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JPS6128375B2 - - Google Patents
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JPS6128375B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6128375B2
JPS6128375B2 JP56081709A JP8170981A JPS6128375B2 JP S6128375 B2 JPS6128375 B2 JP S6128375B2 JP 56081709 A JP56081709 A JP 56081709A JP 8170981 A JP8170981 A JP 8170981A JP S6128375 B2 JPS6128375 B2 JP S6128375B2
Authority
JP
Japan
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dna
plasma
nucleic acids
immobilized
nucleic acid
Prior art date
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Expired
Application number
JP56081709A
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Japanese (ja)
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JPS57197034A (en
Inventor
Toshihiro Hirotsu
Hideoki Ogawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP56081709A priority Critical patent/JPS57197034A/en
Publication of JPS57197034A publication Critical patent/JPS57197034A/en
Publication of JPS6128375B2 publication Critical patent/JPS6128375B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、核酸を固定、不溶化した形の材料の
作成方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a material in which nucleic acids are immobilized and insolubilized.

本発明は、グロー放電プラズマを照射して、固
定化を達成することを特長としており、具体的に
は、固定化させる成分を汎用の高分子材料と混合
しておき、高分子の部分がプラズマ照射によつて
架橋ゲル化することによつて形成されるマトリツ
クスの中に封じ込めることを特長とするものであ
る。
The present invention is characterized by achieving immobilization by irradiating glow discharge plasma. Specifically, the component to be immobilized is mixed with a general-purpose polymer material, and the polymer part is exposed to the plasma. It is characterized by being encapsulated in a matrix formed by cross-linking and gelling through irradiation.

アフイニテイクロマトグラフイー法の一つとし
て、核酸等の生体分子を結合した形の吸着材料、
あるいは、これらの成分分子を閉じ込めた形の吸
着材料を用いる方法は、不溶化ないしは固定化技
術の進歩と相まつて、この数年来、飛躍的に発展
し、特定の遺伝子や核酸等の分離などのために広
く利用されるようになつてきた。デオキシリボ核
酸(DNA)−アフイニテイクロマトグラフイー
は、これらの応用において有効なものの一つであ
る。
As one of the affinity chromatography methods, adsorption materials in the form of biomolecules such as nucleic acids,
Alternatively, methods using adsorbent materials that trap these component molecules have developed dramatically over the past few years, coupled with advances in insolubilization or immobilization technology, and are now useful for isolating specific genes, nucleic acids, etc. It has become widely used. Deoxyribonucleic acid (DNA)-affinity chromatography is one of the most effective in these applications.

DNA−アフイニテイクロマトグラフイーにお
いて、DNAを担体の中、あるいはその表層部に
固定化ないしは結合する方法はすでにいくつかが
報告されている。その中でよく用いられているも
のは、 (1) セルロースや架橋ポリビニルアルコールなど
のヒドロキシル基を有する担体を臭化シアン
(BrCN)がエピクロルヒドリン等を用いて活
性化し、こうしてつくり出された活性部位に対
して核酸を共有結合せしめる方法、 (2) セルロースやセフアデツクスに対して、カル
ボジイミドにより核酸末端のリン酸基を脱水反
応を伴つて共有結合的に結合せしめる方法、 (3) 核酸をアクリルアミドゲルの網の中に封じ込
めた形で固定化する方法、 (4) 核酸を浸透させたセルロースをエタノール溶
媒中に分散せしめ、かつ拌しつつ光照射するこ
とによつて結合せしめる方法、 (5) 核酸を浸透させたセルロースを凍結乾燥する
ことを経て結合せしめる方法、 (6) 核酸をアガロースを混ぜ合せて固める方法、 (7) カルボキシメチルセルロースなどのセルロー
ス誘導体に核酸を結合させる方法、 などである。
In DNA affinity chromatography, several methods have already been reported for immobilizing or binding DNA in or on the surface of a carrier. Among these, the commonly used ones are: (1) Cyanogen bromide (BrCN) activates a carrier with a hydroxyl group such as cellulose or cross-linked polyvinyl alcohol using epichlorohydrin, etc., and activates the active site created in this way. (2) A method in which a phosphoric acid group at the end of a nucleic acid is covalently bound to cellulose or Cephadex using a carbodiimide accompanied by a dehydration reaction; (3) A method in which a nucleic acid is attached to a network of an acrylamide gel. (4) A method in which cellulose impregnated with nucleic acid is dispersed in an ethanol solvent and bonded by light irradiation while stirring; (5) A method in which cellulose infiltrated with nucleic acid is bonded by irradiation with light; (6) A method of solidifying nucleic acids by mixing them with agarose; (7) A method of binding nucleic acids to cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose.

