(57)【要約】【課題】    ＤＮＡ二本鎖中の非ワトソン−クリック型塩基対の検出方法の提供。【解決手段】  ＤＮＡ二本鎖中の非ワトソン−クリック型塩基対であるチミン（Ｔ）−チミン塩基対と水銀イオンとがＴ−水銀イオン−Ｔ結合を形成し安定化することを見出した。この結合作用により、水銀イオンを添加し且つＤＮＡの熱安定性などの変化を検出することにより、上記課題を解決する。また、上記結合作用により、チミン（Ｔ）−チミン塩基対を有するＤＮＡ又はその類似体を用いて水銀イオンの検出法を提供する。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の一本鎖核酸又はその誘導体；及び金属イオンを有する結合体であって、第１の一本鎖核酸又はその誘導体が第１の塩基を有し、第２の一本鎖核酸又はその誘導体が第２の塩基を有し、該第１の塩基と第２の塩基とが（第１の塩基−金属イオン−第２の塩基）で表される塩基−金属イオン結合を形成し、前記第１の塩基がチミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれ、前記第２の塩基がチミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれ、第１の塩基と第２の塩基とは同じであっても異なってもよい、上記結合体。
【請求項２】
前記第１の塩基と第２の塩基とは非ワトソン−クリック型塩基対である請求項１記載の結合体。
【請求項３】
前記第１の塩基は同種の塩基が少なくとも２個連なり、第２の塩基は同種の塩基が少なくとも２個連なる請求項１又は２記載の結合体。
【請求項４】
前記第１の塩基と第２の塩基とが同じである請求項１〜３のいずれか１項記載の結合体。
【請求項５】
前記金属イオンの金属が銀、銅、コバルト、ニッケル及び水銀からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜４のいずれか１項記載の結合体。
【請求項６】
前記第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいチミン（Ｔ）又はチミン（Ｔ）誘導体である請求項１〜５のいずれか１項記載の結合体。
【請求項７】
前記第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいチミン（Ｔ）又はチミン（Ｔ）誘導体であり、前記金属イオンが、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）である請求項１〜６のいずれか１項記載の結合体。
【請求項８】
前記第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいシトシン（Ｃ）又はシトシン（Ｃ）誘導体である請求項１〜５のいずれか１項記載の結合体。
【請求項９】
前記第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいシトシン（Ｃ）又はシトシン（Ｃ）誘導体であり、前記金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）及び／又はニッケルイオン（Ｎｉ２＋）である請求項１〜５、及び請求項８のいずれか１項記載の結合体。
【請求項１０】
前記第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいシトシン（Ｃ）又はシトシン（Ｃ）誘導体であり、前記金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）である請求項項１〜５、並びに請求項８及び請求項９のいずれか１項記載の結合体。
【請求項１１】
前記シトシン（Ｃ）誘導体が、式Ｃ−１で表される請求項１〜５、及び請求項８〜１０のいずれか１項記載の結合体。
【化１】
2005058213.tif 000030
【請求項１２】
前記第１の塩基及び第２の塩基は、シトシン（Ｃ）であり、前記金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）である請求項１〜５、及び請求項８〜１０のいずれか１項記載の結合体。
【請求項１３】
前記第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいウラシル（Ｕ）又はウラシル（Ｕ）誘導体である請求項１〜５のいずれか１項記載の結合体。
【請求項１４】
前記第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいウラシル（Ｕ）又はウラシル（Ｕ）誘導体であり、前記金属イオンが、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）、及び／又は銅イオン（Ｃｕ２＋）である請求項１〜５、及び請求項１３のいずれか１項記載の結合体。
【請求項１５】
前記ウラシル（Ｕ）誘導体が、式Ｕ−１（式中、ＸはＢｒ、Ｆ又はＣＮを示す）で表される請求項項１〜５、並びに請求項１３及び１４のいずれか１項記載の結合体。
【化２】
2005058213.tif 000031
【請求項１６】
前記第１の塩基及び第２の塩基は、ウラシル（Ｕ）であり、前記金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）である請求項１〜５、並びに請求項１３及び１４のいずれか１項記載の結合体。
【請求項１７】
前記第１の塩基及び第２の塩基は、ウラシル（Ｕ）であり、前記金属イオンが、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）である請求項１〜５、並びに請求項１３及び１４のいずれか１項記載の結合体。
【請求項１８】
ＤＮＡ又はその類似体中にチミン−チミン（Ｔ−Ｔ）塩基対、シトシン−シトシン（Ｃ−Ｃ）塩基対又はシトシン−チミン（Ｃ−Ｔ）塩基対の存在を検出する検出方法であって、
対象となるＤＮＡ又はその類似体（以下、「ＤＮＡ等」と略記する）を水系溶媒に溶解しＤＮＡ等溶液を調製する工程、
ＤＮＡ等溶液を３分して第１〜第３のＤＮＡ等溶液を得る工程、
第１のＤＮＡ等溶液に水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）を溶解しＨｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液を調製する工程、
第２のＤＮＡ等溶液に銀イオン（Ａｇ＋）を溶解しＡｇ＋含有ＤＮＡ等溶液を調製する工程、
Ｈｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液、Ａｇ＋含有ＤＮＡ等溶液、及び第３のＤＮＡ等溶液に関して各々の特性を測定する工程、及び
第３のＤＮＡ等溶液の特性とＨｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液又はＡｇ＋含有ＤＮＡ等溶液の特性とを比較する工程を有し、
測定した特性を比較した結果、
いずれにおいても変化がない場合には、対象となるＤＮＡ等にはＴ−Ｔ塩基対、Ｃ−Ｃ塩基対又はＣ−Ｔ塩基対が存在しないことを示し、
Ｈｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液においてのみ変化がある場合には、対象となるＤＮＡ等にはＴ−Ｔ塩基対が存在することを示し、
Ａｇ＋含有ＤＮＡ等溶液においてのみ変化がある場合には、対象となるＤＮＡ等にはＣ−Ｃ塩基対が存在することを示し、
Ｈｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液及びＡｇ＋含有ＤＮＡ等溶液の双方において変化がある場合には、対象となるＤＮＡ等にはＣ−Ｔ塩基対が存在することを示す、上記方法。
【請求項１９】
前記特性が、熱的安定性、及び電気化学的特性からなる群から選ばれる請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
ＤＮＡ又はその類似体中にチミン−チミン（Ｔ−Ｔ）塩基対、シトシン−シトシン（Ｃ−Ｃ）塩基対又はシトシン−チミン（Ｃ−Ｔ）塩基対の存在を検出する検出方法であって、
対象となるＤＮＡ又はその類似体（以下、「ＤＮＡ等」と略記する）を水系溶媒に溶解しＤＮＡ等溶液を調製する工程、
ＤＮＡ等溶液を３分して第１〜第３のＤＮＡ等溶液を得る工程、
第１のＤＮＡ等溶液に水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）を溶解しＨｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液を調製する工程、
第２のＤＮＡ等溶液に銀イオン（Ａｇ＋）を溶解しＡｇ＋含有ＤＮＡ等溶液を調製する工程、
Ｈｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液、Ａｇ＋含有ＤＮＡ等溶液、及び第３のＤＮＡ等溶液に関して各々の熱変性プロファイルを測定する工程、及び
第３のＤＮＡ等溶液の熱変性プロファイルとＨｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液又はＡｇ＋含有ＤＮＡ等溶液の熱変性プロファイルとを比較する工程を有し、
熱変性プロファイルを比較した結果、
いずれにおいても変化がない場合には、対象となるＤＮＡ等にはＴ−Ｔ塩基対、Ｃ−Ｃ塩基対又はＣ−Ｔ塩基対が存在しないことを示し、
Ｈｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液においてのみ変化がある場合には、対象となるＤＮＡ等にはＴ−Ｔ塩基対が存在することを示し、
Ａｇ＋含有ＤＮＡ等溶液においてのみ変化がある場合には、対象となるＤＮＡ等にはＣ−Ｃ塩基対が存在することを示し、
Ｈｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液及びＡｇ＋含有ＤＮＡ等溶液の双方において変化がある場合には、対象となるＤＮＡ等にはＣ−Ｔ塩基対が存在することを示す、上記方法。
【請求項２１】
１または２以上のＤＮＡ分子又はその類似体（以下、「ＤＮＡ分子等」と略記）を有する金属イオン検出剤であって、該ＤＮＡ分子等は、１又は２以上の第１の塩基を有する金属イオン結合部位を有し、該金属イオン結合部位において第１の塩基−金属イオン−第１の塩基で表される結合によって金属イオンを結合し、この結合により特性変化がもたらされることにより金属イオンを検出することを特徴とする金属イオン検出剤。
【請求項２２】
前記ＤＮＡ分子等が結合感受性部位をさらに有し、前記結合により該結合感受性部位において特性変化がもたらされることにより金属イオンを検出する請求項２１記載の検出剤。
【請求項２３】
前記第１の塩基がチミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれる請求項２１又は２２記載の検出剤。
【請求項２４】
前記第１の塩基が複数個連なる第１の塩基群を形成する請求項２１〜２３のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項２５】
前記金属イオンが、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）、及びニッケルイオン（Ｎｉ２＋）からなる群から選ばれる請求項２１〜２４のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項２６】
前記特性が、蛍光特性、電気的特性及び／又は分光学的特性である請求項２１〜２５のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項２７】
前記第１の塩基がチミン（Ｔ）又はウラシル（Ｕ）、もしくはその誘導体であり、前記金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）、及び／又は銅イオン（Ｃｕ２＋）である請求項２１〜２６のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項２８】
前記第１の塩基がチミン（Ｔ）又はその誘導体であり、前記金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）である請求項２１〜２７のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項２９】
前記第１の塩基がウラシル（Ｕ）又はその誘導体であり、前記金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）である請求項２１〜２７のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項３０】
前記第１の塩基がウラシル（Ｕ）又はその誘導体であり、前記金属イオンが銀イオン（Ａｇ＋）である請求項２１〜２７のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項３１】
前記誘導体が、式Ｘ−１（式中、ＸはＢｒ、Ｆ又はＣＮを示す）又は式Ｘ−２で表される請求項２１〜３０のいずれか１項記載の検出剤。
【化３】
2005058213.tif 000032
【請求項３２】
前記誘導体が、式Ｘ−１（式中、ＸはＢｒ、Ｆ又はＣＮを示す）で表される請求項２１〜３０のいずれか１項記載の検出剤。
【化４】
2005058213.tif 000033
【請求項３３】
前記第１の塩基がシトシン（Ｃ）又はその誘導体であり、前記金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）及び／又はニッケルイオン（Ｎｉ２＋）である請求項２１〜２６のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項３４】
