JP2020025536A - Glycan immobilized magnetic metal nanoparticles, virus capture, concentration, purification and detection - Google Patents
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Abstract
【課題】調製時の微妙な条件の違いによって粒子径が変化せず、超遠心分離機を用いずとも、再現性良くウイルスを分離、濃縮、検出し得る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の提供。【解決手段】リンカー化合物、糖鎖、および磁性ナノ粒子を有し、リンカー化合物のアミノ基が上記糖鎖と、硫黄原子が上記磁性ナノ粒子と結合しており、上記磁性ナノ粒子は、金等を含有し、表面が金等によって被覆されている、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles in which a particle size does not change due to a delicate difference in preparation and a virus can be separated, concentrated and detected with good reproducibility without using an ultracentrifuge. .. SOLUTION: It has a linker compound, a sugar chain, and magnetic nanoparticles, an amino group of the linker compound is bonded to the sugar chain, and a sulfur atom is bonded to the magnetic nanoparticles, and the magnetic nanoparticles are gold or the like. Sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles containing, and the surface of which is coated with gold or the like. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本発明は、粒子径が揃った糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子、並びに、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子によるウイルスの捕捉、及び捕捉したウイルスの濃縮、精製方法、リアルタイム定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)もしくはリアルタイム定量的ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)による高感度ウイルス検出方法に関する技術である。 The present invention provides a sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle having a uniform particle diameter, a virus capture by the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle, a method of concentrating and purifying the captured virus, and a real-time quantitative reverse transcription polymerase chain. This is a technique relating to a highly sensitive virus detection method by a reaction (RT-PCR) or a real-time quantitative polymerase chain reaction (PCR).
糖鎖は、核酸、タンパク質に次ぐ第3の生命鎖で、核酸、タンパク質と同様に生物にとって重要な分子である。特にウイルスは、細胞表面の糖鎖を認識し、感染することが知られている。例えば、インフルエンザウイルスは、宿主となる標的細胞表層上の特定の結合様式を持つシアル酸構造を認識し、自らの遺伝情報を持つRNAを宿主細胞に挿入して増殖を行うことが知られている。 Sugar chains are the third life chains after nucleic acids and proteins, and are important molecules for living organisms like nucleic acids and proteins. In particular, viruses are known to recognize sugar chains on cell surfaces and infect them. For example, influenza virus is known to recognize a sialic acid structure having a specific binding mode on the surface of a target cell serving as a host, and to propagate by inserting RNA having its own genetic information into the host cell. .
一方、近年では、世界的パンデミックを引き起こす高病原性ウイルス、変異ウイルスなどの出現が危惧されているほか、鳥インフルエンザ、豚繁殖・呼吸障害症候群などのように、既に家畜、畜産物等の生産に影響を与えるウイルス性疾患も報告されている。そのため、ウイルス研究のためのウイルスの捕捉技術および治療のためのウイルス性疾患の早期診断技術などの開発が期待されている。 On the other hand, in recent years, there has been concern about the emergence of highly pathogenic viruses and mutant viruses that cause a global pandemic, as well as the production of livestock and livestock products such as avian influenza and swine breeding and respiratory disorders. Influencing viral diseases have also been reported. Therefore, development of techniques for capturing viruses for virus research and techniques for early diagnosis of viral diseases for treatment are expected.
ナノ粒子は、ライフサイエンス・医療診断・バイオテクノロジーなどの様々な分野に応用されるマテリアルである。抗体などのタンパク質を固定化したナノ粒子は、抗原抗体反応による免疫染色、抗原の検出、分離・精製などに有用である。また、薬剤もしくは遺伝子を固定化したナノ粒子を用いたドラッグデリバリーシステム(DDS)、標識化ナノ粒子を用いた分析用マーカー、トレーサーなどの分析用試薬も、広く利用されている。 Nanoparticles are materials applied in various fields such as life science, medical diagnosis, and biotechnology. Nanoparticles on which proteins such as antibodies are immobilized are useful for immunostaining by antigen-antibody reaction, antigen detection, separation / purification, and the like. Also, a drug delivery system (DDS) using nanoparticles in which a drug or a gene is immobilized, an analysis marker using labeled nanoparticles, and an analysis reagent such as a tracer are widely used.
磁性ナノ粒子は、磁性という性質から、適当な外部磁場によって粒子の状態を制御できるため、細胞の精製、バイオマーカー等に利用が可能である。さらに、磁性粒子は、医療分野において、核磁気共鳴画像法などの増感剤として使用すると、生体、細胞等の画像化を行うことができるなど、優れた特徴を有する実用性の高い素子である。加えて、銀は金などの金属と同様に硫黄原子と結合することが可能であり、生体分子や有機化合物と複合体化を行うことのできる汎用性の高い金属である。 Magnetic nanoparticles can be used for cell purification, biomarkers, and the like because the state of the particles can be controlled by an appropriate external magnetic field due to their magnetic properties. Further, magnetic particles are highly practical elements having excellent characteristics such as being able to image living bodies and cells when used as a sensitizer for nuclear magnetic resonance imaging in the medical field. . In addition, silver can bond to a sulfur atom like metals such as gold, and is a highly versatile metal that can be complexed with biomolecules and organic compounds.
例えば、特許文献1には、糖鎖固定化金ナノ粒子によって、糖鎖に特異的に結合するウイルス粒子表面の抗原タンパク質を分離し、当該抗原タンパク質を免疫抗原として使用して抗体を得る方法が記載されている。また、特許文献2には、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と、所定の第二の磁性体とを用いたウイルスの濃縮方法が記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a method of separating an antigen protein on the surface of a virus particle specifically binding to a sugar chain by using a sugar chain-immobilized gold nanoparticle, and obtaining an antibody using the antigen protein as an immunizing antigen. Has been described. Patent Literature 2 describes a virus concentration method using sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles and a predetermined second magnetic substance.
本発明は、糖鎖結合性タンパク質の検出、単離・精製等のためにこれまで開発されてきた糖鎖固定化金ナノ粒子および糖鎖固定化磁性金ナノ粒子における課題を解決するものである。 The present invention solves the problems in sugar chain-immobilized gold nanoparticles and sugar chain-immobilized magnetic gold nanoparticles that have been developed so far for the detection, isolation, purification, and the like of sugar chain-binding proteins. .
糖鎖固定化金ナノ粒子(例えば、特許文献1)は、金ナノ粒子と糖鎖とを固定化した粒子である。これは約530nmに金特有の極大吸収波長を持ち、赤紫色を呈することから、レクチンなどの糖鎖結合性タンパク質との結合活性を、色の変化、凝集反応などを指標にすることによって目視下で解析する事ができる。 Sugar chain-immobilized gold nanoparticles (for example, Patent Document 1) are particles in which gold nanoparticles and sugar chains are immobilized. It has a maximum absorption wavelength peculiar to gold at about 530 nm and exhibits a purple-red color. Therefore, the activity of binding to a sugar chain-binding protein such as lectin can be visually observed by using a change in color, an agglutination reaction or the like as an index. Can be analyzed.
しかし、糖鎖固定化金ナノ粒子に結合した成分の単離および精製には、超遠心分離機等の大型機器を必要とする。 However, isolation and purification of the components bound to the sugar chain-immobilized gold nanoparticles require large-sized equipment such as an ultracentrifuge.
糖鎖固定化磁性金ナノ粒子(例えば、特許文献2)は、標的物と結合する場合、大掛かりな装置を必要とせず、磁気分離のみによってタンパク質またはウイルスなどの結合成分の単離・精製を行うことができる。この技術は、研究用以外に、ベッドサイド診療、農場、畜産場などでも、細菌・ウイルスなどの簡易検査・診断ツールとして応用されている。 When a sugar chain-immobilized magnetic gold nanoparticle (for example, Patent Literature 2) binds to a target, a large-scale apparatus is not required, and a binding component such as a protein or a virus is isolated and purified only by magnetic separation. be able to. This technology has been applied as a simple test / diagnosis tool for bacteria and viruses in bedside clinics, farms, livestock farms, and the like, in addition to research.
糖鎖固定化磁性金ナノ粒子は、硫酸化多糖を固定化することによって、インフルエンザウイルスなどを効率よく濃縮できることが見出されており、現在、早期診断等の臨床応用へ展開されている。 The sugar chain-immobilized magnetic gold nanoparticles have been found to be able to efficiently concentrate influenza virus and the like by immobilizing sulfated polysaccharides, and are currently being developed for clinical applications such as early diagnosis.
しかしながら、従来の糖鎖固定化磁性金ナノ粒子は、固定化する糖鎖の種類に依存して、製造後の粒子径および分散安定性が変化すること等の課題がある。 However, the conventional sugar chain-immobilized magnetic gold nanoparticles have problems such as a change in particle size and dispersion stability after production depending on the type of sugar chain to be immobilized.
これまでに金を構成原子とした「糖鎖固定化金ナノ粒子」、「糖鎖固定化磁性金ナノ粒子」はすでに製造法が確立し、研究機関、医療機関等での利用が展開されている。中でも、糖鎖固定化磁性金ナノ粒子は、汎用性が高い反面、固定化する糖鎖の種類、製造手技等に依存して、粒子径および分散安定性等が変化することなどの課題がある。つまり、粒径の制御に課題がある。 To date, production methods for “sugar chain-immobilized gold nanoparticles” and “sugar chain-immobilized magnetic gold nanoparticles” using gold as a constituent atom have already been established, and their use in research and medical institutions has been expanded. I have. Among them, sugar chain-immobilized magnetic gold nanoparticles have high versatility, but have problems such as a change in particle size and dispersion stability depending on the type of sugar chain to be immobilized, manufacturing technique, and the like. . That is, there is a problem in controlling the particle size.
そこで、本明細書では、様々な糖鎖の固定化が可能で、糖鎖の種類に依存せずに高い分散安定性を有し、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子様の磁性を利用した、ウイルスを濃縮可能な新規糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子およびその調製法、新規糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を用いた結合成分の捕捉、濃縮、精製の方法ならびにウイルスの検出方法について記述する。 Therefore, in the present specification, it is possible to immobilize various sugar chains, has high dispersion stability without depending on the type of sugar chains, and utilizes the magnetism of sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles. A novel sugar-immobilized magnetic metal nanoparticle capable of concentrating a virus and a method for preparing the same, a method for capturing, concentrating, and purifying a binding component using the novel sugar-chain-immobilized magnetic metal nanoparticle and a method for detecting a virus are described.
すなわち、本発明の一実施形態は、磁性ナノ粒子表面が、金および/または金同様のチオールを介した糖鎖固定化が可能な銀で被覆され、磁性を保持するために磁性を有する金属を内在した、金および/または銀を有する糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の調製法、検体中のウイルスを捕捉、分離する技術について行ったものである。 That is, in one embodiment of the present invention, the surface of a magnetic nanoparticle is coated with gold and / or silver capable of immobilizing a sugar chain via a thiol similar to gold, and a metal having magnetism is used to maintain magnetism. The present invention was carried out with respect to an intrinsic gold- and / or silver-containing sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle, a method for preparing the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle, and a technique for capturing and separating a virus in a sample.
本発明は以下の態様を包含する。 The present invention includes the following embodiments.
<1>主鎖である炭化水素鎖または炭化水素誘導鎖の一端にアミノ基を備え、他端に硫黄原子を備えるリンカー化合物、糖鎖、および磁性ナノ粒子を有し、
上記アミノ基が上記糖鎖の還元末端と結合し、上記硫黄原子が上記磁性ナノ粒子と結合しており、
上記磁性ナノ粒子は、金および/または銀を含有し、さらに、
上記磁性ナノ粒子は、表面が、金および/または銀によって被覆されていることを特徴とする、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子。
<1> having an amino group at one end of a hydrocarbon chain or a hydrocarbon derived chain as a main chain, a linker compound having a sulfur atom at the other end, a sugar chain, and a magnetic nanoparticle;
The amino group is bonded to the reducing end of the sugar chain, the sulfur atom is bonded to the magnetic nanoparticle,
The magnetic nanoparticles contain gold and / or silver, and
A sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle, wherein the surface of the magnetic nanoparticle is coated with gold and / or silver.
<2>上記糖鎖がウイルス粒子表面のタンパク質に結合することによって、ウイルスを捕捉することを特徴とする<1>に記載の糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子。 <2> The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle according to <1>, wherein the sugar chain binds to a protein on the surface of the virus particle to capture the virus.
<3><1>または<2>に記載の糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と、ウイルスを含有する検体とを混和して得られる混和物に磁力を加える工程を含むことを特徴とする、ウイルスの濃縮方法。 <3> a step of applying a magnetic force to a mixture obtained by mixing the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to <1> or <2> with a specimen containing a virus, How to concentrate the virus.
<4>上記混和物が、上記糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子よりも平均粒子径が大きい第二の磁性体を含有することを特徴とする、<3>に記載のウイルスの濃縮方法。 <4> The method for concentrating virus according to <3>, wherein the admixture contains a second magnetic substance having an average particle diameter larger than the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles.
<5>上記第二の磁性体の表面が、シリカで被覆されていることを特徴とする、<4>に記載のウイルスの濃縮方法。 <5> The method according to <4>, wherein the surface of the second magnetic material is coated with silica.
<6><3>から<5>のいずれか1つに記載のウイルスの濃縮方法によって濃縮されたウイルスのRNAを、リアルタイム定量的RT−PCRによって増幅させること、または、<3>から<5>のいずれか1つに記載のウイルスの濃縮方法によって濃縮されたウイルスのDNAを、リアルタイム定量的PCRによって増幅させること、を特徴とするウイルス検出方法。 <6> Amplifying the virus RNA concentrated by the virus concentration method according to any one of <3> to <5> by real-time quantitative RT-PCR, or <3> to <5> A method for detecting a virus, comprising: amplifying, by real-time quantitative PCR, the DNA of the virus concentrated by the method for concentrating a virus according to any one of <1> to <3>.
本発明に用いる糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、還元剤処理した糖鎖リガンド複合体と磁性ナノ粒子とを混和するだけで調製することができる。これにより種々のウイルスに対して結合性の高い糖鎖をそれぞれ固定化することできることから、多種多様なウイルスを捕捉可能な糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を提供することができる。 The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles used in the present invention can be prepared by simply mixing the sugar chain ligand complex treated with the reducing agent and the magnetic nanoparticles. Thus, sugar chains having high binding properties to various viruses can be respectively immobilized, so that sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles capable of capturing a wide variety of viruses can be provided.
