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分子間相互作用および分子集合体界面における物質透過現象の速度論的解析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K05570
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分34020:分析化学関連
研究機関立教大学

研究代表者

宮部 寛志  立教大学, 理学部, 教授 (10281015)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードモーメント理論 / 分子間相互作用 / 化学反応速度 / 界面透過現象 / 分子集合体 / リポソーム / 界面活性剤ミセル / 界面透過 / ミセル / 包接反応 / 相互作用
研究開始時の研究の概要

分子間相互作用や分子集合体界面における物質透過の速度定数を解析的に求める方法を開発する。それをモデル実験系に適用して速度定数を測定し、その有用性を実証する。実験データはHPLCを用いて測定し、それをモーメント理論により解析する。本法ではリガンド分子の固定相表面への固定化や溶質分子の蛍光標識化を行わない。そのため、分子の固定化や化学修飾の影響を受けることなく本来の相互作用情報を正確に解析できる。また、分子集合体の本来の状態に近い条件下において界面物質透過現象をin-situ解析できる。解析に必要なモーメント式は自ら開発する。HPLCの機能を分離分析以外の化学特性解析の新たな領域へと拡張する。

研究成果の概要

分子間相互作用の反応速度定数や分子集合体界面における物質透過速度定数を解析的に求める方法を開発し、それをモデル実験系に適用してその有用性を実証した。高速液体クロマトグラフィーを用いて実験データを測定し、それをモーメント理論により解析した。本法ではリガンド分子の固定化や溶質分子の蛍光標識化を行わないため、既往の解析法とは異なり分子の固定化や化学修飾の影響を受けることなく本来の相互作用情報を正確に解析できる。また、分子集合体が本来あるべき状態に近い条件下において界面透過現象を解析できる。実験データ解析の際に必要なモーメント式は自ら開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した化学現象解析法では、溶質やリガンド分子の固定化や蛍光標識化が不要であるため化学的に非修飾の遊離分子間における本来の相互作用情報を解析することができる。また、分子集合体に何等かの化学修飾や物理作用を加えることなく、分子集合体が本来あるべき状態により近い条件下における界面物質透過現象の解析が可能である。汎用性の高いHPLCのみを使用するため、化学現象解析の機会を広く数多くの研究者や技術者に提供し、関連研究の推進に寄与するものと期待される。さらにこれまで分離分析法として利用されてきたHPLC機能を分離分析とは異なる化学特性解析の新たな領域へと拡張する。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] A Study on Attempt for Determination of Permeation Kinetics of Coumarin at Lipid Bilayer of Liposomes by Using Capillary Electrophoresis with Moment Analysis Theory2023

    • 著者名/発表者名
      Miyabe, K.; Inaba, S.; Umeda, M.
    • 雑誌名

      J. Chromatogr. A

      巻: 1687 ページ: 463691-463691

    • DOI

      10.1016/j.chroma.2022.463691

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Moment Equations for Partial Filling Capillary Electrophoresis2022

    • 著者名/発表者名
      Miyabe, K.
    • 雑誌名

      Electrophoresis

      巻: 43 号: 4 ページ: 559-570

    • DOI

      10.1002/elps.202100293

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Moment Analysis of Solute Permeation Kinetics at an Interface of Mixed Micelles of Anionic and Nonionic Surfactants2022

    • 著者名/発表者名
      Miyabe, K.; Aoki, K.
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Japan

      巻: 95 号: 12 ページ: 1715-1722

    • DOI

      10.1246/bcsj.20220251

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Moment Theory of Affinity Capillary Electrophoresis for Analysis of Reaction Kinetics of Intermolecular Interactions2022

    • 著者名/発表者名
      Miyabe, K.
    • 雑誌名

      J. Chromatogr. A

      巻: 1684 ページ: 463557-463557

    • DOI

      10.1016/j.chroma.2022.463557

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple Moment Analysis for a Kinetic Study of the Chromatographic Behavior of Spherical Particles and Silica Monoliths2021

    • 著者名/発表者名
      Miyabe, K.
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 37 号: 4 ページ: 593-598

    • DOI

      10.2116/analsci.20P331

    • NAID

      130008023554

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 年月日
      2021-04-10
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Moment Theory of Chromatography for the Analysis of Reaction Kinetics of Intermolecular Interactions2021

    • 著者名/発表者名
      Miyabe, K.; Arai, A.; Ishizuka, M.
    • 雑誌名

      Anal. Chem.

