Development of controllable chemiluminescence detection methods based on labeling with photo-responsive ROS generator

• Project/Area Number: 15K07890
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Physical pharmacy
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: KISHIKAWA Naoya 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 准教授 (90336181)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2015: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: 化学発光 / キノン / 標識試薬 / HPLC / 光照射 / ビオチン化キノン / イムノアッセイ / 紫外線照射 / プレカラム標識 / アミン類 / 生体アミン / プレカラム誘導体化 / ビオチン / 活性酸素発生

Outline of Final Research Achievements

In the present study, we attempted to develop a novel chemiluminescence assay by quinone labeling reagent using their reactive oxygen generating capability. Firstly, we developed an HPLC with chemiluminescence detection system coupled with an on-line photoreactor for the determination of amines including phenethylamine after labeling with anthraquinone-2-carbonyl chloride. This chemiluminescence method was based on generation of reactive oxygen species from anthraquinone labeled amine by on-line photo-irradiation, and then detected via luminol reaction. The chemiluminescence signal disappeared when the on-line photoreactor was switched off. Secondly, we synthesized biotinylated anthraquinone as a labeling reagent for antibody. The biotinylated anthraquinone provided significant chemiluminescence by photo-irradiation in the presence of luminol. Therefore, the biotinylated quinone should be useful to develop a novel and effective non-enzymatic chemuluminescence immunoassay.

Research Products

• [Int'l Joint Research] Mansoura University/Suez Canal University(エジプト)
• [Int'l Joint Research] Analytical Chemistry Department/Faculty of Pharmacy/Mansoura University(Egypt)
• [Int'l Joint Research] Medicinal Chemistry Department/Faculty of Pharmacy/Suez Canal University(エジプト)
• [Journal Article] Redox-based chemiluminescence assay of aminothiols in human urine: A fundamental study (2017)
  • Author(s): Elgawish MS, Kishikawa N, Kuroda N
  • Journal Title: Talanta Volume: 164 Pages: 116-120
  • DOI: 10.1016/j.talanta.2016.11.042
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A simple and highly selective fluorescent sensor for palladium based on benzofuran-2-boronic acid (2017)
  • Author(s): Higashi A, Kishikawa N, Ohyama K, Kuroda N
  • Journal Title: Tetrahedron Letters Volume: 58 Issue: 28 Pages: 2774-2778
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2017.06.005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultrasensitive determination of pyrroloquinoline quinone in human plasma by HPLC with chemiluminescence detection using the redox cycle of quinone (2017)
  • Author(s): Fukuda M, El-Maghrabey MH, Kishikawa N, Ikemoto K, Kuroda N
  • Journal Title: Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis Volume: 145 Pages: 814-820
  • DOI: 10.1016/j.jpba.2017.08.008
  • NAID: 120006987427
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Development of an Evaluation Method for Hydroxyl Radical Scavenging Activities Using Sequential Injection Analysis with Chemiluminescence Detection (2017)