また、この糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を利用して、ウイルス粒子の捕捉および破砕を行うだけで、短時間かつ簡便に、ウイルス内のRNAを精製して抽出することが可能であるため、低濃度のウイルス溶液であっても、容易に高濃度のウイルス溶液に調製することができる。 In addition, by using the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles to capture and crush the virus particles, it is possible to purify and extract RNA in the virus in a short time and easily, Even a low concentration virus solution can be easily prepared into a high concentration virus solution.
調製した高濃度ウイルス溶液は、リアルタイム定量的RT−PCRによるRNA増幅、またはリアルタイム定量的PCRによるDNA増幅によって、従来の方法では検出の難しい唾液などの体液や希釈ウイルス液でも検出することが期待できる。 The prepared high-concentration virus solution can be expected to be detected in body fluids such as saliva and diluted virus solutions that are difficult to detect by conventional methods, by RNA amplification by real-time quantitative RT-PCR or DNA amplification by real-time quantitative PCR. .
本発明の一実施形態に係る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、固定化する糖鎖の種類に依存して粒子径および分散安定性が変化することがなく、ウイルスの検出や同定を迅速、簡便かつ高感度に行うことができるという効果を奏する。 The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to one embodiment of the present invention do not change the particle size and dispersion stability depending on the type of the sugar chain to be immobilized, and rapidly detect and identify viruses, The effect is that it can be performed easily and with high sensitivity.
本発明の実施の形態について説明すると以下の通りであるが、本発明はこれに限定されない。以下、本発明の一実施形態に係る「糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子」、「糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子によるウイルスの濃縮法」および「リアルタイム定量的RT−PCRまたはリアルタイム定量的PCRによるウイルスの検出方法」について詳述する。 Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto. Hereinafter, the “sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles”, “the virus concentration method using sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles”, and “real-time quantitative RT-PCR or real-time quantitative PCR” according to one embodiment of the present invention. The virus detection method will be described in detail.
[1.糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子]
本発明の一実施形態に係る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、主鎖である炭化水素鎖または炭化水素誘導鎖の一端にアミノ基を備え、他端に硫黄原子を備えるリンカー化合物、糖鎖、および磁性ナノ粒子を有し、上記アミノ基が上記糖鎖の還元末端と結合し、上記硫黄原子が上記磁性ナノ粒子と結合しており、上記磁性ナノ粒子は、金および/または銀を含有し、さらに、上記磁性ナノ粒子は、表面が、金および/または銀によって被覆されていることを特徴とする。
[1. Sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles]
The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to one embodiment of the present invention include a linker compound having an amino group at one end of a hydrocarbon chain or a hydrocarbon derivative chain as a main chain and a sulfur atom at the other end, and a sugar chain. And the magnetic nanoparticle, wherein the amino group is bonded to the reducing end of the sugar chain, the sulfur atom is bonded to the magnetic nanoparticle, and the magnetic nanoparticle contains gold and / or silver. Further, the magnetic nanoparticles are characterized in that the surface is coated with gold and / or silver.
本明細書において、「糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子」とは、以下に詳述する糖鎖リガンド複合体と磁性ナノ粒子とを結合させたものを意図する。「糖鎖リガンド複合体」とは、金および/または銀を含有する磁性ナノ粒子と結合することのできるリンカー化合物と、捕捉対象となるウイルスの表面タンパク質と特異的に相互作用することができる糖鎖とから構成されている化合物である。そのため、上記糖鎖リガンド複合体は、タンパク質等の物質と疎水性に基づく非特異的な相互作用を形成しないことが必要とされる。 In the present specification, the “sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle” is intended to mean a sugar chain ligand complex described in detail below and a magnetic nanoparticle bonded to each other. The “sugar chain ligand complex” refers to a linker compound capable of binding to magnetic nanoparticles containing gold and / or silver and a sugar capable of specifically interacting with a surface protein of a virus to be captured. And a chain. Therefore, the sugar chain ligand complex is required not to form a nonspecific interaction based on hydrophobicity with a substance such as a protein.
本発明の一実施形態に係る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、ナノ粒子表面に、還元剤処理した水溶性の糖鎖リガンド複合体を添加することによって製造され、水溶液中で高い分散性を示す。この糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、表面が糖鎖リガンド複合体で修飾されており、平均粒径が1〜200nmであることが好ましく、1nmから50nm程度であることがより好ましい。 The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to one embodiment of the present invention are produced by adding a water-soluble sugar chain ligand complex treated with a reducing agent to the surface of the nanoparticles, and have high dispersibility in an aqueous solution. Show. The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles have a surface modified with a sugar chain ligand complex, and preferably have an average particle diameter of 1 to 200 nm, more preferably about 1 nm to 50 nm.
また、本発明の一実施形態に係る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、 上記糖鎖リガンド複合体、つまり炭化水素鎖または炭化水素誘導鎖を備えているリンカー化合物の一端に存在するアミノ基にて還元末端を有する糖鎖と結合し、当リンカー化合物の他端に存在する硫黄原子を含む炭化水素構造にて銀、金、またはその他の金属と結合している糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子である。 In addition, the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to one embodiment of the present invention include the sugar chain ligand complex, that is, the amino group present at one end of a linker compound having a hydrocarbon chain or a hydrocarbon derivative chain. A sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle that is bonded to a sugar chain having a reducing end and is bonded to silver, gold, or another metal in a hydrocarbon structure containing a sulfur atom present at the other end of the linker compound It is.
本発明の一実施形態に係る上記糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、上記糖鎖がウイルス粒子表面のタンパク質に結合することによって、ウイルスを捕捉することができる。 The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to one embodiment of the present invention can capture a virus by binding the sugar chain to a protein on the surface of a virus particle.
[2.リンカー化合物、糖鎖リガンド複合体]
本発明の一実施形態におけるリンカー化合物は、主鎖としての炭化水素鎖または炭化水素誘導鎖の一末端にアミノ基を備え、他端に硫黄原子を備える。
[2. Linker compound, sugar chain ligand complex]
The linker compound in one embodiment of the present invention has an amino group at one end of a hydrocarbon chain or a hydrocarbon-derived chain as a main chain, and has a sulfur atom at the other end.
上記「炭化水素誘導鎖」とは、炭化水素鎖の主鎖構造である炭素−炭素結合(C−C結合)の一部が、炭素−窒素結合(C−N結合)、炭素−酸素結合(C−O結合)、およびアミド結合(CO−NH結合)などに置き換わっていてもよいものを指す。 The “hydrocarbon-derived chain” means that a part of a carbon-carbon bond (CC bond), which is a main chain structure of the hydrocarbon chain, has a carbon-nitrogen bond (CN bond) or a carbon-oxygen bond ( (CO bond) and an amide bond (CO-NH bond).
好ましくは、リンカー化合物は、炭化水素誘導鎖中に炭素−窒素結合を有する。 Preferably, the linker compound has a carbon-nitrogen bond in the hydrocarbon derived chain.
上記リンカー化合物は、炭化水素鎖または炭化水素誘導鎖の末端にアミノ基を有するため、糖鎖分子を簡便に導入することができる。上記アミノ基は、修飾されているアミノ基(例えばアセチル基、メチル基、ホルミル基などで修飾されたアミノ基)または芳香族アミノ基であってもよいし、未修飾のアミノ基であってもよい。 Since the linker compound has an amino group at the terminal of a hydrocarbon chain or a hydrocarbon derivative chain, a sugar chain molecule can be easily introduced. The amino group may be a modified amino group (for example, an amino group modified with an acetyl group, a methyl group, a formyl group, or the like), an aromatic amino group, or an unmodified amino group. Good.
中でも、上記アミノ基は、芳香族アミノ基であることが好ましい。還元アミノ化反応の最適条件であるpH3〜4の条件下においては、アミノ基がプロトン化されないことが必要である。そのため、芳香族との共役によって、pH3〜4の条件下でも非共有電子対が窒素原子上に存在しうる芳香族アミノ基であることが好ましい。 Among them, the amino group is preferably an aromatic amino group. Under conditions of pH 3-4, which are the optimal conditions for the reductive amination reaction, it is necessary that the amino group is not protonated. Therefore, it is preferable that the lone pair is an aromatic amino group that can exist on a nitrogen atom even under conditions of pH 3 to 4 due to conjugation with an aromatic compound.
上記リンカー化合物と糖鎖との複合体である糖鎖リガンド複合体には、上記リンカー化合物のアミノ基に、還元末端を持つ糖鎖が導入されている。すなわち、上記糖鎖リガンド複合体は、上記リンカー化合物と還元末端を持つ糖鎖がアミノ基を介して結合している構造を示す。 In the sugar chain ligand complex, which is a complex of the linker compound and a sugar chain, a sugar chain having a reducing end at the amino group of the linker compound is introduced. That is, the sugar chain ligand complex has a structure in which the linker compound and the sugar chain having a reducing end are bonded via an amino group.
この糖鎖の導入は、上記リンカー化合物のアミノ基と糖鎖との還元アミノ化反応によって行うことができる。すなわち、平衡によって生じる糖鎖中のアルデヒド基(−CHO基)またはケトン基(−CRO基、Rは炭化水素基)と、上記リンカー化合物が持つアミノ基が反応する。この反応によって形成されたシッフ塩基を引き続き還元することによって、アミノ基に容易に糖鎖を導入することが可能である。 This sugar chain can be introduced by a reductive amination reaction between the amino group of the linker compound and the sugar chain. That is, the aldehyde group (—CHO group) or ketone group (—CRO group, R is a hydrocarbon group) in the sugar chain generated by the equilibrium reacts with the amino group of the linker compound. Subsequent reduction of the Schiff base formed by this reaction makes it possible to easily introduce a sugar chain into the amino group.
なお、上記の「還元末端を持つ糖鎖」とは、分子末端に還元性をもつケトンまたはアルデヒドが形成しうる糖類である。つまり、還元末端を有する糖鎖とは、アノマー炭素原子が置換を受けていない単糖鎖、オリゴ糖鎖、または多糖鎖である。すなわち、上記還元末端を有する糖鎖とは、還元糖鎖である。還元末端を有する糖鎖としては、市販のものであっても天然のものであってもよく、合成して調製したものや、市販および天然の多糖鎖を分解して調製したものを用いることもできる。 The “sugar chain having a reducing terminal” is a saccharide that can form a ketone or aldehyde having a reducing property at the molecular terminal. That is, the sugar chain having a reducing end is a monosaccharide chain, an oligosaccharide chain, or a polysaccharide chain in which the anomeric carbon atom is not substituted. That is, the sugar chain having a reducing end is a reduced sugar chain. As the sugar chain having a reducing end, a commercially available product or a natural product may be used.A product prepared by synthesis or a product prepared by decomposing a commercially available or natural polysaccharide may be used. it can.
還元末端を有する糖鎖として、例えば、グルコース、ガラクトース、マンノース、マルトース、イソマルトース、ラクトース、パノース、セロビオース、メリビオース、マンノオリゴ糖、キトオリゴ等、ラミナリオリゴ糖、グルコサミン、N−アセチルグルコサミン、グルクロン酸、ヘパリン、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、N−アセチルガラクトサミン、フコースなどが挙げられる。 As a sugar chain having a reducing end, for example, glucose, galactose, mannose, maltose, isomaltose, lactose, panose, cellobiose, melibiose, mannooligosaccharide, chitooligo, etc., laminarioligosaccharide, glucosamine, N-acetylglucosamine, glucuronic acid, heparin, Heparan sulfate, chondroitin sulfate, dermatan sulfate, N-acetylgalactosamine, fucose and the like.
より好ましくは、還元末端を有する糖鎖は、α2−3結合したシアリルラクトース(2,3SL)、分子量約2500のデキストラン硫酸(DS25)、β1−3結合したN−アセチルガラクトサミン−ガラクトース、α1−6結合したマンノース−グルコースである。 More preferably, the sugar chain having a reducing end is α2-3 linked sialyl lactose (2,3SL), dextran sulfate (DS25) having a molecular weight of about 2500, β1-3 linked N-acetylgalactosamine-galactose, α1-6 Bound mannose-glucose.
例えば、2,3SLは鳥インフルエンザの感染に必要な糖鎖であり、DS25は多数の硫酸基により高度に負電荷を帯びており、インフルエンザ、ヘルペス等のウイルス粒子表面に対して強い結合性を示す。また、N−アセチルグルコサミンおよびフコースはノロウイルスとの結合性を示し、ラクトースはロタウイルスとの結合性を示す。これらのウイルスは、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子によって、糖鎖を介した捕捉が可能であると考えられる。 For example, 2,3SL is a sugar chain required for avian influenza infection, and DS25 is highly negatively charged due to a large number of sulfate groups and shows strong binding to the surface of virus particles such as influenza and herpes. . N-acetylglucosamine and fucose show binding to norovirus, and lactose shows binding to rotavirus. It is considered that these viruses can be captured via sugar chains by the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles.
デキストラン硫酸は、主としてα1−6結合で結合したグルコース骨格からなるポリ陰イオン性のデキストラン誘導体であり、種々の高純度デキストラン分画から合成される。このデキストラン硫酸のうちDS25は、分子量を2500程度に調整することで、ウイルスとの結合に必要な多数の硫酸基を保持するとともに、産物であるナノ粒子の粒径を10nm前後に制御することを可能としている。「産物であるナノ粒子」とは、上記リガンド複合体が上記磁性ナノ粒子と結合した糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子である。なお、上記DS25は、市販もしくは天然の多糖鎖を分解して調製したものを用いることができる。 Dextran sulfate is a polyanionic dextran derivative mainly composed of a glucose skeleton linked by an α1-6 bond, and is synthesized from various high-purity dextran fractions. By adjusting the molecular weight of the dextran sulfate to about 2500, DS25 retains a large number of sulfate groups necessary for binding to the virus and controls the particle size of the product nanoparticles to about 10 nm. It is possible. The “product nanoparticle” is a sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle in which the ligand complex is bonded to the magnetic nanoparticle. In addition, what was prepared by decomposing | disassembling a commercially available or natural polysaccharide chain can be used for said DS25.
また、上記リンカー化合物は、炭化水素鎖または炭化水素誘導鎖の他端に備える硫黄原子により、金−硫黄(Au−S)結合、銀−硫黄(Ag−S)結合または他の金属との金属−硫黄(M−S)結合を形成することができる。より具体的には、上記リンカー化合物は、ジスルフィド結合(S―S結合)またはSH基が含まれている炭化水素構造を主鎖の他端に備えている。 In addition, the above-mentioned linker compound has a metal atom with a gold-sulfur (Au-S) bond, a silver-sulfur (Ag-S) bond, or another metal by a sulfur atom provided at the other end of the hydrocarbon chain or the hydrocarbon derivative chain. A sulfur (MS) bond can be formed; More specifically, the linker compound has a hydrocarbon structure containing a disulfide bond (SS bond) or an SH group at the other end of the main chain.
