JPH06118059A - キャピラリー電気泳動による結合定数の測定方法 - Google Patents
キャピラリー電気泳動による結合定数の測定方法Info
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- JPH06118059A JPH06118059A JP4265198A JP26519892A JPH06118059A JP H06118059 A JPH06118059 A JP H06118059A JP 4265198 A JP4265198 A JP 4265198A JP 26519892 A JP26519892 A JP 26519892A JP H06118059 A JPH06118059 A JP H06118059A
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Abstract
づいて、ミセル内のサンプルと泳動溶媒中のサンプルと
の容量比k′を求め、この容量比k′及びミセルを形成
するイオン性物質の濃度〔M〕0 、サンプル濃度〔S〕
0 の関係を、式 1/ka =〔M〕0 /k′−〔S〕0 /(1+k′) に当てはめることによって、サンプルがミセルへ取り込
まれる場合の平衡定数である結合係数ka を求める。 【効果】キャピラリー電気泳動法において、実測データ
に十分フィットする理論式を採用して、結合係数ka を
正確に予測することができるので、各種の結合反応を定
量的かつ十分正確に解析することができるようになる。
Description
ン性物質を溶解させた泳動溶媒を満たし、キャピラリー
に沿って電位勾配をかけながら、キャピラリー内の一部
にサンプル溶液を注入して、サンプルをイオン性物質の
分子又はミセル(ミセルとは、分子が何個か集まってで
きた分子集合体をいう。以下、イオン性物質の単分子及
びミセルを総称して単に「ミセル」という)に結合させ
又は取り込ませた状態(以下、結合される場合及び取り
込まれる場合を総称して単に「結合」という)で電気泳
動させるキャピラリー電気泳動において、サンプル分子
が前記ミセルに結合される場合の平衡定数(結合定数と
いう)を精度よく求めることのできる結合定数の測定方
法に関するものである。
サンプル分子が水相中に存在するときは移動しないがイ
オン性ミセルに結合されているときはミセルとともに移
動するので、ミセルに可溶化される割合の大きいほど移
動速度が大きくなるのを利用して、サンプルの分離を行
う方法である。また、結合係数とは、サンプルSとミセ
ルMとが同じ溶液の中に存在する場合に、サンプルSが
ミセルMと結合する割合をいい、サンプルSとミセルM
との複合体をMSと書くと、結合係数ka は、 ka =〔MS〕/〔M〕〔S〕 (1) と定義される。〔MS〕はミセルに結合されたサンプル
濃度、〔M〕はサンプルと結合していないミセルの濃
度、〔S〕とミセルと結合していないサンプル濃度であ
る。容量比k′はミセル内のサンプルのモル数と、水相
中のサンプルのモル数との比であるから、「モル数」を
「濃度」に置き換えれば、 k′=〔MS〕/〔S〕 (2) と書けるものである。
て経口吸収性、組織への移行性が異なるので、薬効評価
には脂質との結合係数ないし容量比の測定が有効であ
る。この結合係数ないし容量比の測定を行う方法の一つ
として、キャピラリー電気泳動法が注目されている。
(キャピラリー)の中に満たし、キャピラリーの一端に
サンプルを注入して、キャピラリーに沿って電界をか
け、電気泳動によるサンプルの移動速度を測定して、一
定の関係式に当てはめることによって容量比k′を測定
することができる。容量比k′を求めるには、従来より
次の式が知られていた(寺部 茂「界面導電クロマトグ
ラフィー」島津科学器械ニュースpp.24-31,Vol.28,No.4
(1987,12))。すなわち、容量比k′は、電気泳動させ
た時の検出時間(保持時間)を用いて、 k′=(tR −tR,0 )/tR,0 (1−tR /tmc) (3) と表わされる。ここで、tR はサンプルの検出時間、t
mcはミセル検出時間、t R,0 はミセル濃度が0のときの
サンプルの検出時間である。
文献によれば、 k′=KVmc/Vaq=KVmc/(Vt −Vmc) (4) の関係がある。Vt は容器の体積、Vmcはミセルの体
積、Vaqは水相の体積である。ミセルの体積Vmcは、ミ
セルの濃度(界面活性剤濃度Cstから臨界ミセル濃度C
MCを引いたもの)に部分比容vをかけて求めることが
できるので、 Vmc=v(Cst−CMC)Vt と表される。したがって、(4) 式は、 k′=Kv(Cst−CMC)/{1−v(Cst−CMC)} (5) となる。サンプル濃度が低く、かつ、VmcがVt より小
さい時には、(5) 式の分母を1とおけるので、 k′=Kv(Cst−CMC) (6) となる。この式により分配係数Kを求めることができ
る。
k′と界面活性剤濃度Cstとは直線的な関係があること
が分かる。
は、いろいろなサンプルについて、キャピラリー電気泳
動法を用いて容量比k′を測定し、界面活性剤濃度Cst
との関係をプロットしていくと、必ずしも直線には載ら
ないことに気付いた。図4は、実測データの一例を示し
ている。縦軸は容量比k′、横軸は界面活性剤濃度Cst
〔mM〕であり、測定値は三角点で示されている。測定
値を直線で近似するよりも、曲線で近似するほうがより
