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WO2025053168A1 - 染色方法、染色のための液体組成物、及び染色のためのキット - Google Patents

染色方法、染色のための液体組成物、及び染色のためのキット Download PDF

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Publication number
WO2025053168A1
WO2025053168A1 PCT/JP2024/031684 JP2024031684W WO2025053168A1 WO 2025053168 A1 WO2025053168 A1 WO 2025053168A1 JP 2024031684 W JP2024031684 W JP 2024031684W WO 2025053168 A1 WO2025053168 A1 WO 2025053168A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid composition
protein
biological sample
ligand protein
staining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/031684
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
正宣 大塚
和香 長谷川
賢 杉田
淳二 伊藤
圭吾 水澤
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.)
Canon Inc
Canon Virginia Inc
Original Assignee
Canon Inc
Canon Virginia Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2024139231A external-priority patent/JP2025039528A/ja
Application filed by Canon Inc, Canon Virginia Inc filed Critical Canon Inc
Publication of WO2025053168A1 publication Critical patent/WO2025053168A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • GPHYSICS
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    • GPHYSICS
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    • G01N33/533Production of labelled immunochemicals with fluorescent label
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    • G01N33/531Production of immunochemical test materials
    • G01N33/532Production of labelled immunochemicals
    • G01N33/535Production of labelled immunochemicals with enzyme label or co-enzymes, co-factors, enzyme inhibitors or enzyme substrates

Definitions

  • the present invention relates to a staining method for staining a biological sample, a liquid composition for staining, and a kit for staining.
  • the present invention relates to a staining method characterized by having a step of ejecting a liquid composition containing a ligand protein having specificity for a target in a biological sample, at least one selected from amino acids and their salts, a surfactant, and water from an inkjet liquid ejection head and applying the liquid composition to the biological sample, a liquid composition used in the staining, and a kit used in the staining.
  • a method is used to identify targets such as proteins and chemical substances in a biological sample by labeling the target via a protein (ligand protein) that has specificity for the target, such as an antibody, and detecting the target by color, luminescence, fluorescence, etc.
  • a protein ligand protein
  • Patent document 1 discloses a method for dispensing droplets of reagent between about 1 pL and about 50 pL onto a biological sample. Patent document 1 also discloses a method for dispensing the droplets of reagent using an inkjet.
  • Patent Document 1 small droplets of an antibody reagent composition or the like are applied by inkjet to perform immunostaining.
  • the present inventors ejected the antibody reagent composition described in Patent Document 1 by an inkjet method.
  • the ejected volume of the antibody reagent composition was sometimes significantly smaller than the intended droplet volume.
  • the object of the present invention is to provide a staining method, a liquid composition for staining, and a kit for staining that can dispense a ligand protein having specificity for a target in a biological sample in a desired droplet volume by ejection using an inkjet method, i.e., that can dispense the ligand protein in an efficient liquid volume.
  • the present invention provides a staining method for staining a biological sample.
  • the staining method is characterized by having a step of ejecting a liquid composition containing a ligand protein having specificity for a target in a biological sample, at least one selected from amino acids and their salts, a surfactant, and water from an inkjet liquid ejection head and applying the liquid composition to the biological sample.
  • the present invention also provides a liquid composition for staining biological samples. More specifically, the liquid composition contains a ligand protein having specificity for a target in a biological sample, at least one selected from amino acids and their salts, a surfactant, and water.
  • the present invention also provides a staining method for staining a kit for staining biological samples. More specifically, the kit is for staining biological samples using an inkjet method, and includes a liquid composition containing a ligand protein having specificity for a target in a biological sample, at least one selected from amino acids and their salts, a surfactant, and water.
  • a ligand protein having specificity for a target in a biological sample can be applied in a desired droplet volume, i.e., an efficient liquid volume.
  • the present invention provides a staining method, characterized by comprising a step of ejecting a liquid composition containing a ligand protein having specificity for a target in a biological sample, at least one selected from amino acids and their salts, a surfactant, and water from an inkjet liquid ejection head, and applying the liquid composition to the biological sample.
  • the liquid ejection units have high size precision for the diameter of the ejection port, the amount of heat of the heat pulse used for ejection, and the micro heaters used therein, making it possible to increase reproducibility.
  • a large number of liquid ejection units are densely arranged on the head.
  • the reproducibility of the liquid ejection units can be increased, so it is possible to narrow the droplet size distribution of the ejected liquid across the entire large number of liquid ejection units.
  • the head also has low manufacturing costs and high versatility. For example, there is a demand for small ejection devices that use appropriately replaceable heads, and this head is highly applicable to such ejection devices. Therefore, when miniaturization and convenience of the ejection device are required, the thermal inkjet ejection device is particularly preferable.
  • the preferred drive frequency is 0.1 kHz to 100 kHz, and more preferably 1 kHz to 50 kHz.
  • the biological sample in this embodiment is not particularly limited as long as it may contain a target on which the specificity of the ligand protein can function.
  • cultured cells animal body fluids (e.g., blood, serum, plasma, saliva, sweat, saliva, urine, etc.), hair, excrement, organs, tissues, animals and plants themselves, or samples of these fixed and embedded in paraffin, dried bodies, etc. may be mentioned.
  • river water, lake water, seawater, water supply and sewage water, soil, etc. which contain substances of biological origin and may contain a target on which the specificity of the ligand protein to be imparted can function, may also be mentioned.
  • the biological sample may be fixed to a solid phase.
  • fixing the biological sample to a solid phase it is possible to easily carry out a process of removing excess liquid composition in a washing process or the like after applying the liquid composition.
  • solid phase examples include, but are not limited to, polystyrene resin particles, nylon resin particles, glass particles, glass plates, polystyrene microplates, latex particles, various magnetic particles, metal particles, metal-coated particles, metal plates, metal-coated plates, various porous bodies, various electrodes, etc.
  • glass plates such as glass slides are preferably used.
  • a solid phase that has been surface-modified to strengthen the bond between the solid phase and the biological sample is preferably used in this embodiment.
  • the bond between the solid phase and the biological sample so long as it does not inhibit the specificity of the ligand protein for the target in the biological sample.
  • surface modifications of the solid phase include the addition of functional groups such as amino groups, carboxyl groups, thiol groups, disulfide groups, and hydroxyl groups, or the addition of compounds having specific amino acid sequences.
  • a solid phase that has been subjected to a hydrophilic treatment to suppress non-specific adsorption is also preferably used in this embodiment.
  • amino acid refers to a compound having an amino group and a carboxyl group at the carbon atom and its derivatives.
  • the amino acid is not particularly limited, and may be any of hydrophilic amino acids, hydrophobic amino acids, neutral amino acids, acidic amino acids, basic amino acids, branched chain amino acids, aromatic amino acids, sulfur-containing amino acids, etc., and its molecular weight is not limited, and D-form and L-form are not limited.
  • the 20 kinds of amino acids constituting proteins and peptides constituting living bodies are alanine, arginine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine, tryptophan, tyrosine, valine, and salts thereof.
  • amino acids used in the present invention may be of either L- or D-configuration.
  • Salts include, for acidic to neutral amino acids, alkali metal salts such as sodium and potassium, and ammonium salts.
  • alkali metal salts such as sodium and potassium
  • ammonium salts For neutral to basic amino acids, hydrochlorides, sulfates, phosphates, nitrates, carboxylates including acetic acid and lauric acid, and oxalates can be exemplified.
  • Preferable salts include sodium salts, potassium salts, and ammonium salts for acidic amino acids, sodium salts and potassium salts for neutral amino acids, and hydrochlorides, acetates, and fatty acid salts for basic amino acids.
  • the surfactant is used without any particular limitation.
  • radical polymerizable compounds that have been given surface activity by bonding ionic groups such as sulfonic acid groups, carboxylic acid groups, and amino groups, or hydrophilic nonionic groups such as polyoxyethylene groups and polyglyceryl groups to the radical polymerizable compounds.
  • an acetylene glycol surfactant having a structure represented by formula (1) is particularly preferred.
  • Commercially available surfactants represented by formula (1) include Acetylenol E13T, E40, E60, E100, and E200 (all manufactured by Kawaken Fine Chemicals), and Sainylon 465 and 485 (all manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.).
  • the surfactant represented by formula (1) is considered to be capable of quickly orienting and adsorbing to the interface between a heating element, such as a heater, and a liquid composition, thereby suppressing the adsorption of proteins to the heating element. It is also considered that the surfactant represented by formula (1) is capable of quickly orienting and adsorbing to proteins that are attached to the heating element and have exposed hydrophobic surfaces. Due to this action, the surfactant represented by formula (1) is considered to suppress the deposition of proteins on the heating element and contribute to stabilizing the discharge. (In the formula (1), x and y satisfy the relationship 1.0 ⁇ x+y ⁇ 30.0.)
  • the amount of surfactant added is preferably 0.01% by mass or more and 3% by mass or less, and more preferably 0.05% by mass or more and 0.40% by mass or less, based on the total mass of the liquid composition.
  • the method for applying a liquid composition in this embodiment is characterized by having a step of ejecting the liquid from a liquid ejection head of an inkjet system (also simply called inkjet) and applying the liquid to a biological sample.
  • the liquid composition contains a ligand protein having specificity for a target.
  • a molecule having specificity for a target is referred to as a ligand
  • a protein having specificity for a target is referred to as a ligand protein.
  • the ligand protein may be any known protein other than those mentioned above, or may be a novel protein. In terms of low dissociation constants and molecular structural stability, antibodies or antibody fragments are particularly preferred as ligand proteins for use in the staining of this embodiment.
  • An antibody is a general term for a family of immunoglobulins induced by the immune system in response to a specific antigen or substance, and is a substance capable of recognizing and binding to a specific target.
  • Antibodies can be obtained from various animal species, such as mice, rabbits, goats, camels, and humans. Humanized antibodies, chimeric antibodies, and the like can also be used. Antibodies may be either monoclonal or polyclonal.
