JP5660035B2 - 融合タンパク質含有集合体、その製造方法及び該集合体を用いたアッセイ法 - Google Patents
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Description
標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合するタンパク質(A)を合計2個以上と蛍光色素又は酵素とを含む融合タンパク質と、該部位αを有する標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞の1以上の部位βと特異的に会合するタンパク質(B)を合計2個以上と蛍光色素又は酵素とを含む融合タンパク質とを少なくとも含有することを特徴とする融合タンパク質含有集合体。
工程(a):標的物質、標的ウイルス又は標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合するタンパク質(A)及び該部位αを有する標的物質、標的ウイルス又は標的細胞の1以上の部位βと特異的に会合するタンパク質(B)からなるタンパク質、ビオチンならびにアビジンのうち少なくとも1つに蛍光色素又は酵素を固定化する工程、
工程(b):蛍光色素又は酵素が固定化されていてもよい該タンパク質(A)及び(B)それぞれに、蛍光色素又は酵素が固定化されていてもよいビオチンを固定化することによって、ビオチン化タンパク質(A)及び(B)を得る工程及び
工程(c):蛍光色素又は酵素が固定化されていてもよいビオチン化タンパク質(A)及び(B)を、それぞれ1個以上含むように混合し、
該ビオチン化タンパク質(A)及び(B)の合計に対して、蛍光色素又は酵素が固定化されていてもよいアビジンを、そのモル比で4:1以上となるようにさらに混合することによって、融合タンパク質含有集合体を得る工程。
工程(e):プロテインA、プロテインG又はプロテインA/Gに蛍光色素又は酵素を固定化する工程、及び
工程(f):蛍光色素又は酵素が固定化されていてもよい抗体(A)及び(B)を、それぞれ1個以上含むように混合し、該抗体(A)及び(B)の合計に対して、蛍光色素又は酵素が固定化されていてもよいプロテインA、プロテインG又はプロテインA/G(ただし、抗体(A)及び(B)に蛍光色素又は酵素が固定化されていない場合、用いるプロテインA、プロテインG又はプロテインA/Gには蛍光色素又は酵素が固定化されている。)を、そのモル比で2:1以上となるようにさらに混合することによって、集合体を得る工程。
工程(g):前記第1項から第6項までのいずれか一項に記載の融合タンパク質含有集合体と検体とを接触させることによって、該検体に含有される標的物質、標的ウイルス又は標的細胞を介して凝集体を形成する工程、
工程(h):該工程(g)を経て得られた反応物をフィルタに通すことによって、該凝集体のみを単離する工程、
工程(i):該工程(h)を経て得られた凝集体に、蛍光基質又は消光剤基質を反応させ、それぞれ蛍光色素(E)又は消光剤を生成する工程(ただし、上記工程(g)において、請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の酵素を含む融合タンパク質含有集合体を用いた場合のみ。)、
工程(j):透明平面基板と、該基板の一方の表面に形成された金属薄膜と、該金属薄膜の、該基板とは接していないもう一方の表面に形成された誘電体からなるスペーサ層、又は該金属薄膜とは接していないもう一方の表面に形成された蛍光色素(F)層とを少なくとも有するプラズモン励起センサの、該スペーサ層表面又は該蛍光色素(F)層表面に、上記工程(h)を経て得られた凝集体又は上記工程(i)を経て得られた蛍光色素(E)又は消光剤を接触させる工程、
工程(k):該工程(j)で得られたプラズモン励起センサに、該基板の、該薄膜を形成していないもう一方の表面から、プリズムを経由してレーザ光を照射し、励起された蛍光色素から発光された蛍光量を測定する工程、及び
工程(l):該工程(k)で得られた測定結果から、該標的物質量、該標的ウイルス量又は該標的細胞量を算出する工程。