フィットすることが分かる。
Cstとの関係は、必ずしも(6) 式で近似できないことを
示している。この理由は、従来の方法では、ミセルの体
積Vmcが全体の体積より小さいという条件は満たされて
いるが、「サンプル濃度が低い」という条件が満たされ
ていないからであると考えられる。
うな一次近似を採用するのは正確性の点で十分でないと
推測される。そこで、本発明の目的は、キャピラリー電
気泳動法において上述の技術的課題を解決し、結合係数
を正確に測定することができる結合定数の測定方法を提
供することである。
めの請求項1記載の結合定数の測定方法は、サンプルの
検出時間及びミセルの検出時間に基づいて、ミセル内の
サンプルと、泳動溶媒中のサンプルとの容量比k′を求
め、この容量比k′及びミセルを形成するイオン性物質
の濃度〔M〕0 、サンプル濃度〔S〕0 の関係を、式 1/ka =〔M〕0 /k′−〔S〕0 /(1+k′) (7) に当てはめることによって、サンプルがミセルへ取り込
まれる場合の平衡定数である結合係数ka を求めるもの
である。
nmcと、水相中のサンプルのモル数naqとの比nmc/n
aqであるから、「モル数」を「モル濃度」に置き換えれ
ば、 k′=〔MS〕/〔S〕 (9) と書けるものである。
濃度は、図5(c) に示すように、サンプルが一定以上の
濃度で存在する範囲(検出バンドという)にわたって一
定であるとし、サンプルと結合していないミセルの濃度
〔M〕とサンプルと結合したミセル濃度〔MS〕との
和、すなわち総ミセルの濃度を〔M〕0 と表し、ミセル
と結合していないサンプル濃度〔S〕とミセルに結合さ
れたサンプル濃度〔MS〕との和、すなわち総サンプル
濃度を〔S〕0 と表わす。
と、 1/ka =〔M〕0 /k′−〔S〕0 /(1+k′) (12) という式が得られる。(12)式は、総ミセル濃度〔M〕0
と総サンプル濃度〔S〕0 と容量比k′とから、結合係
数ka を求める方法を示している。
かにしておく。(12)式の〔M〕0 は、(6) 式に現れる
(Cst−CMC)を使うと、 (Cst−CMC)/n に相当する(nはミセル会合数)。また、(12)式の
〔S〕0 は、サンプルを注入した時の初濃度ではなく、
検出バンドの総サンプル濃度となる。
いという仮定では、
(6) 式とから、 ka (Cst−CMC)/n=Kv(Cst−CMC) となり、 ka =nKv が導かれる。これが結合係数ka と前出の分配係数Kと
の関係となる。
分小さいという」近似を採用することなく、(12)式をそ
のままの形で利用できるところに特徴がある。
明する。図1は、キャピラリー電気泳動法による実験シ
ステム図であり、内径75μm,有効長L=375mm
の溶融石英製キャピラリー1中にサンプル溶液を注入し
て、全長500mmのキャピラリー1の両端に高電圧V
=5kVを印加する。検出器3には、紫外可視スペクト
ル測定装置を用いた。電流計4は、キャピラリー1内に
気泡が発生して電流が中断するのをモニタするために設
けているものである。また、周囲温度は25°Cを保つ
ようにしている。
H6.9にSDS(硫酸ドデシルナトリウム)を添加し
たもの及び無添加のものを採用した。添加濃度は、1m
Mから30mMまでの間の12とおりの濃度を選んだ。
サンプルとして、ドーパミンを選び、0.1mg/ml
の割合で前記泳動溶媒に溶解させた。しかし、ドーパミ
ンに限らず、カテコール、ノルエピネフリン、ドーパ等
を用いることもできる。
ピラリー1の洗浄を行う。具体的には、図2に示すよう
に、一方の容器5に洗浄液(0.1N NaOH)を満
たして他方の容器を密閉してポンプで2分間吸引し、次
に泳動溶媒を同様にして満たし10分間吸引する。次に
いわゆる落差法によりサンプルを注入する。すなわち図
3に示すように、正極側の容器5にサンプル溶液を満た
し、負極側の容器6の水面よりも高く持ち上げてサンプ
ルを少量注入する。具体的には、落差H=15mmで1
0秒間注入を行った。
用し、高電圧をかけるので、一般的に、サンプル量が微
量でも測定でき、測定時間も短いという利点がある。次
に実際の実験手順について説明する。まず、電荷を持た
ないメタノール又は水を注入し、電気浸透流を起こさ
せ、電気浸透流速度を次の式により求めた。 (電気浸透流速度)=(キャピラリー有効長L)/(検
出時間) 次に、前記SDS無添加のサンプルを注入し、サンプル
移動速度VR,0 を次の式により求めた。
効長L)/(サンプル検出時間) さらに、SDSを12とおりの濃度で添加した溶液につ
いてサンプルをそれぞれ注入し、サンプル移動速度VR
と、ミセルの移動速度Vmcを求めた。そして、次の式に
より、容量比k′を求めた。 k′=(VR,0 −VR )/(VR,0 −Vmc) 図4は、SDS濃度を横軸とし、容量比k′を縦軸にし
て測定された12個のデータをプロットしたグラフであ
る。
間を通るようにフィッティングさせた直線であり、破線
は12個のデータを間を通るようにフィッティングさせ
た a/k′−b/(1+k′)=一定 の形の曲線である。両方の場合について標準偏差を求め
ると、直線の場合は0.604,曲線の場合は0.44
6となったので、曲線でフィットさせるほうが、実測値
をより正確に現しているということがいえる。この曲線
の形を決めることによって、前記(7) 式により、サンプ
ルがミセルへ取り込まれる場合の平衡定数である結合係
数ka を求めることができる。
のではない。実施例では、泳動溶媒に解かすイオン性物
