ウイルスの高感度検出のための糖鎖固定化ポリマー粒子の合成

用于高灵敏病毒检测的聚糖固定聚合物颗粒的合成

基本信息

批准号：
21K04764
负责人：
山内紀子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ウイルス感染症の流行を抑制するためには、体内のウイルス量が少ない感染初期段階において、ウイルスを高感度に検出するための濃縮技術が求められている。迅速かつ簡便なウイルス濃縮法として、外部磁場に応答する磁性粒子の利用が挙げられる。R4年度は、磁性粒子として磁気特性に優れ、合成が簡便なFe3O4粒子を用い、その表面にウイルスを特異的に認識する糖鎖を固定化する手法を検討した。ここで、Fe3O4粒子表面に糖鎖を固定化する足場としては、疎水性ポリマーであるポリメタクリル酸メチル（PMMA）からなるシェルを選択し、疎水基が結合した糖鎖分子とPMMAシェル間の疎水性相互作用による固定化を狙った。はじめに、単糖であるグルコースに疎水基が結合した構造をもつn-オクチル-β-D-グルコピラノシドを重合過程に添加することで、PMMAシェル成長と共に疎水基部分がPMMA内部へ自発的に埋め込まれる形でのグルコース固定化を企図した。さらに、ヒト型インフルエンザウイルスおよびSARS-CoV-2を特異的に認識するα-2,6結合型シアロ糖鎖を含む疎水化ポリペプチドを、PMMAシェル形成後のFe3O4粒子と水溶媒中で混合することで、粒子表面へのシアロ糖鎖の固定化を試みた。生成粒子表面へのグルコースおよびシアロ糖鎖の固定化は、それぞれの糖に特異吸着するタンパク質（レクチン）を用いて行った。さらに、粒子が磁石で回収される様子を追跡できるようにするため、PMMAシェルに蛍光色素を内包することも検討した。

为了抑制病毒感染的传播，需要一种能够在感染早期、体内病毒量较低时以高灵敏度检测病毒的浓缩技术。一种快速、简单的病毒浓缩方法包括使用响应外部磁场的磁性颗粒。 R4年，我们使用磁性优异且易于合成的Fe3O4颗粒作为磁性颗粒，研究了将特异性识别病毒的糖链固定在其表面的方法。这里，选择由疏水性聚合物聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）制成的壳作为Fe3O4颗粒表面固定糖链的支架，并选择带有疏水基团的糖链分子与PMMA壳之间的疏水键目的是通过性互动来解决这个问题。首先，通过在聚合过程中添加正辛基-β-D-吡喃葡萄糖苷（其具有疏水基团与单糖葡萄糖键合的结构），随着PMMA壳的生长，疏水基团部分自发地嵌入PMMA内部。目的是以葡萄糖的形式固定葡萄糖此外，在水性溶剂中形成 PMMA 壳后，将含有 α-2,6 连接的唾液酸聚糖的疏水化多肽与 Fe3O4 颗粒混合，该多肽可特异性识别人流感病毒和 SARS-CoV-2。将唾液酸聚糖固定在颗粒表面。使用特异性吸附各自糖的蛋白质（凝集素）将葡萄糖和唾液酸聚糖固定在所产生的颗粒的表面上。他们还考虑将荧光染料封装在 PMMA 外壳中，以便能够在颗粒被磁铁收集时对其进行追踪。