これらそれぞれの方法は、作成の際の容易さの
程度、固定化の強度、吸着される成分とのアフイ
ニテイーの程度等に差があり、したがつてそれら
の結果として長所と短所とを合せて有しているも
のである。たとえば、上記方法のうち、共有結合
を介して核酸を担体に固定化するやり方において
は、その結合力が強いためにそれを実際に使用す
る際にも核酸が遊離ないしは脱離するといつたこ
とが容易には起り難い反面、核酸が結合している
結合点が担体上の表面に限られるために結合量が
少なく、したがつてアフイニテイクロマト用カラ
ムや吸着材として用いる場合には、効率性に劣る
といつたことなどが考えられる。また、このよう
な化学反応により試料を作成する場合には、反応
条件がかなり強烈であるために、核酸自体の構造
上の破壊なども考えられる。
Each of these methods differs in the degree of ease of preparation, strength of immobilization, degree of affinity with the adsorbed component, etc., and as a result, each method has advantages and disadvantages. This is what we are doing. For example, among the above methods, in which nucleic acids are immobilized on carriers through covalent bonds, the binding force is so strong that the nucleic acids may be released or detached even during actual use. Although this does not happen easily, since the binding points where nucleic acids are bound are limited to the surface of the carrier, the amount of binding is small, so when used as an Affinity chromatography column or adsorbent, efficiency It is possible that the company was considered inferior to the Furthermore, when a sample is prepared by such a chemical reaction, the reaction conditions are quite severe, so structural destruction of the nucleic acid itself may occur.

一方、これに対して、(3)、(5)、(6)などの担体内
に核酸を閉じ込めて固定化する方法は、もちろん
それぞれにおいて若干の差異はあるものの、一般
的には、たとえば製造法的に比較的容易な方法で
あつて、実用的な意味からもこの点が長所となつ
ている反面で、その製造条件によつてはせつかく
閉じ込めた核酸が担体のマトリツクスにおける網
目の大きさにしたがつて考慮しなければならない
問題がある。すなわち、小さすぎると吸着が実質
的に生じることができないということも起こり得
るし、逆に大きすぎると核酸が遊離してくるとい
う結果となる。従つて、核酸を封じ込める網目を
適切に制御しておく必要がある。
On the other hand, methods for confining and immobilizing nucleic acids in carriers such as (3), (5), and (6), of course, differ slightly from each other, but in general, for example, manufacturing Although this method is legally relatively easy and has advantages from a practical point of view, it also has the disadvantage that depending on the manufacturing conditions, the size of the mesh in the carrier matrix makes it difficult for the nucleic acids to be tightly confined. There are issues that must be considered accordingly. That is, if the size is too small, adsorption may not substantially occur, whereas if it is too large, the nucleic acid will become liberated. Therefore, it is necessary to appropriately control the mesh that confines nucleic acids.

さらに、これらいずれの方法においても固定化
条件によつては、核酸の分子構造や1本鎖、2本
鎖などといつた形態に対する影響も考えられる。
たとえば、製造の途中で核酸の形態に変化が生じ
て、あるいはまたはその固定化物の使用条件によ
つては吸着における特異性が喪失したり、また場
合によつてはその吸着能力が全くなくなつたりと
いつたことが生じる危倶も考えられる。したがつ
て、このような不都合さを極力避けるためには、
どのような条件下でそれを使用するかということ
を考慮に入れる必要がある。更にその為にはどの
ような方法で核酸を固定して不溶化するのか、ま
たどのような条件下でそれを使用するのか十分に
検討しなければならない。
Furthermore, in any of these methods, depending on the immobilization conditions, it is possible that the molecular structure of the nucleic acid and its morphology such as single-stranded, double-stranded, etc. are affected.
For example, changes may occur in the form of the nucleic acid during production, or depending on the conditions of use of the immobilized product, specificity in adsorption may be lost, or in some cases, the adsorption ability may be completely lost. It is also possible that there may be a crisis caused by something like this. Therefore, in order to avoid such inconvenience as much as possible,
It is necessary to take into account the conditions under which it will be used. Furthermore, for this purpose, it is necessary to carefully consider how to immobilize and insolubilize nucleic acids and under what conditions to use them.

本発明は、以上のような諸点を考慮に入れて良
好な種々の性能を有する核酸固定化材料を得るべ
く鋭意努力した結果到達したものである。
The present invention was achieved as a result of diligent efforts to obtain nucleic acid immobilization materials having various good performances, taking into account the above points.

本発明における一般的な手順は以下のとおりで
ある。
The general procedure in the present invention is as follows.

