Chiralty Analysis on Chiral Molecular Recognition Using Mass Spectrometry

• Project/Area Number: 24619015
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: オミクス計測科学
• Research Institution: Osaka Municipal Technical Research Institute
• Principal Investigator: SHIZUMA Motohiro 地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 生物・生活材料研究部, 研究主任 (40416318)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KISO Taro 地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 生物生活材料研究部, 研究主任 (90416313)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2012: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: キラリティー / 質量分析 / エナンチオマー / ホスト-ゲスト化学 / 同位体標識 / キラルアミン / アミノ酸 / 光学純度 / 立体構造 / 光学異性 / 錯安定度係数決定 / 絶対配置決定 / 光学活性有機金属 / 光学純度決定 / 光学異性体 / 配位子交換

Outline of Final Research Achievements

The subject of this study is to establish new method for evaluation of chirality using mass spectrometry only. Chiral hosts were used to detect chirality in mass spectrometry. One enantiomer of the host was labeled with isotope atoms to distinguish each enantiomer in mass spectrometry. Pairs of isotope labeled enantiomer and the other unlabeled enantiomer of hosts such as chiral crown ethers were synthesized to recognize enantiomers of chiral ammonium ions. For free amino acids, labeled/unlabeled enantiomeric pair of copper complex was synthesized. The chiral crown ethers showed high chiral discrimination ability toward chiral ammonium ion guest in FABMS. That ability of the chiral hosts was clarified to depend on the steric structure neighboring the stereo-center of the guests. The correlation between the steric factors of the guests and the results of MS was found in multivariate analysis. Using copper complex, enantiomeric excess of free amino acids was determined using ESIMS.

