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特許6475673ＰＴＦＥ様のアルミニウム・コート・ガラススライド上のグリカンアレイおよび関連する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6475673
(24)【登録日】2019年2月8日
(45)【発行日】2019年2月27日
(54)【発明の名称】ＰＴＦＥ様のアルミニウム・コート・ガラススライド上のグリカンアレイおよび関連する方法
(51)【国際特許分類】
G01N 33/53 20060101AFI20190218BHJP
G01N 37/00 20060101ALI20190218BHJP
G01N 33/553 20060101ALI20190218BHJP
G01N 33/543 20060101ALI20190218BHJP
【ＦＩ】
G01N33/53 S
G01N37/00 102
G01N33/553
G01N33/543 525C
G01N33/543 525G
G01N33/543 575
G01N33/53 D
【請求項の数】23
【外国語出願】
【全頁数】50
(21)【出願番号】特願2016-169045(P2016-169045)
(22)【出願日】2016年8月31日
(62)【分割の表示】特願2015-23510(P2015-23510)の分割
【原出願日】2009年7月15日
(65)【公開番号】特開2017-21039(P2017-21039A)
(43)【公開日】2017年1月26日
【審査請求日】2016年9月29日
(31)【優先権主張番号】61/080,931
(32)【優先日】2008年7月15日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/107,624
(32)【優先日】2008年10月22日
(33)【優先権主張国】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】596118493
【氏名又は名称】アカデミア シニカ
【氏名又は名称原語表記】ＡＣＡＤＥＭＩＡ ＳＩＮＩＣＡ
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100156122
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 剛
(72)【発明者】
【氏名】チー−ヒュエイ・ワン
(72)【発明者】
【氏名】ウー・チャン−イー
(72)【発明者】
【氏名】ツェン・スーザン・ワイ
【審査官】
西浦 昌哉
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許出願公開第２００８／０１４５８３８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特開２００２−３７１０８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−０２５９８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００８−５０４５３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−１１２９８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００９−５２２５４７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０１Ｎ ３３／４８−３３／９８
Ｇ０１Ｎ ３７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属酸化物でコートされた固体基材の上に炭水化物が固定化された炭水化物のアレイを含むスライドであって、前記アレイが金属酸化物でコートされた固体基材の表面上の別々の位置に固定化された複数の炭水化物を含み、前記炭水化物がホスホン酸官能基によって修飾され、前記ホスホン酸官能基が、前記金属酸化物でコートされた固体基材上の表面への共有結合を形成している、スライド。
【請求項2】
前記金属酸化物でコートされた固体基材が電場について伝導性または半導性である、請求項１に記載のスライド。
【請求項3】
前記金属酸化物でコートされた固体基材がガラスである、請求項１に記載のスライド。
【請求項4】
前記炭水化物がグリカンである、請求項１に記載のスライド。
【請求項5】
前記グリカンが多糖類、オリゴ糖、複合糖質の炭水化物部分、セロビオース、セロトリオース、セロテトラオース、ＧｌｏｂｏＨ、またはＧｂ５である、請求項４に記載のスライド。
【請求項6】
前記金属酸化物が酸化アルミニウムであって、前記ホスホン酸官能基によって修飾された炭水化物が、前記酸化アルミニウムコート固体基材の表面上でのホスホン酸基と酸化アルミニウムとの間の共有結合によって、前記基材の表面上に固定化されている、請求項１に記載のスライド。
【請求項7】
前記炭水化物に結合したタンパク質をさらに含む、請求項１に記載のスライド。
【請求項8】
前記タンパク質がレクチンまたは抗体である、請求項７に記載のスライド。
【請求項9】
前記タンパク質が検出可能な標識で標識されている、請求項７に記載のスライド。
【請求項10】
前記標識が蛍光染料を含む、請求項９に記載のスライド。
【請求項11】
前記蛍光染料がアミン反応性染料を含む、請求項１０に記載のスライド。
【請求項12】
前記金属酸化物が、自然酸化アルミニウムまたはアノード酸化された酸化アルミニウムである、請求項１〜１１いずれかに記載のスライド。
【請求項13】
前記金属酸化物コートの厚さが５ｎｍ以下である、請求項１〜１２いずれかに記載のスライド。
【請求項14】
炭水化物と前記炭水化物を特異的に結合する可能性がある分子との間の結合反応を分析するための方法であって：
（ａ）請求項１に記載の炭水化物のアレイを含むスライドを提供するステップと；
（ｂ）前記アレイを、前記アレイ表面上に固定化された前記複数の炭水化物の１つ以上に結合する可能性がある１個以上の分子と接触させるステップと；
（ｃ）前記アレイ表面上の１つ以上の別々の位置での結合反応の存在または非存在を同定するステップと；
を含む、方法。
（ａ）請求項１に記載の炭水化物のアレイを含むスライドを提供するステップと；
（ｂ）前記アレイを、前記アレイ表面上に固定化された前記複数の炭水化物の１つ以上に結合する可能性がある１個以上の分子と接触させるステップと；
（ｃ）前記アレイ表面上の１つ以上の別々の位置での結合反応の存在または非存在を同定するステップと；
を含む、方法。
【請求項15】
前記炭水化物を特異的に結合する可能性がある分子が、検出可能な標識によって標識されたタンパク質である、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記タンパク質標識が蛍光染料を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記蛍光染料がアミン反応性シアニン染料を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
分子の前記アレイ上の炭水化物への前記結合が、癌転移を表す、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記炭水化物が多糖類、オリゴ糖、複合糖質の炭水化物部分、セロビオース、セロトリオース、セロテトラオース、ＧｌｏｂｏＨ、またはＧｂ５である、請求項１４に記載の方法。
【請求項20】
金属酸化物でコートされた固体基材の上に炭水化物が固定化された炭水化物のアレイを含むスライドを製造するための方法であって：
金属酸化物でコートされた固体基材の表面上の別々の位置に複数の炭水化物をホスホン酸官能基で固定化するステップを含み、
前記炭水化物が共有結合によって固定化され、
前記基材が電場について伝導性または半導性である、方法。
金属酸化物でコートされた固体基材の表面上の別々の位置に複数の炭水化物をホスホン酸官能基で固定化するステップを含み、
前記炭水化物が共有結合によって固定化され、
前記基材が電場について伝導性または半導性である、方法。
【請求項21】
前記アレイを炭水化物−結合タンパク質と接触させることによって、前記アレイに対して炭水化物結合アッセイを実行するステップをさらに含み、前記アレイ上の１つ以上の別々の位置における特異的結合の検出によって、前記アレイが前記炭水化物と前記炭水化物を特異的に結合する可能性がある分子との間の結合反応の分析を実行するのに好適であることが示される、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記炭水化物が糖、糖タンパク質、糖脂質、またはマンノースから選択され、それぞれ内部または非還元性末端アルファ−マンノシル基を含み、前記炭水化物を特異的に結合する可能性がある分子がコンカナバリンＡである、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記金属酸化物が、自然酸化アルミニウムまたはアノード酸化された酸化アルミニウムである、請求項２０〜２２いずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願この出願は、２００８年７月１５日に出願された米国仮出願第６１／０８０，９３１号および２００８年１０月２２日に出願された米国仮出願第６１／１０７，６２４号（これらの内容は、その全体が参考として本明細書に援用される）の利益およびそれへの優先権を主張する。
【背景技術】
【0002】
ポリフルオロホスホン化アルミニウム・コート・ガラススライドを含む、新規アルミニウム・コート・ガラススライド上のグリカンアレイによって、マトリクスを用いない質量分析法による特徴づけ、糖タンパク質結合の蛍光評価、ならびに効率および特異性が異なる酵素の同定および研究が可能となる。
【0003】
ＳＷＩＳＳ−ＰＲＯＴタンパク質データベースに基づいて、ヒトタンパク質の５０％超がグリコシル化されることが予測される。炭水化物はしばしば、糖タンパク質または糖脂質コンジュゲートとして細胞表面上に存在して、多くの生物学的認識プロセス、たとえばタンパク質折り畳み、分泌および安定化、ウイルスおよび細菌感染、癌転移、炎症反応、先天および適応免疫、ならびに多くの他の受容体媒介シグナル伝達プロセスにおいて、重要な構造的および機能的役割を果たす。さらに、生物活性にグリコシル化が必要である多くの例が存在する。その上、固着植物などの多くの生物は、有害な外因性生体異物を解毒する特異的グリコシル化機構を進化させてきた。
【0004】
炭水化物の生物学的重要性の認識が高まっているにもかかわらず、炭水化物−タンパク質相互作用の研究は、炭水化物の複雑な構造および困難な合成ならびにグリカン結合タンパク質（ＧＢＰ）とのその相互作用の低い親和性のために、なお多くの困難に直面している。通例、炭水化物−タンパク質相互作用の単量体解離定数（ＫＤ）は、ミリモルの範囲にある；それゆえ炭水化物に媒介された生物学的反応は、高い親和性および特異性を達成するために、細胞表面での多価相互作用を介することが多い。
【0005】
細胞生物学における主な課題は、多くの生物学的プロセスに関与する、オリゴ糖とタンパク質との相互作用を定義することである。しかし純粋なオリゴ糖を得ることは困難であり、各種の受容体によって認識される炭水化物の同定および結合の研究のための高感受性および高スループットの方法を開発する必要がある。
【0006】
炭水化物マイクロアレイは、糖鎖生物学の研究および流行病の高スループットバイオアッセイのための強力なツールである。この技術の根本的な問題は、表面に共有結合されているオリゴ糖の特徴づけおよび定量をどのように行うかということである。表面への糖の効果的な固定化は、糖タンパク質結合を評価するときの連続的な基材洗浄に耐えるために不可欠である。質量分析法（ＭＳ）は、多孔性ガラススライドに固定化した糖の高スループット特徴づけに有用な分析方法であることが報告されてきた。
【0007】
グリカンアレイ用に多様な基材が市販されているが、これらの基材は直接質量分光分析には好適でない。これらの基材は、アミン、カルボキシラート、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）、アビジン、エポキシ、アルデヒド、キレート化ニッケル基などでコートしたガラスおよびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む。実際に、ＮＨＳ官能化ガラススライドは、グリカンアレイの作製に一般に使用される。代表的な例はガラススライドの表面上に固定化された糖抗原の例であり、その後、糖結合モノクローナル抗体および蛍光タグ化２次抗体をタンパク質−炭水化物相互作用の研究のためにインキュベートした。これらのガラススライドは、有効であるが、結合した糖の質量分析法による特徴づけに使用するには理想的ではない。
【0008】
マトリクス支援レーザ脱離イオン化飛行時間（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ）ＭＳ用に選択される基材は、高真空下で均一な電場が生成できるように、伝導性または半導性であるべきである。標準ステンレス鋼板は通常、被検体を装填するための選択肢である。
【0009】
ＭＡＬＤＩ ＭＳでは、パルス・レーザ・ビームのエネルギーをマトリクス（混和性有機化学薬品）が吸収して、試料の断片化を防止する。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳは、高分子量生体分子を分析するための優れたツールである。しかし有機マトリクス中の化学薬品は、低分子量オリゴ糖（通例２０００Ｄａ未満）を妨害する；それゆえ、マトリクス化学薬品を添加せずにＭＳによって生体分子を分析するための基材として、多孔性ケイ素を選択した。ケイ素上での脱離イオン化（ＤＩＯＳ）ＭＳでは、比較的低分子量の生体分子は、ＭＳからの偽親ピークのｍ／ｚ比に基づいて同定された。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示の特徴により、アルミニウムコート透明固体基材またはＰＴＦＥ様アルミニウムコート透明固体基材の上に固定化された炭水化物のアレイが開示される。アレイはアルミニウムコート透明固体基材の表面上の別々の位置に固定化された複数の炭水化物を備え、アレイは（ａ）固定化された炭水化物の質量分析法による特徴づけを実行するために、および（ｂ）炭水化物と炭水化物を特異的に結合する可能性がある（suspected of）分子との間の結合反応の分析を実行するために好適である。
【0011】
本開示の特徴により、基材は、電場について伝導性または半導性であり得る。
【0012】
本開示の特徴により、透明固体基材はガラスであり得る。
【0013】
本開示の特徴により、炭水化物はグリカンであり得る。
【0014】
本開示の特徴により、炭水化物は非共有結合によって固定化され得る。
【0015】
本開示の特徴により、炭水化物は−ＣｎＦ２ｎ＋１（ｎ＞＝４）末端によってポリフッ素化（ｐｏｌｙｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ）され得る。
【0016】
本開示の特徴により、ポリフッ化炭水化物は、ＰＴＦＥ様アルミニウムコート透明固体基材の表面にスポットされ得る。
【0017】
本開示の特徴により、炭水化物は共有結合によって固定化され得る。
【0018】
本開示の特徴により、炭水化物はホスホン酸官能基によって修飾され得る。
【0019】
本開示の特徴により、ホスホニル化（phosphonylated）炭水化物は、アルミニウムコート透明固体基材の表面上でのホスホン酸基と酸化アルミニウムとの間のキレート化相互作用によって、基材の表面上に固定化され得る。
【0020】
本開示の特徴により、炭水化物は、光切断型リンカーおよびシラン官能基によって修飾され得る。
【0021】
本開示の特徴により、光切断型リンカーは、一般式：
【0022】
【化1】
を有し、式中、Ｒ１は、水素、Ｃ１−Ｃ８アルキルであり；Ｒ２およびＲ４はそれぞれ独立して、水素、Ｃ１−Ｃ８アルコキシであり；Ｒ３は、Ｃ１Ｃ８アルコキシであり；Ｘは、Ｏ（ＣＯ）Ｎ−（ＣＨ２）ｎ−Ｒ５であり、ここでｎ＞＝３、Ｒ５は炭水化物であり、ＹはＡＣＧスライドなどの固体支持体である。
