイロンメンブ
レン等の固相に吸着あるいは転写するか、あるいは酵素
処理や熱処理などで前処理した後、直接あるいはビオチ
ンなどの標識剤で標識して電気泳動を行い、次にナイロ
ンメンブレン等の固相に吸着あるいは転写し、固定す
る。次に検出したいDNA断片を、これと特異的に結合
する標識プローブや、予め試料の標識に用いたビオチン
などと特異的に結合するストレプトアビジン−酵素複合
体などと反応させ、その後の発光反応などにより検出す
る。
【0005】そして、より正確な検出を行うためには、
非特異的な反応によるノイズを抑制する必要がある。す
なわち、このようなノイズは、固相化されたビオチン標
識体と特異的に結合するはずのストレプトアビジン等
が、非特異的に固相上に吸着するために生ずるものであ
り、このような非特異的な結合を防ぐためにブロッキン
グ操作が必要となる。
【0006】ALP標識ストレプトアビジンに代表され
る化学発光による検出系においては、かかる問題はAL
P標識ストレプトアビジンとビオチンの反応を行う前
に、ブロッキング剤としてスキムミルク、牛血清アルブ
ミン、カゼイン、ゼラチン、サケ***DNA、ドデシル
硫酸ナトリウムなどを含有する緩衝液で、固相を所定時
間浸漬又は所定回洗浄することにより解決することがで
きる(Proceedings of the Nat
ional Academy of Sciences
of the United States of
America,1983,4045−4049)。し
かしながら、生物発光による検出系においては、従来化
学発光による検出系で汎用されているブロッキング剤で
は、固相側のビオチンとストレプトアビジン−酵素複合
体による特異反応以外の非特異反応の抑制が困難であっ
たり、ドデシル硫酸ナトリウムのように発光系の反応を
妨害するものがあるなどの問題もあった。
【0007】さらに、従来行われている分析法のうち、
化学発光による方法は生物発光による方法より量子収率
が劣るという問題があり、また生物発光による検出で
は、ルシフェラーゼの熱安定性が悪く、かつ大量取得が
困難という問題があった。
【0008】近年、遺伝子組替え技術により、従来品に
比べ耐熱性の向上したルシフェラーゼが使用できるよう
になり、これと酢酸キナーゼによるATP産生系を組み
合わせたルシフェリン−ルシフェラーゼ発光系が開発さ
れたが、この発光系においても非特異反応によるノイズ
が大きく、塩基配列解析の解像度が低いなどの問題が認
められた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、ビオチン標識体とストレプトアビジン等を反応させ
る際に生じる非特異的反応を抑制し、非特異的反応によ
るノイズが少なく、測定対象を高感度に検出することが
できる生体成分の測定法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者らは鋭意研究を行った結果、ビオチン標識体とス
トレプトアビジン等とを、ポリアニオンの存在下に反応
させれば、非特異的反応が抑制され、ノイズが低減さ
れ、測定対象を高感度に検出できることを見出し、本発
明を完成した。
【0011】すなわち、本発明は、ビオチン標識体と、
アビジン、ストレプトアビジン、アビジン−酵素複合体
又はストレプトアビジン−酵素複合体とをポリアニオン
の存在下に反応させ、得られた複合体をさらに光学的手
段により検出することを特徴とする生体成分の測定法を
提供するものである。
【0012】また、本発明は、ポリアニオンを含有する
ことを特徴とするビオチン標識体と、アビジン、ストレ
プトアビジン、アビジン−酵素複合体又はストレプトア
ビジン−酵素複合体との特異的反応における非特異的反
応を抑制する液を提供するものである。
【0013】本発明において、測定対象となる生体成分
とは、核酸(遺伝子、DNA、RNA)をいう。