  • Antibody fragments are parts of antibodies that can specifically bind to a target molecule.
  • Examples of antibody fragments include Fab fragments, Fab' fragments, F(ab')2, heavy chain variable (VH) domains alone, light chain variable (VL) domains alone, VH and VL complexes, camelized VH domains, peptides containing antibody complementarity determining regions (CDRs), and single-chain antibodies (scfv) in which the heavy chain variable region and light chain variable region are linked together.
  • the ligand protein is preferably modified with a labeling substance.
  • modify refers to physically adsorbing the ligand protein and the labeling substance, chemically binding the ligand protein and the labeling substance, or both.
  • the modification of the ligand protein with a labeling substance can be carried out by physical adsorption, chemical binding, or a combination of these methods.
  • the physical adsorption method includes a method in which a ligand protein and a labeling substance are mixed and contacted in a solution such as a buffer solution, etc.
  • the labeling substance is gold colloid or latex
  • the physical adsorption method is effective, and a gold colloid-labeled ligand protein can be obtained by mixing and contacting the ligand protein and gold colloid in a buffer solution.
  • Examples of chemical binding methods include a method in which the ligand protein and the labeling substance are mixed and contacted with a bivalent crosslinking reagent such as glutaraldehyde, carbodiimide, imide ester, or maleimide, and reacted with amino groups, carboxyl groups, thiol groups, aldehyde groups, or hydroxyl groups of both the antibody and the labeling substance.
  • a bivalent crosslinking reagent such as glutaraldehyde, carbodiimide, imide ester, or maleimide
  • Another method includes a method in which a derivative is prepared by binding a carbodiimide to the labeling substance, and then reacted with an amino group of the ligand protein.
  • the labeling substance is a fluorescent substance, an enzyme, or a chemiluminescent substance
  • the chemical binding method is effective.
  • labeling substances include low molecular weight compounds, fine particles, enzymes, fluorescent dyes, and fluorescent proteins.
  • low molecular weight compounds include biotin, digoxigenin, and dinitrophenyl.
  • fine particles include gold colloids, ferrite particles, latex beads, ferrite-containing latex beads, fluorescent substance-containing latex beads, and agarose beads.
  • enzymes include horseradish peroxidase, alkaline phosphatase, ⁇ -galactosidase, luciferase, and the like.
  • fluorescent dyes include Cy3, Cy5, Texas Red, fluorescein, indocyanine green, and Alexa dyes (e.g., Alexa 568).
  • the labeling substance is preferably at least one selected from the group consisting of biotin, an enzyme, a fluorescent dye, and a fluorescent protein. That is, the ligand protein is preferably modified with at least one labeling substance selected from the group consisting of biotin, an enzyme, a fluorescent dye, and a fluorescent protein.
  • the labeling substance may be a mixture of two or more of the above-listed materials, or may be a material other than the above-listed materials.
  • a so-called blocking agent can be used to suppress non-specific adsorption of the ligand protein to parts other than the target.
  • a blocking agent include bovine serum albumin, casein, animal serum, gelatin, skim milk, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, phospholipids, and compounds containing them.
  • the blocking agent is preferably at least one selected from the group consisting of bovine serum albumin and casein.
  • commercially available blocking agents can also be used.
  • the content of the blocking agent in the liquid composition is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less based on the total mass of the liquid composition.
  • the content of the total protein including the ligand protein in the liquid composition is preferably 0.001% by mass or more and 3% by mass or less based on the total weight of the liquid composition, and more preferably 0.001% by mass or more and 0.3% by mass or less.
  • the liquid composition includes a ligand protein, at least one selected from amino acids and their salts, a surfactant, and water. Furthermore, a water-soluble organic solvent can be added to the liquid composition as necessary for the purpose of stabilizing the discharge. Examples of the water-soluble organic solvent include alcohols, polyalkylene glycols, glycol ethers, nitrogen-containing compounds, and sulfur-containing compounds.
  • glycerin (290°C), dimethyl sulfoxide (DMSO) (189°C), ethylene glycol (197°C), diethylene glycol (245°C), polyethylene glycol having an average molecular weight of 600 (200°C or more), propylene glycol (187°C), triethylene glycol (244°C), 1,2-pentanediol (187°C), 1,2-hexanediol (223°C), ethylene glycol monobutyl ether (171°C), diethylene glycol monobutyl ether (180°C), 2-pyrrolidone (245°C), triethanolamine (208°C), and thiodiglycol (282°C).
  • the numbers in parentheses indicate boiling points.
  • a water-soluble organic solvent having a boiling point of 180° C. or more it is preferable to use.
  • a water-soluble organic solvent having a boiling point of 180° C. or more By including an organic solvent having a boiling point of 180° C. or more, evaporation of liquid components from the ejection port can be effectively suppressed. Two or more types selected from these can also be used in combination.
  • the content of the water-soluble organic solvent in the liquid composition is preferably from 5% by mass to 30% by mass, and more preferably from 10% by mass to 20% by mass, based on the total mass of the liquid composition.
  • the staining method in this embodiment may further include a step of applying a second liquid composition to the biological sample to which the first liquid composition has been applied.
  • the second liquid composition contains a protein (second protein) having specificity for the ligand protein (first protein) contained in the liquid composition (first liquid composition) described above.
  • the term "having specificity for the ligand protein” means that the dissociation constant with the ligand protein is 1 ⁇ M or less.
  • the ligand protein contained in the first liquid composition is a rabbit-derived antibody
  • a goat-derived anti-rabbit antibody can be used as the ligand protein contained in the second liquid composition.
  • the ligand protein contained in the first liquid composition is a biotin-labeled rabbit-derived antibody
  • the ligand protein contained in the first liquid composition is a biotin-labeled rabbit-derived antibody
  • not only a goat-derived anti-rabbit antibody but also avidin or streptavidin can be used as the ligand protein of the second liquid composition.
  • the second protein is preferably modified with the labeling substance described above.
  • a second protein modified with this labeling substance it is not necessary to modify the first protein with a labeling substance, and it is possible to use a first protein whose specificity for a target would decrease if modified with a labeling substance.
  • the second protein is preferably modified with at least one selected from the group consisting of biotin, an enzyme, a fluorescent dye, and a fluorescent protein.
  • the method of applying the second liquid composition may be the inkjet method used for applying the first liquid composition, that is, a method of ejecting the second liquid composition from a liquid ejection head of the inkjet system.
  • a method of applying the second liquid composition by contact using a gravure roll or a blade, or a method of applying the second liquid composition by dropping using a spray or a pipette may be used. From the viewpoint of not damaging the biological sample, a non-contact method for applying the antibody is preferable.
  • ⁇ Substrate> When enzymes such as horseradish peroxidase and alkaline phosphatase are used as labeling substances, color can be developed using a color-developing substrate that reacts with the enzyme. It is also possible to use a combination of an enzyme and its color-developing/luminescent substrate. For example, luciferase, horseradish peroxidase, and alkaline phosphatase are examples of enzymes. Color can be developed by combining these substrates with the following color-developing agents.
  • Examples include luciferin, 3,3'-diaminobenzidine (DAB), 5-bromo-4-chloro-3-indolyl phosphate (BCIP), 3,3'-(3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene)bis[2-(4-nitrophenyl)-5-phenyl-2H-tetrazolium chloride] (NBT), etc.
  • DAB 3,3'-diaminobenzidine
  • BCIP 5-bromo-4-chloro-3-indolyl phosphate
  • NBT 3,3'-(3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene)bis[2-(4-nitrophenyl)-5-phenyl-2H-tetrazolium chloride]
  • the staining method according to this embodiment preferably further comprises a step of applying an enzyme substrate to the biological sample to which the liquid composition containing the ligand protein has been applied.
  • the staining method according to this embodiment comprises a step of applying a first liquid composition to the biological sample and a step of applying a second liquid composition
  • the enzyme substrate may be contained in a third liquid composition.
  • a buffer solution can be used as a solvent for the liquid composition.
  • buffer solutions include, but are not limited to, phosphate buffer, glycine buffer, Good's buffer, Tris buffer, and ammonia buffer. The use of a buffer solution suppresses pH changes and improves the storage stability of the ligand protein.
  • the liquid composition may also contain a salt.
  • a salt examples include, but are not limited to, sodium salts such as sodium chloride, potassium salts such as potassium chloride, and magnesium salts such as magnesium chloride.
  • ⁇ Cleaning process> It is preferable to include a washing step in which, after providing a ligand protein having specificity for a target to a biological sample, the ligand protein that has not reacted with the biological sample is separated from the sample.
  • a washing step coloring or the like caused by the ligand protein remaining in places other than the target can be suppressed, and the position of the target can be clearly identified by observation after staining.
  • the liquid composition may contain various additives, such as antifoaming agents, surfactants, pH adjusters, viscosity adjusters, rust inhibitors, preservatives, antifungal agents, antioxidants, reduction inhibitors, and chelating agents, as necessary.
  • the liquid composition may contain water-soluble organic solvents that are solid at 25° C., such as urea or a derivative thereof, polyethylene glycol having an average molecular weight of 1000 or more, trimethylolpropane, and trimethylolethane.
  • the present invention provides a liquid composition containing a ligand protein having specificity for a target in a biological sample, at least one selected from amino acids and their salts, a surfactant, and water.
  • the present invention provides a kit for staining a biological sample using an inkjet method, which includes a liquid composition containing a ligand protein having specificity for a target in a biological sample, at least one selected from amino acids and their salts, a surfactant, and water.
  • the liquid composition containing the ligand protein having specificity for the target, at least one selected from amino acids and their salts, a surfactant, and water may be mixed or separate, and may be contained in a container either individually or mixed together.
  • the kit may also include further diluents, blocking agents, positive controls, negative controls, instructions, etc. Examples of positive controls include tissue sections and liquid samples that clearly contain a measurable target.
