高機能表面を用いた環境にやさしい分離素材の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11680845
• Research Institution: Kyoritsu University of Pharmacy
• Principal Investigator: 金澤 秀子 共立薬科大学, 薬学部, 助教授 (10240996)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡野 光夫 東京女子医科大学, 先端生命医科学研究所, 教授 (00130237)
• Keywords: ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド / 温度応答性クロマトグラフィー / 機能性ポリマー / 高機能表面 / HPLC / 充填剤 / 環境応答性

Research Abstract

環境応答性高分子による高機能表面を用いた分離システム:温度やpHなどのまわりの環境変化を自ら認識し応答する高分子を分子設計し、固体表面に修飾することにより、環境応答性を付与したインテリジェントな高機能表面を作成することが可能である。本研究では、外部刺激により試料との相互作用を変化させ分離を制御する既存の方法にはない全く新しい概念の分離システムを開発した。温度応答性高分子を用いて温度により分離担体表面の性質(親水・疎水性変化)を制御し、試料との相互作用を変化させ分離することが可能である。この分離システムでは、高分子の相転移温度以上では疎水性相互作用でタンパクを吸着させ、温度を下げることにより脱着させるといった温度で制御可能な分離が達成される。本研究によるシステムでは物質の保持挙動において、従来のクロマトグラフィー分離とは逆に、転移温度に基づき低温での保持の減少、高温での延長が確認され、担体表面に修飾した高分子の性質が分離に大きく反映されることが証明された。本研究で構築した温度応答性クロマトグラフィーにより水のみの移動相でステロイド医薬晶やアミノ酸・ペプチド類、ビスフェノールAなどの環境ホルモンの複雑な系における分析が可能であった。
ポストゲノムの新しい分離システム:ゲノム解析終了後、解明された遺伝子から発現する膨大なタンパクの機能解析とその利用が重要な課題となるが、従来の分離システムでは、タンパクの分離に有機溶媒や多量の塩を用いるため生理活性を損なう恐れがあり、本システムは、ポストゲノムの新しい分離システムとして期待される。さらに温度とpHに応答する高分子を分子設計し、HPLC充填剤に応用することにより、オリゴヌクレオチドなど核酸の分離が可能となった。
HPLCの新技術温度グラジエント法:従来の溶媒グラジエント法と異なり特別な装置を必要とせず、生体試料など極性の大きく異なる複数成分を同時に迅速・簡便に分離することが可能であった。

Research Products

• [Publications] H.Kanazawa, T.Sunamoto, E.Ayano, Y.Matsushima, A.Kikuchi, T.Okano: "Temperature-responsive chromatography using poly(N-isopropylacrylamide) hydrogel-modified silica."Analytical Sciences. 18・1. 45-48 (2002)
• [Publications] E.Ayano, H.Kanazawa, A.Kikuchi, T.Okano: "Environmental Responsive Chromatography"Analytical Sciences. (in press). (2002)