1 核酸とマトリツクスとなる水溶性高分子との
混合物の水溶液を調製する。
1. Prepare an aqueous solution of a mixture of a nucleic acid and a water-soluble polymer that will become a matrix.

2 調製した粘稠な均一混合溶液に織布、不織
布、繊維状物等の補強基材を浸漬させてこの上
に薄く塗布し、乾燥して混合物からなる被覆を
形成せしめる。
2. A reinforcing base material such as a woven fabric, non-woven fabric, or fibrous material is immersed in the prepared viscous and uniform mixed solution, and then applied thinly thereon, and dried to form a coating made of the mixture.

3 乾燥した被膜処理試料をグロー放電プラズマ
で照射処理して高分子被膜部の架橋不溶化を図
り、これによつて核酸を固定化する。
3. The dried film-treated sample is irradiated with glow discharge plasma to crosslink and insolubilize the polymer film, thereby immobilizing the nucleic acid.

核酸の不溶化のためのマトリツクスとなる高分
子の化学構造や分子量等により、また製造された
固定化試料を用いる目的によつてそれぞれの段階
における処方は適宜修飾することが出来る。核酸
成分を保持するマトリツクスとなる原料高分子と
しては、これら双方の成分が水系において混合溶
液として均一となる必要があり、このような条件
が最小限満たされる高分子であればよろしい。こ
のための水溶性樹脂としては、たとえばポリビニ
ルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチ
レングリコール等、及びこれらの各成分単量体と
その他の単量体、たとえばアクリロニトリル、メ
タクリロニトリル、アクリル酸エステル、メタク
リル酸エステル等との共重合体、あるいはゼラチ
ン、寒天等の天然高分子などがある。
The formulation at each step can be modified as appropriate depending on the chemical structure, molecular weight, etc. of the polymer serving as the matrix for insolubilizing the nucleic acid, and the purpose of using the produced immobilized sample. The raw material polymer serving as the matrix for holding the nucleic acid component needs to be a homogeneous mixed solution of both components in an aqueous system, and any polymer that satisfies these conditions at the minimum is sufficient. Water-soluble resins for this purpose include, for example, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, etc., and monomers of these components and other monomers, such as acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylic esters, methacrylic esters, etc. These include copolymers with and natural polymers such as gelatin and agar.

グロー放電ガスプラズマにより高分子の表面を
照射処理することによつて生成する架橋層は極め
て薄い。したがつて脆弱な場合が多く、これを直
接固定化のために用いるには機械的強度が乏し
い。実際の使用に際してはこれをそのまま用いる
のではなく何らかの形で補強する必要がある。こ
の場合の補強材としては形状的にはガーゼや布巾
等の織布、ろ紙等の不織布、脱脂綿や炭素繊維等
の繊維状物、活性炭、シリカゲル、アルミナ等の
粒体ないしは粉体状物がある。材質の面から見る
と、核酸とマトリツクス高分子の混合物が補強材
の材質中に浸透して出来るだけからみ合うような
形で積層が形成されるのが望ましい。この意味か
らはガーゼが綿糸などが好ましい材質であり、と
りわけこれらの素材は汎用なものであり安価であ
るというメリツトをはじめとして、実際の製造工
程や使用の際に処理が容易で種々の方面への応用
が可能であるなどといつた特長がある。ただし、
本発明における固定化物として用いることの出来
る素材がこれらに限定されるものではないことは
言うまでもなく、たとえばナイロン、ポリエステ
ル、アクリルなどの合成繊維、絹、麻、羊毛など
の天然繊維、さらに炭素繊維、ガラスフアイバー
なども挙げることができる。
The crosslinked layer produced by irradiating the surface of a polymer with glow discharge gas plasma is extremely thin. Therefore, they are often fragile and lack mechanical strength to be used for direct immobilization. In actual use, it is necessary to reinforce it in some way rather than using it as is. In this case, reinforcing materials include woven fabrics such as gauze and dish towels, non-woven fabrics such as filter paper, fibrous materials such as absorbent cotton and carbon fiber, and granular or powdered materials such as activated carbon, silica gel, and alumina. . From the viewpoint of materials, it is desirable that the laminate is formed in such a way that the mixture of nucleic acid and matrix polymer penetrates into the material of the reinforcing material and becomes as entangled as possible. In this sense, gauze is preferably made of cotton thread, and these materials have the advantage of being versatile and inexpensive, as well as being easy to process during the actual manufacturing process and use, and can be used in various fields. It has the advantage that it can be applied to however,
It goes without saying that the materials that can be used as the immobilized material in the present invention are not limited to these, and include, for example, synthetic fibers such as nylon, polyester, and acrylic; natural fibers such as silk, linen, and wool; carbon fibers; Glass fibers can also be mentioned.

