| 研究課題/領域番号 |
19K07022
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| 研究機関 | 武庫川女子大学 |
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研究代表者 |
萩中 淳 武庫川女子大学, バイオサイエンス研究所, 教授 (20164759)
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| 研究分担者 |
西村 奏咲 武庫川女子大学, 薬学部, 講師 (60582666)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 分子インプリントポリマー / 分子認識 / 分析科学 / 薬学 |
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| 研究実績の概要 |
ワルファリン誘導体（ワルファリン(WF)、クロルワルファリン(CWF)、ブロモワルファリン(BWF)、ニトロワルファリン(NWF) およびメチルワルファリン(MWF)）に対する分子インプリントポリマー(MIP)を多段階膨潤重合法により調製し、これらの MIP における WF 誘導体の保持および分子認識機構を、LC における保持、1H NMRおよび計算化学的手法により検討した。その結果、WF誘導体 1 分子と 4-ビニルピリジン (4-VPY) 3 分子が相互作用していることが示唆された。WF 誘導体の4-OHと4-VPYとの相互作用が最も大きく、α-プロトン (methylene C-H) と4-VPY、さらにα-プロトン (methyl C-H)と4-VPYとの相互作用が働いていることが明らかとなった。WF 誘導体と4-VPYの相互作用エネルギーの大きさは、NWF＞BWF＞CWF＞WF＞MWF の順であった。逆相モードでは、WF誘導体の log kMIP 値は log P およびハメットの置換基定数σpと重相関し、MIP における WF誘導体の保持および分子認識には、水素結合あるいはイオン相互作用および疎水性相互作用が働いていることが明らかとなった。HILICモードあるいは順相モードでは、WF 誘導体のlog kMIP値は相互作用エネルギーと相関し、MIP における WF 誘導体の保持および分子認識には、静電相互作用が働いていることが明らかとなった。前処理カラムとしてMIP(BWF)用いるカラムスイッチング LC-UV 法により、ヒト血清中のWFの分析法を開発した。
また、(S)-CWF および(R)-CWF に対するMIPを多段階膨潤重合法によりそれぞれ調製し、WF、CWFおよびBWFの光学分割に成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
前年度に、プロマジン(PZ)誘導体とメタクリル酸(MAA) との相互作用および相互作用エネルギーの計算には、Gaussian 09 プログラムを用いた。構造最適化は HF/6-311G(d,p)レベルで行い、複合体の相互作用エネルギーは HF/6-311G(d,p) レベルで算出した。また、いくつかの異なる密度汎関数(DFT) 法を用いて、相互作用エネルギーを6-311G(d,p)レベルで計算した。さらに、MAA 同士の相互作用を回避するために、最初に MAA 1 分子を用いて相互作用モードおよび相互作用エネルギーを検討し、MAA 4分子まで追加して相互作用エネルギーを評価した。今年度も、その方法を適用し、WF誘導体 1 分子と 4-VPY 3 分子が相互作用していることが示唆された。WF誘導体 1 分子と 4-VPY 3 分子との相互作用は、1H NMRにより確認された。
逆相モードでは、WF誘導体の log kMIP 値は log P およびハメットの置換基定数σpと重相関し、HILICモードおよび順相モードでは、WF 誘導体のkMIP値は相互作用エネルギーと相関し、MIP における WF 誘導体の保持および分子認識を明らかにすることができた。
(S)-CWF および(R)-CWFをキラルカラムを用いて単離精製し、MIP((S)-CWF) およびMIP((R)-CWF)を多段階膨潤重合法によりそれぞれ調製し、ラセミ体であるWF誘導体の光学分割に適用した。
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| 今後の研究の推進方策 |
プロマジン(PZ)およびそれらの置換体に対するMIPを、フッ素、ヨウ素、メトキシ、ニトロ置換体に対してMAAを機能性モノマーとして用いて調製する。これらの MIP における PZ 誘導体の保持および分子認識機構を、LC における保持、1Hおよび13C NMR、計算化学的手法により検討する。これまでに得られたMIP における PZ 誘導体の保持および分子認識機構の結果との整合性を検討する。
カルバマゼピン(CBZ)とその誘導体（フッ素、塩素、メチル置換体）に対するMIPをMAAを機能性モノマーとして用いて調製する。CBZ誘導体とMAAとの相互作用を、1Hおよび13C NMR、計算化学的手法を用いて明らかにする。分子間相互作用エネルギーの計算には、Gaussian 09 プログラムを用い、複合体の相互作用エネルギーは HF/6-311G(d,p) レベル、およびいくつかの異なる密度汎関数(DFT) 法を用いて計算する。また、MAA 同士の相互作用を回避するために、最初に MAA 1 分子を用いて相互作用モードおよび相互作用エネルギーを検討し、MAA 3から4分子まで追加して相互作用エネルギーを評価する。さらに、逆相モード、HILICモードおよび順相モードで、CBZ誘導体の保持および分子認識能を評価する。
CBZ誘導体に対するMIPを前処理カラムとして用いるカラムスイッチング LC-UVあるいはLC-MS 法により、CBZ投与後の血清中のCBZおよびその代謝物の同時定量に適用する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナの影響により、予定していた国内出張および海外出張を取り止めたこと、並びに研究の一部に遅滞が生じたことにより、次年度使用額が生じた。また、今年度中に購入予定であった試薬の輸入に時間を要し購入できなかったため、次年度使用額が生じた。
研究の推進による試薬等の購入のための物品費、購入予定であった試薬の購入のための物品費、可能であれば予定している国内出張および海外出張のための旅費として使用したい。
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