前記第１の塩基がシトシン（Ｃ）又はその誘導体であり、前記金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）である請求項２１〜２６、及び請求項３３のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項３５】
前記誘導体が、式Ｘ−２で表される請求項３３又は３４記載の検出剤。
【化５】
2005058213.tif 000034
【請求項３６】
２個以上の第１の塩基から本質的になる第１の金属イオン結合部位と、２個以上の第２の塩基から本質的になる第２の金属イオン結合部位とがリンカー部位を介して形成される金属イオン検出体を有する金属イオン検出剤であって、該検出体は第１の金属イオン結合部位に結合する第１の結合感受性部位及び第２の金属イオン結合部位に結合する第２の結合感受性部位を有し、前記第１及び第２の金属イオン結合部位の第１及び第２の塩基が環境中に存在する金属イオンを介して結合して第１及び第２の結合感受性部位が近接することにより該結合感受性部位に感受性変化が生じ、これによって金属イオンの存在が検出される、金属イオン検出剤。
【請求項３７】
前記第１及び第２の塩基がチミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれ、第１及び第２の塩基は同じであっても異なってもよい請求項３６記載の検出剤。
【請求項３８】
前記第１の塩基と第２の塩基とは非ワトソン−クリック型塩基対である請求項３６又は３７記載の検出剤。
【請求項３９】
前記第１の塩基と第２の塩基とが同一である請求項３６〜３８のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項４０】
前記金属イオンが、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）、及びニッケルイオン（Ｎｉ２＋）からなる群から選ばれる請求項３６〜３９のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項４１】
前記特性が、蛍光特性、電気的特性及び／又は分光学的特性である請求項３６〜４０のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項４２】
前記第１及び第２の結合感受性部位は、消光性色素残基及び蛍光性色素残基であり、前記第１及び第２の金属イオン結合部位の第１及び第２の塩基が環境中に存在する金属イオンを介して結合して前記消光性色素残基と前記蛍光性色素残基との距離が近接することにより前記金属イオン検出剤の蛍光特性に変化がもたらされて金属イオンの存在が検出される請求項３６〜４１のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項４３】
前記消光性色素残基及び蛍光性色素残基が、ダブシル基と６−フルオレセイン基との組合せである請求項４２記載の検出剤。
【請求項４４】
前記第１の金属イオン結合部位及び前記第２の金属イオン結合部位は、同一鎖長であり、リンカー部位の存在する一端からの同一距離の箇所にワトソン−クリック型塩基対を形成するようにそれぞれの塩基が配置される請求項３６〜４３のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項４５】
前記第１及び第２の金属イオン結合部位、並びに前記リンカー部位は、前記第１の塩基と第２の塩基とワトソン−クリック型塩基対を形成する塩基を全く有さない請求項３６〜４４のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項４６】
前記第１及び第２の塩基がチミン（Ｔ）又はウラシル（Ｕ）、もしくはその誘導体であり、前記金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）、及び／又は銅イオン（Ｃｕ２＋）である請求項３６〜４５のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項４７】
前記第１及び第２の塩基がチミン（Ｔ）又はその誘導体であり、前記金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）である請求項３６〜４６のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項４８】
前記第１及び第２の塩基がウラシル（Ｕ）又はその誘導体であり、前記金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）である請求項３６〜４５のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項４９】
前記第１及び第２の塩基がウラシル（Ｕ）又はその誘導体であり、前記金属イオンが銀イオン（Ａｇ＋）である請求項３６〜４５のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項５０】
前記誘導体が、式Ｘ−１（式中、ＸはＢｒ、Ｆ又はＣＮを示す）又は式Ｘ−２で表される請求項３６〜４９のいずれか１項記載の検出剤。
【化６】
2005058213.tif 000035
【請求項５１】
前記誘導体が、式Ｘ−１（式中、ＸはＢｒ、Ｆ又はＣＮを示す）で表される請求項４８又は４９項記載の検出剤。
【化７】
2005058213.tif 000036
【請求項５２】
前記第１及び第２の塩基がシトシン（Ｃ）又はその誘導体であり、前記金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）及び／又はニッケルイオン（Ｎｉ２＋）である請求項３６〜４５のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項５３】
前記第１及び第２の塩基がシトシン（Ｃ）又はその誘導体であり、前記金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）である請求項３６〜４５、及び請求項５２のいずれか１項記載の検出剤。
【請求項５４】
前記誘導体が、式Ｘ−２で表される請求項５２又は５３記載の検出剤。
【化８】
2005058213.tif 000037
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属イオンとＤＮＡ又はその類似体との結合作用又は結合体に関する。特に、本発明は、該結合作用による、１）ＤＮＡ鎖中のチミン−チミン塩基対、シトシン−シトシン塩基対、又はシトシン−チミン塩基対の検出剤又は検出方法；２）水銀イオン又は銀イオンなどの金属イオンの検出剤又は検出方法；及び３）金属含有ＤＮＡナノワイヤ、特に導電性金属含有ＤＮＡナノワイヤ；に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゲノムプロジェクトが終了した現在、遺伝子解析の目的は、多様性（個体間の差異）の解析へとその注目が移りつつある。ヒトの遺伝的多様性を解析するためのマーカーとしてＳＮＰ（一塩基多様性）が注目されており、個体間のＳＮＰの差異を検出する手法（タイピング手法）の開発が望まれている。タイピングを迅速に遂行する技術を開発する上で、ＤＮＡ二本鎖中の非ワトソン−クリック型塩基対の有無を迅速に検出する手法は不可欠である。しかしながら、ＤＮＡ二本鎖中の非ワトソン−クリック型塩基対の有無を迅速に検出する手法は、未だ十分に開発されていない。
【０００３】
また、ＤＮＡを新規機能性素材、例えば電気伝導性ナノワイヤとして利用する試みに注目が集まっている。天然型ＤＮＡは、積層した核酸塩基対、即ち芳香環のπ電子の相互作用を介して電気伝導性を示すと考えられている。しかしながら、天然型ＤＮＡは、実用化に耐える程良好な電気伝導性及び安定性を有していない。ＤＮＡを修飾することにより、より良好な機能を発揮させる試みが行われている。例えば、ＤＮＡと金属との複合体を調製し、電気伝導性を増強させる方法である。しかしながら、一般に、金属イオンは、ＤＮＡの塩基、糖部、リン酸ジエステル部などに結合し、種々の構造体の混合物を形成することが多く、安定した単一構造を有するＤＮＡ−金属複合体の調製例はほとんど報告されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明の第１の目的は、ＤＮＡ二本鎖中の非ワトソン−クリック型塩基対などの塩基対とある特定の金属イオンとが特異的に結合して形成される結合体を提供することにある。
【０００５】
本発明の第１の目的は、ＤＮＡ二本鎖中の一方の鎖中の第１の塩基と他方の鎖中の第２の塩基とが金属イオンを介して形成される（第１の塩基−金属イオン−第２の塩基）で表される塩基−金属イオン結合を有する結合体を提供することにある。具体的には、第１及び第２の塩基は、チミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれるのがよい。金属イオンは、銀、銅、コバルト、ニッケル、水銀などの金属から選ばれる金属イオンであるのがよい。
【０００６】
また、本発明の第２の目的は、上記結合体の結合作用を利用して、ＤＮＡ二本鎖中の非ワトソン−クリック型塩基対の有無を迅速に検出する手法を提供することにある。具体的には、本発明の目的は、ＤＮＡ二本鎖中の非ワトソン−クリック型塩基対であるチミン−チミン塩基対、シトシン−シトシン塩基対、又はシトシン−チミン塩基対の有無を迅速に検出する手法を提供することにある。
【０００７】
さらに、本発明の第３の目的は、上記結合体の結合作用を利用して、水銀イオンなどの金属イオンを検出する金属イオン検出剤及び金属イオン検出方法を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の第４の目的は、上記結合体の結合作用を利用して、「ＤＮＡ−金属」又は「ＲＮＡ−金属」という結合を有する金属含有ＤＮＡナノワイヤ又は金属含有ＲＮＡナノワイヤ、特に導電性金属含有ＤＮＡナノワイヤ又は導電性金属含有ＲＮＡナノワイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、ＤＮＡ又はその類似体の鎖中の塩基対が金属イオンと選択的に結合すること、及びその結合体が安定に存在することを見出した。
【００１０】
また、本発明者は、上記の選択的結合作用を用いることによって、ＤＮＡ二本鎖中の非ワトソン−クリック型塩基対であるチミン−チミン（Ｔ−Ｔ）塩基対、シトシン−シトシン（Ｃ−Ｃ）塩基対、及び／又はシトシン−チミン（Ｃ−Ｔ）塩基対を、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）及び／又は銀イオン（Ａｇ＋）によって検出する手法を見出した。
【００１１】
さらに、本発明者は、上記の選択的結合作用を用いることにより、ある塩基対を有するＤＮＡ二本鎖又はその類似体によって金属イオンを検出する手法を見出した。より具体的には、非ワトソン−クリック型塩基対であるチミン−チミン（Ｔ−Ｔ）塩基対を有するＤＮＡ二本鎖又はその類似体によって水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）を、又は非ワトソン−クリック型塩基対であるシトシン−シトシン（Ｃ−Ｃ）塩基対を有するＤＮＡ二本鎖又はその類似体によって銀イオン（Ａｇ＋）を、検出する手法を見出した。
【００１２】
また、本発明者は、上記の選択的結合作用を用いることにより、金属含有ＤＮＡナノワイヤ、特に電気伝導性金属含有ＤＮＡナノワイヤを形成できることを見出した。
具体的には、本発明者は、以下の発明を見出した。
【００１３】
＜１＞  チミン−チミン塩基対を有するＤＮＡ又はその類似体と、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）とが、チミン−水銀イオン−チミンの結合を介して形成してなる結合体。
＜２＞  シトシン−シトシン塩基対を有するＤＮＡ又はその類似体と、銀イオン（Ａｇ＋）とが、シトシン−銀イオン−シトシンの結合を介して形成してなる結合体。
【００１４】
＜３＞  ウラシル塩基を有する第１のＲＮＡ又はその類似体と、ウラシル塩基を有する第２のＲＮＡ又はその類似体と、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）とが、ウリジン−水銀イオン−ウリジンの結合を介して形成してなる結合体。
【００１５】
＜４＞  ＤＮＡ又はその類似体中にチミン−チミン（Ｔ−Ｔ）塩基対、シトシン−シトシン（Ｃ−Ｃ）塩基対又はシトシン−チミン（Ｃ−Ｔ）塩基対の存在を検出する検出方法であって、
対象となるＤＮＡ又はその類似体（以下、「ＤＮＡ等」と略記する）を水系溶媒に溶解しＤＮＡ等溶液を調製する工程、
ＤＮＡ等溶液を３分して第１〜第３のＤＮＡ等溶液を得る工程、
第１のＤＮＡ等溶液に水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）を溶解しＨｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液を調製する工程、
第２のＤＮＡ等溶液に銀イオン（Ａｇ＋）を溶解しＡｇ＋含有ＤＮＡ等溶液を調製する工程、
Ｈｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液、Ａｇ＋含有ＤＮＡ等溶液、及び第３のＤＮＡ等溶液に関して各々の特性を測定する工程、及び
第３のＤＮＡ等溶液の特性とＨｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液又はＡｇ＋含有ＤＮＡ等溶液の特性とを比較する工程を有し、
測定した特性を比較した結果、
いずれにおいても変化がない場合には、対象となるＤＮＡ等にはＴ−Ｔ塩基対、Ｃ−Ｃ塩基対又はＣ−Ｔ塩基対が存在しないことを示し、
Ｈｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液においてのみ変化がある場合には、対象となるＤＮＡ等にはＴ−Ｔ塩基対が存在することを示し、
Ａｇ＋含有ＤＮＡ等溶液においてのみ変化がある場合には、対象となるＤＮＡ等にはＣ−Ｃ塩基対が存在することを示し、
Ｈｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液及びＡｇ＋含有ＤＮＡ等溶液の双方において変化がある場合には、対象となるＤＮＡ等にはＣ−Ｔ塩基対が存在することを示す、上記方法。
＜５＞  上記＜４＞において、特性が、熱的安定性、及び電気化学的特性からなる群から選ばれるのがよい。
【００１６】
＜６＞  ＤＮＡ又はその類似体中にチミン−チミン（Ｔ−Ｔ）塩基対、シトシン−シトシン（Ｃ−Ｃ）塩基対又はシトシン−チミン（Ｃ−Ｔ）塩基対の存在を検出する検出方法であって、
対象となるＤＮＡ又はその類似体（以下、「ＤＮＡ等」と略記する）を水系溶媒に溶解しＤＮＡ等溶液を調製する工程、
ＤＮＡ等溶液を３分して第１〜第３のＤＮＡ等溶液を得る工程、
第１のＤＮＡ等溶液に水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）を溶解しＨｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液を調製する工程、
第２のＤＮＡ等溶液に銀イオン（Ａｇ＋）を溶解しＡｇ＋含有ＤＮＡ等溶液を調製する工程、
Ｈｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液、Ａｇ＋含有ＤＮＡ等溶液、及び第３のＤＮＡ等溶液に関して各々の熱変性プロファイルを測定する工程、及び
第３のＤＮＡ等溶液の熱変性プロファイルとＨｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液又はＡｇ＋含有ＤＮＡ等溶液の熱変性プロファイルとを比較する工程を有し、
熱変性プロファイルを比較した結果、
いずれにおいても変化がない場合には、対象となるＤＮＡ等にはＴ−Ｔ塩基対、Ｃ−Ｃ塩基対又はＣ−Ｔ塩基対が存在しないことを示し、
Ｈｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液においてのみ変化がある場合には、対象となるＤＮＡ等にはＴ−Ｔ塩基対が存在することを示し、
Ａｇ＋含有ＤＮＡ等溶液においてのみ変化がある場合には、対象となるＤＮＡ等にはＣ−Ｃ塩基対が存在することを示し、
Ｈｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液及びＡｇ＋含有ＤＮＡ等溶液の双方において変化がある場合には、対象となるＤＮＡ等にはＣ−Ｔ塩基対が存在することを示す、上記方法。
【００１７】
＜７＞  １または２以上のＤＮＡ分子又はその類似体（以下、「ＤＮＡ分子等」と略記）を有する水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）検出剤であって、該ＤＮＡ分子等は、チミン（Ｔ）又はその誘導体（以下、「チミン等」と略記）を有する水銀イオン結合部位を有し、該水銀イオン結合部位においてチミン等−水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）−チミン等で表される結合によって水銀イオンを結合し、この結合により特性変化がもたらされることにより水銀イオンを検出することを特徴とする水銀イオン検出剤。
【００１８】
＜８＞  上記＜７＞において、特性が電気的特性及び／又は分光学的特性であるのがよい。
＜９＞  上記＜７＞又は＜８＞において、誘導体は、以下の式（１）又は式（２）で表される基であるのがよい。
【００１９】
【化９】
2005058213.tif 000002
【００２０】
＜１０＞  １または２以上のＤＮＡ分子又はその類似体（以下、「ＤＮＡ分子等」と略記）を有する水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）検出剤であって、該ＤＮＡ分子等は、チミン（Ｔ）又はその誘導体（以下、「チミン等」と略記）を有する水銀イオン結合部位；及び結合感受性部位を有し、該水銀イオン結合部位においてチミン等−水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）−チミン等で表される結合によって水銀イオンを結合し、この結合により前記結合感受性部位において特性変化がもたらされることにより水銀イオンを検出することを特徴とする水銀イオン検出剤。
【００２１】
＜１１＞  上記＜１０＞において、特性変化が、蛍光特性及び電気的特性からなる群から選ばれる少なくとも１種の変化であるのがよい。
＜１２＞  上記＜１０＞又は＜１１＞において、誘導体は、上記式（１）又は式（２）で表される基であるのがよい。
＜１３＞  上記＜１０＞〜＜１２＞のいずれかにおいて、水銀イオン結合部位が、複数のチミン等から本質的になるのがよい。
【００２２】
＜１４＞  複数のチミン（Ｔ）塩基又はその誘導体（以下、「チミン等」と略記）から本質的になる第１の水銀イオン結合部位と複数のチミン等から本質的になる第２の水銀イオン結合部位とがリンカー部位を介して形成される水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）検出物を有する水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）検出剤であって、該検出物は第１の水銀イオン結合部位に結合する第１の結合感受性部位及び第２の水銀イオン結合部位に結合する第２の結合感受性部位を有し、前記第１及び第２の水銀イオン結合部位のチミン等が環境中に存在する水銀イオンを介して結合し第１及び第２の結合感受性部位が近接することにより該結合感受性部位が感受性変化を生じ、これによって水銀イオンの存在が検出される、水銀イオン検出剤。
【００２３】
＜１５＞  上記＜１４＞において、誘導体は、上記式（１）又は式（２）で表される基であるのがよい。
＜１６＞  上記＜１４＞又は＜１５＞において、第１及び第２の結合感受性部位は、消光性色素残基及び蛍光性色素残基であり、第１及び第２の水銀イオン結合部位のチミン等が環境中に存在する水銀イオンを介して結合して消光性色素残基と蛍光性色素残基との距離が近接することにより水銀イオン検出剤の蛍光特性に変化がもたらされて水銀イオンの存在が検出されるのがよい。
【００２４】
＜１７＞  上記＜１６＞において、消光性色素残基及び蛍光性色素残基が、ダブシル基と６−フルオレセイン基との組合せであるのがよい。
＜１８＞  上記＜１４＞〜＜１７＞のいずれかにおいて、第１の水銀イオン結合部位及び第２の水銀イオン結合部位は、同一鎖長であり、リンカー部位の存在する一端からの同一距離の箇所に一方がＧ塩基を有し他方がＣ塩基を有するようにそれぞれが配置されるのがよい。
＜１９＞  上記＜１４＞〜＜１７＞のいずれかにおいて、第１の水銀イオン結合部位、第２の水銀イオン結合部位、及びリンカー部位は、アデニン（Ａ）塩基を全く有さないのがよい。
【００２５】
＜２０＞  チミン（Ｔ）又はその誘導体（以下、「チミン等」と略記）が連続して少なくとも２個連なる配列を有する第１のＤＮＡ又はその類似体と、チミン等が連続して少なくとも２個連なる配列を有する第２のＤＮＡ又はその類似体とが、チミン等−水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）−チミン等で表される結合であって該結合が少なくとも２個有する結合を介して第１及び第２のＤＮＡ又はその類似体が結合する金属含有ＤＮＡナノワイヤ。
＜２１＞  上記＜２０＞において、金属含有ＤＮＡナノワイヤが導電性を有するのがよい。
【００２６】
＜２２＞  ウラシル（Ｕ）が連続して少なくとも２個連なる配列を有する第１のＲＮＡ又はその類似体と、ウラシル（Ｕ）が連続して少なくとも２個連なる配列を有する第２のＲＮＡ又はその類似体とが、Ｕ−水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）−Ｕの結合であって該結合が少なくとも２個有する結合を介して第１及び第２のＲＮＡ又はその類似体が結合する金属含有ナノワイヤ。
＜２３＞  上記＜２２＞において、金属含有ナノワイヤが導電性を有するのがよい。
【００２７】
＜２４＞  第１及び第２の一本鎖核酸又はその誘導体；及び金属イオンを有する結合体であって、第１の一本鎖核酸又はその誘導体が第１の塩基を有し、第２の一本鎖核酸又はその誘導体が第２の塩基を有し、該第１の塩基と第２の塩基とが（第１の塩基−金属イオン−第２の塩基）で表される塩基−金属イオン結合を形成し、前記第１の塩基がチミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれ、前記第２の塩基がチミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれ、第１の塩基と第２の塩基とは同じであっても異なってもよい、上記結合体。
【００２８】
＜２５＞  上記＜２４＞において、第１の塩基と第２の塩基とは非ワトソン−クリック型塩基対であるのがよい。
＜２６＞  上記＜２４＞又は＜２５＞において、第１の塩基は同種の塩基が少なくとも２個連なり、第２の塩基は同種の塩基が少なくとも２個連なるのがよい。
＜２７＞  上記＜２４＞〜＜２６＞のいずれかにおいて、第１の塩基と第２の塩基とが同じであるのがよい。
【００２９】
＜２８＞  上記＜２４＞〜＜２７＞のいずれかにおいて、金属イオンの金属が銀、銅、コバルト、ニッケル及び水銀からなる群から選ばれる少なくとも１種であるのがよい。
＜２９＞  上記＜２４＞〜＜２８＞のいずれかにおいて、第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいチミン（Ｔ）又はチミン（Ｔ）誘導体であるのがよい。
＜３０＞  上記＜２４＞〜＜２９＞のいずれかにおいて、第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいチミン（Ｔ）又はチミン（Ｔ）誘導体であり、前記金属イオンが、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）であるのがよい。
【００３０】
＜３１＞  上記＜２４＞〜＜２８＞のいずれかにおいて、第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいシトシン（Ｃ）又はシトシン（Ｃ）誘導体であるのがよい。
＜３２＞  上記＜２４＞〜＜２８＞及び＜３１＞のいずれかにおいて、第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいシトシン（Ｃ）又はシトシン（Ｃ）誘導体であり、前記金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）及び／又はニッケルイオン（Ｎｉ２＋）であるのがよい。
＜３３＞  上記＜２４＞〜＜２８＞、＜３１＞及び＜３２＞のいずれかにおいて、第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいシトシン（Ｃ）又はシトシン（Ｃ）誘導体であり、金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）であるのがよい。
【００３１】
＜３４＞  上記＜２４＞〜＜２８＞及び＜３１＞〜＜３３＞のいずれかにおいて、シトシン（Ｃ）誘導体が、式Ｃ−１で表されるのがよい。
【００３２】
【化１０】
2005058213.tif 000003
【００３３】
＜３５＞  上記＜２４＞〜＜２８＞及び＜３１＞〜＜３３＞のいずれかにおいて、第１の塩基及び第２の塩基は、シトシン（Ｃ）であり、金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）であるのがよい。
＜３６＞  上記＜２４＞〜＜２８＞のいずれかにおいて、第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいウラシル（Ｕ）又はウラシル（Ｕ）誘導体であるのがよい。
＜３７＞  上記＜２４＞〜＜２８＞及び＜３６＞のいずれかにおいて、第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいウラシル（Ｕ）又はウラシル（Ｕ）誘導体であり、金属イオンが、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）、及び／又は銅イオン（Ｃｕ２＋）であるのがよい。
【００３４】
＜３８＞  上記＜２４＞〜＜２８＞、＜３６＞及び＜３７＞のいずれかにおいて、ウラシル（Ｕ）誘導体が、式Ｕ−１（式中、ＸはＢｒ、Ｆ又はＣＮを示す）で表されるのがよい。
【００３５】
【化１１】
2005058213.tif 000004
【００３６】
＜３９＞  上記＜２４＞〜＜２８＞、＜３６＞及び＜３７＞のいずれかにおいて、第１の塩基及び第２の塩基は、ウラシル（Ｕ）であり、金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）であるのがよい。
＜４０＞  上記＜２４＞〜＜２８＞、＜３６＞及び＜３７＞のいずれかにおいて、第１の塩基及び第２の塩基は、ウラシル（Ｕ）であり、金属イオンが、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）であるのがよい。
【００３７】