  • the kit may also include a cartridge container that can be attached to an inkjet ejection head.
  • Buffer Solution A 50 mM Tris-base aqueous solution and a 150 mM sodium chloride aqueous solution were mixed, adjusted to pH 7.6 with hydrochloric acid, and then pressure-filtered through a sterile filter with a pore size of 0.22 ⁇ m to prepare a buffer solution.
  • This buffer solution is hereinafter referred to as TBS buffer.
  • Various ligand proteins, various surfactants, and solid solvents were dissolved in this buffer solution before preparation.
  • HER2 is human epidermal growth factor receptor 2.
  • a monoclonal rabbit anti-human HER2 antibody (4290, Cell Signaling Technology) was used as ligand protein 2.
  • F(ab')2 labeled with FITC.
  • F(ab')2 was prepared according to the following protocol. First, the antibody was dialyzed against 0.1 M sodium acetate buffer (pH 3.75). Then, porcine gastric mucosa-derived pepsin-immobilized agarose (Sigma product) was added and reacted at 37°C for 3 hours. Then, 0.5 M Tris buffer (pH 8.0) was added to adjust the pH to 7.0 to stop the reaction. The pepsin-immobilized agarose was removed by centrifugation.
  • F(ab')2 was passed through a Protein A-immobilized agarose column (Thermo Fisher Scientific). Dialysis was performed against TBS buffer at room temperature for 2 hours to obtain an F(ab')2 solution. Furthermore, FITC-labeled F(ab')2 was prepared using Fluorescein Labeling Kit-NH2 (product name, Dojindo Laboratories) according to the manufacturer's protocol.
  • ligand protein 4 As ligand protein 4, a polyclonal rabbit-derived anti-human HER2 antibody (A0485, manufactured by Dako) labeled with biotin was used. Biotin labeling was performed using Biotin Labeling Kit-NH2 (trade name, Dojindo Laboratories) according to the manufacturer's protocol to prepare a biotin-labeled polyclonal rabbit-derived anti-human HER2 antibody.
  • ligand protein 5 As ligand protein 5, a polyclonal rabbit-derived anti-human HER2 antibody (A0485, Dako) labeled with horseradish peroxidase was used. Enzyme labeling was performed using Peroxidase Labeling Kit-NH2 (trade name, Dojindo Laboratories) according to the manufacturer's protocol to prepare a polyclonal rabbit-derived anti-human HER2 antibody labeled with horseradish peroxidase.
  • Peroxidase Labeling Kit-NH2 trade name, Dojindo Laboratories
  • ligand protein 6 a polyclonal rabbit-derived anti-human HER2 antibody (A0485, Dako) labeled with alkaline phosphatase was used. Enzyme labeling was performed using Alkaline Phosphatase Labeling Kit-NH2 (trade name, Dojindo Laboratories) according to the manufacturer's protocol to prepare an alkaline phosphatase-labeled polyclonal rabbit-derived anti-human HER2 antibody.
  • a FITC-labeled polyclonal rabbit anti-human HER2 antibody (A0485, Dako) was prepared using Fluorescein Labeling Kit-NH2 (trade name, Dojindo Laboratories) according to the manufacturer's protocol.
  • polyclonal rabbit anti-human HER2 antibody (A0485, Dako) was used to prepare an R-phycoerythrin-labeled polyclonal rabbit anti-human HER2 antibody by following the manufacturer's protocol using R-Phycoerythrin Labeling Kit-NH2 (trade name, Dojindo Laboratories).
  • Dual Link System-HRP HRP-labeled polymer reagent
  • K4063, Dako Dual Link System-HRP
  • FITC-labeled streptavidin (Funakoshi Co., Ltd.) was prepared as the ligand protein 10.
  • Biotin-labeled goat anti-rabbit IgG (Funakoshi Co., Ltd.) was prepared as ligand protein 11.
  • HRP-labeled goat anti-rabbit IgG (Funakoshi Co., Ltd.) was prepared.
  • FITC-labeled goat anti-rabbit IgG (Funakoshi Co., Ltd.) was prepared as ligand protein 13.
  • R-Phycoerythrin-labeled goat anti-rabbit IgG (Funakoshi Co., Ltd.) was prepared.
  • ⁇ Surfactant> The following surfactants (a) to (h) were used.
  • Tween 80 Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. It has a polyoxyethylene sorbitan alkyl ester structure and is not a surfactant represented by formula (1).
  • BIO-SOFT N91-8 (manufactured by Stepan) It has an alcohol alkoxylate structure and is not a surfactant represented by formula (1).
  • Triton-X100 (manufactured by Merck) It has a polyoxyethylene alkylphenyl ether structure and is not a surfactant represented by formula (1).
  • SDS sodium dodecyl sulfate (manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) The surfactant is not represented by formula (1).
  • CTAB cetyltrimethylammonium bromide (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) It has an alkyltrimethylammonium bromide structure and is not a surfactant represented by formula (1).
  • CHAPS 3-[3-(cholamidopropyl)dimethylammonio]propanesulfonic acid (manufactured by Dojindo Laboratories) It is an amphoteric surfactant derived from a cholate salt, and is not a surfactant represented by formula (1).
  • Substrate> The following substrates were used: (a) Liquid DAB+ (product name K3465, manufactured by Dako) (b) BCIP-NBT solution kit (Nacalai Tesque, Inc.)
  • First liquid compositions A-1 to A-49 were prepared by mixing the components in the amounts shown in Tables 1-1, 1-2, 1-3, and 1-4, respectively.
  • the numbers in the tables indicate the solid content (% by mass).
  • Second liquid compositions B-1 to B-6 were prepared by mixing the components to the contents shown in Table 2. The numbers in the table indicate the solid content. Second liquid composition B-1 was used as it was supplied by the manufacturer, and this is noted in Table 2.
  • C-1 to C-3 were prepared.
  • the respective substrates were prepared according to the manufacturer's protocol, and then the components were mixed to the contents shown in Table 3.
  • the numbers in the table indicate the solid content.
  • C-3 the same composition as that prepared as the second liquid composition, B-2, was used. Note that neither C-1 nor C-2 contained a ligand protein.
  • Ki-67 is a protein expressed by a gene present on the long arm of chromosome 10, and is used as a cell proliferation marker because it is expressed in all cell nuclei except those in the resting phase.
  • HRP-labeled goat anti-mouse IgG (Funakoshi Co., Ltd.) was prepared.
  • Substrate> The following substrates were used: (a) Liquid DAB+ (product name K3465, manufactured by Dako) (b) BCIP-NBT solution kit (Nacalai Tesque, Inc.)
  • the first liquid composition A-50 contains 0.001% by mass of ligand protein 15, 0.5% by mass of BSA, 1% by mass of lysine, 10% by mass of glycerin, and surfactant A-E100. was adjusted to a concentration of 0.1% by mass with TBS buffer.
  • the second liquid composition B-7 contains 0.001% by mass of ligand protein 16, 0.5% by mass of BSA, 1% by mass of lysine, 10% by mass of glycerin, and surfactant A-E100. was adjusted to a concentration of 0.1% by mass with TBS buffer.
  • a liquid ejection head using a thermal jet method with a nozzle diameter of 3 ⁇ m was prepared, and a tank connected to the head was filled with BC-345Bk ink (Canon).
  • the head was driven by a controller electrically connected to the head, and liquid was ejected from the ejection port at a frequency of 15 kHz and a voltage of 13 volts.
  • the ejected liquid was observed with an ultra-high speed camera, and the volume was calculated by the ligament method, which was set as 100%.
  • Table 4 shows the evaluation results of the ejection volume of liquid compositions A-1 to A-50, B-1 to B-7, and C-1 to C-2.
  • the first liquid composition was ejected by inkjet and dropped onto biological samples 1 and 2. Specifically, the first liquid composition was filled into an ink tank for an inkjet printer (product name: TS-203, manufactured by Canon Inc.) and attached to a print head.
  • a pap pen Liquid Blocker, manufactured by Daido Sangyo Co., Ltd.
  • the first liquid composition was ejected by inkjet and dropped onto biological samples 1 and 2.
  • the first liquid composition was filled into an ink tank for an inkjet printer (product name: TS-203, manufactured by Canon Inc.) and attached to a print head.
  • the first liquid composition was dropped into a frame created with a pap pen under conditions set to 30 ⁇ L per cm2 . After the dropping, the mixture was allowed to stand in a humid box for 60 minutes. c) After a predetermined time had elapsed, the biological samples 1 and 2 were immersed in a container containing TBS buffer and allowed to stand at room temperature for 3 minutes. This operation was repeated twice.
  • the third liquid composition was applied to a biological sample 1 in a frame created with a poultice pen, the ejection volume of one droplet having been measured in advance by the ejection volume evaluation, and the third liquid composition was then dropped under conditions set to 50 ⁇ L per cm2 , and the sample was allowed to stand for 5 minutes in a humidified box.
  • "unused" indicates that the above operation was not carried out.
  • the biological sample 1 was immersed in a container containing water that had been pressure-filtered through a sterile filter with a pore size of 0.22 ⁇ m, and allowed to stand at room temperature for 3 minutes. This operation was repeated twice.
  • a microscope BZ-X810 (Keyence Corporation) was used for Examples 1, 2, 5, 6, 9 to 45, and 47, and Comparative Examples 1 to 4. Images were obtained using a 40x objective lens compatible with bright field observation. In Examples 3, 4, 7, 8, 46, and 48 to 52, a 40x objective lens compatible with fluorescence observation and a BZ-X filter GFPOP-87763 (Keyence Corporation, excitation wavelength 470 nm, detection wavelength 525 nm) that is a fluorescence filter unit were used to acquire a fluorescence image of the biological sample 1. Next, a phase contrast image of the biological sample 1 was acquired using an objective lens compatible with phase contrast observation and a condenser for phase contrast observation.
