[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

高分子と高分子の反応も冷やして加速する

[スポンサーリンク]

 

 

 

先日、冷凍食品を見ながら思いついたようにつぶやいた”凍結”反応ですが、よく調べてみると、他にも面白い論文が昨年報告されていました。

反応性が高いから冷やすのではなく、熱い二人を冷やして近づかせるChemistry。良いもの作れますよ!

さて、その気になる論文は、こちらになります。

 

”Accelerated Polymer-Polymer Click Conjugation by Freeze-Thaw Treatment”

Bioconjugate Chemistry, 23, 1503-1506, 2012

Hiroyasu Takemoto , Kanjiro Miyata , Takehiko Ishii , Shota Hattori , Shigehito Osawa, Nobuhiro Nishiyama, and Kazunori Kataoka

 

東京大学大学院工学研究科 片岡一則研究室のお仕事です。片岡先生は高分子で大変著名な先生で、第30代会長でも歴任しています。先日紹介したお仕事は理研の伊藤主任研究員のものでしたが、それ以外にも凍結を使っているとグループがあるということは、もしかしたら日本は凍結化学に強いのかもしれません。

その真偽はともかく、まずはグラフィカルアブストラクトを見てみましょう。

 

bc-2012-00182y_0002

 

わかりやすいグラフィカルアブストラクトですね。やっていることが一目で理解できます。なお、Conjugation! がCongratulations!に空目したのは私だけでしょうか?

さて、本題に入ります。反応させたい分子はsmall interfering RNA(siRNA)とPEG分子です。高分子に限らず、生体高分子を高分子で修飾するのは一般的に非常に困難です。反応率が低いことがその主要因ですが、高分子同士のごく一部の官能基が選択的に反応しなければならないからと考えれば、その反応率の低さは理解しやすいかと思います。

それでもできるだけ選択的に高分子同士を反応させようということから、シクロオクチンとアジドの間で起こるクリック反応を、複合体化の反応に採用しております。

だからといって、ただ混ぜただけではそうはうまく”クリック”されるわけではありません。やはり高分子反応は収率が低いものです。

では反応性をあげるためにはどうしたらよいでしょうか。一般的には、

 

1. 反応温度を上げる。

2. 濃度を上げる。

 

の二つが考えられますね。しかし、1.に関しては生体分子が高い温度条件下において一般に不安定であるため難しい。しかも、反応性の高い官能基が多いので、様々な予期せぬ反応が起きてしまいます。さらには、2本鎖核酸の解離も起き、結果として生体分子の構造が破壊され本来の生物活性が失われてしまいます。

では、次に取りうる方法の2ですが、貴重な生体高分子の濃度を上げろと言われても、そんな量を用意するのはコストの上で問題があります。

そこで筆者らが採用したのが、凍結濃縮現象です。凍結濃縮現象とは、溶液を凍結する際に、局所的に溶液が濃縮されたミクロドメイン構造が形成される現象のことを指しています。溶媒が結晶化して行くにつれて、溶質分子が追いやられて集積していきます。結果として生じた濃縮溶液は凝固点降下により凍結が遅れるため、反応性の高い溶液層が一時的に形成されます。ちょうど図の真ん中の状態(Frozen State)に相当します。なお、この凍結濃縮現象は食品業界ではよく使われる濃縮法のようです。

・・・と書きながら気がついたのですが、スポーツドリンクを凍らせて持って行ったことは皆さんありますよね。これ、中途半端に溶けた状態で飲むと、えらく濃いですよね。そして最後は水っぽくなるわけです。そう、簡単にいえばこれなんですよ、凍結濃縮現象とは。

 

2013-04-30_14-46-45

 

結果として、実際にこれら高分子同士を、-30 ℃で凍結させた後に4 ℃で解凍する簡便なプロセスを施すだけで反応率が飛躍的に向上したようです。そしてこの凍結解凍プロセスを経て生成したPEG-siRNA複合体は通常のsiRNAの生物活性と遜色が無かったと言うことです。低温下で行ったことにより、余計な副反応が起きなかった間接的な証拠であると言えます。誰でもできる、有効な生体高分子反応プロセスではないかと思います。

高分子反応でお困りの方、とりあえず冷凍庫に反応容器を持って行ってはいかが?