＜４１＞  １または２以上のＤＮＡ分子又はその類似体（以下、「ＤＮＡ分子等」と略記）を有する金属イオン検出剤であって、該ＤＮＡ分子等は、１又は２以上の第１の塩基を有する金属イオン結合部位を有し、該金属イオン結合部位において第１の塩基−金属イオン−第１の塩基で表される結合によって金属イオンを結合し、この結合により特性変化がもたらされることにより金属イオンを検出することを特徴とする金属イオン検出剤。
【００３８】
＜４２＞  上記＜４１＞において、ＤＮＡ分子等が結合感受性部位をさらに有し、前記結合により該結合感受性部位において特性変化がもたらされることにより金属イオンを検出するのがよい。
＜４３＞  上記＜４１＞又は＜４２＞において、第１の塩基がチミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれるのがよい。
【００３９】
＜４４＞  上記＜４１＞〜＜４３＞のいずれかにおいて、第１の塩基が複数個連なる第１の塩基群を形成するのがよい。
＜４５＞  上記＜４１＞〜＜４４＞のいずれかにおいて、金属イオンが、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）、及びニッケルイオン（Ｎｉ２＋）からなる群から選ばれるのがよい。
＜４６＞  上記＜４１＞〜＜４５＞のいずれかにおいて、特性が、蛍光特性、電気的特性及び／又は分光学的特性であるのがよい。
【００４０】
＜４７＞  上記＜４１＞〜＜４６＞のいずれかにおいて、第１の塩基がチミン（Ｔ）又はウラシル（Ｕ）、もしくはその誘導体であり、金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）、及び／又は銅イオン（Ｃｕ２＋）であるのがよい。
＜４８＞  上記＜４１＞〜＜４７＞のいずれかにおいて、第１の塩基がチミン（Ｔ）又はその誘導体であり、金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）であるのがよい。
【００４１】
＜４９＞  上記＜４１＞〜＜４７＞のいずれかにおいて、第１の塩基がウラシル（Ｕ）又はその誘導体であり、金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）であるのがよい。
＜５０＞  上記＜４１＞〜＜４７＞のいずれかにおいて、第１の塩基がウラシル（Ｕ）又はその誘導体であり、金属イオンが銀イオン（Ａｇ＋）であるのがよい。
＜５１＞  上記＜４１＞〜＜５０＞のいずれかにおいて、誘導体が、式Ｘ−１（式中、ＸはＢｒ、Ｆ又はＣＮを示す）又は式Ｘ−２で表されるのがよい。
【００４２】
【化１２】
2005058213.tif 000005
【００４３】
＜５２＞  上記＜４１＞〜＜５０＞のいずれかにおいて、誘導体が、式Ｘ−１（式中、ＸはＢｒ、Ｆ又はＣＮを示す）で表されるのがよい。
【００４４】
【化１３】
2005058213.tif 000006
【００４５】
＜５３＞  上記＜４１＞〜＜４６＞のいずれかにおいて、第１の塩基がシトシン（Ｃ）又はその誘導体であり、金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）及び／又はニッケルイオン（Ｎｉ２＋）であるのがよい。
＜５４＞  上記＜４１＞〜＜４６＞及び＜５３＞のいずれかにおいて、第１の塩基がシトシン（Ｃ）又はその誘導体であり、金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）であるのがよい。
＜５５＞  上記＜５３＞又は＜５４＞において、誘導体が、式Ｘ−２で表されるのがよい。
【００４６】
【化１４】
2005058213.tif 000007
【００４７】
＜５６＞  ２個以上の第１の塩基から本質的になる第１の金属イオン結合部位と、２個以上の第２の塩基から本質的になる第２の金属イオン結合部位とがリンカー部位を介して形成される金属イオン検出体を有する金属イオン検出剤であって、該検出体は第１の金属イオン結合部位に結合する第１の結合感受性部位及び第２の金属イオン結合部位に結合する第２の結合感受性部位を有し、前記第１及び第２の金属イオン結合部位の第１及び第２の塩基が環境中に存在する金属イオンを介して結合して第１及び第２の結合感受性部位が近接することにより該結合感受性部位に感受性変化が生じ、これによって金属イオンの存在が検出される、金属イオン検出剤。
【００４８】
＜５７＞  上記＜５６＞において、第１及び第２の塩基がチミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれ、第１及び第２の塩基は同じであっても異なってもよい。
＜５８＞  上記＜５６＞又は＜５７＞において、第１の塩基と第２の塩基とは非ワトソン−クリック型塩基対であるのがよい。
＜５９＞  上記＜５６＞〜＜５８＞のいずれかにおいて、第１の塩基と第２の塩基とが同一であるのがよい。
【００４９】
＜６０＞  上記＜５６＞〜＜５９＞のいずれかにおいて、金属イオンが、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）、及びニッケルイオン（Ｎｉ２＋）からなる群から選ばれるのがよい。
＜６１＞  上記＜５６＞〜＜６０＞のいずれかにおいて、特性が、蛍光特性、電気的特性及び／又は分光学的特性であるのがよい。
＜６２＞  上記＜５６＞〜＜６１＞のいずれかにおいて、第１及び第２の結合感受性部位は、消光性色素残基及び蛍光性色素残基であり、第１及び第２の金属イオン結合部位の第１及び第２の塩基が環境中に存在する金属イオンを介して結合して消光性色素残基と蛍光性色素残基との距離が近接することにより金属イオン検出剤の蛍光特性に変化がもたらされて金属イオンの存在が検出されるのがよい。
＜６３＞  上記＜６２＞において、消光性色素残基及び蛍光性色素残基が、ダブシル基と６−フルオレセイン基との組合せであるのがよい。
【００５０】
＜６４＞  上記＜５６＞〜＜６３＞のいずれかにおいて、第１の金属イオン結合部位及び第２の金属イオン結合部位は、同一鎖長であり、リンカー部位の存在する一端からの同一距離の箇所にワトソン−クリック型塩基対を形成するようにそれぞれの塩基が配置されるのがよい。
＜６５＞  上記＜５６＞〜＜６４＞のいずれかにおいて、第１及び第２の金属イオン結合部位、並びにリンカー部位は、第１の塩基と第２の塩基とがワトソン−クリック型塩基対を形成する塩基を全く有さないのがよい。
【００５１】
＜６６＞  上記＜５６＞〜＜６５＞のいずれかにおいて、第１及び第２の塩基がチミン（Ｔ）又はウラシル（Ｕ）、もしくはその誘導体であり、金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）、及び／又は銅イオン（Ｃｕ２＋）であるのがよい。
＜６７＞  上記＜５６＞〜＜６６＞のいずれかにおいて、第１及び第２の塩基がチミン（Ｔ）又はその誘導体であり、金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）であるのがよい。
【００５２】
＜６８＞  上記＜５６＞〜＜６５＞のいずれかにおいて、第１及び第２の塩基がウラシル（Ｕ）又はその誘導体であり、金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）であるのがよい。
＜６９＞  上記＜５６＞〜＜６５＞のいずれかにおいて、第１及び第２の塩基がウラシル（Ｕ）又はその誘導体であり、金属イオンが銀イオン（Ａｇ＋）であるのがよい。
＜７０＞  上記＜５６＞〜＜６９＞のいずれかにおいて、誘導体が、式Ｘ−１（式中、ＸはＢｒ、Ｆ又はＣＮを示す）又は式Ｘ−２で表されるのがよい。
【００５３】
【化１５】
2005058213.tif 000008
【００５４】
＜７１＞  上記＜６８＞又は＜６９＞において、誘導体が、式Ｘ−１（式中、ＸはＢｒ、Ｆ又はＣＮを示す）で表されるのがよい。
【００５５】
【化１６】
2005058213.tif 000009
【００５６】
＜７２＞  上記＜５６＞〜＜６５＞のいずれかにおいて、第１及び第２の塩基がシトシン（Ｃ）又はその誘導体であり、金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）及び／又はニッケルイオン（Ｎｉ２＋）であるのがよい。
＜７３＞  上記＜５６＞〜＜６５＞及び＜７２＞のいずれかにおいて、第１及び第２の塩基がシトシン（Ｃ）又はその誘導体であり、金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）であるのがよい。
＜７４＞  上記＜７２＞又は＜７３＞において、誘導体が、式Ｘ−２で表されるのがよい。
【００５７】
【化１７】
2005058213.tif 000010
【００５８】
＜７５＞  チミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）、アデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれる第１の塩基を有する第１のＤＮＡ又はその類似体と、チミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）、アデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれる第２の塩基を有する第２のＤＮＡ又はその類似体とが、（第１の塩基−金属イオン−第２の塩基）で表される塩基−金属イオン結合を介して結合する金属含有ＤＮＡナノワイヤ。
【００５９】
＜７６＞  上記＜７５＞において、第１の塩基がチミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれ、第２の塩基がチミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれ、第１の塩基と第２の塩基とは同じであっても異なってもよい。
＜７７＞  上記＜７５＞又は＜７６＞において、第１の塩基と第２の塩基とは非ワトソン−クリック型塩基対であってもよい。
＜７８＞  上記＜７５＞〜＜７７＞のいずれかにおいて、第１の塩基と第２の塩基とは同じであっても異なっていてもよい。
＜７９＞  上記＜７５＞〜＜７８＞のいずれかにおいて、第１の塩基と第２の塩基とは同じであるのがよい。
【００６０】
＜８０＞  上記＜７５＞〜＜７９＞のいずれかにおいて、第１及び第２の塩基は、少なくとも２個連なるのがよい。
＜８１＞  上記＜７５＞〜＜８０＞のいずれかにおいて、金属含有ＤＮＡナノワイヤが導電性を有するのがよい。
【００６１】
＜８２＞  上記＜７５＞〜＜８１＞のいずれかにおいて、金属イオンの金属は、銀、銅、コバルト、ニッケル及び水銀からなる群から選ばれるのがよい。
＜８３＞  上記＜７５＞〜＜８２＞のいずれかにおいて、第１の塩基及び第２の塩基が、チミン（Ｔ）又はその誘導体であるのがよい。
＜８４＞  上記＜７５＞〜＜８３＞のいずれかにおいて、第１の塩基及び第２の塩基が、チミン（Ｔ）又はその誘導体であり、金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）であるのがよい。
【００６２】
＜８５＞  上記＜７５＞〜＜８２＞のいずれかにおいて、第１の塩基及び第２の塩基が、ウラシル（Ｕ）又はその誘導体であるのがよい。
＜８６＞  上記＜７５＞〜＜８２＞のいずれかにおいて、第１の塩基及び第２の塩基が、式Ｕ−１（式中、ＸはＨ、Ｂｒ、Ｆ又はＣＮを示す）で表されるウラシル（Ｕ）又はその誘導体であり、金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）又は銅イオン（Ｃｕ２＋）であるのがよい。
【００６３】
【化１８】
2005058213.tif 000011
【００６４】
＜８７＞  上記＜８６＞において、第１の塩基及び第２の塩基が、上記式Ｕ−１（式中、ＸはＢｒ、Ｆ又はＣＮを示す）で表されるウラシル誘導体であり、金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）又は銅イオン（Ｃｕ２＋）であるのがよい。
＜８８＞  上記＜７５＞〜＜８２＞のいずれかにおいて、第１の塩基及び第２の塩基が、シトシン（Ｃ）又はその誘導体であるのがよい。
＜８９＞  上記＜７５＞〜＜８２＞のいずれかにおいて、第１の塩基及び第２の塩基が、シトシン（Ｃ）又は式Ｃ−１で表されるシトシン誘導体であり、金属イオンが銀イオン（Ａｇ＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）又はニッケルイオン（Ｎｉ２＋）であるのがよい。
【００６５】
【化１９】
2005058213.tif 000012
【００６６】
＜９０＞  上記＜７５＞〜＜８２＞のいずれかにおいて、第１及び第２の塩基が、シトシン（Ｔ）であり、金属イオンが銀イオン（Ａｇ＋）であるのがよい。
【発明の効果】
【００６７】
本発明により、ＤＮＡ二本鎖中の非ワトソン−クリック型塩基対などの塩基対とある特定の金属イオンとが特異的に結合して形成される結合体を提供することができる。
また、本発明により、上記結合体の結合作用を利用して、ＤＮＡ二本鎖中の非ワトソン−クリック型塩基対の有無を迅速に検出する手法を提供することができる。
さらに、本発明により、上記結合体の結合作用を利用して、水銀イオンなどの金属イオンを検出する金属イオン検出剤及び金属イオン検出方法を提供することができる。