Research Products

• [Presentation] 機能性オリゴ糖ラクトビオン酸を生産する酢酸菌由来酸化酵素同定 (2015)
  • Author(s): ○桐生 高明、駒 大輔、木曽 太郎、田中 重光、中野 博文、村上 洋
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス（岡山県岡山市）
  • Year and Date: 2015-03-27
• [Presentation] 微生物によるＤ－グルコース、Ｄ－グルコン酸からのグルカル酸への変換反応経路の推定 (2015)
  • Author(s): ○村上 洋、靜間 基博、田所 宏基、正木 久晴、伊藤 哲也、桐生 高明、木曽 太郎、藤田 孝輝、三國 克彦
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス（岡山県岡山市）
  • Year and Date: 2015-03-27
• [Presentation] 酢酸菌休止菌体のイソマルトオリゴ糖類の酸化特性に関する研究 (2014)
  • Author(s): ○桐生高明、木曽太郎、駒大輔、田中重光、植木将貴、湯口宜明、中野博文、村上洋
  • Organizer: 日本応用糖質科学会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2014-09-24
• [Presentation] 高速原子衝撃質量分析法を用いた光学異性体認識平衡系の錯安定度定数決定法 (2014)
  • Author(s): ○靜間基博、川野真太郎、佐藤博文、松崎剛、朝野芳織、鈴木健之、小野大助
  • Organizer: 日本油化学会第53回年会
  • Place of Presentation: ホテルロイトン札幌（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-09-10
• [Presentation] 光学活性四座配位子-銅(II)-アミノ酸錯イオンの気相安定性へのキラリティーの影響 (2014)
  • Author(s): 佐藤博文、有田翔太、中小路崇、川野真太郎、小野大助、川崎英也、荒川隆一、三宅弘之、○靜間基博
  • Organizer: 第62回質量分析総合討論会
  • Place of Presentation: ホテル阪急エキスポパーク(大阪府吹田市）
  • Year and Date: 2014-05-16
• [Presentation] 同位体標識質量分析法による光学活性錯体を用いたアミノ酸の光学純度決定 (2013)
  • Author(s): 中小路崇、○靜間基博、小野大助、三宅弘之、築部浩、川崎英也、荒川隆一、佐藤博文
  • Organizer: 第20回モレキュラーキラリティーシンポジウム（2013）
  • Place of Presentation: 京都大学 吉田キャンパス 芝蘭会館 稲盛ホール（京都府京都市）
• [Presentation] 光学活性四座配位子‐銅錯体によるアミノ酸に対するキラル認識挙動 (2013)
  • Author(s): 中小路崇、靜間基博、三宅弘之、川崎英也、小野大助、築部浩、荒川隆一、佐藤博文
  • Organizer: 第10回ホスト‐ゲスト化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 和歌山大学（和歌山県和歌山市）
• [Presentation] C2対称軸を有しない非環状キラルホストのアミノ酸エステルアンモニウムイオンに対するキラル識別能 (2013)
  • Author(s): 靜間基博、久井輝亘、佐藤博文、下村修、大高敦、野村良紀、小野大助
  • Organizer: 日本油化学会第52回年会
  • Place of Presentation: 東北大学川内北キャンパス（宮城県仙台市）
• [Presentation] FAB およびESIMS による光学活性銅(II)錯体のエナンチオ選択的配位子交換検出 (2013)
  • Author(s): 佐藤博文、有田翔太、中小路崇、稲本正、松崎剛、朝野芳織、川崎英也、鈴木健之、三宅弘之、川野真太郎、小野大助、荒川隆一、靜間基博
  • Organizer: 第61回日本質量分析総合討論会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場 エポカルつくば（茨城県つくば市）
• [Presentation] FABMSを用いた片末端に糖骨格を有する新規キラルホストのキラルアンモニウムゲストに対するキラル識別能評価とキラル固定相の応用 (2013)
  • Author(s): 靜間基博、○久井輝亘、藤原友希、赤瀬川嘉輝、佐藤博文、鈴木健之、大高敦、下村修、野村良紀、小野大助
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学（滋賀県草津市）
• [Presentation] 光学活性銅錯体を用いた質量分析法による遊離アミノ酸の光学異性体識別 (2013)
  • Author(s): ○中小路崇・佐藤博文・三宅弘之・築部浩・川崎英也・荒川隆一・小野大助・靜間基博
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学（滋賀県草津市）
• [Presentation] 光学活性銅錯体を用いた質量分析法による遊離アミノ酸の光学純度決定 (2013)
  • Author(s): ○佐藤博文・中小路崇・三宅弘之・築部浩・川崎英也・荒川隆一・小野大助・靜間基博
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 立命館大学（滋賀県草津市）
• [Presentation] Mass spectrometric approaches to enantioselective complexation system in solution (2012)
  • Author(s): ○M. Shizuma, H. Sato, T. Nakakoji, H. Kawasaki, K. Asano, T. Matsuzaki, T. Suzuki, K. Hirose, Y. Tobe, R. Arakawa, D. Ono
  • Organizer: 19th International Mass Spectrometry Conference (IMSC2012)
  • Place of Presentation: 京都国際会議場（京都市）
• [Presentation] Enantioselective binding characteristics of amino acid to chiral copper(II) complex using electrospray ionization mass spectrometry coupling with the deuterium-labeled method (2012)
  • Author(s): ○T. Nakakoji, H. Sato, H. Miyake, H. Kawasaki, R. Arakawa, D. Ono, M. Shizuma
  • Organizer: 19th International Mass Spectrometry Conference (IMSC2012)
  • Place of Presentation: 京都国際会議場（京都市）
• [Presentation] 光学活性四座配位子を有する銅錯体へのエナンチオ選択的錯形成挙動 (2012)
  • Author(s): ○中小路崇、佐藤博文、三宅弘之、川崎英也、小野大助、荒川隆一、築部浩、靜間基博
  • Organizer: 第23回基礎有機化学討論会
  • Place of Presentation: 京都テルサ(京都市）
• [Presentation] 光学活性銅錯体のアミノ酸に対する光学異性体識別能：マススペクトル法によるアプローチ (2012)
  • Author(s): ○中小路崇、佐藤博文、小野大助、三宅弘之、筑部浩、稲本正、川崎英也、荒川隆一、靜間基博
  • Organizer: 日本油化学会フレッシュマンサミットOSAKA
  • Place of Presentation: 近畿大学（大阪府東大阪市）
• [Presentation] クリックケミストリーを用いた複数の環状オリゴ糖の連結とその包接能
  • Author(s): 靜間基博、藤野勇輝、佐藤博文、中野博文、小野大助
  • Organizer: 第14回関西グライコサイエンスフォーラム
  • Place of Presentation: 大阪大学会館 講堂（大阪府豊中市）