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薬品分析化学研究室

研究テーマ Research Interests

薬品分析化学研究室では、電気化学計測技術、分光計測とその基礎となる量子化学計算や熱力学的解析法を駆使して、有機電子移動化学の解析やこれを利用した機能性分子の構築などの研究を行っている。また、キャピラリー電気泳動やHPLCを利用した新しい分離分析法を開発し、これと併せて質量分析法、蛍光分析法、吸光度分析法、電気化学検出法を高感度化している。開発した高性能分離― 高感度検出系を、生体試料中の生理活性物質、環境試料中の環境ホルモンの微量分析法に応用して、生命科学や臨床化学的研究に展開している。
有機電子移動の研究の代表例として、協奏的なプロトン-電子移動反応(CPET)を基礎としたスーパーオキシドと共役型ポリフェノール類との相互作用について研究している。本研究では、ポリフェノール類の抗酸化作用、とりわけ活性酸素消去能に対して、スーパーオキシドとヒドロキノン間の2つのプロトン移動と電子移動が協奏的に起こる新しい電子移動反応メカニズムを提唱し、その機能発現に関わる構造的特徴を明らかにしている。また、CPET反応はDNAの酸化損傷をはじめ、生体関連の電子移動において重要な役割を果たしていることを明らかにしている。一方、高性能分離系の開発では、キャピラリー電気泳動の一分野である動電クロマトグラフィーが動的な構造分配性を持つことを利用して、極めて高い分離選択性を実現するマルチ分離モードシステムを構築した。これらの高性能分析法は生命科学研究へと展開している。例えば、アセトアルデヒド摂取由来のDNA損傷に関する研究を遂行している。飲酒などに起因するアセトアルデヒドの作用を分子レベルで明らかにするために、DNAのアセトアルデヒド付加体に着目し、分析化学的アプローチによってこの付加体の発ガンの関与について検討している。

研究課題 Research Objectives
  1. 有機電気化学の分子科学への応用:機能性分子創製と分子解析の電気化学
    Development of electroorganic chemistry in the field of molecular science: electrochemistry for discovery and molecular analysis of functional molecules
  2. 協奏的なプトロン-電子移動反応を基礎とする生理活性に関する研究
    Study on bioactivity based upon concerted proton and electron transfer reaction
  3. 高性能キャピラリー電気泳動システムの開発と生命科学研究への応用
    Development of highly selective and sensitive capillary electrophoresis systems and their applications in the field of life science
  4. 高速液体クロマトグラフィー-質量分析計測システムの生命科学研究、臨床化学研究への応用
    Application of a LC-MS system in the fields of life science and clinical chemistry
  5. 生体機能物質や環境汚染物質の超高感度蛍光および電気化学検出法の開発
    Development of highly sensitive fluorescent and electrochemical detection for biofunctional molecules and environmental pollutants
最近の研究成果 Research Results
  1. Seto K., Nakayama T., Uno B., Formal Redox Potentials of Organic Molecules in Ionic Liquids on the Basis of Quaternary Nitrogen Cations as Adiabatic Electron Affinities, J. Phys. Chem. B, 117, 10834-10845 (2013).
  2. Esaka Y., Kobayashi M., Murakami H., Uno B., Micellar Electrokinetic Chromatography of Aromatic Anions and Non-ionic Aromatic Compounds with Stepwise Changes of the Concentration of Cetyltrimethylammonium Chloride, J. Chromatogr. A, 1236, 202-206 (2012).
  3. Katsumi J., NakayamaT., Esaka Y., Uno B., Mechanistic Study on the Electron-transfer Reaction of 9,10-Anthraquinone in the Presence of Hydrogen-bond and Proton Donating Additives, Anal. Sci., 28, 257-265 (2012).
  4. Murakami H., Esaka Y., Nakayama T., Uno B., Oxidation of Guanosine to the Imidazolone Derivative via Proton-Coupled Electron Transfer to Hydroperoxy Radical Derived from Electrogenerated Superoxide, Chem. Lett., 40, 268-269 (2011).
  5. Nakayama T., Uno B., Quinone-Hydroquinone ?-Conjugated Redox Reaction Involving Proton-coupled Electron Transfer Plays an Important Role in Scavenging Superoxide by Polyphenolic Antioxidants,Chem. Lett., 39, 162-164 (2010).

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