また、本発明により、上記結合体の結合作用を利用して、「ＤＮＡ−金属」又は「ＲＮＡ−金属」という結合を有する金属含有ＤＮＡナノワイヤ又は金属含有ＲＮＡナノワイヤ、特に導電性金属含有ＤＮＡナノワイヤ又は導電性金属含有ＲＮＡナノワイヤを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明者は、ＤＮＡ二本鎖中の一方の鎖中の第１の塩基と他方の鎖中の第２の塩基とが金属イオンを介して（第１の塩基−金属イオン−第２の塩基）で表される塩基−金属イオン結合を形成することを見出した。例えば、塩基対が非ワトソン−クリック型塩基対である場合に、この結合が生じることを見出した。また、金属イオンは、銀、銅、コバルト、ニッケル、水銀などの金属から選ばれる金属イオンであることを見出した。本発明者は、例えば、非ワトソン−クリック型塩基対であるチミン−チミン（Ｔ−Ｔ）塩基対と水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）とが選択的に結合するか、シトシン−シトシン（Ｃ−Ｃ）塩基対と銀イオン（Ａｇ＋）とが選択的に結合するか、又はシトシン−チミン（Ｃ−Ｔ）塩基対と水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）及び／又は銀イオン（Ａｇ＋）とが選択的に結合することによって本発明の結合体が形成されることを見出した。
また、本発明者は、ＲＮＡに含まれるウリジン（Ｕ）が水銀イオンと選択的に結合し、ウリジンを含む第１のＲＮＡ又はその類似体と、ウリジンを含む第２のＲＮＡ又はその類似体とが、水銀イオンを介して結合する本発明の結合体が形成されることを見出した。本発明の第１の面は、これらの結合体を提供することである。
【００６９】
即ち、本発明の第１の面により、第１及び第２の一本鎖核酸又はその誘導体；及び金属イオンを有する結合体が提供される。ここで、第１の一本鎖核酸又はその誘導体が第１の塩基を有し、第２の一本鎖核酸又はその誘導体が第２の塩基を有し、該第１の塩基と第２の塩基とが（第１の塩基−金属イオン−第２の塩基）で表される塩基−金属イオン結合を形成する。また、第１の塩基がチミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）、アデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれ、第２の塩基がチミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）、アデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれる。第１の塩基と第２の塩基とは同じであっても異なってもよい。なお、第１の一本鎖核酸又はその誘導体と第２の一本鎖核酸又はその誘導体とは、上述の塩基−金属イオン結合の他の箇所の全て又は一部において、ワトソン−クリック型結合を形成してもよい。
第１の塩基と第２の塩基とは非ワトソン−クリック型塩基対であってもよい。
本発明の第１の面において、金属イオンの金属は、銀、銅、コバルト、ニッケル及び水銀からなる群から選ばれる少なくとも１種であるのがよい。
【００７０】
本発明の第１の面において、第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいチミン（Ｔ）又はチミン（Ｔ）誘導体であるのがよい。また、この場合、金属イオンが、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）であるのがよい。
【００７１】
また、本発明の第１の面において、第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいシトシン（Ｃ）又はシトシン（Ｃ）誘導体であるのがよい。この場合、金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）及び／又はニッケルイオン（Ｎｉ２＋）であるのがよい。例えば、第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいシトシン（Ｃ）又はシトシン（Ｃ）誘導体であり、金属イオンは、銀イオン（Ａｇ＋）であるのがよく、特に第１の塩基及び第２の塩基は、シトシン（Ｃ）であるのがよい。
シトシン（Ｃ）誘導体は、式Ｃ−１で表されるのがよい。
【００７２】
【化２０】
2005058213.tif 000013
【００７３】
また、本発明の第１の面において、第１の塩基及び第２の塩基は、同じであっても異なってもよいウラシル（Ｕ）又はウラシル（Ｕ）誘導体であるのがよい。この場合、金属イオンは、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）、及び／又は銅イオン（Ｃｕ２＋）であるのがよい。例えば、第１の塩基及び第２の塩基は、ウラシル（Ｕ）であり、金属イオンが銀イオン（Ａｇ＋）であるのがよい。または、第１の塩基及び第２の塩基は、ウラシル（Ｕ）であり、金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）であるのがよい。
ウラシル（Ｕ）誘導体は、式Ｕ−１（式中、ＸはＢｒ、Ｆ又はＣＮを示す）で表されるのがよい。
【００７４】
【化２１】
2005058213.tif 000014
【００７５】
本発明者は、上記金属と特異的に結合する塩基対との結合作用を用いて、１）ＤＮＡ鎖中の非ワトソン−クリック型塩基対であるチミン−チミン塩基対、シトシン−シトシン塩基対、又はシトシン−チミン塩基対の検出剤又は検出方法；及び２）水銀イオン又は銀イオンの検出剤又は検出方法；を見出した。さらに、本発明者は、上記結合作用を用いて、３）金属含有ＤＮＡナノワイヤ、特に導電性金属含有ＤＮＡナノワイヤ；が形成され得ることを見出した。以下、それぞれの発明について詳細に説明する。
【００７６】
＜ＤＮＡ鎖中の非ワトソン−クリック型塩基対の検出剤又は検出方法＞
本発明の第２の面は、ＤＮＡ鎖中の非ワトソン−クリック型塩基対の検出剤又は検出方法を提供する。
特に、本発明の第２の面は、ＤＮＡ又はその類似体中にチミン−チミン（Ｔ−Ｔ）塩基対、シトシン−シトシン（Ｃ−Ｃ）塩基対又はシトシン−チミン（Ｃ−Ｔ）塩基対の存在を検出する検出方法を提供する。
【００７７】
この方法は、ａ）対象となるＤＮＡ又はその類似体（以下、「ＤＮＡ等」と略記する）を水系溶媒、好ましくは緩衝液に溶解しＤＮＡ等溶液を調製する工程、ｂ）ＤＮＡ等溶液を３分して第１〜第３のＤＮＡ等溶液を得る工程、ｃ）第１のＤＮＡ等溶液に水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）を溶解しＨｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液を調製する工程、ｄ）第２のＤＮＡ等溶液に銀イオン（Ａｇ＋）を溶解しＡｇ＋含有ＤＮＡ等溶液を調製する工程、ｅ）Ｈｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液、Ａｇ＋含有ＤＮＡ等溶液、及び第３のＤＮＡ等溶液に関して各々の特性を測定する工程、及びｆ）第３のＤＮＡ等溶液の特性とＨｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液又はＡｇ＋含有ＤＮＡ等溶液の特性とを比較する工程を有する。
【００７８】
さらに、上記ｆ）工程後、次のように、非ワトソン−クリック型塩基対を検出する。即ち、測定した特性、例えば測定した熱的安定性を比較した結果、いずれの溶液においても変化がない場合には、対象となるＤＮＡ等にはＴ−Ｔ塩基対、Ｃ−Ｃ塩基対又はＣ−Ｔ塩基対が存在しないことを示し、Ｈｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液においてのみ変化がある場合には、対象となるＤＮＡ等にはＴ−Ｔ塩基対が存在することを示し、Ａｇ＋含有ＤＮＡ等溶液においてのみ変化がある場合には、対象となるＤＮＡ等にはＣ−Ｃ塩基対が存在することを示し、Ｈｇ（II）２＋含有ＤＮＡ等溶液及びＡｇ＋含有ＤＮＡ等溶液の双方において変化がある場合には、対象となるＤＮＡ等にはＣ−Ｔ塩基対が存在することを示す。
【００７９】
ここで測定する特性は、それぞれの塩基対がある金属イオンと結合することによって変化が生じる特性であれば、特に限定されない。このような特性として、熱的安定性、及び電気化学的特性などを挙げることができ、熱的安定性であるのが好ましい。
【００８０】
本発明の第２の面において、ＤＮＡ又はその類似体は、天然又は合成のＤＮＡであって２本鎖ＤＮＡ又はその類似体である。
【００８１】
＜水銀イオン又は銀イオンなどの金属イオンの検出剤又は検出方法＞
本発明の第３の面は、本発明の第１の面の結合作用を用いて、水銀イオン又は銀イオンなどの金属イオンの検出剤又は検出方法を提供する。
【００８２】
本発明の第３の面の金属イオン検出剤は、１または２以上のＤＮＡ分子又はその類似体（以下、「ＤＮＡ分子等」と略記）を有する金属イオン検出剤であって、該ＤＮＡ分子等は、１又は２以上の第１の塩基を有する金属イオン結合部位を有し、該金属イオン結合部位において第１の塩基−金属イオン−第１の塩基で表される結合によって金属イオンを結合し、この結合により特性変化がもたらされることにより金属イオンを検出することを特徴とする。
上記金属イオン検出剤は、ＤＮＡ分子等が結合感受性部位をさらに有し、結合により該結合感受性部位において特性変化がもたらされることにより金属イオンを検出するのがよい。
なお、結合により変化がもたらされる特性は、蛍光特性、電気的特性及び／又は分光学的特性であるのがよい。
【００８３】
本発明の第３の面において、第１の塩基は、チミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）、アデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれるのがよく、好ましくはチミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれるのがよい。
第１の塩基は、複数個連なる第１の塩基群を形成するのがよい。
【００８４】
本発明の第３の面において、金属イオンは、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）、及びニッケルイオン（Ｎｉ２＋）からなる群から選ばれるのがよい。
【００８５】
特に、第１の塩基がチミン（Ｔ）又はウラシル（Ｕ）、もしくはその誘導体であり、金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）、及び／又は銅イオン（Ｃｕ２＋）であるのがよく、この場合、第１の塩基がチミン（Ｔ）又はその誘導体であり、金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）であるのがよい。
【００８６】
また、第１の塩基がウラシル（Ｕ）又はその誘導体であり、金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）であるか又は銀イオン（Ａｇ＋）であるのがよい。
さらに、第１の塩基がシトシン（Ｃ）又はその誘導体であり、金属イオンが、銀イオン（Ａｇ＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）及び／又はニッケルイオン（Ｎｉ２＋）であるのがよく、好ましくは金属イオンが銀イオン（Ａｇ＋）であるのがよい。
【００８７】
なお、誘導体は、前述の式Ｘ−１（式中、ＸはＢｒ、Ｆ又はＣＮを示す）又は式Ｘ−２で表される化合物であるのがよい。    
【００８８】
また、本発明の第３の面の金属イオン検出剤は、２個以上の第１の塩基から本質的になる第１の金属イオン結合部位と、２個以上の第２の塩基から本質的になる第２の金属イオン結合部位とがリンカー部位を介して形成される金属イオン検出体を有する金属イオン検出剤であって、該検出体は第１の金属イオン結合部位に結合する第１の結合感受性部位及び第２の金属イオン結合部位に結合する第２の結合感受性部位を有し、前記第１及び第２の金属イオン結合部位の第１及び第２の塩基が環境中に存在する金属イオンを介して結合して第１及び第２の結合感受性部位が近接することにより該結合感受性部位に感受性変化が生じ、これによって金属イオンの存在が検出されることを特徴とする。
【００８９】
ここで、第１及び第２の塩基は、チミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）、アデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれるのがよく、好ましくはチミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれるのがよい。第１及び第２の塩基は同じであっても異なってもよい。第１の塩基と第２の塩基とは非ワトソン−クリック型塩基対であるのがよい。
第１の塩基と第２の塩基とが同一であるのがよい。
【００９０】
第１及び第２の結合感受性部位は、消光性色素残基及び蛍光性色素残基であり、第１及び第２の金属イオン結合部位の第１及び第２の塩基が環境中に存在する金属イオンを介して結合して消光性色素残基と蛍光性色素残基との距離が近接することにより金属イオン検出剤の蛍光特性に変化がもたらされて金属イオンの存在が検出されるのがよい。この場合、消光性色素残基及び蛍光性色素残基が、ダブシル基と６−フルオレセイン基との組合せであるのがよい。
【００９１】
第１の金属イオン結合部位及び第２の金属イオン結合部位は、同一鎖長であり、リンカー部位の存在する一端からの同一距離の箇所にワトソン−クリック型塩基対を形成するようにそれぞれの塩基が配置されるのがよい。
第１及び第２の金属イオン結合部位、並びにリンカー部位は、第１の塩基と第２の塩基とがワトソン−クリック型塩基対を形成する塩基を全く有さないのがよい。
【００９２】
より具体的には、本発明の第３の面は、水銀イオン（Ｈｇ２＋イオン）検出剤を提供することができる。
