| 研究課題/領域番号 |
22K05154
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34020:分析化学関連
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
安達 健太 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80535245)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | フォトクロミズム / アルブミン / アミノ酸 / ナノ粒子 / センシング / 比色分析 / 吸着 / 分析化学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
アルブミンを計測することは病理学的診断において重要課題の一つである。昨今の高齢化社会・生活習慣病増加の背景から、生体中に含まれるアルブミンを、変性・未変性に関係なく選択的、かつ高感度に測定できる簡便・安価な新規分析法が強く要望されている。
本研究では、前処理を必要とせず変性・未変性アルブミンそれぞれの識別と定量を同時に可能とする新規アルブミン計測システムを開発する。
「無機酸化物半導体の表面増強フォトクロミズム現象の検出原理とした総アルブミン量定量」と「表面に吸着したアルブミンが有機色素を包接して増幅された誘起円二色性を検出原理とした変性・未変性アルブミンの識別・定量」の２つの研究計画を達成する。
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| 研究実績の概要 |
本年度（令和四年度）は、アルブミン化合物吸着に伴う酸化タングステン(WO3)表面増強フォトクロミズム、及びアルブミンに選択的に結合する色素化合物に関する基礎的研究を推進した。具体的実施内容と成果は以下の通り。
（１）アルブミン化合物吸着に適したWO3ナノコロイド粒子の合成技術の確立
半導体ナノ粒子は、フォトクロミズムをはじめとして光学特性が粒子径に大きく依存する（量子サイズ効果）。よって、サイズ・形状の揃ったWO3ナノコロイド粒子の作成は、アミノ酸を高感度にセンシングするうえで極めて重要である。これまでに確立してきたWO3ナノコロイド粒子合成技術に、水熱合成技術を掛け合わせ合成の最適化に努めた。様々なサイズ・形状を有する三酸化タングステン・水和物（WO3・2H2O、WO3・H2O、WO3・0.33H2O）ナノコロイド粒子の合成に成功した。アルブミン化合物存在下、WO3ナノコロイド粒子のフォトクロミズム増強を確認したが、その結果は再現性の乏しいものであり、定量的な評価には至らなかった。アルブミン化合物の自己凝集に伴って、吸着挙動を安定しないことに原因があると考察している。来年度以降の重要再検討課題である。
（２）アルブミン化合物に選択的結合する色素化合物の合成
本年度は、細胞染色など実績のあるキサンテン系色素に着目し、種々色素化合物の合成を試みた。合成した色素化合物とヒト血清アルブミン（HSA）との結合実験から定量的評価（結合サイト、結合定数）を行った。結果、HSAのサイト１に選択的包接結合する色素化合物を見出すことができた。変性アルブミンと未変性アルブミンには、有機化合物を包接するサイトの包接能力に大きな違いがあることが知られている。よって、この結果は変性・未変性アルブミンを個々に検出・定量するうえで極めて重要な知見である。来年度以降も、クルクミノイド色素をはじめとした種々色素化合物の検討を行う予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
アルブミン化合物に対してセンシング能を有する種々WO3ナノコロイド粒子の合成、そして評価技術を確立し、アルブミン化合物に結合する種々色素化合物の合成を行った。
WO3ナノコロイド粒子へのアルブミン化合物吸着に伴う、フォトクロミズム増強の確認はされたが、粒子表面に吸着したアルブミン化合物の量を定量的に評価できていないため、実験計画の再スケジューリングが必要と考えている。
種々キサンテン系色素化合物の合成を行ない、ヒト血清アルブミン（HSA）のサイト１に選択的包接結合する色素化合物を見出した。
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| 今後の研究の推進方策 |
来年度（令和五年度）は、WO3ナノコロイド粒子表面に吸着したアルブミン化合物を定量的に評価、ならびに、更なるアルブミン化合物高感度センシング能を指向し、高周波超音波照射技術を用いた新規WO3ナノコロイド粒子合成法の開発に着手する。また、水溶液中におけるアルブミン化合物の自己集合挙動についても定量的に評価するため、ハイスループット計測可能な測定系を構築する。
今年度に引き続き、アルブミン化合物に選択的結合する新規色素化合物の合成・評価も継続する。
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