【0023】
本開示の特徴により、固定化された炭水化物の質量分析法による特徴づけは、飛行時間質量分析法（ＭＳ−ＴＯＦ）を含む。
【0024】
本開示の特徴により、固定化された炭水化物の質量分析法による特徴づけは、マトリクス支援レーザ脱離イオン化飛行時間（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ）質量分析法を含む。
【0025】
本開示の特徴により、炭水化物は、多糖類、またはオリゴ糖、または複合糖質の炭水化物部分、またはセロビオース、またはセロトリオース、またはセロテトラオース、またはＧｌｏｂｏＨ、またはＧｂ５である。
【0026】
本開示の特徴により、固定化された炭水化物の質量分析法による特徴づけは、セルラーゼ酵素反応の炭水化物生成物の特徴づけを含む。
【0027】
本開示の特徴により、セルラーゼ酵素反応はアレイ表面上に固定化された炭水化物に対して実行され、セルラーゼ酵素は、固定化された多糖類、またはオリゴ糖、または複合糖質の炭水化物部分、またはセロビオース、またはセロトリオース、またはセロテトラオース、またはＧｌｏｂｏＨ、またはＧｂ５を分解可能である可能性がある。
【0028】
本開示の特徴により、マトリクスを加えることなくＭＳ−ＴＯＦ特徴づけを実行できる。
【0029】
本開示の特徴により、ＭＳ−ＴＯＦ特徴づけの約１５分後に、アレイに対して炭水化物結合アッセイを実行できる。
【0030】
本開示の特徴により、炭水化物を特異的に結合する可能性がある分子はタンパク質である。
【0031】
本開示の特徴により、タンパク質はセルラーゼである。
【0032】
本開示の特徴により、セルラーゼは、１，４−β−グルコシダーゼ、エキソグルカナーゼ（１，４−β−Ｄグルカンセロビオヒドロラーゼ）およびエンドグルカナーゼ（１，４−β−Ｄグルカングルカノヒドラーゼ）からなる群より選択される。
【0033】
本開示の特徴により、アレイに固定化された炭水化物への結合について分析されるタンパク質は、検出可能な標識で標識される。
【0034】
本開示の特徴により、タンパク質標識は蛍光染料を含む。
【0035】
本開示の特徴により、蛍光染料はアミン反応性染料を含む。
【0036】
本開示の特徴により、アレイ表面上に固定化された炭水化物の特徴づけを表すデータ、またはアレイ表面での炭水化物結合反応の分析を表すデータ、またはそれらの両方を含むコンピュータ可読媒体が開示される。
【0037】
本開示の特徴により、ＰＴＦＥ様アルミニウムコート透明固体基材に固定化された炭水化物を特徴づけるための方法であって：（ａ）ＰＴＦＥ様アルミニウムコート透明固体基材の表面上の別々の位置に固定化された複数の炭水化物を含むアレイを提供するステップと；
（ｂ）各々の別々の位置に固定化された炭水化物を特徴づけするための質量分光分析を実行するステップと；
を含む方法が開示される。
【0038】
本開示の特徴により、固定化された炭水化物の質量分析法による特徴づけは、飛行時間質量分析法（ＭＳ−ＴＯＦ）を含む。
【0039】
本開示の特徴により、方法は：（ｃ）疑わしい炭水化物結合部分の結合分析を実行するステップ
をさらに含む。
【0040】
本開示の特徴により、疑わしい炭水化物結合部分は、セルラーゼタンパク質である。
【0041】
本開示の特徴により、方法は：（ｄ）セルラーゼが炭水化物を加水分解するのに好適な条件下で、アレイ表面上に固定化された結合炭水化物とセルラーゼタンパク質とをインキュベートするステップ
をさらに含む。
【0042】
本開示の特徴により、方法は：（ｅ）セルラーゼによる加水分解後にアレイ表面上に固定化されたままのセルラーゼタンパク質の生成物を特徴づけするステップ
をさらに含む。
【0043】
本開示の特徴により、セルラーゼは、１，４−β−グルコシダーゼ、エキソグルカナーゼ（１，４−β−Ｄグルカンセロビオヒドロラーゼ）およびエンドグルカナーゼ（１，４−β−Ｄグルカングルカノヒドラーゼ）からなる群より選択される。
【0044】
本開示の特徴により、炭水化物と炭水化物を特異的に結合する可能性がある分子との間の結合反応の分析方法であって：（ａ）アルミニウムコート透明固体基材またはＰＴＦＥ様アルミニウムコート透明固体基材の表面上の別々の位置に固定化された複数の炭水化物を含むアレイを提供するステップと；
（ｂ）アレイを、アレイ表面上に固定化された複数の炭水化物の１つ以上に結合する可能性がある１個以上の分子と接触させるステップと；
（ｃ）アレイ表面上の１つ以上の別々の位置での結合反応の存在または非存在を同定するステップと；
を含む方法が開示される。
【0045】
本開示の特徴により、炭水化物を特異的に結合する可能性がある分子は、検出可能な標識によって標識されたタンパク質である。
【0046】
本開示の特徴により、タンパク質標識は蛍光染料を含む。
【0047】
本開示の特徴により、蛍光染料はアミン反応性シアニン染料を含む。
【0048】
本開示の特徴により、アレイ上の炭水化物への分子の結合は、生物学的プロセスを表している。
【0049】
本開示の特徴により、生物学的プロセスは、タンパク質折り畳み、タンパク質分泌、タンパク質安定化、ウイルス感染、細菌感染、癌転移、炎症反応、先天免疫、適応免疫、受容体媒介シグナル伝達プロセス、およびバイオ燃料産生からなる群より選択される。
【0050】
本開示の特徴により、炭水化物は、多糖類、またはオリゴ糖、または複合糖質の炭水化物部分、またはセロビオース、またはセロトリオース、またはセロテトラオース、またはＧｌｏｂｏＨ、またはＧｂ５である。
【0051】
本開示の特徴により、アレイに固定化された炭水化物の質量分析法による特徴づけは、結合分析の前に実行される。
【0052】
本開示の特徴により、アレイに固定化された炭水化物の質量分析法による特徴づけは、結合分析の前および後に実行され、アレイ表面上に固定化された複数の炭水化物の１つ以上に結合する可能性がある１個以上の分子は、アレイ上の１つ以上の炭水化物を加水分解できるセルロースタンパク質酵素を含み、結合反応は、セルロースが炭水化物を加水分解するのに好適な条件下で実行される。
【0053】
本開示の特徴により、セルラーゼは、１，４−β−グルコシダーゼ、エキソグルカナーゼ（１，４−β−Ｄグルカンセロビオヒドロラーゼ）およびエンドグルカナーゼ（１，４−β−Ｄグルカングルカノヒドラーゼ）からなる群より選択される。
【0054】
本開示の特徴により、アルミニウムコート透明固体基材またはＰＴＦＥ様アルミニウムコート透明固体基材上に固定化された炭水化物のアレイの製造方法であって：（ａ）アルミニウムコート透明固体基材またはＰＴＦＥ様アルミニウムコート透明固体基材の表面上の別々の位置に複数の炭水化物を固定化するステップを含み、基材が電場について伝導性または半導性であり、アレイが固定化された炭水化物の質量分析法による特徴づけを実行するのに好適であり、アレイが、炭水化物と炭水化物を特異的に結合する可能性がある分子との間の結合反応の分析を実行するのに好適である、方法が開示される。
【0055】
本開示の特徴により、炭水化物は非共有結合によって固定化される。
【0056】
本開示の特徴により、炭水化物はポリフッ素化される。
【0057】
本開示の特徴により、炭水化物は共有結合によって固定化される。
【0058】
本開示の特徴により、炭水化物はホスホン酸官能基によって修飾されている。
【0059】
本開示の特徴により、方法は：（ｂ）アレイ表面上に固定化された炭水化物の特徴づけを質量分析法によって実行するステップをさらに含み、マトリクス材料の非存在下での高いシグナル／ノイズ（Ｓ／Ｎ）比、低いレーザーフルエンス率、またはシグナルの低い断片化の１つ以上の観察によって、アレイが固定化された炭水化物の質量分析法による特徴づけを実行するのに好適であることが示される。
【0060】
本開示の特徴により、方法は：（ｃ）アレイを炭水化物−結合タンパク質と接触させることによって、アレイに対して炭水化物結合アッセイを実行するステップをさらに含み、アレイ上の１つ以上の別々の位置における特異的結合の検出は、アレイが炭水化物と炭水化物を特異的に結合する可能性がある分子との間の結合反応の分析を実行するのに好適であることを示す。
【0061】
本開示の特徴により、炭水化物は糖、または糖タンパク質、または糖脂質、またはマンノースから選択され、それぞれ内部または非還元性末端アルファ−マンノシル基を含み、結合分子はコンカナバリンＡである。
【0062】
本開示の特徴により、疾患診断および薬物送達で使用するためのアレイが開示され、アレイは、（ａ）アルミニウムコート透明固体基材またはＰＴＦＥ様アルミニウムコート透明固体基材の表面上の別々の位置に複数の炭水化物を固定化することによって製造され、基材は電場について伝導性または半導性であり、アレイは固定化された炭水化物の質量分析法による特徴づけを実行するために好適であり、アレイは、炭水化物と炭水化物を特異的に結合する可能性がある分子との間の結合反応の分析を実行するのに好適である。
【0063】
本開示の上述の特徴および目的は、同じ参照数字が同じ要素を示す添付図面と併せて解釈される以下の説明を参照すると、明らかになるであろう：
【図面の簡単な説明】
【0064】
【図10】図１０は、ＡＰＤＭＥＳグラフト化の前のａ）酸素プラズマ（Ａｌ−１）、ｂ）アルゴンプラズマ（Ａｌ−２）、ならびにｃ）酸素およびアルゴンの混合物のプラズマ（Ａｌ−３）による処理時の、カソードアーク蒸発によって形成されたＡＣＧスライドのタンパク質結合アッセイの実施を示す；
【図12】図１２は、ＡＣＧスライドにグラフトされた光切断型リンカー（ＰＣＬ）を用いたマンノースのｕｌｔｒａｆｌｅｘ ＴＯＦ質量スペクトルのピーク強度と、熱コーティングと続いてのスライド表面上での電気化学アノード酸化によって形成されたマンノース−タンパク質結合ＡＣＧスライドの蛍光強度との比較を示す実験データの実施のグラフである；
【図13】図１３は、ＤＭＦおよびジイソプロピルエチルアミン中のスベリン酸ジスクシンイミジル（ＤＳＳ）を用いた処理によるＮＨＳ−ＡＣＧへの変換によって修飾されたＮＨ２−ＡＣＧ表面の利用の実施に関するデータを示す；
【図20A】図２０は、Ａ．Ｎｉｇｅｒ、Ｔ．Ｒｅｅｓｅｉ、およびＴ．Ｖｉｒｉｄｅによるセルラーゼタンパク質を用いた、溶解状態のおよびＰＴＦＥ様ＡＣＧスライドに固定化されたポリフッ化セロビオースの酵素加水分解のＭＳ−ＴＯＦデータの実験データの実施のグラフである；
【図20B】図２０は、Ａ．Ｎｉｇｅｒ、Ｔ．Ｒｅｅｓｅｉ、およびＴ．Ｖｉｒｉｄｅによるセルラーゼタンパク質を用いた、溶解状態のおよびＰＴＦＥ様ＡＣＧスライドに固定化されたポリフッ化セロビオースの酵素加水分解のＭＳ−ＴＯＦデータの実験データの実施のグラフである；
【発明を実施するための形態】
【0065】
本開示の実施形態の以下の詳細な説明において、同じ参照が同様の要素を示し、例証のために、本開示が実施され得る詳細な実施形態が示されている、添付図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本開示を実施できるようにするために十分に詳細に説明されており、他の実施形態が利用され得ることと、本開示の範囲から逸脱することなく論理的、機械的、電気的、機能的、および他の変更が行われ得ることとが理解されるべきである。したがって以下の詳細な説明は、制限的な意味で解釈されるべきではなく、本開示の範囲は、添付請求項によってのみ定義される。本開示で使用する場合、「ｏｒ」という用語は、論理和として定義されることが理解されるものとして、そのように別途明示的に指摘されない限り、または「ｘｏｒ」と記載されない限り、排他的論理和を示さないものとする。
【0066】
本開示は、参照により、２００６年１２月２２日に出願された米国特許出願公開第２００７／０２１３２７８号を組み込む。
【0067】
本明細書で使用する場合、テフロン（登録商標）またはＰＴＦＥという用語は、ポリテトラフルオロエチレンを指す。
【0068】
糖分子と基材表面との間の効果的な接着は、共有結合によって達成されてきた。糖誘導体のフルオラス表面への物理的吸着も、十分な接着のために実行可能であり得る。多孔性ケイ素板もＤＩＯＳ ＭＳでのマトリクスとして作用して、質量スペクトルは、断片化なしで高いシグナル対ノイズ（Ｓ／Ｎ）比で得られた。多孔性ケイ素板の調製には、環境に優しくない腐食酸の使用が必要であり、板の品質を管理することが困難である。他方、多孔性酸化アルミニウムは、アルミニウム表面に自然に存在する；アルミニウムコートガラス（ＡＣＧ）スライドの電気化学アノード酸化は、弱酸性水溶液中で実施できる。ケイ素表面上でのシリル化反応も、適正な条件下でアルミニウム表面上で使用できる。板アルミニウムの新たに切断された表面は、光沢のある金属質感を有する。空気に暴露させると、表面は徐々に酸化して、酸化アルミニウム（自然酸化物と呼ばれる）の層が形成されると不透明に変わる。アルミニウム表面上で成長した自然酸化アルミニウム（ＮＡＯ）は、アノード酸化された酸化アルミニウム（ＡＡＯ）の配向と比較して、配向を有さない。アルミニウム表面上のＮＡＯの厚さはわずか２、３ナノメートルである。これに対して、ＡＡＯの厚さは、急速に（１５〜２０分以内）マイクロメートル範囲まで成長することができ、成長の方向は印加された電場に対して整列されている。２、３の試みの実験では、純アルミニウム板を製造して（厚さ１ｍｍ）、板の表面上でＡＡＯ層を２ｍｍまで成長させた。厚いＡＡＯ層を備えたこの表面は非伝導性となり（セラミックのように）、本出願人らの研究には不適であった。しかしすべての場合で、アルミニウム表面上のアモルファス酸化物層は、化学的に修飾することが可能であり、表面上の酸化物層の厚さがナノメートル範囲にあるときにだけ、基材は導電性のままであった。
【0069】
図１に図示した実施により、ＡＣＧスライドの表面上に酸化アルミニウムの薄層を備えた複数の新たな基材が、表面グラフトオリゴ糖の分子量を特徴づけすることを試みて、同時にその糖−タンパク質結合能力を探すことを試みて製造された。図２に示す実施に従って図示されるように、光切断型リンカー（ＰＣＬ）が組み込まれている設計されたマンノースおよびラクトース誘導体を合成し、活性化ＡＣＧスライドに共有結合させた。混和性有機マトリクスを加えることなく、糖固定化ＡＣＧスライドに分子量の同定およびタンパク質結合の評価を受けさせた。
【0070】
セルラーゼは、バイオ燃料生産へのその応用のため、現在関心を集めている。蛍光発生または発色基を備えたセロビオースまたはセロトリオースは、セルラーゼの活性および特異性を調べるための基質として一般に使用されている。しかし酵素加水分解の間に、反応で発生した蛍光発生基または発色脱離基は高いｐＨでのみシグナルを示したが、セルラーゼは低いｐＨ（４〜６）でその最適活性を呈した。ポリフッ化セロビオースをＰＴＦＥ様ＡＣＧスライドに非共有的に固定化して、ｐＨ４〜６にてインサイチューで酵素加水分解を行った。次にスライド表面に残存する加水分解生成物をＭＳ−ＴＯＦによって同定した。
【0071】
さらに最近開発されたアルミニウムコートガラス（ＡＣＧ）スライドを酸化して、官能化アルキルモノエトキシシランと反応させて共有結合型ハンドルを形成させ、光切断型リンカーを含有するグリカンとのカップリングを続けた。ＡＣＧスライド表面上の光切断型リンカーを有するこのグリカンアレイは、マトリクスなしで飛行時間質量分析法（ＭＳ−ＴＯＦ）によって特徴づけして、蛍光タグ化タンパク質の結合評価に使用することができる。ＡＣＧ−スライド上の糖−タンパク質複合体の蛍光強度は、ガラススライド上よりも高い。したがって安定なポリフッ化（ＰＴＦＥ様とも呼ばれる）ＡＣＧスライドを製造するための、および検出装置として質量分析法を使用することによるセルラーゼ活性の研究の基材として、グリカンを非共有結合的にアレイ化するこれらのスライドを使用するための、新たな方法が開示されている。さらに、ホスホン酸の特性を使用することによって、酸化アルミニウム表面と容易にキレート化する（ｃｈａｌｅｔｅ）ことが可能であり、ホスホン酸リンカーを有する炭水化物を使用して（ｔｏ ｒａｐｉｄ）、共有結合性グリカンアレイを生成した。
【0072】
