カーボンナノチューブを用いた蛋白質の光クロマトグラフィ

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26708021
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 平野 篤 国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノ材料研究部門, 主任研究員 (90613547)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ナノチューブ・フラーレン / 蛋白質

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではカーボンナノチューブをリガンドとするカラムを作製し、光を使用した蛋白質精製システム「光クロマトグラフィ」を開発する。本精製法では、溶媒を変えることなく、光照射により蛋白質のカラムへの吸着・脱着を制御するため、溶離液を用いる従来法では不可能であった、凝集・変性しやすい不安定な蛋白質の精製が可能になる。当手法は抗体などの多様なバイオ医薬品の高純度・高効率な精製に応用可能であり、バイオ医薬品の発展に大きく貢献するとともに、次世代のバイオテクノロジーの基盤技術となる。当該年度ではリガンドとなるカーボンナノチューブの担体への結合の検討を行った。従来報告のあるアミノ基で修飾されたシリカゲルへのカーボンナノチューブの結合を確認できた。有機溶媒中だけでなく、酸性から中性のpH領域にある水溶液中でも結合は安定であることが実証され、蛋白質分離への使用に有効であることが明らかになった。カラム作製のための予備実験としてカーボンナノチューブが結合したシリカゲルと結合していないシリカゲルへの蛋白質（ウシ血清アルブミンとニワトリ卵白リゾチーム）の吸着を比較したところ、カーボンナノチューブが結合したシリカゲルへの吸着量のほうが大きく、これらの蛋白質とカーボンナノチューブの相互作用を確認することに成功した。今後は蛋白質とカーボンナノチューブの相互作用が制御可能であることを実証することが本テーマを確立させる上で必須である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

１２月にカラム担体作製のための実験に使用していた遠心分離装置に不足の故障が生じたため、当該装置の修理・調整が必要となり、遅延が生じた。

Strategy for Future Research Activity

当該研究で明らかになった蛋白質とカーボンナノチューブの相互作用をさらに詳細に定量的に調査するとともに、溶液環境や光照射等によってこれらの相互作用が制御可能であることを実証することで、当該技術の有用性を示す。

Causes of Carryover

カーボンナノチューブ固定化カラム担体への蛋白質吸着の実験のために各種カラム充填剤を複数購入する予定であったが、繰越申請した実験の結果や状況に応じて購入を判断したほうが予算の効果的な使用に繋がると判断したため次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

繰越申請したカラム担体作製のための実験の結果に基いて、有効と考えられるカラム充填剤を判断し、これらの購入に使用する予定である。また、カラム充填剤を充填させるエンプティカラムやこれらの作業に必要な各種消耗品の購入にも使用する。