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JP4811355B2 - Biodevice, manufacturing method thereof, and biosensor - Google Patents
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JP4811355B2 - Biodevice, manufacturing method thereof, and biosensor - Google Patents

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Description

本発明は、生体試料中の多数の蛋白質の検出および分析に用いられるバイオデバイスおよびその製造方法に関する技術であり、さらに詳しくは、プロテオミクス、ならびに遺伝子活性の細胞内蛋白質レベルでの測定に用いられるバイオデバイスおよびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a biodevice used for detection and analysis of a large number of proteins in a biological sample and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to proteomics and biotechnology used for measurement of gene activity at the intracellular protein level. The present invention relates to a device and a manufacturing method thereof.

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。   Attempts to decipher the genetic activity and the molecular processes of drug effects at the molecular level have traditionally focused on genomics, but proteomics is more detailed about the biological functions of cells. Provide information. Proteomics involves the qualitative and quantitative measurement of gene activity by detecting and quantifying expression at the protein level, rather than at the gene level. It also includes studies of events that are not encoded by genes such as post-translational modifications of proteins and interactions between proteins.

「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。この目的の分子アレイとして、DNAチップが開発され、実用化されつつある。一方、生体機能において最も複雑で多様性の高い蛋白質の検出に関してはプロテインチップが提唱され、近年研究が進められている。プロテインチップとは、蛋白質、またはそれを捕捉する分子をチップ(微小な基体)表面に固定化したものを総称する。   Now that the structure of the genome, which is the “blueprint of life”, has been clarified and a large amount of genome information has become available, proteomics research has become increasingly popular, and as a result, rapid detection of bioactive substances has been accelerated. There is a need for higher efficiency (high throughput). A DNA chip has been developed and put into practical use as a molecular array for this purpose. On the other hand, protein chips have been proposed for the detection of the most complex and highly diverse proteins in biological functions, and research has been promoted in recent years. The protein chip is a general term for a protein or a molecule that captures the protein immobilized on the surface of the chip (micro substrate).

しかし、現状のプロテインチップは一般に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、ガラス基板などの固相表面上に蛋白質、またはそれを捕捉する分子を固定化する検討がなされている(例えば特許文献1参照)。   However, since current protein chips are generally developed on the extended line of DNA chips, studies are being made to immobilize proteins or molecules that capture them on a solid surface such as a glass substrate. (For example, refer to Patent Document 1).

蛋白質はアミノ酸がペプチド結合で直鎖上に連結したポリマーであり、機能発現のためには一定の高次構造を必要とし、複数のサブユニットからなっている場合も多い。これを固相表面に固定した場合、固相表面との接着により立体構造が変化し、蛋白質の機能を損ない相互作用性を失わせる場合がある。また、相互作用部位と固相表面との相対的な位置関係によっては、相互作用が立体障害を受ける可能性もある。このため、立体構造に及ぼす影響をできるだけ小さくして蛋白質を固定化することのできるバイオデバイスが求められている。     A protein is a polymer in which amino acids are linked in a straight chain by peptide bonds, requires a certain higher order structure for function expression, and is often composed of a plurality of subunits. When this is immobilized on the solid phase surface, the three-dimensional structure changes due to adhesion to the solid phase surface, which may impair the function of the protein and lose its interaction. Further, depending on the relative positional relationship between the interaction site and the solid surface, the interaction may be sterically hindered. For this reason, there is a need for a biodevice that can immobilize proteins with as little influence on the three-dimensional structure as possible.

また、すべての蛋白質(プロテオーム)の変動をプロファイリングする技術面では、超微量の蛋白質や数ナノリットルというような超微量の溶液の操作を可能とするマイクロフルイディクスの技術や、チップ上での前処理、分離、検出を目標とする「ラボ・オン・チップ」の概念が重要となってくる。この技術においても、サンプルである蛋白質などの生理活性物質が、流路内で立体構造をできるだけ保持した状態で固定化されることが必要となる。
特開2001−116750号公報
In terms of profiling the fluctuations of all proteins (proteomes), microfluidics technology that enables the manipulation of ultra-trace amounts of proteins and ultra-small quantities of solutions such as several nanoliters, and on-chip The concept of “lab-on-a-chip” that targets processing, separation, and detection becomes important. Also in this technique, it is necessary that a physiologically active substance such as a protein as a sample is immobilized in a state where the three-dimensional structure is maintained as much as possible in the flow path.
JP 2001-116750 A

本発明は、立体構造に及ぼす影響をできるだけ小さくして生理活性物質を固定化することができる場を持った、高感度でハイスループットな生理活性物質の検出ができるバイオデバイスおよびその製造方法、ならびに本デバイスに生理活性物質を固定化させたバイオセンサーを提供することを目的とする。   The present invention relates to a biodevice capable of detecting a physiologically active substance with high sensitivity and high throughput having a field capable of immobilizing a physiologically active substance with as little influence on the three-dimensional structure as possible, and a method for producing the same, and An object of the present invention is to provide a biosensor in which a physiologically active substance is immobilized on the device.

