核酸の効率的分離のための温度応答型・静電相互作用クロマトグラフィー

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13680955
• 研究機関: 東京女子医科大学
• 研究代表者: 菊池 明彦 東京女子医科大学, 医学部, 助教授 (40266820)
• キーワード: 温度応答性高分子 / ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド) / カチオン性基 / クロマトグラフィー / オリゴヌクレオチド / 核酸塩基 / 疎水性相互作用 / 静電相互作用

研究概要

本研究では、水系で温度変化のみに応答し、表面の親水性/疎水性変化と同時に、表面荷電密度を変化させることが可能な、新規な刺激応答性高分子修飾シリカビーズを設計・調製し、このビーズを充填したカラムを用い、生理活性物質の水系での効率的な分離を可能とする水系クロマトグラフィーシステムの構築を目的とした。昨年までにカチオン性のアミノ基を導入した温度応答性高分子修飾表面の、温度変化に伴う表面物性変化を、親水性/疎水性変化と同時に、光散乱電気泳動測定から表面電位の測定から明らかとした。さらに、生体エネルギー代謝に関わるアデノシンヌクレオチド、ならびにモノリン酸ヌクレオチドとの相互作用を解析した。これらの結果を基に、本年は、アデノシンオリゴヌクレオチド、ならびにチミジンオリゴヌクレオチドに関し、カチオン性温度応答性カラムとの相互作用を解析した。繰り返しユニットが2量体から5量体まで種々変化させたオリゴヌクレオチドの混合試料を、温度応答性高分子修飾したシリカビーズを充填したカラム(150mm,4.6mmφ)に注入した。温度を10℃から50℃と変化させながら各試料の保持時間を測定したところ、荷電基を持たない温度応答性カラムでは、いずれのオリゴヌクレオチドでも温度に関わらず保持時間はほぼ一定であった。一方、カチオン性基を有する温度応答性カラムでは、ヌクレオチドの繰り返しユニット数の増大につれ、保持時間が有意に延長し、かつ、カラム担体上のカチオン性基量が増加すると保持時間は延長した。さらに、核酸塩基ユニットの極性の差が保持時間に影響し、核酸塩基の疎水性がわずかに大きいチミジンオリゴヌクレオチドのほうが、リン酸基数が同じときの保持時間が長くなった。以上の結果から、本研究で追究したカチオン性温度応答性カラムは、核酸塩基を認識して分離を達成できることが強く示唆された。

研究成果

• [文献書誌] 菊池明彦, 岡野光夫: "水系で生理活性物質を分離するグリーンクロマトグラフィー"バイオマテリアル-生体材料-. 21(2). 133-141 (2003)
• [文献書誌] 菊池明彦: "インテリジェント表面"バイオマテリアル-生体材料-. 21(3). 214-215 (2003)
• [文献書誌] 坂本千賀子, 岡田裕司, 金澤秀子, 菊池明彦, 岡野光夫: "温度応答性クロマトグラフィーによるカテキン類の分離"分析化学. 52(10). 903-906 (2003)
• [文献書誌] A.Kikuchi, T.Okano: "Temperature-responsive Polymer-modified surfaces for green chromatography"Macromolecular Symposia. (In press). (2004)
• [文献書誌] C.Sakamoto, Y.Okada, H.Kanazawa, E.Ayano, T.Nishimura, M.Ando, A.Kikuchi, T.Okano: "Temperature-and pH-responsive aminopropyl silica ion-exchange columns grafted with copolymers of N-isopropylacrylamide"Journal of Chromatography A. (In press). (2004)