本発明の水銀イオン検出剤は、１または２以上のＤＮＡ分子又はその類似体（以下、「１または２以上のＤＮＡ分子又はその類似体」を『ＤＮＡ分子等』と略記する）を有して構成される。該ＤＮＡ分子等は、チミン（Ｔ）又はその誘導体（以下、「チミン（Ｔ）又はその誘導体」を『チミン等』と略記する）を有する水銀イオン結合部位を有する。本発明の水銀イオン検出剤は、後述するＤＮＡ分子等以外を有すれば、特に形態等は限定されない。例えば、本発明の水銀イオン検出剤は、ＤＮＡ分子等を溶解した液状物であってもＤＮＡ分子等を有する固形物であってもよい。
【００９３】
ＤＮＡ分子等は、チミン等から本質的になる水銀イオン結合部位を有し、該水銀イオン結合部位において、チミン等−水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）−チミン等で表される結合により水銀イオンが結合される。この結合は、ＤＮＡ分子等の１分子内で生じても、分子間で生じてもよい。なお、分子内で結合が生じる場合であっても分子間で結合が生じる場合であっても、結合中心であるＨｇ(II)２＋近傍において、結合に関与する二本鎖は逆平行型で隣接する。即ち、結合に関与する一方の鎖は５’→３’方向であって、結合に関与する他方の鎖は３’→５’方向に配置される。
なお、「チミン等」とは、上述のように、チミン（Ｔ）又はその誘導体を意味する。誘導体としては、例えば上記式（１）又は（２）で表される基を挙げることができる。
【００９４】
また、ＤＮＡ分子等は、水銀イオン結合部位の他に、結合感受性部位、例えば消光性色素残基と蛍光性残基との組合わせなどを有するのがよく、水銀イオン結合部位に水銀イオンが結合すると該結合感受性部位に特性変化がもたらすように結合感受性部位を配置及び設計するのがよい。例えば、結合感受性部位、例えば消光性色素残基と蛍光性残基との組合わせなどは、チミン等−水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）−チミン等で表される結合によりそれらが隣接するような位置に配置するのがよい。より具体的には、結合感受性部位は、水銀イオン結合部位の末端又は中間部に結合させて単数又は複数配置するのがよい。なお、複数配置することにより、結合感受性部位による感度を向上させることができる。
【００９５】
本発明の第３の面において、ＤＮＡ分子又はその類似体は、一本鎖であっても二本鎖であってもよい天然又は合成のＤＮＡ又はその類似体である。好ましくは、次のように構成される合成ＤＮＡであるのが好ましい。即ち、水銀イオン結合部位は、複数のチミン等のみからなるか又は複数のチミン等から本質的になるのがよい。チミン塩基が複数連なって構成されることにより、水銀イオンとの結合部位が多数存在させることができるからである。
【００９６】
また、水銀イオン結合部位は、複数のチミン塩基の他に、グアニン（Ｇ）塩基又はシトシン（Ｃ）塩基を比較的少ない割合で有していてもよい。グアニン塩基とシトシン塩基とは、ワトソン−クリック塩基対であるため、次のような作用をもたらす。即ち、水銀イオン検出剤が、以下の［化２２］に示すように、第１の水銀イオン結合部位と第２の水銀イオン結合部位とを有し、第１の水銀イオン結合部位にはＣ塩基が、第２の水銀イオン結合部位にはＧ塩基が存在する場合を考慮する。水銀イオンの存在がない場合には、たとえＧ塩基とＣ塩基とがワトソン−クリック塩基対であったとしても、その存在が少量であるため、第１の水銀イオン結合部位と第２の水銀イオン結合部位とが隣接するように配置されず、以下の［化２２］に示すようなほぼ直鎖状の分子状態にある。
【００９７】
しかしながら、この状態に水銀イオンが存在すると、第１の水銀イオン結合部位のＴ塩基と第２の水銀イオン結合部位のＴ塩基とが、水銀イオンを介して、隣接する状態となる。また、Ｇ塩基とＣ塩基とがワトソン−クリック塩基対であるため、第１の水銀イオン結合部位と第２の水銀イオン結合部位とは、Ｇ塩基とＣ塩基とが隣接するように、配置される。
【００９８】
さらに、水銀イオン検出剤が、以下の［化２２］に示すように、該水銀イオン検出剤の一端であって第１の水銀イオン結合部位の端に消光性色素残基を、該水銀イオン検出剤の他端であって第２の水銀イオン結合部位の端に蛍光性残基を、それぞれ有することにより、次のような作用をもたらす。即ち、以下の［化２２］が示すようなほぼ直鎖状の分子状態の場合、消光性色素残基と蛍光性色素残基とは、離間して存在する。一方、水銀イオン存在下においては、図１に示すように、消光性色素残基と蛍光性色素残基とが隣接するように配置する。したがって、水銀イオンの非存在下と存在下では、水銀イオン検出剤の蛍光特性が異なってくる。この蛍光特性の差異により、水銀イオンを検出することができる。
【００９９】
【化２２】
2005058213.tif 000015
【０１００】
上記［化２２］又は図１では、水銀イオン検出剤は、分子内で結合しているが、分子間でも結合できる。分子間の場合であっても分子内結合と同様に、結合感受性部位、例えば消光性色素残基と蛍光性色素残基とが離間・隣接することによって、蛍光特性に差異が生じる。
【０１０１】
上記［化２２］又は図１に記載するように、第１の水銀イオン結合部位及び前記第２の水銀イオン結合部位は、リンカー部位を介して結合されるのがよい。リンカー部位は、屈曲可能であれば、特に限定されないが、好ましくは複数のリン酸エステル基からなるか、複数のシトシン（Ｃ）塩基のみからなるか又は複数のグアニン塩基（Ｇ）のみからなるのがよい。
第１の水銀イオン結合部位及び前記第２の水銀イオン結合部位は、同一鎖長であるのがよく、且つリンカー部位の存在する一端からの同一距離の箇所に一方がＧ塩基を有し他方がＣ塩基を有するのがよい。
また、水銀イオン検出剤は、アデニン（Ａ）塩基を全く有さないのがよい。特に、水銀イオン検出剤が第１の水銀イオン結合部位、第２の水銀イオン結合部位、及びリンカー部位を有する場合、各部位がアデニン（Ａ）塩基を全く有さないのがよい。
【０１０２】
上記［化２２］又は図１では、該水銀イオン結合部位に水銀イオンが結合すると特性変化をもたらす結合感受性部位として、蛍光特性に変化をもたらす組合せ、例えば消光性色素残基と蛍光性色素残基との組合せを挙げたが、これに限定されるものではない。この組合せ以外に、ＦＲＥＴ（Fluorescence Resonance Energy Transfer）を生じる組合わせ、ＦＲＥＴとは異なるメカニズムで蛍光特性を変化させるメカニズムを有する組合わせなどを挙げることができる。例えば、ＦＲＥＴを生じる組合わせとして、蛍光性残基同士によりＦＲＥＴを生じる組合わせ（例えば、フルオレセイン（fluorescein）とローダンミン色素との組合わせ、フルオレセインとクマリン色素との組合わせ）などを挙げることができる。また、ＦＲＥＴとは異なるメカニズムで蛍光特性を変化させる例として、ピレンのエキシマ蛍光の発生又は消光を利用する方法、ＤＮＡに結合することにより蛍光特性を変化させる方法（エチジウムブロミドを用いる例）、水素結合を形成することで蛍光特性を変化させる方法（ベンゾピリドピリミジンを用いる例）などを挙げることができる。
【０１０３】
また、消光性色素残基と蛍光性色素残基との組合わせとして、上記［化２２］において、ダブシル（dabcyl）基と6-フルオレセイン（6-fluorescein）基を挙げたが、これに限定されるものではなく、各種の公知の、消光性色素残基と蛍光性色素残基との組合わせを用いることができる。例えば、蛍光性残基としてダンシル基、タムラ（TAMRA）基（ローダミン色素）、クマリン基などを挙げることができ、この場合には消光性色素残基としてダブシル基を用いることができる。
【０１０４】
本発明の水銀イオン（Ｈｇ２＋）検出剤は、水銀イオンとの結合により特性変化が生じるが、該特性変化を定量化することにより、検査対象の液状物中の水銀イオンの定量を行うことができる。なお、本発明の水銀イオン（Ｈｇ２＋）検出剤は、二価の水銀イオンと結合可能である一方、一価の水銀イオン（Ｈｇ＋）とは結合しない。したがって、検査対象となる液状物に一価の水銀イオン（Ｈｇ＋）のみが存在する場合、該検査対象の液状物に本発明の水銀イオン（Ｈｇ２＋）検出剤を添加する前又は後に、適切な酸化剤で酸化することにより、水銀イオン（Ｈｇ２＋）を検出することができる。また、酸化前に測定した水銀イオン（当初から存在するＨｇ２＋）値と、酸化後に測定した水銀イオン（当初から存在するＨｇ２＋とＨｇ＋から酸化されたＨｇ２＋との合計量）とから、検査対象の液状物に存在する一価の水銀イオン量と二価の水銀イオン量との双方を求めることができる。ここで、用いることができる酸化剤は、検査対象の液状物、及び本発明の水銀イオン（Ｈｇ２＋）検出剤に影響を与えない限り、従来より公知の酸化剤を用いることができる。  
【０１０５】
さらに、水銀イオン（Ｈｇ２＋）と結合した水銀イオン（Ｈｇ２＋）検出剤は、適切な還元剤の存在下で、二価の水銀イオン（Ｈｇ２＋）を一価の水銀イオンへと還元することにより、結合した水銀イオン（Ｈｇ２＋）を検出剤から遊離させることができる。したがって、検査に一旦用いた水銀イオン（Ｈｇ２＋）と結合した水銀イオン（Ｈｇ２＋）検出剤であっても、還元剤によって還元することにより何度でも用いることができる。ここで、用いることができる還元剤は、本発明の水銀イオン（Ｈｇ２＋）検出剤に影響を与えない限り、従来より公知の還元剤を用いることができる。
【０１０６】
本発明の第３の面は、上記水銀イオン検出剤を用いる、水銀イオンの検出方法も提供する。即ち、水銀イオンの検出方法は、対象となる液体及びコントロールとしての純水を準備する工程；該液体に上記水銀イオン検出剤を添加し検査対象液を調製する工程；純水に上記水銀イオン検出剤を添加しコントロール液を調製する工程；及び検査対象液の蛍光特性とコントロール液の蛍光特性とを比較する工程を有し、双方の蛍光特性に差異がない場合には対象となる液体には水銀イオンが存在せず、差異が生じた場合には対象となる液体に水銀イオンが存在することを検出することができる。
【０１０７】
また、本発明の水銀イオンの検出方法は、上記水銀イオン検出剤を用いるため、二価の水銀イオン（Ｈｇ２＋）を直接的に測定する方法である。但し、上述したように、対象となる液体に一価の水銀イオン量と二価の水銀イオン量との双方が存在する場合、対象となる液体中の二価の水銀イオン量（Ａ１）をまず測定し、その後、該対象となる液体に適切な酸化剤を添加した後の対象となる液体中の二価の水銀イオン量（Ａ２）を測定することにより、一価の水銀イオン量（Ａ２−Ａ１）も測定することができる。
【０１０８】
また、本発明の第３の面は、銀イオン検出剤及び銀イオン検出方法も提供する。銀イオン検出剤は、水銀イオン検出剤とほぼ同様に構成することができる。即ち、銀イオン検出剤は、水銀イオン検出剤の水銀イオン結合部位を銀イオン結合部位に替えて、該銀イオン結合部位が複数のシトシン（Ｃ）塩基のみからなるか又は複数のシトシン塩基のみから本質的に成るように構成するのがよい。また、銀イオン結合部位は、アデニン（Ａ）塩基又はチミン（Ｔ）塩基を比較的少ない割合で有していてもよい。銀イオン検出剤のリンカー部位は、複数のアデニン（Ａ）塩基のみからなるか又は複数のチミン（Ｔ）塩基のみからなるのがよい。
【０１０９】
＜金属含有ナノワイヤ＞
本発明の第４の面として、本発明の第１の面の結合作用を用いて、水銀を含む各種金属を含有するＤＮＡナノワイヤ又はその類似体、特に導電性を有するＤＮＡナノワイヤ又はその類似体を提供する。
【０１１０】
本発明の第４の面のＤＮＡナノワイヤのある態様は、チミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）、アデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれる第１の塩基を有する第１のＤＮＡ又はその類似体と、チミン（Ｔ）、シトシン（Ｃ）、アデニン（Ａ）、グアニン（Ｇ）及びウラシル（Ｕ）、並びにそれらの誘導体からなる群から選ばれる第２の塩基を有する第２のＤＮＡ又はその類似体とが、（第１の塩基−金属イオン−第２の塩基）で表される塩基−金属イオン結合を介して結合してなる。
【０１１１】
なお、第１のＤＮＡ又はその類似体と第２のＤＮＡ又はその類似体とは、上述の塩基−金属イオン結合の他の箇所の全て又は一部において、ワトソン−クリック型結合を形成してもよい。
本発明の第４の面のある態様において、ＤＮＡ又はその類似体は、一本鎖の天然又は合成ＤＮＡ又はその類似体である。
本発明の第４の面において、金属イオンの金属は、上述の結合を生じる金属であれば限定されるものではないが、銀、銅、コバルト、ニッケル及び水銀からなる群から選ばれるのがよい。以下、本発明の第４の面のＤＮＡナノワイヤについて具体的に説明する。
【０１１２】
本発明の第４の面のある態様として、第１の塩基及び第２の塩基が、チミン（Ｔ）又はその誘導体であるのがよい。この場合、金属イオンは水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）であるのがよい。特に、第１又は第２のＤＮＡ又はその類似体は、チミン（Ｔ）が少なくとも２個連なる配列を有するＤＮＡナノワイヤが種々の条件下で安定に存在する点で好ましい。
【０１１３】
また、本発明の第４の面のある態様として、第１の塩基及び第２の塩基が、ウラシル（Ｕ）又はその誘導体であるのがよい。この場合、金属イオンは、水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）又は銅イオン（Ｃｕ２＋）であるのがよい。特に、第１の塩基及び第２の塩基が、下記式Ｕ−１（式中、ＸはＢｒ、Ｆ又はＣＮを示す）で表されるウラシル（Ｕ）誘導体（Ｕ’）であり、金属イオンが水銀イオン（Ｈｇ（II）２＋）、銀イオン（Ａｇ＋）又は銅イオン（Ｃｕ２＋）であるのがよい。例えば、第１又は第２のＤＮＡ又はその類似体がＵ’を５個連なる配列を有する場合（５Ｕ’）に水銀イオン、銀イオン、銅イオンと形成するＤＮＡナノワイヤ５Ｕ’−Ｈｇ−５Ｕ’、５Ｕ’−Ａｇ−５Ｕ’、又は５Ｕ’−Ｃｕ−５Ｕ’は、それぞれ、中性（５Ｕ’−Ｈｇ−５Ｕ’）、ｐＨ８以上（５Ｕ’−Ａｇ−５Ｕ’）、ｐＨ８以上（５Ｕ’−Ｃｕ−５Ｕ’）において、安定に形成することができる。