すなわち本発明は、
(1)固相基体の表面に、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高分子化合物を有し、前記表面に親水性化合物が結合し、前記親水性化合物が多糖類であることを特徴とするバイオデバイス、
(2)前記一級アミノ基がオキシルアミノ基および/又はヒドラジド基である(1)記載のバイオデバイス、
(3)前記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)記載のバイオデバイス、
(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デバイス、

Figure 0004811355

(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)記載のバイオデバイス、
(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)記載のバイオデバイス、
(7)前記アルキル基の炭素数が2〜10であ(6)記載のバイオデバイス。
(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デバイス。
Figure 0004811355

Figure 0004811355

)前記多糖類が、キチン及びキトサン、ペクチン、グアーガム、キサンタンガム、アラビアガム、ジェランガム、ファーセレラン、カルボキシメチルセルロース、ヘパリン、ヒアルロン酸、プルラン、デキストラン又はその誘導体、カラギーナン、セファロース、及びアガロースから成る群より選ばれる少なくとも1種である、()記載のバイオデバイス、
10)前記固相基体の材質がプラスチックである(1)〜()いずれか記載のバイオデバイス、
11)前記プラスチックがポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、飽和環状ポリオレフィン、ポリペンテン、ポリアミド、及びそれらの共重合体よりなる群より選択された少なくとも1種である(10)記載のバイオデバイス、
12)前記固相基体の材質がガラスである(1)〜(9)いずれか記載のバイオデバイス、
13)デバイスの形状がスライド形状基板、チューブ、ビーズ、96穴ないし384穴プレート、マイクロフルイディクス基板及びそれらの複合体よりなる群より選択された少なくとも1種である(1)〜(12)いずれか記載のバイオデバイス、
14)(1)〜(13)いずれか記載のバイオデバイスの製造方法であって、
(1)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高分子化合物を基体表面に塗布する工程、
(2)上記塗布基体の表面にさらに親水性化合物を化学結合させる工程、
を含むことを特徴とするバイオデバイスの製造方法、
15)前記(2)の工程において、親水性化合物を基体表面に塗布する工程を有する(14)記載のバイオデバイスの製造方法、
16)(1)〜(13)いずれか記載のバイオデバイスに生理活性物質を固定化させたバイオセンサー。
17)生理活性物質がDNA、ペプチド、蛋白質及びそれらの混合物よりなる群より選択された少なくとも1種であるである(16)記載のバイオセンサー、
である。
That is, the present invention
(1) having a polymer compound containing a unit having a phosphorylcholine group, a unit having a hydrophobic group, and a unit having a primary amino group on the surface of a solid phase substrate, and a hydrophilic compound is bonded to the surface; A biodevice, wherein the active compound is a polysaccharide ,
(2) The biodevice according to (1), wherein the primary amino group is an oxylamino group and / or a hydrazide group,
(3) The biodevice according to (1) or (2), wherein the main chain of the polymer compound is a (meth) acrylic skeleton,
(4) The polymer compound is represented by the following general formula [1] (wherein R1, R2, and R3 represent a hydrogen atom or a methyl group, R4 represents a hydrophobic group, and X represents an alkyleneoxy group having 1 to 10 carbon atoms). , P represents an integer of 1 to 20. When p is an integer of 2 to 20, repeated Xs may be the same or different, and Y is a spacer containing an alkylene glycol residue. Z is an oxygen atom or NH. L, m, and n are natural numbers.) The biodevice according to any one of (1) to (3),
Figure 0004811355

(5) The biodevice according to (4), wherein, in the general formula [1], X is an ethyleneoxy group,
(6) The biodevice according to (4) or (5), wherein, in the general formula [1], R4 is an alkyl group,
(7) The biodevice according to (6), wherein the alkyl group has 2 to 10 carbon atoms.
(8) In the general formula [1], any one of (4) to (7), wherein Y is the following general formula [2] or [3] (where q and r are integers of 1 to 20). The biodevice described.
Figure 0004811355

Figure 0004811355

( 9 ) The polysaccharide is selected from the group consisting of chitin and chitosan, pectin, guar gum, xanthan gum, gum arabic, gellan gum, farseleran, carboxymethylcellulose, heparin, hyaluronic acid, pullulan, dextran or derivatives thereof, carrageenan, sepharose, and agarose. The biodevice according to ( 1 ), which is at least one selected
( 10 ) The biodevice according to any one of (1) to ( 9 ), wherein the solid phase substrate is made of plastic.
(11) wherein the plastic is polycarbonate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, saturated cyclic polyolefins, polypentene, polyamides, and at least one selected from the group consisting of copolymers thereof (10), wherein the bio-devices,
( 12 ) The biodevice according to any one of (1) to ( 9 ), wherein the solid phase substrate is made of glass.
( 13 ) The shape of the device is at least one selected from the group consisting of a slide-shaped substrate, a tube, a bead, a 96-hole to 384-well plate, a microfluidic substrate, and a complex thereof (1) to ( 12 ) Any one of the biodevices,
( 14 ) The method for producing a biodevice according to any one of (1) to ( 13 ),
(1) A step of applying a polymer compound containing a unit having a phosphorylcholine group, a unit having a hydrophobic group, and a unit having a primary amino group to the surface of the substrate,
(2) a step of further chemically bonding a hydrophilic compound to the surface of the coated substrate;
A method for producing a biodevice, comprising:
( 15 ) The method for producing a biodevice according to ( 14 ), wherein in the step (2), the method comprises a step of applying a hydrophilic compound to the surface of the substrate.
( 16 ) A biosensor in which a bioactive substance is immobilized on the biodevice according to any one of (1) to ( 13 ).
( 17 ) The biosensor according to ( 16 ), wherein the physiologically active substance is at least one selected from the group consisting of DNA, peptides, proteins and mixtures thereof,
It is.