標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合するタンパク質(A)を合計2個以上と蛍光色素又は酵素とを含む融合タンパク質と、該部位αを有する標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞の1以上の部位βと特異的に会合するタンパク質(B)を合計2個以上と蛍光色素又は酵素とを含む融合タンパク質とを少なくとも含有することを特徴とする。換言すると、本発明の融合タンパク質含有集合体は、標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合するタンパク質(A)及び該部位αを有する標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞の1以上の部位βと特異的に会合するタンパク質(B)のうち少なくとも一方を合計2個以上と蛍光色素又は酵素とを含む融合タンパク質からなる集合体であって、該タンパク質(A)及び(B)を、それぞれ1個以上有することを特徴とする。
本発明の融合タンパク質含有集合体は、標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合するタンパク質(A)及び該部位αを有する標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞の1以上の部位βと特異的に会合するタンパク質(B)を合計2個以上と蛍光色素又は酵素とを含む融合タンパク質を少なくとも含有するか、又は、
標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合するタンパク質(A)を合計2個以上と蛍光色素又は酵素とを含む融合タンパク質と、該部位αを有する標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞の1以上の部位βと特異的に会合するタンパク質(B)を合計2個以上と蛍光色素又は酵素とを含む融合タンパク質とを少なくとも含有することを特徴とする。
本発明において、「標的物質」、「標的ウイルス」及び「標的細胞」(以下、これらをまとめて単に「アナライト」ともいう。)それぞれは、タンパク質が特異的に会合(結合)し得る部位を独立して2以上有すれば、物質(単体又は化合物である化学物質)もしくはウイルスである非生物であっても、又は単細胞もしくは多細胞からなる生物であってもよく、特に限定されるものではない。
本発明において、「標的物質、標的ウイルス又は標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合するタンパク質(A)」(以下、単に「タンパク質(A)」ともいう。)は、上述したような標的物質、標的ウイルス又は標的細胞に、それが有する1以上の部位αを介して、特異的に会合(結合)するタンパク質であれば特に限定されるものではなく、例えば、種々のモノクローナル抗体(Fabフラグメント、Fab’フラグメント及びF(ab’)2フラグメントも含む。)、MDP1(Mycobacterial DNA−binding protein 1)などが挙げられる。なお、「タンパク質」は、本発明において、ポリペプチドやオリゴペプチドも包含するものとする。
本発明において、「蛍光色素」は、所定の励起光を照射して、又は電界効果を利用して、励起することによって蛍光を発光する物質の総称であり、該「蛍光」は、燐光など各種の発光も包含する。
本発明においては、本発明に係る「酵素」として、「蛍光基質」を「蛍光色素(E)」に変換する反応を触媒する酵素(C)、又は「消光剤基質」を「消光剤」に変換する反応を触媒する酵素(D)を用いることを特徴とする。
本発明の集合体を構成する融合タンパク質は、タンパク質(A)及びタンパク質(B)のうち少なくとも一方を合計2個以上と蛍光色素又は酵素とを含むものであり、以下の融合タンパク質(I)及び(II)が好ましい態様として挙げられる。
図1及び図2に例示するように、融合タンパク質(I)10は、タンパク質(A)1及びタンパク質(B)2が、ともに抗体であってもよく、該抗体に蛍光色素3a又は酵素3b、及びビオチン4が固定化され(図示していないが、蛍光色素又は酵素は、抗体以外にもビオチン及び/又はアビジンに固定化することができ、例えば、蛍光色素又は酵素は、抗体、ビオチン及びアビジンに同時に固定化されていてもよい。)、このようなタンパク質(A)1及びタンパク質(B)2の合計4個とアビジン5の1個とを含むものである。
図3及び図4に例示するように、融合タンパク質(II)11は、タンパク質(A)1及びタンパク質(B)2が、ともに抗体であり、蛍光色素3a又は酵素3bが、該抗体のFcフラグメントに固定化され(図示していないが、蛍光色素又は酵素は、抗体のFcフラグメント以外にプロテインA、プロテインG又はプロテインA/Gに固定化することができ、例えば、蛍光色素又は酵素は、抗体のFcフラグメントと、プロテインA、プロテインG又はプロテインA/Gとに同時に固定化されていてもよい。)、タンパク質(A)1及びタンパク質(B)2の合計2個とプロテインA6(図示していないが、プロテインA以外にプロテインG又はプロテインA/Gであってもよい。プロテインG又はプロテインA/Gを用いる場合、会合(結合)し得るタンパク質(A)及びタンパク質(B)は、合計2〜5個である。)とを含むものである。