【0014】なお、従来、RI標識を用いる測定におい
て、標識プローブが非特異的吸着をしないようにするた
め、標識プローブを固相上の測定対象物と反応させる前
段階で固相加熱処理液中に、ヘパリン等を添加する方法
(Nucleic Acids Research,1
984,5627−5638)が知られている。しかし
ながら、この方法において、非特異反応抑制のメカニズ
ムは、標識プローブとして用いる遺伝子断片に親和性を
有し、かつそれと複合体を形成して固相に非特異的に吸
着し易くする性質を有する試薬中の夾雑成分による影響
を、標識プローブを固相に加える前に予めヘパリンを加
えることにより取り除き、標識プローブとして用いる遺
伝子断片の固相への非特異吸着を抑制するというもので
ある。上述の原理は、検出を目的に用いた標識剤に対し
て特異的に結合するはずの酵素標識成分が、固相側に非
特異的に吸着することを抑制する本発明方法とは相違す
るものである。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明において、ビオチン標識体
としては、特に制限されないが、例えば目的とするDN
Aを通常の方法に従いPCR法等で増幅し、これにビオ
チンを標識し、固相に含有又は固定させたものを使用す
ることができる。ここで用いられる固相としては、特に
制限されないが、例えばナイロンメンブレン、ニトロセ
ルロースメンブレン、セルロースアセテートメンブレ
ン、ポリビニルピロリドンメンブレン等が挙げられる。
また、アビジン−酵素複合体又はストレプトアビジン−
酵素複合体の酵素部分としては、例えばリン酸化酵素、
具体的には酢酸キナーゼ、ピルビン酸キナーゼ、クレア
チンキナーゼ等を用いることができる。
【0016】本発明においては、これらのビオチン標識
体と、アビジン、ストレプトアビジン、アビジン−酵素
複合体又はストレプトアビジン−酵素複合体との反応
を、ポリアニオンの存在下に行う。ここで用いられるポ
リアニオンとしては、多価の陰性荷電を有するものであ
ればいずれでも良く、例えばヘパリン、デキストラン硫
酸、リンタングステン酸などが好ましい。これらのポリ
アニオンは、溶媒に溶解したブロッキング液として用い
られ、溶媒としては、一般にはリン酸緩衝液、トリス緩
衝液、GOODの緩衝液等の緩衝液が用いられる。これ
らの緩衝液には、必要に応じて塩化ナトリウム、塩化カ
リウム等の塩や、界面活性剤等を添加することもでき
る。溶液中のポリアニオンの濃度は特に制限されない
が、一般的には10-7〜10重量%が好ましく、特に1
-7〜5重量%が好ましい。また、ブロッキング液のpH
は5〜10が好ましく、特にpH6〜9が好ましい。
【0017】ブロッキング液には、本発明の効果を損わ
ない範囲において、ポリアニオン以外に、従来、固相と
検出系構成試薬との非特異反応を抑制するために非特異
反応抑制剤として使用されている公知の物質等を配合す
ることができる。かかる物質としては、例えば牛血清ア
ルブミン、カゼイン、スキムミルク等が挙げられる。こ
れらの成分の使用濃度も特に限定されるものではない
が、一般的には0.05〜10重量%が好ましい。
【0018】ブロッキング操作は、例えばビオチン標識
体が固定された固相をブロッキング液に浸漬するか、又
はこれで洗浄することにより行われる。ブロッキング液
の使用量は固相が浸る量以上あればよく、浸漬処理時間
も特に制限はないが、一般には30分〜120分が好ま
しい。また、洗浄回数も特に制限はないが、一般には2
〜5回が好ましい。
【0019】本発明においては、次に、固相化されたビ
オチン標識体とストレプトアビジン等との反応により得
られた複合体をさらに、光学的手段により検出する。光
学的手段による検出法としては、通常行われるものであ
れば特に制限されないが、量子収率が高い生物発光法が
好ましく、特に検出系のATP又はATP産生系により
産するATPを用いる生物発光法が好ましい。ATP産