本発明のバイオデバイスおよびその製造方法、ならびに本デバイスに生理活性物質を固定化させたバイオセンサーによれば、立体構造に及ぼす影響をできるだけ小さくして生理活性物質を固定化することができる、高感度でハイスループットな生理活性物質の検出ができるバイオセンサーを得ることが可能となる。   According to the biodevice of the present invention and the method for producing the same, and the biosensor in which the physiologically active substance is immobilized on the device, the physiologically active substance can be immobilized while minimizing the influence on the three-dimensional structure. A biosensor capable of detecting a physiologically active substance with high sensitivity and sensitivity can be obtained.

本発明のバイオデバイスは、基体表面に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高分子化合物を有し、その表面に親水性化合物が結合していることを特徴とする。
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、親水性化合物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、一級アミノ基が親水性化合物を固定化する役割を果たす。
The biodevice of the present invention has a polymer compound containing a unit having a phosphorylcholine group, a unit having a hydrophobic group, and a unit having a primary amino group on the surface of the substrate, and a hydrophilic compound is bonded to the surface thereof. It is characterized by.
This polymer compound has a property of suppressing physical adsorption (nonspecific adsorption) of the detection target substance to the base material. Furthermore, it also has the property of immobilizing hydrophilic compounds. The phosphorylcholine group plays a role in suppressing nonspecific adsorption, and the primary amino group plays a role in immobilizing the hydrophilic compound.

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。     The unit having a phosphorylcholine group contained in the polymer compound of the present invention is not particularly limited in structure, but as shown in the structural unit on the left side of the structural unit of the following general formula [1], a (meth) acrylic residue And a phosphorylcholine group are preferably bonded via a chain of an alkyleneoxy group X having 1 to 10 carbon atoms. Of these, X is most preferably an ethyleneoxy group. The repeating number of the alkyleneoxy group X in the formula is an integer of 1 to 20, and when the repeating number is 2 or more and 20 or less, the carbon number of the repeated alkyleneoxy group may be the same or different. Although l is naturally a natural number, it may be expressed as a composition ratio of each component.

Figure 0004811355
Figure 0004811355

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、基体と共有結合できる官能基類を導入し、基体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。   The composition ratio of the unit having a phosphorylcholine group contained in the polymer compound of the present invention (ratio of l to the sum of l, m, and n) is not particularly limited, but is 5 for all units of the polymer compound. -98 mol% is preferable, More preferably, it is 10-90 mol%, Most preferably, it is 10-80 mol%. When the composition ratio falls below the lower limit, nonspecific adsorption increases. On the other hand, when the upper limit is exceeded, water solubility increases, and the polymer compound may be eluted during the assay. However, this is not the case when a functional group capable of covalently bonding to the substrate is introduced into any part of the polymer compound and chemically bonded to the substrate. For example, a method of introducing a silane coupling agent into the polymer compound is simple and preferable.

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、疎水性の基体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。     The unit having a hydrophobic group contained in the polymer compound of the present invention is not particularly limited in structure. However, as represented by the structural unit in the center of the structural unit of the general formula [1], (meth) acrylic A structure in which a hydrophobic group is bonded to a group residue is preferable. Although a hydrophobic group is not specifically limited, An alkyl group and aromatics are mentioned. More preferably, the alkyl group is an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms. The structure of the alkyl group is not particularly limited, and may be linear, branched, or cyclic. By including a unit having a hydrophobic group in the polymer compound, the wettability is improved even on a hydrophobic substrate such as a plastic, and coating can be performed without unevenness. In addition, since the hydrophobicity increases, it is possible to prevent the polymer compound from eluting during the assay. In the formula, m is naturally a natural number, but may be expressed as a composition ratio of each component.

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。   The composition ratio of the unit having a hydrophobic group contained in the polymer compound of the present invention (the ratio of m to the sum of l, m, and n) is not particularly limited, but is based on all units of the polymer compound. 1 to 90 mol% is preferable, more preferably 10 to 80 mol%, and most preferably 20 to 80 mol%. If the upper limit is exceeded, nonspecific adsorption may increase.

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。   The unit having a primary amino group contained in the polymer compound of the present invention is not particularly limited in structure, but as represented by the structural unit on the right side of the structural unit of the general formula [1], It is preferable that the (meth) acryl group residue and the oxylamino group or hydrazide group have a structure via a spacer Y containing an alkylene glycol residue. In the case of an oxylamino group, Z represents an oxygen atom, and in the case of a hydrazide group, Z represents NH. n is originally a natural number, but may be expressed as a composition ratio of each component. The structure of the spacer Y containing an alkylene glycol residue is not particularly limited, but may be the following general formula [2] or [3] (wherein q and r are integers of 1 to 20). preferable.