本発明の集合体の製造方法は、以下の製造方法(i)〜(iv)のいずれかの態様を有し、製造方法(i)は、下記工程(a)、(b)及び(c)を含み;製造方法(ii)は、下記工程(d)、(e)及び(f)を含み;製造方法(iii)は、下記工程(d)及び(f)を含み;製造方法(iv)は、下記工程(e)及び(f)を含むことを特徴とするものである。
製造方法(i)は、上記工程(a)、(b)及び(c)を含むものであって、タンパク質((A),(B))、ビオチン及びアビジンのうち少なくとも1つに蛍光色素又は酵素が固定化されている融合タンパク質(I)含有集合体を製造する方法である。
工程(a)とは、「標的物質、標的ウイルス又は標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合するタンパク質(A)」(タンパク質(A))、及び「該部位αを有する標的物質、標的ウイルス又は標的細胞の1以上の部位βと特異的に会合するタンパク質(B)」(タンパク質(B))からなるタンパク質、ビオチンならびにアビジンのうち少なくとも1つに「蛍光色素」又は「酵素」を固定化する工程である。
工程(b)とは、「蛍光色素」又は「酵素」が固定化されていてもよい「標的物質、標的ウイルス又は標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合するタンパク質(A)」及び「該部位αを有する標的物質、標的ウイルス又は標的細胞の1以上の部位βと特異的に会合するタンパク質(B)」それぞれに、「蛍光色素」又は「酵素」が固定化されていてもよいビオチンを固定化することによって、「ビオチン化タンパク質(A)」及び「ビオチン化タンパク質(B)」を得る工程である。なお、「蛍光色素」又は酵素は、タンパク質(A),(B)及びビオチンに同時に固定化されていてもよい。
工程(c)とは、蛍光色素又は酵素が固定化されていてもよいビオチン化タンパク質(A)及び(B)を、それぞれ1個以上含むように混合し、該ビオチン化タンパク質(A)及び(B)の合計に対して、蛍光色素又は酵素が固定化されていてもよいアビジンを、そのモル比で4:1以上となるようにさらに混合することによって、集合体を得る工程である。
製造方法(ii)は、上記工程(d)、(e)及び(f)を含むものであって、抗体(好ましくは抗体の定常領域(CH1及びCL)、より好ましくは抗体のFcフラグメント)と、プロテインA、プロテインG又はプロテインA/Gとに蛍光色素又は酵素が固定化されている融合タンパク質(II)含有集合体を製造する方法である。
工程(d)とは、「標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合する抗体(A)」及び「該部位αを有する標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞の1以上の部位βと特異的に会合する抗体(B)」それぞれに「蛍光色素」又は「酵素」を固定化する工程である。
工程(e)とは、「プロテインA、プロテインG又はプロテインA/G」に「蛍光色素」又は「酵素」を固定化する工程である。
工程(f)とは、蛍光色素又は酵素が固定化されていてもよい抗体(A)及び(B)を、それぞれ1個以上含むように混合し、該抗体(A)及び(B)の合計に対して、蛍光色素又は酵素が固定化されていてもよいプロテインA、プロテインG又はプロテインA/Gを、そのモル比で2:1以上となるようにさらに混合することによって、集合体を得る工程である。
製造方法(iii)は、上記工程(d)及び(f)を含むものであって、抗体(好ましくは抗体の定常領域(CH1及びCL)、より好ましくは抗体のFcフラグメント)のみに蛍光色素又は酵素が固定化されている融合タンパク質(II)含有集合体を製造する方法である。
製造方法(iv)は、上記工程(e)及び(f)を含むものであって、プロテインA、プロテインG又はプロテインA/Gのみに蛍光色素又は酵素が固定化されている融合タンパク質(II)含有集合体を製造する方法である。
本発明のアッセイ法は、下記工程(g)〜(l)を含むことを特徴とするものである。