質として、界面活性剤溶液を採用したが、これ以外に細
胞、リポソーム等の膜構造の物質、シクロデキストリン
等を採用してもよい。またラテックスや菌等の微小球体
を採用してもよい。また、本発明のキャピラリー電気泳
動による結合定数の測定法の応用例として、タンパク質
−タンパク質相互作用、タンパク質−リガンド相互作用
(タンパク質と医薬品との結合、抗原−抗体反応、神経
伝達系での刺激伝達物質と受容体との結合等)、DN
A,RNA等の核酸におけるプライマーとポリメラーゼ
との結合、核酸と色素、核酸と医薬品との結合を調べる
こともできる。
法によれば、キャピラリー電気泳動法において、実測デ
ータに十分フィットする理論式を採用して、結合係数k
a を正確に予測することができるので、各種の結合反応
を定量的かつ十分正確に解析することができるようにな
る。
である。
である。
る図である。
った、実測データの一例を示すグラフである。
の様子を示す図、(b) は濃度分布図、(c) は濃度分布を
一様と近似した図である。
Claims (1)
- 【請求項1】キャピラリー内にイオン性物質を所定濃度
で溶解させた泳動溶媒を満たし、キャピラリーに沿って
電位勾配をかけながら、キャピラリー内の一部にサンプ
ルとなる物質を所定濃度で溶解させた溶液を注入して、
サンプルとなる物質の分子が前記イオン性物質の分子又
はその分子集合体に結合され又は取込まれた状態で前記
イオン性物質の分子又はその分子集合体を電気泳動させ
るキャピラリー電気泳動法において、 サンプルの検出時間及び前記イオン性物質の分子又はそ
の分子集合体の検出時間に基づいて、前記イオン性物質
の分子又はその分子集合体に結合され又は取り込まれた
サンプルと、泳動溶媒中のサンプルとの容量比k′を求
め、 この容量比k′、前記イオン性物質の濃度〔M〕0 、及
びサンプルの濃度〔S〕0 との関係を、式 1/ka =〔M〕0 /k′−〔S〕0 /(1+k′) に当てはめることによって、サンプル分子が前記イオン
性物質の分子又はその分子集合体に結合され又は取り込
まれる場合の平衡定数である結合係数ka を算出するこ
とを特徴とする、キャピラリー電気泳動による結合定数
の測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4265198A JPH06118059A (ja) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | キャピラリー電気泳動による結合定数の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4265198A JPH06118059A (ja) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | キャピラリー電気泳動による結合定数の測定方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06118059A true JPH06118059A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=17413905
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4265198A Pending JPH06118059A (ja) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | キャピラリー電気泳動による結合定数の測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06118059A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100399017C (zh) * | 2003-03-14 | 2008-07-02 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种毛细管区带电泳对药物进行筛选的方法 |
CN114705744A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-07-05 | 中国林业科学研究院高原林业研究所 | 一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法 |
-
1992
- 1992-10-02 JP JP4265198A patent/JPH06118059A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100399017C (zh) * | 2003-03-14 | 2008-07-02 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种毛细管区带电泳对药物进行筛选的方法 |
CN114705744A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-07-05 | 中国林业科学研究院高原林业研究所 | 一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法 |
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