【０１１４】
【化２３】
2005058213.tif 000016
【０１１５】
また、本発明の第４の面のある態様として、第１の塩基及び第２の塩基が、シトシン（Ｃ）又はその誘導体であるのがよい。この場合、金属イオンは、銀イオン（Ａｇ＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）又はニッケルイオン（Ｎｉ２＋）であるのがよい。特に、第１の塩基及び第２の塩基が、下記式Ｃ−１で表されるシトシン誘導体（Ｃ’）であり、金属イオンが銀イオン（Ａｇ＋）、銅イオン（Ｃｕ２＋）、コバルトイオン（Ｃｏ２＋）又はニッケルイオン（Ｎｉ２＋）であるのがよい。例えば、第１又は第２のＤＮＡ又はその類似体がＣ’を少なくとも２個連なる配列を有する場合（２Ｃ’）に銅イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン又は銀イオンと形成するＤＮＡナノワイヤ２Ｃ’−Ｃｕ−２Ｃ’、２Ｃ’−Ｃｏ−２Ｃ’、２Ｃ’−Ｎｉ−２Ｃ’、又は２Ｃ’−Ａｇ−２Ｃ’は、それぞれ、中性（２Ｃ’−Ｃｕ−２Ｃ’）、ｐＨ８以上（２Ｃ’−Ｃｏ−２Ｃ’）、ｐＨ８以上（２Ｃ’−Ｎｉ−２Ｃ’）、ｐＨ８以上（２Ｃ’−Ａｇ−２Ｃ’）において、安定に形成することができる。
また、第１の塩基及び第２の塩基が、シトシン（Ｔ）であり、金属イオンが銀イオン（Ａｇ＋）である場合も安定に形成することができる。
【０１１６】
【化２４】
2005058213.tif 000017
【０１１７】
本発明の第４の面のナノワイヤは、水銀を含む種々の金属を介して結合したチミン等−チミン等又はウリジン−ウリジン塩基対が積層した構造を有している。したがって、水銀を含む種々の金属は約３．５Åの間隔で等間隔に並んでいると考えられる。このような構造を有することにより、本発明のナノワイヤは、導電性をもたらすことができるものと考えられる。
【０１１８】
なお、本発明のナノワイヤが二価の水銀イオン（Ｈｇ２＋）を介する結合によって得られる場合、二価の水銀イオンが還元剤などにより還元されて一価の水銀イオンとなったときには、結合が消失し、ナノワイヤを分解することができる。
【実施例】
【０１１９】
以下、実施例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
【０１２０】
（実施例１）
＜ＤＮＡ二本鎖中のＴ−Ｔ、Ｃ−Ｃ又はＣ−Ｔ塩基対の検出＞
下記に示す４種の二本鎖ＤＮＡ、即ちＤＳ２１ｍｅｒ（Ａ−Ｔ）、ＤＳ２１ｍｅｒ（Ｔ−Ｔ）、ＤＳ２１ｍｅｒ（Ｃ−Ｃ）、及びＤＳ２１ｍｅｒ（Ｃ−Ｔ）を構成するＤＮＡを、市販の自動ＤＮＡ／ＲＮＡ合成機（392 DNA/RNA Synthesizer, Applied Biosystem社製）を用いて、メーカの推奨する一般的合成プロトコルにしたがって、調製した。ＤＮＡ合成用関連試薬は、Applied Biosystem社及びGlen Research社製のものを利用し、合成したＤＮＡの保護体はメーカの推奨する手法で処理・精製した。
【０１２１】
【化２５】
2005058213.tif 000018
【０１２２】
各々の二本鎖ＤＮＡに関して次のイ〜ハの３種の溶液、合計１２種の溶液を調製した。即ち、イ）１０ｍＭ Ｍｏｐｓ（ｐＨ７．０６）、１００ｍＭ ＮａＮＯ３緩衝液に適当な組合わせのＤＮＡを溶解し二本鎖ＤＮＡを形成させ二本鎖ＤＮＡの濃度を１μＭとした溶液、ロ）上記イ）の溶液にＡｇＮＯ３を加えてＡｇＮＯ３の濃度が２μＭとした溶液、ハ）上記イ）の溶液にＨｇ（ＣｌＯ４）２を加えてＨｇ（ＣｌＯ４）２の濃度が２μＭとした溶液、を調製した。
【０１２３】
１２種の溶液を熱変性プロファイル測定実験に付した。この実験に用いた各溶液は、一旦９０℃に加熱した後、徐々に室温に戻し、その後４℃で一夜静置したものを用いた。
熱変性プロファイルは、Tm Analysis Accessory（Beckman社製）を設置したDU 7500 spectorphotometerを用いて、昇温速度１℃／分で測定した。なお、吸光度Ａ（２６０ｎｍにおける吸光度変化の割合）は、以下の式（Ｘ）に基づいて計算した（ｔ：任意の温度（℃））。得られた結果を図２に示す。
【０１２４】
【数１】
2005058213.tif 000019
【０１２５】
図２（Ａ）はＤＳ２１ｍｅｒ（Ａ−Ｔ）、図２（Ｂ）はＤＳ２１ｍｅｒ（Ｔ−Ｔ）、図２（Ｃ）はＤＳ２１ｍｅｒ（Ｃ−Ｃ）、図２（Ｄ）はＤＳ２１ｍｅｒ（Ｃ−Ｔ）に関する。各々において、○は金属イオンなし（上記イ）の溶液）、□はＡｇイオンあり（上記ロ）の溶液）、■はＨｇイオンあり（上記ハ）の溶液）の測定結果を示す。なお、横軸は溶液の温度、縦軸は吸光度Ａを示す。
【０１２６】
一般に、ＤＮＡの環境温度が高くなるとＤＮＡ二本鎖が解離する。また、二本鎖の解離によって２６０ｎｍにおける吸光度が増加する。図２の各グラフに観察される曲線は、ＤＮＡ二本鎖が温度上昇と共に解離していることを示している。なお、この曲線（熱変性曲線）の中点は融解温度（Ｔｍ）と定義されている（吸光度変化の割合が０．５の温度）。Ｔｍが上昇することは、ＤＮＡ二本鎖の熱安定性が高まっていることを意味する。
【０１２７】
図２（Ａ）の３つの曲線（○、■、□）を見ると、いずれもほぼ同一曲線上にあることがわかる。
図２（Ｂ）を見ると、■の曲線（Ｈｇイオンあり）のみが、他の２つの曲線と異なるプロファイルを示し、高温側にシフトしていることがわかる。これは、Ｔ−Ｔ塩基対とＨｇイオンとの相互作用によりＤＮＡ二本鎖の熱安定性が高まったことによるものと考えられる。逆に言うと、Ｈｇイオンが存在することにより熱安定性が高まる二本鎖ＤＮＡには、Ｔ−Ｔ塩基対が存在することを示している。
【０１２８】
一方、図２（Ｃ）では、□の曲線（Ａｇイオンあり）のみが、他の２つの曲線と異なるプロファイルを示し、高温側にシフトしていることがわかる。これは、Ｃ−Ｃ塩基対とＡｇイオンとの相互作用によりＤＮＡ二本鎖の熱安定性が高まったことによるものと考えられる。逆に言うと、Ａｇイオンが存在することにより熱安定性が高まる二本鎖ＤＮＡには、Ｃ−Ｃ塩基対が存在することを示している。
【０１２９】
さらに、図２（Ｄ）では、□の曲線（Ａｇイオンあり）及び■の曲線（Ｈｇイオンあり）が、○の曲線（金属イオンなし）と異なるプロファイルを示し、高温側にシフトしていることがわかる。これは、Ｃ−Ｔ塩基対とＡｇイオン又はＨｇイオンとの相互作用によりＤＮＡ二本鎖の熱安定性が高まったことによるものと考えられる。逆に言うと、Ａｇイオン及びＨｇイオンが存在することにより熱安定性が高まる二本鎖ＤＮＡには、Ｃ−Ｔ塩基対が存在することを示している。
【０１３０】
図２（Ａ）〜（Ｄ）から、次のように、ＤＮＡ又はその類似体中に、Ｔ−Ｔ、Ｃ−Ｃ、又はＣ−Ｔ塩基対が存在するか否かを検出できることがわかる。即ち、対象となるＤＮＡ又はその類似体に関して、金属イオン非存在の溶液（「イの溶液」）、銀イオンが存在する溶液（「ロの溶液」）、及び水銀イオンが存在する溶液（「ハの溶液」）の３種の溶液を準備し、各々の熱安定性を測定する。どの溶液においても熱安定性に変化が観察されない場合は、ＤＮＡ又はその類似体がＴ−Ｔ、Ｃ−Ｃ、及びＣ−Ｔ塩基対のどれをも含んでいないことを示している。「ロの溶液」（Ａｇイオンあり）にのみ熱安定性に変化が観察される場合は、ＤＮＡ又はその類似体がＣ−Ｃ塩基対を含んでいることを示している。「ハの溶液」（Ｈｇイオンあり）にのみ熱安定性に変化が観察される場合は、ＤＮＡ又はその類似体がＴ−Ｔ塩基対を含んでいることを示している。「ロの溶液」（Ａｇイオンあり）及び「ハの溶液」（Ｈｇイオンあり）の双方において熱安定性に変化が観察される場合は、ＤＮＡ又はその類似体がＣ−Ｔ塩基対を含んでいることを示している。
【０１３１】
（実施例２）
＜センサＤＮＡによる水銀イオンの検出＞  
下記に示すセンサＤＮＡ及びアンチセンサＤＮＡを、市販の自動ＤＮＡ／ＲＮＡ合成機（392 DNA/RNA Synthesizer, Applied Biosystem社製）を用いて、メーカの推奨する一般的合成プロトコルにしたがって、調製した。ＤＮＡ合成用関連試薬は、Applied Biosystem社及びGlen Research社製のものを利用し、合成したＤＮＡの保護体はメーカの推奨する手法で処理・精製した。なお、合成スケール１μｍｏｌで合成を行い、センサＤＮＡを約０．２４μｍｏｌ、及びアンチセンサＤＮＡを約０．２２μｍｏｌ得た。逆相シリカゲルカラムを用いる高速液体クロマトグラフィーで純度を検出したところ、純度の高いことが確認された。
【０１３２】
【化２６】
2005058213.tif 000020
【０１３３】
溶液（１０ｍＭ Ｍｏｐｓ ｐＨ７．１、２５ｍＭ ＮａＣｌ、５００ｍＭ ＮａＮＯ３、０．１ｍＭエチレンジアミン）を準備し、上記で得られたセンサＤＮＡを添加し、センサＤＮＡ濃度が２０ｎＭとなるように、溶液Ｓ−１を調製した。
溶液Ｓ−１に、各濃度が次のようになるように、種々の金属イオンを含む混合溶液を添加し（１ｍＭ ＭｇＣｌ２、１ｍＭ ＣａＣｌ２、１μＭ ＣｕＣｌ２、１μＭ ＦｅＣｌ２、１μＭ ＰｂＣｌ２、１μＭ ＺｎＣｌ２、１μＭ ＮｉＣｌ２、１μＭ ＣｏＣｌ２、１μＭ ＣｄＣｌ２）、溶液Ｓ−２を調製した。
【０１３４】
溶液Ｓ−２にＨｇ（ＣｌＯ４）２を添加して、該Ｈｇ（ＣｌＯ４）２の濃度が０．１μＭとなるように、溶液Ｓ−３を調製した。
溶液Ｓ−２に、上記で得られたアンチセンサＤＮＡを添加し、アンチセンサＤＮＡ濃度が２００ｎＭとなるように、溶液Ｓ−４を調製した。
さらに、溶液Ｓ−４にＨｇ（ＣｌＯ４）２を添加して、該Ｈｇ（ＣｌＯ４）２の濃度が０．１μＭとなるように、溶液Ｓ−５を調製した。
【０１３５】
溶液Ｓ−２〜Ｓ−５に関して、蛍光スペクトルを、市販の分光器（f-3010 Fluorescene Spectrophotometer, Hitachi社製； Ex bandpass 5 nm, Em bandpass 5 nm, Scan Speed 60 nm/min, Response 2 sec.）により、励起波長４８０ｎｍの発光強度を室温で測定した。得られた結果を図３に示す。
図３（Ａ）は溶液Ｓ−２、図３（Ｂ）は溶液Ｓ−３、図３（Ｃ）は溶液Ｓ−４、図３（Ｄ）は溶液Ｓ−５についての結果である。
【０１３６】
図３（Ａ）と図３（Ｂ）とを比較すると、Ｈｇイオンの有無（図３（Ａ）：なし、図３（Ｂ）：あり）によって蛍光強度に大きな変化がもたらされることがわかる。この蛍光強度の変化は、ＨｇイオンがセンサＤＮＡ中のＴ−Ｔ塩基対と結合し、Ｔ−Ｈｇイオン−Ｔの結合が形成され、かつセンサＤＮＡ中の蛍光性残基と消光性色素残基との距離が小さくなることにより生じたものである。特に、蛍光性残基においてエネルギー移動が生じ蛍光特性において変化が生じたものである。
【０１３７】
また、  図３（Ｃ）と図３（Ｄ）とを比較すると、Ｈｇイオンの有無（図３（Ｃ）：なし、図３（Ｄ）：あり）によって蛍光強度に大きな変化が生じていないことがわかる。これは、図３（Ｃ）及び（Ｄ）の状況において、過剰のアンチセンサＤＮＡが含まれているからである。即ち、過剰のアンチセンサＤＮＡに含まれるＴ−Ｔ塩基対がＨｇイオンと結合し、Ｔ−Ｈｇイオン−Ｔの結合がもたらされるが、アンチセンサＤＮＡは蛍光性残基を有しない。また、アンチセンサＤＮＡはセンサＤＮＡよりも過剰に存在する。そのため、図３（Ｂ）に観察されるようなセンサＤＮＡとＨｇイオンとの結合はほとんど観察されないためであると考えられる。
【０１３８】
なお、図３（Ａ）〜（Ｄ）から、センサＤＮＡがＨｇイオン検出剤として作用することがわかる。即ち、図３（Ａ）及び（Ｂ）の結果は、他の金属が種々含まれている溶液であっても、Ｈｇイオンが含まれている場合にのみ、センサＤＮＡの蛍光特性に変化が生じることがわかる。
【０１３９】
（実施例３）
＜金属含有ＤＮＡナノワイヤ＞
チミジル酸（チミジンの水酸基にリン酸が結合したもの）２１残基がホスホジエステル結合を介して連なったオリゴヌクレオチドＴ２１ｍｅｒを、市販の自動ＤＮＡ／ＲＮＡ合成機（392 DNA/RNA Synthesizer, Applied Biosystem社製）を用いて、メーカの推奨する一般的合成プロトコルにしたがって、調製した。ＤＮＡ合成用関連試薬は、Applied Biosystem社及びGlen Research社製のものを利用し、合成したＤＮＡの保護体はメーカの推奨する手法で処理・精製した。
【０１４０】
得られたＴ２１ｍｅｒを濃度６．４μＭのＴ２１ｍｅｒ溶液（１０ｍＭ  Ｍｏｐｓ、２０ｍＭ  ＮａＮＯ３、ｐＨ７．１）とした。Ｔ２１ｍｅｒ溶液２ｍＬに、室温で、１０ｍＭ  Ｈｇ（ＣｌＯ４）２水溶液を少量ずつ添加し、吸光度を測定した。なお、吸光度は、DU 7500 spectorphotometer（Beckman社製）を用いて測定した。各水銀濃度において、吸光度を二度測定し、吸光度の変化が完了していることを確認した。その結果、吸光度の変化は短時間で完了していたことを観察した。Ｔ２１ｍｅｒに関して、各水銀濃度において測定した吸光度の変化を図４に示す。
【０１４１】
図４から次のことがわかる。即ち、紫外吸収（例えば２６０ｎｍの吸収）は水銀イオンを添加するにしたがって減少したが、チミジン残基に対しての水銀イオンの量が０．５当量以上となった以降は、紫外吸収の減少が観察されなかった（横軸が「チミジン残基に対しての水銀イオンの当量」、縦軸が「波長２６０ｎｍにおける吸光度」をプロットした図５の（ａ）を参照のこと）。この紫外吸収における現象は、第１のＴ２１ｍｅｒと第２のＴ２１ｍｅｒとが、チミジン残基（Ｔ）−水銀イオン−チミジン残基（Ｔ）という結合を介して複合体を形成したことによるものと考えられる。特に、複合体が形成されるにしたがって、塩基対の間にスタッキング相互作用が発生したこと、即ち複合体中では塩基対が重なり合って積層構造を形成していることを示しているものと考えられる。
一方、チミジンと水銀とを混合しても、チミジン：水銀＝２：１の複合体の形成を示す結果は得られなかった（図５の（ｂ）を参照のこと）。