マトリツクスとなる高分子と混合した核酸が溶
解、脱離してしまうことを防いで不溶化を図る必
要があるが、本発明においてはこのプロセスをグ
ロー放電プラズマの照射によつて高分子セグメン
ト間で架橋反応を行わしめて達成したことが特長
的である。周知のとおり数torr以下の低圧のもと
でたとえば13.56MHzのラジオ波等の高周波を発
振することによつてグロー放電プラズマを発生せ
しめることが出来る。この例で示されるようなプ
ラズマとは、高度に分離しており、しかも電気的
に中性で平衡した状態をいう。すなわち原子がガ
ス状で電離し、電子をはぎ取られた原子核が裸の
まま動き回つている状態である。本発明において
利用しているプラズマは、いわゆる低温プラズマ
であつて、低圧低密度下で原子がラジカルやイオ
ン、電子として混成された状態で存在しているも
のである。このプラズマ状態下では温度上昇は激
しくなく、したがつてこの低温プラズマはとくに
高分子関連物質に処理において処理温度が融解点
やガラス転移点を越すことによる形態上の変化、
およびそれによる性質の変化を抑制することが出
来るといる利点がある。または、プラズマの浸透
力は極めて小さく、処理される物質においてその
作用力はごく薄い表面積に限定される。このため
に物質のバルクな性質を保持した状態で表層部の
みの改質が図れるという利点がある。
It is necessary to prevent the nucleic acid mixed with the polymer that forms the matrix from dissolving and desorbing it to make it insolubilizable, but in the present invention, this process is carried out by irradiating glow discharge plasma to cause a crosslinking reaction between the polymer segments. What is unique about this project is that it was achieved by carrying out the following steps. As is well known, glow discharge plasma can be generated by oscillating high frequency waves such as 13.56 MHz radio waves under low pressure of several torr or less. The plasma shown in this example is highly separated, electrically neutral, and in equilibrium. In other words, atoms are ionized in a gaseous state, and the atomic nucleus, which has had its electrons stripped away, moves around naked. The plasma utilized in the present invention is a so-called low-temperature plasma in which atoms exist in a mixed state as radicals, ions, and electrons under low pressure and low density. Under this plasma state, the temperature rise is not rapid, and therefore, this low-temperature plasma is used to treat polymer-related substances, which may cause morphological changes due to the processing temperature exceeding the melting point or glass transition point.
It also has the advantage of being able to suppress changes in properties due to this. Alternatively, the penetrating power of the plasma is extremely small, and its action is limited to a very thin surface area of the material being treated. This has the advantage that only the surface layer can be modified while maintaining the bulk properties of the material.