  • Example 8 a green substitute color was applied to the acquired fluorescence image, and a gray substitute color was applied to the phase contrast image. After that, the two images were superimposed by additive synthesis to generate one composite image.
  • a 40x objective lens compatible with fluorescence observation and a BZ-X filter TRITCOP-87764 (Keyence Corporation, excitation wavelength 545 nm, detection wavelength 605 nm) that is a fluorescence filter unit were used to acquire a fluorescence image of the biological sample 1.
  • a phase contrast image of the biological sample 1 was acquired using an objective lens compatible with phase contrast observation and a condenser for phase contrast observation.
  • an orange substitute color was applied to the acquired fluorescence image, and a gray substitute color was applied to the phase contrast image. After that, the two images were superimposed by additive synthesis to generate one composite image.

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Abstract

生物学的試料を、インクジェット方式で吐出させた染色液で染色できる方法を提供する。生物学的試料における標的に対して特異性を有するリガンドタンパク質、アミノ酸及びその塩類から選択された少なくとも1種、界面活性剤、及び水を含有する液体組成物を、インクジェット方式の液体吐出ヘッドから吐出し、前記生物学的試料に付与する工程を有することを特徴とする染色方法を提供する。

Description

染色方法、染色のための液体組成物、及び染色のためのキット
 本発明は、生物学的試料を染色する染色方法、染色のための液体組成物、及び染色のためのキットに関する。具体的には、生物学的試料における標的に対して特異性を有するリガンドタンパク質、アミノ酸及びその塩類から選択された少なくとも1種、界面活性剤、及び水を含有する液体組成物を、インクジェット方式の液体吐出ヘッドから吐出し、前記生物学的試料に付与する工程を有することを特徴とする染色方法、該染色に用いられる液体組成物、及び該染色に用いられるキットに関する。
 近年の分子生物学の発展により、生体内に存在する物質の解析に対する重要性が増している。例えば、癌組織切片から再発や転移に関わるタンパク質や化学物質を明らかにするといった試みが数多くなされている。
 細胞や組織等の生物学的試料中のタンパク質や化学物質を解析する手段としては、顕微鏡による観察が多く用いられる。この場合、生物学的試料中のタンパク質や化学物質等の標的を同定する手段として、抗体等の標的に特異性を有するタンパク質(リガンドタンパク質)を介して、標的を標識し、発色、発光、蛍光等で検出するという方法が用いられている。
 リガンドタンパク質を含む液体組成物をピペットディスペンサーを用いて、標的に付与する方法があるがピペットの洗浄や交換場所を必要となり装置が大型になるために装置を小型化させたい要望がある。
 特許文献1には、生物学的試料の上に約1pL~約50pLの間の試薬小滴を分配する方法が開示されている。また、特許文献1には、この試薬小滴をインクジェットで分配する方法も開示されている。
特表2018-517895号公報
 特許文献1では、インクジェットで抗体試薬組成物等の小滴を付与し、免疫染色を行っている。本発明者らは、特許文献1に記載の抗体試薬組成物をインクジェット方式で吐出した。その結果、特に高周波数で吐出する場合、すなわち、短時間の吐出間隔で吐出する場合において、抗体試薬組成物の吐出体積が意図した液滴体積から大幅に小さくなってしまう場合があった。
 本発明の目的は、インクジェット方式の吐出で、生物学的試料における標的に特異性を有するリガンドタンパク質を、所望の液滴体積で付与することができ、すなわち、効率的な液体体積で付与することができる染色方法、染色のための液体組成物、及び染色のためのキットを提供することである。
 本発明は、生物学的試料を染色する染色方法を提供する。詳細には、生物学的試料における標的に対して特異性を有するリガンドタンパク質、アミノ酸及びその塩類から選択された少なくとも1種、界面活性剤、及び水を含有する液体組成物を、インクジェット方式の液体吐出ヘッドから吐出し、前記生物学的試料に付与する工程を有することを特徴とする染色方法である。
 また、本発明は、生物学的試料の染色のための液体組成物を提供する。詳細には、生物学的試料における標的に対して特異性を有するリガンドタンパク質、アミノ酸及びその塩類から選択された少なくとも1種、界面活性剤、及び水を含有する液体組成物である。さらに、本発明は、生物学的試料の染色のためのキットを染色する染色方法を提供する。詳細には、生物学的試料における標的に対して特異性を有するリガンドタンパク質、アミノ酸及びその塩類から選択された少なくとも1種、界面活性剤、及び水を含有する液体組成物を含む、インクジェット方式を用いた生物学的試料の染色のためのキットである。
 本発明によれば、インクジェット方式の吐出で、生物学的試料における標的に特異性を有するリガンドタンパク質を、所望の液滴体積で付与することができ、すなわち、効率的な液体体積で付与することができる。
 以下、好適な実施の形態を挙げて、本発明を詳細に説明する。
 本発明は第一の実施形態として、生物学的試料における標的に対して特異性を有するリガンドタンパク質、アミノ酸及びその塩類から選択された少なくとも1種、界面活性剤、及び水を含有する液体組成物を、インクジェット方式の液体吐出ヘッドから吐出し、前記生物学的試料に付与する工程を有することを特徴とする染色方法を提供する。
 サーマルインクジェット方式のインクジェット方式を用いる場合について説明する。液体吐出ユニットについては、吐出口の口径、吐出に利用される熱パルスの熱量、それに用いるマイクロ・ヒーター等のサイズ精度が高く、再現性を高くすることが可能である。ヘッド上には、多数の液体吐出ユニットが高密度に配置される。一方、上述のとおり、液体吐出ユニットの再現性を高くすることができるため、多数の液体吐出ユニット全体において、吐出される液体について、その液滴径分布を狭くすることが可能である。また、ヘッドは、製作コストが低く、また、汎用性も高い。たとえば、ヘッドを適宜交換して用いる小型の吐出装置の需要があるが、このような吐出装置への適用性も高い。従って、吐出装置の小型化や利便性が求められる場合に、特に、サーマルインクジェット方式の吐出装置が好ましい。
 しかし、本発明者らの検討によると、タンパク質を含む液体組成物は添加物を加えずにサーマルインクジェット方式で吐出した場合、タンパク質の種類や濃度にもよるが、吐出周波数5~50kHzの高周波数領域では、タンパク質未添加物と比較して吐出体積が大幅に減少することが確認されている。
 吐出体積が大幅に減少する原因は定かではないが、発明者らは以下のように考えている。タンパク質は一般的に疎水部が折りたたまれるような高次構造を有していることが知られる。その疎水部を介してタンパク質がヒーター部に吸着すると、加熱によって一時的に不溶物が析出する。ヒーターの次の駆動までに不溶物の水中への再溶解が一部間に合わない。ヒーター部分の一部しか加熱されないために吐出体積の大幅な減少が認められる、と推定している。
 また、ヒーター部で加熱され、一度は不溶化したリガンドタンパク質は、生理活性が低下することが懸念される。
 効率的に多くの液体を吐出させるためにはある程度以上の高周波数で吐出しなければならない。本実施形態において好ましい駆動周波数は、0.1kHz~100kHzであり、より好ましくは、1kHz~50kHzである。
 本発明者らは鋭意検討した結果、リガンドタンパク質を含む液体組成物にアミノ酸及びその塩類から選択された少なくとも1種と、界面活性剤と、を添加することでリガンドタンパク質の生理活性の維持と十分な吐出体積の確保を両立することができた。
 アミノ酸と界面活性剤を組み合わせることで十分な吐出体積の確保に十分に寄与する原因については明らかになっていないが、以下のように推定される。
 アミノ酸は水中でタンパク質と弱く相互作用する。そのため、タンパク質がアミノ酸で覆われて、加熱したヒーター部での不溶物の析出を大幅に抑制することができる。そして、共存する界面活性剤によってヒーター上に堆積したわずかな不溶物を即座に再溶解でき、ヒーターが清浄な状態を維持でき、ヒーター部に堆積したタンパク質が凝固して目詰まりを生じることを防ぐことができる。以上によって十分な吐出体積を確保できていると考えている。
<生物学的試料>
 本実施形態における生物学的試料は、リガンドタンパク質が有する特異性が機能しうる標的を含む可能性がある限り、特に限定されるものではない。例えば、培養した細胞、動物の体液(例えば、血液、血清、血漿、ずい液、汗、唾液、尿等)、毛髪、排泄物、臓器、組織、又は動植物それ自体、若しくは、それらを固定後パラフィン包埋した試料や、乾燥体等を挙げることができる。また、生物由来の物質を含み、付与されるリガンドタンパク質が有する特異性が機能しうる標的を含む可能性がある、河川水、湖沼水、海水、上下水道の水、土壌等を挙げることもできる。
 生物学的試料は、固相に固定されていてもよい。固相に固定することで、液体組成物付与後に、洗浄工程等において余剰な液体組成物を取り除く工程を簡便に行うことができる。
 固相の例としては、ポリスチレン樹脂粒子、ナイロン樹脂粒子、ガラス粒子、ガラス平板、ポリスチレンマイクロプレート、ラテックス粒子、各種磁性粒子、金属粒子、金属で被覆された粒子、金属平板、金属で被覆された平板、各種多孔質体、各種電極等が挙げられるがこれに限るものではない。この中でも、スライドガラスのようなガラス平板は好適に用いられる。