工程(l):上記工程(k)で得られた測定結果から、上記標的物質量、上記標的ウイルス量又は上記標的細胞量を算出する工程。
工程(g)とは、本発明の「集合体」と「検体」とを「接触」させることによって、該検体に含有される標的物質、標的ウイルス又は標的細胞を介して「凝集体」を形成する工程である。
「検体」としては、例えば、血液(血清・血漿)、尿、鼻孔液、唾液、便、体腔液(髄液、腹水、胸水等)などが挙げられ、所望の溶媒、緩衝液等に適宜希釈して用いてもよい。これら検体のうち、血液、血清、血漿、尿、鼻孔液及び唾液が好ましい。
集合体と検体とを接触させる条件として、温度は、通常4〜50℃、好ましくは10〜40℃、時間としては、通常0.5〜180分間、好ましくは5〜60分間である。
本発明において、「凝集体」とは、例えば、図7及び図8に示すように、融合タンパク質(II)12同士が、標的物質、標的ウイルス又は標的細胞7に会合(結合)して形成された高分子量体であり、図7及び図8に示すように、融合タンパク質(I)10含有集合体20と検体とを免疫反応場において接触させることによって凝集体21を製造することができる。
工程(h)とは、上記工程(g)を経て得られた「反応物」を「フィルタ」に通すことによって、上記凝集体のみを単離する工程である。
「反応物」とは、上記工程(g)を経て得られたものであり、図9及び図10に示すように、標的物質、標的ウイルス又は標的細胞7のうち、例えば、検体が標的細胞を含む血液である場合、「反応物」とは、凝集体21と、未反応の融合タンパク質(II)12と、標的細胞が除かれた検体(これは、検体に含まれる標的細胞が、融合タンパク質(II)12と会合し、凝集体21を形成したため、検体から標的細胞のみが特異的に除かれた。)とを含む。
本発明で用いるフィルタは、本発明の融合タンパク質、標的物質、標的ウイルス又は標的細胞それぞれ単体ではトラップしないが、凝集体をトラップするものであれば特に限定するものではなく、標的物質1個を介して融合タンパク質が2個以上連なった凝集体をトラップするものが好ましい。市販品としては、例えば、ワットマン(株)製の「アノポア、孔径:0.02(μm)」などが好適である。
工程(i)とは、上記工程(g)において酵素を含む融合タンパク質含有集合体を用いた場合、上記工程(h)を経て得られた凝集体に、「蛍光基質」又は「消光剤基質」を反応させ、それぞれ「蛍光色素(E)」又は「消光剤」を生成する工程である。
本発明で用いられる「蛍光基質」とは、それ自体は蛍光を発することはなく、上記融合タンパク質に固定化されている酵素(C)によって加水分解され蛍光色素(E)に変換されるものであれば、本発明は特に限定するものではなく、例えば、表2に記載のNo.1〜8などを用いることができる。
本発明において、「蛍光色素(E)」は、所定の励起光を照射する、又は電界効果を利用して励起することによって蛍光を発光する物質の総称であり、該「蛍光」は、燐光など各種の発光も包含する。
上記「酵素反応(D−1)」に用いられ得るβ−ガラクトシダーゼ(βGAL)は、「消光剤基質」であるTG−βGalからβGalを脱離させ、「消光剤」であるTokyoGreen(TG)を生成する反応を触媒する。
工程(j)とは、「透明平面基板」と、該基板の一方の表面に形成された「金属薄膜」と、該金属薄膜の、該基板とは接していないもう一方の表面に形成された「誘電体からなるスペーサ層」、又は該金属薄膜とは接していないもう一方の表面に形成された「蛍光色素(F)層」とを少なくとも有するプラズモン励起センサの、該スペーサ層表面又は該蛍光色素(F)層表面に、上記工程(h)を経て得られた凝集体又は上記工程(i)を経て得られた蛍光色素(E)又は消光剤を「接触」させる工程である。
工程(j)とは、「透明平面基板」と、該基板の一方の表面に形成された「金属薄膜」と、該金属薄膜とは接していないもう一方の表面に形成された「蛍光色素(F)層」とを少なくとも有するプラズモン励起センサの、該蛍光色素(F)層表面に、上記工程(i)を経て得られた消光剤を「接触」させる工程である。
本発明で用いられる「透明平面基板」としては、石英製やガラス製であっても、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマー(COP)などのプラスチック製であってもよく、屈折率〔nd〕が好ましくは1.40〜2.20であり、厚さが好ましくは0.01〜10mm、より好ましくは0.5〜5mmであれば、大きさ(縦×横)は特に限定されない。