Figure 0004811355
Figure 0004811355

Figure 0004811355
Figure 0004811355

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親水性化合物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、親水性化合物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。     The oxylamino group or hydrazide group can immobilize sugars, sugar chains, glycopeptides, antibodies, and / or hydrophilic compounds having these. Further, since the amino group is separated from the main chain portion due to the presence of the spacer, the hydrophilic compound is easily immobilized. Furthermore, since an alkylene glycol residue is contained in the spacer, non-specific adsorptivity can be expressed. The number of carbon atoms of the alkylene glycol residue is not limited, but an ethylene glycol residue having 2 carbon atoms is most preferable.

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親水性化合物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。   The composition ratio of the unit having a primary amino group contained in the polymer compound of the present invention (ratio of n to the sum of l, m, and n) is not particularly limited, but for all units of the polymer compound 1-94 mol%, more preferably 2-90 mol%, most preferably 5-80 mol%. When the composition ratio is lower than the lower limit, the sugar, sugar chain and / or hydrophilic compound having these cannot be sufficiently immobilized. On the other hand, if the upper limit is exceeded, non-specific adsorption may increase.

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。     As long as the chemical structure of the polymer compound of the present invention is a structure including at least a unit having a phosphorylcholine group, a unit having a hydrophobic group, and a unit having a primary amino group, the bonding method is any of random, block, graft, etc. It may be in a form.

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。     The method for synthesizing the polymer compound of the present invention is not particularly limited, but at least a monomer having a phosphorylcholine group, a monomer having a hydrophobic group, and a primary amino group are previously protected with a protecting group for ease of synthesis. A production method comprising a step of radical copolymerization of the monomer obtained and a step of removing a protecting group from the polymer compound obtained by the step is preferred. Alternatively, a step of radical copolymerizing a monomer having at least a phosphorylcholine group, a monomer having a hydrophobic group, and a monomer having a functional group capable of introducing a primary amino group, and the polymer compound obtained by the step having a primary amino group The manufacturing method including the step of introducing is preferable.

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。     The monomer having a phosphorylcholine group is not particularly limited in structure. For example, 2- (meth) acryloyloxyethyl phosphorylcholine, 2- (meth) acryloyloxyethoxyethyl phosphorylcholine, 6- (meth) acryloyloxyhexyl phosphorylcholine, 10 -(Meth) acryloyloxyethoxynonyl phosphorylcholine, 2- (meth) acryloyloxypropyl phosphorylcholine and the like can be mentioned, and 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine is preferable from the viewpoint of availability.

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。これらの中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。     Specific examples of the monomer having a hydrophobic group include n-butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, n-neopentyl ( (Meth) acrylate, iso-neopentyl (meth) acrylate, sec-neopentyl (meth) acrylate, neopentyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, iso-hexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, n- Octyl (meth) acrylate, iso-octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-nonyl (meth) acrylate, iso-nonyl (meth) acrylate, n-decyl (meth) acrylate, iso-decyl ( (Meth) acrylate, n-dodecyl (Meth) acrylate, iso-dodecyl (meth) acrylate, n-tridecyl (meth) acrylate, iso-tridecyl (meth) acrylate, n-tetradecyl (meth) acrylate, iso-tetradecyl (meth) acrylate, n-pentadecyl (meta ) Acrylate, iso-pentadecyl (meth) acrylate, n-hexadecyl (meth) acrylate, iso-hexadecyl (meth) acrylate, n-octadecyl (meth) acrylate, iso-octadecyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobonyl Examples include (meth) acrylate. Of these, n-butyl methacrylate, n-dodecyl methacrylate, and n-octyl methacrylate are most preferable.

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。 The monomer in which the primary amino group is previously protected with a protecting group is not particularly limited in structure, but the following general formula [4] (wherein R 3 is a hydrogen atom or a methyl group, Y is a spacer containing an alkylene glycol residue, Z represents an oxygen atom or NH, and W represents a protecting group.) (Meth) acrylic group and oxylamino group or hydrazide group have a structure through a spacer Y containing an alkylene glycol residue. Preferably there is.

Figure 0004811355
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保護基Wとしてはアミノ基を保護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。   The protecting group W is not limited as long as it can protect the amino group, and can be arbitrarily used. Of these, t-butoxycarbonyl group (Boc group), benzyloxycarbonyl group (Z group, Cbz group), 9-fluorenylmethoxycarbonyl group (Fmoc group) and the like are preferably used.

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。

Figure 0004811355
Specific examples of the monomer are those represented by the following formula.
Figure 0004811355

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。   Deprotection can be performed under general conditions using trifluoroacetic acid, hydrochloric acid, or anhydrous hydrogen fluoride.

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。   On the other hand, the method for introducing a primary amino group after polymerizing a polymer compound is not limited at all, but at least a monomer having a phosphorylcholine group, a monomer having a hydrophobic group, and a monomer having an alkoxy group are radicalized. A method of producing a hydrazide group by reacting an alkoxy group introduced into the polymer compound with hydrazine after copolymerization is preferred. As the alkoxy group, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a t-butoxy group and the like are preferable.

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。

Figure 0004811355
Specific examples of the monomer having an alkoxy group are those represented by the following formula.
Figure 0004811355

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。     As the synthetic solvent for the polymer compound of the present invention, any solvent may be used as long as each monomer can be dissolved. For example, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, t-butyl alcohol, and n-pentanol are used. , Benzene, toluene, tetrahydrofuran, dioxane, dichloromethane, chloroform, cyclohexanone, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl butyl ketone, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether And ethylene glycol monobutyl ether. These solvents are used alone or in combination of two or more.

