JP2005321233A - Optical isomer sensor and measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学活性を有する分子のＬ体及びＤ体の分析を行う光学異性体センサー及び測定方法に関するものである。 The present invention relates to an optical isomer sensor and a measurement method for analyzing L-form and D-form of a molecule having optical activity.
代表的な生体分子であるアミノ酸及び糖は、光学活性を示し、光学（鏡像）異性体（Ｌ体，Ｄ体）を持つ分子である。地球上に存在する生物を構成している生体タンパク質は、基本的にＬ体アミノ酸から構成され、核酸はＤ体糖のみから構成されている。
しかしながら近年、生体タンパク質中にも、例外的にＤ体アミノ酸が存在し、特に、老化した水晶体，皮膚，脳，動脈壁などにＤ体アミノ酸が蓄積されていることが判明し、加齢に伴う白内障などの障害との関連が指摘され始めている。
A typical biomolecule, an amino acid and a sugar, is a molecule that exhibits optical activity and has optical (mirror image) isomers (L-form, D-form). Biological proteins constituting living organisms existing on the earth are basically composed of L-form amino acids, and nucleic acids are composed only of D-form sugars.
However, in recent years, D-form amino acids are also exceptionally present in biological proteins, and in particular, it has been found that D-form amino acids are accumulated in aged lens, skin, brain, arterial wall, etc. The relationship with disabilities such as cataracts has begun to be pointed out.
例えば、水晶体を構成しているアスパラギン酸のＤ体／Ｌ体比は、加齢と共に増加し、Ｄ体のアスパラギン酸の増加が、白内障誘起の指標となる可能性が指摘されている。例えば、水晶体におけるアスパラギン酸のＤ体／Ｌ体比は、０歳で８：９２、８０歳で４９：５１との報告がある。また、老化した皮膚の中で、紫外線被爆部位にＤ体のアスパラギン酸が特に増加することから、Ｄ体アスパラギン酸の増加が、老人班や皮膚がん誘起の指標となる可能性もある（化学と教育、５２巻１号ｐ１３（２００４）、「Ｄ−アミノ酸から見た老化の研究」、藤井 紀子）。 For example, it has been pointed out that the D-form / L-form ratio of aspartic acid constituting the lens increases with aging, and that an increase in D-form aspartate may serve as an index for inducing cataract. For example, it has been reported that the D-form / L-form ratio of aspartic acid in the lens is 8:92 at 0 years and 49:51 at 80 years. In addition, in the aging skin, aspartic aspartic acid is particularly increased at the site exposed to ultraviolet rays, the increase in D-formic aspartic acid may be an indicator of senile plaques and skin cancer induction (chemical) And Education, Vol. 52, No. 1, p13 (2004), “Study on aging from the viewpoint of D-amino acids”, Noriko Fujii).
さらに、脳においても、精神疾患とＤ体セリンとの間の関連性が指摘され、また、アルツハイマー病の主要因が、脳の海馬構成組織のＤ体アミノ酸への異性化が原因である可能性も報告されている。
以上に示したことから明らかなように、Ｄ体のアミノ酸を分析することは、非常に有用である。一般に、Ｄ体アミノ酸など光学異性体の識別を含む分析では、液体クロマトグラフィーを用いた分析技術が用いられている（非特許文献１参照）。
Furthermore, in the brain, the relationship between mental illness and D-form serine was pointed out, and the main factor of Alzheimer's disease may be due to isomerization of brain hippocampal constituent tissues to D-form amino acids. Has also been reported.
As is clear from the above, it is very useful to analyze D-form amino acids. In general, in analysis including identification of optical isomers such as D-form amino acids, an analysis technique using liquid chromatography is used (see Non-Patent Document 1).
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
しかしながら、クロマトグラフィーを用いた従来の分析方法では、光学異性体を分離するために非常に多くの時間を必要とするため、即時的な分析結果を得ることが困難であった。
前述したように、生体中のＤ体のアミノ酸に注目が集まる中で、老化や老化に伴う疾病の予測を行うために、光学活性を有する分子である生体中のＤ体アミノ酸を短時間で分析する方法や装置が要求されているが、実用的な分析装置や方法が実現されていない。
However, in the conventional analysis method using chromatography, it takes a very long time to separate optical isomers, and it is difficult to obtain an immediate analysis result.
As mentioned above, D-amino acids in the living body, which are optically active molecules, are analyzed in a short time in order to predict aging and aging-related diseases as attention is focused on D-form amino acids in the living body. However, a practical analysis apparatus and method have not been realized.
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、より実用的な時間内で光学異性体の分析が行えるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to enable analysis of optical isomers within a more practical time.
