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2013 年度 実施状況報告書

抗酸化能を可視化できる化学発光イメージング技術の開発と新規抗酸化物質探索への応用

研究課題

研究課題/領域番号 25870521
研究種目

若手研究(B)

研究機関長崎大学

研究代表者

岸川 直哉  長崎大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (90336181)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード抗酸化剤 / イメージング / 化学発光 / CCD カメラ / キノン / 食品 / 酸化還元
研究概要

本研究では、食品由来の有用な抗酸化物質の探索を目指し、抗酸化能を画像として捉えて一斉に測定するシステム、並びに、実試料中での抗酸化物質の組織分布をわかりやすく可視化するシステムを開発する。本システムは、抗酸化物質の還元作用により電子伝達体であるキノンがセミキノンラジカルへと還元され、これが元のキノンへと再び酸化される過程で発生する活性酸素がルミノールを酸化することで発光が生じるという現象に基づいている。この一連の酸化還元反応により生じる発光を冷却 CCD カメラにより撮影することで抗酸化能の強さを画像として取得可能である。
最初に、典型的な抗酸化物質であるアスコルビン酸を添加したマイクロプレートのウェルに、ルミノール及びキノンの 1 種であるメナジオンを順次添加後に生じる発光を CCD カメラにより撮影した。その結果、ウェル中で生じた発光を画像として撮影可能であり、その発光量はアスコルビン酸の濃度の増加に応じて増大することが確認された。このとき、最低冷却温度の異なる 2 種類の CCD カメラ (-30 度及び -60 度) を比較した結果、 より冷却能力が高い CCD カメラほど高い発光が得られ、より微量のアスコルビン酸でも検出することが可能であった。また、実試料応用のパイロット実験として、 にんじんの輪切り切片にルミノール及びメナジオンを添加後に生じる発光を撮影した。 その結果、にんじんの断面中で維管束と考えられる部分に沿うように輪状の発光が観察されるという結果が得られた。

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

研究計画通りに、キノンと抗酸化物質との反応により生じる化学発光を冷却 CCD カメラを用いて撮影することで抗酸化能の強さを画像として撮影可能であることが明らかとなった。96 ウェルマイクロプレートを用いた場合、最大で 96 個の試料の抗酸化能を一斉に測定可能であることから、迅速に多数の試料の抗酸化能を評価する手法として本法は適していると考えられる。また、実際ににんじんの輪切り切片より生じる発光を撮影した結果、維管束周辺部位において強い発光が観察されるという知見が得られた。この結果より、にんじんの維管束への抗酸化物質の集積が示唆され、本法が食品中の抗酸化物質の分布に関する情報を得る手段として有用であると考えられた。

今後の研究の推進方策

予定通りに、マイクロプレートのウェルあるいは食品中に存在する抗酸化物質を化学発光画像として取得することに成功した。しかしながら現在の測定条件では、食品試料で十分な発光を得るために数十分から 1 時間程度の比較的長時間の撮影時間を要するという問題点が存在するほか、解像度についてもより一層改善する必要があると考えられた。そこで、化学発光試薬の種類や各試薬の濃度等について検討を行い、感度や解像度の改善及び測定時間の短縮を試みていく予定である。

次年度の研究費の使用計画

導入を予定していた設備備品を想定額よりも安価に購入することができたため。
得られた研究成果をまとめた論文を投稿する際の英文校正費等としての使用を予定している。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Analytical techniques for the determination of biologically active quinones in biological and environmental samples2014

    • 著者名/発表者名
      Kishikawa N, Kuroda N
    • 雑誌名

      Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis

      巻: 87 ページ: 261-270

    • DOI

      10.1016/j.jpba.2013.05.035

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid determination of isoamyl nitrite in pharmaceutical preparations by flow injection analysis with on-line UV irradiation and luminol chemiluminescence detection2014

    • 著者名/発表者名
      Kishikawa N, Kondo N, Amponsaa-Karikari A, Kodamatani H, Ohyama K, Nakashima K, Yamazaki, S., Kuroda, N
    • 雑誌名

      Luminescence

      巻: 29 ページ: 8-12

    • DOI

      10.1002/bio.2466

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A simple and rapid chemiluminescence assay for on-site analysis of paraquat using a portable luminometer2013

    • 著者名/発表者名
      Kishikawa N, Higuchi S, Ohyama K, Nakashima K, Kuroda N
    • 雑誌名

      Forensic Toxicology

      巻: 31 ページ: 301-306

    • DOI

      10.1016/j.aca.2013.04.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel lophine-based fluorescence probe and its binding to human serum albumin2013

    • 著者名/発表者名
      Kishikawa N, Ohyama K, Saiki A, Matsuo A, Ali MF, Wada M, Nakashima K, Kuroda N
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta

      巻: 780 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1007/s11419-012-0175-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] HPLC determination of chlorpropamide in human serum by fluorogenic derivatization based on the Suzuki coupling reaction with phenylboronic acid2013

    • 著者名/発表者名
      Kishikawa N, Hammad SF, Ohyama K, Kubo K, Mabrouk MM, Nakashima K, Kuroda N
    • 雑誌名

      Chromatographia

      巻: 76 ページ: 703-706

    • DOI

      10.1007/s10337-013-2451-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development and validation of the first assay method coupling liquid chromatography with chemiluminescence for the simultaneous determination of menadione and its thioether conjugates in rat plasma2013

    • 著者名/発表者名
      Elgawish MS, Shimomai C, Kishikawa N, Ohyama K, Wada M, Kuroda N
    • 雑誌名

      Chemical Research in Toxicology

      巻: 26 ページ: 1409-1417

    • DOI

      10.1021/tx400253k

    • 査読あり
  • [学会発表] 新規ラジカルスカベンジャー探索を目的とするシーケンシャルインジェクション-ルミノール化学発光分析法2013

    • 著者名/発表者名
      岸川直哉、宮本 葵、樋口 翔、大山 要、黒田直敬
    • 学会等名
      第 51 回フローインジェクション分析講演会
    • 発表場所
      熊本大学工学部百周年記念館(熊本県熊本市)
    • 年月日
      20131108-20131108
  • [学会発表] メナジオン及びそのチオール抱合体の高選択的 HPLC 化学発光定量法の開発とラット血漿試料への応用2013

    • 著者名/発表者名
      岸川直哉、Mohamed Saleh Elgawish、下舞千香子、大山 要  和田光弘、黒田直敬
    • 学会等名
      フォーラム 2013 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 発表場所
      九州大学医学部百年講堂(福岡県福岡市)
    • 年月日
      20130914-20130914
  • [学会発表] シーケンシャルインジェクション分析装置によるラジカル消去能の自動測定法2013

    • 著者名/発表者名
      岸川直哉、宮本 葵、樋口 翔、大山 要、黒田直敬
    • 学会等名
      日本分析化学会第 62 年会
    • 発表場所
      近畿大学東大阪キャンパス(大阪府東大阪市)
    • 年月日
      20130911-20130911
  • [学会発表] 各種活性酸素を選択的に化学発光検出可能なシュウ酸エステルの探索2013

    • 著者名/発表者名
      坂口佑一郎、岸川直哉、大山 要、和田光弘、黒田直敬
    • 学会等名
      第 11 回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
    • 発表場所
      清水テルサ(静岡県静岡市)
    • 年月日
      20130829-20130829
  • [学会発表] キノンの選択的検出を目的とする新規化学発光分析試薬の開発2013

    • 著者名/発表者名
      上村周平、岸川直哉、大山 要、黒田直敬
    • 学会等名
      第 11 回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
    • 発表場所
      清水テルサ(静岡県静岡市)
    • 年月日
      20130829-20130829
  • [学会発表] Quantitative Analysis of Glutathione and N- Acetylcystein Conjugates of Menadione in Rat Plasma2013

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Saleh Elgawish, Chikako Shimomai, Naoya Kishikawa, Kaname Ohyama, Mitsuhiro Wada, Naotaka Kuroda
    • 学会等名
      ASIANALYSIS XII
    • 発表場所
      九州大学馬出キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      20130823-20130823
  • [学会発表] 化学発光を利用する高感度かつ選択的なキノンの定量法の開発と生体分析への応用2013

    • 著者名/発表者名
      岸川直哉、黒田直敬
    • 学会等名
      第 26 回バイオメディカル分析科学シンポジウム (BMAS2013)
    • 発表場所
      昭和大学旗の台キャンパス(東京都品川区)
    • 年月日
      20130803-20130803
    • 招待講演
  • [学会発表] キノンの酸化還元サイクルを利用するピロロキノリンキノンの発色定量法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      岸川直哉、鮫元健人、劉 倩君、太田 薫、大山 要、和田光弘、黒田直敬
    • 学会等名
      第 73 回分析化学討論会
    • 発表場所
      北海道大学水産学部(北海道函館市)
    • 年月日
      20130518-20130518
  • [備考] 長崎大学薬学部薬品分析化学研究室

    • URL

      http://www.ph.nagasaki-u.ac.jp/lab/analysis/index-j.html

  • [産業財産権] キノンを検出するための化合物および該化合物を用いたキノンの検出方法2013

    • 発明者名
      黒田直敬、岸川直哉、大山 要、上村周平
    • 権利者名
      黒田直敬、岸川直哉、大山 要、上村周平
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-17565
    • 出願年月日
      2013-08-27

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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