      巻: 93 号: 29 ページ: 10365-10371

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.1c02111

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic Study on Solute Permeation at the Interface of Molecular Aggregates by Partial Filling Capillary Electrophoresis2021

    • 著者名/発表者名
      Miyabe, K.; Nakajima, M.
    • 雑誌名

      Electrophoresis

      巻: 42 号: 23 ページ: 2528-2537

    • DOI

      10.1002/elps.202100252

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Moment Equations for Kinetic Study of Intermolecular Interaction by Size Exclusion Chromatography2021

    • 著者名/発表者名
      Miyabe, K.
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Japan

      巻: 94 号: 3 ページ: 755-761

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200315

    • NAID

      130008021850

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simplification of Moment Analysis Procedure for Kinetic Study of Chromatographic Behavior of Core-Shell Particles2021

    • 著者名/発表者名
      Miyabe, K.
    • 雑誌名

      Anal. Sci.

      巻: 37

    • NAID

      130008114864

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] キャピラリー電気泳動とモーメント解析理論の組合せによるリポソーム脂質二分子膜におけるクマリンの透過速度の測定 日本化学会第103春季年会(2023)2023

    • 著者名/発表者名
      宮部寛志、稲葉隼汰、梅田萌々子
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 逆相液体クロマトグラフィーによる界面活性剤ミセル界面における溶質透過現象のモーメント解析 日本化学会第103春季年会(2023)2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤佑馬、宮部寛志
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] リポソーム界面における物質透過現象のモーメント解析 第82回分析化学討論会(2022)2022

    • 著者名/発表者名
      稲葉隼汰、宮部寛志
    • 学会等名
      第82回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 部分注入キャピラリー電気泳動法による分子集合体界面における物質透過現象のモーメント解析理論 分析化学会第71年会(2022)2022

    • 著者名/発表者名
      宮部寛志
    • 学会等名
      分析化学会第71年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 逆相高速液体クロマトグラフィーを用いた界面活性剤ミセル界面における溶質透過現象のモーメント解析 分析化学会第71年会(2022)2022

    • 著者名/発表者名
      稲葉隼汰、内川萌、川尻綾乃、宮部寛志
    • 学会等名
      分析化学会第71年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 逆相液体クロマトグラフィーによるクラウンエーテルとアルカリ金属イオンとの包接反応の速度論的解析2021

    • 著者名/発表者名
      宮部寛志、新井亜矢香
    • 学会等名
      第81回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] リポソーム界面における物質透過現象の速度度論的解析2021

    • 著者名/発表者名
      宮部寛志、妹尾史織、稲葉隼汰
    • 学会等名
      第81回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] キャピラリー電気泳動法を利用したリポソーム界面における物質透過現象のモーメント解析2021

    • 著者名/発表者名
      稲葉隼汰、宮部寛志
    • 学会等名
      第81回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] リポソーム脂質二分子膜における溶質透過速度のモーメント解析2021

    • 著者名/発表者名
      宮部寛志、梅田萌々子、稲葉隼汰
    • 学会等名
      第15回バイオ化学関連シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] キャピラリー電気泳動法を用いたリポソーム界面における物質透過現象のモーメント解析2021

    • 著者名/発表者名
      稲葉隼汰、宮部寛志
    • 学会等名
      第15回バイオ化学関連シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 界面活性剤ミセル界面における物質透過現象の部分注入キャピラリー電気泳動法による速度論的解析2021

    • 著者名/発表者名
      宮部寛志、中島茉里
    • 学会等名
      分析化学会第70年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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