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公開番号2025088038
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023202466
出願日2023-11-30
発明の名称ナノポアデバイスを用いたウイルス由来のカプシドに含まれる核酸のサイズに関連する情報の取得方法、当該取得方法に用いられるナノポアデバイスおよび取得装置
出願人国立大学法人大阪大学,国立大学法人東京大学,国立大学法人東海国立大学機構,国立研究開発法人産業技術総合研究所
代理人個人
主分類G01N 27/00 20060101AFI20250604BHJP(測定;試験)
要約【課題】ナノポアデバイスを用いたウイルス由来のカプシドに含まれる核酸のサイズに関連する情報の取得方法等を提供する。
【解決手段】ナノポアデバイスは、第1面および第2面を有する基板と、前記第1面から前記第2面に向けて貫通し、前記カプシドが通過するナノポアと、第1チャンバー部材と、第2チャンバー部材と、を含み、前記第1チャンバー部材は、前記第1面の少なくとも前記ナノポアの第1開口を含む面とで第1電解液を充填する第1チャンバーを形成し、前記第2チャンバー部材は、前記第2面の少なくとも前記ナノポアの第2開口を含む面とで第2電解液を充填する第2チャンバーを形成し、取得方法は、前記第1電解液または前記第2電解液に含まれる前記カプシドが、前記ナノポアを通過するカプシド通過工程と、前記カプシドが前記ナノポアを通過する時のイオン電流の変化を測定するイオン電流測定工程と、を含む。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
ナノポアデバイスを用いたウイルス由来のカプシドに含まれる核酸のサイズに関連する情報の取得方法であって、
前記ナノポアデバイスは、
第１面および第２面を有する基板と、
前記第１面から前記第２面に向けて貫通し、前記カプシドが通過するナノポアと、
第１チャンバー部材と、
第２チャンバー部材と、
を含み、
前記第１チャンバー部材は、前記第１面の少なくとも前記ナノポアの第１開口を含む面とで第１電解液を充填する第１チャンバーを形成し、
前記第２チャンバー部材は、前記第２面の少なくとも前記ナノポアの第２開口を含む面とで第２電解液を充填する第２チャンバーを形成し、
前記取得方法は、
前記第１電解液または前記第２電解液に含まれる前記カプシドが、前記ナノポアを通過するカプシド通過工程と、
前記カプシドが前記ナノポアを通過する時のイオン電流の変化を測定するイオン電流測定工程と、
を含み、
前記カプシド通過工程は、
前記第１チャンバーに充填した前記第１電解液および前記第２チャンバーに充填した前記第２電解液に電圧を印加することで、
前記第１チャンバーに含まれる前記カプシドを前記第２チャンバー方向に前記ナノポアを通過、または、前記第２チャンバーに含まれる前記カプシドを前記第１チャンバー方向に前記ナノポアを通過させる
取得方法。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記カプシドが、内包する核酸サイズが大きくなるほど、サイズが大きくなる
請求項１に記載の取得方法。
【請求項３】
前記測定工程に続き解析工程を含み、
前記解析工程は、前記測定工程で測定したイオン電流の変化量に基づき、前記カプシドに内包すべき核酸の有無を解析する
請求項２に記載の取得方法。
【請求項４】
前記測定工程に続き解析工程を含み、
前記解析工程は、前記測定工程で測定したイオン電流の変化量に基づき、前記カプシドに内包されている核酸のサイズを算出する
請求項２に記載の取得方法。
【請求項５】
前記基板の厚さが、前記カプシドのサイズより大きい
請求項１～４のいずれか一項に記載の取得方法。
【請求項６】
前記ナノポアのサイズが、前記カプシドの平均粒子径の１．２倍以上である
請求項１～４のいずれか一項に記載の取得方法。
【請求項７】
前記第１電解液および／または前記第２電解液には、水より粘度が大きい物質が添加されている
請求項１～４のいずれか一項に記載の取得方法。
【請求項８】
