(57)【要約】【課題】プローブの変性を抑制したプローブの固定化方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】基板１１にプローブ１３を固定化するためのプローブの固定化方法であって、基板表面が疎水性である基板と、末端に疎水部を有するプローブとを準備する工程と、少なくとも一部に油水界面を有する溶液の油水界面にプローブを並列させる工程と、前記プローブを並列させた溶液を基板表面が疎水性である基板に滴下することによりプローブを基板に固定化する工程とを含んでいる。これにより、プローブが固定化する際に、化学反応を伴うことがなくプローブを自然反応的に基板に吸着し固定することができるため、化学反応におけるｐＨや温度の変化に伴ったプローブの変性を抑制することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にプローブを固定化するためのプローブの固定化方法であって、
基板表面が疎水性である基板と、末端に疎水部を有するプローブとを準備する工程と、
少なくとも一部に油水界面を有する溶液の油水界面にプローブを並列させる工程と、
前記プローブを並列させた溶液を基板表面が疎水性である基板に滴下することによりプローブを基板に固定化する工程とを含む、プローブの固定化方法。
【請求項２】
前記基板表面が疎水性である基板を準備する工程において、
基板をＣ2Ｆ6あるいはＣＦ4あるいはＣ4Ｆ8を用いてプラズマ処理する工程により、基板表面を疎水性とした請求項１に記載のプローブの固定化方法。
【請求項３】
前記末端に疎水部を有するプローブを準備する工程において、
プローブとシャペロンタンパク質とが相互作用したヘテロ複合体を準備する請求項１に記載のプローブの固定化方法。
【請求項４】
前記ヘテロ複合体をホスト生物で共発現させる請求項３に記載のプローブの固定化方法。
【請求項５】
前記プローブを基板に固定化する工程において、
前記プローブを並列させた溶液を疎水基板に滴下する際に、前記ヘテロ複合体を油水界面で解離させ、前記基板に固定化する請求項３に記載のプローブの固定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡアレイ、プロテインアレイ、糖鎖アレイなどに用いられるアレイ基板に固定されるプローブの固定化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種診断チップやＤＮＡアレイ、プロテインアレイ、糖鎖アレイなどに用いられるアレイ基板に用いられるアレイチップの構築のために、核酸、ペプチド、抗体、レクチンなどのプローブを固定化することが有用視されている。
【０００３】
従来、基板表面に抗体などのプローブを固定化する技術としては、シランカップリング反応が知られている。これは、例えば、固相担体と、例えば、３−（トリエトキシシリル）プロピルコハク酸無水物のような、酸無水物官能基を有するシランカップリング剤とを接触させること、前記接触後の固相担体を０℃〜６０℃の温度範囲下に保持しながら、前記酸無水物官能基に対する前記生理活性物質の結合処理を行うこと、を含むことによって、シランカップリング法によってプローブを固定化することができる。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２９３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のプローブの固定化方法においては、化学反応を伴うことによって、プローブの機能を最大限に活用できない場合があった。
【０００７】
すなわち、シランカップリング反応は手順が煩雑であり、プローブを保持していた溶媒をシランカップリング用の試薬に置換する必要があり、ｐＨ、塩濃度、温度の変化や界面活性剤の影響によりプローブが変性してしまうことも考えられる。このように化学反応により官能基を基板に付加するため、工程が煩雑になり手間がかかると共に、固定化基板ロット毎のばらつきを生むという問題を有していた。
【０００８】
さらに、シランカップリング反応を用いた場合、基板と結合するプローブ面を特定することができないので、上記反応方法ではプローブが基板に固定化される向きを制御することは難しい。すなわち、化学反応によく用いられるシランカップリング法は、基板と結合するプローブ面を特定できない上に、プローブと基板の間に長いリンカーを有することになるので、プローブの配向が困難となる。
【０００９】