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。     The polymerization initiator may be any ordinary radical initiator, such as 2,2′-azobisisobutylnitrile (hereinafter referred to as “AIBN”), 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), and the like. Examples thereof include organic peroxides such as azo compounds, benzoyl peroxide, and lauryl peroxide.

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。   The molecular weight of the polymer compound of the present invention is preferably 5,000 or more and more preferably 10,000 or more because the polymer compound and unreacted monomer can be easily separated and purified.

本発明の高分子化合物で基体表面を被覆することにより、親水性化合物の非特異的吸着を抑制する性質、及び親水性化合物を固定化する性質を容易に付与することが可能である。     By coating the substrate surface with the polymer compound of the present invention, it is possible to easily impart the property of suppressing nonspecific adsorption of the hydrophilic compound and the property of immobilizing the hydrophilic compound.

基体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。     For coating the substrate surface with a polymer compound, for example, a polymer solution in which the polymer compound is dissolved in an organic solvent so as to have a concentration of 0.05 to 50% by weight is prepared, and then a known method such as dipping or spraying is used. After coating on the surface of the substrate, the drying is performed at room temperature or under heating.

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。     Examples of organic solvents include ethanol, methanol, isopropanol, n-butanol, t-butyl alcohol, n-pentanol, cyclohexanol, and other alcohols, benzene, toluene, tetrahydrofuran, dioxane, dichloromethane, chloroform, acetone, methyl acetate, ethyl acetate, Examples thereof include butyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl butyl ketone, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, and cyclohexanone. These solvents are used alone or in combination of two or more. Of these, alcohols such as ethanol, methanol, isopropanol, n-butanol, t-butyl alcohol, n-pentanol, and cyclohexanol are preferable because they do not denature the plastic substrate and can be easily dried.

本発明に使用する基体の形状は、特に限定しないが、スライド形状基板、チューブ、ビーズ、96穴ないし384穴プレート、マイクロフルイディクス基板及びそれらの複合体が挙げられる。     The shape of the substrate used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a slide-shaped substrate, a tube, a bead, a 96- to 384-well plate, a microfluidic substrate, and a composite thereof.

基体の素材は、通常ガラス、金属その他を用いることができるが、本発明に使用する基体の素材としては、表面処理の容易性、量産性の観点から、プラスチックを使用し、特に熱可塑性樹脂であることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、蛍光発生量の少ないものが好ましい。例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリペンテン等の直鎖状ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、飽和環状ポリオレフィン、含フッ素樹脂等を用いることが好ましく、耐熱性、耐薬品性、低蛍光性、成形性に特に優れる飽和環状ポリオレフィンを用いることがより好ましい。ここで飽和環状ポリオレフィンとは、環状オレフィン構造を有する重合体単独または環状オレフィンとα−オレフィンとの共重合体を水素添加した飽和重合体等を指す。   The substrate material can be usually glass, metal or the like, but as the substrate material used in the present invention, plastic is used from the viewpoint of ease of surface treatment and mass productivity, and particularly a thermoplastic resin. Preferably there is. As a thermoplastic resin, a thing with little fluorescence generation amount is preferable. For example, it is preferable to use linear polyolefin such as polyethylene, polypropylene, polypentene, polycarbonate, polystyrene, polyamide, saturated cyclic polyolefin, fluorine-containing resin, etc., and saturation that is particularly excellent in heat resistance, chemical resistance, low fluorescence, and moldability. It is more preferable to use a cyclic polyolefin. Here, the saturated cyclic polyolefin refers to a polymer having a cyclic olefin structure or a saturated polymer obtained by hydrogenating a copolymer of a cyclic olefin and an α-olefin.

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親水性化合物を固定化することができる。これらの親水性化合物の基体への固定化方法としては、親水性化合物が溶解した溶液を容器などに分注し、基体を浸漬させて固定化する方法、親水性化合物が溶解した溶液をスプレーで吹き付けてコーティングし固定化する方法などがある。また、この溶液中に、基体との固定化に関わらない他の物質を混合することもできる。     The oxylamino group or hydrazide group can immobilize sugars, sugar chains, glycopeptides, antibodies, and / or hydrophilic compounds having these. As a method for immobilizing these hydrophilic compounds on a substrate, a solution in which the hydrophilic compound is dissolved is dispensed into a container or the like, and the substrate is immersed and immobilized, or a solution in which the hydrophilic compound is dissolved is sprayed. There are methods such as spraying, coating and fixing. In addition, other substances not involved in immobilization with the substrate can be mixed in this solution.

固定化に際して、糖、糖鎖、糖ペプチド、抗体の糖部分を酸化剤によりアルデヒドに酸化することにより、より効果的に基材に親水性化合物を固定化できる。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親水性化合物のアルデヒド基と基体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できる。     In the immobilization, the hydrophilic compound can be more effectively immobilized on the base material by oxidizing the sugar moiety of the sugar, sugar chain, glycopeptide, or antibody to an aldehyde with an oxidizing agent. Although it does not specifically limit as an oxidizing agent to be used, Periodic acid is used. These concentrations are 0.04 to 0.16M. In addition, a sodium bicarbonate solution (pH 8.1) is usually used as a buffer for the oxidation reaction. Chemical immobilization can be achieved by reacting the aldehyde group of the hydrophilic compound thus oxidized with the primary amino group on the substrate to produce a Schiff base.