  • Author(s): Miyamoto A, Nakano S, Nagai K, Kishikawa N, Ohyama K, Aoyama T, Matsumoto Y, Kuroda N
  • Journal Title: Analytical Sciences Volume: 33 Issue: 6 Pages: 697-701
  • DOI: 10.2116/analsci.33.697
  • NAID: 130005696798
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Immune complexome analysis reveals specific and frequent presence of immune complex antigens in lung cancer patients: A pilot study. (2017)
  • Author(s): K. Ohyama, H. Yoshimi, N. Aibara, Y. Nakamura, Y. Miyata, H. Sakai, F. Fujita, Y. Imaizumi, A.K. Chauhan, N. Kishikawa, N. Kuroda
  • Journal Title: International Journal of Cancer Volume: 140 Issue: 2 Pages: 370-380
  • DOI: 10.1002/ijc.30455
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 脂質過酸化アルデヒドをマーカーとする酸化ストレス疾患の新規評価法の開発 (2017)
  • Author(s): 岸川直哉、黒田直敬
  • Journal Title: 臨床化学 Volume: 46(4) Pages: 299-304
• [Journal Article] 9,10-Phenanthrenequinone as a mass-tagging reagent for ultra-sensitive liquid chromatography-tandem mass spectrometry assay of aliphatic aldehydes in human serum. (2016)
  • Author(s): El-Maghrabey MH, Kishikawa N, Kuroda N
  • Journal Title: Journal of Chromatography A Volume: 1462 Pages: 80-89
  • DOI: 10.1016/j.chroma.2016.07.082
  • NAID: 120006987637
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Spatial correlativity of atmospheric particulate components simultaneously collected in Japan (2016)
  • Author(s): Funasaka K, Asakawa D, Oku Y, Kishikawa N, Deguchi Y, Sera N, Seiyama T, Horasaki K, Arashidani K, Toriba A, Hayakawa K, Watanabe M, Kataoka H, Yamaguchi T, Ikemori F, Inaba Y, Tonokura K, Akiyama M, Kokunai O, Coulibaly S, Hasei T, Watanabe T
  • Journal Title: Environmental Monitoring and Assessment Volume: 188 Issue: 2 Pages: 1
  • DOI: 10.1007/s10661-015-5029-x
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 毒物を検出するための蛍光プローブ (2016)
  • Author(s): 岸川直哉
  • Journal Title: ぶんせき Volume: 7 Pages: 267-274
• [Journal Article] Quinones as novel chemiluminescent probes for the sensitive and selective determination of biothiols in biological fluids (2015)
  • Author(s): Elgawish MS, Kishikawa N, Kuroda N
  • Journal Title: Analyst Volume: 140 Issue: 24 Pages: 8148-8156
  • DOI: 10.1039/c5an01604e
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Characterization of quinone derived protein adducts and their selective identification using redox cycling based chemiluminescence assay. (2015)
  • Author(s): Elgawish MS, Kishikawa N, Heral MA, Ohyama K, Kuroda N
  • Journal Title: Journal of Chromatography A Volume: 1403 Pages: 96-103
  • DOI: 10.1016/j.chroma.2015.05.033
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Simultaneous Determination of Paraquat and Diquat in Human Plasma Using HPLC with Chemiluminescence Detection (2015)
  • Author(s): 新藤敬梧，岸川直哉，大山 要，黒田直敬
  • Journal Title: BUNSEKI KAGAKU Volume: 64 Issue: 8 Pages: 581-587
  • DOI: 10.2116/bunsekikagaku.64.581
  • NAID: 130005096591
  • ISSN: 0525-1931