上記透明平面基板の一方の表面に形成された「金属薄膜」としては、好ましくは、金、銀、アルミニウム、銅、及び白金からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属からなり、より好ましくは金からなることが望ましく、これら金属の合金であってもよい。このような金属種は、酸化に対して安定であり、かつ表面プラズモンによる電場増強が大きくなることから好適である。
「誘電体からなるスペーサ層」の形成に用いられる誘電体としては、光学的に透明な各種無機物、天然又は合成ポリマーを用いることもできる。その中で、化学的安定性、製造安定性及び光学的透明性に優れていることから、二酸化ケイ素(SiO2)又は二酸化チタン(TiO2)を含むことが好ましい。
「蛍光色素(F)層」とは、上記金属薄膜の、上記透明平面基板とは接していないもう一方の表面に、蛍光色素(F)を固定化した層であって、(1)蛍光色素(F)とポリマーとを含有する組成物を該金属薄膜上に塗工することによって形成することもでき、(2)アルカンチオールなどからなるSAM(自己組織化単分子膜;Self−Assembled Monolayer)を介して、蛍光色素(F)を該金属薄膜上に結合することによって形成することもできる。
プラズモン励起センサの、誘電体からなるスペーサ層表面又は蛍光色素(F)層表面に、上記工程(h)を経て得られた凝集体又は上記工程(i)を経て得られた蛍光色素(E)又は消光剤を「接触」させる方法としては、例えば、単離した蛍光色素(E)又は消光剤を含有した溶液の滴下、吹付、塗布などの方法が挙げられる。また、プラズモン励起センサに後述する流路を形成し、蛍光色素(E)又は消光剤を含有した溶液をプラズモン励起センサ表面に接触させるような方法も挙げられる。
工程(k)とは、上記工程(j)で得られたプラズモン励起センサに、該基板の、該薄膜を形成していないもう一方の表面から、プリズムを経由してレーザ光を照射し、励起された蛍光色素から発光された蛍光量を測定する工程である。
本発明のアッセイ法で用いる光源は、金属薄膜にプラズモン励起を生じさせることができるものであれば、特に制限がないものの、波長分布の単一性及び光エネルギーの強さの点で、レーザ光を光源として用いることが好ましい。レーザ光は、光学フィルタを通して、プリズムに入射する直前のエネルギー及びフォトン量を調節することが望ましい。
工程(l)とは、上記工程(k)で得られた測定結果から、上記標的物質量、上記標的ウイルス量又は上記標的細胞量を算出する工程である。
アッセイシグナルは、上記工程(k)の前に測定したシグナルを“ブランクシグナル”、としたとき、下記式で算出することができる。
アッセイシグナル=|(アッセイ測定シグナル)−(ブランクシグナル)|
(I)蛍光色素を含む融合タンパク質含有集合体の場合
[実施例1]
(蛍光色素を含む融合タンパク質(I)含有集合体の製造方法(i)の実施)
工程(a)として、抗αフェトプロテイン(AFP)モノクローナル抗体1D5及び抗AFPモノクローナル抗体6D2(2.5mg/mL、(株)日本医学臨床検査研究所製)に、「Monoclonal Antibody Labeling Kit」(Molecular Probe社製)を用いて、それぞれAlexa Fluor(登録商標)647を固定化した。
(融合タンパク質(II)含有集合体の製造方法(iv))
工程(d)として、抗AFPモノクローナル抗体1D5及び抗AFPモノクローナル抗体6D2それぞれに、「Monoclonal Antibody Labeling Kit」(Molecular Probe社)を用いて、Alexa Fluor(登録商標)647を固定化した。
(Alexa Fluor(登録商標)647標識2次抗体の作製)
抗AFPモノクローナル抗体6D2に、「Monoclonal Antibody Labeling Kit」(Molecular Probe社製)を用いて、Alexa Fluor(登録商標)647を固定化した。
(プラズモン励起センサの作製)
屈折率〔nd〕1.72、厚さ1mmのガラス製の透明平面基板((株)オハラ製の「S−LAL 10」)をプラズマ洗浄し、該基板の片面にクロム薄膜をスパッタリング法により形成した後、その表面にさらに金薄膜をスパッタリング法により形成した。クロム薄膜の厚さは1〜3nm、金薄膜の厚さは44〜52nmであった。
工程(g)として、まず実施例1で製造した融合タンパク質(I)含有集合体の溶液(1mg/mL)100μLに、標的抗原としてAFP(1ng/mLのTBS溶液に調製)800μLを含有する検体を25分間接触させた。
アッセイシグナル=|(アッセイ測定シグナル)−(ブランクシグナル)|
得られた結果を表4に示す。