硫黄原子は、磁性ナノ粒子中の表面金属(金および/または銀)と金属−硫黄結合(例えば、Au−S結合、Ag−S結合)を形成し、金属との結合を強固にすることができる。これにより、上記リンカー化合物において、アミノ基には糖鎖が結合し、硫黄原子は磁性ナノ粒子と結合するため、磁性ナノ粒子上に糖鎖分子を集合化して配列することができる。 Sulfur atoms form metal-sulfur bonds (e.g., Au-S bonds, Ag-S bonds) with surface metals (gold and / or silver) in the magnetic nanoparticles, and can strengthen the bond with the metal. it can. Thus, in the linker compound, a sugar chain is bonded to the amino group and a sulfur atom is bonded to the magnetic nanoparticle, so that sugar chain molecules can be assembled and arranged on the magnetic nanoparticle.
上記リンカー化合物と糖鎖とを結合させた糖鎖リガンド複合体は、SH基の硫黄によって、磁性ナノ粒子と強固に、かつ簡便に結合させることができる。このため、糖鎖を磁性ナノ粒子表面に容易に固定化することができる。さらに、こうして磁性ナノ粒子上に結合した糖鎖の高い水和性によって、磁性ナノ粒子をコロイド状態で安定化することが可能となる。 The sugar chain ligand complex in which the linker compound and the sugar chain are bonded can be firmly and easily bonded to the magnetic nanoparticles by the SH group sulfur. Therefore, sugar chains can be easily immobilized on the surface of the magnetic nanoparticles. Furthermore, the high hydration of the sugar chains bound on the magnetic nanoparticles makes it possible to stabilize the magnetic nanoparticles in a colloidal state.
リンカー化合物としては、従来公知のリンカー化合物、例えば、本発明者らがこれまでに開発したリンカー化合物、WO2005/077965号公報、米国特許公報7320867B2に記載のリンカー化合物等を用いることができるが、これに限定されない。 As the linker compound, a conventionally known linker compound, for example, a linker compound developed by the present inventors so far, WO2005 / 077965, a linker compound described in U.S. Patent No. 7320867B2, and the like can be used. It is not limited to.
リンカー化合物としては、下記化学式(1)にて表される構造を有する化合物が好適に用いられ得る: As the linker compound, a compound having a structure represented by the following chemical formula (1) can be preferably used:
(化学式(1)中、p,qはそれぞれ独立して0以上6以下の整数であり、Xは、末端にアミノ基または芳香族アミノ基を有するとともに、主鎖に炭素−窒素結合を有していてもよい炭化水素誘導鎖を、1鎖、2鎖または3鎖含んでなる構造であり、Yは、硫黄原子または硫黄原子を含む炭化水素構造であり、Zは、炭素−炭素結合または炭素−酸素結合をもつ直鎖または分岐を持つ構造である。)。 (In the chemical formula (1), p and q are each independently an integer of 0 or more and 6 or less, X has an amino group or an aromatic amino group at a terminal, and has a carbon-nitrogen bond in a main chain. Is a structure comprising one, two or three chains of a hydrocarbon-derived chain which may be substituted, Y is a sulfur atom or a hydrocarbon structure containing a sulfur atom, and Z is a carbon-carbon bond or a carbon atom. A straight-chain or branched structure having an oxygen bond).
上記Xに含まれ得る芳香族アミノ基の芳香環は、炭化水素のみで構成されていてもよく、炭素以外の元素を含む複素環であってもよい。上記Xは、下記の化学式(2)、化学式(3)、化学式(4)、化学式(5)、化学式(6)または化学式(7)にて表される構造を備えることが好ましい: The aromatic ring of the aromatic amino group that can be contained in X may be composed of only a hydrocarbon, or may be a heterocyclic ring containing an element other than carbon. X preferably has a structure represented by the following chemical formula (2), chemical formula (3), chemical formula (4), chemical formula (5), chemical formula (6) or chemical formula (7):
(化学式(2)および化学式(3)中、m1〜m5はそれぞれ独立して0以上6以下の整数である。) (In the chemical formulas (2) and (3), m 1 to m 5 are each independently an integer of 0 or more and 6 or less.)
(化学式(6)中、n3は1以上100以下の整数である。) (In the chemical formula (6), n 3 is an integer between 1 and 100, inclusive.)
上記Zは、下記の化学式(8)または化学式(9)であってもよい: The Z may be represented by the following formula (8) or (9):
(化学式(8)および化学式(9)中、n1およびn2はそれぞれ1以上6以下の整数である。)。 (In the chemical formulas (8) and (9), n 1 and n 2 are each an integer of 1 or more and 6 or less.)
上記リンカー化合物としては、下記の化学式(10)、化学式(11)、化学式(12)、化学式(13)、化学式(14)、化学式(15)、化学式(16)、または化学式(17)にて表される構造を有する化合物がより好適に用いられ得る: The linker compound is represented by the following chemical formula (10), chemical formula (11), chemical formula (12), chemical formula (13), chemical formula (14), chemical formula (15), chemical formula (16), or chemical formula (17). Compounds having the structure represented may be more preferably used:
(化学式(10)、化学式(11)、化学式(12)、化学式(13)、および化学式(15)中、m1〜m5はそれぞれ独立して0以上6以下の整数であり、n1およびn2はそれぞれ独立して1以上6以下の整数であり、n3は1以上100以下の整数であり、qは0以上6以下の整数である。)。 (In the chemical formula (10), the chemical formula (11), the chemical formula (12), the chemical formula (13), and the chemical formula (15), m 1 to m 5 are each independently an integer of 0 to 6, and n 1 and n 2 is 1 to 6 each an integer independently, n 3 is an integer between 1 and 100, inclusive, q is 0 to 6. the integers.).
上記リンカー化合物は、例えば、チオクト酸と芳香族アミノ基末端との縮合反応を行うことによって製造される。このとき、チオクト酸と芳香族アミノ基との縮合反応により、チオクト酸のカルボキシル基と 芳香族アミノ基とが縮合し、アミド結合が形成されることによって、上記のリンカー化合物を得ることができる。上記糖鎖リガンド複合体は、このようにして作成されたリンカー化合物に、還元末端を持つ糖鎖が導入されたものである。 The linker compound is produced, for example, by performing a condensation reaction between thioctic acid and an aromatic amino group terminal. At this time, the condensation reaction between the thioctic acid and the aromatic amino group condenses the carboxyl group and the aromatic amino group of the thioctic acid to form an amide bond, whereby the linker compound can be obtained. The sugar chain ligand complex is obtained by introducing a sugar chain having a reducing end into the linker compound thus prepared.
上記の化学式(10)、化学式(11)、化学式(12)、化学式(13)または化学式(14)にて表される構造を有する化合物は、例えば、チオクト酸(α−リポ酸とも称される)と、芳香族アミノ基末端が保護基によって保護されたアミン化合物との縮合反応を行い、上記芳香族アミノ基末端の保護基を脱保護することによって製造され得る。 The compound having the structure represented by the above chemical formula (10), chemical formula (11), chemical formula (12), chemical formula (13) or chemical formula (14) is, for example, thioctic acid (also referred to as α-lipoic acid) ) And an amine compound in which the terminal of the aromatic amino group is protected by a protecting group, and deprotecting the protecting group at the terminal of the aromatic amino group.
上記の化学式(15)、化学式(16)または化学式(17)にて表される化合物は、例えば、チオクト酸とジアミノ化合物の一末端のアミノ基との縮合反応を行うことによって製造され得る。 The compound represented by the above formula (15), (16) or (17) can be produced, for example, by performing a condensation reaction between thioctic acid and one terminal amino group of a diamino compound.
具体的には、チオクト酸とジアミノ化合物との縮合反応により、チオクト酸のカルボキシ基とジアミノ化合物の一末端のアミノ基とが縮合し、アミド結合が形成されることによって、上記の化学式(15)、化学式(16)または化学式(17)にて表される化合物を得ることができる。チオクト酸とジアミノ化合物との縮合反応にジアミノ化合物を供する前に、ジアミノ化合物の一末端のアミノ基を、保護基によって保護してもよい。この場合、縮合反応後に、保護基によって保護されたアミノ基の保護基を脱保護することにより、上記の化学式(15)、化学式(16)または化学式(17)にて表される化合物を得ることができる。 Specifically, the carboxy group of the thioctic acid and the amino group at one end of the diamino compound are condensed by the condensation reaction between the thioctic acid and the diamino compound, and an amide bond is formed. The compound represented by the chemical formula (16) or (17) can be obtained. Before subjecting the diamino compound to the condensation reaction between the thioctic acid and the diamino compound, the amino group at one terminal of the diamino compound may be protected by a protecting group. In this case, after the condensation reaction, the compound represented by the above formula (15), (16) or (17) is obtained by deprotecting the protecting group of the amino group protected by the protecting group. Can be.
上記チオクト酸は、 The thioctic acid is
にて表される構造を備えている。また、上記アミン化合物は、保護基によって保護された芳香族アミノ基末端を有するものであれば特に限定されるものではない。 Is provided. The amine compound is not particularly limited as long as it has an aromatic amino terminal protected by a protecting group.
上記保護基とは、アミノ基(例えば芳香族アミノ基のアミノ基、またはジアミノ化合物の一末端のアミノ基)が上記縮合反応によって反応しないように導入される置換基である。このような保護基は、特に限定されるものではないが、例えば、t−ブトキシカルボニル基(−COOC(CH3)3基;以下、Boc基とも称する。)、ベンジル基、アリルカルバメート基(−COOCH2CH=CH2、Alloc基)等を挙げることができる。 The protecting group is a substituent introduced so that an amino group (for example, an amino group of an aromatic amino group or an amino group at one end of a diamino compound) is not reacted by the condensation reaction. Such a protective group is not particularly limited, but for example, a t-butoxycarbonyl group (—COOC (CH 3 ) 3 ; hereinafter also referred to as a Boc group), a benzyl group, an allyl carbamate group (− COOCH 2 CH = CH 2 , Alloc group) and the like.
上述したようなリンカー化合物を用いて、糖鎖リガンド複合体を製造することができる。例えば、リンカー化合物に含まれる(例えば化学式(1)の上記Xに含まれる)アミノ基または芳香族アミノ基と、糖鎖との還元アミノ化反応により、糖鎖をリンカー化合物に導入することにより、糖鎖リガンド複合体を得ることができる。 A sugar chain ligand complex can be produced using the linker compound as described above. For example, by introducing a sugar chain into the linker compound by a reductive amination reaction between an amino group or an aromatic amino group contained in the linker compound (for example, contained in the above X of the chemical formula (1)) and the sugar chain, The sugar chain ligand complex can be obtained.
図1は、α2−3結合したシアリルラクトース(2,3SL)、デキストラン硫酸2500(DS25)、β1−3結合したN−アセチルガラクトサミン−ガラクトース、もしくは、α1−6結合したマンノース−グルコースと、リンカー化合物とを含む糖鎖リガンド複合体の構造を示す図である。ただし、本発明の一実施形態に用いられる糖鎖リガンド複合体は、図1に示すものには限られない。 FIG. 1 shows α2-3-linked sialyl lactose (2,3SL), dextran sulfate 2500 (DS25), β1-3-linked N-acetylgalactosamine-galactose, or α1-6-linked mannose-glucose, and a linker compound. It is a figure which shows the structure of the sugar chain ligand complex containing these. However, the sugar chain ligand complex used in one embodiment of the present invention is not limited to that shown in FIG.
このようにして得られた糖鎖リガンド複合体は、リンカー化合物に含まれる(例えば化学式(1)の上記Yに含まれる)硫黄(S)と、磁性ナノ粒子に含まれる金および/または銀との間に形成される金属−硫黄結合を介して、強固にかつ簡便に磁性ナノ粒子に固定化され得る。このため、糖鎖リガンド複合体を磁性ナノ粒子の表面に容易に固定化することができる。 The sugar chain ligand complex obtained in this manner contains sulfur (S) contained in the linker compound (for example, contained in the above-mentioned Y in the chemical formula (1)) and gold and / or silver contained in the magnetic nanoparticles. It can be firmly and simply immobilized on the magnetic nanoparticles via the metal-sulfur bond formed between them. Therefore, the sugar chain ligand complex can be easily immobilized on the surface of the magnetic nanoparticle.
[3.磁性ナノ粒子]
本発明に使用する磁性ナノ粒子は、磁性を有するため、適当な外部磁場によって粒子の状態を制御できる。そのため、細胞の精製、バイオマーカーなどとしても利用が可能である。さらに、磁性ナノ粒子は、医療分野では核磁気共鳴画像法などの増感剤として使用される場合、生体または細胞などの画像化を行うことができるなど、優れた特徴を有する実用性の高い素子である。
[3. Magnetic nanoparticles]
Since the magnetic nanoparticles used in the present invention have magnetism, the state of the particles can be controlled by an appropriate external magnetic field. Therefore, it can be used as cell purification, biomarker, and the like. Further, when magnetic nanoparticles are used as a sensitizer such as nuclear magnetic resonance imaging in the medical field, they can be used to image living organisms or cells, etc. It is.
上記磁性ナノ粒子とは、磁性を有する金属ナノ粒子であり、水溶液中で分散してコロイド溶液を形成するものが意図される。よって、磁性ナノ粒子の平均粒子径は、1〜200nmの範囲内が好ましく、1nm〜50nmの範囲内であることがさらに好ましい。 The magnetic nanoparticles are metal nanoparticles having magnetism, and are intended to be dispersed in an aqueous solution to form a colloid solution. Therefore, the average particle diameter of the magnetic nanoparticles is preferably in the range of 1 to 200 nm, more preferably in the range of 1 nm to 50 nm.
上記磁性ナノ粒子の平均粒子径が1〜200nmの範囲内である場合、粒子の分散安定性が経時的に変化しにくいという利点がある。また、目標とするウイルス粒子よりもサイズの小さいナノ粒子を用いた場合に捕捉効率が飛躍的に大きくなるため、磁性ナノ粒子の平均粒子径は、1nmから50nmであることがさらに好ましい。 When the average particle diameter of the magnetic nanoparticles is in the range of 1 to 200 nm, there is an advantage that the dispersion stability of the particles does not easily change with time. In addition, when nanoparticles having a size smaller than the target virus particles are used, the trapping efficiency is dramatically increased. Therefore, the average particle diameter of the magnetic nanoparticles is more preferably 1 nm to 50 nm.
