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METHOD FOR IMMOBILIZING SELF-ORGANIZING MATERIAL OR FINE PARTICLE ON SUBSTRATE, AND SUBSTRATE MANUFACTURED BY USING SUCH METHOD

Patent code P110004448
File No. N051P38-1
Posted date Jul 14, 2011
Application number P2010-086460
Publication number P2010-151848A
Patent number P5259642
Date of filing Apr 2, 2010
Date of publication of application Jul 8, 2010
Date of registration May 2, 2013
Priority data
  • P2004-381549 (Dec 28, 2004) JP
Inventor
  • (In Japanese)川合 知二
  • (In Japanese)田畑 仁
  • (In Japanese)大塚 洋一
  • (In Japanese)山田 郁彦
  • (In Japanese)松本 卓也
Applicant
  • (In Japanese)独立行政法人科学技術振興機構
Title METHOD FOR IMMOBILIZING SELF-ORGANIZING MATERIAL OR FINE PARTICLE ON SUBSTRATE, AND SUBSTRATE MANUFACTURED BY USING SUCH METHOD
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To directly coupling a molecule of nucleic acid on a surface of a substrate easily using an inexpensive means.
SOLUTION: This invention is a method of immobilizing a self-organizing materials or fine particles on a substrate, and concerned with the substrate on which the self-organizing materials or the fine particles are immobilized. More specifically, the present invention relates to the method for immobilizing the particles containing the nucleic acid (e.g. DNA or RNA) or metal oxide on the substrate, and the substrate which is immobilized with the nucleic acid (e.g. DNA or RNA) or the metal oxide.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

医療分野では、遺伝子を用いる疾患の診断、治療または予防(すなわち、遺伝子診断)が大いに期待されている。遺伝子診断を用いれば、例えば、特定の疾患の原因遺伝子における欠陥または変化を調べることによって、疾患の発症前または初期段階において診断、治療または予防を行うことができる。また、遺伝子診断を用いれば、ヒトゲノム解析結果に基づいて、遺伝子型と疾病との間の関連性に基づく、いわゆるテーラーメイド医療も可能になる。よって、遺伝子の検出および/または遺伝子型の決定を簡便に行うためのさらなる開発が期待されている。

遺伝子の検出および/または遺伝子型の決定を行うためのツールとして、基板または担体に固定化した核酸と被験体サンプルとのハイブリダイゼーションを行うためのDNAチップ(DNAマイクロアレイ、すなわち、核酸固定化基板)が利用されている。このようなDNAチップは、基礎医学においてだけでなく、臨床、創薬、および/または予防医学における用途に有用であると考えられている。

また、このような核酸固定化基板は、核酸ベースのナノテクノロジー(例えば、微細ワイヤ、バイオセンサおよびバイオチップなどの核酸ベースのナノエレクトロニクス)の開発にも非常に重要である(例えば、非特許文献1を参照のこと)。

ハイブリダイゼーション法に基づく核酸の検出において、DNAフラグメントなどの核酸プローブと相補性を持つ核酸(標的DNA)を含むサンプルをニトロセルロース膜などの担体上に固定化して溶液中の核酸プローブを反応させる方法が開示されている(例えば、非特許文献2を参照のこと)。

DNAチップに用いられる核酸を基板上に固定化する方法として、基板上で直接核酸プローブを合成する方法(例えば、非特許文献3を参照のこと)が公知であり、核酸の担体上への固定化方法として、あらかじめ調製した核酸プローブを担体上に固定化する方法(例えば、非特許文献4を参照のこと)が公知である。

また、アミノ基やアルデヒド基などの官能基を有するシランカップリング剤で表面処理を施した固相担体と官能基修飾を施した核酸プローブを、DNAチップ作製装置を用いてスポットした後に共有結合させる方法が公知である(例えば、非特許文献5を参照のこと)。

具体的には、固体表面に自己組織化材料(例えば、核酸)を結合させる方法としては、基板表面にシラン処理を施すことによって、核酸分子と結合し得るビニル基を基板表面に導入する方法(例えば、非特許文献6を参照のこと)、カウンターイオンを用いて基板上に核酸を結合させる方法(例えば、非特許文献7~9を参照のこと)、pH値を化学的に制御することによって、種々の基板表面における固定化の程度を調整する方法(例えば、非特許文献10を参照のこと)、Na3PO4溶液でAl2O3表面を処理することによって、表面を親水性化する方法(例えば、非特許文献11を参照のこと)、および基板表面から有機不純物を除去する手法として、高価な装置を必要とする酸素プラズマ処理を用いて基板表面の分子を改変する方法(例えば、特許文献1および2を参照のこと)が挙げられる。

電気分野においては、核酸がアルミニウム電極に対して共有結合に類似した強い結合を示すことについて報告されている(例えば、非特許文献12を参照のこと)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、自己組織化材料または微粒子を基板上に固定化する方法、および自己組織化材料または微粒子を固定化した基板に関するものである。具体的には、本発明は、核酸(例えば、DNAまたはRNA)または金属酸化物を含む微粒子を基板上に固定化する方法、および核酸(例えば、DNAまたはRNA)または金属酸化物を固定化した基板に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
金属酸化物からなる基板上に微粒子を配列させる方法であって、
該基板上に過酸化水素水と塩酸の混合溶液からなる酸溶液を提供する工程;
該微粒子を含む溶液を、自己組織化材料を含む溶液と混合して混合溶液を得る工程;
該酸溶液を除去した基板上に該混合溶液を提供する工程;および
該基板上に提供された混合溶液を乾燥させる工程
を包含する、方法。

【請求項2】
 
前記自己組織化材料が、核酸、タンパク質、アミノ酸、脂質、または糖である、請求項1に記載の方法。

【請求項3】
 
前記金属酸化物が、Al2O3、ZnO、TiO2、SiO2、ZrO2、SrTiO2、LaAlO3、Y2O3、MgO、Ga-Gd-ガーネットY-Fe-ガーネット、LiTaO、LiNbO、KTaO3、KNbO3またはNdGaO3である、請求項1に記載の方法。

【請求項4】
 
前記微粒子が、金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、ニッケル、コバルト、インジウム、銅、TiO2、またはBaTiO3からなる、請求項1に記載の方法。

【請求項5】
 
前記微粒子の粒経が、1nm~100nmの範囲内である、請求項1に記載の方法。

【請求項6】
 
前記乾燥させる工程を、乾燥した不活性ガスまたは空気を吹き付けることによって行う、請求項1に記載の方法。
Industrial division
  • Therapeutic hygiene
  • (In Japanese)試験、検査
IPC(International Patent Classification)
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) CREST Creation of Novel Nano-material/System Synthesized by Self-organization for Medical Use AREA
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