実施により、糖を固定化するための、ＰＴＦＥ様ＡＣＧスライド上の新世代の炭水化物アレイが開発されてきた。ＡＣＧスライド表面上に固定化された、光切断型リンカーが組み込まれているマンノースおよびラクトースにＭＡＬＤＩ ＭＳ分析を受けさせて、固定化された糖の分子量を特徴づけした。マンノースの量（ｍ／ｚ）とそのタンパク質結合の蛍光強度との間の比例的相関が観察された。マンノース−ＡＣＧおよびＧｌｏｂｏ Ｈ−ＡＣＧスライドのタンパク質結合アッセイにおいて、おそらく材料特性、表面形態、およびタンパク質とスライド表面上に固定化された糖との間の結合部位アーキテクチャのために、ガラススライドよりも高い蛍光強度および感受性が観察された。
【0073】
質量分析法を用いると、このグリカンアレイは、多様な種類のセルラーゼおよびその効率を同定および識別する有効な分析ツールとして使用することができる。酸化アルミニウム・コート・ガラススライドの独自の特性によって、ホスホン酸塩の化学的性質によってグリカンを便利におよび非共有結合的にまたは共有結合的にアレイ化することが可能となり、グリカンアレイは、マトリクスを使用せずにＭＳ分光法によって特徴づけできる。
【0074】
実施により、図１は、新規の実験的ＡＣＧスライドおよびその上での実験のための関連する方法を図示する。ａ）では、光切断型リンカーが組み込まれているマンノースなどの糖誘導体が、実施に従って生成される。ｂ）では、表面上の酸化アルミニウムの層（＜５ｎｍ）およびガラススライド（１ｍｍ）にコートされた純アルミニウムの層（＞１００ｎｍ）を有するＡＣＧスライド（７５．５×２５．４×１ｍｍ３）を示す。ｃ）では、ＡＣＧスライドを場合により活性化して、糖誘導体を表面上に固定化した（マイクロアレイ化して、手動でスポットした）。スライドは、ｄ）の質量分析法によって糖の分子量の同定を受けて、ｅ）の蛍光スキャナによってその糖−タンパク質結合がさらに評価された。
【0075】
実施によりおよび図２に図示するように、光切断型リンカーを用いたマンノース−ＡＣＧおよびラクトース−ＡＣＧの合成のスキームを示す；ＤＩＰＥＡ＝Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、ＤＳＣ＝Ｎ，Ｎ’−炭酸ジスクシンイミジル、ＨＢＴＵ＝２−（１−ベンゾトリアゾール−１−イル）−１，１，３，３−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート（ＴＢＡＦ＝テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムフロリド、ＴＥＡ＝トリエチルアミン）。
【0076】
実施によりおよび図１５に図示するように、ＰＴＦＥ様ＡＣＧスライド上での非共有結合型グリカンアレイの生成の実施のブロック図を示す。実施により、糖は、ポリフッ化末端を介してＡＣＧスライドに可逆的に結合される。そして各種の質量分光実験が実行される。たとえばＭＳ−ＴＯＦは糖結合アッセイで実行され、またはＭＳ−ＴＯＦによるセルラーゼ活性および特異性アッセイが実行され得る。
【0077】
当業者は、本明細書で開示する装置の有用性ならびに本明細書で与える実施例および他の開示に基づく各種の実験方法の両方を同様に、ただちに認識するであろう。このようなデバイスおよび方法は、本開示で明示的に検討される。
【実施例】
【0078】
（実施例１）ＡＣＧスライドの表面特性
厚さが少なくとも１００ｎｍの純アルミニウム（９９．９９９％）の層をマイクロガラススライド上に各種のコーティング技法、たとえばマグネトロンスパッタリング、カソードアーク蒸発、および熱コーティングによってコートした。これらのスライドは、さらに操作を行わずに使用するか、または使用前に電気的にアノード酸化を行うかのどちらかであった。実施により、図３は、ＡＣＧスライドの走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、およびＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって決定した、その表面形態、組成、およびあらさを示す。図３Ａは、カソードアーク蒸発によって蒸着されたアルミニウムを示す。図３Ｂは、マグネトロンスパッタリングによって蒸着されたアルミニウムコーティングを示し、図３Ｃは、熱コーティングと、続いての電気化学的表面アノード酸化によって得たアルミニウムＡＡＯ／ＡＣＧスライドを示す。
【0079】
見てわかるように、カソードアーク蒸発によって産生されたＡＣＧスライドは、大型顆粒のコーティングおよび高い表面あらさを有する。表面あらさが高いスライドは、表面濡れ特性に影響を及ぼす。マグネトロンスパッタリングしたＡＣＧスライドによって、許容される表面あらさが得られた；しかし、このスライドは、所望のコーティング厚を達成するために長いコーティング時間が必要であり、この研究の初期段階でのみ使用した。熱コートＡＣＧスライドは、比較的短時間で所望のコーティング厚を達成した。このスライドによって、表面あらさが１０ｎｍの最も平滑な表面が得られた。続いての表面アノード酸化処理によって、ＡＣＧスライドではグラフト化のための安定な表面が得られた。アノード酸化したスライド表面のみが、図４に示すように、１００％酸化アルミニウムによって覆われていた。
【0080】
図４に示す実験データの実施により、ａ）カソードアーク蒸発によって得られたＮＡＯ／ＡＣＧスライド、ｂ）マグネトロンスパッタリングによって得られたＮＡＯ／ＡＣＧスライド、およびｃ）熱コーティングと続いての表面アノード酸化によって得られたＡＡＯ／ＡＣＧスライドの表面組成のＸＰＳスペクトルが示されている。２８４．５ｅＶにおけるＣ（１ｓ）および５３１ｅＶにおけるＯ（１ｓ）の結合エネルギーを使用して、これらのスペクトルの結合エネルギーを校正した。ＡＣＧスライドの電気抵抗（両端間距離）は１．６〜４Ωとの間で測定された。これらのスライドは、酸化物層が厚くなったときに、非導電性となった。ＸＰＳの侵入深さは２０〜５０Åであり、本研究での酸化物層（ＮＡＯまたはＡＡＯのどちらか）の厚さは、断面積から５ｎｍ以下であることが推定された。
【0081】
ガラススライド上にコートされたアルミニウムの厚さは１００ｎｍ未満である必要があるため、基材は可視領域内で不透明のままである。透明基材を使用するとき、蛍光の一部が基材を通過して、スキャナはＣｙ３蛍光の一部のみを検出した。不透明ＡＣＧスライドをバックグラウンド基材として使用したときには、装置はさらなる蛍光を検出した。
【0082】
図５は、マイクロガラススライドの光学特性と比較した、ＡＣＧスライドの光学特性のデータを示す。半透明ＡＣＧスライド上にコートしたアルミニウムの厚さはわずか２、３ナノメータであり、反射性ＡＣＧスライド上のアルミニウムの厚さは約３００ｎｍであった。図５は、マイクロガラススライド、半透明ＡＣＧスライド、および全反射（不透明）ＡＣＧスライドの光学特性を示す。図５Ａでは、１０００×、２０００×、５０００×、１００００×、および２００００×に希釈した１ｍｇ／ｍＬのＣｙ３−ストレプトアビジンの一連の溶液をこれらのスライドそれぞれにスポットして、空気乾燥させて、アレイＷｏＲｘ蛍光分光計によって分析した。装置には波長５４０ｎｍの光源が装備されていた。波長５９５ｎｍの蛍光がスライド表面から放出され、検出装置によって検出した。スキャナによって、透明ガラススライドでは５０００×希釈までしか蛍光が検出されなかったが、半透明ＡＣＧスライドおよび全反射ＡＣＧスライドでは、それぞれ１００００×および２００００×倍希釈まで検出され、コートされたアルミニウムの厚さは前者の２、３ナノメートルから後者の１００ｎｍ超まで変化した。図５Ｂは、各基材の実際に計算した蛍光強度が示されている実験データの実施を示す。
【0083】
（実施例２）表面活性化
スクリーニング実験では、スライド表面活性化について、酸素、アルゴン、ならびに酸素およびアルゴンの混合ガスのプラズマを試験した。残留物（ＣＯ、ＣＯ２、およびＨ２Ｏ）を真空下で除去した。所望の有機化合物のグラフト化の化学的な成功に寄与しているのは、この表面汚染物質の除去である。表面は、全反射減衰フーリエ変換赤外（ＡＴＲ／ＦＴＩＲ）分光計を使用して測定した。図６に示すように、ＡＴＲ／ＦＴＩＲスペクトルは、８００〜１１００ｃｍ−１付近にＡｌ−ＯＨピークを示し、表面が表面洗浄プロセスの後にＡｌ−ＯＨに変換されたことを指摘した。実施により、プラズマ処理は、ＡＣＧスライドの表面を洗浄するおよび「軽くさする」のに十分なだけのプラズマエネルギーを使用して、有機汚染物質を除去するが、下にある表面をエッチングすることなくアルミナ層をなお保持している。活性化プロセスは、２７０〜３００ｍＴｏｒｒのガス流圧の下で、わずか６．８Ｗ（６８０Ｖにて）のエネルギーを１０分間使用することによって正常に完了した。アルゴンプラズマは、後の実験で観察されるように、糖誘導体をグラフトするために最も有効であることが判明した。図６に示すように、８００〜１１００ｃｍ−１領域におけるＡｌ−ＯＨピーク強度は、プラズマ処理の２５〜９９分後に著しく低下した。
【0084】
プラズマ処理後の親水性表面は、おそらく表面上に酸化物層が再形成するために、徐々に疎水性となった。基材表面からのＡｌ−ＯＨの消失をＡＴＲ／ＦＴＩＲ分光法によって追跡した。８００〜１１００ｃｍ−１領域におけるＡｌ−ＯＨピーク強度は、図６に示すように、数時間にわたって著しく低下した。実施により、ＡＣＧスライドをプラズマ処理の直後に、３−アミノプロピルジメチルエトキシシラン（ＡＰＤＭＥＳ）によって活性化する。この活性化されたＡＣＧ表面を使用して、反応の次のステップにおいて、ＰＣＬを用いてマンノースおよびラクトース糖誘導体を固定化した。
【0085】
図７に示すように、表面の水接触角は表面活性化の間に変化した。図７により、ＡＣＧスライドの水接触角の代表的な変化を示す。図７Ａは、溶媒で洗浄したＡＣＧスライドを示す；図７Ｂは、プラズマで処理したＡＣＧスライドを示す；および図７Ｃは、３−アミノ−プロピルジメチルエトキシシランによって活性化したＡＣＧスライドを示す。これらの試料は、不透明マグネトロンでスパッタリングしたＡＣＧスライドを用いた例として作製および測定した。したがって、接触角の測定は、活性化プロセスの完了の迅速な確認手段として使用できる。表面あらさが高い基材は、より小さい接触角を与える傾向がある。
【0086】
（実施例３）ＡＣＧスライドの活性化表面上に固定化されたＰＣＬを有するマンノース
図２に示すように、カルボキシ官能基を有する化合物２７を合成した。ＨＢＴＵおよび化合物２７の溶液を、ＡＣＧスライドの活性化表面に手動でスポットして、マイクロアレイ化した。室温にて一晩で、ＡＣＧスライドの表面上でアミド形成が起こった。すべての塩残留物ならびに未結合マンノース誘導体をメタノールおよび脱イオン水によって完全に洗い流した。これらすべての調製の後、質量同定およびタンパク質結合評価のための物質の準備が整っていた。
【0087】
（実施例４）ＡＣＧスライドにグラフトされた糖誘導体の質量分光分析
マトリクスを含まない多孔性ケイ素表面（ＤＩＯＳ）によって、試料の断片化が無視できるほどの分子−イオンピークが生じた。ＡＣＧスライドの寸法（７５．５×２５．４×１ｍｍ３）は、ｕｌｔｒａｆｌｅｘ質量分光装置に合致した；スライドは、図８および９に示すように、処理の各ステップで分析した。
【0088】
図８は、ｕｌｔｒａｆｌｅｘ質量分析法による糖（マンノース）誘導体の選択的結合切断および検出の実施スキームを示す。
【0089】
図９Ａおよび９Ｂは、純アルミニウム板およびＡＣＧスライドに対する早期実験のＭＳデータを示し、これによりマンノースのピーク強度は比較的低かった。図９Ａは、（Ａ）９９．９９９％純アルミニウム板（厚さ１ｍｍ）および（Ｂ）カソードアーク蒸発によって形成されたＡＣＧスライドにグラフトされた、ＰＣＬを有するマンノースのＵｌｔｒａｆｌｅｘ ＴＯＦ質量スペクトルを示す。（Ｃ）は、ＡＣＧスライドのカソードアーク蒸発のバックグラウンド信号を表す。図９Ｂは、興味のあるｍ／ｚ領域における図９ＡのＵｌｔｒａｆｌｅｘ ＴＯＦ質量スペクトルを示す。
【0090】
図９Ｃは、興味のあるｍ／ｚ領域における、カソードアーク蒸発によって形成されたＡＣＧスライド上にグラフトされた、ＰＣＬを有するマンノースのＴＯＦ質量スペクトルを示す。さらに詳細には、図９Ｃは、表面活性化条件が最適化され、マンノース誘導体のピーク強度が高かった、カソードアーク蒸発によって産生されたＡＣＧスライドのＭＳデータを示す。基材によってｍ／ｚ４１５および４５１における大きいバックグラウンドピークが与えられ（図９Ａおよび９Ｃ）、マンノース誘導体（２６５）の分子量は、プロトン（ｍ／ｚ２６６）イオン、リチウム（ｍ／ｚ２７２）イオン、ナトリウム（ｍ／ｚ２８８）イオン、および時にはカリウム（ｍ／ｚ３０４）イオンを用いたその付加体によってきわめて容易に検出された。
【0091】
高真空下では、ＵＶエキシマ・レーザー・エネルギーが酸化アルミニウムクラスタを揮発させて気相とすること；紫外光子イオン化によって、比較的軽量な酸化アルミニウムクラスタを用いてわずかな質量スペクトルが生じることが理論化される。真空下での気相中の酸化物クラスタの大部分がＡｌＯ（Ａｌ２Ｏ３）ｎから成るが、酸化アルミニウムクラスタが多くの別の形でも存在することができる。図９Ａおよび９Ｃにおいて、ｍ／ｚ４５１および４１５で生じた大きいバックグラウンドピークは、酸化物クラスタ［（Ａｌ２Ｏ３）４＋Ｌｉ］＋および［ＡｌＯ（Ａｌ２Ｏ３）４］＋に属することが推測される。
【0092】
（実施例５）マンノースの含有量とそのタンパク質結合能力との半定量的比較
同じ種類のＡＣＧスライドに対するプラズマガス処理の最適化を、固定化された糖−タンパク質結合の蛍光強度によって評価した。図１０は、プラズマ洗浄に使用したガスの種類を選択することによって得た。カソードアーク蒸発によって産生されたＡＣＧスライドをアミノシラングラフト化の前に、酸素、アルゴン、または酸素およびアルゴン・プラズマ・ガスの混合物に暴露させた。マンノース誘導体（糖複合体溶液、１６０ｍｍ）の１０×１０ブロック（１００スポット）は、基材表面へマイクロアレイ化された。糖複合体溶液も、特に質量同定のために、これらの各スライド（スポット当り１ｍＬ）に手動でスポットした。したがって、これらのスライドは、最初に質量分析法によって分析して、次にビオチン化ＣｏｎＡ結合、続いてＣｙ３タグ化ストレプトアビジン検出を受けさせた。図１０Ａａ）〜ｄ）は、アレイ化されたスライドのタンパク質結合アッセイを示す；図１０Ｃは、基材の蛍光強度対市販のガラススライドの蛍光強度を示す。図５に示す強度差は、基材の物理的特性の絶対効果を示す。図１０Ｃの強度差は、特定の基材の物理的特性および固定化された糖とその結合タンパク質との間の結合部位アーキテクチャの両方の効果から生じた。どちらのデータのセットも、ＡＣＧスライド表面のアルゴンプラズマ処理によって、マンノースグラフト化にとって、それゆえマンノース−タンパク質結合にとって最良の基材が産生されたことを指摘している。
【0093】
図１０Ａは、ＡＰＤＭＥＳグラフト化の前のａ）酸素プラズマ（Ａｌ−１）、ｂ）アルゴンプラズマ（Ａｌ−２）、ならびにｃ）酸素およびアルゴンプラズマの混合物（Ａｌ−３）の処理時の、カソードアーク蒸発によって形成されたＡＣＧスライドのタンパク質結合アッセイを示す。ｄ）では、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｇｌａｓｓ製の市販のＮＨ２ガラススライド（＃４０００４）のタンパク質結合アッセイを示す。図１０Ｂは、糖の質量同定のためのＭＡＬＤＩ質量スペクトルからのシグナル強度を示す。各物質から観察された最大強度スペクトル（７０％フルエンス）を使用して、図１０Ｂのスペクトルを生成した。図１０Ｃは、アレイＷｏＲｘ蛍光分光計によって計算した標準誤差を含めた、ａ）〜ｄ）の蛍光強度を示す。アレイは、糖複合体の同じ水溶液のブロック当り１０×１０（１００）個のスポットを用いて、スライド当り４個のブロックとして作製した。各スライドから最良のブロックのみを選択した（ｂ）〜ｄ）に示すように）；蛍光強度計算のために、最良のブロックの中で大きなスポットを除去した。
【0094】
固定化されたマンノースの含有量とマンノース−タンパク質結合の能力との半定量的比較を図１１および１２に示す。２種類の異なるスライド基材、すなわちＮＨ２官能化ガラススライドおよびアルミニウムで熱コートした後に、表面アノード酸化処理を行ったＡＰＤＭＥＳ活性化ＮＨ２−ＡＣＧスライドを、ＰＣＬが組み込まれたマンノースを固定化するために使用した。マンノース−ＡＣＧスライドは、最初に分子量同定のためのＭＳ分析を、次にマンノース−ガラススライドと共にタンパク質結合評価を受けさせた。図１１は、２種類の異なるスライド基材から得たタンパク質結合データを示す。マンノース−ＡＣＧスライド（図１１ｂ））がガラススライド（図１１ａ）よりも、Ｃｙ３の高い蛍光を高い感受性と共に示したことが、明確に示されている。ＡＣＧスライドによる蛍光強度を計算して、図１２Ｂに示す。