低温プラズマを利用した材料の表面処理には大
きく分けて2つの方法がある。すなわち、 (1) 有機モノマーの活性化を経由したプラズマ重
合による薄膜の製造、及びこの薄膜によるコー
テイング、 (2) 無機系ガス等からの非重合性ガスプラズマ照
射による表面エツチング、及びプラズマ表面処
理、 である。本発明におけるプラズマ利用の目的は核
酸分子の基材内への封じ込めというところにあ
り、したがつてこれは(1)のプラズマ重合薄膜の形
成を伴つたコーテイング処理によつても可能とな
るけれども、この場合には、たとえば水系溶媒中
等において使用するコーテイングした部分がハク
離してしまうことがあり不都合なことが多い。こ
れに対して(2)の非重合性プラズマ照射による表面
処理ではそのようなトラブルは無く、より好まし
いということが出来る。非重合性ガスプラズマ中
に生じているラジカル、イオン、電子等の活性種
による衝突、或いはプラズマ中で派生的に生じて
いる低波長域の紫外線等の作用によつて、高分子
材料表面における分子鎖上で水素脱離を伴つて架
橋が生じゲル化する。したがつて、もとの未処理
の高分子が溶解するような溶媒に対しても不溶化
の傾向を示すようになる。本発明はこの現象を利
用して核酸が混合されている水溶性高分子の不溶
化を図り、これによつて固定化を達成しようとす
るものである。ここで非重合性ガスプラズマの照
射による架橋ゲル化の効果が生じてくるのは極く
表面の部分に限定されるので、補強基材に核酸−
水溶性高分子の混合溶液を塗布して積層された形
の試料を作成するに際してこの付着された層の厚
さが余り厚すぎることがなく、プラズマ照射によ
る架橋の形成が可能な数ミクロン以下であること
が望ましい。ただし、処理の効果は混合した高分
子成分の種類およびそれを補強基材との組合せに
も依存しており、また吸着等の性能は試験内の核
酸の量によつても影響を受けることになるので、
これらについても十分に考慮しておく必要があ
る。また核酸を閉じ込める高分子マトリツクスの
網目の大きさの具合によつて有効に核酸の封じ込
めが出来る場合とそうでない場合が生じてくるこ
とになるので、プラズマ照射の条件の制御を十分
に行う必要がある。
There are broadly two methods for surface treatment of materials using low-temperature plasma. That is, (1) production of a thin film by plasma polymerization via activation of an organic monomer and coating with this thin film, (2) surface etching and plasma surface treatment by irradiation with non-polymerizable gas plasma from an inorganic gas, etc. It is. The purpose of using plasma in the present invention is to confine nucleic acid molecules within a base material, and this can also be achieved by the coating treatment that involves the formation of a plasma-polymerized thin film in (1). In this case, the coated portion used in an aqueous solvent may peel off, which is often inconvenient. On the other hand, surface treatment by non-polymerizable plasma irradiation (2) does not cause such troubles and can be said to be more preferable. Molecules on the surface of polymeric materials are caused by collisions with active species such as radicals, ions, and electrons generated in non-polymerizable gas plasma, or by the action of low-wavelength ultraviolet rays generated in the plasma. Crosslinking occurs on the chains with hydrogen elimination, resulting in gelation. Therefore, they tend to become insolubilized even in solvents in which the original untreated polymer is soluble. The present invention aims to utilize this phenomenon to insolubilize a water-soluble polymer in which nucleic acids are mixed, thereby achieving immobilization. Here, the effect of crosslinking and gelation caused by irradiation with non-polymerizable gas plasma is limited to the surface area, so the reinforcing base material is
When creating a layered sample by applying a mixed solution of water-soluble polymers, the thickness of the deposited layer is not too thick, and is less than a few microns, which allows crosslinking to be formed by plasma irradiation. It is desirable that there be. However, the effectiveness of the treatment depends on the type of polymer component mixed and its combination with the reinforcing base material, and performance such as adsorption is also affected by the amount of nucleic acid in the test. So,
These factors also need to be taken into careful consideration. Furthermore, depending on the size of the mesh of the polymer matrix that confines nucleic acids, nucleic acids may or may not be effectively contained, so it is necessary to sufficiently control the plasma irradiation conditions. be.

本発明に従つて作成した試料は、たとえばアフ
イニテイクロマトグラフイーにおけるカラム充填
物や抗原−抗体反応を利用した吸着材としての応
用が考えられる。
The sample prepared according to the present invention can be used as a column packing in affinity chromatography or as an adsorbent using an antigen-antibody reaction, for example.

生体にとつての異物が体内に侵入した場合、体
細胞が刺激されて抗体を産出させる原因となつた
物質を抗原といつている。この2つの物質は鍵と
鍵穴のように特異的に対応しているが、これは生
物の自己識別という根本作用と考えられている。
抗原はタンパクまたは多糖類であることが多く、
細菌が体内で抗体を生ずるのも主として菌体タン
パクが抗原ウイルスとなるからである。抗原を持
つ菌、ウイルス、またはその抽出液と抗体を含む
血清とを試験管内で混合させると凝集反応や溶菌
反応が生じる。このとき抗原に対する抗体はその
種類が常に一定しており、これを抗原−抗体反応
といつている。
When a foreign substance enters the body, the substance that stimulates body cells to produce antibodies is called an antigen. These two substances have a unique correspondence, like a key and a keyhole, and this is thought to be the fundamental effect of self-identification in living things.
Antigens are often proteins or polysaccharides;
The reason why bacteria produce antibodies in the body is mainly because bacterial cell proteins serve as antigenic viruses. When bacteria, viruses, or their extracts containing antigens are mixed with serum containing antibodies in a test tube, agglutination and lytic reactions occur. At this time, the type of antibody against the antigen is always the same, and this is called an antigen-antibody reaction.

本発明の方法にしたがつて作成した試験は、こ
の抗原抗体反応を利用し、たとえば抗DNA抗体
を吸着させて除去するための材料として有効であ
る。生体内の結合組識に広範な炎症性の変化とフ
イブリノイド変性をきたす一群の病気である膠原
病の一つにDNAに耐する抗体が発生する例があ
る。この抗体はDNAと抗原−抗体反応を引き起
し、それによつて生成したコンプレツクスは、た
とえば腎臓障害の原因となつてとくに20〜30才の
女性がかかる難病の一つとなつている。この疾病
に対してはステロイド系の薬物等が投与する措置
などが取られているが、これらも根本的な治癒を
もたらすことはなく、有効な方法が見出されてい
ないというのが現状である。しかしながら、もし
この異常な状態で発生している抗DNA抗体を何
らかのやり方によつて選択的に取り除くことが出
来るならば完全な治癒法となることが期待され
る。
A test prepared according to the method of the present invention utilizes this antigen-antibody reaction and is effective as a material for adsorbing and removing, for example, anti-DNA antibodies. Collagen diseases are a group of diseases that cause extensive inflammatory changes and fibrinoid degeneration in connective tissues in living organisms, and there is an example of the development of antibodies that are resistant to DNA. This antibody causes an antigen-antibody reaction with DNA, and the resulting complex is a cause of, for example, kidney damage, which is an incurable disease that affects women especially in their 20s to 30s. Measures have been taken to treat this disease, including the administration of steroid-based drugs, but these do not provide a fundamental cure, and currently no effective method has been found. . However, if the anti-DNA antibodies that occur in this abnormal state can be selectively removed by some method, it is expected that a complete cure will be achieved.