本発明に使用する親水性化合物は、前記高分子化合物が被覆された基体に固定化できるものであれば何ら限定されるものではないが、その後に各種生理活性物質を活性を維持して固定化するという意味で多糖類が好ましい。多糖類の種類は特に限定されないが、例えばキチン及びキトサン、ペクチン、グアーガム、キサンタンガム、アラビアガム、ジェランガム、ファーセレラン、カルボキシメチルセルロース、ヘパリン、ヒアルロン酸、プルラン、デキストラン又はその誘導体、カラギーナン、セファロース、アガロースなどが用いられ、特にアガロースは、ゲル化しやすく、立体構造および活性を保った状態での生理活性物質の支持体として好適である。また、これらの多糖類は単独または2種以上の組み合わせで用いることができる。     The hydrophilic compound used in the present invention is not limited as long as it can be immobilized on the substrate coated with the polymer compound, but after that various physiologically active substances are maintained and immobilized. In this sense, polysaccharides are preferred. The type of polysaccharide is not particularly limited. In particular, agarose is easy to gel and is suitable as a support for a physiologically active substance in a state where the three-dimensional structure and activity are maintained. Moreover, these polysaccharides can be used individually or in combination of 2 or more types.

親水性化合物を溶解する溶液としては各種緩衝剤が好適に用いられる。緩衝剤の種類は特に限定されないが、例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)propanesulphonic acid)緩衝剤などが用いられる。     Various buffers are preferably used as the solution for dissolving the hydrophilic compound. The type of the buffer is not particularly limited, but for example, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, Tris-HCl buffer, Tris acetate buffer, PBS buffer, sodium citrate, sodium acetate, HEPES (N-2-hydroxyethylperazine-N′-ethanesulfonic acid) buffer, MOPS (3- (N-morpholino) propanesulfonic acid) buffer, and the like are used.

親水性化合物を溶解する溶液の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。     The pH of the solution for dissolving the hydrophilic compound is preferably 2 to 8 when the sugar or sugar chain is dissolved.

親水性化合物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。     The concentration of the hydrophilic compound in the solution is not particularly limited, but is preferably 0.0001 mg / ml to 10 mg / ml.

親水性化合物の溶液を固定化する温度としては0℃から100℃が好ましい。     The temperature for immobilizing the hydrophilic compound solution is preferably 0 ° C to 100 ° C.

前記親水性化合物を固定化した基体表面に、生理活性物質を固定化し、各種分子生物学的反応を検出するバイオセンサーとして利用することができる。生理活性物質を固定化する際には、生理活性物質を溶媒で溶解又は分散した液体を基体に点着する方法が好ましい。
生理活性物質を溶解または分散する溶媒のpHは8〜10であることが好ましく、pH9.0〜9.9がより好ましい。生理活性物質の固定化の工程における環境については、温度は15〜70℃、湿度は0〜95%が好ましい。
The bioactive substance can be immobilized on the surface of the substrate on which the hydrophilic compound is immobilized, and can be used as a biosensor for detecting various molecular biological reactions. When immobilizing a physiologically active substance, a method in which a liquid in which a physiologically active substance is dissolved or dispersed in a solvent is spotted on a substrate is preferable.
The pH of the solvent for dissolving or dispersing the physiologically active substance is preferably 8 to 10, and more preferably pH 9.0 to 9.9. Regarding the environment in the step of immobilizing a physiologically active substance, the temperature is preferably 15 to 70 ° C., and the humidity is preferably 0 to 95%.

基体表面への生理活性物質の固定化様式は、特に限定するものではなく、共有結合やイオン結合などの化学結合の他、共有結合によらず吸着による固定化も用いることができる。   The manner of immobilizing the physiologically active substance on the substrate surface is not particularly limited, and immobilization by adsorption can be used in addition to chemical bonds such as covalent bonds and ionic bonds, and not based on covalent bonds.

生理活性物質が基体表面にスポット状に固定化される場合、複数種の生理活性物質のスポットを基体表面の同一区画中に存在させることが可能である。   When the physiologically active substance is immobilized on the surface of the substrate in the form of spots, a plurality of types of physiologically active substances can be present in the same section of the substrate surface.