このことから、図４及び図５（ａ）は、図６（ｃ）に示すような水銀イオンを含有したＤＮＡナノワイヤ複合体が形成されていることがわかる。
【０１４２】
（実施例４及び実施例５）
＜金属含有ＤＮＡナノワイヤ−Ｔ−Ｈｇ２＋−Ｔを含む−＞
実施例３のＴ２１ｍｅｒの代りに、Ｔ１０ｍｅｒ（実施例４）又はポリチミジル酸（１００残基以上のチミジル酸を含むポリマー）（実施例５）を調製した以外、実施例３と同様に、水銀イオンとの複合体を形成の可能性を観察した。
図７及び図８は、それぞれＴ１０ｍｅｒ（実施例４）及びポリチミジル酸（実施例５）について、水銀イオンの添加に伴う吸光度の変化を示す図である。図７及び図８から、実施例３と同様、実施例４及び５においても、チミジン残基：水銀＝２：１の複合体が形成されていることがわかる。
【０１４３】
（比較例１）
水銀イオンの代りに、種々の金属イオンを添加した以外、実施例３と同様に、各種金属イオンとチミジン残基を有するＤＮＡとの複合体を形成の可能性を観察した。図９にその結果を示す。なお、図９中、●のプロットは実施例３の結果である。
図９から、水銀以外では複合体が形成されないことがわかる。
【０１４４】
（実施例６）
＜金属含有ＤＮＡナノワイヤ−Ｕ−Ｈｇ２＋−Ｕを含む−＞
実施例５のポリチミジル酸の代りに、ポリウリジル酸（ウリジンがホスホジエステル結合を介して連なったポリマー）を用いた以外、実施例５と同様に、水銀イオンとの複合体を形成の可能性を観察した。その結果を図１０に示す。
図１０から、ウリジル残基：水銀＝２：１の複合体が形成されていることがわかる。また、図１１は、水銀イオンの代りに種々の金属イオンを添加した場合の波長２６０ｎｍにおける吸光度の変化を示している。図１１から、ポリウリジル酸は、水銀以外では複合体が形成されないことがわかる。
【０１４５】
（実施例７）
緩衝液の代りに、蒸留水を用いた以外、実施例３と同様に、Ｔ２１ｍｅｒと水銀イオンとの複合体の形成の可能性を観察した。図１２にその結果を示す。図１２から、塩を含まない蒸留水においても、複合体の形成が観察された。この結果は、緩衝液又は塩を含まない純粋な複合体が得られることを示唆しており、新規材料として用いることができることも示唆している。
【０１４６】
（実施例８）
＜5-置換ウラシルを含むDNAを用いて二本鎖DNAに水銀イオン、銀イオン、銅イオンを取り込む手法＞
下記に示す二本鎖ＤＮＡ（化２７）を構成するＤＮＡを市販のＤＮＡ／ＲＮＡ自動合成機（392 DNA/RNA Synthesizer, Applied Biosystem社製）を用いて、メーカーの推奨する一般的プロトコールに従って調製した。5-置換デオキシウリジンのアミダイトユニット（化２８）は既知の手法に準じて合成したものを使用した。その他のDNA合成用試薬はApplied Biosystem社製、Glene Research社製のものを利用し、得られたDNAはメーカーの推奨する手法で処理・精製した。
【０１４７】
【化２７】
2005058213.tif 000021
【０１４８】
【化２８】
2005058213.tif 000022
【０１４９】
各々の二本鎖ＤＮＡの、種々の金属イオン（４μＭ）存在下における熱安定性を熱変性法により研究した。
各々の溶液は、二本鎖ＤＮＡ２μＭを、１００ｍＭ  ＮａＮＯ３溶液及び１０ｍＭホウ酸−ＮａＯＨ（ｐＨ９．５）の溶液に溶解し、各々の金属イオンが４μＭとなるように溶解した。各溶液は、一旦９０℃に加熱した後、徐々に室温に戻し、さらに４℃まで徐冷し、熱変性実験に用いた。
【０１５０】
熱変性プロファイルはＴｍ解析システム（TMSPC-8、島津製作所製）を設置した分光光度計（UV-1650PC、島津製作所製）を用いて、昇温速度１℃／分で測定した。なお、Ａ（２６０ｎｍにおける吸光度変化の割合）は、実施例１と同様に求めた。測定した結果を図１３に示す。なお、図１３において、ａ）はＵ'Ｂｒ、ｂ）はＵ'Ｆ、ｃ）はＵ'ＣＮを示し、○は金属なし、●はＨｇ（ＣｌＯ４）２の存在下、□はＡｇＮＯ３の存在下、■はＣｕＣｌ２の存在下であることを示す。
【０１５１】
図１３ａ）を見てからわかるように、金属イオン非存在下（−○−）と比較して、金属イオン存在下（−●−、−□−、−■−）変性曲線が高温側にシフトしていることが分かる。これはＵ'Ｂｒ−Ｕ'Ｂｒ塩基対に金属イオンが結合することによりＤＮＡ二本鎖の熱安定性が高まったことを示すものであると考えられる。即ち、Ｕ'Ｂｒ−Ｕ'Ｂｒペアーは水銀イオン、銀イオン、銅イオンと結合することが確認できる。
【０１５２】
また、図１３ｂ）においても、金属イオン存在下で変性極性が高温側にシフトしていることがわかる。即ち、Ｕ'Ｆ−Ｕ'Ｆペアーが水銀イオン、銀イオン、銅イオンと結合しＤＮＡ二本鎖構造を安定化していることが確認できる。
【０１５３】
なお、図１３ｃ）においては、水銀イオン（●）を添加しても変性曲線は高温側にシフトしなかった。この結果はＵ'ＣＮ−Ｕ'ＣＮペアーは水銀イオン全く結合しないか、もしくはＤＮＡ二本鎖を安定化するほど強く結合しないことを示す。一方、銀イオンと銅イオンはCN−CNペアーと結合しDNA二本鎖を安定化した。
【０１５４】
（実施例９）
更に、連続したＵ'−Ｕ'ペアーに金属イオンが結合することを確認するために以下のＤＮＡ二本鎖を調製した。
【０１５５】
【化２９】
2005058213.tif 000023
【０１５６】
金属イオン存在下、非存在下における熱変性曲線を図１４に示す。図１４において、ａ）はduplex(U'Br- U'Br )、ｂ）はduplex(U'Br- U'Br )２、ａ）はduplex(U'Br- U'Br )３を示し、○は金属なし、●はＨｇ（ＣｌＯ４）２の存在下、□はＡｇＮＯ３の存在下、■はＣｕＣｌ２の存在下であることを示す。
図１３ｃ）において金属イオン存在下、変性曲線が高温側にシフトすることがわかる。このことから、連続する(Ｕ'Ｂｒ−Ｕ'Ｂｒ)３ペアーに水銀イオン、銀イオン、銅イオンが結合することが分かった。銀イオンと銅イオン存在下では変性カーブが二段階に変化しているが、これは金属イオンが結合することで二本鎖構造が変化したことを示すものであると考えられる。なお、図示しないが、(Ｕ'Ｆ−Ｕ'Ｆ)ｎペアー（ｎは１以上の整数）を含むduplexでも同様の結果が得られたことから、金属イオンは連続する（Ｕ'−Ｕ'）ｎペアー（ｎは１以上の整数）に結合し、金属含有ワイヤー構造を形成しうることが明らかとなった。
【０１５７】
（実施例１０）
＜N4−置換デオキシシチジンアミダイトユニットの合成＞
以下の化３０で表されるN4−置換デオキシシチジンアミダイトユニットを新規に合成した。
【０１５８】
【化３０】
2005058213.tif 000024
【０１５９】
定法に従い2'-deoxyuridine糖部の5'水酸基をＤＭＴｒ（ジメトキシトリチル）基で、3'水酸基をアセチル基で保護した後、4位トリアゾリド体４へと誘導した。ヒドラジンとの反応で4位ヒドラジン体とし更にN4−アセチルアミノ体5とした後、亞リン酸化してアミダイトユニット6を得た。反応スキームを［化３１］に示す。なお、
【０１６０】
【化３１】
2005058213.tif 000025
【０１６１】
［化３１］の化合物４（１ｇ、１．６ｍｍｏｌ）を含むアセトニトリル溶液（１０ｍＬ）にヒドラジン一水和物（０．７８ｍＬ、１．６ｍｍｏｌ）を添加し、室温で１０分間放置した。反応液をリン酸一ナトリウム水溶液と酢酸エチルで分液し、有機層を分離、乾燥、濃縮した。残渣をピリジン（１０ｍＬ）に溶解し、無水酢酸（０．２８ｍＬ、３．０ｍｍｏｌ）とＤＭＡＰ（１８ｍｇ、０．１５ｍｍｏｌ）を加えて室温で、２時間、放置した。反応液にエタノール（１ｍＬ）を加えて１０分間放置した後に濃縮、残渣を酢酸エチルと重曹溶液で分液し、有機層を取り出して乾燥、濃縮した。残渣をメタノール（３０ｍＬ）に溶解し、濃アンモニア水（７ｍＬ）を加えて一昼夜放置した。反応液を濃縮し、残渣を水とクロロホルムで分液、有機層を取り出して乾燥、濃縮した。残渣をシリカゲルカラム（５０ｇ、クロロホルム：メタノール＝１００：１〜１０：１）で精製し、化合物５（０．５ｇ、０．８６ｍｍｏｌ、５７％）を橙色の泡状化合物として得た。
【０１６２】
［化３１］の化合物５（０．５ｇ、０．８６ｍｍｏｌ）を無水ピリジンに溶解し、溶媒を減圧下、濃縮した。この操作を２回繰り返すことで化合物５を脱水した後、無水塩化メチレン（１５ｍＬ）に溶解し、N,N-diisopropylethylamine（０．４２ｍＬ、２．４ｍｍｏｌ）、N,N-disopropylaminocyanoethyphosphoamidic chloride（０．４３ｍＬ、１．９ｍｍｏｌ）を加えて、室温で２０分間放置した。反応液にエタノール（１ｍＬ）を加えて室温で１０分間放置した後、反応液にクロロホルムと重曹水を加えて分液した。有機層を取り出して乾燥、濃縮し、残渣をシリカゲルカラム（３３ｇ、酢酸エチル：メタノール＝１００：１〜１０：１）で精製した。化合物６（０．２７ｇ、０．３ｍｍｏｌ、４０％）を黄色の泡状物質として得た。
【０１６３】
（実施例１１）
＜N4−置換シトシンを含むDNAを用いて二本鎖DNAに銀イオン、銅イオン、コバルトイオン、ニッケルイオンを取り込む手法＞
下記に示す二本鎖ＤＮＡ（化３２）を構成するＤＮＡを市販のＤＮＡ／ＲＮＡ自動合成機（392 DNA/RNA Synthesizer, Applied Biosystem社製）を用いて、メーカーの推奨する一般的プロトコールに従って調製した。なお、N4−置換デオキシシチジン（化３３）は、本研究において新規に開発された合成ルートにより合成したものを使用した。なお、N4−置換デオキシシチジンのアミダイトユニット（化３４）は実施例１０で調製したものを用いた。その他のDNA合成用試薬はApplied Biosystem社製、Glene Research社製のものを利用し、得られたDNAはメーカーの推奨する手法で処理・精製した。
【０１６４】
【化３２】
2005058213.tif 000026
【０１６５】
【化３３】
2005058213.tif 000027
【０１６６】
【化３４】
2005058213.tif 000028
【０１６７】
各々の二本鎖ＤＮＡの、種々の金属イオン（４μＭ）存在下における熱安定性を熱変性法により研究した。
各々の溶液は、二本鎖ＤＮＡ２μＭを、１００ｍＭ  ＮａＮＯ３溶液及び表１記載の緩衝液に溶解し、各々の金属イオンが表１記載のように「金属イオンなし」又はある濃度となるように溶解した。各溶液は、一旦９０℃に加熱した後、徐々に室温に戻し、さらに４℃まで徐冷し、熱変性実験に用いた。なお、熱変性プロファイルは実施例８と同様に測定した。
【０１６８】
【表１】
2005058213.tif 000029
【０１６９】
図１５を見ると、金属イオン非存在下（−○−, −□−, −△−）に比較し、金属イオン存在下（−●−、−■−、−▲−）変性曲線が高温側にシフトしていることが分かる。これはＣ’−Ｃ’塩基対に金属イオンが結合することによりＤＮＡ二本鎖の熱安定性が高まったことを示すものであると考えられる。即ち、Ｃ’−Ｃ’ペアーは銀イオン、銅イオン、コバルトイオン、ニッケルイオンと結合する。どの金属イオンも連続するＣ’−Ｃ’ペアーをより効果的に安定化する傾向が見られたが、これは金属イオン含有ワイヤー構造が安定であることを示すものである。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
【図１】本発明の水銀イオン検出剤の一態様を示す図である。
【図２】本発明のＤＮＡ二本鎖中のＴ−Ｔ、Ｃ−Ｃ又はＣ−Ｔ塩基対の検出方法の一態様である熱変性プロファイル結果を示す図である。
【図３】本発明の水銀イオン検出方法の一態様を具現化した図である。
【図４】本発明の水銀含有ＤＮＡナノワイヤの一態様（実施例３）が形成されていることを示す図である。
【図５】本発明の水銀含有ＤＮＡナノワイヤの一態様（実施例３）が形成されていることを示す図である。
【図６】本発明の金属含有ＤＮＡナノワイヤの模式図である。
【図７】本発明の水銀含有ＤＮＡナノワイヤの一態様（実施例４）が形成されていることを示す図である。
【図８】本発明の水銀含有ＤＮＡナノワイヤの一態様（実施例５）が形成されていることを示す図である。
【図９】水銀イオン（II）以外の金属イオンはナノワイヤを形成しないことを示す比較例１の図である。
【図１０】本発明の水銀含有ＤＮＡナノワイヤの一態様（実施例６）が形成されていることを示す図である。
【図１１】水銀イオン（II）以外の金属イオンはポリウリジル酸とナノワイヤを形成しないことを示す図である。
【図１２】本発明の水銀含有ＤＮＡナノワイヤの一態様（実施例７）が形成されていることを示す図である。
【図１３】金属イオンと実施例８記載のＤＮＡとが結合していることを示す熱変性プロファイル結果の図である。
【図１４】金属イオンと実施例９記載のＤＮＡとが結合していることを示す熱変性プロファイル結果の図である。
【図１５】金属イオンと実施例１１記載のＤＮＡとが結合していることを示す熱変性プロファイル結果の図である。
【図１】
2005058213.tif 000038
【図２】
2005058213.tif 000039
【図３】
2005058213.tif 000040
【図４】
2005058213.tif 000041
【図５】
2005058213.tif 000042
【図６】
2005058213.tif 000043
【図７】
2005058213.tif 000044
【図８】
2005058213.tif 000045
【図９】
2005058213.tif 000046
【図１０】
2005058213.tif 000047
【図１１】
2005058213.tif 000048
【図１２】
2005058213.tif 000049
【図１３】
2005058213.tif 000050
【図１４】
2005058213.tif 000051
【図１５】
2005058213.tif 000052