(プラズモン励起センサの作製)
実施例3と同様にしてプラズモン励起センサを作製した。
実施例2で得られた融合タンパク質(II)含有集合体の溶液(1mg/mL)100μLを用いた以外は、実施例3と同様にしてアッセイ法を実施した。得られた結果を表4に示す。
(プラズモン励起センサの作製)
屈折率〔nd〕1.72、厚さ1mmのガラス製の透明平面基板((株)オハラ製のS−LAL 10)をプラズマ洗浄し、該基板の片面にクロム薄膜をスパッタリング法により形成した後、その表面にさらに金薄膜をスパッタリング法により形成した。クロム薄膜の厚さは1〜3nm、金薄膜の厚さは44〜52nmであった。
得られたプラズモン励起センサを流路に固定し、送液として超純水を10分間、その後MES(25℃、pH5.0)を20分間、ペリスタポンプにより、室温(25℃)、流速500μL/minで循環させ、その表面を平衡化した。
(II)酵素を含む融合タンパク質含有集合体の場合
[実施例1]
(酵素を含む融合タンパク質(I)含有集合体の製造方法(i)の実施)
工程(a)として、抗αフェトプロテイン(AFP)モノクローナル抗体1D5及び抗AFPモノクローナル抗体6D2(2.5mg/mL、(株)日本医学臨床検査研究所製)に、「Alkaline Phosphatase Labeling Kit」((株)同仁化学研究所製)を用いて、アルカリフォスファターゼを固定化することによって、酵素標識抗体1D5及び6D2を製造した。
(融合タンパク質(II)含有集合体の製造方法(iv))
工程(d)として、抗AFPモノクローナル抗体1D5及び抗AFPモノクローナル抗体6D2それぞれに、「Alkaline Phosphatase Labeling Kit」((株)同仁化学研究所製)を用いて、アルカリフォスファターゼを固定化することによって、酵素標識抗体1D5及び6D2を製造した。
(Alexa Fluor(登録商標)647標識2次抗体の作製)
抗AFPモノクローナル抗体6D2に、「Monoclonal Antibody Labeling Kit」(Molecular Probe社製)を用いて、Alexa Fluor(登録商標)647を固定化した。
(プラズモン励起センサの作製)
屈折率〔nd〕1.72、厚さ1mmのガラス製の透明平面基板((株)オハラ製の「S−LAL 10」)をプラズマ洗浄し、該基板の片面にクロム薄膜をスパッタリング法により形成した後、その表面にさらに金薄膜をスパッタリング法により形成した。クロム薄膜の厚さは1〜3nm、金薄膜の厚さは44〜52nmであった。
工程(g)として、まず実施例1で製造した融合タンパク質(I)含有集合体の溶液(1mg/mL)100μLに、標的抗原としてAFP(1ng/mLのTBS溶液に調製)800μLを含有する検体を25分間接触させた。
洗浄工程として、該フィルタに、Tween20を0.05質量%含むTBS 1,000μLを添加し、再度、フィルタ上の溶液がなくなるまで遠心分離することによって、凝集体を洗浄した。
アッセイシグナル=|(アッセイ測定シグナル)−(ブランクシグナル)|
得られた結果を表5に示す。
(プラズモン励起センサの作製)
実施例3と同様にしてプラズモン励起センサを作製した。
実施例2で得られた融合タンパク質(II)含有集合体の溶液(1mg/mL)100μLを用いた以外は、実施例3と同様にしてアッセイ法を実施した。得られた結果を表5に示す。
(プラズモン励起センサの作製)
屈折率〔nd〕1.72、厚さ1mmのガラス製の透明平面基板((株)オハラ製のS−LAL 10)をプラズマ洗浄し、該基板の片面にクロム薄膜をスパッタリング法により形成した後、その表面にさらに金薄膜をスパッタリング法により形成した。クロム薄膜の厚さは1〜3nm、金薄膜の厚さは44〜52nmであった。
得られたプラズモン励起センサを流路に固定し、送液として超純水を10分間、その後MES(25℃、pH5.0)を20分間、ペリスタポンプにより、室温(25℃)、流速500μL/minで循環させ、その表面を平衡化した。
2 標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合するタンパク質(B)
3a 蛍光色素
3b 酵素
4 ビオチン
5 アビジン
6 プロテインA/G
7 標的物質、標的ウイルス又は標的細胞
8 フィルタ
9 透明平面基板と、該基板の一方の表面に形成された金属薄膜と、該金属薄膜の、該基板とは接していないもう一方の表面に形成された誘電体からなるスペーサ層とを少なくとも有するプラズモン励起センサ
10 融合タンパク質(I)