以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、この発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。
(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。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)の組成モル比26:66:8の高分子化合物の0.3重量%エタノール溶液にこの固相基板を浸漬、乾燥することにより、基板表面に上記高分子化合物を含む層を導入した。
次に、上記基体を2基底の塩酸に浸漬し、温度37℃で4時間撹拌して保護基であるBoc基を除いた。
続いて、pHが4.0に調整されたPBSバッファーにアガロースを0.2重量%の濃度で溶解し、これに上記基体を浸漬し、温度90℃で12時間静置することにより、アガロースを上記基体に固定化させた。反応後、純水に浸漬することで固定化されなかったアガロースを除いた。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to these examples.
(Example)
Saturated cyclic polyolefin resin (hydrogenated ring-opening polymer of 5-methyl-2-norbornene, MFR (Melt flow rate): 21 g / 10 min, hydrogenation rate: substantially 100%, heat distortion temperature 123 ° C.) A solid-phase substrate was prepared by processing into a slide glass shape (size: 76 mm × 26 mm × 1 mm). 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC), n-butyl methacrylate (BMA), N- [2- [2- [2- (t-butoxycarbonylaminooxyacetylamino) ethoxy] ethoxy] ethyl] -methacrylamide (OA) The solid phase substrate is immersed in a 0.3 wt% ethanol solution of a polymer compound having a composition molar ratio of 26: 66: 8 of the compound represented by the formula [5] and dried, whereby the above polymer is formed on the substrate surface. A layer containing the compound was introduced.
Next, the substrate was immersed in dibasic hydrochloric acid and stirred at a temperature of 37 ° C. for 4 hours to remove the Boc group as a protecting group.
Subsequently, agarose was dissolved in a PBS buffer adjusted to pH 4.0 at a concentration of 0.2 wt%, the substrate was immersed in this, and allowed to stand at a temperature of 90 ° C. for 12 hours. Immobilized on the substrate. After the reaction, agarose that was not immobilized was removed by immersion in pure water.

(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。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)の組成モル比23:68:9の高分子化合物の0.3重量%エタノール溶液にこの固相基板を浸漬、乾燥することにより、基板表面に上記高分子化合物を含む層を導入した。
(Comparative example)
Saturated cyclic polyolefin resin (hydrogenated ring-opening polymer of 5-methyl-2-norbornene, MFR (Melt flow rate): 21 g / 10 min, hydrogenation rate: substantially 100%, heat distortion temperature 123 ° C.) A solid-phase substrate was prepared by processing into a slide glass shape (size: 76 mm × 26 mm × 1 mm). MPC, BMA, p-nitrophenyloxycarbonyl-4.5-ethylene glycol methacrylate (MEO4.5NP) in a 0.3 wt% ethanol solution of a polymer compound having a composition molar ratio of 23: 68: 9 By immersing and drying, a layer containing the polymer compound was introduced onto the substrate surface.

次に、自動スポッターを用いて、実施例および比較例で得られた基板に単量体赤色蛍光蛋白であるDsRed蛋白を10μmol/Lの濃度でpHが9.5に調整された炭酸バッファーに溶解した溶液をスポットした。スポット後すぐに各スポットについて蛍光量測定を行った。続いて、上記基板を室温で表1に示した時間だけ静置し、それから同様に各スポットについて蛍光量測定を行った。結果を表1に示す。   Next, using an automatic spotter, a DsRed protein, which is a monomer red fluorescent protein, was added to a carbonate buffer adjusted to a pH of 9.5 at a concentration of 10 μmol / L on the substrates obtained in Examples and Comparative Examples. The dissolved solution was spotted. The amount of fluorescence was measured for each spot immediately after the spot. Subsequently, the substrate was allowed to stand at room temperature for the time shown in Table 1, and then the fluorescence amount was measured for each spot in the same manner. The results are shown in Table 1.

実施例および比較例における蛍光量の測定には、PerkinElmer社製バイオチップスキャナー「ScanArray」を用いた。測定条件は、レーザー出力90%、PMT感度55%、励起波長558nm、測定波長583nm、解像度10μmであった。
実施例は、時間経過後も蛋白が活性を維持していることを示す蛍光の発色が見られたが、比較例では時間経過に従って蛍光の発色が低下し、最終的にはほとんど見えなくなった。すなわち、本発明のバイオデバイスでは、活性を維持した状態での生理活性物質の固定ができたと言える。
A biochip scanner “ScanArray” manufactured by PerkinElmer was used to measure the amount of fluorescence in Examples and Comparative Examples. The measurement conditions were laser output 90%, PMT sensitivity 55%, excitation wavelength 558 nm, measurement wavelength 583 nm, and resolution 10 μm.
In the examples, the color of fluorescence indicating that the protein maintained the activity was observed even after the passage of time, but in the comparative example, the color of fluorescence decreased with the passage of time, and finally it became almost invisible. That is, in the biodevice of the present invention, it can be said that the physiologically active substance can be fixed while maintaining the activity.

Figure 0004811355
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Claims (17)

固相基体の表面に、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高分子化合物を有し、前記表面に親水性化合物が結合し、前記親水性化合物が多糖類であることを特徴とするバイオデバイス。 The surface of the solid phase substrate has a polymer compound including a unit having a phosphorylcholine group, a unit having a hydrophobic group, and a unit having a primary amino group, and a hydrophilic compound is bonded to the surface, and the hydrophilic compound is A biodevice characterized by being a polysaccharide . 前記一級アミノ基がオキシルアミノ基および/又はヒドラジド基である請求項1記載のバイオデバイス。 The biodevice according to claim 1, wherein the primary amino group is an oxylamino group and / or a hydrazide group. 前記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記載のバイオデバイス。 The biodevice according to claim 1, wherein a main chain of the polymer compound is a (meth) acryl skeleton. 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請求項1〜3いずれか記載のバイオデバイス。
Figure 0004811355