【0095】
図１１の蛍光強度の相違は、スライド基材の物理的特性の相違ならびにマンノース−ＣｏｎＡおよびＣｙ３−ストレプトアビジンの結合度の相違によって引き起こされた。この相違は次に、基材表面上でのマンノースのグラフト密度の変動を示唆している。最近の報告により、基材表面上のマンノースの密度が約１００Å離れているときに、ＣｏｎＡとマンノースとの間の相互作用が弱くなり、それゆえ多価相互作用の程度が反映されることが指摘された。
【0096】
同じマンノース−ＡＣＧスライドのＭＳ分析（図１１ｂ））によって、親ピーク（ｍ／ｚ２６５）ならびにプロトン（ｍ／ｚ２６６）付加体およびリチウム（ｍ／ｚ２７２）付加体が示された。このスライドを分析する際に、それぞれ手動でスポットした（段階希釈の）試料を、測定１回当り５００ショットで６回測定した。標準偏差を含む平均ピーク強度を図１２Ａに示し、図ではグラフト化のための溶液の濃度が１５．６ｎｍまで希釈されたときでも、ＭＳがなお糖を同定できることが明示されている。ＭＳ（図１２Ａ）によって測定したシグナル強度を図１２Ｂの蛍光強度とさらに比較する。これら２つの異なる測定値の下降傾向は似ている。明らかに、固定化された糖の量がそのタンパク質結合能力を反映している。
【0097】
図１１は、ガラススライドおよびＡＣＧスライドに固定化されたマンノースの蛍光タグ化タンパク質結合アッセイの実施の写真である。ＮＨ２官能化ガラススライドは、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｇｌａｓｓから購入した（＃４０００４）。ＡＣＧスライドを純アルミニウムで熱コートして、次に電気化学的にアノード酸化した。１０×６（６０）スポットのブロックでアレイを作製した。糖−ＨＢＴＵ複合体の溶液（１５６ｍＭ）を１００×および１００００×希釈で調製した。各溶液をグラフト化のためのブロック内の２個のカラム（２０スポット）にスポットした。基材ａ）は、最初の２個のカラム（糖複合体の溶液）のみで蛍光を示すが、基材ｂ）は、６番目のカラム（糖複合体の開始溶液の１００００×希釈）までシグナルを示す。
【0098】
図１２は、ＡＣＧスライドにグラフトしたＰＣＬを有するマンノースのｕｌｔｒａｆｌｅｘ ＴＯＦ質量スペクトルのピーク強度と、熱コーティングと、続いてのスライド表面での電気化学的アノード酸化とによって形成されたマンノース−タンパク質結合ＡＣＧスライドの蛍光強度との比較を示す、実験データの実施のグラフである。マンノース溶液の濃度は、１５６ｍＭから１０２（１．５６ｍＭ）および１０４×希釈（１５．６ｎＭ）まで変化した。図１２Ａでは、マンノース質量分光付加体の平均ピーク強度がｍ／ｚ ２６５．１［Ｍ］＋、２６６．１［Ｍ＋１］＋、および２７２．１［Ｍ＋Ｌｉ］＋で得られた。図１２Ｂでは、蛍光タグ化タンパク質−結合アッセイから得た同じマンノースＡＣＧスライド試料の対応する蛍光強度を示す。
【0099】
（実施例６）炭水化物マイクロアレイでのＡＣＧスライドの有用性
図１３Ａに示すように、図２に示す合成経路を使用することによって、ＰＣＬを有するラクトースもＡＣＧスライドに固定化した。本試料のＭＳ分析で見られるように（図１３Ｂ）、４１５および４５１におけるわずかな酸化アルミニウムのピークから生じる干渉が発生した。しかし、ラクトース誘導体の分子量（ｍ／ｚ４２７）は、プロトン（ｍ／ｚ４２８）、ナトリウム（ｍ／ｚ４５０）、およびカリウム（ｍ／ｚ４６６）イオンとのその付加体によって、なお明らかに同定できる。
【0100】
この新たに製造した基材をさらに利用するために、ＮＨ２−ＡＣＧ表面を、ＤＭＦおよびジイソプロピルエチルアミン中のスベリン酸ジスクシンイミジル（ＤＳＳ）を用いた処理による、ＮＨＳ−ＡＣＧへの変換によって修飾した。ガラススライドを参照として、アミン官能基を有するＧｌｏｂｏ Ｈ誘導体をＮＨＳ−ＡＣＧスライド（図１３Ｃ）上にアレイ化して、ＶＫ９（マウスＩｇＧ抗Ｇｌｏｂｏ Ｈモノクローナル抗体）タンパク質結合評価を受けさせた。図１３Ｄおよび１３Ｅの結果は、ＡＣＧスライドが３つの試料すべてで最高の蛍光強度を示すことを指摘している。
【0101】
図１３Ａは、ＰＣＬを有するラクトース−ＡＣＧスライドを示す。図１３Ｂは、ＰＣＬを有するラクトース−ＡＣＧスライドから得たＵｌｔｒａｆｌｅｘ ＴＯＦ質量スペクトルを示す。図１３Ｃは、ＰＣＬのないＧｌｏｂｏ Ｈ−ＡＣＧスライドを示す。図１３Ｄは、ＮＨＳ−ガラススライド、ＮＨ２修飾ガラススライド（Ｃｏｒｎｉｎｇ＃４０００４）、およびＮＨＳ−ＡＣＧスライドに固定化したＧｌｏｂｏ Ｈの蛍光タグ化タンパク質結合アッセイを示す。最後に図１３Ｅは、ＧｅｎｅＰｉｘ ４０００蛍光スキャナを用いて図１３Ｄから計算した対応する蛍光強度を示す。
【0102】
（実施例７）蛍光強度に影響を及ぼす因子−基材の特性および表面形態
基材の光学特性は、蛍光強度に明らかに影響を及ぼす。蛍光（Ｃｙ３）は、タンパク質結合アッセイで唯一の光源である。ガラスならびに多孔性ケイ素はどちらも、光を異なる程度で通過させて反射する。これに対して、アルミニウムコートガラスは、ガラスが完全に不透明となり、光源から供給される光の「ムダ」を最小限に抑えるように製造することができる。
【0103】
基材の表面形態は、糖を固定化するときのグラフト化密度に影響を及ぼすことがある。ＮＡＯ表面は、わずが７５％の酸化物含有率を示した。これに対して、ＡＡＯ表面は１００％酸化アルミニウムを含有し、それゆえ安定な表面を与えて、アッセイのための最終スライドの安定な固定化密度を生じさせる。
【0104】
基材の安定性は、表面が化学処理される方法によっても影響を及ぼされ得る。一例は架橋アミンを有する表面対アミン官能基の単層を有する表面であり、このどちらもＡＣＧスライドを３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）または３−アミノプロピルジメチルエトキシシラン（ＡＰＤＭＥＳ）のどちらかで活性化することによって作製した。ＡＣＧスライド表面の各種の化学処理は、調査中である。
【0105】
（実施例８）蛍光強度に影響を及ぼす因子−結合部位アーキテクチャ／タンパク質と基材表面上に固定化された糖との間の相互作用
本出願人らの実験条件下では、コンカナバリンＡおよびストレプトアビジンはどちらも、その４級構造のテトラマーとして存在する。マンノースのＣｏｎＡに対する寸法の比は、約１：４００である（２６５対１０４ｋＤａのその分子量に相当する）。幾何的な制約のために、表面でのマンノース結合に利用できる結合部位は、ビオチン化ＣｏｎＡのテトラマー１個当りわずか２個である。高密度マンノースアレイ表面では、各ＣｏｎＡテトラマーは２個のマンノース分子を結合して、２個のマンノース分子はおそらく、互いにそれほど離れずに表面上にグラフトされるであろう。マンノース誘導体の鎖長が長くなるので、グラフト化密度および固定化された糖−タンパク質結合の量が両方が上昇するときに、グラフトされたマンノースは基材からさらに遠くなり、ランダム度の高い相互作用が生じ得る。さらに、ストレプトアビジン−Ｃｙ３複合体のビオチン化ＣｏｎＡへの可撓性の結合が可能となる。同様の幾何的な制約は、Ｇｌｏｂｏ Ｈ、ＩｇＧモノクローナル抗体ＶＫ９（マウスから）、およびそのヤギ抗マウスＩｇＧタンパク質についても例証することができる。糖とタンパク質との間の結合部位アーキテクチャは、蛍光タグ化タンパク質の密度に、それゆえ糖−タンパク質結合の蛍光強度に影響を及ぼすことがある。
【0106】
糖の表面固定化を研究する１つの目的は、生物学的実体の細胞表面で起こるリガンド相互作用、たとえば正常および悪性細胞の表面上での糖抗原Ｇｌｏｂｏ Ｈの存在または過剰発現を模倣することである。糖抗原は、細胞表面に過剰に存在するときに、大きな多価炭水化物−タンパク質相互作用を生じさせて、生体に備わっている生物学的機能に多大な影響を与えることがある。本研究は、このような生体系のより正確な定量的測定および比較を提供する。
【0107】
（実施例９）ＰＴＦＥ様ＡＣＧスライドの調製
ＰＴＦＥ様ＡＣＧスライドを調製するために、トリエトキシシラン１およびホスホン酸誘導体３を合成して、酸化アルミニウム表面との反応に使用した。シランベースのスライドの製造には、２ステップの化学反応が含まれる。第１のステップは、化合物１（図１４）をグラフト化試薬として使用することによって、酸化アルミニウム表面をアミノ基に官能化することであった。このステップは、副反応を避けるために水分を含まない環境で実施した。第２のステップでは、ＮＨＳ活性化ポリフルオロ炭化水素化合物２（図１４）とスライド表面上のアミノ基との間でアミド結合形成が起きた。これに対して、ホスホン酸ベースのＰＴＦＥ様ＡＣＧスライドを１ステップ化学反応で作製した。３の水溶液を洗浄した酸化アルミニウム表面と超音波処理によって反応させると、表面上に共有結合されたパーフルオロホスホナートの単層が形成された。ホスホン酸の共有結合形成は、図２８Ｂに示すように、ＦＴＩＲおよび接触角によって確認できる。これらの２種類のスライドをバックグラウンド試験のためにＭＳ−ＴＯＦ分光法で確認すると、どちらもスライドのバックグラウンドの明瞭なベースラインを示した。本出願人らの以前のＡＣＧスライドで確認された望ましくないわずかな酸化アルミニウムピークは、本方法では見られなかった（図２６および２７を参照）。
【0108】
図２８Ａに図示するように、純粋化合物３（ＨＤＦＤＰＡ、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデシルホスホン酸）のＦＴＩＲスペクトルおよびＡＣＧ表面グラフト化合物３のＦＴＩＲスペクトル。図２８Ｂは、ホスホン化ＡＣＧスライド表面の水接触角（〜−１２０°）画像を図示する。
【0109】
図１４に示すように、化合物は以下の通りである：アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ、１）；Ｎ−スクシンイミジル４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１１，１１，１１−ヘプタデカフルオロウンデシルカーボネート２；（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデシル）ホスホン酸（ＨＤＦＤＰＡ、３）、４〜１０は、マンノース（４）、ラクトース（５）、Ｇｂ５（６）、Ｇｌｏｂｏ Ｈ（７）、セロビオース（８）、セロトリオース（ｃｅｌｌｏｌｏｔｒｉｏｓｅ）（９）およびセロテトラオース（１０）のポリフッ化誘導体である。
【0110】
（実施例１０）ＰＴＦＥ様ＡＣＧスライド上での非共有結合型グリカンアレイの生成
この有望な結果を得て、リン酸ベースのスライドを使用して、図１５に概略を示した実験手順のためのグリカンアレイを生成した。図１６に示すスキームによって図示されるように、アミノリンカー１１を有するマンノースを化合物２と反応させて、ポリフッ化（−Ｃ８Ｆ１７）末端４を合成して、モデル化合物として使用した。この糖誘導体の溶液をＰＴＦＥ様ＡＣＧスライド表面上にロボットによってスポットした。インキュベーションの後、スライドを蒸留水で繰り返しすすいで、ＭＳ−ＴＯＦ分析を受けさせた。非常に明瞭な質量スペクトルが得られた。この単層の質量スペクトルによって、それぞれナトリウム付加体およびカリウム付加体の８０６および８２２のピークが明らかになる。ＭＳ分析の後に、Ａｌｅｘａ ４８８標識コンカナバリンＡをタンパク質源として用いて、同じスライドをタンパク質結合分析に使用した。この種のグリカンアレイの適用範囲をさらに拡大するために、以前本出願人らの研究室で開始物質として合成した化合物１２〜１４の使用。ポリフッ化Ｇｂ５ ５、ならびにラクトース６およびＧｌｏｂｏ Ｈ７を図１６に図示するように合成して、本明細書で開示した方法よる質量分析およびタンパク質結合アッセイの両方のために、ＰＴＦＥ様ＡＣＧスライド表面上にこれらを固定化した。
【0111】
さらなるマトリクスを加えない、図１７Ａに示すデータによって図示された実験の実施で示すように、Ｇｌｏｂｏ−Ｈなどの不安定な糖の使用によっても、シグナルの断片化は見出されなかった。図１７Ａは、ＰＴＦＥ様ＡＣＧスライドにそのナトリウム付加体［Ｍ＋Ｎａ］＋として固定化されたポリフッ化Ｇｌｏｂｏ Ｈ ７（ＭＷ．１６０４．４０）、Ｇｂ５ ５（ＭＷ．１４５８．３９）およびラクトース６（ＭＷ．９３２．２１）のＭＡＬＤＩ質量分光分析データをそれぞれ１６２７．４４、１４８１．３９、および９５４．３９に示す。マトリクスを加えないフルエンス率は１２％である。
【0112】
図１７Ｂの実験データの実施により、これらのグリカンアレイはその糖−タンパク質結合パターンを維持した。図１７Ｂは、ＧｌｏｂｏＨ／ＶＫ９／抗ＶＫ９−Ｃｙ３のタンパク質結合アッセイである。図１７Ｃは、Ｇｂ５／抗ＳＳＥＡ３−Ａ４８８のタンパク質結合アッセイである。マトリクスは、過フッ化Ｇｌｏｂｏ Ｈ（左４カラム）、ラクトース（５および６番目のカラム、陰性対照として）、およびＧｂ５（右４カラム）の１０×１０（１００スポット）アレイであった。
【0113】
この新たな表面に対するレーザーフルエンス率およびマトリクスの効果も調べた。不安定な炭水化物Ｇｌｏｂｏ Ｈを一例とすると、ＭＡＬＤＩ−ＭＳで使用されるときにＧｌｏｂｏ Ｈはフコース部分が消失することが多い。質量分析法を検出装置として使用することによって、結果を表１に示した。マトリクスを加えることなく、非常に低いフルエンス率（９％）にて高いシグナル対ノイズ（Ｓ／Ｎ）比（２２）が観察され、この低いレーザーフルエンス率の下では、シグナルの断片化は見出されなかった。フルエンス率が１０％まで上昇するとき、Ｓ／Ｎ比は断片化を伴わずに４０まで向上する。図１８は、マトリクスを加えない各種のレーザーフルエンス条件下で得られた質量分析法データを図示する。
【0114】
図１９は、同じ実験であるが、マトリクスを加えたものを図示する。ＤＨＢをマトリクスとして加えて、ＡＣＧ表面に対するマトリクスの効果を確認した。フルエンス率が１１％であるとき、Ｓ／Ｎはわずか７．３である。フルエンス率を１３％まで上昇させるためには、Ｓ／Ｎは６１％であり、６％のシグナル断片化を有する。したがってＤＨＢマトリクスは、低いレーザーフルエンス率が使用されるときに、Ｓ／Ｎシグナルを上昇させない。しかし、表１に示すようにフルエンス率が２５％を超えるとき、ＤＨＢマトリクスは、Ｓ／Ｎを上昇させて、断片化を減少させる役割を果たすことができる。
【0115】
【表1】
以前の研究から、ＰＴＦＥ様ＡＣＧスライドに固定化したポリフッ化炭水化物は、低いレーザーエネルギーによって容易にイオン化／脱離される。したがって断片化のない高いＳ／Ｎ質量スペクトルが得られ、本開示のデバイスをグリコシダーゼ特異性および活性研究に好適なものとする。
【0116】
固定化されたポリフッ化セロビオース８の酵素加水分解（図１４を参照）をインサイチューでホスホン酸スライド表面にて最初に実施した。３つの市販のセルラーゼである、アスペルギルス・ニガー（Ａ．Ｎｉｇｅｒ）、トリコデルマ・リーセイ（Ｔ．Ｒｅｅｓｅｉ）、およびトリコデルマ・ビリデ（Ｔ．Ｖｉｒｉｄｅ）を酢酸ナトリウム（２５ｍＭ）緩衝溶液（ｐＨ５）によって別々に５Ｕ／ｍＬで調製して、Ｆａｓｔ Ｆｒａｍｅ反応チャンバを使用して１６ウェルに分割されている官能化スライド上に装填した。比較のために、酵素溶液の一定分量（１００μＬ）をエッペンドルフ管内のフッ化セロビオースの溶液（０．５ｍＭの１００μＬ）に添加して、溶液中で酵素加水分解反応を実施した。反応後、これを同じスライドの空のウェルに移した。各ウェルを別々に、脱イオン水で３回すすいで、高真空下でスライドを再度乾燥させてから、ＭＳ−ＴＯＦ分析を受けさせた。
【0117】
ＭＳ−ＴＯＦ分析では、明瞭なバックグラウンドベースラインにより、各試料の加水分解成分のパーセンテージの計算が可能となった。図２０のＭＳ−ＴＯＦの結果に示すように、加水分解された生成物のパーセンテージを各スペクトルのピーク強度から計算する。図２０に示す実験データの実施に従って、図２０Ａの溶解状態の、および図２０ＢのＰＴＦＥ様ＡＣＧスライドに固定化された、ポリフッ化セロビオースの酵素加水分解のＭＳ−ＴＯＦデータ。対照は、（ａ）にて酵素なしで行った同じ実験条件である；（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）は、Ａ．Ｎｉｇｅｒ（ｂ）、Ｔ．Ｒｅｅｓｅｉ（ｃ）、およびＴ．Ｖｉｒｉｄｅ（ｄ）によるセルラーゼタンパク質を用いた実験条件である。