本発明の方法にしたがつて作成したDNA−固
定化材料について、実際の患者から採取した血清
中の抗DNA抗体を吸着する性能を調べた。その
結果、この材料が極めて選択性のよい抗体吸着性
能のあることが判明した。
The ability of DNA-immobilized materials prepared according to the method of the present invention to adsorb anti-DNA antibodies in serum collected from actual patients was investigated. As a result, it was found that this material has extremely selective antibody adsorption performance.

吸着性能の評価は、抗DNA抗体価高値の患者
の血清に固定化材料を一定時間浸漬して、そのあ
との血清中の抗体価の減少を調べることによつて
行つた。すなわち、あらかじめ抗体価を検査して
おいた血清中に一定重量のDNA−固定化材料を
接触せしめ、37℃で1定時間インキユーベートし
たあと残存血清中の抗体価を間接血球凝集法によ
つて測定し、これによつて見られる抗体の減少の
度合いを抗体吸着性能の指標とした。この処方及
び吸着の効果については実施例、参考例によつて
具体的に示したとおりである。ここで固定化処理
材料が有効に抗DNA抗体の吸着を生じているこ
とは、未処理の材料における吸着の結果との比較
からも明らかである。また、本発明にしたがつて
作成した材料は、アフイニテイクロマトグラフイ
ー用としてすでに市販されているDNA固定化セ
ルロースパウダーと比較してもDNAの結合力、
すなわち固定化力において勝れている。たとえ
ば、水洗のあと血清中に浸漬して、その結果脱離
してくるDNAの量を測定した結果、市販DNA固
定化セルロースパウダーではかなり多いのに対
し、本発明による固定化材料ではその脱離量が抑
えることが出来るところに特長がある。
The adsorption performance was evaluated by immersing the immobilized material in the serum of a patient with a high anti-DNA antibody titer for a certain period of time, and then examining the decrease in the antibody titer in the serum. Specifically, a fixed weight of DNA-immobilized material is brought into contact with serum whose antibody titer has been tested in advance, and after incubation at 37°C for a fixed period of time, the antibody titer in the remaining serum is measured by indirect hemagglutination. The degree of decrease in antibodies observed thereby was used as an index of antibody adsorption performance. The effects of this formulation and adsorption are as specifically shown in Examples and Reference Examples. It is clear from the comparison with the adsorption results for the untreated material that the immobilized material effectively adsorbs the anti-DNA antibody. In addition, the material prepared according to the present invention has a higher DNA binding strength than DNA immobilized cellulose powder that is already commercially available for affinity chromatography.
In other words, it has superior fixation power. For example, after washing with water and immersing it in serum, we measured the amount of DNA that was released as a result, and found that the amount of DNA released from commercially available DNA-immobilized cellulose powder was quite large, whereas the amount of DNA released from the immobilization material of the present invention was quite large. It has the advantage of being able to suppress this.

本発明にしたがつて作成したDNA固定化物
は、実際にこれを生体系で用いる場合には、血清
中の他の成分や因子に対する吸着が破壊等の影響
がないことが必要である。このためにアルブミ
ン、グロブリン等の成分の濃度、およびPHの変化
を調べた。その結果、これらにはほとんど影響は
なく、抗DNA抗体に対する選択的な吸着性のあ
ることが認められた。
When the immobilized DNA prepared according to the present invention is actually used in a biological system, it is necessary that adsorption to other components and factors in serum does not cause destruction or other effects. For this purpose, we investigated the concentrations of components such as albumin and globulin, and changes in PH. As a result, these had almost no effect and were found to have selective adsorption to anti-DNA antibodies.

