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Development of analytical method for kinetic study on intermolecular interactions and solute permeation at the interface of molecular aggregates

Research Project

Project/Area Number 20K05570
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
Research InstitutionRikkyo University

Principal Investigator

MIYABE Kanji  立教大学, 理学部, 教授 (10281015)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsモーメント理論 / 分子間相互作用 / 化学反応速度 / 界面透過現象 / 分子集合体 / リポソーム / 界面活性剤ミセル / 界面透過 / ミセル / 包接反応 / 相互作用
Outline of Research at the Start

分子間相互作用や分子集合体界面における物質透過の速度定数を解析的に求める方法を開発する。それをモデル実験系に適用して速度定数を測定し、その有用性を実証する。実験データはHPLCを用いて測定し、それをモーメント理論により解析する。本法ではリガンド分子の固定相表面への固定化や溶質分子の蛍光標識化を行わない。そのため、分子の固定化や化学修飾の影響を受けることなく本来の相互作用情報を正確に解析できる。また、分子集合体の本来の状態に近い条件下において界面物質透過現象をin-situ解析できる。解析に必要なモーメント式は自ら開発する。HPLCの機能を分離分析以外の化学特性解析の新たな領域へと拡張する。

Outline of Final Research Achievements

A method was developed for the analytical determination of rate constants of intermolecular interactions and those of solute permeation at the interface of molecular aggregates. High performance liquid chromatography was used for measuring experimental data, which were analyzed on the basis of the moment theory. To demonstrate the effectiveness of the method, it was applied to some concrete experimental systems. Compared with conventional methods, some items of information about intermolecular interactions can be obtained more accurately by the method because neither immobilization nor fluorescence labelling of solute and ligand molecules is required. Interfacial solute permeation can also be analyzed under the preferable conditions that molecular aggregates originally should be. Moment equations required for the analysis of experimental data were also developed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発した化学現象解析法では、溶質やリガンド分子の固定化や蛍光標識化が不要であるため化学的に非修飾の遊離分子間における本来の相互作用情報を解析することができる。また、分子集合体に何等かの化学修飾や物理作用を加えることなく、分子集合体が本来あるべき状態により近い条件下における界面物質透過現象の解析が可能である。汎用性の高いHPLCのみを使用するため、化学現象解析の機会を広く数多くの研究者や技術者に提供し、関連研究の推進に寄与するものと期待される。さらにこれまで分離分析法として利用されてきたHPLC機能を分離分析とは異なる化学特性解析の新たな領域へと拡張する。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] A Study on Attempt for Determination of Permeation Kinetics of Coumarin at Lipid Bilayer of Liposomes by Using Capillary Electrophoresis with Moment Analysis Theory2023

    • Author(s)
      Miyabe, K.; Inaba, S.; Umeda, M.
    • Journal Title

      J. Chromatogr. A

      Volume: 1687 Pages: 463691-463691

    • DOI

      10.1016/j.chroma.2022.463691

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Moment Equations for Partial Filling Capillary Electrophoresis2022

    • Author(s)
      Miyabe, K.
    • Journal Title

      Electrophoresis

      Volume: 43 Issue: 4 Pages: 559-570

    • DOI

      10.1002/elps.202100293

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Moment Analysis of Solute Permeation Kinetics at an Interface of Mixed Micelles of Anionic and Nonionic Surfactants2022

    • Author(s)
      Miyabe, K.; Aoki, K.
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Japan

      Volume: 95 Issue: 12 Pages: 1715-1722

    • DOI

      10.1246/bcsj.20220251

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Moment Theory of Affinity Capillary Electrophoresis for Analysis of Reaction Kinetics of Intermolecular Interactions2022

    • Author(s)
      Miyabe, K.
    • Journal Title

      J. Chromatogr. A

      Volume: 1684 Pages: 463557-463557

    • DOI

      10.1016/j.chroma.2022.463557

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      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simple Moment Analysis for a Kinetic Study of the Chromatographic Behavior of Spherical Particles and Silica Monoliths2021

    • Author(s)
      Miyabe, K.
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 37 Issue: 4 Pages: 593-598

    • DOI

      10.2116/analsci.20P331

    • NAID

      130008023554

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • Year and Date
      2021-04-10
    • Related Report
      2020 Research-status Report
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  • [Journal Article] Moment Theory of Chromatography for the Analysis of Reaction Kinetics of Intermolecular Interactions2021

    • Author(s)
      Miyabe, K.; Arai, A.; Ishizuka, M.
    • Journal Title

      Anal. Chem.

      Volume: 93 Issue: 29 Pages: 10365-10371

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.1c02111

    • Related Report
      2021 Research-status Report
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  • [Journal Article] Kinetic Study on Solute Permeation at the Interface of Molecular Aggregates by Partial Filling Capillary Electrophoresis2021

    • Author(s)
      Miyabe, K.; Nakajima, M.
    • Journal Title

      Electrophoresis

      Volume: 42 Issue: 23 Pages: 2528-2537

    • DOI

      10.1002/elps.202100252

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      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Moment Equations for Kinetic Study of Intermolecular Interaction by Size Exclusion Chromatography2021

    • Author(s)
      Miyabe, K.
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. Japan

      Volume: 94 Issue: 3 Pages: 755-761

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200315

    • NAID

      130008021850

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      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simplification of Moment Analysis Procedure for Kinetic Study of Chromatographic Behavior of Core-Shell Particles2021

    • Author(s)
      Miyabe, K.
    • Journal Title

      Anal. Sci.

      Volume: 37

    • NAID

      130008114864

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      宮部寛志、稲葉隼汰、梅田萌々子
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会
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      伊藤佑馬、宮部寛志
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会
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      稲葉隼汰、宮部寛志
    • Organizer
      第82回分析化学討論会
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    • Author(s)
      宮部寛志
    • Organizer
      分析化学会第71年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 逆相高速液体クロマトグラフィーを用いた界面活性剤ミセル界面における溶質透過現象のモーメント解析 分析化学会第71年会(2022)2022

    • Author(s)
      稲葉隼汰、内川萌、川尻綾乃、宮部寛志
    • Organizer
      分析化学会第71年会
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      2022 Annual Research Report
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      宮部寛志、新井亜矢香
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      第81回分析化学討論会
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  • [Presentation] リポソーム界面における物質透過現象の速度度論的解析2021

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      宮部寛志、妹尾史織、稲葉隼汰
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      第81回分析化学討論会
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  • [Presentation] キャピラリー電気泳動法を利用したリポソーム界面における物質透過現象のモーメント解析2021

    • Author(s)
      稲葉隼汰、宮部寛志
    • Organizer
      第81回分析化学討論会
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  • [Presentation] リポソーム脂質二分子膜における溶質透過速度のモーメント解析2021

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      宮部寛志、梅田萌々子、稲葉隼汰
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      稲葉隼汰、宮部寛志
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      第15回バイオ化学関連シンポジウム
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  • [Presentation] 界面活性剤ミセル界面における物質透過現象の部分注入キャピラリー電気泳動法による速度論的解析2021

    • Author(s)
      宮部寛志、中島茉里
    • Organizer
      分析化学会第70年会
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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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