【0118】
これらの結果（図２０）は、ＡＣＧスライド表面での加水分解の、溶液状態での加水分解に対する割合を示す。Ａ．Ｎｉｇｅｒ、Ｔ．Ｒｅｅｓｅｉ、およびＴ．Ｖｉｒｉｄｅによるセルラーゼとそれぞれ反応させると、ＡＣＧスライド上の１００％、６９％、および７７％の加水分解されていないセロビオースと比較して、溶解状態の加水分解されていないセロビオースは６４％、７％、および３％であった（表２）。
【0119】
【表2】
【0120】
Ｔ．Ｖｉｒｉｄｅによる酵素は、溶解状態のセロビオースに対して最も良好に機能して、スライド上の３つの酵素源の中で、Ｔ．Ｒｅｅｓｅｉによる酵素は２糖を最も効果的に加水分解した。溶解状態では、全体の反応によって１１１６．３［Ｍ＋Ｎａ］＋のｍ／ｚのナトリウム付加体として検出されるセロトリオース（ＭＷ１０９３）が８％産生されたので、Ａ．Ｎｉｇｅｒによる酵素はシンテターゼとしても作用すると思われる。Ａ．Ｎｉｇｅｒによる酵素は、長さ５グルコース単位を一度に切断する、代表的なエンド型セルロースとして特徴づけされた。その酵素はセロビオースもｐ−ニトロフェニル−β−Ｄ−グルコシドも加水分解しなかった。作用機序をさらに理解するために、ポリフッ化（−Ｃ８Ｆ１７）セロトリオース９（図１４）に溶解状態で酵素加水分解を受けさせた。
【0121】
同じ分析手順を使用すると、結果（図２１Ｂ）によって、３つの異なる種による酵素の中でＴ．Ｒｅｅｓｅｉによる酵素が、セロトリオース基質を最も効率的に加水分解することが指摘された。Ａ．Ｎｉｇｅｒでは、図２０および図２１に示した結果によって、この酵素がセロビオースまたはセロトリオースの加水分解で十分に機能しないことが指摘された。しかし溶解状態では、酵素は、ポリフッ化セロビオース８、および１グルコース単位を有するセロトリオース９を一度に、非常に低い反応速度で加水分解した。この市販の酵素は純粋でないため、この現象は、混合物中の少量のβ−グリコシダーゼの汚染によるものであり得る。
【0122】
Ｔ．Ｖｉｒｉｄｅによるセルラーゼは、新聞材料を効果的に分解することができ、Ｔ．Ｒｅｅｓｅｉはセルロースの結晶形を加水分解することができる。図２０のデータによって指摘されるように、一般にＡＣＧスライド表面上での酵素加水分解は、溶解状態の酵素加水分解よりも部位特異的であるが、はるかに低速である。
【0123】
（実施例１２）セルラーゼ特異性の研究およびグリカンアレイを質量分析法と併用することによるセルラーゼの種類の定義
セルラーゼは通常、その機能に基づいて複数のサブクラスのアイソザイムに分類される：セロビオースを個別のグルコース分子に切断する１，４−β−グルコシダーゼ［ＥＣ ３．２．１．７４］、セルロース鎖の末端からセロビオース単位を切断する、エキソグルカナーゼ（１，４−β−Ｄ−グルカンセロビオヒドロラーゼ［ＥＣ ３．２．１．９１］）、および鎖を内部位置でランダムに切断して、エキソグルカナーゼの新たな末端を生成する、エンドグルカナーゼ（１，４−β−Ｄ−グルカングルカノヒドロラーゼ［ＥＣ ３．２．１．６］）。ＭＵＦ−グルコシドの加水分解の生成物のＨＰＬＣ分析は、これらの精製された酵素の加水分解特異性を決定するために使用されることが多い。上の結果から、本開示のデバイスおよび方法は、多様な種類のセルラーゼの特異性を研究するための別のプラットフォームとなる。
【0124】
検証するために、わずかに変更を加えた、文献で周知の方法に従って、エキソグルカナーゼ（Ｌ３）およびエンドグルカナーゼ（４４Ａ）を調製した。最初に、基質８、９および１０を使用して、精製した酵素による酵素加水分解反応を溶解状態で行った。反応の完了時に、溶解混合物をＰＴＦＥ様ＡＣＧスライドに移し、ＭＳ−ＴＯＦアッセイを受けさせる前に以前と同じ洗浄手順を使用することによって調製した。
【0125】
図２２は、溶解状態のポリフッ化セロビオース（Ａ）、ポリフッ化セロトリオース（Ｂ）およびポリフッ化セロテトラオース（Ｃ）の酵素加水分解のＭＳ−ＴＯＦデータを示す。各炭水化物に対して、特異的酵素を添加した：（ａ）は酵素を含まない対照操作であり、（ｂ）はエキソグルカナーゼＬ３であり、（ｃ）はエンドグルカナーゼ４４Ａである。図２３は、ＡＣＧガラススライド上のポリフッ化セロビオース（Ａ）、ポリフッ化セロトリオース（Ｂ）およびポリフッ化セロテトラオース（Ｃ）の酵素加水分解のＭＳ−ＴＯＦデータを示す。各炭水化物に対して、特異的酵素を添加した：（ａ）は酵素を含まない対照操作であり、（ｂ）はエキソグルカナーゼＬ３であり、（ｃ）はエンドグルカナーゼ４４Ａである。
【0126】
図２２に示す実験データの実施により、エキソグルカナーゼＬ３は、エキソグルカナーゼの定義と一致して、基質８の末端からセロビオース単位を低速で切断し、化合物９または１０が基質であるときにはセロビオースを急速に切断する。エンドグルカナーゼ４４Ａは、セロビオース基質８またはセロトリオース基質９を受容することはできないが、セロテトラオース基質１０の３糖または４糖単位を切断する。
【0127】
比較のために、そして図２３に示した実施によって図示されるように、基質８、９、および１０をＰＴＦＥ様ＡＣＧ表面上に固定化して、セルラーゼ加水分解を表面上で直接行い、同じ洗浄手順の後に、これらのスライドにＭＳ−ＴＯＦアッセイを受けさせた。図２０Ｂに示すように、エキソグルカナーゼＬ３は、２４時間のインキュベーションの後にセロビオース基質８の一部のみを切断して、基質が化合物９または１０であるときにはセロビオースを急速に切断した。エンドグルカナーゼ４４Ａは、化合物８または９を基質として受容できない。しかしエンドグルカナーゼは、基質が化合物１０であるときに、セロテトラオースを急速に切断する。溶解状態での加水分解反応操作とは対照的に、エンドグルカナーゼ４４Ａはセロテトラオースを一度に切断して、セロテトラオース１０が基質であるときにはセロトリオースを切断しなかった。上の結果から、セロテトラオース基質１０は、行った実験でＰＴＦＥ様ＡＣＧ表面上にアレイを生成するのに最良の炭水化物であった。このアレイを使用することによって、未知のセルラーゼの活性および特異性が検査され得る。
【0128】
（実施例１３）ＰＴＦＥ様ＡＣＧスライド上での共有結合型グリカンアレイの生成
グリカンアレイのための複数の官能化ガラススライド、たとえば：アミン、カルボキシラート、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）、アビジン、エポキシ、アルデヒド、キレート化ニッケル基などでコートしたガラススライドが市販されている。これらの表面上にグリカンアレイを生成するとき、好適な緩衝剤ならびに反復される遮断および洗浄ステップが必要である。実施により、ホスホン酸官能基を有する基質はＡＣＧスライド上でのキレート化が容易であり、反復される洗浄ステップに耐えることができる。したがって、有効なグリカンアレイ調製のための新規方法が本明細書で開示される。
【0129】
ホスホン酸化合物２１を有するマンノースは、図２４に図示したスキームによって合成された。市販の化合物１５は、ＴＢＤＰＳ基によって保護されて、次にアルブソフ反応を使用することによって、臭素がホスホン酸塩に変化した。脱シリル化の後、次のグリコシル化反応のための化合物１８が得られた。ＢＦ３・ＯＥｔ２をプロモータとして使用することによって、化合物１９を糖供与体として使用して、ホスホン酸基誘導体２０を有するマンノース分子を得た。全体的な脱保護の後に、ホスホン酸化合物２１を有するマンノースを得た。
【0130】
化合物２１をメタノールに溶解させた。この糖誘導体の溶液をＰＴＦＥ様ＡＣＧスライド表面上にロボットによってスポットした。インキュベーションの後に、遮断せずに、スライドを蒸留水で反復してすすぎ、Ａｌｅｘａ ４８８標識コンカナバリンＡをタンパク質源として使用することによって、タンパク質結合分析に使用した。各種のインキュベーション時間を評価して、糖誘導体がＡＣＧスライド上にキレート化するには１５分で十分であることを判断した。各種濃度の化合物２１をＡＣＧスライド上にスポットすると、結果は図２５に図示するように、ＡＣＧスライドはＮＨＳコートガラススライドに匹敵していた。
【0131】
（実施例１４）物質および方法
すべての化学薬品および無水溶媒は、販売元から購入して、さらに精製せずに使用した。グリコシル化のためのモレキュラーシーブ（ＭＳ）はＡＷ−３００（Ａｌｄｒｉｃｈ）であった。ＦｌｕｏｒｏＦｌａｓｈ（登録商標）ＳＰＥカートリッジは、Ｓｉｇｍａより購入した。反応は、ＥＭシリカゲル６０ Ｆ２５４プレートによる分析用薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）を用いて監視して、ＵＶ（２５４ｎｍ）の下でおよび／またはＫＭｎＯ４もしくはｐ−アニスアルデヒドで染色することによって描出した。１Ｈ ＮＭＲスペクトルは、Ｂｒｕｋｅｒ ＵＬＴＲＡＳＨＩＥＬＤ−６００ ＰＬＵＳ（６００ＭＨｚ）分光計で２９８Ｋにて記録した。化学シフト（ｐｐｍでの）は、ＣＤＣｌ３（δ＝７．２４ｐｐｍ）の内部標準シグナルに従って割り当てた。１３Ｃ ＮＭＲスペクトルは、Ｂｒｕｋｅｒ ＵＬＴＲＡＳＨＩＥＬＤ−６００ ＰＬＵＳ分光計を用いて得て、ＣＤＣｌ３（δ＝７７．００ｐｐｍ）によって校正した。カップリング定数（Ｊ）は、ヘルツ（Ｈｚ）で報告する 分裂パターンは、以下の省略形を使用することによって説明する：ｓ、１重線；ｂｒｓ、幅広１重線、２重線；ｔ、３重線；ｍ、多重線。
【0132】
基材物質マイクロガラススライド（７５．５×２５．４×１ｍｍ３）を濃Ｈ２ＳＯ４および３０％Ｈ２Ｏ２（７０：３０ｖ／ｖ）の混合物であるピラニア溶液中で、１２０℃にて３０分間洗浄して、大量の脱イオン水によってｐＨ７まですすぎ、高品質の窒素ガスによってパージ乾燥させた。高純度アルミニウムターゲット（純度９９．９９９％）は、Ｓｕｍｍｉｔ−Ｔｅｃｈ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｒｐ．（Ｈｓｉｎ−Ｃｈｕ，Ｔａｉｗａｎ）から入手した。これらの原料は、マグネトロンスパッタリング、カソードアーク蒸発、および熱蒸発などの各種のコーティング技法によるＡＣＣスライドの製造のために、ベンダーのＣｈｅｎｇ−Ｊｅｎ Ｃｏｒｐ．（Ｋａｏ−Ｈｓｉｕｎｇ，Ｔａｉｗａｎ）およびＹｕｊａｙ−Ｔｅｃｈ Ｃｏｒｐ．（Ｃｈｉｎ−Ｊｕ，Ｔａｉｗａｎ）に提供された。製造されたＡＣＧスライドは、直接使用するか、または２０Ｖの直流電流（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２４００ Ｍｏｄｅｌ）で４８℃にて、０．３Ｍシュウ酸水溶液中で６０〜９０秒間、アノード酸化するかのどちらかであった。製造したＡＣＧスライドの表面特性を図１に示す。表面を金でスパッタリングして、ＳＥＭ（ＦＥＩ ＸＬ３０ ＳＦＥＧ，ＦＥＩ Ｃｏｍｐａｎｙ）によって検査した。アルミニウムコーティングの表面あらさおよび厚さをＡＦＭ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ３１００ Ｖｅｅｃｏ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．）によって測定した。これらのスライドの表面組成は、超高真空（１×１０−１０Ｔｏｒｒ）下で単色ＡｌκαＸ線（１４８６．６ｅＶ）源を備えたＯｍｉｃｒｏｎ ＥＳＣＡ分光計を使用することによって、ＸＰＳで分析した。すべてのスペクトルを２８４．５ｅＶの炭素１ｓスペクトルおよび５３２ｅＶの酸素１ｓスペクトルによって校正した。
【0133】
ＮＨ２−ＡＣＧスライドの製造ＡＣＧスライドは、アセトンおよび水を連続的に用いてマルチシェーカー（ＦＭＳ２ ＦＩＮＥＰＣＲ）で２〜３分間洗浄して、高純度窒素ガスによってパージ乾燥させ、１００℃の乾燥器で１０〜１５分間さらに乾燥させた。表面活性化は、プラズマクリーナー（Ｈａｒｒｉｃｋ ＰＤＣ ３２Ｇ、２００〜６００ｍＴｏｒｒ）によって酸素、アルゴン、または混合ガスを用いて室温にて１０分間行った。プラズマ処理の直後に、ＡＰＤＭＥＳ（０．８ｍＬ）を表面上に（バルクで）均一に配置して、密閉したペトリ皿で覆い、ホットプレート上で直接、６５８℃にて４０分から１時間加熱した。反応が完了したときに、試料スライドを完全にすすぎ、メタノール中で３分間超音波処理して（出力２０％）、高純度窒素ガスによってパージ乾燥させた。アミノシラングラフト基材を有する表面を、マンノース誘導体化合物２７およびＨＢＴＵを用いたインサイチューでのアミド結合形成に使用した。市販のＮＨ２ガラススライド（＃４０００４、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃ．製）をタンパク質結合の比較のために使用した。
【0134】
ＮＨＳ−ＡＣＧスライドの製造熱蒸発によってコートしたＡＣＧスライドを０．２Ｍシュウ酸中で９０秒間アノード酸化して、脱イオン水ですすぎ、通常通りアルゴンプラズマで活性化した。汚染物質を一切含まない状態で、スライドは、設計されたＰＴＦＥ密閉熱伝達型反応セル内で組み立てられて、セルにＡＰＴＥＳ（１ｍＬ、バルク）をただちに添加した。ＰＴＦＥセルをガラス板で覆った。水分を含まない条件下で、セルを６５８℃にて３０分間加熱して、塩化メチレンおよびメタノールによって完全にすすいだ。次にスライドを窒素ガスによってパージ乾燥させた。事前に、ＤＳＳ（０．５ｇ；ＣＡＳ ＃６８５２８−８０−３０）のＤＭＦ（４ｍＬ）およびジイソプロピルエチルアミン（２２０ｍＬ）による飽和溶液を調製した。この飽和溶液の一部（１．３３ｍＬ）を各反応セルに添加した。ＮＨＳ−ＡＣＧスライドを、室温にて絶えず渦動させながら３時間以内に形成した。スライドを酢酸エチルで完全にすすいで、高品質窒素ガスによってパージ乾燥させた。ＰＴＦＥセルを乾燥させて分解した後に、Ｇｌｏｂｏ Ｈ−ＮＨ２マイクロアレイのためのスライドの準備が整っていた。
【0135】
ＡＣＧスライドの調製−シランベースＰＴＦＥ様ＡＣＧスライドの製造水分を含まない条件下で、アルゴンプラズマ活性化ＡＣＧスライドをバルクの３−アミノプロピルトリエチルシランと６５℃にて３０分間反応させて、次に塩化メチレンで完全に洗浄し、大気条件下で窒素ガスによって乾燥させた。シラン化ＡＣＧスライドをＮ−スクシンイミジル（ｓｕｃｃｉｍｉｄｙｌ）３−パーフルオロオクチルプロピオネート（０．０５ｗｔ％）溶液の溶媒混合物（ＤＭＦ／ＩＰＡ／ＤＩＰＥＡ １２／６／１体積比）に、室温にて２時間浸漬した。反応後、スライドをＩＰＡで完全にすすいで、窒素ガスによってパージ乾燥させた。スライド製造の完了について、水接触角（≧１１５°）測定を迅速に確認した。
【0136】
ＡＣＧスライドの調製−ホスホン酸ベースＰＴＦＥ様ＡＣＧスライドの製造アルミニウム・コート・ガラススライドをアセトンおよび水で３回洗浄して、次に乾燥した清浄空気によって乾燥させた。次に清浄なスライドを酸素プラズマ（Ｈａｒｒｉｃｋ ｐｌａｓｍａ，ＰＤＣ−３２Ｇ）によって１５分間活性化および洗浄した。活性化の後、スライドを３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデシルホスホン酸（ＨＤＦＤＰＡ）３溶液（１Ｍ、Ｈ２Ｏ中６５％２−プロパノール、ｐＨ＝６．１７）にただちに浸漬した。溶液を弱い超音波処理（５０Ｗ）によって１５分間振動させた。超音波処理の後、スライドを溶液から取り出し、次に別の純２−プロパノール溶液中に１５分間浸漬した。スライド表面上の過剰なホスホン酸の除去を促進するために、溶液も超音波処理した。スライドを乾燥窒素および減圧によって乾燥させた。反応の完了時に、スライドをＩＰＡで完全にすすいで、窒素パージ乾燥させた。スライド製造の完了に関して、水接触角（≧１１５°）測定を迅速に確認した。
【0137】
基準対照ＮＨＳ−ガラススライドＮＨＳ−ガラススライド（ＳＣＨＯＴＴ製、Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ）を直接使用した。ＮＨ２ガラススライド（＃４０００４、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製）は、ＮＨＳ−ＡＣＧスライドと同じ調製方法を使用して修飾した。スライドは、設計されたＰＴＦＥ密閉熱伝達型反応セル内で組み立てられた。飽和ＤＳＳ溶液の一部（１．３３ｍＬ）をＮＨ２−ガラス表面との反応のために添加した。室温にて３時間絶えず渦動させた後、スライドを酢酸エチルで完全にすすぎ、高品質窒素ガスによってパージ乾燥させた。ＰＴＦＥセルを乾燥させて分解した後に、Ｇｌｏｂｏ Ｈ−ＮＨ２マイクロアレイのためのスライドの準備が整っていた。