生系としてはどのような系でもよいが、例えばリン酸化
酵素、具体的には酢酸キナーゼ、ピルビン酸キナーゼ、
クレアチンキナーゼ等を用いる系を使用することができ
る。ATPを用いる生物発光法としては、特に制限され
ないが、ルシフェリン−ルシフェラーゼ系が好ましく、
通常の方法に従って検出を行えばよい。
【0020】
【実施例】次に、実施例を挙げて本発明をさらに説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
【0021】実施例1 A:試薬の調製 (1)ブロッキング液Aの調製:カゼイン0.5%、ヘ
パリン0.02%及び塩化カリウム0.4Mの濃度とな
るように、0.05Mトリス緩衝液(pH8)に混和、溶
解し、ブロッキング液Aとした。 (2)洗浄液Aの調製:塩化カリウム0.4M、ヘパリ
ン0.02%及びTween20 0.3%の濃度とな
るように、0.05M Tris緩衝液(pH8)に溶解
し、洗浄液Aとした。 (3)洗浄液Bの調製:0.1mMジチオスレイトール及
び0.1mM EDTAの濃度となるように、0.05M
HEPES緩衝液(pH7)に溶解し、洗浄液Bとし
た。 (4)固定液の調製:水酸化ナトリウム0.4Mの濃度
となるように、精製水に溶解し、固定液とした。 (5)ビオチン化酢酸キナーゼ・ストレプトアビジン複
合体の調製:ビオチン化酢酸キナーゼ3.7×10-9
を含む0.05M HEPES緩衝液(pH7)と、スト
レプトアビジン2.1×10-8Mを含む0.05M H
EPES緩衝液(pH7)を等量混合し、室温で30分放
置して調製した。 (6)発光液の調製:ルシフェラーゼ0.77mg/ml、
D−ルシフェリン0.35mM、ADP12.5μM、ア
セチルリン酸2.5mM及び硫酸マグネシウム30mMを、
50mM HEPES緩衝液(pH7)に溶解し、発光液と
した。
【0022】B:DNAの検出 (1)DNA抽出:大腸腺腫患者より正常大腸粘膜組織
を採取し、プロテアーゼK及びフェノールを用いる方法
により、高分子DNAを抽出した。 (2)目的遺伝子の増幅:大腸腺腫発生に関与するAP
C遺伝子のうち変異の起こりやすい部位を含む領域をP
CR法により増幅した。 (3)DNAシークエンシング操作、電気泳動:PCR
産物を鋳型DNAとしてビオチン化プライマーを用いて
サイクル・シークエンシングを行った。次に、サイクル
・シークエンシング産物を6%変性ポリアクリルアミド
ゲルで電気泳動し、泳動後、ナイロンメンブレンへ転写
した。 (4)固定化:ナイロンメンブレンを室温で20分間固
定液に浸したのち、室温で10分間乾燥させ固定化し
た。 (5)ブロッキング:ブロッキング液Aにナイロンメン
ブレンを室温で30分間浸し、ブロッキングを行った。 (6)ビオチン標識酢酸キナーゼ・ストレプトアビジン
複合体の結合反応:ナイロンメンブレンを浸しているブ
ロッキング液100mlに、ビオチン標識酢酸キナーゼ・
ストレプトアビジン複合体液250μlを加える。室温
で30分間反応させ、ナイロンメンブレン上のビオチン
とストレプトアビジンを結合させた。 (7)余剰なビオチン標識酢酸キナーゼ・ストレプトア
ビジン複合体の洗浄:ナイロンメンブレンを洗浄液に浸
し、過剰なビオチン標識酢酸キナーゼ・ストレプトアビ
ジン複合体を除去した。洗浄は洗浄液Aで液を交換して
4回行った後、洗浄液Bで1回行った。各回とも室温、
1回当り5分間とした。 (8)発光反応:ナイロンメンブレン上の余分な洗浄液
を取り除いたあと、ナイロンメンブレンを発光液に浸し
た。次に余分な発光液を除き、暗所にてX線フィルムに
15分露光後現像した。
【0023】実施例2 (1)ブロッキング液Bの調製:カゼイン0.5%、デ
キストラン硫酸0.01%及び塩化カリウム0.4Mの
濃度となるように、0.05Mトリス緩衝液(pH8)に
混和、溶解し、ブロッキング液Bとした。 (2)ブロッキング液Aの代わりにブロッキング液Bを