 固相に表面修飾を施し、固相と生物学的試料との結合を強固にしたものは、本実施形態で好適に用いられる。固相と生物学的試料との結合については、リガンドタンパク質の生物学的試料における標的に対する特異性を阻害しないのであれば、特に限定されるものではない。固相の表面修飾の例として、アミノ基、カルボキシル基、チオール基やジスルフィド基、水酸基といった官能基の付加、あるいは特定のアミノ酸配列を有する化合物の付加等が挙げられる。
 また、固相に親水化処理を施し、非特異的な吸着を抑制した固相としたものも、本実施形態で好適に用いられる。
<アミノ酸>
 アミノ酸とは、炭素原子を中心にアミノ基とカルボキシル基を有する化合物及びその誘導体をさし、本実施形態において、アミノ酸は、特に限定されず、親水性アミノ酸、疎水性アミノ酸、中性アミノ酸、酸性アミノ酸、塩基性アミノ酸、分枝鎖アミノ酸、芳香族アミノ酸、含硫アミノ酸などのいずれであってもよく、また、その分子量も限定されず、D体、L体についても限定されない。好ましくは、生体を構成するタンパク質及びペプチドを構成する20種類のアミノ酸であるアラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、バリン、及びこれらの塩である。
 アミノ酸の中でもさらに好ましいのは、アルギニン、リシン、グリシン、プロリン、グルタミン酸、アスパラギン酸、バリン、トレオニン、アラニン、及びこれらの塩であり、この中でとりわけ好ましいのは、アルギニン、リシン、グリシン及びこれらの塩である。
 なお本発明に用いられるアミノ酸について、L体、D体は問わない。
 塩としては、酸性から中性のアミノ酸に対しては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩を例示できる。また、中性から塩基性のアミノ酸に対しては、塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩、酢酸、ラウリル酸等の脂肪酸を含むカルボン酸塩、シュウ酸塩等を例示できる。塩として好ましくは、酸性アミノ酸に対しては、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩を挙げられ、中性アミノ酸に対してはナトリウム塩、カリウム塩であり、塩基性アミノ酸に対しては、塩酸塩、酢酸塩、脂肪酸塩を挙げられる。
<界面活性剤>
 界面活性剤は、特に限定なく用いられる。例としては、アルキルスルホン酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルカルボン酸ナトリウム等のアニオン性界面活性剤;式(1)で表されるアセチレングリコール系界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、グリセリンアルキルエステル、アルコールアルコキシレート、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油等のノニオン性界面活性剤;アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムブロマイド、ジアルキルジメチルアンモニウムクロライド、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性界面活性剤;アルキルベタイン、アルキルジメチルアミンオキサイド、コール酸塩誘導体等の両性界面活性剤を挙げることができる。さらに、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩やポリアクリル酸ナトリウム等の高分子型の界面活性剤を用いることができる。
 スルホン酸基、カルボン酸基、アミノ基等のイオン性基、あるいは、ポリオキシエチレン基、ポリグリセリル基等の親水性非イオン性基をラジカル重合性化合物に結合させ、界面活性能を付与したラジカル重合性化合物を用いることもできる。
 界面活性剤としては特に式(1)で表される構造を有するアセチレングリコール系界面活性剤が好ましい。式(1)で表される界面活性剤で、市販されるものとしては、アセチレノールE13T、E40、E60、E100、E200(以上、川研ファインケミカル製)、サーイノール465、485(以上、日信化学工業製)等を挙げることができる。
 式(1)で表される界面活性剤は、たとえばヒーターのような発熱素子と液体組成物との界面への配向や吸着が速いため、発熱素子へのタンパク質の吸着を抑制すると考えられる。また、発熱素子に付着し疎水面が露出したタンパク質に対して、式(1)で表される界面活性剤は配向や吸着が速いと考えられる。この作用により、式(1)で表される界面活性剤は、発熱素子へのタンパク質の堆積を抑制し、吐出の安定化に寄与すると考えられる。
(前記式(1)中、x及びyは、1.0≦x+y≦30.0の関係を満たす。)
 界面活性剤の添加量は、いずれも液体組成物の全質量を基準として、0.01質量%以上3質量%以下とすることが好ましく、0.05質量%以上0.40質量%以下とすることがさらに好ましい。
<インクジェット>
 本実施形態における液体組成物を付与する方法は、インクジェット方式(単にインクジェットともいう)の液体吐出ヘッドから吐出し、生物学的試料に付与する工程を有することを特徴とする。
 液体吐出ヘッドとしては、電気-熱変換体により液体組成物に膜沸騰を生じさせ気泡を形成することで液体組成物を吐出する形態、電気-機械変換体によって液体組成物を吐出する形態、静電気を利用して液体組成物を吐出する形態を挙げることができる。なかでも、高速で高密度の印刷を実施する観点から、電気-熱変換体を利用する、すなわち液体組成物に熱エネルギーを付与する発熱素子を有する液体吐出ヘッドが好ましい。
 熱エネルギーの作用により液体吐出ヘッドから液体組成物を吐出するインクジェット方式では、タンパク質を含有する液体組成物が発熱素子に接すると、タンパク質が発熱素子に付着する場合がある。この現象が連続すると、タンパク質が発熱素子に堆積する。その結果、熱エネルギーの作用が液体組成物に伝わりにくくなり、吐出体積減少、吐出不良等の原因になる場合がある。
<標的に対して特異性を有するタンパク質>
 本実施形態において、液体組成物は、標的に対して特異性を有するリガンドタンパク質を含有する。本明細書において、標的に対して特異性を有する分子をリガンドといい、標的に対して特異性を有するタンパク質をリガンドタンパク質という。
 また、「標的に対して特異性を有する」とは、標的との解離定数が1μM以下であることをいう。染色に用いるリガンドタンパク質としては、標的に対して1μM以下の解離定数を有するリガンドタンパク質であれば特に限定されず、酵素、抗体、抗原タンパク質、受容体、サイトカイン、ホルモン、血清タンパク質、等が挙げられる。
 リガンドタンパク質は、上記以外の公知のものであっても、あるいは、新規なものであってもよい。本実施形態の染色に用いるリガンドタンパク質としては、解離定数の低さ、分子の構造安定性の観点から、特に抗体又は抗体フラグメントが好ましい。
<抗体、抗体フラグメント>
 抗体とは、特定の抗原又は物質に応答して免疫系により誘発されるイムノグロブリンファミリーの総称であり、特定の標的を認識し、かつ、この標的に結合することができる物質である。抗体は、マウス、ウサギ、ヤギ、ラクダ、ヒト等様々な動物種から得ることができる。また、ヒト化抗体、キメラ抗体等を用いることもできる。また、抗体は、モノクローナル抗体とポリクローナル抗体とのいずれでもよい。
 抗体フラグメントとは、抗体の一部分であり、標的分子に特異的に結合することのできるものを指す。抗体フラグメントとして例えば、Fabフラグメント、Fab’フラグメント、F(ab’)2、重鎖可変(VH)領域単独、軽鎖可変(VL)領域単独、VHとVLの複合体、あるいはラクダ化VHドメイン、又は抗体の相補正決定領域(CDR)を含むペプチド、重鎖可変領域と軽鎖可変領域とを連結した一本鎖抗体(scfv)が挙げられる。
<標識物質>
 リガンドタンパク質は、標識物質で修飾されていることが好ましい。標識物質で修飾されていることにより、染色後に生物学的試料における標的の存在位置を確認することができる。ここで、「修飾」とは、リガンドタンパク質と標識物質とを、物理的に吸着させる、化学的に結合させる、又はその両方によって吸着及び結合させることをいう。
 リガンドタンパク質への標識物質の修飾は、物理吸着法、化学的結合法又はこれらの併用等の方法により、行うことができる。
 物理吸着法では、リガンドタンパク質と標識物質を緩衝液等の溶液中で混合し接触させる方法等が挙げられる。例えば、標識物質が金コロイドやラテックスである場合は物理吸着法が有効であり、リガンドタンパク質と金コロイドとを緩衝液中で混合し接触させることで、金コロイド標識リガンドタンパク質を得ることができる。
 化学的結合法では、リガンドタンパク質と標識物質をグルタルアルデヒド、カルボジイミド、イミドエステル又はマレイミド等の二価性の架橋試薬と混合、接触させて、抗体と標識物質双方のアミノ基、カルボキシル基、チオール基、アルデヒド基、又は水酸基等と反応させる方法等が挙げられる。また、標識物質にカルボジイミドを結合させた誘導体を作製し、リガンドタンパク質のアミノ基と反応させる方法も挙げられる。例えば、標識物質が蛍光物質や酵素、又は化学発光物質である場合、化学結合法が有効である。
 標識物質としては、低分子化合物、微粒子、酵素、蛍光色素、及び蛍光タンパク質等が挙げられる。
 低分子化合物の具体例としては、ビオチン、ジゴキシゲニン、ジニトロフェニル等が挙げられる。
 微粒子の具体例としては、金コロイド、フェライト粒子、ラテックスビーズ、フェライト内包ラテックスビーズ、蛍光物質内包ラテックスビーズ、アガロースビーズ等が挙げられる。
 酵素の具体例としては、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼ、βガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ等が挙げられる。
 蛍光色素の具体例としては、例えば、Cy3、Cy5、Texas Red、フルオレセイン、インドシアニングリーン、及びAlexa色素(例えば、Alexa568)が挙げられる。また、ユーロピウム錯体のような希土類蛍光錯体を用いることもできる。蛍光タンパク質の具体例としては、例えば、GFP(green fluorescent protein)及びその誘導体、R-Phycoerythrin、Allophycocyaninが挙げられる。