本明細書において「粒子径」とは、粒子を透過型電子顕微鏡で観察した場合の、粒子の二次元形状に対する最大内接円の直径が意図される。例えば、粒子の二次元形状が実質的に円形状である場合はその円の直径が意図され、実質的に楕円形状である場合はその楕円の短径が意図され、実質的に正方形状である場合はその正方形の辺の長さが意図され、実質的に長方形状である場合はその長方形の短辺の長さが意図される。 In the present specification, the “particle diameter” means the diameter of the largest inscribed circle with respect to the two-dimensional shape of the particle when the particle is observed with a transmission electron microscope. For example, when the two-dimensional shape of the particle is substantially circular, the diameter of the circle is intended, and when the particle is substantially elliptical, the minor axis of the ellipse is intended, and the particle is substantially square In this case, the length of the side of the square is intended, and when it is substantially rectangular, the length of the short side of the rectangle is intended.
「平均粒子径」とは、複数個の粒子の上記粒子径の平均値をいう。本明細書において、平均粒子径が所定の範囲の値を有するか否かは、20個の粒子を透過型電子顕微鏡で観察して、各粒子の上記粒子径を測定し、20個の粒子の上記粒子径の平均値を求めること、または、動的光散乱法によって確認した。さらに、動的光散乱法によって、磁性ナノ粒子に糖鎖が固定化された糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子では、糖鎖の分だけ粒子径が大きくなっていることを確認した。 “Average particle size” refers to the average value of the above particle sizes of a plurality of particles. In the present specification, whether or not the average particle diameter has a value in a predetermined range is determined by observing 20 particles with a transmission electron microscope, measuring the particle diameter of each particle, and measuring the particle diameter of the 20 particles. The average value of the above-mentioned particle diameters was determined or confirmed by a dynamic light scattering method. Furthermore, it was confirmed by dynamic light scattering method that the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles in which sugar chains were immobilized on the magnetic nanoparticles had a larger particle diameter by the amount of the sugar chains.
上記磁性ナノ粒子に含有される磁性体(以下、「第一の磁性体」と称する)としては、特に限定されず、従来公知の磁性体を用いることができる。例えば、酸化鉄、マグネタイト、酸化クロム、コバルト、フェライト、ニッケル、ガドリニウムなどを上げることができる。 The magnetic substance (hereinafter, referred to as “first magnetic substance”) contained in the magnetic nanoparticles is not particularly limited, and a conventionally known magnetic substance can be used. For example, iron oxide, magnetite, chromium oxide, cobalt, ferrite, nickel, gadolinium, and the like can be given.
中でも、磁性が強いため、上記第一の磁性体は、酸化鉄およびコバルトであることが好ましい。なお、本明細書においては、酸化鉄とは三価の鉄の酸化物を指すものとする。マグネタイトとは二価および三価の鉄の酸化物(Fe2+Fe3+ 2O4)である。 Among them, the first magnetic substance is preferably iron oxide and cobalt because of its strong magnetism. Note that, in this specification, iron oxide refers to trivalent iron oxide. Magnetite is an oxide of divalent and trivalent iron (Fe 2+ Fe 3+ 2 O 4 ).
上記磁性ナノ粒子は、金および/または銀を含有する。銀は、金などの金属と同様に、硫黄原子と結合することが可能であり、生体分子または有機化合物などと複合体化を行うことのできる汎用性の高い金属である。 The magnetic nanoparticles contain gold and / or silver. Silver is a highly versatile metal that, like metals such as gold, can bind to a sulfur atom and can be complexed with biomolecules or organic compounds.
上記磁性ナノ粒子において、金および/または銀は、原子として含有されていてもよい。また、銀は酸化物として含有されていてもよい。 In the above magnetic nanoparticles, gold and / or silver may be contained as atoms. Further, silver may be contained as an oxide.
固定化した糖鎖の安定性と磁性の観点から、磁性ナノ粒子における金および/または銀の含有率は、磁性ナノ粒子の重量に対して、20〜70重量%が好ましく、30〜60重量%がより好ましい。 From the viewpoints of stability and magnetism of the immobilized sugar chain, the content of gold and / or silver in the magnetic nanoparticles is preferably from 20 to 70% by weight, and more preferably from 30 to 60% by weight based on the weight of the magnetic nanoparticles. Is more preferred.
また、磁性ナノ粒子は、金および/または銀に加え、他の金属を含有していてもよい。他の金属としては、例えば、銅、アルミニウム、白金、酸化アルミニウム、SrTiO3、LaAlO3、ZrO2などが挙げられる。 In addition, the magnetic nanoparticles may contain other metals in addition to gold and / or silver. Examples of other metals include copper, aluminum, platinum, aluminum oxide, SrTiO 3 , LaAlO 3 , and ZrO 2 .
上記磁性ナノ粒子は、表面が金および/または銀によって被覆されている。例えば、上記磁性ナノ粒子は、中心から金および/または銀、上記第一の磁性体、次いで金および/または銀となるような、コア−シェル−シェル構造を有している。 The surface of the magnetic nanoparticles is coated with gold and / or silver. For example, the magnetic nanoparticles have a core-shell-shell structure such that gold and / or silver, the first magnetic substance, and then gold and / or silver from the center.
例えば、特開2016−153519号公報には、金等の金属コア、上記金属コアを被覆する磁性材料である第1シェル、上記第1シェルを被覆する金等の第2シェルを有する金属複合体粒子が記載されており、当該金属複合体粒子を、抗原、抗体等の選択的分離および捕集等に用い得ると考えられることが記載されている。また、Takahashi M. et al, ACS Omega, 2 (8): 4929-4937.等には、上記金属複合体粒子を用いたオートファゴソームの磁気分離について記載されている。 For example, JP-A-2006-153519 discloses a metal composite having a metal core such as gold, a first shell that is a magnetic material that covers the metal core, and a second shell such as gold that covers the first shell. It describes that the particles can be used for selective separation and collection of antigens, antibodies, and the like. In addition, Takahashi M. et al, ACS Omega, 2 (8): 4929-4937., Etc., describe magnetic separation of autophagosomes using the above metal complex particles.
しかしながら、これらの文献には、上記金属複合体粒子を備えたリンカー化合物に糖鎖を結合させることは開示も示唆もされていない。また、上記金属複合体粒子と、上述した本願発明の課題との関連についても何ら示唆されていない。つまり、上記磁性ナノ粒子を用いることにより、固定化する糖鎖の種類、製造手技等に依存して、粒子径および分散安定性等が変化するという、従来の糖鎖固定化金ナノ粒子および糖鎖固定化磁性金ナノ粒子が有する課題を解決し得ることは、本発明者が見出した独自の知見である。 However, these documents do not disclose or suggest that a sugar chain is bound to a linker compound provided with the metal composite particles. In addition, there is no suggestion about the relationship between the metal composite particles and the above-described problem of the present invention. That is, by using the above magnetic nanoparticles, the conventional sugar chain-immobilized gold nanoparticle and the sugar chain in which the particle size, dispersion stability, and the like change depending on the type of sugar chain to be immobilized, manufacturing technique, and the like. The fact that the problem of the chain-immobilized magnetic gold nanoparticles can be solved is a unique finding found by the present inventors.
上記磁性ナノ粒子は、例えば、硝酸銀の溶液に、アセチルアセトン酸コバルト(II)およびアセチルアセトン酸鉄(III)の溶液を加えて加熱し、さらに、テトラクロロ金(III)酸ナトリウム二水和物または硝酸銀の溶液を加えることによって、コア−シェル−シェル構造を有する磁性ナノ粒子として調製することができる。 The magnetic nanoparticles are heated, for example, by adding a solution of cobalt (II) acetylacetonate and iron (III) acetylacetonate to a solution of silver nitrate, and further adding sodium tetrachloroaurate (III) dihydrate or silver nitrate. Can be prepared as magnetic nanoparticles having a core-shell-shell structure.
[4.糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の調製法]
本発明の一実施形態に係る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、上記磁性ナノ粒子を含む溶液と、還元剤処理によって糖鎖と結合したリンカー化合物(糖鎖リガンド複合体)との混和によって得ることができる。上記糖鎖リガンド複合体のS−S結合の各S原子が、磁性ナノ粒子上の金、銀、または他の金属と金属−硫黄結合によって結合することにより、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子が形成される。
[4. Method for Preparing Sugar Chain-Immobilized Magnetic Metal Nanoparticles]
The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to one embodiment of the present invention are obtained by mixing a solution containing the above magnetic nanoparticles with a linker compound (sugar chain ligand complex) bonded to a sugar chain by treatment with a reducing agent. be able to. Each S atom of the SS bond of the sugar chain ligand complex is bonded to gold, silver, or another metal on the magnetic nanoparticle by a metal-sulfur bond, whereby the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle is formed. It is formed.
糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、水溶液中で高い分散性を示す。糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の平均粒子径は、1〜200nmの範囲内が好ましく、1nm〜50nmの範囲内であることがさらに好ましい。 The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles exhibit high dispersibility in an aqueous solution. The average particle size of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles is preferably in the range of 1 to 200 nm, and more preferably in the range of 1 nm to 50 nm.
上記平均粒子径が1nm以上であることにより、低コストでの製造が可能となり、実用的である。また、上記平均粒子径が200nm以下であることにより、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の分散安定性の経時的変化が抑制されやすくなるため好ましい。 When the average particle diameter is 1 nm or more, it can be manufactured at low cost and is practical. In addition, it is preferable that the average particle diameter is 200 nm or less, because the change over time in the dispersion stability of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles is easily suppressed.
また、上記平均粒子径が1nm〜50nmである場合、目標とするウイルス粒子よりもサイズの小さいナノ粒子を用いることになり、ウイルスの捕捉効率が飛躍的に大きくなるため好ましい。 In addition, when the average particle diameter is 1 nm to 50 nm, nanoparticles having a size smaller than the target virus particles are used, and the virus capturing efficiency is significantly increased, which is preferable.
リンカー化合物を糖鎖と結合させる方法としては、上記リンカー化合物と上記糖鎖とをモル比1:1〜50:1で混和することが好ましい。 As a method of bonding the linker compound to the sugar chain, it is preferable to mix the linker compound and the sugar chain at a molar ratio of 1: 1 to 50: 1.
糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の調製法としては、具体的には、例えば、銀を含有する磁性ナノ粒子(以下、磁性銀ナノ粒子とも称する)の溶液に、糖鎖リガンド複合体を含む溶液を添加する方法を挙げることができる。上記糖鎖リガンド複合体としては、例えば、還元剤処理によって2,3−シアリルラクトースとリンカー化合物とを結合させた糖鎖リガンド複合体を挙げることができる。これによって、上記糖鎖リガンド複合体のS−S結合を、上記磁性ナノ粒子上の金属−硫黄結合に変換して、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を得ることができる。 As a method for preparing the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles, specifically, for example, a solution containing a sugar chain ligand complex in a solution of silver-containing magnetic nanoparticles (hereinafter also referred to as magnetic silver nanoparticles) is used. May be added. Examples of the sugar chain ligand complex include, for example, a sugar chain ligand complex in which 2,3-sialyl lactose and a linker compound are bound by treatment with a reducing agent. Thus, the SS bond of the sugar chain ligand complex can be converted into a metal-sulfur bond on the magnetic nanoparticle, and the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle can be obtained.
なお、還元剤処理に用いられる還元剤としては、特に限定されるものではないが、例えば水素化ホウ素ナトリウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウムなどの塩類を挙げることができる。なお、例えば上記ナトリウムの代わりにカリウムを用いる場合のように、上記ナトリウムとは陽イオン成分が異なる塩類を用いてもよい。 The reducing agent used in the reducing agent treatment is not particularly limited, and examples thereof include salts such as sodium borohydride and sodium cyanoborohydride. In addition, for example, as in the case of using potassium instead of the above-mentioned sodium, salts having a different cation component from the above-mentioned sodium may be used.
磁性ナノ粒子を含む溶液及び糖鎖リガンド複合体を含む溶液に用いる溶媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、超純水、メタノール、エタノール、プロパノールおよびこれらの混合溶媒などを挙げることができる。 The solvent used for the solution containing the magnetic nanoparticles and the solution containing the sugar chain ligand complex is not particularly limited, but includes, for example, ultrapure water, methanol, ethanol, propanol, and a mixed solvent thereof. Can be.
また、上記混和によって得られた糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を、限外濾過、遠心分離等による洗浄に供し、低分子の塩などの成分を除くことにより、溶液状態で安定な糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を得ることができる。 In addition, the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles obtained by the above-mentioned mixing are subjected to washing by ultrafiltration, centrifugation, etc., and components such as low-molecular salts are removed, so that sugar chains immobilized in a solution state are stable. Magnetic metal nanoparticles can be obtained.
糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を調製するために用いる金、銀、上記糖鎖リガンド複合体、還元剤の混合比は、特に限定されるものではないが、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を含有する溶液中の金および/または銀の最終濃度がそれぞれ0.1〜1mMであることが好ましい。 The mixing ratio of gold, silver, the sugar chain ligand complex, and the reducing agent used to prepare the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles is not particularly limited, but the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles may be used. It is preferable that the final concentration of gold and / or silver in the contained solution is 0.1 to 1 mM, respectively.
また、上記糖鎖リガンド複合体の濃度は、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を含有する溶液中の最終濃度で0.1〜10mMであることが望ましい。また、用いられる還元剤の濃度は、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を含有する溶液中の最終濃度で1〜10mMであることが望ましい。 The concentration of the sugar chain ligand complex is preferably 0.1 to 10 mM as the final concentration in the solution containing the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles. The concentration of the reducing agent used is desirably 1 to 10 mM as the final concentration in the solution containing the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles.
以上説明した糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の調製法は、上述した磁性ナノ粒子の製造方法と、糖鎖リガンド複合体の製造方法とを利用している。この方法を基に製造された糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、水溶液中で分散するという特徴を有している。すなわち、この製造方法は、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子のコロイド溶液を調製する方法でもある。 The method for preparing the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles described above utilizes the above-described method for producing magnetic nanoparticles and the method for producing a sugar chain ligand complex. The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles produced based on this method are characterized in that they are dispersed in an aqueous solution. That is, this production method is also a method of preparing a colloid solution of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles.
[5.糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子によるウイルスの捕捉と濃縮法]
本発明の一実施形態に係る、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子によるウイルスの捕捉と濃縮方法は、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を含有する溶液と、ウイルス粒子を含有する溶液とを相互作用させた後、その結合体と非結合体とを磁気によって分離する。
[5. Capture and Concentration Method of Virus with Sugar Chain-Immobilized Magnetic Metal Nanoparticles]
According to one embodiment of the present invention, a method for capturing and concentrating a virus using a sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle involves interacting a solution containing a sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle with a solution containing a virus particle. After that, the conjugate and the non-conjugate are separated by magnetism.