11 融合タンパク質(II)
12 融合タンパク質(II)
13 蛍光基質
14 蛍光色素(E)
20 集合体
21 凝集体
Claims (15)
- 標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合するタンパク質(A)及び該部位αを有する標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞の1以上の部位βと特異的に会合するタンパク質(B)を合計2個以上と蛍光色素又は酵素とを含む融合タンパク質を少なくとも含有するか、又は、
標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合するタンパク質(A)を合計2個以上と蛍光色素又は酵素とを含む融合タンパク質と、該部位αを有する標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞の1以上の部位βと特異的に会合するタンパク質(B)を合計2個以上と蛍光色素又は酵素とを含む融合タンパク質とを少なくとも含有し、
上記タンパク質(A)及び(B)それぞれにビオチンが固定化され、蛍光色素又は酵素が、該タンパク質(A)、タンパク質(B)、ビオチン及びアビジンのうち少なくとも1つに固定化され、上記融合タンパク質が、該タンパク質(A)及び(B)のうち少なくとも一方を合計4個とアビジン1個とを含むことを特徴とする融合タンパク質含有集合体。 - 上記タンパク質(A)及び(B)それぞれが、抗体、Fabフラグメント、Fab’フ
ラグメント又はF(ab’)2フラグメントであることを特徴とする請求項1に記載の融合タンパク質含有集合体。 - 標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合するタンパク質(A)及び該部位αを有する標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞の1以上の部位βと特異的に会合するタンパク質(B)を合計2個以上と蛍光色素又は酵素とを含む融合タンパク質を少なくとも含有するか、又は、
標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合するタンパク質(A)を合計2個以上と蛍光色素又は酵素とを含む融合タンパク質と、該部位αを有する標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞の1以上の部位βと特異的に会合するタンパク質(B)を合計2個以上と蛍光色素又は酵素とを含む融合タンパク質とを少なくとも含有し、
上記タンパク質(A)及び(B)が、ともに抗体であり、蛍光色素又は酵素が、該抗体のみに固定化されるか、プロテインA、プロテインG又はプロテインA/Gのみに固定化されるか、あるいは該抗体とプロテインA、プロテインG又はプロテインA/Gとに固定化され、上記融合タンパク質が、該タンパク質(A)及び(B)のうち少なくとも一方を合計2〜5個と、プロテインA、プロテインG又はプロテインA/Gとを含む
ことを特徴とする融合タンパク質含有集合体。 - 上記部位α及びβが、同一であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の融合タンパク質含有集合体。
- 上記酵素が、アルカリフォスファターゼ、β−ガラクトシダーゼ、β−グルコシダーゼ又はグルコースオキシダーゼであることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の融合タンパク質含有集合体。
- 下記工程(a)、(b)及び(c)を含むことを特徴とする融合タンパク質含有集合体の製造方法;
工程(a):標的物質、標的ウイルス又は標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合するタンパク質(A)及び該部位αを有する標的物質、標的ウイルス又は標的細胞の1以上の部位βと特異的に会合するタンパク質(B)からなるタンパク質、ビオチンならびにアビジンのうち少なくとも1つに蛍光色素又は酵素を固定化する工程、
工程(b):蛍光色素又は酵素が固定化されていてもよい該タンパク質(A)及び(B)それぞれに、蛍光色素又は酵素が固定化されていてもよいビオチンを固定化することによって、ビオチン化タンパク質(A)及び(B)を得る工程及び
工程(c):蛍光色素又は酵素が固定化されていてもよいビオチン化タンパク質(A)及び(B)を、それぞれ1個以上含むように混合し、
