JP6541669B2 - タンパク質繊維の鑑別方法 - Google Patents
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Description
タンパク質繊維の起源となる動物或いは植物の種類が既知であって種類が異なる少なくとも2種類の単一繊維と当該単一繊維を一連の混用率で混合した一連の混合繊維とを準備し、これらの単一繊維と一連の混合繊維とを構成する各タンパク質群をそれぞれ抽出する抽出手段と、
抽出した前記各タンパク質群に対して、それぞれSDS−PAGE法を使用する電気泳動手段による分離をして、前記単一繊維と一連の混合繊維との各電気泳動パターンを得る電気泳動手段と、
前記各電気泳動パターンを検出して、それぞれについて各バンドの濃度と移動度との関係を求める泳動パターン検出手段と、
前記各電気泳動パターンから得られた各バンドの濃度と移動度との関係を多変量解析して解析データ群を得る解析手段とを使用して、
得られた解析データ群を起源となる動物或いは植物の種類及び混用率と共にデータベースとして蓄積するデータベース作成工程、並びに、
タンパク質繊維の起源となる動物或いは植物の種類が未知の被検繊維に対して、前記抽出手段、前記電気泳動手段及び泳動パターン検出手段と同様にして各バンドの濃度と移動度との関係を求め、
得られた各バンドの濃度と移動度との関係について、前記解析手段に対応して解析データを求め、
得られた前記被検繊維の解析データを前記データベースのデータ群と照合して、前記解析データと前記データベースのデータ群との一致性を指標として、前記被検繊維が少なくとも2種類の動物或いは植物を起源とすること、前記被検繊維の起源となる少なくとも2種類の動物或いは植物の種類、及び、前記被検繊維の混用率を鑑別する鑑別工程を有し、
前記電気泳動手段において、分離を行う前のタンパク質群に対して、蛍光標識剤として蛍光染料を使用した標識をしてから分離を行い、
前記泳動パターン検出手段において、電気泳動ゲルの固定及び染色を行うことなく電気泳動パターンの各バンドの濃度と移動度との関係を求めることを特徴とする。
前記抽出手段において、タンパク質の分子内或いは分子間のジスルフィド結合を開裂するために使用する還元剤は、容量%濃度で6%より濃い濃度の2−メルカプトエタノール、又は、モル濃度で8〜12mM(ミリモル/リッター)のジチオスレイトールであることを特徴とする。
前記電気泳動手段おいて、前記単一繊維の電気泳動パターンのうち、少なくともカシミヤを起源とする単一繊維の電気泳動パターンに対して、分子量が25kDa以下の領域における分解能が、10個以上のバンドに分解可能な電気泳動ゲルを使用することを特徴とする。
前記解析手段において、多変量解析に使用する電気泳動パターンは、分子量が40kDa以下の領域、好ましくは28kDa以下の領域であることを特徴とする。
前記解析手段において、多変量解析は、主成分分析、又は、主成分回帰、PLS回帰などの重回帰分析であることを特徴とする。
前記被検繊維は、カシミヤ、ウール、ヤク、モヘア、アンゴラ、アルパカ、ビキューナ、キャメル、及び、リャマからなる群のうち少なくとも1つの獣毛繊維を含有することを特徴とする。
前記被検繊維は、絹、プロミックス、及び、クモ糸繊維からなる群のうち少なくとも1つのタンパク質繊維を含有することを特徴とする。
本データベース作成工程においては、まず、起源となる動物或いは植物の種類が既知であって種類が異なる少なくとも2種類の単一繊維を準備する。これらの単一繊維は、出所及び履歴が明確なものであることが好ましく、且つ、染色加工や仕上加工などがなされていないものを使用することが望ましい。
次に、このようにして作製した一連の比較繊維から抽出手段により、一連の比較繊維に対応する各タンパク質群を抽出する。この抽出手段は、データベース作成工程における一連の比較繊維、及び、鑑別工程(後述する)における被検繊維に対して、同様の操作を行うものである。従って、ここではデータベース作成工程及び鑑別工程の両工程を考慮して説明する。
次に、一連の比較繊維に対応する各タンパク質群を電気泳動手段により分離をして、一連の比較繊維に対応する各電気泳動パターンを求める。この電気泳動手段は、データベース作成工程における一連の比較繊維、及び、鑑別工程における被検繊維に対して、同様の操作を行うものである。従って、ここではデータベース作成工程及び鑑別工程の両工程を考慮して説明する。
次に、得られた一連の比較繊維に対応する各電気泳動パターンから分離された各バンドの濃度を泳動パターン検出手段により検出する。この泳動パターン検出手段は、データベース作成工程における一連の比較繊維、及び、鑑別工程における被検繊維に対して、同様の操作を行うものである。従って、ここではデータベース作成工程及び鑑別工程の両工程を考慮して説明する。
次に、泳動パターン検出手段で得られた一連の比較繊維に対する各バンドの濃度と移動度との関係を多変量解析して解析データ群を得る。ここでは、データベース作成工程における解析データ群の求め方を説明し、鑑別工程における解析データの求め方については後述する。
本鑑別工程においては、まず、鑑別しようとする被検繊維からタンパク質群を抽出手段により抽出する。この抽出手段においては、上述のデータベース作成工程における一連の比較繊維に対する方法と同様の操作を行う。次に、被検繊維から抽出したタンパク質群を電気泳動手段により分離する。この電気泳動手段においては、上述のデータベース作成工程における一連の比較繊維に対する方法と同様の操作を行う。次に、得られた電気泳動ゲルから泳動パターン検出手段によりゲル画像及び各バンドの濃度と移動度との関係を得る。この泳動パターン検出手段においては、上述のデータベース作成工程における一連の比較繊維に対する方法と同様の操作を行う。
(1−1)抽出手段
表1に示す一連の比較繊維に対して、洗浄操作及びタンパク質の抽出操作を行った。洗浄操作と抽出操作は、同様の処方及び操作により行った。抽出液(洗浄液)には、1.9%‐SDS、10mM‐DTT、及び、4.8mM‐トリス塩酸緩衝液(pH6.8)を含有する水溶液を使用した。まず、試料25mgに対して500μLの抽出液(洗浄液)を添加し、95℃で5分間、加熱した。その後、15000×gで10分間、25℃で遠心分離した。洗浄操作の場合には、上清は、洗浄廃液として廃棄した。洗浄操作は計2回繰り返した。一方、洗浄後の試料に対する抽出操作の上清は、タンパク質抽出液として回収した。抽出操作は計3回繰り返した。
次に、一連の比較繊維から抽出した各タンパク質群に対して、それぞれ、次のようにして電気泳動を行った。電気泳動には、10μgのタンパク質を使用した。電気泳動前に、試料は等量の電気泳動用試料調製液(8%‐SDS、24%‐2−ME、200mM‐トリス塩酸緩衝液(pH6.8)、20%‐グリセロール、0.01%‐ブロモフェノールブルー)、及び、1ngのウシの血清アルブミン(BSA、内部標準)と混和した後、95℃で5分間加熱した。電気泳動槽はBE−130(株式会社バイオクラフト)を使用し、20%SDS−ポリアクリルアミドゲルLPG−0X6(テフコ株式会社:12cm長ゲル)を用いてタンパク質を分離した。
次に、電気泳動後のゲルは7.5%‐酢酸溶液で15分間振とうした後、染色液(0.25%‐CBB−R、50%‐メタノール、10%‐酢酸)で20分間振とうした。脱色操作には、5%‐メタノール、7%‐酢酸溶液を用いた。
次に、一連の比較繊維から得られた各バンドの濃度と移動度Rfとを変数として、SIMCAver.13.0(Umetrics社)を用いて主成分分析により主成分スコアを求めた。このようにして得られた解析データ群(主成分スコア等)を一連の比較繊維の起源となる動物の種類及び混用率と共にデータベースとして蓄積した。
本鑑別工程においては、まず、データベース作成工程と同様にして、鑑別しようとする被検繊維T1からタンパク質群を抽出し、電気泳動手段及び泳動パターン検出手段によりゲル画像及び各バンドの濃度と移動度Rfとの関係を得た。次に、得られた被検繊維T1の各バンドの濃度と移動度Rfとの関係を変数として、これに上述の主成分分析で求めた固有ベクトルを乗じて被検繊維T1に対する主成分スコアを得た。
予測混用率の平均誤差(%)=Σ(|実際の混用率−予測混用率|×0.5)/試料数・・・(1)
本実施例2においては、(1−1)抽出手段及び(1−2)電気泳動手段は上記実施例1と同様にして行った。
本実施例2においては、電気泳動後のゲルを250mlの固定液(10%‐酢酸、40%‐メタノール)で1.5時間振とうした後、染色液(Flamingo溶液)で5時間振とうした。本実施例2においては、特に脱色操作を行っていない。
次に、一連の比較繊維から得られた各バンドの濃度と移動度Rfとを変数として、SIMCAver.13.0(Umetrics社)を用いて主成分分析により主成分スコアを求めた。このようにして得られた解析データ群(主成分スコア等)を一連の比較繊維の起源となる動物の種類及び混用率と共にデータベースとして蓄積した。
本鑑別工程においては、まず、データベース作成工程と同様にして、鑑別しようとする被検繊維T2からタンパク質群を抽出し、電気泳動手段及び泳動パターン検出手段によりゲル画像及び各バンドの濃度と移動度Rfとの関係を得た。次に、得られた被検繊維T2の各バンドの濃度と移動度Rfとの関係を変数として、これに上述の主成分分析で求めた固有ベクトルを乗じて被検繊維T2に対する主成分スコアを得た。
本実施例4においては、(1−1)抽出手段及び(1−2)電気泳動手段は上記実施例1と同様にして行った。
本実施例4においては、電気泳動後のゲルを250mlの固定液(10%‐酢酸、40%‐メタノール)で1.5時間振とうした後、染色液(Flamingo溶液)で16時間振とうした。本実施例4においては、特に脱色操作を行っていない。
次に、一連の比較繊維から得られた各バンドの濃度と移動度Rfとを変数として、SIMCAver.13.0(Umetrics社)を用いて主成分分析により主成分スコアを求めた。このようにして得られた解析データ群(主成分スコア等)を一連の比較繊維の起源となる動物の種類及び混用率と共にデータベースとして蓄積した。
本鑑別工程においては、SIMCA ver.13.0(Umetrics社)を用いた主成分分析から得られたデータ群から3種混合の混用率の予測を行った。まず、表2及び表3の一連の比較繊維から動物種ごとに求めた予測混用率を実際の混用率と比較して、動物種ごとの3本の直線近似式を算出した。
(1)上記実施例1においては、バンドのIntensityの補正を総バンドのIntensityに対する比で補正したが、これに限るものではなく、上記実施例2のように特定のバンドのIntensity(例えばBSA:内部標準)に対する比で補正するようにしてもよい。
(2)上記各実施例においては、タンパク質の抽出の際に獣毛繊維を粉砕することなく抽出を行っているが、これに限るものではなく、獣毛繊維を粉砕してからタンパク質を抽出するようにしてもよい。特に、脱スケールされた獣毛繊維に関しては、タンパク質を抽出する前に細かく粉砕することで、明瞭な電気泳動パターンを容易に得ることができる。
(3)上記各実施例においては、移動度Rfの補正に2次式による近似式を用いているが、これに限るものではなく、正確に補正できるのであれば3次式その他であってもよい。
(4)上記各実施例においては、タンパク質として獣毛繊維の鑑別を行うものであるが、これに限るものではなく、本発明は、獣毛繊維以外のタンパク質繊維を被検繊維として鑑別するようにしてもよい。
B…蛍光染色、
T1、T2、T3、T4、T5、T6…被検繊維、
X…カシミヤ100%、
Y…ヤク100%、
Z…ウール100%、
V…絹100%、
W…プロミックス、
1…カシミヤ:ヤク=100%:0%の電気泳動パターン(ゲル画像)、
2…カシミヤ:ヤク=90%:10%の電気泳動パターン(ゲル画像)、
3…カシミヤ:ヤク=80%:20%の電気泳動パターン(ゲル画像)、
4…カシミヤ:ヤク=70%:30%の電気泳動パターン(ゲル画像)、
5…カシミヤ:ヤク=60%:40%の電気泳動パターン(ゲル画像)、
6…カシミヤ:ヤク=50%:50%の電気泳動パターン(ゲル画像)、
7…カシミヤ:ヤク=40%:60%の電気泳動パターン(ゲル画像)、
8…カシミヤ:ヤク=0%:100%の電気泳動パターン(ゲル画像)。