そこで本発明は、プローブの変性を抑制することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、基板にプローブを固定化するためのプローブの固定化方法であって、基板表面が疎水性である基板と、末端に疎水部を有するプローブとを準備する工程と、少なくとも一部に油水界面を有する溶液の油水界面にプローブを並列させる工程と、前記プローブを並列させた溶液を基板表面が疎水性である基板に滴下することによりプローブを基板に固定化する工程とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の基板を物理的に処理することにより、プローブを自然反応的に基板に吸着し固定することができるため、化学反応におけるｐＨや温度の変化に伴ったプローブの変性を抑制することが可能となる。さらに、化学反応を伴わないため工程数の軽減、測定時における固定化基板ロット毎のばらつきを軽減することができる。さらに、プローブと基板間の距離をごく短くすることを可能とし、プローブの配向を可能にするという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１におけるプローブの固定化基板の断面模式図
【図２】実施例１におけるプローブの固定化方法を示すための模式図
【図３】実施例１におけるプローブの固定化方法を示すための模式図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施例１）
以下、本実施例におけるプローブの固定化方法について説明する。
【００１４】
図１に本実施例のプローブの固定化方法において固定化された基板の概略図を示す。
【００１５】
固定化基板１０は、基板１１の表面に疎水部１２を有し、基板１１表面の疎水部１２において、ある一面、例えば末端に疎水性部分１３ａを有するプローブ１３が固定化されている。
【００１６】
次に、本実施例におけるプローブの固定化方法を示す。
【００１７】
まず、基板１１表面に疎水部１２を有するすなわち基板１１表面が疎水性である基板１１を準備する。基板１１が疎水性材料からなるものであっても良いが、そうでなくとも例えばプラズマ処理などによって、基板１１表面に疎水部１２を有するように改質させてもよい。プラズマ処理は、例えばＣＦ6やＣＦ4、Ｃ4Ｆ8を利用することができる。あるいは、プラズマ処理ではなく、Ｃ4Ｆ8をさらすことによっても基板１１表面に疎水部１２を有するように表面改質することができる。
【００１８】
このように表面改質された基板１１表面の疎水部１２に、末端に疎水性部分１３ａを有するプローブ１３を固定化することによって、固定化基板１０を形成することができる。
【００１９】
図２に示すように、末端に疎水性部分１３ａを有するプローブ１３は、基板１１に固定化される直前まで、少なくとも一部に油水界面１４ｂを有する溶液１４内で保持されていることが好ましい。この時、プローブ１３の疎水性部分１３ａが溶液１４の油部１４ａに浸透することによって、プローブ１３を溶液１４の油水界面１４ｂで並列させることができるためである。
【００２０】
このような溶液１４は、例えば、油部１４ａにクロロホルムのような有機溶媒と親水部１４ｃに電解質溶液とを用いることができる。
【００２１】
そして、プローブ１３を油水界面１４ｂで並列させた溶液１４を、表面改質された基板１１表面の疎水部１２に滴下することによってプローブ１３を固定化することができる。ここでプローブ１３が末端に有する疎水的性質（すなわち疎水性部分１３ａ）には、一部が疎水性アミノ酸リッチなタンパク質を用いることができる。
【００２２】
タンパク質を構成するアミノ酸には親水性のものと疎水性のものがある。疎水性のアミノ酸としては、ロイシン、イソロイシン、バリン、トリプトファン、フェニルアラニン、メチオニン、プロリンなどがある。タンパク質は、アミノ酸が折りたたまれて高次構造を形成することで構成されており、タンパク質の最外表面のうち、電解質や水とコンタクトする面には親水性のアミノ酸が、タンパク質や膜成分とコンタクトする面には疎水性アミノ酸がそれぞれ配向されることが多い。そしてその結果、疎水性のアミノ酸が表面にむき出しになったタンパク質は疎水性の物体と高い親和性を持つことができる。例えば、二つのアルファヘリックス同士が長軸方向に沿って結合して二量体を作る際に、結合面には疎水性アミノ酸が配向することが知られており、このような特徴的な配向をロイシンジッパーと呼ぶ。タンパク質はロイシンジッパーを用いることもできる。
【００２３】
このようなタンパク質の性質をプローブ１３の基板１１への結合に利用することができる。
【００２４】
用意された末端に疎水的性質を有するタンパク質は、通常の電解質中では構造的に不安定になるので、溶液１４中の有機溶媒（油部１４ａ）と電解質（親水部１４ｃ）の油水界面１４ｂに保持させることができる。