 その中でも、標識物質は、ビオチン、酵素、蛍光色素、及び蛍光タンパク質からなる群より選択される少なくとも一つであることが好ましい。すなわち、リガンドタンパク質は、ビオチン、酵素、蛍光色素、及び蛍光タンパク質からなる群より選択される少なくとも一つの標識物質で修飾されていることが好ましい。
 また、標識物質は、以上に挙げた材料を複数使用したものでも構わない。また、以上に挙げた材料以外を用いても構わない。
<ブロッキング剤>
 生物学的試料をリガンドタンパク質で染色する際に、標的以外の部分へのリガンドタンパク質の非特異吸着を抑制するため、いわゆるブロッキング剤を用いることができる。液体組成物に、リガンドタンパク質と共にブロッキング剤を含有させることにより、良好な染色結果を得ることができる。ブロッキング剤としては、牛血清アルブミン、カゼイン、動物血清、ゼラチン、スキムミルク、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,リン脂質及びそれらを含む化合物等が挙げられる。その中でも、ブロッキング剤は、牛血清アルブミン及びカゼインからなる群より選択される少なくとも一つであることが好ましい。また、市販されているブロッキング剤を使用することもできる。この中でも、液体組成物におけるブロッキング剤の含有量は、液体組成物の全質量を基準として、0.1質量%以上10質量%以下が好ましい。ブロッキング剤にタンパク質を用いる場合、インクジェット方式による吐出を考慮し、液体組成物におけるリガンドタンパク質を含む総タンパク質の含有量を、液体組成物の全重量を基準として、0.001質量%以上3質量%以下にすることが好ましく、0.001質量%以上0.3質量%以下であることがより好ましい。
<水溶性有機溶剤>
 液体組成物は、リガンドタンパク質、アミノ酸及びその塩類から選択された少なくとも1種、界面活性剤、及び水を含む。さらに、液体組成物には、吐出を安定にする目的のために、必要に応じて水溶性有機溶剤を添加することができる。水溶性有機溶剤としては、例えば、アルコール類、ポリアルキレングリコール類、グリコールエーテル類、含窒素化合物類、含硫黄化合物類等を挙げることができる。具体例としては、グリセリン(290℃)、ジメチルスルホキシド(DMSO)(189℃)、エチレングリコール(197℃)、ジエチレングリコール(245℃)、平均分子量600のポリエチレングリコール(200℃以上)、プロピレングリコール(187℃)、トリエチレングリコール(244℃)、1,2-ペンタンジオール(187℃)、1,2-ヘキサンジオール(223℃)、エチレングリコールモノブチルエーテル(171℃)、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(180℃)、2-ピロリドン(245℃)、トリエタノールアミン(208℃)、チオジグリコール(282℃)が挙げられる。括弧内は沸点を示す。
 本実施形態において水溶性有機溶剤には、沸点180℃以上の水溶性有機溶剤を用いることが好ましい。沸点が180℃以上の有機溶剤を含有させることで、吐出口からの液体成分の蒸発を効果的に抑制できる。これらの中から選択した2種類以上のものを混合して用いることもできる。
 液体組成物における水溶性有機溶剤の含有量は、液体組成物の全質量を基準として、5質量%以上30質量%以下が好ましく、さらに10質量%以上20質量%以下が好ましい。
<第二の液体組成物>
 本実施形態における染色方法は、第一の液体組成物が付与された生物学的試料に、第二の液体組成物を付与する工程をさらに有していてもよい。
 第二の液体組成物には、これまでに説明した液体組成物(第一の液体組成物)に含有されるリガンドタンパク質(第一のタンパク質)に対して特異性を有するタンパク質(第二のタンパク質)を含有する。なお、「リガンドタンパク質に対して特異性を有する」とは、リガンドタンパク質との解離定数が1μM以下であることをいう。例えば、第一の液体組成物に含有されるリガンドタンパク質がウサギ由来抗体ならば、第二の液体組成物に含有されるリガンドタンパク質としてヤギ由来抗ウサギ抗体を用いることができる。また、例えば、第一の液体組成物に含有されるリガンドタンパク質がビオチン標識ウサギ由来抗体ならば、第二の液体組成物のリガンドタンパク質としてヤギ由来抗ウサギ抗体だけでなく、アビジンやストレプトアビジンを用いることができる。
 第二のタンパク質は前述の標識物質で修飾されていることが好ましい。この標識物質で修飾された第二のタンパク質を用いることで、第一のタンパク質に標識物質を修飾する必要がなく、標識物質で修飾されることで標的への特異性が低下してしまうような第一のタンパク質を用いることができるためである。第二のタンパク質は、ビオチン、酵素、蛍光色素、及び蛍光タンパク質からなる群より選択される少なくとも一つで修飾されていることが好ましい。
 第二の液体組成物を付与する方法は、第一の液体組成物の付与方法であるインクジェット法を用い、すなわち、インクジェット方式の液体吐出ヘッドから第二の液体組成物を吐出する方法とすることができる。また、グラビアロールやブレードにより接触により付与する方法、スプレーやピペットによる滴下で非接触により付与する方法を用いることができる。
 生体試料を傷つけない観点からは、非接触の方法により付与する方法が好ましい。
<基質>
 標識物質として、西洋ワサビペルオキシダーゼやアルカリホスファターゼ等の酵素を用いた場合、酵素に対して反応する発色基質を用いて発色させることができる。酵素と該酵素の発色・発光性基質の組み合わせを用いることも可能である。例えば、酵素としてルシフェラーゼ、西洋ワサビペルオキシダーゼ、アルカリホスファターゼが挙げられる。これらの基質として次の発色剤を組み合せることにより発色させることができる。例として、ルシフェリン、3,3′-ジアミノベンジジン(DAB)、5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリルリン酸(BCIP)、3,3′-(3,3′-ジメトキシ-4,4′-ビフェニレン)ビス[2-(4-ニトロフェニル)-5-フェニル-2H-テトラゾリウムクロライド](NBT)等が挙げられる。
 よって、本実施形態にかかる染色方法は、リガンドタンパク質が酵素で修飾されている場合、リガンドタンパク質を含む液体組成物が付与された生物学的試料に、酵素の基質を付与する工程をさらに有することが好ましい。また、本実施形態にかかる染色方法が、生物学的試料に第一の液体組成物を付与する工程と、第二の液体組成物を付与する工程とを有し、前記第一の液体組成物に含有される第一のタンパク質(リガンドタンパク質)が酵素で修飾されておらず、第二のタンパク質が酵素で修飾されている場合、第一の液体組成物及び第二の液体組成物が付与された生物学的試料に、酵素の基質を付与する工程をさらに有することが好ましい。また、酵素の基質は、第三の液体組成物に含有されていてもよい。
<緩衝液>
 液体組成物の溶媒として、緩衝液を用いることができる。例えば、リン酸緩衝液、グリシン緩衝液、グッド緩衝液、トリス緩衝液、アンモニア緩衝液等の各種緩衝液が挙げられるが、これらに限定されない。緩衝液を用いることによりpHの変化が抑えられ、リガンドタンパク質の保存安定性が向上する。
 また、液体組成物は塩を含むことができる。例えば塩化ナトリウム等のナトリウム塩、塩化カリウム等のカリウム塩、塩化マグネシウム等のマグネシウム塩が挙げられるが、これらに限定されない。塩濃度を調節することにより、標的と、その標的に対して特異性を有するリガンドタンパク質との結合以外の非特異吸着を抑制することができる。
<洗浄工程>
 生物学的試料に対して、標的に対して特異性を有するリガンドタンパク質付与後に、生物学的試料と未反応のリガンドタンパク質を、試料と分離する、洗浄工程を含むことが好ましい。洗浄工程を行うことにより、標的以外の場所に残存したリガンドタンパク質による発色等を抑制することができ、染色後の観察で標的の位置を明確にすることができる。
<その他>
 液体組成物には、上記成分以外にも必要に応じて、消泡剤、界面活性剤、pH調整剤、粘度調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、キレート剤等種々の添加剤を含有させてもよい。
 また、液体組成物には、上記成分の他に、尿素やその誘導体、平均分子量1000以上のポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、及びトリメチロールエタン等の25℃で固体の水溶性有機溶剤を含有させてもよい。
 また、本発明は第二の実施形態として、生物学的試料における標的に対して特異性を有するリガンドタンパク質、アミノ酸及びその塩類から選択された少なくとも1種、界面活性剤、及び水を含有する液体組成物を提供する。また、本発明は第三の実施形態として生物学的試料における標的に対して特異性を有するリガンドタンパク質、アミノ酸及びその塩類から選択された少なくとも1種、界面活性剤、及び水を含有する液体組成物を含む、インクジェット方式を用いた生物学的試料の染色のためのキットを提供する。
 キットにおいて、標的に対して特異性を有するリガンドタンパク質と、アミノ酸及びその塩類から選択された少なくとも1種と、界面活性剤と、水とを含有する液体組成物は混合されていても、別個でもよく、それぞれ、又は混合して容器に入っていてよい。また、キットは、さらなる希釈液、ブロッキング剤、陽性コントロール、陰性コントロール、説明書等を備えてもよい。陽性コントロールは、測定しうる標的が含まれることが明らかな組織切片、液体試料、等を挙げられる。また、さらには、キットはインクジェット方式の吐出ヘッドに装着可能なカートリッジ容器を含んでもよい。
 以下、実施例及び比較例を用いて本実施形態をさらに詳細に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。尚、以下の実施例の記載において、「部」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
<生物学的試料1>
 生物学的試料1として、HER2-IHCポジコンスライド(PS-17001、パソロジー研究所社)を用いた。この市販スライドにはHER2タンパク質の発現量に応じて、陰性「0」、弱陽性「1+」、中陽性「2+」、強陽性「3+」の4種類の培養細胞株が貼付されている。
<緩衝液の調製>
 50mMTris・baseの水溶液と150mM塩化ナトリウムの水溶液を混合し、塩酸でpH7.6とした後、ポアサイズ0.22μmの滅菌フィルターにて加圧ろ過し、緩衝液を調製した。この緩衝液を、以下TBSバッファーとする。各種リガンドタンパク質、各種界面活性剤、固体溶剤は、この緩衝液にあらかじめ溶解させた上で調製した。