該ビオチン化タンパク質(A)及び(B)の合計に対して、蛍光色素又は酵素が固定化されていてもよいアビジンを、そのモル比で4:1以上となるようにさらに混合することによって、融合タンパク質含有集合体を得る工程。 - 上記タンパク質(A)及び(B)それぞれが、抗体、Fabフラグメント、Fab’フラグメント又はF(ab’)2フラグメントであることを特徴とする請求項6に記載の融合タンパク質含有集合体の製造方法。
- 下記工程(d)及び工程(e)のうち少なくとも一方と工程(f)とを含むことを特徴とする融合タンパク質含有集合体の製造方法。
工程(d):標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞が有する1以上の部位αと特異的に会合する抗体(A)及び該部位αを有する標的物質、標的ウイルスもしくは標的細胞の1以上の部位βと特異的に会合する抗体(B)それぞれに蛍光色素又は酵素を固定化する工程、
工程(e):プロテインA、プロテインG又はプロテインA/Gに蛍光色素又は酵素を固定化する工程、及び
工程(f):蛍光色素又は酵素が固定化されていてもよい抗体(A)及び(B)を、それぞれ1個以上含むように混合し、該抗体(A)及び(B)の合計に対して、蛍光色素又は酵素が固定化されていてもよいプロテインA、プロテインG又はプロテインA/G(ただし、抗体(A)及び(B)に蛍光色素又は酵素が固定化されていない場合、用いるプロテインA、プロテインG又はプロテインA/Gには蛍光色素又は酵素が固定化されている。)を、そのモル比で2:1以上となるようにさらに混合することによって、集合体を得る工程。 - 上記部位α及びβが、同一であることを特徴とする請求項6から請求項8までのいずれか一項に記載の融合タンパク質含有集合体の製造方法。
- 上記酵素が、アルカリフォスファターゼ、β−ガラクトシダーゼ、β−グルコシダーゼ又はグルコースオキシダーゼであることを特徴とする請求項6から請求項9までのいずれか一項に記載の融合タンパク質含有集合体の製造方法。
- 下記工程(g)〜(l)を含むことを特徴とするアッセイ法;
工程(g):請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の融合タンパク質含有集合体と検体とを接触させることによって、該検体に含有される標的物質、標的ウイルス又は標的細胞を介して凝集体を形成する工程、
工程(h):該工程(g)を経て得られた反応物をフィルタに通すことによって、該凝集体のみを単離する工程、
工程(i):該工程(h)を経て得られた凝集体に、蛍光基質又は消光剤基質を反応させ、それぞれ蛍光色素(E)又は消光剤を生成する工程(ただし、上記工程(g)において、請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の酵素を含む融合タンパク質含有集合体を用いた場合のみ。)、
工程(j):透明平面基板と、該基板の一方の表面に形成された金属薄膜と、該金属薄膜の、該基板とは接していないもう一方の表面に形成された誘電体からなるスペーサ層、又は該金属薄膜とは接していないもう一方の表面に形成された蛍光色素(F)層とを少なくとも有するプラズモン励起センサの、該スペーサ層表面又は該蛍光色素(F)層表面に、上記工程(h)を経て得られた凝集体又は上記工程(i)を経て得られた蛍光色素(E)又は消光剤を接触させる工程、
工程(k):該工程(j)で得られたプラズモン励起センサに、該基板の、該薄膜を形成していないもう一方の表面から、プリズムを経由してレーザ光を照射し、励起された蛍光色素から発光された蛍光量を測定する工程、及び
工程(l):該工程(k)で得られた測定結果から、該標的物質量、該標的ウイルス量又は該標的細胞量を算出する工程。 - 上記工程(g)及び(h)の免疫反応場、及び上記工程(j)及び(k)のSPFS検出場が、それぞれ独立していることを特徴とする請求項11に記載のアッセイ法。
- 上記金属薄膜が、金、銀、アルミニウム、銅及び白金からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属から形成されることを特徴とする請求項11又は請求項12に記載のアッセイ法。
- 上記金属が、金からなることを特徴とする請求項13に記載のアッセイ法。
- 上記誘電体が、二酸化ケイ素(SiO2)又は二酸化チタン(TiO2)を含むことを特徴とする請求項11から請求項14までのいずれか一項に記載のアッセイ法。
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