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生体分子を集積化した高性能解析系の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15790030
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 物理系薬学
研究機関静岡県立大学

研究代表者

加藤 大  静岡県立大学, 薬学部, 講師 (30332943)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2004年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2003年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワードマイクロチップ / 生体分子 / キャピラリー電気クロマトグラフィー / ゾル-ゲル反応 / ハイスループット解析 / プロテオーム解析 / 酵素反応 / 分子認識 / ゾルーゲル反応 / ハイスループットスクリーニング / モノリス構造 / ナノ構造
研究概要

マイクロチップや細管という微小領域の一部に生体由来の機能性物質を固定化し、その機能を利用することで優れた解析用素子を作製した。物質の固定には、高含水ゲルやリン脂質と類似した構造を有する高分子を用いた。このように生体内と類似した環境で生体物質を固定化することで、固定化された生体物資はその機能を持続的に発現した。また微小領域に固定化し、繰り返し利用が可能であることから、固定化に必要な生体物質は、汎用されている手法と比較して数100分の1以下と、極めて微量であった。
この固定化法を利用してタンパク質の消化酵素であるペプシンを固定化し、タンパク質試料の消化と分離を細管内で行い、生成したペプチド断片をオンラインで質量分析装置に導入し検出することで、タンパク質の同定が行える解析系を構築した。また薬物代謝酵素を含むラット肝臓ミクロソームを固定化した細管に、薬物と代謝阻害薬を同時に注入することで、薬物の阻害活性を簡便に測定できることを明らかとした。
またこれら解析法の開発に並行して、より生体物質の固定化に適した高含水ゲルの開発を行った。従来から使用していたアルコキシシランに加えて、天然由来の高分子であるキトサンやゼラチンを添加した高含水ゲルを調製し、固定化した生体物質の安定性を評価した。その結果、微量のゼラチンを添加することで、固定化した血清アルブミンのアミノ酸に対する親和性が増加すること明らかとなり、今後はゼラチンを添加した高含水ゲルを他の生体物質の固定化に利用していく予定である。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Monolithic bioreactor immobilizing trypsin for high-throughput analysis2005

    • 著者名/発表者名
      M.Kato, K.Inuzuka, K.Sakai-Kato, T.Toyo'oka
    • 雑誌名

      Anal.Chem. 77

      ページ: 1813-1818

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] An Enzyme-immobilization Method for Integration of Biofunctions on a Microchip using a Water-soluble Amphiphilic Phospholipid Polymer Having a Reacting Group2004

    • 著者名/発表者名
      K.Sakai-Kato, M.Kato, K.Ishihara, T.Toyo'oka
    • 雑誌名

      Lab Chip 4

      ページ: 4-6

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Integration of On-line Protein Digestion, Peptide Separation, and Protein Identification using Pepsin-Coated Photopolymerized Sol-Gel Columns and Capillary Electrophoresis/Mass Spectrometry2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kato, K.Sakai-Kato, H.-M.Jin, K.Kubota, H.Miyano, T.Toyo'oka, M.T.Dulay, R.N.Zare
    • 雑誌名

      Anal.Chem. 76

      ページ: 1896-1902

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Screening of inhibitors of uridine diphosphate glucuronosyltransferase using miniaturized on-line drug-metabolism system2004

    • 著者名/発表者名
      K.Sakai-Kato, M.Kato, K.Ishihara, T.Toyo'oka
    • 雑誌名

      J.Chromatogr.A 1051

      ページ: 261-266

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Starch derivatives as dynamic coating additives for analysis of amino acids and peptides using poly(methyl methacrylate) microfluidic devices2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kato, Y.Gyoten, K.Sakai-Kato, T.Nakajima, T.Toyo'oka
    • 雑誌名

      Anal.Chem. 76

      ページ: 6792-6796

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Silica Sol-gel/Organic Hybrid Material for Protein Encapsulated Column of Capillary Electrochromatography2004

    • 著者名/発表者名
      M.Kato, H.Saruwatari, K.Sakai-Kato, T.Toyo'oka
    • 雑誌名

      J.Chromatogr.A 1044

      ページ: 267-270

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] K.Sakai-Kato, M.Kato, T.Toyo'oka: "Creation of an on-chip enzyme reactor by encapsulating trypsin In sol-gel on a plastic microchip"Anal.Chem.. 75. 388-393 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kato, N.Matsumoto, K.Sakai-Kato, T.Toyo'oka: "Investigation of chromatographic performances and binding characteristics of BSA-encapsulated capillary column prepared by the sol-gel method"J.Pharm.Biomed.Anal.. 30. 1845-1850 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Sakai-Kato, M.Kato, H.Nakakuki, T.Toyo'oka: "Investigation of structure and enantioselectivity of BSA-encapsulated sol-gel columns for capillary electrochromatography"J.Pharm.Biomed.Anal.. 31. 299-309 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kato, H.-M.Jin, K.Sakai-Kato, T.Toyo'oka, M.T.Dulay, R.N.Zare: "Determination of glutamine and serine in rat cerebrospinal fluid using capillary electrochromatography with a modified photopolymerized sol-gel monolithic column"J.Chromatogr.A. 1014. 209-215 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kato, Y.Gyoten, K.Sakai-Kato, T.Toyo'oka: "Rapid analysis of amino acids in Japanese green tea by microchip electrophoresis using plastic microchip and fluorescence detection"J.Chromatogr.A. 1013. 183-189 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Oguri, H.Tanagaki, M.Hamaya, M.Kato, T.Toyo'oka: "On-line preconcentration prior to oncolumn derivatization monolith ODS capillary electrochromatography for the determination of biogenic amines"Anal.Chem.. 75. 5240-5245 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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