<リガンドタンパク質>
 リガンドタンパク質1として、ポリクローナルウサギ由来抗ヒトHER2抗体(A0485,Dako社製)を用いた。HER2とは、ヒト上皮成長因子受容体2(Human epidermal growth factor-2)である。
 リガンドタンパク質2として、モノクローナルウサギ由来抗ヒトHER2抗体(4290,Cell Signaling Technology社製)を用いた。
 リガンドタンパク質3として、ポリクローナルウサギ由来抗ヒトHER2抗体(A0485,Dako社製)をペプシンで消化したF(ab′)2をFITC標識したものを用いた。F(ab′)2は以下のプロトコール通りに作製した。まず、抗体を0.1M酢酸ナトリウム緩衝液(pH3.75)にて透析した。その後、ブタ胃粘膜由来ペプシン固定化アガロース(シグマ社製品)を添加し、37℃中で3時間反応させた。その後、0.5Mトリス緩衝液(pH8.0)を加えてpH7.0にして反応を停止させた。遠心分離法でペプシン固定化アガロースを除去した。さらに、同溶液をプロテインA固定化アガロースカラム(サーモフィッシャーサイエンティフィック社)を通過させた。TBSバッファーに対して室温で2時間透析を施し、F(ab′)2溶液を得た。さらに、Fluorescein Labeling Kit-NH2(商品名、同仁化学研究所社)を用いてメーカーのプロトコール通りに行うことで、FITC標識を施したF(ab′)2を用意した。
 リガンドタンパク質4として、ポリクローナルウサギ由来抗ヒトHER2抗体(A0485,Dako社製)にビオチンを標識したリガンドタンパク質を用いた。ビオチン標識は、Biotin Labeling Kit-NH2(商品名、同仁化学研究所社)を用いてメーカーのプロトコール通りに行うことで、ビオチン標識を施したポリクローナルウサギ由来抗ヒトHER2抗体を用意した。
 リガンドタンパク質5として、ポリクローナルウサギ由来抗ヒトHER2抗体(A0485,Dako社製)に西洋ワサビペルオキシダーゼを標識したリガンドタンパク質を用いた。酵素標識は、Peroxidase Labeling Kit-NH2(商品名、同仁化学研究所社)を用いてメーカーのプロトコール通りに行うことで、西洋ワサビペルオキシダーゼ標識を施したポリクローナルウサギ由来抗ヒトHER2抗体を用意した。
 リガンドタンパク質6として、ポリクローナルウサギ由来抗ヒトHER2抗体(A0485,Dako社製)にアルカリホスファターゼを標識したリガンドタンパク質を用いた。酵素標識は、Alkaline Phosphatase Labeling Kit-NH2(商品名、同仁化学研究所社)を用いてメーカーのプロトコール通りに行うことで、アルカリホスファターゼ標識を施したポリクローナルウサギ由来抗ヒトHER2抗体を用意した。
 リガンドタンパク質7として、ポリクローナルウサギ由来抗ヒトHER2抗体(A0485,Dako社製)にFluorescein Labeling Kit-NH2(商品名、同仁化学研究所社)を用いてメーカーのプロトコール通りに行うことで、FITC標識を施したポリクローナルウサギ由来抗ヒトHER2抗体を用意した。
 リガンドタンパク質8として、ポリクローナルウサギ由来抗ヒトHER2抗体(A0485,Dako社製)にR-Phycoerythrin Labeling Kit-NH2(商品名、同仁化学研究所社)を用いてメーカーのプロトコール通りに行うことで、R-フィコエリスリン標識を施したポリクローナルウサギ由来抗ヒトHER2抗体を用意した。
 リガンドタンパク質9として、Dual Link System-HRP(HRP標識ポリマー試薬)(K4063、Dako社)を用意し、そのまま使用した。
 リガンドタンパク質10として、FITC標識ストレプトアビジン(フナコシ株式会社)を用意した。
 リガンドタンパク質11として、ビオチン標識ヤギ由来抗ウサギIgG(フナコシ株式会社)を用意した。
 リガンドタンパク質12として、HRP標識ヤギ由来抗ウサギIgG(フナコシ株式会社)を用意した。
 リガンドタンパク質13として、FITC標識ヤギ由来抗ウサギIgG(フナコシ株式会社)を用意した。
 リガンドタンパク質14として、R-Phycoerythrin標識ヤギ由来抗ウサギIgG(フナコシ株式会社)を用意した。
<リガンドタンパク質以外のタンパク質(ブロッキング剤)>
 リガンドタンパク質以外のタンパク質として、BSA(牛血清アルブミン、Sigma社)を用いた。
<界面活性剤>
 以下の(a)~(h)に示す界面活性剤を用いた。
(a)A―E100:アセチレノールE100(川研ファインケミカル製)
 式(1)において、x+y=10の化合物である。
(b)A―E40:アセチレノールE100(川研ファインケミカル製)
 式(1)において、x+y=4の化合物である。
(c)Tween80(東京化成工業株式会社製)
 ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル系の構造であり、式(1)で表される界面活性剤ではない。
(d)BIО―SОFT N91―8(Stepan社製)
 アルコールアルコキシレート系の構造であり、式(1)で表される界面活性剤ではない。
(e)Triton―X100(Merck製)
 ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル系の構造であり、式(1)で表される界面活性剤ではない。
(f)SDS:ドデシル硫酸ナトリウム(富士フイルム和光純薬株式会社製)
 式(1)で表される界面活性剤ではない。
(g)CTAB:セチルトリメチルアンモニウムブロマイド(東京化成工業株式会社製)
 アルキルトリメチルアンモニウムブロマイド系の構造であり、式(1)で表される界面活性剤ではない。
(h)CHAPS:3-[3-(コラミドプロピル)ジメチルアンモ二オ]プロパンスルホン酸(同仁化学研究所製)
 コール酸塩誘導体の両性界面活性剤であり、式(1)で表される界面活性剤ではない。
<基質>
 以下の基質を用いた。
(a)Liquid DAB+(製品名 K3465、Dako社製)
(b)BCIP-NBT溶液キット(ナカライテスク株式会社製)
<第一の液体組成物の調製>
 第一の液体組成物として、A-1からA-49を、それぞれ、各成分を、表1-1、表1-2、表1-3、表1-4に示す含有量になるように混合して調製した。表中の数字は、固形分の含有量(質量%)を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
<第二の液体組成物の調製>
 第二の液体組成物として、B-1からB-6を、それぞれ、各成分を、表2に示す含有量になるように混合して調製した。表中の数字は、固形分の含有量を示す。第二の液体組成物B-1は、メーカーから供給されたものをそのまま使用したため、表2ではその旨を記した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
<第三の液体組成物の調製>
 第三の液体組成物として、C-1からC-3を調製した。C-1、及びC-2は、いずれもそれぞれの基質をメーカーのプロトコール通りに調製した後、各成分を、表3に示す含有量になるように混合して調製した。表中の数字は、固形分の含有量を示す。C-3として、第二の液体組成物であるB-2として調製したものと同じものを用いた。なお、C-1、C-2はいずれもリガンドタンパク質を含んでいない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
<生物学的試料2>
 生物学的試料2として、Ki67-IHCポジコンスライド(PS-17004、パソロジー研究所社)を用いた。この市販スライドにはKi67タンパク質の発現量が異なっている陰性「-」豚肝組織、強陽性「+」細胞株包埋サンプルの2種類のサンプルが貼付されている。
<リガンドタンパク質>
 リガンドタンパク質15として、モノクローナルマウス由来抗ヒトKi-67抗体(М7240,Dako社製)を用いた。Ki-67は10番染色体長腕に存在する遺伝子により発現するタンパク質であり、休止期を除く全ての細胞核に発現するため、細胞増殖マーカーとして利用されている。
 リガンドタンパク質16として、HRP標識ヤギ由来抗マウスIgG(フナコシ株式会社)を用意した。
<リガンドタンパク質以外のタンパク質(ブロッキング剤)>
 リガンドタンパク質以外のタンパク質として、BSA(牛血清アルブミン、Sigma社)を用いた。
<界面活性剤>
 以下の(a)に示す界面活性剤を用いた。
(a)A―E100:アセチレノールE100(川研ファインケミカル製)
<基質>
 以下の基質を用いた。
(a)Liquid DAB+(製品名 K3465、Dako社製)
(b)BCIP-NBT溶液キット(ナカライテスク株式会社製)
<第一の液体組成物の調製>
 第一の液体組成物A-50はリガンドタンパク質15を0.001質量%、BSAを0.5質量%、リシンを1質量%、グリセリンを10質量%、界面活性剤A-E100
を0.1質量%になるようにTBS緩衝液で調製した。
<第二の液体組成物の調製>
 第二の液体組成物B-7はリガンドタンパク質16を0.001質量%、BSAを0.5質量%、リシンを1質量%、グリセリンを10質量%、界面活性剤A-E100
を0.1質量%になるようにTBS緩衝液で調製した。
(吐出体積評価)
 3μmのノズル径を持つサーマルジェット方式による液体吐出ヘッドを用意し、これに接続したタンク内にBC-345Bkインク(キヤノン製)を充填した。液体吐出ヘッドに電気的に接続したコントローラにより吐出ヘッドを駆動して、周波数15kHz、電圧13ボルトにて液体を吐出口から吐出させ、超高速度カメラにて吐出された液体を観察しリガメント法にて体積を算出し、これを100%とした。
 つづいて、液体A-1~A-50、液体B-1~B-7、液体C-1~C-2の液体組成物を同様の条件で吐出させ、以下の基準で吐出された液体の吐出体積を評価した。
(評価基準)
A:95%以上
B:90%以上95%未満
C:70%以上90%未満
D:40%以上70%未満
E:40%未満
 表4に液体組成物A-1~A-50、B-1~B-7、C-1~C-2の吐出体積の評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
<染色諧調性の評価>
 各液体組成物を用いて細胞を染色した。
 観察した結果、以下の基準で染色諧調性を評価した。
 評価結果は、表5-1、表5-2、表5-3、表5-4に記載した。
