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2012 年度 実績報告書

アフィニティ膜濾過による遺伝子治療用プラスミドDNA精製プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22560746
研究機関名古屋大学

研究代表者

片桐 誠之  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00345919)

研究分担者 入谷 英司  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60144119)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワードプラスミドDNA / アフィニティ / 膜濾過 / リガンド / 吸着 / 脱着 / 精製 / 菌体破砕
研究概要

本研究では、スケールアップが可能なプラスミドDNAの精製および濃縮法として膜濾過法に着目し、プラスミドDNAと親和性のあるリガンドを探索するとともに、リガンドと分離膜とを用いるアフィニティ膜濾過法を確立し、プラスミドDNAの精製プロセスを開発することを目的とする。本年度は、ジルコニアビーズによる菌体破砕法の導入、アフィニティ膜濾過条件の確立を行った。従来、菌体内に存在するプラスミドDNAを取り出すために、アルカリ、タンパク質変成剤、酸などを添加して、溶菌等を行い、その後分離操作により溶液として得る手法が用いられてきたが、有害物質を含む様々な薬品を使用したり、一連の操作が煩雑であるという問題があった。本研究において、ビーズ破砕を導入することにより、薬品使用量を大幅に低減でき、簡便な精製プロセスを確立できることを明らかにした。破砕後の懸濁液には様々な物質が含まれているが、リガンドとしてシリカおよび酸化鉄を用いる2段のアフィニティ膜濾過法により精製が可能である。1段目のシリカを用いるアフィニティ膜濾過では、負に帯電したシリカに様々な不純物を吸着させ、ポリアニオンであるプラスミドDNAを濾液として得る。次に、pH 8付近に等電点があり、pH 7以下では正、pH 9以上では負に帯電する酸化鉄を用い、試料液のpH変化によりプラスミドDNAを吸・脱着させる2段目のアフィニティ膜濾過で高精製度のプラスミドDNA溶液を得ることができた。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Determination of Cake Filtration Characteristics of Dilute Suspension of Bentonite from Various Filtration Tests2012

    • 著者名/発表者名
      Iritani Eiji
    • 雑誌名

      Separation Purification Technology

      巻: 92 ページ: 143-151

    • DOI

      10.1016/j.seppur.2011.05.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] BSAおよびデキストラン溶液の限外濾過における濾過ケークの成長と溶質の膜透過の動的挙動2012

    • 著者名/発表者名
      入谷 英司
    • 雑誌名

      化学工学論文集

      巻: 38 ページ: 250-254

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Polysaccharide Concentration on the Membrane Filtration of Microbial Cells2012

    • 著者名/発表者名
      Hwang Kuo-Jen
    • 雑誌名

      Journal of Applied Science and Engineering

      巻: 15 ページ: 323-332

    • 査読あり
  • [学会発表] アフィニティ膜分離法によるプラスミドDNAの精製2012

    • 著者名/発表者名
      片桐 誠之
    • 学会等名
      膜シンポジウム2012
    • 発表場所
      神戸大学 (兵庫県)
    • 年月日
      20121106-20121107
  • [学会発表] 微生物代謝多糖類の膜分離特性の評価2012

    • 著者名/発表者名
      片桐 誠之
    • 学会等名
      化学工学会第44回秋季大会
    • 発表場所
      東北大学 (宮城県)
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] 微生物懸濁液の精密濾過で形成されるケーク特性の解析2012

    • 著者名/発表者名
      片桐 誠之
    • 学会等名
      化学工学会第44回秋季大会
    • 発表場所
      東北大学 (宮城県)
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] 嫌気廃水処理における活性汚泥の有機酸産生と膜分離特性の評価2012

    • 著者名/発表者名
      片桐 誠之
    • 学会等名
      化学工学会第44回秋季大会
    • 発表場所
      東北大学 (宮城県)
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] プラスミドDNAのアフィニティ膜分離法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      片桐 誠之
    • 学会等名
      化学工学会第44回秋季大会
    • 発表場所
      東北大学 (宮城県)
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] アフィニティ膜濾過法によるプラスミドのDNAの精製2012

    • 著者名/発表者名
      片桐 誠之
    • 学会等名
      分離技術会年会2012
    • 発表場所
      関西大学(大阪府)
    • 年月日
      20120601-20120602
  • [学会発表] Purification of Plasmid DNA Using Affinity Microfiltration2012

    • 著者名/発表者名
      Katagiri Nobuyuki
    • 学会等名
      11th World Filtration Congress
    • 発表場所
      Graz (Austria)
    • 年月日
      20120416-20120420
  • [学会発表] High-Level Deliquoring of Activated Sludge by Step-Up Ultrahigh-Pressure Expression Combined with Reversible Flocculation2012

    • 著者名/発表者名
      Iritani Eiji
    • 学会等名
      11th World Filtration Congress
    • 発表場所
      Graz (Austria)
    • 年月日
      20120416-20120420
  • [学会発表] Determination of Pressure Dependence of Average Specific Cake Resistance Based on Single Step-Up Pressure Filtration Test2012

    • 著者名/発表者名
      Iritani Eiji
    • 学会等名
      11th World Filtration Congress
    • 発表場所
      Graz (Austria)
    • 年月日
      20120416-20120420
  • [図書] 製造プロセスのスケールアップ 正しい進め方とトラブル対策 事例集2012

    • 著者名/発表者名
      入谷 英司
    • 総ページ数
      898
    • 出版者
      技術情報協会

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公開日: 2014-07-24  

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