実施例 1 市販の鮭精液製デオキシリボヌクレイン酸
(DNA)0.25gとポリビニルアルコール(PVA、
重合度500)5.0gとを蒸留水50mg中にて混合す
る。均一な溶解を図るために、マグネチツクスタ
ラーを用いて室温(22℃)のもとで緩やかにかく
拌した。こうして粘稠な混合物溶液を得ることが
出来た。
Example 1 0.25 g of commercially available salmon semen deoxyribonucleic acid (DNA) and polyvinyl alcohol (PVA,
Polymerization degree 500) 5.0g is mixed in 50mg of distilled water. In order to achieve uniform dissolution, the mixture was gently stirred at room temperature (22°C) using a magnetic stirrer. In this way, a viscous mixture solution could be obtained.

この混合物の水溶液10ml中に、洗浄のあと乾燥
した医療用カーゼ布を15cm×15cmに裁断したもの
を浸漬し、室温にてしばらく放置する。これを取
り出して軽くしぼつて余分の水溶液を除いたあと
風乾する。このガーゼ布1枚当り0.50g〜0.60g
の混合物の付着が認められた。
A washed and dried medical case cloth cut into 15 cm x 15 cm is immersed in 10 ml of an aqueous solution of this mixture and left at room temperature for a while. Take it out, squeeze it slightly to remove excess aqueous solution, and then air dry it. 0.50g to 0.60g per piece of this gauze cloth
Adhesion of the mixture was observed.

処理すべき試料をアフターグロー部分を利用す
るプラズマ処理装置の円筒型反応管(内径4.4
cm、長さ40cm)内に設置し、これを真空ラインへ
直結して真空排気を行う。この場合十分な排気が
完了するにはある程度の時間を要し、試料内に拡
散し残留している空気や水分を脱離して10-2torr
以下の高真空に達するには15〜20分間が必要であ
つた。この十分な排気を行つたあと、微調整用ニ
ードルバルブにN2ガスをガス圧60×10-3torrとな
るように導入し、13.56MHzの高周波グロー放電
プラズマを40ワツトの放電圧にて発生せしめてプ
ラズマ処理を行つた。試料ガーゼ布の表側を5分
間、また同様の条件の下で裏側を5分間照射処理
した。裏側の処理の際には、あらかじめ真空にひ
いて脱気のために要する時間はかなり短縮され、
数分間で十分であつた。
A cylindrical reaction tube (inner diameter 4.4
cm, length 40cm) and connect it directly to the vacuum line to perform vacuum evacuation. In this case, it takes a certain amount of time to complete sufficient evacuation, and the remaining air and moisture that has diffused into the sample is desorbed, resulting in a pressure of 10 -2 torr.
It took 15-20 minutes to reach the following high vacuum. After this sufficient evacuation, N2 gas was introduced into the fine adjustment needle valve to a gas pressure of 60×10 -3 torr, and a high frequency glow discharge plasma of 13.56MHz was generated at a discharge voltage of 40W. At least I did some plasma treatment. The front side of the sample gauze cloth was irradiated for 5 minutes, and the back side was irradiated for 5 minutes under the same conditions. When processing the back side, the time required for vacuuming and degassing in advance is considerably shortened.
A few minutes was enough.

実施例 2 実施例1で作成したDNA−PVA混合物水溶液
を刷毛によりろ紙に薄くかつまんべん無く塗つ
た。これを室温のもとで風乾したあと実施例1と
ほぼ同じようなやり方によつてN2ガスプラズマ
処理を施した。塗布部分のゲル不溶化が認められ
た。水系の溶媒中においては基材のろ紙自体が長
時間の浸漬や機械的なかく拌等の作用によつて破
壊を受けることがあるので注意を要するが、これ
はペーパークロマト原理を応用した吸着分離材と
して適している。
Example 2 The DNA-PVA mixture aqueous solution prepared in Example 1 was applied thinly and evenly onto filter paper using a brush. This was air-dried at room temperature and then subjected to N 2 gas plasma treatment in substantially the same manner as in Example 1. Gel insolubilization in the applied area was observed. In an aqueous solvent, the filter paper itself may be destroyed by long-term immersion or mechanical agitation, so care must be taken. Suitable as a material.

実施例 3 鮭精液製DNA0.50gとPVA5.0gとを混合して
これを50mlの蒸留水に溶解せしめる。この混合水
溶液10ml中に医療用ガーゼを浸漬し、このあと軽
く紋つて過剰の水溶液を除いて風乾した。これに
よつてガーゼ1.0g当り0.14〜0.16gの混合物を付
着せしめることが出来た。こうして調製した試料
を、実施例1と同様な方法でN2ガスプラズマ処
理してDNA固定化材料を作成した。
Example 3 0.50 g of salmon semen DNA and 5.0 g of PVA were mixed and dissolved in 50 ml of distilled water. Medical gauze was immersed in 10 ml of this mixed aqueous solution, and then lightly rubbed to remove excess aqueous solution and air-dried. As a result, it was possible to deposit 0.14 to 0.16 g of the mixture per 1.0 g of gauze. The sample thus prepared was treated with N 2 gas plasma in the same manner as in Example 1 to create a DNA immobilization material.