用いる以外は実施例1と同様にして、DNAの検出を行
った。
【0024】比較例1 (1)ブロッキング液aの調製:カゼイン0.5%及び
塩化カリウム0.4Mの濃度となるように、0.05M
トリス緩衝液(pH8)に混和、溶解し、ブロッキング液
aとした。 (2)ブロッキング液Aの代わりにブロッキング液aを
用いる以外は実施例1と同様にして、DNAの検出を行
った。
【0025】試験例1 実施例1、2及び比較例1で得られたDNA検出の結果
を比較した。すなわち、発光反応の結果より、分析に供
したDNAの配列中、解析できた核酸の個数を求めた。
結果を表1に示す。
【0026】
【表1】 解析できた 核酸の数 実施例1(ブロッキング液A:ヘパリン含有) 50塩基 実施例2(ブロッキング液B:デキストラン硫酸含有) 50塩基 比較例1(ブロッキング液a) 0塩基
【0027】表1の結果より、比較例では何れも、非特
異反応によるノイズが認められ、結果として解像能の低
下を来しているのに対し、ポリアニオンを用いた本発明
の実施例では高い解像度を示し、本発明で用いるブロッ
キング液が、きわめて良好な非特異反応抑制効果を有す
ることが認められた。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、ビオチン標識体とスト
レプトアビジン−酵素複合体を反応させる際に生じる非
特異的反応が抑制され、この非特異的反応によるノイズ
が低減され、高い解像度が得られる。従って、放射性物
質を使用することなく、安全で高感度にしかも安価に生
体成分を検出することができる。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビオチン標識体と、アビジン、ストレプ
    トアビジン、アビジン−酵素複合体又はストレプトアビ
    ジン−酵素複合体とをポリアニオンの存在下に反応さ
    せ、得られた複合体をさらに光学的手段により検出する
    ことを特徴とする生体成分の測定法。
  2. 【請求項2】 ポリアニオンが、ヘパリン、デキストラ
    ン硫酸又はリンタングステン酸である請求項1記載の測
    定法。
  3. 【請求項3】 光学的手段による検出法が、検出系のA
    TP又はATP産生系により産するATPを用いる生物
    発光法である請求項1又は2記載の測定法。
  4. 【請求項4】 ATP産生系が、リン酸化酵素を用いる
    ものである請求項3記載の測定法。
  5. 【請求項5】 リン酸化酵素が、酢酸キナーゼ、ピルビ
    ン酸キナーゼ又はクレアチンキナーゼである請求項4記
    載の測定法。
  6. 【請求項6】 ATPを用いる生物発光法が、ルシフェ
    リン−ルシフェラーゼ系である請求項3記載の測定法。
  7. 【請求項7】 ポリアニオンを含有することを特徴とす
    る固相化されたビオチン標識体と、アビジン、ストレプ
    トアビジン、アビジン−酵素複合体又はストレプトアビ
    ジン−酵素複合体との特異的反応における非特異的反応
    を抑制する液。
  8. 【請求項8】 ポリアニオンが、ヘパリン、デキストラ
    ン硫酸又はリンタングステン酸である請求項7記載の
    液。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013152247A (ja) * 2013-04-12 2013-08-08 Abbott Japan Co Ltd 非特異的相互作用抑制剤及びその診断測定系への応用
CN116930513A (zh) * 2023-09-19 2023-10-24 北京索莱宝科技有限公司 一种用于蛋白检测的无蛋白快速封闭液及其应用

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