 

Avatar photo

あぽとーしす

投稿者の記事一覧

微生物から動物、遺伝子工学から有機合成化学まで広く 浅く研究してきました。論文紹介や学会報告などを通じて、研究者間の橋掛けのお手 伝いをできればと思います。一応、大学教員で、糖や酵素の研究をしております。

関連記事

  1. 遷移金属の不斉触媒作用を強化するキラルカウンターイオン法
  2. 含フッ素遷移金属エノラート種の合成と応用
  3. 水素社会実現に向けた連続フロー合成法を新開発
  4. 芳香環をヘテロ芳香環に変える!芳香族ケトンのヘテロ芳香環スワッピ…
  5. 量子化学計算を駆使した不斉ホスフィン配位子設計から導かれる新たな…
  6. 実験を加速する最新機器たち|第9回「有機合成実験テクニック」(リ…
  7. 分子で作る惑星、その名もナノサターン!
  8. 【読者特典】第92回日本化学会付設展示会を楽しもう!

注目情報

ピックアップ記事

  1. 旭硝子が新中期計画、液晶・PDPガラス基板事業に注力
  2. 合同資源産業:ヨウ素化合物を作る新工場完成--長生村の千葉事業所 /千葉
  3. イチゴ生育に燃料電池
  4. 水が決め手!構造が変わる超分子ケージ
  5. 尿から薬?! ~意外な由来の医薬品~ その2
  6. 私達の時間スケールでみても、ガラスは固体ではなかった − 7年前に分からなかった問題を解決 −
  7. ナノグラフェンの高速水素化に成功!メカノケミカル法を用いた芳香環の水素化
  8. カルボン酸だけを触媒的にエノラート化する
  9. ビュッヒ・フラッシュクロマト用カートリッジもれなくプレゼント!
  10. ポメランツ・フリッチュ イソキノリン合成 Pomeranz-Fritsch Isoquinoline Synthesis

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2013年4月
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930  

注目情報

最新記事

日本化学会 第104春季年会 付設展示会ケムステキャンペーン Part I

まだ寒い日が続いておりますが、あっという間に3月になりました。今年も日本化学会春季年会の季節です。…

アムホテリシンBのはなし 70年前に開発された奇跡の抗真菌薬

Tshozoです。以前から自身の体調不良を記事にしているのですが、昨今流行りのAIには産み出せな…

反応操作をしなくても、化合物は変化する【プロセス化学者のつぶやき】

前回まで1. 設定温度と系内の実温度のお話2. 温度値をどう判断するか温度を測ること…

ジチオカーバメートラジカル触媒のデザイン〜三重項ビラジカルの新たな触媒機能を発見〜

第698回のスポットライトリサーチは、名古屋大学大学院工学研究科(大井研究室)博士後期課程1年の川口…

第5回プロセス化学国際シンポジウム(ISPC 2026)でポスター発表しませんか!

詳細・申込みはこちら!日本プロセス化学会は、約5年に一度、プロセス化学国際シンポジウムを開催して…

キラル金属光レドックス触媒の最前線を駆け抜けろ!触媒デザインの改良と生物活性天然物の前人未到の不斉全合成を同時に達成

第697回のスポットライトリサーチは、名古屋大学大学院工学研究科(石原研究室)博士後期課程1年の赤尾…

世界のバイオ医薬品CDMO市場について調査結果を発表

この程、TPCマーケティングリサーチ株式会社(本社=大阪市西区、代表取締役社長=松本竜馬)は、世界の…

ACS150 JACS Symposium Series: Advancing Molecular Transformations for Chemical Innovation開催のお知らせ

アメリカ化学会(ACS)創立150周年を記念した ACS150 JACS Symposium Ser…

有機合成化学協会誌2026年2月号:亜鉛ルイス酸触媒・短側鎖スルホニルフルオリドモノマー・大環状金錯体・キラルスピロπ共役化合物・ヘリセンの合成とキロプティカル特性

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2026年2月号がオンラインで公開されています。…

温度値をどう判断するか【プロセス化学者のつぶやき】

前回、設定温度と系内温度は一致しないことがあるという話をしました。今回はその続きとして、実務上ど…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP