JP2020157190A - 生体成分分離用高分子ファイバー、生体成分分離用カラム、計測装置及び生体成分分離装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]温度変化により生体成分を吸着又は脱離する温度応答性高分子を含む生体成分分離用高分子ファイバー。
[2]前記温度応答性高分子が、アクリルアミドモノマーと、前記アクリルアミドモノマーよりも親水性又は疎水性のモノマーと、結合部位を有するモノマーとの共重合体である、[1]に記載の生体成分分離用高分子ファイバー。
[3]前記アクリルアミドモノマーが、N−イソプロピルアクリルアミドである、[1]又は[2]に記載の生体成分分離用高分子ファイバー。
[4][1]〜[3]のいずれかに記載の生体成分分離用高分子ファイバーが充填された生体成分分離用カラム。
[5]水晶振動子を備え、前記水晶振動子の電極表面に[1]〜[3]のいずれかに記載の生体成分分離用高分子ファイバーが結合されている、生体成分の吸着又は脱離を計測する計測装置。
[6]前記水晶振動子の周波数変化量△F及び周波数の減衰曲線から得られるD値を用いて生体成分の吸着又は脱離を計測する、[5]に記載の計測装置。
[7][4]に記載の生体成分分離用カラムと[5]又は[6]に記載の計測装置のいずれか一方又は両方を備える、生体成分分離装置。
本発明の生体成分分離用高分子ファイバー(以下、「本高分子ファイバー」とも記す。)は、温度変化により生体成分を吸着又は脱離する温度応答性高分子を含む、生体成分を分離するための高分子ファイバーである。
分離対象の生体成分としては、特に限定されず、動物や植物等の生体内に存在する各種タンパク質や細胞等が挙げられる。
温度応答性高分子の水に対する下限臨界溶解温度は、公知の方法で測定できる。例えば、種々の濃度の温度応答性高分子の水溶液を調製した後、水溶液の温度を上下させて2相分離する温度を測定することで、水に対する下限臨界溶解温度を求めることができる。
ビニルエーテルモノマーとしては、メチルビニルエーテル等が挙げられる。
なお、本高分子ファイバーは、繊維径が1μm以上のファイバーであってもよい。
なお、本高分子ファイバーの平均繊維径は、100本の本高分子ファイバーについて測定した繊維径の平均値である。本高分子ファイバーの繊維径は、走査型電子顕微鏡像により測定できる。
なお、本高分子ファイバーの平均繊維長は、100本の本高分子ファイバーについて測定した繊維長の平均値である。本高分子ファイバーの繊維長は、ナノファイバー作製時の顕微鏡動画観察により測定できる。
本発明の生体成分分離用カラム(以下、「本カラム」と記す。)は、本高分子ファイバーが充填されたカラムである。本カラムは、液体クロマトグラフ用のカラムとして使用できる。
本カラムを液体クロマトグラフに用いてカラム温度を制御し、目的の生体成分をカラム中の本高分子ファイバーに吸着させた後、任意のタイミングで脱離させることで、目的の生体成分を分離することができる。
なお、本高分子ファイバーの充填率は、体積占有率として求められる。
本発明の計測装置(以下、「本計測装置」と記す。)は、生体成分の吸着又は脱離を計測するための装置であって、水晶振動子(QCM)を備え、水晶振動子の電極表面に本高分子ファイバーが結合されている。
水晶振動子の周波数変化量△F(Hz)は、Sauerbrey式を用いることによって質量変化量△m(ng/cm2))に変換できる。そのため、周波数変化量△F(Hz)を用いることで、生体成分の吸着及び脱離をリアルタイムに定量することができる。また、水晶振動子の周波数は、生体成分の吸着及び脱離に関わらず温度に依存して変化する。そのため、周波数変化量△Fを用いる場合には、水晶振動子の温度に依存した周波数変化分を差し引いて、生体成分の吸着及び脱離を定量する。
本発明の生体成分分離装置(以下、「本分離装置」と記す。)は、本カラムと本計測装置のいずれか一方又は両方を備える、生体成分を分離するための装置である。本分離装置の態様としては、例えば、液体クロマトグラフ、透析装置が挙げられる。
[製造例1]
モノマーとしてN−イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)7.679g、ブチルアクリレート(BAA)335μL、N−2−ヒドロキシエチルアクリルアミド(HEAAm)802μL、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)の0.128gを、メタノールの60mLに溶解し、60℃で24時間ラジカル重合を行った。反応後、NMR測定を行い、NIPAAmとBAAとHEAAMPのランダム共重合体(NIPAAm:BAA:HEAAMP(モル比)=87:3:10)である温度応答性高分子を得た。
製造例1で得た温度応答性高分子の0.75gをメタノールの2.5mLに溶解し、エレクトロスピニング法によって、水晶振動子(QCM)の電極表面にファイバー状にして製膜し、真空下において130℃で24時間焼成した。
Claims (7)
- 温度変化により生体成分を吸着又は脱離する温度応答性高分子を含む生体成分分離用高分子ファイバー。
- 前記温度応答性高分子が、アクリルアミドモノマーと、前記アクリルアミドモノマーよりも親水性又は疎水性のモノマーと、結合部位を有するモノマーとの共重合体である、請求項1に記載の生体成分分離用高分子ファイバー。
- 前記アクリルアミドモノマーが、N−イソプロピルアクリルアミドである、請求項2に記載の生体成分分離用高分子ファイバー。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の生体成分分離用高分子ファイバーが充填された生体成分分離用カラム。
- 水晶振動子を備え、
前記水晶振動子の電極表面に請求項1〜3のいずれか一項に記載の生体成分分離用高分子ファイバーが結合されている、生体成分の吸着又は脱離を計測する計測装置。 - 前記水晶振動子の周波数変化量△F及び周波数の減衰曲線から得られるD値を用いて生体成分の吸着又は脱離を計測する、請求項5に記載の計測装置。
- 請求項4に記載の生体成分分離用カラムと請求項5又は6に記載の計測装置のいずれか一方又は両方を備える、生体成分分離装置。
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