The polymer compound is represented by the following general formula [1] (wherein R1, R2, and R3 represent a hydrogen atom or a methyl group, R4 represents a hydrophobic group, X represents an alkyleneoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and p represents Represents an integer of 1 to 20. When p is an integer of 2 or more and 20 or less, the repeated Xs may be the same or different, Y is a spacer containing an alkylene glycol residue, Z is an oxygen atom or NH. L, m, and n are natural numbers.) The biodevice according to any one of claims 1 to 3.
Figure 0004811355

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記載のバイオデバイス。 The biodevice according to claim 4, wherein, in the general formula [1], X is an ethyleneoxy group. 前記一般式[1]において、R4がアルキル基である請求項4又は5記載のバイオデバイス。 The biodevice according to claim 4 or 5, wherein, in the general formula [1], R4 is an alkyl group. 前記アルキル基の炭素数が2〜10である請求項6記載のバイオデバイス。 The biodevice according to claim 6, wherein the alkyl group has 2 to 10 carbon atoms. 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デバイス。
Figure 0004811355

Figure 0004811355
The biodevice according to any one of claims 4 to 7, wherein, in the general formula [1], Y is the following general formula [2] or [3] (wherein q and r are integers of 1 to 20).
Figure 0004811355

Figure 0004811355
前記多糖類が、キチン及びキトサン、ペクチン、グアーガム、キサンタンガム、アラビアガム、ジェランガム、ファーセレラン、カルボキシメチルセルロース、ヘパリン、ヒアルロン酸、プルラン、デキストラン又はその誘導体、カラギーナン、セファロース、及びアガロースから成る群より選ばれる少なくとも1種である、請求項記載のバイオデバイス。 The polysaccharide is at least selected from the group consisting of chitin and chitosan, pectin, guar gum, xanthan gum, gum arabic, gellan gum, far celerane, carboxymethyl cellulose, heparin, hyaluronic acid, pullulan, dextran or derivatives thereof, carrageenan, sepharose, and agarose. it is one, bio device of claim 1, wherein. 前記固相基体の材質がプラスチックである請求項1〜いずれか記載のバイオデバイス。 Claim 1-9 biodevice according to any one material of said solid substrate is a plastic. 前記プラスチックがポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、飽和環状ポリオレフィン、ポリペンテン、ポリアミド、及びそれらの共重合体よりなる群より選択された少なくとも1種である請求項10記載のバイオデバイス。 The biodevice according to claim 10 , wherein the plastic is at least one selected from the group consisting of polycarbonate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, saturated cyclic polyolefin, polypentene, polyamide, and copolymers thereof. 前記固相基体の材質がガラスである請求項1〜いずれか記載のバイオデバイス。 The biodevice according to any one of claims 1 to 9 , wherein a material of the solid phase substrate is glass. デバイスの形状がスライド形状基板、チューブ、ビーズ、96穴ないし384穴プレート、マイクロフルイディクス基板及びそれらの複合体よりなる群より選択された少なくとも1種である請求項1〜12いずれか記載のバイオデバイス。 Shaped slide-shaped substrate of the device, tubes, beads, 96 to 384-well plates, microfluidics substrate and bio according to claim 1-12, wherein any one is at least one selected from the group consisting of a complex thereof device. 請求項1〜13いずれか記載のバイオデバイスの製造方法であって、
(1)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高分子化合物を基体表面に塗布する工程、
(2)上記塗布基体の表面にさらに親水性化合物を化学結合させる工程、
を含むことを特徴とするバイオデバイスの製造方法。
Claim 1-13 A method for producing a bio-device according to any one,
(1) A step of applying a polymer compound containing a unit having a phosphorylcholine group, a unit having a hydrophobic group, and a unit having a primary amino group to the surface of the substrate,
(2) a step of further chemically bonding a hydrophilic compound to the surface of the coated substrate;
A method for producing a biodevice, comprising:
前記(2)の工程において、親水性化合物を基体表面に塗布する工程を有する請求項14記載のバイオデバイスの製造方法。 The method for producing a biodevice according to claim 14, wherein the step (2) includes a step of applying a hydrophilic compound to the surface of the substrate. 請求項1〜13いずれか記載のバイオデバイスに生理活性物質を固定化させたバイオセンサー。 Claim 1-13 biosensors to immobilize a physiologically active substance on bio device according to any one. 生理活性物質がDNA、ペプチド、蛋白質及びそれらの混合物よりなる群より選択された少なくとも1種であるである請求項16記載のバイオセンサー。
The biosensor according to claim 16 , wherein the physiologically active substance is at least one selected from the group consisting of DNA, peptides, proteins and mixtures thereof.
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JP2012201653A (en) * 2011-03-28 2012-10-22 Sumitomo Bakelite Co Ltd Sugar chain library, method for forming the same, and sugar chain array immobilizing the same
CA2842041A1 (en) * 2012-04-18 2013-10-24 Arrowhead Research Corporation Poly(acrylate) polymers for in vivo nucleic acid delivery
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JP4376813B2 (en) * 2005-03-10 2009-12-02 住友ベークライト株式会社 Biochip substrate and biochip
JP2006246774A (en) * 2005-03-10 2006-09-21 Sumitomo Bakelite Co Ltd DNA chain extension method, DNA chain amplification method, and DNA array extension microarray
JP4534818B2 (en) * 2005-03-17 2010-09-01 住友ベークライト株式会社 Polymer compound for biomaterial and polymer solution using the same

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