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全反射赤外分光法による生体適合性高分子へのタンパク質吸着のその場追跡

通过全内反射红外光谱原位跟踪生物相容性聚合物上的蛋白质吸附

基本信息

批准号：
17750208
负责人：
森田成昭
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Kwansei Gakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17750208/
关键词：
抗血栓性高分子変性タンパク質 in-situ ATR-IR法時間分解赤外スペクトル水和構造中間水摂動相関二次元相関分光法 PMEA 生体適合性高分子タンパク質吸着 PCMW2D法二次元相関分光法ケモメトリックス

项目摘要

高分子フィルムにタンパク質水溶液を接触させ,固液界面の全反射赤外スペクトルを時間分解測定することで,生体適合性高分子フィルムヘタンパク質が吸着する過程をその場追跡した.これにより,被吸着高分子の違いによる吸着過程と吸着構造との相関を議論した.また,乾燥フィルムが含水する過程を時間分解全反射赤外測定することで,タンパク質吸着に影響を与えるといわれている高分子フィルムの水和構造を議論した.抗血栓性高分子であるpoly(2-methoxyethyl acrylate)(PMEA)は,これまでの研究により,不凍水,中間水,自由水と呼ばれる三種類の水和水を持っことが知られている.本研究によりPMEAへの含水過程を時間分解全反射赤外測定したところ,三種類の水に帰属されるバンドが観察された.このようにして得られた時間分解スペクトルを解析して有用な情報を抽出するために,多変量解析を応用した摂動相関二次元相関分光(PCMW2D)法を開発した.また,測定スペクトルから予測される水和構造の妥当性を確認するために,量子化学計算によるシミュレーションスペクトルを計算し,測定スペクトルとの比較を行った.これらの解析結果から,PMEAの不凍水は,側鎖カルボニル基と水素結合しており,この強い束縛が不凍水を-100℃まで結晶化させないことがわかった.また,中間水は,PMEAの化学構造に特徴的な側鎖末端メトキシ基に,数個の水分子がクラスターを形成して水和していることがわかり,この特徴的な水和構造がタンパク質の吸着を抑制するなど,血液適合性に重要な役割を果たしていることがわかった.さらに,自由水はバルク水と類似した水素結合ネットワーク構造を持つことがわかった.

Contact of polymer with aqueous solution, total reflection of solid-liquid interface, time decomposition of polymer, field tracing of biocompatible polymer adsorption process. The adsorption process and adsorption structure of adsorbed polymers are discussed. The water content of the drying process is determined by time decomposition and total reflection. The influence of adsorption on the water content of the polymer is discussed. Poly(2-methoxyl acrylate)(PMEA) is an antithrombotic polymer. In this study, the water content of PMEA was measured by time-resolved total reflectance spectroscopy. The method of time resolution and useful information extraction was developed by using multi-dimensional correlation spectroscopy (PCMW2D). To determine the accuracy of water and structure prediction, quantum chemical calculation, determination and comparison. The analytical results show that PMEA crystallizes in unfrozen water at-100℃. In the middle of the water, the chemical structure of PMEA is characterized by a side lock terminal base, and several water molecules are formed. The characteristic water and structure are inhibited by adsorption, and the blood suitability is important. Free water is similar to water element combination.