ウイルス由来のカプシドに含まれる核酸のサイズに関連する情報の取得装置に用いられるナノポアデバイスであって、
該ナノポアデバイスは、
第１面および第２面を有する基板と、
前記第１面から前記第２面に向けて貫通し、前記カプシドが通過するナノポアと、
第１チャンバー部材と、
第２チャンバー部材と、
を含み、
前記第１チャンバー部材は、前記第１面の少なくとも前記ナノポアの第１開口を含む面とで第１電解液を充填する第１チャンバーを形成し、
前記第２チャンバー部材は、前記第２面の少なくとも前記ナノポアの第２開口を含む面とで第２電解液を充填する第２チャンバーを形成し、
前記基板の厚さが、前記カプシドのサイズより大きい
ナノポアデバイス。
【請求項９】
前記ナノポアのサイズが、前記カプシドの平均粒子径の１．２倍以上である
請求項８に記載のナノポアデバイス。
【請求項１０】
ウイルス由来のカプシドに含まれる核酸のサイズに関連する情報の取得装置であって、
該取得装置は、
ナノポアデバイスと、
測定部と、
解析部と、
を含み、
前記ナノポアデバイスは、
第１面および第２面を有する基板と、
前記第１面から前記第２面に向けて貫通し、前記カプシドが通過するナノポアと、
第１チャンバー部材と、
第２チャンバー部材と、
を含み、
前記第１チャンバー部材は、前記第１面の少なくとも前記ナノポアの第１開口を含む面とで第１電解液を充填する第１チャンバーを形成し、
前記第２チャンバー部材は、前記第２面の少なくとも前記ナノポアの第２開口を含む面とで第２電解液を充填する第２チャンバーを形成し、
前記測定部は、前記カプシドが前記ナノポアを通過する時のイオン電流の変化を測定し、
前記解析部は、前記測定部で測定したイオン電流の変化量に基づき、
前記カプシドに内包すべき核酸の有無を解析する、および／または、
前記カプシドに内包されている核酸のサイズを算出する
取得装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本出願における開示は、ナノポアデバイスを用いたウイルス由来のカプシドに含まれる核酸のサイズに関連する情報の取得方法、ウイルス由来のカプシドに含まれる核酸のサイズに関連する情報の取得装置および該取得装置に用いられるナノポアデバイスに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
遺伝子の異常により機能不全に陥っている細胞の欠陥を修復・修正することで病気を治療する遺伝子治療が知られている。遺伝子治療の一例として、治療用の遺伝子を組み込んだレトロウイルス等をベクターとして用い、機能不全に陥っている細胞に侵入させる方法が知られている。この方法では、ベクターであるレトロウイルスに治療用の遺伝子を人為的に組み込むことから、実際に治療に使用する際には品質管理が必要である。
【０００３】
ところで、基板にナノポア（基板を貫通する貫通孔）を形成し、サンプルがナノポアを通過する際のイオン電流の変化を測定するデバイスは、細菌、ＤＮＡ、タンパク質等のセンシングに幅広く応用可能なデバイスとして注目されている。
【０００４】
関連する技術としては、例えば、基板に形成したナノポアをエクソソームが通過する際のイオン電流の変化を測定することで、エクソソームの形状分布を解析すること（特許文献１参照）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１７－１５６１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載のように、ナノポアデバイスを用いることで、エクソソーム等の微小サンプルの形状等を測定することは知られている。しかしながら、治療用遺伝子を組み込んだウイルスベクターの品質管理との観点で、ナノポアデバイスを用いる方法は知られていない。
【０００７】
本発明者らは鋭意研究の結果、（１）ウイルス由来のカプシドは、内包する核酸のサイズが大きくなるほど、カプシド自体のサイズが大きくなること、（２）ナノポアデバイスを用いることで、カプシドの微小なサイズの違いをイオン電流の変化量として測定できること、（３）治療用の核酸を組み込んだウイルス由来のカプシド（以下、治療用の核酸を組み込んだカプシドを「ウイルス製剤」と記載することがある。）のイオン電流の変化量には、カプシドに組み込んだ核酸のサイズ情報が反映されていること、を新たに見出した。