【0138】
化学物質６の合成で使用したすべての化学薬品は、Ａｌｄｒｉｃｈまたは指定の個々の化学薬品会社から購入して、さらに精製せずに使用した。
【0139】
合成
【0140】
【化2】
３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデシルホスホン酸（３）：ブロモトリメチルシラン（０．７４ｍＬ、５．７５ｍｍｏｌ）を注射器によって、Ｓ１（１．１２ｇ、１．９２ｍｍｏｌ）の無水ＣＨ２Ｃｌ２（１５ｍｌ）による溶液に窒素下で添加した。混合物を３０時間撹拌した。揮発物を真空下で完全に除去して、白色粉末を得た。白色粉末はさらに精製せずに、次の実験で直接使用することができる（０．９９ｇ、９７％）。1H NMR (600MHz, MeOD): δ (ppm) 2.48-2.42(m, 2H, CH2CF2), 1.99-1.96 (m, 2H, PCH2). 13CNMR (150 MHz, MeOD): δ (ppm) 121-106 (m, C-Fカップリングは未解析), 25.55 (t, 2JcF=23Hz, CH2CF2), 18.26 (d, 2Jcp=143 Hz,PCH2).ＨＲＭＳ Ｃ１０Ｈ５Ｆ１７Ｏ３Ｐの計算値：［Ｍ−Ｈ］−、５２６．９６９９；実測値：５２６．９６６９
【0141】
【化3】
［（４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１１，１１，１２，１２，１２−ノナデカフルオロドデコキシカルボニル−アミノ）ペンチル］α−Ｄ−マンノピラノシド（４）：Ｓ２（２５０ｍｇ、０．４０ｍｍｏｌ）および５−アミノペンチルα−Ｄ−マンノピラノシド（１１２ｍｇ、０．３９ｍｍｏｌ）のＣＨ２Ｃｌ２による撹拌溶液に、０℃のトリエチルアミン（０．２ｍＬ）を窒素下で添加して、次に氷浴を取り外した。反応物を室温まで加温して、一晩撹拌した。溶媒を真空中で除去して、生成物をＦｌｕｏｒｏＦｌａｓｈ（登録商標）ＳＰＥカートリッジおよびフラッシュクロマトグラフィーによって精製して、白色固体を得た（２５３ｍｇ、８３％）。1H NMR (600MHz, CDCl3): δ(ppm) 7.97 (s, 1H, NH), 4.72 (d, J= 1.6 Hz, 1H, Manの1-H), 4.10 (t, J= 6.2 Hz,2H, O-CH2), 3.82-3.80 (m, 1H), 3.77-3.76 (m, 1H), 3.73-3.70 (m, 2H),3.69-3.66 (m, 1H), 3.59 (t, J= 9.6 Hz, 1H), 3.52-3.49 (m, 1H), 3.42-3.38 (m,1H), 3.08 (t, J=7.1 Hz, 1H, O-CH2), 2.32-2.23 (m, 2H, CH2CH2F),1.94-1.89 (m, 2H, FCH2-), 1.63-1.54 (m, 2H), 1.51-1.46 (m, 2H),1.42-1.32 (m, 4H). 13C NMR (150 MHz, CDCl3): δ (ppm)157.44 (NCO), 120-105 (m, C-Fカップリングは未解析), 100.12 (Manの1-C), 73.19, 71.25,70.87, 67.22, 67.04, 62.80, 61.51, 40.27 (CH2N), 29.41, 19.10,26.20, 25.63, 24.86, 20.07.ＨＲＭＳ Ｃ２３Ｈ２８Ｆ１７ＮＯ８の計算値：［Ｍ＋Ｎａ］＋、８０６．１５９８；実測値：８０６．１６４３。
【0142】
【化4】
【0143】
［（４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１１，１１，１２，１２，１２−ノナデカフルオロドデコキシカルボニル−アミノ）ペンチル］β−Ｄ−ガラクトピラノシル−（１→３）−２−アセトアミド−２−デオキシ−β−Ｄ−ガラクトピラ−ノシル−（１→３）−α−Ｄ−ガラクトピラノシル−（１→４）−β−Ｄ−ガラクト−ピラノシル−（１→４）−β−Ｄ−グルコ−ピラノシド（６）：化合物６を化合物Ｓ４から、５について説明した手順に従って調製して、カラムクロマトグラフィーおよびＦｌｕｏｒｏＦｌａｓｈ（登録商標）ＳＰＥカートリッジによる精製の後の収率は５５％であった。Ｒｆ：０．１８（ＥｔＯＡｃ：ＭｅＯＨ＝１：１）。白色泡状固体。1H NMR (600MHz, MeOD): δ 4.72 (d, J=8.4 Hz, 1H),4.44 (d, J=7.0 Hz, 1H), 4.37 (d, J=7.4 Hz, 1H), 4.31 (d, J=7.7 Hz, 1H), 4.29(m, 1H), 4.19 (d, J=2.1 Hz, 1H), 4.13 (t, d, J=6.0 Hz, 2H), 4.09 (m, 1H), 4.01(bs, 1H), 3.95-3.67 (m, 20H), 3.60-3.42 (m, 11H), 3.26 (t, J=8.6 Hz, 1H), 3.12(t, J=7.0 Hz, 2H), 2.34-2.26 (m, 2H), 2.01 (s, 3H), 1.98-1.91 (m, 2H),1.69-1.64 (m, 2H), 1.55-1.52 (m, 2H), 1.46-1.43 (m, 2H). 13C NMR(150MHz, MeOD): δ 173.69, 157.44, 120.11-108.43 (m, C-Fカップリングは未解析), 105.22,104.06, 102.91, 102.80, 101.38, 80.11, 79.83, 79.34, 78.55, 75.38, 75.11, 75.05,74.97, 74.94, 73.46, 73.24, 73.17, 71.17, 71.07, 71.00, 69.31, 69.21, 68.87,68.14, 68.07, 62.81, 61.21, 60.50, 60.16, 51.98, 40.26, 29.22, 28.97, 22.87,21.95, 20.08, 19.47.ＭＳ（ＭＡＬＤＩ）Ｃ４９Ｈ７１Ｆ１７Ｎ２Ｏ２８Ｎａ＋の計算値：１４８１．３８２［Ｍ＋Ｎａ］＋；実測値：１４８１．４５２。
【0144】
［（４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１１，１１，１２，１２，１２−ノナデカフルオロドデコキシカルボニル−アミノ）ペンチル］α−Ｌ−フコピラノシル−（１→２）−β−Ｄ−ガラクトピラノシル−（１→３）−２−アセトアミド−２−デオキシ−β−Ｄ−ガラクトピラノシル−（１→３）−α−Ｄ−ガラクトピラノシル−（１→４）−β−Ｄ−ガラクト−ピラノシル−（１→４）−β−Ｄ−グルコピラノシド（７）：化合物７を化合物Ｓ５から、５について説明した手順に従って調製して、カラムクロマトグラフィーおよびＦｌｕｏｒｏＦｌａｓｈ（登録商標）ＳＰＥカートリッジによる精製の後の収率は８８％であった。Ｒｆ：０．１８（ＥｔＯＡｃ：ＭｅＯＨ＝１：１）。白色泡状固体。１H NMR (600MHz, MeOD): δ 5.26 (d, J=3.8Hz, 1H), 4.96 (d, J=3.8 Hz, 1H), 4.58 (d, J=7.9 Hz, 1H), 4.44 (d, J=7.0 Hz,1H), 4.30 (d, J=7.6 Hz, 1H), 4.29 (m, 1H), 4.17-4.10 (m, 5H), 4.01 (bs, 1H),3.93-3.69 (m, 24H), 3.68-3.53 (m, 8H), 3.44-3.41 (m, 1H), 3.26 (t, J=8.6 Hz,1H), 3.12 (t, J=7.0 Hz, 2H), 2.32-2.28 (m, 2H), 2.04 (s, 3H), 1.97-1.93 (m,2H), 1.69-1.64 (m, 2H), 1.56-1.52 (m, 2H), 1.47-1.42 (m, 2H), 1.27 (d, J=6.5Hz, 3H). 13C NMR (150MHz, MeOD): δ 173.17, 157.55, 104.20, 104.07,102.93, 102.59, 101.54, 99.78, 80.05, 79.26, 78.81, 77.83, 76.82, 75.50, 75.21,75.09, 74.23, 73.56, 73.41, 72.25, 71.33, 71.22, 70.25, 69.41, 69.32, 69.09,68.37, 68.33, 66.83, 62.91, 61.31, 61.26, 60.65, 60.25, 51.82, 40.37, 29.32,29.07, 22.97, 22.18, 20.19, 15.40.ＭＳ（ＭＡＬＤＩ）Ｃ５５Ｈ８１Ｆ１７Ｎ２Ｏ３２Ｎａ＋の計算値：１６２７．４４０［Ｍ＋Ｎａ］＋；実測値：１６２７．５２６。
【0145】
【化5】
（Ｓ７）：化合物Ｓ６（１．０１ｇ、１．２９ｍｍｏｌ）、５−アジド−１−ペンタノール（０．８４ｇ、６．４７ｍｍｏｌ）、および３ÅモレキュラーシーブのＣＨ２Ｃｌ２（１０ｍＬ）による懸濁物を室温にて１時間撹拌した。反応混合物を０℃まで冷却して、ＢＦ３・Ｅｔ２Ｏ（３３μＬ、０．２６ｍｍｏｌ）を滴加して処理した。０℃にて２時間撹拌した後、ＮａＨＣＯ３飽和水溶液を添加して、反応混合物をセライトで濾過した。混合物をＣＨ２Ｃｌ２で希釈して、次に塩水で洗浄した。有機相をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、溶媒を蒸発させて、クロマトグラフィー（ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝３：１→２：１→１：１）によって精製して、Ｓ７を白色泡状固体（３３０ｍｇ、３４％）として得た。Ｒｆ：０．４８（ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝１：１）。1H NMR (600MHz, CDCl3): δ5.16 (t, J=9.4 Hz, 1H), 5.13 (t, J=9.4 Hz, 1H), 5.04 (t, J=9.7 Hz, 1H),4.91-4.85 (m, 2H), 4.50-4.47 (m, 2H), 4.42 (d, J=8.2 Hz, 1H), 4.34 (dd, J=12.5,4.3 Hz, 1H), 4.06 (dd, J=12.0, 4.7 Hz, 1H), 4.01 (dd, J=12.3, 1.9 Hz, 1H), 3.81(m, 1H), 3.74 (t, J=9.5 Hz, 1H), 3.64-3.62 (m, 1H), 3.56 (m, 1H), 3.43 (m,1H),3.23 (t, J=6.8 Hz, 2H), 2.10 (s, 3H), 2.06 (s, 3H), 2.01 (s, 3H), 2.00 (s, 3H),1.99 (s, 3H), 1.98 (s, 3H), 1.96 (s, 3H), 1.59-1.54 (m, 4H), 1.40-1.35 (m, 2H).13C NMR (150MHz, CDCl3): δ 170.54, 170.34, 170.26,169.86, 169.60, 169.34, 169.08, 100.81, 100.64, 76.51, 72.94, 72.67, 72.49,71.96, 71.61, 71.56, 69.73, 67.76, 61.84, 61.54, 51.33, 28.94, 28.52, 23.14,21.08, 20.90, 20.69, 20.57.ＨＲＭＳ（ＥＳＩ）Ｃ３１Ｈ４５Ｎ３Ｏ１８Ｎａ＋の計算値：７７０．２５９０［Ｍ＋Ｎａ］＋；実測値：７７０．２５７０。
【0146】
［（４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１１，１１，１２，１２，１２−ノナデカフルオロドデコキシカルボニル−アミノ）ペンチル］２，３，６，２，３，４，６’−ヘプタ−Ｏ−アセチル−β−Ｄ−セロビオシド（Ｓ８）：Ｓ７（５０ｍｇ，０．０７ｍｍｏｌ）、触媒量のＰｄ／ＣのＭｅＯＨの５％ギ酸（５ｍＬ）による懸濁物をＨ２バルーン下で２時間撹拌した。セライトによる濾過の後、濾過ケーキをＭｅＯＨで洗浄した。濾液を蒸発させて、トルエンと共蒸発させた。残留物は精製せずに次のステップで使用した。
【0147】
上述の残留物をＣＨ２Ｃｌ２（５ｍＬ）に溶解させて、次に化合物Ｓ２（５０ｍｇ、０．０８ｍｍｏｌ）を添加した。混合物を０℃まで冷却した。トリエチルアミン（１９μＬ、０．１３ｍｍｏｌ）を添加して、溶液の撹拌を室温にて１２時間続けた。反応混合物を濃縮して、クロマトグラフィー（ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝１：１）によって精製して、Ｓ８を白色泡状固体（４９ｍｇ、２ステップで６０％）として得た。1H NMR (600MHz, CDCl3): δ5.14 (t, J=9.5 Hz, 1H), 5.11 (t, J=9.5 Hz, 1H), 5.03 (t, J=, 9.5 Hz, 1H),4.91-4.84 (m, 2H), 4.76 (br, 1H), 4.50 (dd, J=12.0, 1.7 Hz, 1H), 4.48 (d, J=7.9Hz, 1H), 4.40 (d, J=8.0 Hz, 1H), 4.34 (dd, J=12.5, 4.3 Hz, 1H), 4.09 (t, J=6.1Hz, 2H), 4.05 (dd, J=12.0, 4.9 Hz, 1H), 4.01 (dd, J=12.5, 2.2 Hz, 1H), 3.80 (m,1H), 3.73 (t, J=9.5 Hz, 1H), 3.64-3.61 (m, 1H), 3.55-3.53 (m, 1H), 3.43 (m,1H), 3.12 (m, 2H), 2.18-2.13 (m, 2H), 2.09 (s, 3H), 2.05 (s, 3H), 2.00 (2xs,6H), 1.98 (s, 3H), 1.97 (s, 3H), 1.95 (s, 3H), 1.92-1.88 (m, 2H), 1.56-1.52 (m,2H), 1.49-1.44 (m, 2H), 1.34-1.29 (m, 2H). 13C NMR (150MHz, CDCl3):δ 170.51, 170.35, 170.25, 169.84, 169.62, 169.33, 169.06, 156.25, 120.18-108.01(m, C-Fカップリングは未解析), 100.78, 100.62, 76.47, 72.91, 72.68, 72.45, 71.94, 71.60,71.56, 69.77, 67.74, 63.17, 61.76, 61.52, 40.83, 29.68, 29.49, 28.92, 27.99,27.84, 27.69, 23.02, 21.03, 20.84, 20.64, 20.53, 20.33.ＨＲＭＳ（ＥＳＩ）Ｃ４３Ｈ５２Ｆ１７ＮＯ２０Ｎａ＋の計算値：１２４８．２７０３［Ｍ＋Ｎａ］＋；実測値：１２４８．２６７５［（４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１１，１１，１２，１２，１２−ノナデカフルオロドデコキシカルボニル−アミノ）ペンチル］β−Ｄ−セロビオシド（８）：Ｓ８（２２２ｍｇ、０．１８ｍｍｏｌ）およびＮａＯＭｅ（５０ｍｇ、０．０９ｍｍｏｌ）のＭｅＯＨ（７ｍＬ）による溶液を室温にて一晩撹拌した。混合物をＡｍｂｅｒｌｙｓｔ−１５イオン交換樹脂（ｒｅｓｉｇｎ）によって５分間中和して、セライトを充填した焼結漏斗によって濾過した。濾過後にフィルタパッドをメタノールですすいだ。合せた濾液を減圧下で濃縮して、次にフラッシュカラムクロマトグラフィー（ＥｔＯＡｃ：ＭｅＯＨ＝１０：１→８：１）によって精製して、８を白色固体（１２３ｍｇ、７３％）として得た。Ｒｆ：０．４７（ＥｔＯＡｃ：ＭｅＯＨ＝５：１）。1H NMR (600MHz, MeOD): δ 4.40 (d,J=7.9 Hz, 1H), 4.27 (d, J=7.8 Hz, 1H), 4.10 (t, J=6.1 Hz, 2H), 3.89-3.86 (m,4H), 3.65 (dd, J=11.8, 5.7Hz, 1H), 3.57-3.53 (m, 2H), 3.50 (t, J=9.0Hz, 1H),3.39-3.32 (m, 3H), 3.30 (m, 1H), 3.22 (m, 2H), 3.09 (t, J=6.7 Hz, 2H),2.32-2.23 (m, 2H), 1.94-1.89 (m, 2H), 1.66-1.61 (m, 2H), 1.53-1.48 (m, 2H),1.43-1.38 (m, 2H). 13C NMR (150MHz, MeOD): δ 157.51, 120.11-108.43(m, C-Fカップリングは未解析), 103.20, 102.79, 79.31, 76.69, 76.43, 75.03, 73.47, 69.95,69.29, 61.00, 60.74, 60.42, 40.32, 29.52, 28.95, 27.36, 27.21, 27.07, 22.86,20.07.ＨＲＭＳ（ＥＳＩ）Ｃ２９Ｈ３８Ｆ１７ＮＯ１３Ｎａ＋の計算値：９５４．１９６４［Ｍ＋Ｎａ］＋；実測値：９５４．１９６６。