すなわち、本発明の一実施形態に係るウイルスの濃縮方法は、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と、ウイルスを含有する検体とを混和して得られる混和物に磁力を加える工程を含む。ウイルスを捕捉した本発明の一実施形態に係る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を、磁気分離に供し、上清を除くことによって、高濃度のウイルス溶液を得ることができる。 That is, the virus concentration method according to one embodiment of the present invention includes a step of applying a magnetic force to a mixture obtained by mixing a sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle with a virus-containing specimen. The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to one embodiment of the present invention that have captured the virus are subjected to magnetic separation, and the supernatant is removed, whereby a high-concentration virus solution can be obtained.
検体としては、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と接触させることができるものであれば特に限定されるものではない。例えば、唾液、鼻粘膜、植物、動物の体液等を挙げることができる。 The specimen is not particularly limited as long as it can be brought into contact with the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles. Examples include saliva, nasal mucosa, bodily fluids of plants and animals, and the like.
上記唾液等は、それ自体を検体として用いてもよいし、例えばMEM培地や生理食塩水等に添加して調製した液体として用いることもできる。このような検体と、例えば糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を水、生理食塩水またはリン酸緩衝液等に添加して調製した溶液とを混和することにより、検体中のウイルスと糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子との接触を行うことができる。 The above-mentioned saliva or the like may be used as a sample itself, or may be used as a liquid prepared by adding it to, for example, a MEM medium or physiological saline. By mixing such a sample with, for example, a solution prepared by adding sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles to water, saline, or a phosphate buffer, the virus in the sample is immobilized on the sugar chain. Contact can be made with the magnetic metal nanoparticles.
上記「糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を含有する溶液」とは、本発明の一実施形態に係る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子が液体中に分散したコロイド溶液が意図される。上記溶液は、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を含んでいれば、他に塩などが含まれていても良い。上記液体としては、例えば超純水や緩衝液などを用いることができる。 The “solution containing the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles” means a colloid solution in which the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to one embodiment of the present invention are dispersed in a liquid. As long as the solution contains sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles, the solution may further contain a salt or the like. As the liquid, for example, ultrapure water or a buffer solution can be used.
また、上記「ウイルス粒子を含有する溶液」(ウイルスを含有する検体)とは、本発明においてウイルスが液体中に分散したコロイド溶液が意図される。また、ウイルスとは、本発明の一実施形態に係る糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の糖鎖リガンド複合体に対して結合性を示すウイルスを意図する。このウイルス粒子の粒径としては10−200nmであることが好ましい。 In the present invention, the “solution containing virus particles” (virus-containing specimen) is intended to mean a colloid solution in which the virus is dispersed in a liquid in the present invention. Also, a virus is intended to mean a virus that exhibits binding properties to the sugar chain ligand complex of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles according to one embodiment of the present invention. The virus particles preferably have a particle size of 10 to 200 nm.
ウイルス粒子を分散させる溶液の液体としては、糖鎖リガンド複合体とウイルス粒子との結合を阻害する可能性のある物質を含まない限り、超純水、緩衝液などを用いることができる。また、溶液中のウイルス粒子の濃度は、赤血球凝集を誘導するウイルスの場合、1−10000HAU(赤血球凝集単位)であることが好ましい。 As a liquid of the solution in which the virus particles are dispersed, ultrapure water, a buffer, or the like can be used as long as the solution does not contain a substance that may inhibit the binding between the sugar chain ligand complex and the virus particles. Further, the concentration of virus particles in the solution is preferably 1-10000 HAU (hemagglutination unit) in the case of a virus that induces hemagglutination.
糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と、ウイルスを含有する検体とを混和して得られる混和物中には、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子とウイルスとの相互作用により、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の糖鎖と、ウイルスとが結合した成分である結合体と、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と結合しなかった成分である非結合体とが存在する。上記混和物に磁力を加えることにより、結合体を、非結合体と分離することができる。その結果、ウイルスを濃縮することができる。上記の工程で分離濃縮された成分を、ナノ粒子−ウイルス結合体とする。 In the admixture obtained by mixing the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles and the sample containing the virus, the interaction between the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles and the virus causes the sugar chain-immobilized magnetic metal to be mixed. There are a conjugate which is a component to which the sugar chain of the nanoparticle and the virus are bound, and a non-conjugate which is a component which is not bound to the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle. By applying a magnetic force to the mixture, the bound body can be separated from the unbound body. As a result, the virus can be concentrated. The component separated and concentrated in the above step is defined as a nanoparticle-virus conjugate.
また、上記混和物は、上記糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子よりも平均粒子径が大きい第二の磁性体を含有していてもよい。第二の磁性体は、第一の磁性体による磁気を補助する。 Further, the admixture may contain a second magnetic substance having a larger average particle diameter than the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles. The second magnetic body assists the magnetism of the first magnetic body.
第二の磁性体としては、限定されるものではないが、マグネタイトまたはフェラエイト、または四酸化三鉄が好ましい。 The second magnetic material is not particularly limited, but is preferably magnetite or ferrate, or triiron tetroxide.
上述したように、磁性ナノ粒子の平均粒子径は、1〜200nmの範囲内が好ましく、1nm〜50nmの範囲内であることがさらに好ましい。磁性ナノ粒子に糖鎖を固定した糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の平均粒子径は、1〜200nmの範囲内が好ましく、1nm〜50nmの範囲内であることがさらに好ましい。 As described above, the average particle size of the magnetic nanoparticles is preferably in the range of 1 to 200 nm, and more preferably in the range of 1 nm to 50 nm. The average particle diameter of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles having the sugar chains immobilized on the magnetic nanoparticles is preferably in the range of 1 to 200 nm, and more preferably in the range of 1 nm to 50 nm.
また、上記第二の磁性体の平均粒子径の範囲は、平均粒子径の上限が100μmであり、かつ、上記糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の平均粒子径より大きければ特に限定されるものではないが、100nm以上100μm以下であることが好ましく、100nm以上50000nm以下であることがより好ましく、1000nm以上10000nm以下であることがさらに好ましい。 The range of the average particle diameter of the second magnetic material is not particularly limited as long as the upper limit of the average particle diameter is 100 μm and is larger than the average particle diameter of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles. However, the thickness is preferably 100 nm or more and 100 μm or less, more preferably 100 nm or more and 50000 nm or less, and still more preferably 1000 nm or more and 10000 nm or less.
上記第二の磁性体を使用することで、第一の磁性体のみを用いる場合よりも、遠心分離を用いた場合に匹敵する濃縮効果をより効率的に得ることができる。そして、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の平均粒子径を上記範囲とし、第二の磁性体の平均粒子径を上記範囲のように調整することにより、両者の平均粒子径が最適化されると推測される。その結果、糖鎖固定化磁性ナノ粒子と、上記第二の磁性体と、ウイルスを含有する検体とを含有する混和物に磁力を加えることによって、検体中の微量のウイルスを、遠心分離を用いることなく、より効率よく、簡便かつ安全に濃縮することができる。 By using the second magnetic material, a concentration effect comparable to that using centrifugation can be obtained more efficiently than when only the first magnetic material is used. Then, the average particle diameter of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles is in the above range, and by adjusting the average particle diameter of the second magnetic substance to the above range, the average particle diameter of both is optimized. Guessed. As a result, by applying magnetic force to the mixture containing the sugar chain-immobilized magnetic nanoparticles, the second magnetic substance, and the sample containing the virus, a trace amount of virus in the sample is used by centrifugation. , And can be concentrated more efficiently, simply and safely.
上記糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と上記第二の磁性体との重量比は、1:1×103〜1:1×1011であることが好ましい。平均粒子径が上述のような関係にある糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と、第二の磁性体との使用量の比をかかる範囲に調整することによって、濃縮効率をより向上させることができる。 The weight ratio of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles to the second magnetic substance is preferably 1: 1 × 10 3 to 1: 1 × 10 11 . By adjusting the ratio of the amount of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles having the above-described average particle diameter to the ratio of the amount of the second magnetic substance used to the above range, the concentration efficiency can be further improved. .
上記「磁力を加える」について、磁力の加え方は特に限定されるものではない。例えば、従来公知の電磁石や棒磁石などの永久磁石を、上記混和物を入れた容器の外壁に当接させることなどによって、上記混和物に磁力を加えることができる。磁力の強さとしては、遠心分離を用いた場合と同等の濃縮効率を得るためには、100〜500ミリステラであることが好ましい。 Regarding the above “applying a magnetic force”, the method of applying the magnetic force is not particularly limited. For example, a magnetic force can be applied to the mixture by bringing a conventionally known permanent magnet such as an electromagnet or a bar magnet into contact with the outer wall of the container containing the mixture. The strength of the magnetic force is preferably 100 to 500 millistellas in order to obtain the same concentration efficiency as in the case of using centrifugation.
また、第二の磁性体を使用する場合、上記混和物に磁力を加える工程の終了時期は、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子が液中に分散していることによって呈する着色が、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子が第二の磁性体に吸着されることで薄くなる現象を基準にして判断すればよい。 When the second magnetic substance is used, the coloration exhibited by the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles being dispersed in the liquid is the time when the step of applying a magnetic force to the above-mentioned mixture is performed, and the sugar chain is immobilized. The determination may be made based on a phenomenon in which the magnetic metal nanoparticles are thinned by being adsorbed by the second magnetic substance.
第二の磁性体を使用しない場合、上記混和物に磁力を加える工程の終了時期は、磁力によって、ウイルスが結合した糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子が集積し、上記着色が薄くなる現象を基準として、目視によって判断すればよい。 When the second magnetic substance is not used, the end time of the step of applying a magnetic force to the above mixture is based on the phenomenon that the sugar chains immobilized magnetic metal nanoparticles to which the virus is bound are accumulated due to the magnetic force and the coloring becomes thin. May be visually determined.
磁力を加えることによって、ウイルスが結合した糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子、または、ウイルスが結合した糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と、第二磁性体とが磁力により集積される。この集積物からウイルス遺伝子を回収する方法は特に限定されるものではなく、従来公知の方法によることができる。例えば、上記集積物を滅菌水または蒸留水で水洗後、適宜ピペッティングを行い、上記集積物を含む滅菌水または蒸留水を100℃で加熱することによって、上清にウイルス遺伝子を回収することができる。 By applying a magnetic force, the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle to which the virus is bound, or the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle to which the virus is bound, and the second magnetic material are accumulated by the magnetic force. The method for recovering the virus gene from this aggregate is not particularly limited, and may be a conventionally known method. For example, after washing the aggregate with sterilized water or distilled water, pipetting is appropriately performed, and sterile water or distilled water containing the aggregate is heated at 100 ° C., whereby the viral gene can be collected in the supernatant. it can.
濃縮対象のウイルスとしては、特に限定されるものではない。例えば、インフルエンザウイルス、単純ヘルペスウイルス、性病ヘルペスウイルス、エイズウイルス、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス、水疱瘡ウイルス(VZV)、サイトメガロウイルス(CMV)、成人T細胞白血病ウイルス(HTLV-1)、レンチウイルス、コイヘルペスウイルス、アデノウイルス、ノロウイルス、ロタウイルス等を挙げることができる。 The virus to be concentrated is not particularly limited. For example, influenza virus, herpes simplex virus, herpes simplex virus, AIDS virus, hepatitis B virus, hepatitis C virus, chickenpox virus (VZV), cytomegalovirus (CMV), adult T cell leukemia virus (HTLV-1), Examples include lentivirus, carp herpes virus, adenovirus, norovirus, rotavirus and the like.
ウイルスは、ウイルスの表面タンパク質が分子内に有する糖結合部位(糖鎖認識部位)によって、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の糖鎖に結合する。上記結合としては、水素結合、イオン結合、静電気的相互作用による結合、ファンデルワールス力による結合等を挙げることができる。 The virus binds to the sugar chain of the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle by the sugar binding site (sugar chain recognition site) of the virus surface protein in the molecule. Examples of the above bond include a hydrogen bond, an ionic bond, a bond by electrostatic interaction, a bond by Van der Waals force, and the like.
また、本発明の一実施形態に係るウイルスの濃縮方法において、上記第二の磁性体の表面が、シリカで被覆されていてもよい。当該被覆の態様としては、例えば、酸化鉄を成分とする第二の磁性体の表面にシリカの膜が形成された態様を挙げることができる。当該構成によれば、核酸が第二の磁性体に吸着することを防ぐことができるため、ウイルス由来の核酸の回収率を大幅に改良することができる。 In the virus concentration method according to one embodiment of the present invention, the surface of the second magnetic body may be coated with silica. As an embodiment of the coating, there can be mentioned, for example, an embodiment in which a silica film is formed on the surface of a second magnetic substance containing iron oxide as a component. According to this configuration, since the nucleic acid can be prevented from adsorbing to the second magnetic substance, the recovery rate of the virus-derived nucleic acid can be significantly improved.
上記第二の磁性体の表面をシリカで被覆する方法としては、例えば、塩化第一鉄および塩化第二鉄にアンモニアを添加することによって調製する酸化鉄(Fe2O3)粒子の表面を、エタノール中で、過剰量のオルトケイ酸テトラエチルおよびアンモニアで処理する方法を挙げることができる。また、上記第二の磁性体の表面がシリカで被覆されていることを確認する方法としては、組成分析(EPMA)および走査型電子顕微鏡(SEM)による観察を挙げることができる。 As a method of coating the surface of the second magnetic substance with silica, for example, the surface of iron oxide (Fe 2 O 3 ) particles prepared by adding ammonia to ferrous chloride and ferric chloride is used. A method of treating with an excess amount of tetraethyl orthosilicate and ammonia in ethanol may be used. In addition, as a method for confirming that the surface of the second magnetic material is coated with silica, there can be mentioned observation by a composition analysis (EPMA) and a scanning electron microscope (SEM).
[6.ナノ粒子−ウイルス結合体を利用したリアルタイム定量的RT−PCR、または、リアルタイム定量的PCRによる高感度ウイルス検出方法]
本発明の一実施形態に係るウイルス検出方法は、上述のウイルスの濃縮方法によって濃縮されたウイルスのRNAを、リアルタイム定量的RT−PCRによって増幅させること、または、上述のウイルスの濃縮方法によって濃縮されたウイルスのDNAを、リアルタイム定量的PCRによって増幅させることを特徴とする。
[6. Highly Sensitive Virus Detection Method by Real-Time Quantitative RT-PCR Using Nanoparticle-Virus Conjugate or Real-Time Quantitative PCR]
In the virus detection method according to one embodiment of the present invention, the virus RNA concentrated by the above-described virus concentration method may be amplified by real-time quantitative RT-PCR, or may be concentrated by the above-described virus concentration method. The DNA of the virus obtained is amplified by real-time quantitative PCR.