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Molecular modeling and spectroscopic study of quinone-protein adducts: insight into toxicity, selectivity, and reversibility (2015)
  • Author(s): Elgawish MS, Kishikawa N, Ohyama K, Kuroda N
  • Journal Title: Toxicology Research Volume: 4 Issue: 4 Pages: 843-847
  • DOI: 10.1039/c5tx00098j
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 生体内キノン修飾体の高選択的化学発光検出法の開発と挙動解析 (2018)
  • Author(s): 福田瑞穂、岸川直哉、黒田直敬
  • Organizer: 第29回日本臨床化学会九州支部総会
• [Presentation] 臨床検査への応用を志向した化学発光分析法の開発 (2018)
  • Author(s): 黒田直敬、岸川直哉
  • Organizer: 日本薬学会第138年会
• [Presentation] 光応答性活性酸素発生物質を標識試薬として用いるアミン類の HPLC-化学発光検出法の開発 (2018)
  • Author(s): 岸川直哉、河本絢香、黒田直敬
  • Organizer: 日本薬学会第138年会
• [Presentation] 多成分縮合反応に基づく精製タグ導入/蛍光誘導体化法の開発とグリオキシル酸のHPLC 定量への応用 (2017)
  • Author(s): 岸川直哉、峰 正樹、Mahmoud Hamed El-Maghrabey、大山 要、黒田直敬
  • Organizer: 第30回バイオメディカル分析科学シンポジウム (BMAS2017)
• [Presentation] 簡便かつ迅速なパラジウムイオンの検出を目的とするアリール ボロン酸型新規蛍光センサー分子の開発 (2017)
  • Author(s): 東 杏澄、岸川直哉、大山 要、黒田直敬
  • Organizer: 第15回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム (PPF2017)
• [Presentation] ピロロキノリンキノンの高感度 HPLC-化学発光 定量法の開発と血漿試料への応用 (2017)
  • Author(s): 福田瑞穂、 岸川直哉、Mahmoud.H. El-Maghrabey、池本一人、黒田直敬
  • Organizer: 第15回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム (PPF2017)
• [Presentation] キノン及びキノン修飾体のHPLC化学発光定量法の開発と生体試料への応用 (2017)
  • Author(s): 福田瑞穂、 岸川直哉、黒田直敬
  • Organizer: 第57回日本臨床化学会年次学術集会
• [Presentation] Sonogashira coupling に基づく甲状腺ホルモンの高選択的蛍光誘導体化 HPLC 定量法の開発 (2017)
  • Author(s): 八坂直幸、岸川直哉、大山 要、黒田直敬
  • Organizer: 第34回日本薬学会九州支部大会
• [Presentation] 脂質過酸化アルデヒドをマーカーとする酸化ストレス疾患の新規評価法の開発 (2017)
  • Author(s): 岸川 直哉、黒田 直敬
  • Organizer: 日本薬学会第137年会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
• [Presentation] 抗酸化能を可視化するための化学発光イメージング技術の開発 (2016)
  • Author(s): 岸川直哉 、永井海舟 、大山 要、黒田直敬
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] 化学発光 HPLC によるアスコルビン酸及びデヒドロアスコルビン酸の同時定量法の開発 (2016)
  • Author(s): 秋武将俊 、岸川直哉 、大山 要、黒田直敬
  • Organizer: 日本薬学会第136年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] 蛍光反応の臨床化学への応用 (2016)
  • Author(s): 岸川直哉
  • Organizer: 第34回九州分析化学若手の会夏季セミナー
  • Place of Presentation: みるきーすぱサンビレッヂ（大分県日田市）
  • Invited
• [Presentation] o-置換アリールハライドの Sonogashira coupling に基づく高効率的 蛍光誘導体化法の開発 (2016)
  • Author(s): 八坂直幸, 岸川直哉, 大山 要, 黒田直敬
  • Organizer: 第14 回次世代を担う若手のための フィジカル・ファーマフォーラム (PPF2016)
  • Place of Presentation: ロッジ舞洲 (大阪府大阪市)
• [Presentation] ナフトキノンをシグナル発生タグに用いる非酵素的化学発光イムノアッセイ開発の検討 (2016)
  • Author(s): 岸川直哉、原田詩織、大山 要、黒田直敬
  • Organizer: 第29回バイオメディカル分析科学シンポジウム (BMAS2016)
  • Place of Presentation: 京都大学桂キャンパス（京都府京都市）
• [Presentation] Development of selective chemiluminescence determination methods for quinones based on the redox reaction cycle of quinone (2016)
  • Author(s): Naoya Kishikawa
  • Organizer: XVII International Symposium on Luminescence Spectrometry
  • Place of Presentation: 台北（台湾）
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Selective determination of quinones in biological and environmental samples by HPLC with photo-induced chemiluminescence detection (2016)