【0148】
【化6】
【0149】
パラ−メトキシフェニル２，３，４，６−テトラ−Ｏ−アセチル−β−Ｄ−グルコピラノシル−（１→４）−２，３，６−トリ−Ｏ−アセチル−β−Ｄ−グルコピラノシル−（１→４）−２，３，６−トリ−Ｏ−アセチル−β−Ｄ−グルコピラノシド（Ｓ１１）：Ｓ１０（１．０１ｇ、０．８６ｍｍｏｌ）、触媒量のＰｄ（ＯＨ）２のＭｅＯＨ／ＥＡ（１／１、１０ｍＬ）による懸濁物をＨ２バルーン下で１２時間撹拌した。セライトによる濾過の後、濾過ケーキをＭｅＯＨで洗浄した。濾液を蒸発させて、残留物は精製せずに次のステップで使用した。
【0150】
上述の残留物をピリジン（５ｍＬ）および無水酢酸（５ｍＬ）に溶解させた。混合物を室温にて一晩撹拌した。溶液にＭｅＯＨを添加して過剰な無水酢酸を破壊して、次に真空中で濃縮した。ＣＨ２Ｃｌ２を添加して、反応混合物を１Ｍ ＨＣｌ水溶液、ＮａＨＣＯ３飽和水溶液および塩水で洗浄した。有機相をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、濃縮して、クロマトグラフィー（ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝１：１）によって精製し、Ｓ１１を白色泡状固体（７９４ｍｇ、２ステップで９０％）として得た。Ｒｆ：０．２４（ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝１：１）。1H NMR (600MHz, CDCl3): δ6.88 (d, J=9.0 Hz, 2H), 6.76 (d, J=9.0 Hz, 2H), 5.19 (t, J=9.2 Hz, 1H),5.11-5.07 (m, 3H), 5.02 (t, J=9.7 Hz, 1H), 4.88-4.81 (m, 4H), 4.50 (dd, J=12.0,2.0 Hz, 1H), 4.46 (d, J=8.0 Hz, 1H), 4.44 (d, J=8.0 Hz, 1H), 4.37 (dd, J=12.0,2.0 Hz, 1H), 4.32 (dd, J=12.5, 4.3 Hz, 1H), 4.10-4.06 (m, 2H), 4.00 (dd,J=12.5, 2.0 Hz, 1H), 3.80 (t, J=9.5 Hz, 1H), 3.73 (t, J=9.5 Hz, 1H), 3.72 (s,3H), 3.67-3.64 (m,1H), 3.61-3.55 (m, 2H), 2.11 (s, 3H), 2.07 (s, 3H), 2.05 (s,3H), 2.02 (s, 3H), 2.00 (s, 3H), 1.99 (s, 3H), 1.97 (2s, 6H), 1.96 (s, 3H),1.94 (s, 3H). 13C NMR (150MHz, CDCl3): δ 170.53, 170.27,170.23, 169.79, 169.57, 169.32, 169.10, 155.77, 150.88, 118.69, 114.53, 100.80,100.57, 100.07, 76.44, 76.13, 72.89, 72.81, 72.77, 72.65, 72.41, 72.02, 71.75,71.55, 71.52, 67.70, 62.15, 61.49, 55.67, 20.86, 20.80, 20.70, 20.57, 20.50.ＨＲＭＳ（ＥＳＩ）Ｃ４５Ｈ５８Ｏ２７Ｎａ＋の計算値：１０５３．３０５８［Ｍ＋Ｎａ］＋；実測値：１０５３．３０５１。
【0151】
５−アジドペンチル２，３，４，６−テトラ−Ｏ−アセチル−β−Ｄ−グルコピラノシル−（１→４）−２，３，６−トリ−Ｏ−アセチル−β−Ｄ−グルコピラノシル−（１→４）−２，３，６−トリ−Ｏ−アセチル−β−Ｄ−グルコピラノシド（Ｓ１２）：化合物Ｓ１１（８６６ｍｇ、０．８４ｍｍｏｌ）をアセトン−Ｈ２Ｏ（２０ｍＬ ３：１）に溶解させて、混合物を冷却した（氷水浴）。ＣＡＮ（２．３ｇ、４．２０ｍｍｏｌ）のアセトン／Ｈ２Ｏ（１０ｍＬ ３：１）による溶液を添加して、混合物を室温にて３０分間撹拌した。混合物を体積１０ｍＬまで濃縮して、ＣＨ２Ｃｌ２で希釈し、ＮａＨＣＯ３飽和水溶液で洗浄して、乾燥させ（Ｎａ２ＳＯ４）、濾過して、濃縮した。次に残留物をＣＨ２Ｃｌ２に溶解させて、トリクロロアセトニトリル（１．０ｍＬ）およびＣｓ２ＣＯ３（２５０ｍｇ、０．７７ｍｍｏｌ）で処理した。室温にて１２時間撹拌した後、反応物を水、塩水で洗浄して、乾燥させ（Ｎａ２ＳＯ４）、濾過して、濃縮した。トリクロロアセトイミデート化合物、５−アジド−１−ペンタノール（０．５４ｇ、４．２０ｍｍｏｌ）、および３Åモレキュラーシーブ（１．５ｇ）のＣＨ２Ｃｌ２（１０ｍＬ）による懸濁物を室温にて１時間撹拌した。反応混合物を０℃まで冷却して、ＢＦ３−Ｅｔ２Ｏ（０．１１ｍＬ、０．８４ｍｍｏｌ）を滴加して処理した。０℃にて２時間撹拌した後、ＮａＨＣＯ３飽和水溶液を添加して、反応混合物をセライトで濾過した。混合物をＣＨ２Ｃｌ２で希釈して、次に塩水で洗浄した。有機相をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、溶媒を蒸発させて、クロマトグラフィー（ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝３：１→２：１→１：１）によって精製して、Ｓ１２を白色泡状固体（２１０ｍｇ、３ステップで２４％）として得た。Ｒｆ：０．３１（ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝１：１）。1H NMR (600MHz, CDCl3): δ5.12-5.05 (m, 3H), 5.00 (t, J=9.7 Hz, 1H), 4.87-4.79 (m, 3H), 4.48 (dd, J=11.8,2.0 Hz, 1H), 4.43 (d, J=7.9 Hz, 1H), 4.42 (d, J=7.9 Hz, 1H), 4.38 (d, J=8.0 Hz,1H), 4.35 (dd, J=12.0, 2.0 Hz, 1H), 4.31 (dd, J=12.5, 4.3 Hz, 1H), 4.07 (dd,J=12.1, 5.2 Hz, 1H), 3.99 (dd, J=12.5, 2.0 Hz, 1H), 3.80-3.74 (m, 1H), 3.71(dt, J=10.0, 9.5 Hz, 2H), 3.60-3.58 (m, 2H), 3.55-3.52 (m, 2H), 3.45-3.40 (m,1H), 3.21 (t, J=6.8 Hz, 2H), 2.09 (s, 3H), 2.08 (s, 3H), 2.04 (s, 3H), 1.99 (s,3H), 1.98 (s, 3H), 1.97 (s, 3H), 1.96 (s, 3H), 1.95 (s, 3H), 1.94 (2xs, 6H),1.60-1.52 (m, 4H), 1.42-1.33 (m, 2H). 13C NMR (150MHz, CDCl3):δ 170.52, 170.31, 170.21, 169.82, 169.79, 169.54, 169.31, 169.10, 100.79,100.59, 100.55, 76.49, 76.14, 72.87, 72.67, 72.41, 71.75, 71.62, 71.53, 67.72,62.14, 61.72, 61.48, 51.34, 28.91, 28.50, 23.12, 20.87, 20.68, 20.55, 20.48.ＨＲＭＳ（ＥＳＩ）Ｃ４３Ｈ６１Ｎ３Ｏ２６Ｎａ＋の計算値：１０５８．３４３６［Ｍ＋Ｎａ］＋；実測値：１０５８．３４１９。
【0152】
［（４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１１，１１，１２，１２，１２−ノナデカフルオロドデコキシカルボニル−アミノ）ペンチル］２，３，４，６−テトラ−Ｏ−アセチル−β−Ｄ−グルコピラノシル−（１→４）−２，３，６−トリ−Ｏ−アセチル−β−Ｄ−グルコピラノシル−（１→４）−２，３，６−トリ−Ｏ−アセチル−β−Ｄ−グルコピラノシド（Ｓ１３）：化合物Ｓ１３を化合物Ｓ１２から、Ｓ８について説明した手順に従って調製して、カラムクロマトグラフィー（ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝１：１→２：３）の後の収率は５５％（２ステップ）であった。白色固体。Ｒｆ：０．４１（ヘキサン：ＥｔＯＡｃ＝１：１）。1H NMR (600MHz, CDCl3): δ5.13-5.06 (m, 3H), 5.01 (t, J=9.7 Hz, 1H), 4.88-4.81 (m, 4H), 4.79 (br, 1H),4.50 (dd, J=11.8, 1.3 Hz, 1H), 4.44 (d, J=7.2 Hz, 1H), 4.43 (d, J=7.6 Hz, 1H),4.38 (d, J=8.1 Hz, 1H), 4.36 (dd, J=12.0, 1.8 Hz, 1H), 4.32 (dd, J=12.5, 4.3Hz, 1H), 410-4.06 (m, 3H), 4.02 (dd, J=12.0, 4.8 Hz, 1H), 3.99 (dd, J=12.4, 2.0Hz, 1H), 3.79-3.74 (m, 1H), 3.72 (dt, J=11.5, 9.6 Hz, 2H), 3.63-3.58 (m, 1H),3.56-3.50 (m, 2H), 3.43-3.40 (m, 1H), 3.11 (m, 1H), 2.20-2.10 (m, 2H), 2.10 (s,3H), 2.09 (s, 3H), 2.05 (s, 3H), 1.99 (s, 3H), 1.98 (2xs, 6H), 1.97 (s, 3H),1.96 (s, 3H), 1.94 (2xs, 6H), 1.91-1.86 (m, 2H), 1.54-1.52 (m, 2H), 1.48-1.43(m, 2H), 1.34-1.26 (m, 2H). 13C NMR (150MHz, CDCl3): δ170.53, 170.35, 170.22, 169.81, 169.58, 169.32, 169.11, 153.25, 120.2-108.01(m, C-Fカップリングは未解析), 100.79, 100.58, 100.55, 76.47, 76.14, 72.88, 72.70, 72.66,72.39, 72.00, 71.75, 71.63, 71.54, 71.34, 69.76, 67.69, 63.67, 63.18, 62.13,61.65, 61.48, 40.84, 29.50, 28.93, 27.99, 27.84, 27.70, 23.02, 20.89, 20.76,20.67, 20.54, 20.48, 20.34.ＨＲＭＳ（ＥＳＩ）Ｃ５５Ｈ６８Ｆ１７ＮＯ２８Ｎａ＋の計算値：１５３６．３６５６［Ｍ＋Ｎａ］＋；実測値：１５３６．３５４８［（４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１１，１１，１２，１２，１２−ノナデカフルオロドデコキシカルボニル−アミノ）ペンチル］β−Ｄ−グルコピラノシル−（１→４）−β−Ｄ−グルコピラノシル−（１→４）−β−Ｄ−グルコピラノシド（９）：化合物９は化合物Ｓ１３から、８について説明した手順に従って調製して、カラムクロマトグラフィー（ＥｔＯＡｃ：ＭｅＯＨ＝３：１→１：１）およびＦｌｕｏｒｏＦｌａｓｈ（登録商標）ＳＰＥカートリッジによる精製の後の収率は５５％であった。白色固体。Ｒｆ：０．６６（ＥｔＯＡｃ：ＭｅＯＨ＝３：１）。1H NMR (600MHz, MeOD): δ 4.44 (d,J=8.0 Hz, 1H), 4.39 (d, J=7.8 Hz, 1H), 4.27 (d, J=7.9 Hz, 1H), 4.10 (t, J=6.1Hz, 1H), 3.91-3.84 (m, 6H), 3.67-3.63 (m, 3H), 3.58-3.48 (m, 7H), 3.39-3.32 (m,3H), 3.30 (m, 1H), 3.22 (m, 2H), 3.09 (t, J=6.9 Hz, 1H), 2.31-2.26 (m, 2H),1.97-1.90 (m, 2H), 1.65-1.61 (m, 2H), 1.52-1.48 (m, 2H), 1.43-1.37 (m, 2H). 13CNMR (150MHz, MeOD): δ 157.71, 120.11-108.43 (m, C-Fカップリングは未解析), 103.44, 103.21,103.05, 79.40, 79.00, 76.95, 76.66, 75.47, 75.25, 75.02, 73.75, 73.48, 70.19,69.56, 63.07, 61.26, 60.58, 60.30, 40.50, 29.45, 29.20, 27.61, 27.46, 27.32,23.10, 20.32.ＨＲＭＳ（ＥＳＩ）Ｃ３５Ｈ４８Ｆ１７ＮＯ１８Ｎａ＋の計算値：１１１６．２４９２［Ｍ＋Ｎａ］＋；実測値：１１１６．２５２０。
【0153】
［（４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１１，１１，１２，１２，１２−ノナデカフルオロドデコキシカルボニル−アミノ）ペンチル］β−Ｄ−グルコピラノシル−（１→４）−β−Ｄ−グルコピラノシル−（１→４）−β−Ｄ−グルコピラノシル−（１→４）−β−Ｄ−グルコピラノシド（１０）：化合物１０は、９について説明した手順に従って調製して、カラムクロマトグラフィーによる精製の後の収率は８６％であった。δ 4.47 (d, J=8.0 Hz, 1H ), 4.46 (d, J=8.0 Hz, 1H), 4.42 (d, J=7.8 Hz,1H), 4.30 (d, J=7.9 Hz, 1H), 4.10 (t, J=6.1 Hz, 2H), 3.91-3.89 (m, 9H),3.68-3.63 (m, 3H), 3.60-3.50 (m, 14H), 3.39-3.25 (m, 14H), 3.12 (t, J=6.9 Hz,2H), 2.33-2.26 (m, 2H), 1.96-1.90 (m, 2H), 1.70-1.61 (m, 2H), 1.55-1.52 (m,2H), 1.43-1.37 (m, 2H).ＨＲＭＳ（ＥＳＩ）Ｃ４１Ｈ５８Ｆ１７ＮＯ２３Ｎａ＋の計算値：１２５５．３１２８［Ｍ＋Ｎａ］＋；実測値：１２５５．３２２５。
【0154】
質量分析法固定化スライドを、窒素パルスレーザ（３５５ｎｍ）を装備したＢｒｕｋｅｒ Ｕｌｔｒａｆｌｅｘ ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分光計によって分析した。各データポイントをレーザビーム平均５００〜１０００ショットで収集して、レーザーフルエンスを４０〜９５％で適用し、最良の結果はほぼ５０〜８０％で得た。マンノース−ＮＨ２の標準水溶液をＡＣＧスライドの規定の範囲に手動で配置して、同じスライド基材上に固定化された糖から得たデータを校正するのに使用した。各種の濃度でのグラフト化マンノース誘導体の定量的比較のために、すべての分析を８０％フルエンスにて５００ショットの１回の測定で行った。Ｓ／Ｎ比に対する平均ピーク強度の変動をプロットした。