上記ナノ粒子−ウイルス結合体を利用したリアルタイムPCRによる高感度ウイルス検出方法は、上記の工程によって分離濃縮したナノ粒子−ウイルス結合体を破砕しウイルスに内在するRNAまたはDNAをリアルタイム定量的RT−PCRによって増幅させる。 The method for detecting a virus with high sensitivity by real-time PCR using the above-described nanoparticle-virus conjugate is characterized in that the nanoparticle-virus conjugate separated and concentrated by the above-described steps is crushed and RNA or DNA contained in the virus is subjected to real-time quantitative RT-PCR. To amplify.
ウイルスを捕捉した糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子は、特にウイルス粒子表層のタンパク質に結合している。そのため、ウイルス粒子の破砕後の溶液には、核酸およびタンパク質などの、ウイルス由来の分子が多く存在していることが想定される。この糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と結合したウイルスのRNAをリアルタイム定量的RT−PCRで増幅すること、または、上記糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子と結合したウイルスのDNAをリアルタイム定量的PCRによって増幅することによって、特定のウイルスの有無、ウイルスのコピー数などを判定することができる。 The sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles capturing the virus are particularly bound to proteins on the surface of the virus particle. Therefore, it is assumed that a large amount of molecules derived from viruses, such as nucleic acids and proteins, are present in the solution after crushing of the virus particles. The virus RNA bound to the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles is amplified by real-time quantitative RT-PCR, or the virus DNA bound to the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles is subjected to real-time quantitative PCR. By the amplification, the presence or absence of a specific virus, the copy number of the virus, and the like can be determined.
リアルタイム定量的RT−PCRおよびリアルタイム定量的PCRでは、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子を用いない場合のCt(Threshold Cycle)値を求め、当該Ct値から、本発明の一実施形態に係る方法により濃縮した場合のCt値を差し引いた差分を求めて、ウイルスの濃縮の程度を評価した。 In the real-time quantitative RT-PCR and the real-time quantitative PCR, a Ct (Threshold Cycle) value when no sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles are used is determined, and from the Ct value, a method according to an embodiment of the present invention is used. The difference obtained by subtracting the Ct value in the case of concentration was determined to evaluate the degree of virus concentration.
また、本発明は、以下(1)〜(4)の態様も包含する。 The present invention also includes the following aspects (1) to (4).
(1)炭化水素誘導鎖を備えたリンカー化合物の一端に存在するアミノ基にて還元末端を有する糖鎖と結合し、該リンカー化合物の他端に存在する硫黄原子が銀を表面構造として持つ磁性粒子と結合していることを特徴とする糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子。 (1) The amino group present at one end of a linker compound having a hydrocarbon-derived chain binds to a sugar chain having a reducing end, and the sulfur atom present at the other end of the linker compound has silver as a surface structure. Sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles, which are bound to particles.
(2)糖鎖がウイルス粒子表面のタンパク質に結合することによって、ウイルスを捕捉することを特徴とする(1)に記載の糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子。 (2) The sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles according to (1), wherein the sugar chain binds to a protein on the surface of the virus particle to capture the virus.
(3)(2)に記載の捕捉されたウイルスが、磁気分離によって濃縮することを特徴とする(1)に記載の糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子。 (3) The sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles according to (1), wherein the captured virus according to (2) is concentrated by magnetic separation.
(4)(1)に記載の糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子によって、捕捉、濃縮されたウイルスのRNAをリアルタイム定量的RT−PCRによって増幅させることを特徴とするウイルスの捕捉、濃縮、精製および検出する方法。 (4) Virus capture, concentration, purification, and virus amplification, wherein the RNA of the virus captured and concentrated by the sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles according to (1) is amplified by real-time quantitative RT-PCR. How to detect.
本発明について、実施例に基づいてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。実施例は、「糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子の調製」、「糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子の調製」、「糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子または糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子によるインフルエンザウイルスの捕捉と磁気分離による濃縮」、「糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子による豚唾液中の豚繁殖・呼吸障害症候群ウイルスの捕捉と磁気分離による濃縮」、「糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子−ウイルス結合体の破砕とリアルタイム定量的RT−PCRによるウイルス検出」、の6工程に分け説明する。 The present invention will be described more specifically based on examples, but the present invention is not limited thereto. Examples include “Preparation of sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles”, “Preparation of sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles”, “Influenza by sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles or sugar chain-immobilized magnetic gold-silver nanoparticles” Capture of virus and concentration by magnetic separation ”,“ Capture of pig reproductive and respiratory disorder syndrome virus in pig saliva by sugar-immobilized magnetic gold-silver nanoparticles and magnetic separation ”,“ Magnetic silver nanoparticles with sugar chain immobilized Crushing of virus conjugate and detection of virus by real-time quantitative RT-PCR ".
〔実施例1〕
[糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子の調製]
硝酸銀(17.0mg、0.1mmol、和光純薬工業)および1,2−ヘキサデカンジオール(260mg、1.0mmol、東京化成工業)を、オレイン酸(2.3ml、8.0mmol、アルドリッチ)、オレイルアミン(3.2ml、10.0mmol、東京化成工業)およびテトラエチレングリコール(10ml、東京化成工業)に溶解させた。
[Example 1]
[Preparation of sugar-immobilized magnetic silver nanoparticles]
Silver nitrate (17.0 mg, 0.1 mmol, Wako Pure Chemical Industries) and 1,2-hexadecanediol (260 mg, 1.0 mmol, Tokyo Chemical Industry) were converted into oleic acid (2.3 ml, 8.0 mmol, Aldrich), oleylamine (3.2 ml, 10.0 mmol, Tokyo Chemical Industry) and tetraethylene glycol (10 ml, Tokyo Chemical Industry).
得られた溶液を、アルゴン雰囲気下、マントルヒーターによって加熱しながら撹拌し、液温が170℃に達した後に、オレイルアミンとトルエンとの混合溶液(3.0ml、2:1)を加え、さらに250℃まで加熱した。上記混合溶液は、アセチルアセトン酸コバルト(II)(70.6mg、0.2mmol、アルドリッチ)およびアセチルアセトン酸鉄(III)(53.4 mg、0.2mmol、アルドリッチ)を含有する。 The obtained solution was stirred while being heated with a mantle heater under an argon atmosphere, and after the temperature of the solution reached 170 ° C., a mixed solution of oleylamine and toluene (3.0 ml, 2: 1) was added, and the solution was further heated for 250 minutes. Heated to ° C. The mixed solution contains cobalt (II) acetylacetonate (70.6 mg, 0.2 mmol, Aldrich) and iron (III) acetylacetonate (53.4 mg, 0.2 mmol, Aldrich).
次に、硝酸銀(17.0mg、0.1mmol)が溶解したオレイルアミンとトルエンとの混合溶液(2.0ml、1:1)を加えることによって、疎水性磁性銀ナノ粒子の合成を行った。 Next, hydrophobic magnetic silver nanoparticles were synthesized by adding a mixed solution (2.0 ml, 1: 1) of oleylamine and toluene in which silver nitrate (17.0 mg, 0.1 mmol) was dissolved.
得られた疎水性磁性銀ナノ粒子は、残存する有機物成分を除去するため、過剰のアセトンを加えた後に遠心分離(3,700g、5min)を2回行うことによって洗浄を行い、減圧濃縮によって有機溶媒を除去した。その後、得られた疎水性磁性銀ナノ粒子を、17.0 mg/mlとなるようにヘキサン溶液(200μl)に分散させた。 The obtained hydrophobic magnetic silver nanoparticles are washed by adding excess acetone and then centrifuging (3,700 g, 5 min) twice to remove the remaining organic components, and concentrating under reduced pressure. The solvent was removed. Thereafter, the obtained hydrophobic magnetic silver nanoparticles were dispersed in a hexane solution (200 μl) so as to have a concentration of 17.0 mg / ml.
上記ヘキサン溶液に分散させた疎水性磁性銀ナノ粒子は、2,3−シアリルラクトースを固定した糖鎖リガンド複合体、水素化ホウ素ナトリウム水溶液(それぞれ終濃度2.5mM、1.0ml)を10mMの水酸化ナトリウム水溶液でpH12に調製した水溶液に加え、超音波を照射した。 The hydrophobic magnetic silver nanoparticles dispersed in the hexane solution were prepared by adding a 2,3-sialyl lactose-immobilized sugar chain ligand complex and an aqueous sodium borohydride solution (final concentration 2.5 mM, 1.0 ml, respectively) to 10 mM. Ultrasonic waves were applied to an aqueous solution adjusted to pH 12 with an aqueous sodium hydroxide solution.
30分間超音波を照射しながら超純水を2.0ml加えた後、反応溶液を遠心分離(3,700g、5min)し、水層を限外濾過(3k、13,000g、15min、3回)に供して未反応の試薬、塩類等を除くことにより、2,3−シアリルラクトース固定化磁性銀ナノ粒子(2,3SL−MSNP)を合成した。 After adding 2.0 ml of ultrapure water while irradiating ultrasonic waves for 30 minutes, the reaction solution is centrifuged (3,700 g, 5 min), and the aqueous layer is subjected to ultrafiltration (3 k, 13,000 g, 15 min, 3 times) ) To remove unreacted reagents, salts, and the like, to synthesize 2,3-sialyl lactose-immobilized magnetic silver nanoparticles (2,3SL-MSNP).
なお、上記糖鎖リガンド複合体は、水・ジメチルアセトアミド・酢酸の混合溶媒中で、2、3−シアリルラクトースに対して、化学式(14)に示すリンカー化合物を1.5当量、還元剤であるシアノ水素化ホウ素ナトリウムを12当量添加し、40℃、暗所下で3日間還元アミノ化反応を行うことによって調製した。 The sugar chain ligand complex is a reducing agent in a mixed solvent of water, dimethylacetamide and acetic acid, with 1.5 equivalents of a linker compound represented by the chemical formula (14) with respect to 2,3-sialyl lactose. It was prepared by adding 12 equivalents of sodium cyanoborohydride and performing a reductive amination reaction at 40 ° C. in a dark place for 3 days.
図2は、2,3−シアリルラクトース固定化磁性銀ナノ粒子(2,3SL−MSNP)の透過型電子顕微鏡画像と、20個の粒子を透過型電子顕微鏡で観察して測定した平均粒子径(9.24nm)とを示す図である。 FIG. 2 is a transmission electron microscope image of 2,3-sialyl lactose-immobilized magnetic silver nanoparticles (2,3SL-MSNP), and an average particle diameter obtained by observing 20 particles with a transmission electron microscope ( 9.24 nm).
また、図3は、動的光散乱法で測定した、2,3SL−MSNPの粒径分布と平均粒子径(14.61nm±2.67nm)とを示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing the particle size distribution of 2,3SL-MSNP and the average particle size (14.61 nm ± 2.67 nm) measured by the dynamic light scattering method.
動的光散乱法で測定した2,3SL−MSNPの平均粒子径の分散度は30%未満である。当該分散度は、データは示さないが、特許文献1に記載されている糖鎖固定化金ナノ粒子および特許文献2に記載されている糖鎖固定化磁性金ナノ粒子よりも低い。つまり、2,3SL−MSNPは、従来の糖鎖固定化金ナノ粒子および糖鎖固定化磁性金ナノ粒子よりも粒子径が揃っており、製造後の粒子径および分散安定性が優れていると言える。 The degree of dispersion of the average particle diameter of 2,3SL-MSNP measured by the dynamic light scattering method is less than 30%. Although no data is shown, the degree of dispersion is lower than the sugar chain-immobilized gold nanoparticles described in Patent Document 1 and the sugar chain-immobilized magnetic gold nanoparticles described in Patent Document 2. That is, 2,3SL-MSNP has a more uniform particle diameter than conventional sugar chain-immobilized gold nanoparticles and sugar chain-immobilized magnetic gold nanoparticles, and has excellent particle diameter and dispersion stability after production. I can say.
図4は、2,3−シアリルラクトース固定化磁性銀ナノ粒子の紫外可視吸収スペクトルを示す図である。縦軸は吸光度を表し、横軸は波長を表している。 FIG. 4 is a diagram showing an ultraviolet-visible absorption spectrum of 2,3-sialyl lactose-immobilized magnetic silver nanoparticles. The vertical axis represents the absorbance, and the horizontal axis represents the wavelength.
[糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子によるインフルエンザウイルスの捕捉と磁気分離による濃縮]
糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子の中でも前述のように調製した2,3SL−MSNPを用いてウイルス粒子の捕捉を行った。A型鳥インフルエンザ(DUCK A/spot−billed duck/kagoshima/KU57/2015(H11N9))の培養上清をPBSで希釈したインフルエンザウイルス希釈液(500μl)に、2,3SL−MSNP溶液(10μl)を混合した。
[Capture of influenza virus by sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles and concentration by magnetic separation]
Virus particles were captured using the 2,3SL-MSNP prepared as described above among the magnetic silver nanoparticles having sugar chains immobilized thereon. A 2,3SL-MSNP solution (10 μl) was added to an influenza virus dilution (500 μl) obtained by diluting a culture supernatant of avian influenza A (DUCK A / spot-billed duck / kagoshima / KU57 / 2015 (H11N9)) with PBS. Mixed.
混合溶液を、第二磁性体が約10mg入っているエッペンドルフチューブへ移し、よく混合し、マグネットスタンド(TAKARA Magnetic Stand(6tubes))で1分間静置させ、磁気分離を行った。磁気分離後、混合溶液の上清を取り除き、2,3SL−MSNPとマグネットとによって磁気分離を行った沈殿物を回収した。上記第二磁性体としては、粒子径が20〜100μmであるマグネタイトを用いた。 The mixed solution was transferred to an Eppendorf tube containing about 10 mg of the second magnetic material, mixed well, and allowed to stand for 1 minute with a magnet stand (TAKARA Magnetic Stand (6 tubes)) to perform magnetic separation. After the magnetic separation, the supernatant of the mixed solution was removed, and the precipitate subjected to magnetic separation using a 2,3SL-MSNP and a magnet was collected. As the second magnetic material, magnetite having a particle size of 20 to 100 μm was used.
図5は、2,3−シアリルラクトース固定化磁性銀ナノ粒子が捕捉したウイルス粒子の透過型電子顕微鏡写真を示す図である。図5の右図は、図5の左図において枠囲みした部分の拡大図である。 FIG. 5 is a diagram showing a transmission electron micrograph of virus particles captured by magnetic silver nanoparticles immobilized on 2,3-sialyl lactose. The right diagram of FIG. 5 is an enlarged view of a portion surrounded by a frame in the left diagram of FIG.
[糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子−ウイルス結合体の破砕とリアルタイム定量的RT−PCRよるウイルス検出]
磁気分離によって得た沈殿物に、0.1%SDS溶液20μlを加えてウイルス粒子の破砕を行い、沈殿画分とした。また、対照として、糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子を用いなかったウイルス溶液と、磁気分離後の上清画分からも各10μlを採取し、0.1%SDS溶液10 μlを加えて、対照画分を調製した。
[Disruption of Sugar Chain-Immobilized Magnetic Silver Nanoparticle-Virus Conjugate and Virus Detection by Real-Time Quantitative RT-PCR]
To the precipitate obtained by the magnetic separation, 20 μl of a 0.1% SDS solution was added to crush the virus particles to obtain a precipitate fraction. As a control, 10 μl of each of the virus solution in which the sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles were not used and the supernatant fraction after the magnetic separation were collected, and 10 μl of a 0.1% SDS solution was added thereto. A minute was prepared.
沈殿画分および対照画分について、得られた溶液の各2μlを、PCR用試薬23μlに添加し、リアルタイム定量的RT−PCRに供した。試薬としては、One Step SYBR PrimeScript RT−PCR Kit II(タカラバイオ、製品コードRR086A)を使用した。 For the precipitated fraction and the control fraction, 2 μl of each of the obtained solutions was added to 23 μl of a reagent for PCR, and subjected to real-time quantitative RT-PCR. As a reagent, One Step SYBR PrimeScript RT-PCR Kit II (Takara Bio, product code RR086A) was used.
1反応あたりの試薬は、2×One Step SYBR RT−PCR Buffer4を12.5μl、PrimeScript 1step Enzyme Mix 2を1μl、PCR Forward Primer(10μM)を1μl、PCR Reverse Primer(10μM)を1μl、RNase Free 蒸留水を5.5μl、および、6.25%Tween20を2μl混合したものを使用した。 The reagents per reaction were 1 × 12.5 μl of 2 × One Step SYBR RT-PCR Buffer 4, 1 μl of PrimeScript 1step Enzyme Mix 2, 1 μl of PCR Forward Primer (10 μM), and 1 μl of PCR Reverse Primer (10 μM). A mixture of 5.5 μl of water and 2 μl of 6.25% Tween 20 was used.
リアルタイム定量的RT−PCR装置としては、Thermal Cycler Dice Real Time System II(タカラバイオ製)を用いた。 As a real-time quantitative RT-PCR device, Thermal Cycler Dice Real Time System II (manufactured by Takara Bio) was used.
プライマーとしては、インフルエンザのTypeA/M遺伝子検出用プライマーであるTypeA/MPgene(217−236)Forward GGACTGCAGCGTAGACGCTT(20bp、配列番号1)およびTypeA/MP gene(382−405)Reverse CATYCTGTTGTATATGAGGCCCAT(24bp、配列番号2)を用い、A型インフルエンザウイルスのRNAのMプロテイン領域188bpを増幅させた。 As primers, Type A / MPgene (217-236) Forward GGACTGCAGCGTAGGACGCTT (20 bp, SEQ ID NO: 1) which is a primer for detecting the influenza Type A / M gene and Type A / MP gene (382-405) Reverse CATYCTGTGATGATCATGTGATCATGTGATC ) Was used to amplify the 188 bp M protein region of the influenza A virus RNA.
RT−PCRの条件は、逆転写反応を45℃5分、初期熱変性処理を95℃10秒、PCRサイクルは95℃5秒、60℃30秒、を1サイクルとして設定し、45サイクル行った。 The conditions of RT-PCR were as follows: reverse transcription reaction was set at 45 ° C. for 5 minutes, initial thermal denaturation treatment was set at 95 ° C. for 10 seconds, and PCR cycle was set at 95 ° C. for 5 seconds and 60 ° C. for 30 seconds, and 45 cycles were performed. .
図6は、2,3−シアリルラクトース固定化磁性銀ナノ粒子によって捕捉したウイルスが有するRNAのリアルタイム定量的RT−PCRの増幅曲線を示す図である。表1には、沈殿画分および対照画分のCt値等を示す。図6および表1から、ウイルスを捕捉して磁気分離した沈殿画分のCt値(28.95)は、糖鎖固定化磁性銀ナノ粒子を用いなかったサンプルのCt値(31.8)よりも2.85サイクル早く、上清画分のCt値(33.43)よりも4.48サイクル早いことが確認された。 FIG. 6 is a diagram showing an amplification curve of real-time quantitative RT-PCR of RNA of a virus captured by 2,3-sialyl lactose-immobilized magnetic silver nanoparticles. Table 1 shows the Ct values and the like of the precipitate fraction and the control fraction. From FIG. 6 and Table 1, the Ct value (28.95) of the precipitate fraction obtained by capturing the virus and magnetically separating it is based on the Ct value (31.8) of the sample not using the sugar chain-immobilized magnetic silver nanoparticles. Was also confirmed to be 2.85 cycles earlier and 4.48 cycles earlier than the Ct value (33.43) of the supernatant fraction.
このことから、2,3SL−MSNPで磁気分離したウイルス溶液は、2,3SL−MSNPを用いなかったサンプル溶液および上清画分よりも、それぞれ7.21倍、22.31倍のウイルス濃度に調製できたことが示された。 From this, the virus solution magnetically separated with 2,3SL-MSNP has a virus concentration 7.21 times and 22.31 times that of the sample solution and the supernatant fraction without using 2,3SL-MSNP, respectively. It was shown that it could be prepared.
〔実施例2〕
[糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子の調製]
硝酸銀(17.0mg、0.1mmol、和光純薬工業)および1,2−ヘキサデカンジオール(260mg、1.0mmol、東京化成工業)を、オレイン酸(2.3ml、8.0mmol、アルドリッチ)、オレイルアミン(3.2ml、10.0mmol、東京化成工業)、テトラエチレングリコール(10ml、東京化成工業)に溶解させた。
[Example 2]
[Preparation of magnetic gold-silver nanoparticles immobilized on sugar chains]
Silver nitrate (17.0 mg, 0.1 mmol, Wako Pure Chemical Industries) and 1,2-hexadecanediol (260 mg, 1.0 mmol, Tokyo Chemical Industry) were converted into oleic acid (2.3 ml, 8.0 mmol, Aldrich), oleylamine (3.2 ml, 10.0 mmol, Tokyo Chemical Industry) and tetraethylene glycol (10 ml, Tokyo Chemical Industry).
得られた溶液を、アルゴン雰囲気下、マントルヒーターによって加熱しながら撹拌し、液温が170℃に達した後に、オレイルアミンとトルエンとの混合溶液(3.0ml、2:1)を加え、さらに250℃まで加熱した。上記混合溶液は、アセチルアセトン酸コバルト(II)(70.6 mg、0.2mmol、アルドリッチ)、アセチルアセトン酸鉄(III)(53.4 mg、0.2mmol、アルドリッチ)を含有する。 The obtained solution was stirred while being heated with a mantle heater under an argon atmosphere, and after the temperature of the solution reached 170 ° C., a mixed solution of oleylamine and toluene (3.0 ml, 2: 1) was added, and the solution was further heated for 250 minutes. Heated to ° C. The mixed solution contains cobalt (II) acetylacetonate (70.6 mg, 0.2 mmol, Aldrich) and iron (III) acetylacetonate (53.4 mg, 0.2 mmol, Aldrich).
次に、テトラクロロ金(III)酸ナトリウム二水和物(39.7mg、0.1mmol、ナカライテスク)が溶解したオレイルアミンとトルエンとの混合溶液(2.0ml、1:1)を加えることによって、金原子を含む疎水性磁性金銀ナノ粒子の合成を行った。 Next, a mixed solution (2.0 ml, 1: 1) of oleylamine and toluene in which sodium tetrachloroaurate (III) dihydrate (39.7 mg, 0.1 mmol, Nacalai Tesque) was dissolved was added. And hydrophobic magnetic gold-silver nanoparticles containing gold atoms were synthesized.
得られた疎水性磁性金銀ナノ粒子は、残存する有機物成分を除去するため、過剰のアセトンを加えた後に遠心分離(3,700g、5min)を2回行うことによって洗浄を行い、減圧濃縮によって有機溶媒を除去した。その後、得られた疎水性磁性金銀ナノ粒子を、20.4 mg/mlとなるようにヘキサン溶液(200μl)に分散させた。 The obtained hydrophobic magnetic gold / silver nanoparticles are washed by adding excess acetone and then centrifuging (3,700 g, 5 min) twice to remove the remaining organic components, and concentrating under reduced pressure. The solvent was removed. Thereafter, the obtained hydrophobic magnetic gold-silver nanoparticles were dispersed in a hexane solution (200 μl) to a concentration of 20.4 mg / ml.
上記ヘキサン溶液に分散させた、金原子を含む疎水性磁性金銀ナノ粒子は、DS25を固定した糖鎖リガンド複合体、水素化ホウ素ナトリウム水溶液(それぞれ終濃度2.5 mM、1.0ml)を10mMの水酸化ナトリウム水溶液でpH11に調製した水溶液に加え、超音波を照射した。 The hydrophobic magnetic gold-silver nanoparticles containing gold atoms dispersed in the hexane solution were prepared by mixing a sugar chain ligand complex having DS25 immobilized thereon and an aqueous sodium borohydride solution (final concentration 2.5 mM, 1.0 ml, respectively) at 10 mM. To an aqueous solution adjusted to pH 11 with an aqueous solution of sodium hydroxide, and irradiated with ultrasonic waves.
30分間超音波を照射しながら超純水を2.0ml加えた後、反応溶液を遠心分離(3,700g、5min)し、水層を限外濾過(3k、13,000g、15min、3回)に供して未反応の試薬、塩類等を除くことにより、DS25固定化磁性金銀ナノ粒子(DS25−MSGNP)を合成した。 After adding 2.0 ml of ultrapure water while irradiating ultrasonic waves for 30 minutes, the reaction solution is centrifuged (3,700 g, 5 min), and the aqueous layer is subjected to ultrafiltration (3 k, 13,000 g, 15 min, 3 times) ) To remove unreacted reagents, salts, etc., to synthesize DS25-immobilized magnetic gold-silver nanoparticles (DS25-MSGNP).
なお、上記糖鎖リガンド複合体は、水・メタノール・酢酸の混合溶媒中で、デキストラン硫酸ナトリウム塩(DS25・Na)に対して、化学式(14)に示すリンカー化合物を1.2当量、還元剤であるシアノ水素化ホウ素ナトリウムを10当量添加し、40℃、暗所下で2日間還元アミノ化反応を行うことによって調製した。 The sugar chain ligand complex was prepared by adding 1.2 equivalents of a linker compound represented by the chemical formula (14) to dextran sulfate sodium salt (DS25 · Na) in a mixed solvent of water, methanol, and acetic acid, Was added by adding 10 equivalents of sodium cyanoborohydride, and subjected to reductive amination reaction at 40 ° C. in a dark place for 2 days.
図7は、DS25固定化磁性金銀ナノ粒子の透過型電子顕微鏡画像と、20個の粒子を透過型電子顕微鏡で観察して測定した平均粒子径(13.11nm)とを示す図である。図7の中央の図は、図7の左図の拡大図である。 FIG. 7 is a diagram showing a transmission electron microscope image of DS25-immobilized magnetic gold-silver nanoparticles and an average particle diameter (13.11 nm) measured by observing 20 particles with a transmission electron microscope. The center diagram in FIG. 7 is an enlarged view of the left diagram in FIG.
また図8は、動的光散乱法で測定した、DS25固定化磁性金銀ナノ粒子の粒径分布と平均粒子径(27.56±7.65nm)とを示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing the particle size distribution of DS25-immobilized magnetic gold-silver nanoparticles and the average particle size (27.56 ± 7.65 nm) measured by the dynamic light scattering method.
図9は、DS25固定化磁性金銀ナノ粒子の紫外可視吸収スペクトルを示す。縦軸は吸光度を表し、横軸は波長を表している。 FIG. 9 shows an ultraviolet-visible absorption spectrum of the DS25-immobilized magnetic gold-silver nanoparticles. The vertical axis represents the absorbance, and the horizontal axis represents the wavelength.
[糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子によるインフルエンザウイルスの捕捉と磁気分離による濃縮]
糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子の中でも前述のように調製したDS25−MSGNPを用いてウイルス粒子の捕捉を行った。A型鳥インフルエンザ(DUCK A/spot−billed duck/kagoshima/KU57/2015(H11N9))の培養上清をPBSで希釈したインフルエンザウイルス希釈液(500μl)に、DS25−MSGNP溶液(10μl)を混合した。
[Capture of influenza virus by magnetic gold-silver nanoparticles immobilized on sugar chains and concentration by magnetic separation]
Virus particles were captured using DS25-MSGNP prepared as described above among the sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticles. A DS25-MSGNP solution (10 μl) was mixed with an influenza virus dilution (500 μl) obtained by diluting a culture supernatant of avian influenza A (DUCK A / spot-billed duck / kagoshima / KU57 / 2015 (H11N9)) with PBS. .
混合溶液をマグネットスタンド(TAKARA Magnetic Stand(6tubes))で23時間静置させ、磁気分離を行った。磁気分離後、混合溶液の上清を取り除き、DS25−MSGNPとマグネットとによって磁気分離を行った沈殿物を回収した。 The mixed solution was allowed to stand on a magnet stand (TAKARA Magnetic Stand (6 tubes)) for 23 hours to perform magnetic separation. After the magnetic separation, the supernatant of the mixed solution was removed, and the precipitate subjected to magnetic separation using DS25-MSGNP and a magnet was collected.
[糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子−ウイルス結合体の破砕とリアルタイム定量的RT−PCRよるウイルス検出]
磁気分離によって得た沈殿物に、0.1%SDS溶液10μlを加えてウイルス粒子の破砕を行い、沈殿画分とした。また、対照として、糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子を用いなかったウイルス溶液と、磁気分離後の上清画分からも各10 μlを採取し、0.1%SDS溶液10 μlを加えて、対照画分を調製した。
[Disruption of Sugar Chain-Immobilized Magnetic Gold / Silver Nanoparticle-Virus Conjugate and Virus Detection by Real-Time Quantitative RT-PCR]
To the precipitate obtained by the magnetic separation, 10 μl of a 0.1% SDS solution was added to crush the virus particles to obtain a precipitate fraction. As a control, 10 μl of each of the virus solution in which the sugar chain-immobilized magnetic gold-silver nanoparticles were not used and the supernatant fraction after magnetic separation were collected, and 10 μl of a 0.1% SDS solution was added. Fractions were prepared.