【００２５】
このような油水界面１４ｂでは、有機溶媒（油部１４ａ）にタンパク質の疎水性リッチな部分が、電解質（親水部１４ｃ）側にタンパク質の残りの部分（すなわち疎水性リッチではない部分）が向くように配向される。このように油水界面１４ｂに並列された複数のタンパク質を有機溶媒（油部１４ａ）層から基板１１に接触させるように液滴をスポットすれば、疎水性アミノ酸リッチなタンパク質部分と基板とを強く相互作用させることができる。このようにタンパク質をプローブ１３として用い、容易に基板１１に固定化することができるのである。
【００２６】
なお、前述の疎水性アミノ酸がタンパク質表面にむき出しになったタンパク質はホスト生物で強制発現させた場合にうまく発現されない、精製できない、あるいは精製しても凝集してしまうといった問題を引き起こすことがある。これらの問題は、図３（ａ）に示すように、疎水性アミノ酸リッチなタンパク質であるプローブ１３をシャペロン分子１５と共発現させヘテロ複合体１６を形成させることによって解決することができる。例えば、共発現したプローブ１３とシャペロン分子１５は、大腸菌といったホスト生物中で、相互作用したヘテロ複合体１６を形成する。ヘテロ複合体１６は互いの疎水性リッチな部分を相互作用させている。このようなヘテロ複合体１６は任意の方法によって精製することができる。そしてヘテロ複合体を、油水界面１４ｂを有する溶液１４に保持させる際に、図３（ｂ）に示すように溶液１４の有機溶媒（油部１４ａ）によりプローブ１３からシャペロン分子１５を解離させ、油水界面１４ｂに先述のように並べることができる。
【００２７】
本実施例におけるプローブの固定化方法による効果を示す。
【００２８】
本発明におけるプローブの固定化方法は、従来のシランカップリング法のように、プローブの末端を特定の反応基に置換する必要がないので、プローブに薬品処理などの化学処理を施す必要がない。すなわち、プローブそのものを化学処理による化学反応により処理することなく、基板１１を疎水化処理して基板１１表面に疎水部１２を形成し、プローブ１３に存在する疎水部をそのまま用いて基板１１に吸着、固定化させることができる。従って、プローブ１３を固定化する際に、プローブ１３の混ざった溶液を化学反応させるために必要な溶液に置換する必要がなく、どのようなｐＨや温度の溶液を用いた場合でもプローブ１３を固定化することができる。その結果、プローブ１３に対して好ましくないｐＨ、塩濃度、温度もしくは界面活性剤を含んだ溶液に置換することによるプローブ１３の変性を避けることができる。さらに、従来のような化学反応を伴わないため工程数の軽減、測定時における固定化基板１０ロット毎のばらつきを軽減することができる。さらに、プローブ１３と基板１１の間に長いリンカーを有する必要がないのでプローブ１３の配向制御が容易となる。
【００２９】
すなわち、プローブ１３としてタンパク質を用いた場合、タンパク質の折りたたみは非常に再現性の高い反応でありプローブ１３がプローブとして機能するために重要な反応中心の位置はプローブ１３のある一面に形成される疎水面に対して常に一定である。従って、プローブ１３のある一面に形成される疎水面が基板１１に結合する以上、プローブ１３の反応中心は高精度に同じ方向に配位されることとなる。従って、プローブの配向制御が容易となるのである。
【００３０】
なお、プローブ１３のある一面に疎水性部分１３ａを有させる方法としては、疎水アミノ酸をタンパク質のアミノ末端、もしくは、カルボキシル末端に複数並べてタグとして利用する方法も挙げられる。このような複数の疎水アミノ酸を任意に並べた場合、高次構造を形成する可能性は考えられないが、プローブ１３を基板に固定させるためのアンカーとしては十分利用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明はＤＮＡアレイ、プロテインアレイ、糖鎖アレイなどに用いられるアレイ基板に固定されるプローブの固定化方法として有用である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  固定化基板
１１  基板
１２  疎水部
１３  プローブ
１３ａ  疎水性部分
１４  溶液
１４ａ  油部
１４ｂ  油水界面
１４ｃ  親水部
１５  シャペロン分子
１６  ヘテロ複合体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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