【0155】
タンパク質結合アッセイ固定化マンノースとビオチン化ＣｏｎＡおよびＣｙ３タグ化ストレプトアビジンとのマンノース−タンパク質結合アッセイ。ＭＳ分析に使用したのと同じスライドを弱い超音波処理の下で蒸留水で再度洗浄して、次にＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）緩衝液ですすいだ。ビオチン標識ＣｏｎＡ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ Ｃ ２１４２０）をＰＢＳＴ緩衝液（０．０５％Ｔｗｅｅｎ ２０を含むＰＢＳ）で５００〜１０００倍に希釈した。タンパク質溶液（５０ｍＬ）を各アレイ基材に加えて、Ｗｈａｔｍａｎ １６パッド・インキュベーション・チャンバでインキュベートした。これらのスライドをフォイルで包み、室温にて振とう器で１時間インキュベートした。インキュベーションの後、スライドをＰＢＳＴ緩衝液で３回洗浄した。ストレプトアビジン−Ｃｙ３（Ｓｉｇｍａ Ｓ ６４０２）をＰＢＳ緩衝液で１００倍に希釈して、スライドをアルミニウムフォイルで覆い、再度ストレプトアビジン−Ｃｙ３によってさらに１時間インキュベートした。２回目のインキュベーションの後、スライドをＰＢＳＴ緩衝液および蒸留水で洗浄して、次に高品質窒素ガスでパージ乾燥させた。アレイパターンは、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ製のＡｒｒａｙ ＷｏＲｘ蛍光スキャナを使用して、反射モードで５４０ｎｍレーザ光によって分析した。統計的蛍光強度分析のために、各スライド上の最良のブロックを選択した。
【0156】
固定化Ｇｌｏｂｏ Ｈとマウスによるモノクローナル抗体ＶＫ９（ＩｇＧ）およびＣｙ３タグ化２次抗体とのＧｌｏｂｏ Ｈ−タンパク質結合アッセイ。Ｇｌｏｂｏ Ｈマイクロアレイスライドをエタノールアミン水溶液（５０ｍＭ）で遮断して、スライド表面上の未反応ＮＨＳを除去した。スライドは再度反応セル内で組み立てられて、ＰＢＳ緩衝液（ｐＨ７．４）で洗浄した。次に、ＶＫ９（各セルに１ｍＬ、５０μｇ／ｍＬ）、マウスによる抗Ｇｌｏｂｏ Ｈモノクローナル抗体（ＩｇＧ）のＰＢＳＴ（ｐＨ７．４）による溶液をセルに添加した。１時間絶えず振とうしながら結合実験を行った。スライドをＰＢＳＴ緩衝液（ｐＨ７．４）で３回（毎回、絶えず渦動させながら１０分間）洗浄した。ＶＫ９のためのＣｙ３タグ化ヤギ抗マウスＩｇＧをセルに添加して、混合物を暗所で１時間振とうしながらインキュベートした。タンパク質結合スライドをそれぞれＰＢＳＴ緩衝液（ｐＨ７．４）、ＰＢＳ緩衝液（ｐＨ７．４）、および水で５回洗浄して、次に窒素ガスによってパージ乾燥させた。
【0157】
４のＭＳ−ＴＯＦ分析およびグリカンアレイ調製−ＰＴＦＥ様ＡＣＧスライド上に吸着されたポリフッ化マンノースのＭＳ−ＴＯＦ分析化合物４をメタノール／水（６／４）溶媒混合物に、約１０ｍＭ、１ｍＭ、１００ｕＭにて順次溶解させた。溶液（各１μＬ）をスライド上に手動でスポットして、ＢｉｏＤｏｔＡＤ３２００装置（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）でロボットピン（Ａｒｒａｙ Ｉｔ，ＳＭＰ４）を用いてマイクロアレイ化して、アレイのスポット当り溶液約１．１ｎＬを配置した。スライドを湿度３０％のチャンバに一晩保管して、次に質量分析法によって分析した。ブランクスライドおよびポリフッ化マンノーススライドは、どちらもシランベースおよびリン酸ベースのＡＣＧスライドを含有しており、窒素パルスレーザ（３５５ｎｍ）を装備したＢｒｕｋｅｒ Ｕｌｔｒａｆｌｅｘ ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ質量分光計によって分析した。等体積のＢＳＡトリプシン消化（１ｐｍｏｅｌ／μＬ）溶液をＤＨＢ（ジヒドロキシ安息香酸、１：１アセトニトリル／水中１０ｍｇ）溶液と均一に混合して、ＭＳ−ＴＯＦ質量校正の標準として使用した。各データポイントをレーザビーム平均５００ショットで収集して、２〜２０％のレーザーフルエンスを適用した。大半の実験は、正分極電場の下で行った。
【0158】
図２６Ａおよび図２７Ａは、これらの新たに製造したＰＴＦＥ様ＡＣＧスライドのＭＳ−ＴＯＦバックグラウンド結果を示す。図２６Ａにおいて、（ａ）は、シランベースＰＴＦＥ様ＡＣＧのバックグラウンドのＭＳ−ＴＯＦ結果を示し；（ｂ）は、上のＡＣＧスライドに吸着されたポリフッ化マンノースのＭＳ−ＴＯＦの結果を示す。図２７Ａにおいて、（ａ）は、ホスホン酸ベースＰＴＦＥ様ＡＣＧのバックグラウンドのＭＳ−ＴＯＦの結果を示し、（ｂ）は、上のＡＣＧスライドに吸着されたポリフッ化マンノースのＭＳ−ＴＯＦの結果を示す。マンノース誘導体（Ｍｗ．７８３）の分子イオンは８０６［Ｍ＋Ｎａ］＋、および８２２［Ｍ＋Ｋ］＋にて観察され、有機化学薬品はＰＴＦＥ様ＡＣＧスライド表面に接着しないためベースラインは非常に明瞭であった。
【0159】
図２６Ｂおよび図２７Ｂは、ポリフッ化マンノースのシランベースおよびホスホン酸ベーススライドの結果を与える。図２６Ｂは、シランベースＰＴＦＥ様ＡＣＧスライドのマイクロアレイの実施を表す。マンノース溶液（１．１μＬ／スポット）は濃度が様々であった（１２ｍＭから１．２ｍＭ、１２０μＭまで）。同様に２７Ｂは、ホスホン酸ベースＰＴＦＥ様ＡＣＧスライドのマイクロアレイを示す。マンノース溶液（１．１μＬ／スポット）は濃度が様々であった（１４ｍＭから１．４ｍＭ、１４０μＭまで）。マンノース誘導体がＰＴＦＥ様ＡＣＧスライド上にマイクロアレイ化された、蛍光タグ化ＣｏｎＡ−マンノース結合。
【0160】
ＰＴＦＥ様ＡＣＧスライド上に吸着されたポリフッ化マンノースの蛍光タグ化ＣｏｎＡ／マンノース結合。
【0161】
リン酸ＢＳＡ緩衝液（２５μｇ／ｍＬ、ｐＨ６．５）中のＡｌｅｘ４８８タグ化コンカナバリンＡ １００μＬをマンノース誘導体が固定化されたＡＣＧスライド表面上に加えた。ＣｏｎＡ溶液を含むこれらのスライドを室温にて約２時間インキュベーションした。インキュベーションの後、スライドをペトリ皿内で静かに渦動させながら、それぞれ１２ｍｌのリン酸ＢＳＡ緩衝液、ＰＢＳＴ緩衝液、および脱イオン水で３回洗浄した。次に窒素パージ乾燥させて、Ａｒｒａｙ ＷｏＲｘ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）によって蛍光スキャナの反射モードで５３０ｎｍにて分析した。図Ｓ１（ｃ）および図Ｓ２（ｃ）は、これらのバイオアッセイの結果を示す。
【0162】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ（Ｕｌｔｒａ−Ｆｌｅｘ ＩＩ）によるオンチップ分析（エッペンドルフ管内での反応）セルラーゼを調製した（ｐＨ５．０５の２５ｍＭ ＮａＯＡｃ緩衝溶液中５Ｕ／ｍＬ）。基質をＮａＯＡｃ緩衝液溶液（２５ｍＭ、ｐＨ５．０５）に溶解させて、０．５ｍＭ基質溶液を得た。セルラーゼ溶液１００ｕＬをエッペンドルフ管内の基質溶液１００ｕＬに添加して、０．２５ｍＭ基質を含む２．５Ｕ／ｍＬセルラーゼ溶液を得た。この溶液を３７℃で１８時間インキュベートした。インキュベートした溶液１００μＬをＦＡＳＴ（登録商標）フレームに装填したスライド上に添加した。スライドを乾燥ボックスに入れて水を除去して、次に高真空を使用して微量の水を除去した。水１００μＬを使用して、ＦＡＳＴ（登録商標）フレーム・マルチスライド・プレートの各ウェルをすすいで、緩衝液溶液の塩を分解および除去した。高真空によってプレート上の残留水をすべて除去して、次にＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ Ｕｌｔｒａ−Ｆｌｅｘ ＩＩによってスライドを分析した。
【0163】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ（Ｕｌｔｒａ−Ｆｌｅｘ ＩＩ）によるオンチップ分析（チップ上での直接の反応）セルラーゼを調製した（ｐＨ５．０５の２５ｎＭ ＮａＯＡｃ緩衝溶液中５Ｕ／ｍＬ）。基質をＮａＯＡｃ緩衝液溶液（２５ｍＭ，ｐＨ５．０５）に溶解させて、０．５ｍＭ基質溶液を得た。セルラーゼ溶液５０μＬをＦＡＳＴ（登録商標）フレーム・マルチスライド・プレートに装填されたガラススライド上の基質溶液５０μＬに添加して、０．２５ｍＭ基質を含む２．５Ｕ／ｍＬセルラーゼ溶液を得た。プレートのウェルを密閉して、アセンブリ全体を３７℃で１８時間インキュベートした。スライドを乾燥ボックスに入れて水を除去して、次に高真空を使用して微量の水を除去した。水１００μＬを使用して、ＦＡＳＴ（登録商標）フレーム・マルチスライド・プレートの各ウェルをすすいで、緩衝液溶液の塩を分解および除去した。高真空によってプレート上の残留水をすべて除去して、次にＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ Ｕｌｔｒａ−Ｆｌｅｘ ＩＩによってスライドを分析した。
【0164】
セルラーゼ精製およびセルラーゼ活性のＭＳ−ＴＯＦ分析。
【0165】
エキソグルカナーゼおよびエンドグルカナーゼのクローニング、発現および精製スルホロブス・ソルファタリカス（ＡＴＣＣ３５０９２）およびクロストリジウム・サーモセラム（ＡＴＣＣ２７４０５）のゲノムＤＮＡをＡＴＣＣ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｅｎｔｅｒから入手した。Ｓｓｏ７ｄ（ＮＣＢＩアクセション番号：ＡＡＫ４２０９０）遺伝子断片をスルホロブス・ソルファタリカスゲノムから、
【0166】
【化7】
【0167】
【化8】
【0168】
【化9】
【0169】
【化10】
【0170】
ＣｔＣｅｌ４４ＡをコードするＰＣＲ生成物をＢｇｌＩＩおよびＳａｌＩによって消化して、続いてＢａｍＨＩおよびＳａｌＩ切断ｐＥＴ−２８−Ｓｓｏ７ｄ−Ｆｘａ中にクローニングして、ｐＥＴ−２８−Ｓｓｏ７ｄ−Ｆｘａ−ＣｔＣｅｌ４４Ａを生成した。すべてのＤＮＡ構築物をヌクレオチド配列決定によって検証した。正しい構築物をタンパク質発現のためのエシェキリアコリ株ＢＬ２１（ＤＥ３）コンピテント細胞に形質転換した。単一形質転換体を一晩培養したもの１０ｍｌを使用して、３０℃の、３０μｇ／ｍｌカナマイシンを含有する新しいＬＢ培地１リットルに接種した。細胞がＡ６００ｎｍ＝０．８〜１に増殖するまで、インキュベート温度を１６℃に変更した。１時間後、イソプロピルβ−チオガラクトピラノシド（ＩＰＴＧ）を最終濃度０．５ｍＭまで添加した。１６時間後、細胞を７，０００×ｇでの１５分間の遠心分離によって回収して、細胞ペーストを収集した。細胞ペレットを２０ｍＭ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ、４００ｍＭ ＮａＣｌ、１０ｍＭイミダゾールを含有する溶解緩衝液、ｐＨ７．５にただちに再懸濁させた。細胞懸濁をＣｏｎｓｔａｎｔ Ｃｅｌｌ Ｄｉｓｒｕｐｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ（ＣＯＮＳＴＡＮＴ ＳＹＳＴＥＭ Ｌｔｄ．，ＵＫ）によって中断させて、１７，０００×ｇにて遠心分離して細胞片を除去した。細胞を含まない抽出物を、溶解緩衝液によって事前に平衡とされたＮｉ２＋−ＮＴＡカラムに装填した。カラムを溶解緩衝液によって洗浄して、続いてＨｉｓ６タグ化タンパク質を１０ｍＭ〜３００ｍＭイミダゾールの直線勾配によって溶離させた。精製Ｈｉｓ６タグ化Ｓｓｏ７ｄ融合ＣｔＣｂｈＡおよびＣｔＣｅｌ４４Ａタンパク質は、−８０℃にて貯蔵するために、Ａｍｉｃｏｎ−Ｕｌｔｒａ−１５（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ，ＭＡ，ＵＳＡ）の３０ｋＤａカットオフサイズ膜によって濃縮して、貯蔵緩衝液（５０ｍＭ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ、１００ｍＭ ＮａＣｌ、ｐＨ８．０）に変化させた。
【0171】
実施に従って、本開示のデバイスおよび用法（たとえば質量分析法）は、汎用または特殊目的のコンピューティングシステムまたは構成を含む環境で動作可能である。本発明での使用に好適であり得る周知のコンピューティングシステム、環境、または構成の例は、これに限定されるわけではないが、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、携帯型またはラップトップデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースシステム、セット・トップ・ボックス、プログラマブル家庭用電化製品、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、電話技術システム、上のシステムまたはデバイスのいずれかを含む分散コンピューティング環境などを含む。
【0172】
本開示のデバイスおよび方法は、コンピュータによって実行される、プログラムモジュールなどのコンピュータ実行型命令の一般的な状況で説明され得る。一般にプログラムモジュールは、特定のタスクを実行する、または特定の抽象データ型を実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含む。システムは、通信ネットワークを通じてリンクされているリモート処理デバイスによってタスクが実行される、分散コンピューティング環境でも実行され得る。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、メモリ記憶デバイスを含むローカルおよびリモートの両方のコンピュータ記憶媒体に配置され得る。コンピュータプログラムは、メモリ媒体もしくは記憶媒体に記憶されるか、またはネットワークもしくはＩ／Ｏバスを通じて処理ユニットに提供され得る。
【0173】
一態様において、本開示のデバイスおよび方法は、少なくとも１個の中央処理ユニット（ＣＰＵ）またはプロセッサを含む。ＣＰＵは、コンピュータ実行型命令を含有するメモリ、ＲＯＭまたはコンピュータ可読媒体に接続できる。コンピュータ可読媒体は、システムがアクセスできる任意の利用可能な媒体であることが可能であり、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールまたは他のデータなどの情報の記憶のための任意の方法または技術で実装された、揮発性および不揮発性媒体、リムーバブルおよびノンリムーバブル媒体のどちらも含む。コンピュータ記憶媒体は、これに限定されるわけではないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ポータブルメモリまたは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）もしくは他の光学ディスク記憶、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶もしくは他の磁気記憶デバイス、または所望のデータを記憶するのに使用可能であり、指紋生成一致システムがアクセスできる任意の他の媒体を含む。通信媒体は通例、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールまたは他のデータを、搬送波または他の運搬機構などの変調データシグナルとして具体化し、任意の情報送達媒体を含む。一例として、制限なく、通信媒体は、有線ネットワークまたは直接配線接続などの有線媒体、ならびに音響、ＲＦ、赤外および他の無線媒体などの無線媒体を含む。上のいずれの組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。コンピュータ可読媒体は、本明細書に記載するシステムの全部または一部を実装する命令またはデータを記憶し得る。
【0174】
装置および方法が現在最も実用的で好ましい実施形態であると見なされるものに関して説明されてきたが、本開示が開示された実施形態に限定される必要がないことが理解されるべきである。本開示は、請求項の精神および範囲に含まれる各種の変更および類似の構成を対象とすることを意図するものであり、請求項の範囲は、これらの変更および類似の構成をすべて含むために、最も広範な解釈を与えられるべきである。本開示は、以下の請求項のありとあらゆる実施形態を含む。