実施例 4 実施例3にしたがつて調製した1:10DNA−
PVA混合水溶液の塗布処理を行つたガーゼ布を
50×10-3torrのヘリウムガスのもと、30ワツトの
放電圧で表裏それぞれ5分間ずつ合計10分間のプ
ラズマ照射処理を行ないDNA固定化試料を作成
した。
Example 4 1:10 DNA prepared according to Example 3
Gauze cloth coated with PVA mixed solution
A DNA immobilized sample was prepared by plasma irradiation treatment for a total of 10 minutes, 5 minutes each on the front and back sides, under a helium gas of 50×10 -3 torr and a discharge voltage of 30 watts.

参考例 1 実施例1により作成した試料10mgを取り、これ
を患者から採取した血清0.6mlに浸漬して37℃で
インキユーベートした。患者のもとの血清は、
320倍量希釈下まで血球凝集反応が認められるの
に対して、DNA固定化試料で吸着処理を施すと
30分間、5分間いずれの処理時間のときでも40倍
量の希釈で反応は認められなくなつた。すなわち
このことは血清中に存在した抗体が吸着によつて
1/8に減少していることを示している。
Reference Example 1 10 mg of the sample prepared in Example 1 was taken, immersed in 0.6 ml of serum collected from a patient, and incubated at 37°C. The patient's original serum is
While hemagglutination was observed up to 320-fold dilution, when adsorption treatment was performed with DNA-fixed samples,
At both treatment times of 30 minutes and 5 minutes, no reaction was observed after a 40-fold dilution. In other words, this means that the antibodies present in the serum are absorbed by
This shows a decrease of 1/8.

一方、未処理のままの医療用ガーゼ布で浸漬処
理を行つた場合、5分間のインキユーベートでは
抗体価には全く変化はなく、これを30分間に延長
した場合にも実質的に抗体を吸着する能力は認め
られなかつた。
On the other hand, when an untreated medical gauze cloth is soaked, there is no change in the antibody titer after 5 minutes of incubation, and even when this period is extended to 30 minutes, there is no substantial change in the antibody titer. No adsorption ability was observed.

比較例 1 アフイニテイクロマトグラフ用として市販され
ているDNA固定化セルロースパウダーについ
て、参考例におけると同様に方法によつて抗
DNA抗体の吸着性能をしらべた。この試料は、
それぞれ未変性2重鎖および変性1重鎖DNAを
それぞれ結合したもので、それぞれ0.7〜1.1mg/
ml、0.3〜0.6mg/mlのDNAを含有している。これ
らは抗体の吸着性能にかなりの差があり、前者
が、実施例1のガーゼ上に処理した試料にほぼ等
しい程度の抗体吸着性を示すのに対して、後者の
変性DNA固定化試料では性能的にかなり劣り、
抗体価は約1/2まで減少した程度であつた。
Comparative Example 1 A commercially available DNA-immobilized cellulose powder for use in Affinitei chromatographs was treated with anti-inflammatory agents using the same method as in the reference example.
We investigated the adsorption performance of DNA antibodies. This sample is
Each is a combination of undenatured double-stranded and denatured single-stranded DNA, each containing 0.7 to 1.1 mg/
ml, containing 0.3-0.6 mg/ml of DNA. There is a considerable difference in antibody adsorption performance between these two types, with the former showing approximately the same level of antibody adsorption as the sample treated on the gauze in Example 1, whereas the latter sample with denatured DNA immobilized has a high performance. quite inferior in terms of
The antibody titer was only reduced by about 1/2.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 水溶性高分子素材に対してグロー放電プラズ
マを照射することによつてこの表層部が架橋ゲル
不溶化することを利用して、このマトリツクス内
に核酸を封じ込めることを特長とする固定化物の
製造方法。 2 核酸を封じ込めるマトリツクスが、織布、不
織布、繊維状物、ビーズ状物、粉体等の補強基材
上で補強された形態を取る特許請求の範囲第1項
に記載の方法。
[Claims] 1. A water-soluble polymer material is characterized in that by irradiating glow discharge plasma, the surface layer becomes insolubilized into a cross-linked gel to confine nucleic acids within this matrix. A method for producing an immobilized product. 2. The method according to claim 1, wherein the matrix that confines nucleic acids is reinforced on a reinforcing base material such as a woven fabric, a nonwoven fabric, a fibrous material, a bead-like material, or a powder.
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