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温度応答性表面の設計とそのクロマトグラフィーへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 07408030
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関東京女子医科大学

研究代表者

桜井 靖久  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (20010027)

研究分担者 菊池 明彦 (菊地 明彦)  東京女子医科大学, 医学部, 助手 (40266820)
鈴木 憲  東京女子医科大学, 医学部, 助手 (90216375)
岡野 光夫  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (00130237)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
27,300千円 (直接経費: 27,300千円)
1996年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1995年度: 23,700千円 (直接経費: 23,700千円)
キーワード温度応答性表面 / 水系クロマトグラフィー / ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド) / 親水性 / 疎水性 / 疎水性相互作用 / ステロイドホルモン / ポリペプチド / クロマトグラフィー / 親・疎水性
研究概要

有機溶媒で移動相の極性を変化させる従来の逆相系クロマトグラフィーとは異なり、水系で固定相の極性を外部の温度を変化させることによって制御し、溶質の構造や機能を損うことなく分離・精製を行う新しい水系クロマトグラフィーの開発を目的とし、本研究では親水性・疎水性を大きく変化させることのできる表面設計の具体化を追研し、この表面を用いて温度変化で溶質との相互作用を調節することのできるクロマトグラフィーカラムの創出を検討した。ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PIPAAm)は温度に応答して32℃を境に水中で可逆的に溶解・不溶変化をする。さらに疎水性コモノマーであるブチルメタクリレート(BMA)をIPAAmとをBMA含量を種々変化させて共重合し32℃より低温側に相転移温度をもつポリマー(IBc)を合成した。重合時のテロメリ化によりポリマーの片末端にカルボキシル基を導入し、アミノプロピルシリカ表面へIBcを片末端でグラフトした。これらの表面の残存官能基定量、X線光電子分光分析によりポリマーグラフト表面を解析し、ポリマーが表面を被覆していることを確認した。さらにPIPAAmの分子構築構造を制御した表面を作製し、これら表面の濡れ性の変化を温度で調節できることを見いだした。これら表面を用いて疎水性の異なるステロイドホルモンの水系での分離を試み、温度上昇にともなって溶質の保持時間の増大を認めた。さらに、IBc中のBMA含量の増加にともなって相転移温度より低温でもステロイドの分離が達成できることが明らかとなった。さらにIBc表面を用いてタンパク質の温度による吸・脱着制御を検討し、アミノ酸残基が21-30程度のポリペプチドを温度制御により分離できることを明らかとした。このとき、ペプチド中の疎水性アミノ酸含量と保持時間との相関が認められ、温度応答性高分子修飾表面と溶質との疎水性相互作用を温度で制御することで高度な分離が達成できることを見いだした。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (17件)

  • [文献書誌] 薬師寺大二: "温度応答性高分子をグラフトした表面を用いた新しい温度制御型タンパク質クロマトグラフィー" 治療と診断のシステム 化学工学シンポジウムシリーズ55 化学工学会治療システム研究会編. 67-70 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kanazawa: "Analysis of peptides and proteins by temperature-responsive chromatographic system using N-isopropylacrylamide polymer-modified columns" J. Pharmaceu. Biomed. Anal.(印刷中). (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kanazawa: "Temperature-responsive liquid chromatography. 2.Effects of hydrophobic groups in Nisopropylacrylamide copolymer-modified silica" Anal.Chem.69(印刷中). (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Okano,N.Yamada,M Okuhara,H.Sakai,Y.Sakurai: "Mechanism of cell detachment from temperature-modulated hydrophilic-hydrophobic polymer surfaces" Biomaterials. 16. 297-303 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.G.Takei,T.Aoki,K.Sanui,N.Ogata,Y.Sakurai,T.Okano: "Temperature-modulated platelet and lymphocyte interactions with poly (N-isopropylacrylamide)-grafted surfaces" Biomaterials. 16. 667-673 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Okano,A.Kikuchi,Y.Sakurai,Y.Takei,N.Ogata: "Temperature-responsive poly (N-isopropylacrylamide) as a modulator for alteration of hydrophilic/hydrophobic surface properties to control activation/inactivation of platelets" Journal of Controlled Release. 36. 125-133 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kanazawa,K.Yamamoto,Y.Matsushima,N.Yakai,A.Kikuchi,Y.Sakurai,T.Okano: "Temperature-responsive chromatography using poly (N-isopropylacrylamide)-modified silica" Analytical Chemistry. 68. 100-105 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideko Kanazawa, Kazuo Yamamoto, Yoshikazu Matsushima, Nobuharu Takai, Akihiko Kikuchi, Yasuhisa Sakurai, Teruo Okano: "Temperature-responsive chromatography using poly (N-isopropylacrylamide) -modified silica" Analytical Chemistry. 68. 100-105 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Taiji Yakushiji, Kiyotaka Sakai, Akihiko Kikuchi, Takao Aoyagi, Yasuhisa Sakurai, Teruo Okano: "A novel chromatography using temperature-responsive polymer grafted ssurface for protein separation" System for Medicine and Diagnosis, Research Group of Remedy, Japanese Society for Chemical Engineering. 67-70 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideko Kanazawa, Yuki Kashiwase, Kazuo Yamamoto, Yoshikazu Matsushima, Nobuharu Takai, Akihiko Kikuchi, Yasuhisa Sakurai, Teruo Okano: "Analysis of peptides and proteins by temperature-responsive chromatographic system using N-isopropylacrylamide polymer-modified columns" Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. (in press). (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideko Kanazawa, Yuki Kashiwase, Kazuo Yamamoto, Yoshikazu Matsushima, Akihiko Kikuchi, Yasuhisa Sakurai, Teruo Okano: "Temperature-responsive liquid chromatography. 2. Effects of hydrophobic groups in N-isopropylacrylamide copolymer-modified silica" Analytical Chemistry. 69, (in press). (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kanazawa: "Temperature-responsive chromatography using poly(N-isopropylacrylamide)-modified silica" Anal.Chem.68. 100-105 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 薬師寺大二: "温度応答性高分子をグラフトした表面を用いた新しい温度制御型タンパク質クロマトグラフィー" 治療と診断のシステム 化学工学シンポジウムシリーズ55 化学工学会治療システム研究会編. 67-70 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kanazawa: "Analysis of peptides and proteins temperature-responsive chromatographic system using N-isopropylacrylamide polymer-modified columns" J.Pharamaceu.Biomed.Anal.(印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kanazawa: "Temperature-responsive liquid chromatography. 2.Effects of hydrophobic groups in N-isopropylacrylamide copolymer-modified silica" Anal.Chem.69(印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T. Okano: "Temperature-responsive poly(N-is opropylacrylamide) as a modulator for alteration of hydrophilic/hydrophobic surface properties to control activation/inactivation of platelets" Journal of Controlled Release. 36. 125-133 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] H. Kanazawa: "Temperature-responsive chromatography using poly(N-is opropylacrylamide)-modified silica" Analytical Chemistry. 68. 100-105 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2021-09-15  

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