  • Author(s): Naoya Kishikawa, Sameh Abdel-Raouf Ahmed, Naotaka Kuroda
  • Organizer: XVII International Symposium on Luminescence Spectrometry
  • Place of Presentation: 台北（台湾）
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 酸化ストレス評価を目的とする新規蛍光分析試薬の開発 (2016)
  • Author(s): 岸川直哉
  • Organizer: 日本臨床化学会第56回年次学術集会
  • Place of Presentation: くまもと県民交流館パレア（熊本県熊本市）
  • Invited
• [Presentation] Sonogashira coupling に基づくアリールハライドの蛍光誘導体化：Suzuki coupling との反応性比較 (2015)
  • Author(s): 八坂直幸、岸川直哉、大山 要、黒田直敬
  • Organizer: 第32回日本薬学会九州支部大会
  • Place of Presentation: 九州保健福祉大学（宮崎県延岡市）
  • Year and Date: 2015-11-28
• [Presentation] 化学発光自動分析装置による医薬品及び生体試料のヒドロキシルラジカル消去能の評価 (2015)
  • Author(s): 岸川直哉、黒田直敬
  • Organizer: 第55回日本臨床化学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 大阪大学コンベンションセンター（大阪府吹田市）
  • Year and Date: 2015-10-31
• [Presentation] Development of selective analytical techniques based on the unique characteristics of quinone (2015)
  • Author(s): Naoya Kishikawa
  • Organizer: 2nd Asian Symposium for Analytical Sciences
  • Place of Presentation: 九州大学伊都キャンパス（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2015-09-10
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 除草剤パラコート及びジクワットの HPLC-化学発光定量法の開発と血漿試料 への応用 (2015)
  • Author(s): 新藤敬梧、岸川直哉、大山 要、黒田直敬
  • Organizer: 第28回バイオメディカル分析科学シンポジウム(BMAS2015)
  • Place of Presentation: 長崎大学文教キャンパス（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2015-08-22
• [Presentation] 芳香族アルデヒドを試薬として用いる α-ケトアルデヒド類の蛍光誘導体化 HPLC 定量法の開発 (2015)
  • Author(s): 中谷太郎、Mahmoud H. El-Maghrabey、Dou Xiaorui 、岸川直哉 、大山 要 、黒田直敬
  • Organizer: 第28回バイオメディカル分析科学シンポジウム(BMAS2015)
  • Place of Presentation: 長崎大学文教キャンパス（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2015-08-22
• [Presentation] パラジウムカップリングに基づく医薬品の選択的蛍光誘導体化定量法の開発 (2015)
  • Author(s): 岸川直哉
  • Organizer: 第28回バイオメディカル分析科学シンポジウム(BMAS2015)
  • Place of Presentation: 長崎大学文教キャンパス（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2015-08-21
  • Invited
• [Presentation] Development of an ultrasensitive assay for pyrroloquinoline quinone in human plasma by HPLC-CL detection (2015)
  • Author(s): Mahmoud El-Maghrabey、福田瑞穂 、岸川直哉 、池本一人、黒田直敬
  • Organizer: 第28回バイオメディカル分析科学シンポジウム(BMAS2015)
  • Place of Presentation: 長崎大学文教キャンパス（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2015-08-21
• [Presentation] 抗酸化能を可視化できる化学発光イメージング技術の開発 (2015)
  • Author(s): 永井海舟 、岸川直哉 、大山 要、黒田直敬
  • Organizer: 第13回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム (PPF2015)
  • Place of Presentation: 長崎ホテル清風（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2015-08-20
• [Presentation] ビピリジニウム系除草剤の HPLC-ルミノール化学発光定量法の開発 (2015)
  • Author(s): 新藤敬梧、岸川直哉、大山 要、黒田直敬
  • Organizer: 日本法中毒学会第34年会
  • Place of Presentation: 九州大学馬出キャンパス（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2015-06-26
• [Remarks] 長崎大学薬学部薬品分析化学分野
  • URL: http://www.ph.nagasaki-u.ac.jp/lab/analysis/index-j.html
• [Remarks] PQQ のヒト血中濃度分析法を開発 （PQQの体内動態を解明する強力なツール）
  • URL: http://www.nagasaki-u.ac.jp/ja/about/info/science/science139.html
• [Remarks] 長崎大学薬学部薬品分析化学研究室
  • URL: http://www.ph.nagasaki-u.ac.jp/lab/analysis/index-j.html