【０００８】
すなわち、本出願における開示は、ナノポアデバイスを用いたウイルス由来のカプシドに含まれる核酸のサイズに関連する情報の取得方法、当該取得方法に用いられるナノポアデバイスおよび取得装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本出願における開示は、以下に示す、ナノポアデバイスを用いたウイルス由来のカプシドに含まれる核酸のサイズに関連する情報の取得方法、当該取得方法に用いられるナノポアデバイスおよび取得装置を提供することである。
【００１０】
（１）ナノポアデバイスを用いたウイルス由来のカプシドに含まれる核酸のサイズに関連する情報の取得方法であって、
前記ナノポアデバイスは、
第１面および第２面を有する基板と、
前記第１面から前記第２面に向けて貫通し、前記カプシドが通過するナノポアと、
第１チャンバー部材と、
第２チャンバー部材と、
を含み、
前記第１チャンバー部材は、前記第１面の少なくとも前記ナノポアの第１開口を含む面とで第１電解液を充填する第１チャンバーを形成し、
前記第２チャンバー部材は、前記第２面の少なくとも前記ナノポアの第２開口を含む面とで第２電解液を充填する第２チャンバーを形成し、
前記取得方法は、
前記第１電解液または前記第２電解液に含まれる前記カプシドが、前記ナノポアを通過するカプシド通過工程と、
前記カプシドが前記ナノポアを通過する時のイオン電流の変化を測定するイオン電流測定工程と、
を含み、
前記カプシド通過工程は、
前記第１チャンバーに充填した前記第１電解液および前記第２チャンバーに充填した前記第２電解液に電圧を印加することで、
前記第１チャンバーに含まれる前記カプシドを前記第２チャンバー方向に前記ナノポアを通過、または、前記第２チャンバーに含まれる前記カプシドを前記第１チャンバー方向に前記ナノポアを通過させる
取得方法。
（２）前記カプシドが、内包する核酸サイズが大きくなるほど、サイズが大きくなる
上記（１）に記載の取得方法。
（３）前記測定工程に続き解析工程を含み、
前記解析工程は、前記測定工程で測定したイオン電流の変化量に基づき、前記カプシドに内包すべき核酸の有無を解析する
上記（２）に記載の取得方法。
（４）前記測定工程に続き解析工程を含み、
前記解析工程は、前記測定工程で測定したイオン電流の変化量に基づき、前記カプシドに内包されている核酸のサイズを算出する
上記（２）に記載の取得方法。
（５）前記基板の厚さが、前記カプシドのサイズより大きい
上記（１）～（４）のいずれか一つに記載の取得方法。
（６）前記ナノポアのサイズが、前記カプシドの平均粒子径の１．２倍以上である
上記（１）～（４）のいずれか一つに記載の取得方法。
（７）前記第１電解液および／または前記第２電解液には、水より粘度が大きい物質が添加されている
上記（１）～（４）のいずれか一つに記載の取得方法。
（８）ウイルス由来のカプシドに含まれる核酸のサイズに関連する情報の取得装置に用いられるナノポアデバイスであって、
該ナノポアデバイスは、
第１面および第２面を有する基板と、
前記第１面から前記第２面に向けて貫通し、前記カプシドが通過するナノポアと、
第１チャンバー部材と、
第２チャンバー部材と、
を含み、
前記第１チャンバー部材は、前記第１面の少なくとも前記ナノポアの第１開口を含む面とで第１電解液を充填する第１チャンバーを形成し、
前記第２チャンバー部材は、前記第２面の少なくとも前記ナノポアの第２開口を含む面とで第２電解液を充填する第２チャンバーを形成し、
前記基板の厚さが、前記カプシドのサイズより大きい
ナノポアデバイス。
（９）前記ナノポアのサイズが、前記カプシドの平均粒子径の１．２倍以上である
上記（８）に記載のナノポアデバイス。
（１０）ウイルス由来のカプシドに含まれる核酸のサイズに関連する情報の取得装置であって、
該取得装置は、
ナノポアデバイスと、
測定部と、
解析部と、
を含み、
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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