Claims (7)
- タンパク質繊維の起源となる動物或いは植物の種類が既知であって種類が異なる少なくとも2種類の単一繊維と当該単一繊維を一連の混用率で混合した一連の混合繊維とを準備し、これらの単一繊維と一連の混合繊維とを構成する各タンパク質群をそれぞれ抽出する抽出手段と、
抽出した前記各タンパク質群に対して、それぞれ電気泳動手段による分離をして、前記単一繊維と一連の混合繊維との各電気泳動パターンを得る電気泳動手段と、
前記各電気泳動パターンを検出して、それぞれについて各バンドの濃度と移動度との関係を求める泳動パターン検出手段と、
前記各電気泳動パターンから得られた各バンドの濃度と移動度との関係を多変量解析して解析データ群を得る解析手段とを使用して、
得られた解析データ群を起源となる動物或いは植物の種類及び混用率と共にデータベースとして蓄積するデータベース作成工程、並びに、
タンパク質繊維の起源となる動物或いは植物の種類が未知の被検繊維に対して、前記抽出手段、前記電気泳動手段及び泳動パターン検出手段と同様にして各バンドの濃度と移動度との関係を求め、
得られた各バンドの濃度と移動度との関係について、前記解析手段に対応して解析データを求め、
得られた前記被検繊維の解析データを前記データベースのデータ群と照合して、前記解析データと前記データベースのデータ群との一致性を指標として、前記被検繊維が少なくとも2種類の動物或いは植物を起源とすること、前記被検繊維の起源となる少なくとも2種類の動物或いは植物の種類、及び、前記被検繊維の混用率を鑑別する鑑別工程を有し、
前記抽出手段において、タンパク質の分子内或いは分子間のジスルフィド結合を開裂するための還元剤として2−メルカプトエタノール、又は、ジチオスレイトールを使用し、
前記電気泳動手段において、分離を行う前のタンパク質群に対して、蛍光標識剤として蛍光染料を使用した標識をしてから、SDS−PAGE法を使用して分離を行い、
前記泳動パターン検出手段において、電気泳動ゲルの固定及び染色を行うことなく電気泳動パターンの各バンドの濃度と移動度との関係を求めることを特徴とするタンパク質繊維の鑑別方法。 - 前記抽出手段において、タンパク質の分子内或いは分子間のジスルフィド結合を開裂するために使用する還元剤は、容量%濃度で6%より濃い濃度の2−メルカプトエタノール、又は、モル濃度で8〜12mM(ミリモル/リッター)のジチオスレイトールであることを特徴とする請求項1に記載のタンパク質繊維の鑑別方法。
- 前記電気泳動手段おいて、前記単一繊維の電気泳動パターンのうち、少なくともカシミヤを起源とする単一繊維の電気泳動パターンに対して、分子量が25kDa以下の領域における分解能が、10個以上のバンドに分解可能な電気泳動ゲルを使用することを特徴とする請求項1又は2に記載のタンパク質繊維の鑑別方法。
- 前記解析手段において、多変量解析に使用する電気泳動パターンは、分子量が40kDa以下の領域、好ましくは28kDa以下の領域であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のタンパク質繊維の鑑別方法。
- 前記解析手段において、多変量解析は、主成分分析、又は、主成分回帰、PLS回帰などの重回帰分析であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のタンパク質繊維の鑑別方法。
- 前記被検繊維は、カシミヤ、ウール、ヤク、モヘア、アンゴラ、アルパカ、ビキューナ、キャメル、及び、リャマからなる群のうち少なくとも1つの獣毛繊維を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のタンパク質繊維の鑑別方法。
- 前記被検繊維は、絹、プロミックス、及び、クモ糸繊維からなる群のうち少なくとも1つのタンパク質繊維を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のタンパク質繊維の鑑別方法。
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