沈殿画分および対照画分について、得られた溶液の各2μlを、PCR用試薬23μlに添加し、リアルタイム定量的RT−PCRに供した。試薬としては、One Step SYBR PrimeScript RT−PCR Kit II(タカラバイオ、製品コードRR086A)を使用した。 For the precipitated fraction and the control fraction, 2 μl of each of the obtained solutions was added to 23 μl of a reagent for PCR, and subjected to real-time quantitative RT-PCR. As a reagent, One Step SYBR PrimeScript RT-PCR Kit II (Takara Bio, product code RR086A) was used.
1反応あたりの試薬は、2×One Step SYBR RT−PCR Buffer4を12.5μl、PrimeScript 1step Enzyme Mix2を1μl、PCR Forward Primer(10μM)を1μl、PCR Reverse Primer(10μM)を1μl、RNase Free蒸留水を5.5μl、および、6.25%Tween20を2 μl混合したものを使用した。 The reagents per reaction were 1 × 2 Step SYBR RT-PCR Buffer 4, 12.5 μl, PrimeScript 1 Step Enzyme Mix2, 1 μl, PCR Forward Primer (10 μM), 1 μl of PCR Reverse Primer, and 1 μm of PCR Reverse Primer. 5.5 μl and 6.25% Tween 20 mixed in 2 μl were used.
リアルタイム定量的RT−PCR装置としては、Thermal Cycler Dice Real Time System II(タカラバイオ製)を用いた。 As a real-time quantitative RT-PCR device, Thermal Cycler Dice Real Time System II (manufactured by Takara Bio) was used.
プライマーとしては、インフルエンザのTypeA/M遺伝子検出用プライマーであるTypeA/MPgene(217−236)Forward GGACTGCAGCGTAGACGCTT(20bp、配列番号1)およびTypeA/MP gene(382−405)Reverse CATYCTGTTGTATATGAGGCCCAT(24bp、配列番号2)を用い、A型インフルエンザウイルスのRNAのMプロテイン領域188bpを増幅させた。 As primers, Type A / MPgene (217-236) Forward GGACTGCAGCGTAGGACGCTT (20 bp, SEQ ID NO: 1) which is a primer for detecting the influenza Type A / M gene and Type A / MP gene (382-405) Reverse CATYCTGTGATGATCATGTGATCATGTGATC ) Was used to amplify the 188 bp M protein region of the influenza A virus RNA.
RT−PCRの条件は、逆転写反応を45℃5分、初期熱変性処理を95℃10秒、PCRサイクルは95℃5秒、60℃30秒、を1サイクルとして設定し、45サイクル行った。 The conditions of RT-PCR were as follows: reverse transcription reaction was set at 45 ° C. for 5 minutes, initial thermal denaturation treatment was set at 95 ° C. for 10 seconds, and PCR cycle was set at 95 ° C. for 5 seconds and 60 ° C. for 30 seconds, and 45 cycles were performed. .
RT−PCRから得られたRNA増幅曲線から、ウイルスを捕捉して磁気分離した沈殿画分のCt値とTm値を表2に示す。その結果、糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子(DS25−MSGNP)を用いた沈殿画分のCt値(26.17)は、糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子(DS25−MSGNP)を用いなかったサンプルのCt値(30.05)よりも、3.88サイクル早く、上清画分よりも4.52サイクル早いことが確認された。なお、プラスミドは目的遺伝子の陽性対照である。 Table 2 shows the Ct value and Tm value of the precipitate fraction magnetically separated by capturing the virus from the RNA amplification curve obtained by RT-PCR. As a result, the Ct value (26.17) of the precipitated fraction using the sugar chain-immobilized magnetic gold-silver nanoparticles (DS25-MSGNP) was the sample without the sugar chain-immobilized magnetic gold-silver nanoparticles (DS25-MSGNP). 3.88 cycles earlier than the Ct value of (30.05) and 4.52 cycles earlier than the supernatant fraction. The plasmid is a positive control for the target gene.
このことから、DS25−MSGNPで磁気分離したウイルス溶液は、DS25−MSGNPを用いなかったサンプル溶液および上清画分よりもそれぞれ14.72倍、22.94倍のウイルス濃度に調製できたことが示された。 This indicates that the virus solution magnetically separated with DS25-MSGNP could be adjusted to 14.72 times and 22.94 times the virus concentration of the sample solution and the supernatant fraction without DS25-MSGNP, respectively. Indicated.
〔実施例3〕
[糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子による口腔液中の豚繁殖・呼吸障害症候群ウイルス(PRRSV)の捕捉と磁気分離による濃縮]
実施例2で調製したDS25−MSGNPを用いてPRRSV粒子の捕捉を行った。臨床分離株のPRRSVを、子豚から単離した肺胞マクロファージ細胞を用いて培養し、その培養上精をPBS(1%PS入り)で300倍、1000倍、10000倍に希釈した。
[Example 3]
[Capture of Porcine Reproductive and Respiratory Disorder Syndrome Virus (PRRSV) in Oral Fluid by Sugar Chain-Immobilized Magnetic Gold / Silver Nanoparticles and Concentration by Magnetic Separation]
PRRSV particles were captured using DS25-MSGNP prepared in Example 2. PRRSV, a clinical isolate, was cultured using alveolar macrophage cells isolated from piglets, and the supernatant was diluted 300-fold, 1000-fold, and 10000-fold with PBS (containing 1% PS).
約60日齢の豚群(約80頭)からロープ法で採取した口腔液(唾液)を、PBS(1%PS入り)で倍に希釈し、さらに10% DTT(dithiothereitol)入りのPBS(1%PS入り)で倍に希釈した。 Oral fluid (saliva) collected by a rope method from a group of about 60 days old pigs (about 80) was diluted twice with PBS (containing 1% PS), and further diluted with PBS (1%) containing 10% DTT (dithiothereitol). % PS).
各々のウイルス希釈液と口腔液の希釈液とを300μLずつ混合し、遠心分離(10000G、30秒)して、固形物を省いた上清500μLを得た。これに、DS25−MSGNP溶液(10μl)を混合し、さらに第二磁性体を約10mg加えた後、数回のピペッティングによって混合し、混合溶液を得た。上記第二磁性体としては、シリカでコーティングした四酸化三鉄を用いた。上記第二磁性体の粒子径は10〜40μmであった、
次に、混合溶液をマグネットスタンド(TAKARA Magnetic Stand(6tubes))で5秒間静置させ、磁気分離を行った。磁気分離後、混合溶液の上清を取り除き、DS25−MSGNPとマグネットとによって磁気分離を行った沈殿物を回収した。
300 μL of each virus diluent and oral fluid diluent were mixed and centrifuged (10,000 G, 30 seconds) to obtain 500 μL of a supernatant from which solids were omitted. To this, a DS25-MSGNP solution (10 μl) was mixed, and about 10 mg of the second magnetic substance was further added, followed by mixing by pipetting several times to obtain a mixed solution. As the second magnetic material, triiron tetroxide coated with silica was used. The particle diameter of the second magnetic body was 10 to 40 μm,
Next, the mixed solution was allowed to stand for 5 seconds on a magnet stand (TAKARA Magnetic Stand (6 tubes)) to perform magnetic separation. After the magnetic separation, the supernatant of the mixed solution was removed, and the precipitate subjected to magnetic separation using DS25-MSGNP and a magnet was collected.
[糖鎖固定化磁性金銀ナノ粒子−ウイルス結合体の破砕とリアルタイム定量的RT−PCRよるウイルス検出]
磁気分離によって得た沈殿物に、0.1%SDS溶液10μlを加えてウイルス粒子の破砕を行い、沈殿画分とした。得られた溶液の各2μlを、PCR用試薬23μlに添加し、リアルタイム定量的RT−PCRに供した。試薬としては、One Step SYBR PrimeScript RT−PCR Kit II(タカラバイオ、製品コードRR086A)を使用した。
[Disruption of Sugar Chain-Immobilized Magnetic Gold / Silver Nanoparticle-Virus Conjugate and Virus Detection by Real-Time Quantitative RT-PCR]
To the precipitate obtained by the magnetic separation, 10 μl of a 0.1% SDS solution was added to crush the virus particles to obtain a precipitate fraction. Each 2 μl of the obtained solution was added to 23 μl of a reagent for PCR, and subjected to real-time quantitative RT-PCR. As a reagent, One Step SYBR PrimeScript RT-PCR Kit II (Takara Bio, product code RR086A) was used.
1反応あたりの試薬は、2×One Step SYBR RT−PCR Buffer4 を12.5μl、PrimeScript 1step Enzyme Mix2を1μl、PCR Forward Primer(10μM)を1μl、PCR Reverse Primer(10μM)を1μl、RNase Free蒸留水を5.5μl、6.25%Tween20を2μl混合したものを使用した。 Reagents per reaction were 12.5 μl of 2 × One Step SYBR RT-PCR Buffer 4, 1 μl of PrimeScript 1step Enzyme Mix2, 1 μl of PCR Forward Primer (10 μM), and 1 μl of PCR Reverse Primer with 1 μm of PCR Reverse Primer. Was mixed with 5.5 μl and 6.25% Tween 20 in 2 μl.
リアルタイム定量的RT−PCR装置としては、Thermal Cycler Dice Real Time System II(タカラバイオ製)を用いた。 As a real-time quantitative RT-PCR device, Thermal Cycler Dice Real Time System II (manufactured by Takara Bio) was used.
プライマーとしてはForward ATTCTGGCCCCTGCCCACCA(20bp、配列番号3)およびReverse TGCCACCCAACACGAGGC(18bp、配列番号4)を用い、PRSSVのRNAのMプロテインコード領域151bpを増幅させた。 As a primer, Forward ATTCTGGCCCCTGCCCACCA (20 bp, SEQ ID NO: 3) and Reverse TGCCACCCAACACGAGGGC (18 bp, SEQ ID NO: 4) were used to amplify the 151 bp M protein coding region of PRSSV RNA.
RT−PCRの条件は、逆転写反応を45℃5分、初期熱変性処理を95℃10秒、PCRサイクルは95℃5秒、60℃30秒、を1サイクルとして設定し、45サイクル行った。 The conditions of RT-PCR were as follows: reverse transcription reaction was set at 45 ° C. for 5 minutes, initial thermal denaturation treatment was set at 95 ° C. for 10 seconds, and PCR cycle was set at 95 ° C. for 5 seconds and 60 ° C. for 30 seconds, and 45 cycles were performed. .
RT−PCRから得られたcDNAの増幅曲線から、ウイルスを捕捉して磁気分離した沈殿画分のCt値とTm値を表3に示す。300倍希釈、1000倍希釈、10000倍希釈したPRRSVと口腔液とから濃縮精製したウイルス量の差は、PCRのサイクル数の差として現れることから、300倍希釈の溶液と1000倍希釈の溶液とのCt値の差は2.3であり、ウイルス量としては4.9倍の差となった。また、1000倍希釈の溶液と10000倍希釈の溶液とのCt値の差は3.22であり、ウイルス量としては9.3倍の差となった。 Table 3 shows the Ct value and Tm value of the precipitate fraction magnetically separated by capturing the virus from the amplification curve of the cDNA obtained by RT-PCR. Since the difference in the amount of virus concentrated and purified from PRRSV and oral fluid diluted 300-fold, 1000-fold, and 10,000-fold appears as a difference in the number of PCR cycles, the difference between the 300-fold diluted solution and the 1000-fold diluted solution The difference between the Ct values was 2.3 and the virus load was 4.9-fold. In addition, the difference in Ct value between the 1000-fold diluted solution and the 10,000-fold diluted solution was 3.22, and the virus load was 9.3-fold.
単純には、300倍希釈の溶液と1000倍希釈の溶液とのウイルス量の差は3.3倍であり、1000倍希釈の溶液と10000倍希釈の溶液とのウイルス量の差は10倍である。よって、DS25−MSGNPを用いた磁気分離によるウイルス濃縮は、口腔液を含んだ溶液からでも効率よくなされたことが示唆された。 Simply, the difference in the amount of virus between the 300 times diluted solution and the 1000 times diluted solution is 3.3 times, and the difference in the virus amount between the 1000 times diluted solution and the 10,000 times diluted solution is 10 times. is there. Therefore, it was suggested that virus concentration by magnetic separation using DS25-MSGNP was efficiently performed even from a solution containing oral fluid.
医療機関や農場、畜産場では、想定外のウイルス性疾患の発生が起こりうるが、甚大な被害を防ぐためには微量なウイルスを検出し、未然に流行を防ぐことが求められている。一方で、全ての機関には微量ウイルスを濃縮するための大型機器である超遠心分離機があるわけではなく、従来の検出キットやPCR法では、体液から希薄なウイルスを検出することが困難である。 At medical institutions, farms, and livestock farms, unexpected viral diseases can occur. However, in order to prevent enormous damage, it is required to detect a trace amount of virus and prevent epidemics. On the other hand, not all institutions have ultracentrifuges, which are large devices for concentrating trace viruses, and it is difficult to detect dilute viruses from body fluids using conventional detection kits and PCR methods. is there.
本発明は、糖鎖とウイルスとの結合性を利用し、第二磁性体を併用することで希薄なウイルス溶液からウイルス粒子を捕捉し、効率良く濃縮出来たことから、動植物のウイルス感染に対する高感度検査に利用可能で、畜産、バイオ、医薬品産業での経済的被害を未然に防ぐことが可能である。 The present invention utilizes the binding property between a sugar chain and a virus and captures virus particles from a dilute virus solution by using a second magnetic substance in combination, thereby efficiently concentrating the virus particles. It can be used for sensitivity tests and can prevent economic damage in the livestock, bio and pharmaceutical industries.
Claims (6)
上記アミノ基が上記糖鎖の還元末端と結合し、上記硫黄原子が上記磁性ナノ粒子と結合しており、
上記磁性ナノ粒子は、金および/または銀を含有し、さらに、
上記磁性ナノ粒子は、表面が、金および/または銀によって被覆されていることを特徴とする、糖鎖固定化磁性金属ナノ粒子。 With an amino group at one end of a hydrocarbon chain or a hydrocarbon derived chain that is a main chain, a linker compound having a sulfur atom at the other end, a sugar chain, and a magnetic nanoparticle,
The amino group is bonded to the reducing end of the sugar chain, the sulfur atom is bonded to the magnetic nanoparticle,
The magnetic nanoparticles contain gold and / or silver, and
A sugar chain-immobilized magnetic metal nanoparticle, wherein the surface of the magnetic nanoparticle is coated with gold and / or silver.
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