 なお、生物学的試料1を用いた場合は以下の基準で評価を行った。
A:HER2「0」「1+」「2+」「3+」発現量に応じて、段階的に鮮明に染色し判定が容易だった。
B:HER2発現量に応じて、段階的に染色し判定できた。
C:HER2「0」「2+」「3+」は段階的に染色するが「0」と「1+」の差が不明瞭で、陰性か弱陽性かの判定が困難だった。
D:HER2「0」と「3+」は段階的に染色するが「0」、「1+」、「2+」の差が不明瞭で、陰性、弱陽性、中陽性の判定が困難だった。
E:HER2「0」、「1+」、「2+」、「3+」の差が不明瞭で全く判定できなかった。
 また、生物学的試料2を用いた場合は以下の基準で評価を行った。
A:Ki67「-」「+」の染色判定が容易だった。
E:Ki67「-」「+」の染色判定が困難だった。
 表5-1、5-2、5-3、5-4、5-5に染色諧調性の評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 生物学的試料1および2の脱パラフィン処理工程、生物学的試料1および2の抗原賦活化処理工程、生物学的試料1および2のブロッキング処理工程、生物学的試料2の透過処理、液体付与、観察は、以下のように行った。
(1)生物学的試料1および2の脱パラフィン処理
a)キシレン代替品・クリアプラス(株式会社ファルマ)を入れた容器に生物学的試料1および2を浸漬し、室温で5分間、静置させた。また、この操作を2回行った。
b)99.5%エタノール(キシダ化学株式会社)を入れた容器に標本を浸漬し、室温で3分間、静置させた。また、この操作を2回行った。
c)95%エタノールを入れた容器に標本を浸漬し、室温で5分間、静置させた。また、この操作を2回行った。
d)純水を入れた容器に標本を浸漬し、室温で1分間、静置させた。
(2)生物学的試料1および2の抗原賦活化処理
a)96~98℃に加温したTarget Retrieval Solution,pH9.0(Dako社)液中に生物学的試料1および2を浸漬させて、40分間、加熱した。加熱後室温まで放冷した。
b)TBSバッファーを入れた容器に生物学的試料1および2を浸漬し、室温で3分間、静置させた。また、この操作を2回行った。
(3)生物学的試料1および2のブロッキング処理
a)生物学的試料1および2にパーオキシダーゼブロッキング試薬(Peroxidase-Blocking Solution Dako REAL(Dako社))100μL滴下し、湿潤箱中で5分間静置した。
b)TBSバッファーを入れた容器に生物学的試料1および2を浸漬し、室温で3分間、静置させた。また、この操作を2回行った。この後の工程については、実施例毎に異なる方法で行った。
(4)生物学的試料2の透過処理
界面活性剤(e)を0.2質量%添加したTBSバッファーに生物学的試料2を浸漬し、室温で15分間静置した。
 実施例1~52、比較例1~4については、共通して以下の工程を行った。
(1)生物学的試料1、2への第一の液体組成物付与
a)生物学的試料1において、HER2タンパクの発現量が異なる4種類の培養細胞株を囲むように、生物学的試料2において、Ki-67タンパクの発現量が異なる2種類の培養細胞株を囲むように、1cmの枠をパップペン(リキッドブロッカー、大道産業(株)製)で作製した。
b)表5-1~表5-5に示す通り、生物学的試料1、2に第一の液体組成物をインクジェットで吐出させて滴下した。具体的には第一の液体組成物をインクジェットプリンター(商品名:TS-203キヤノン社製)用インクタンクに充填し、印字ヘッドに装着した。あらかじめ吐出体積評価にて液滴1滴の吐出体積を計測した後、1cmあたり30μLとなるように設定した条件で、パップペンで作製した枠内に、第一の液体組成物を滴下した。
 滴下後、湿潤箱中で60分間静置した。
c)所定時間経過後、TBSバッファーを入れた容器に生物学的試料1、2を浸漬し、室温で3分間、静置させた。また、この操作を2回行った。
(2)第二の液体組成物付与
a)表5-1~表5-5に示す通り、生物学的試料1、2に第二の液体組成物をパップペンで作製した枠内に、あらかじめ吐出体積評価にて液滴1滴の吐出体積を計測した後、1cmあたり50μLとなるように設定した条件で第二の液体組成物を滴下した。滴下後、湿潤箱中で30分間静置した。表5-1~表5-5中、「未使用」は上記操作を行わなかった。
b)TBSバッファーを入れた容器に生物学的試料1、2を浸漬し、室温で3分間、静置させた。また、この操作を2回行った。
(3)第三の液体組成物付与
a)表5-1~表5-5に示す通り、生物学的試料1に第三の液体組成物をパップペンで作製した枠内に、あらかじめ吐出体積評価にて液滴1滴の吐出体積を計測した後、1cmあたり50μLとなるように設定した条件で第三の液体組成物を滴下し、湿潤箱中で5分間静置した。表5-1~表5-5中、「未使用」は上記操作を行わなかった。
b)ポアサイズ0.22μmの滅菌フィルターにて加圧ろ過した水を入れた容器に生物学的試料1を浸漬し、室温で3分間、静置させた。また、この操作を2回行った。
(4)観察
 実施例1、2、5、6、9~45、47、比較例1~4については顕微鏡BZ-X810(キーエンス社)を用いた。明視野観察に対応した40倍の対物レンズを用いて画像を取得した。
 実施例3、4、7、8、46、48~52においては、蛍光観察に対応した40倍の対物レンズと、蛍光フィルターユニットであるBZ-XフィルタGFPOP-87763(キーエンス社、励起波長470nm、検出波長525nm)を用いて、生物学的試料1の蛍光画像を取得した。次に、位相差観察に対応した対物レンズと位相差観察用コンデンサを用いて、生物学的試料1の位相差画像を取得した。次に、取得した蛍光画像には緑色の代替色、位相差画像に対しては灰色の代替色を適用した。その後、2枚の画像を加算合成法により重ね合わせ、1枚の合成画像を生成した。
 実施例8においては、蛍光観察に対応した40倍の対物レンズと、蛍光フィルターユニットであるBZ-XフィルタTRITCOP-87764(キーエンス社、励起波長545nm、検出波長605nm)を用いて、生物学的試料1の蛍光画像を取得した。次に、位相差観察に対応した対物レンズと位相差観察用コンデンサを用いて、生物学的試料1の位相差画像を取得した。次に、取得した蛍光画像には橙色の代替色、位相差画像に対しては灰色の代替色を適用した。その後、2枚の画像を加算合成法により重ね合わせ、1枚の合成画像を生成した。
 本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。
 本願は、2023年9月8日提出の日本国特許出願特願2023-146445及び2024年8月20日提出の日本国特許出願特願2024-139231を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。

Claims (17)

  1.  生物学的試料における標的に対して特異性を有するリガンドタンパク質、
     アミノ酸及びその塩類から選択された少なくとも1種、
     界面活性剤、及び水
    を含有する液体組成物を、インクジェット方式の液体吐出ヘッドから吐出し、前記生物学的試料に付与する工程を有することを特徴とする染色方法。
  2.  前記リガンドタンパク質が抗体又は抗体フラグメントを含む請求項1に記載の染色方法。
  3.  前記リガンドタンパク質は、ビオチン、酵素、蛍光色素、及び蛍光タンパク質からなる群より選択される少なくとも一つで修飾されている、請求項1又は2に記載の染色方法。
  4.  前記リガンドタンパク質は、酵素で修飾されており、 前記液体組成物が付与された前記生物学的試料に、前記酵素の基質を付与する工程をさらに有する請求項1から3のいずれか1項に記載の染色方法。
  5.  前記液体組成物は、さらに、牛血清アルブミン及びカゼインからなる群より選択される少なくとも一つを含有する請求項1から4のいずれか1項に記載の染色方法。
  6.  前記液体組成物における前記リガンドタンパク質の含有量は、前記液体組成物の全質量を基準として、0.001質量%以上3質量%以下である請求項1から5のいずれか1項に記載の染色方法。
  7.  前記界面活性剤が下記式(1)で表される構造を有することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の染色方法。
    (前記式(1)中、x及びyは、1.0≦x+y≦30.0の関係を満たす。)
  8.  前記液体組成物における前記リガンドタンパク質の含有量は、前記液体組成物の全質量を基準として、0.001質量%以上0.3質量%以下である請求項1から7のいずれか1項に記載の染色方法。
  9.  前記アミノ酸がアルギニン、リシン、グリシン、プロリン、グルタミン酸、アスパラギン酸、バリン、トレオニン、及びアラニンからなる群より選択される少なくとも1種を含む請求項1から8のいずれか1項に記載の染色方法。
  10.  前記アミノ酸がアルギニン、リシン、及びグリシンからなる群より選択された少なくとも1種を含む請求項1に記載の染色方法。
  11.  前記液体組成物は、水溶性有機溶剤を含有する請求項1から10のいずれか1項に記載の染色方法。
  12.  前記液体組成物が付与された前記生物学的試料に、前記リガンドタンパク質に対して特異性を有する第二のタンパク質を含有する第二の液体組成物を付与する工程をさらに有する請求項1から11のいずれか1項に記載の染色方法。
  13.  前記第二のタンパク質は、ビオチン、酵素、蛍光色素、及び蛍光タンパク質からなる群より選択される少なくとも一つで修飾されている請求項12に記載の染色方法。
  14.  前記第二のタンパク質は、酵素で修飾され、前記第二の液体組成物が付与された前記生物学的試料に、該酵素に対する発色基質を付与する工程をさらに有する請求項12又は13に記載の染色方法。
  15.  生物学的試料における標的に対して特異性を有するリガンドタンパク質、
     アミノ酸及びその塩類から選択された少なくとも1種、
     界面活性剤、及び
     水
    を含有する液体組成物。
  16.  生物学的試料における標的に対して特異性を有するリガンドタンパク質、
     アミノ酸及びその塩類から選択された少なくとも1種、
     界面活性剤、及び
     水
    を含有する液体組成物を含む、
    インクジェット方式を用いた生物学的試料の染色のためのキット。
  17.  さらに、インクジェット方式の吐出ヘッドに装着可能なカートリッジ容器を含む請求項16に記載のキット。
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