本発明に係る光学異性体センサーは、所定の方向の旋光性を有する結晶の粉体が分散した媒体から構成されて分析対象物質を収集する分離部と、所定の波長域の光を用いた分離部における円二色性光吸収を測定する円二色性光吸収検出器とを少なくとも備える。結晶は、例えば、α水晶もしくは酒石酸結晶であればよい。
このセンサーにおいては、光学活性な分子よりなる分析対象物質の一方の光学異性体が、分離部に含まれる結晶に吸着して円二色性光吸収の測定が不能となり、他方の光学異性体についての円二色性光吸収が測定される。
The optical isomer sensor according to the present invention includes a separation unit configured to collect a substance to be analyzed, which is composed of a medium in which crystal powder having optical rotation in a predetermined direction is dispersed, and separation using light in a predetermined wavelength range And a circular dichroic light absorption detector for measuring circular dichroic light absorption in the unit. The crystal may be, for example, α crystal or tartaric acid crystal.
In this sensor, one of the optical isomers of the analyte consisting of optically active molecules is adsorbed on the crystals contained in the separation part, making it impossible to measure circular dichroic light absorption. The circular dichroic light absorption of is measured.
本発明に係る他の光学異性体センサーは、Ｌ体アミノ酸を選択的に分解する酵素を含んで分析対象物質を収集する分離部と、所定の波長域の光を用いた分離部における円二色性光吸収を測定する円二色性光吸収検出器とを少なくとも備える。酵素は、アミノアシラーゼもしくはアミノ酸金属錯体であればよい。
このセンサーにおいては、Ｌ体アミノ酸が、分離部に含まれる酵素により分解されて円二色性光吸収の測定が不能となり、他方の光学異性体についての円二色性光吸収が測定される。
Another optical isomer sensor according to the present invention includes a separation unit that collects an analysis target substance containing an enzyme that selectively degrades L-form amino acids, and a circular bicolor in a separation unit that uses light in a predetermined wavelength range. And at least a circular dichroic light absorption detector for measuring the absorption of the natural light. The enzyme may be an aminoacylase or an amino acid metal complex.
In this sensor, the L-form amino acid is decomposed by the enzyme contained in the separation part and measurement of circular dichroic light absorption becomes impossible, and circular dichroic light absorption of the other optical isomer is measured.
本発明に係る他の光学異性体センサーは、分析対象物質を収集する分離部と、この分離部に所定の方向に回転する所定波長の円偏光を照射する偏光光源と、所定の波長域の光を用いた分離部における円二色性光吸収を測定する円二色性光吸収検出器とを少なくとも備えるようにしたものである。
このセンサーにおいては、光学活性な分子よりなる分析対象物質の一方の光学異性体が、所定の方向に回転する所定波長の円偏光を吸収して分解して円二色性光吸収の測定が不能となり、他方の光学異性体についての円二色性光吸収が測定される。
Another optical isomer sensor according to the present invention includes a separation unit that collects an analysis target substance, a polarized light source that irradiates the separation unit with circularly polarized light having a predetermined wavelength that rotates in a predetermined direction, and light in a predetermined wavelength range. At least a circular dichroic light absorption detector for measuring circular dichroic light absorption in the separation unit using the above.
In this sensor, one optical isomer of an analyte consisting of optically active molecules absorbs and decomposes circularly polarized light with a predetermined wavelength rotating in a predetermined direction, and measurement of circular dichroic light absorption is impossible. And the circular dichroic light absorption for the other optical isomer is measured.
本発明に係る光学異性体の測定方法は、所定の方向の旋光性を有する結晶に分析対象物質に含まれる一方の光学異性体を吸着させ、分析対象物質に含まれる他方の光学異性体の円二色性光吸収を測定するようにしたものである。なお、結晶は、α水晶もしくは酒石酸結晶であればよい。
この方法では、結晶に吸着した一方の光学異性体については、円二色性光吸収の測定が不能となり
、他方の光学異性体についての円二色性光吸収が測定される。
In the method for measuring an optical isomer according to the present invention, one optical isomer contained in the analyte is adsorbed to a crystal having optical rotation in a predetermined direction, and the circle of the other optical isomer contained in the analyte is analyzed. Dichroic light absorption is measured. The crystal may be α crystal or tartaric acid crystal.
In this method, the circular dichroic light absorption cannot be measured for one optical isomer adsorbed on the crystal, and the circular dichroic light absorption for the other optical isomer is measured.
本発明に係る他の光学異性体の測定方法は、Ｌ体アミノ酸を選択的に分解する酵素により分析対象物質に含まれるＬ体アミノ酸を分解し、分析対象物質に含まれるＤ体アミノ酸の円二色性光吸収を測定するようにしたものである。なお、酵素は、アミノアシラーゼもしくはアミノ酸金属錯体であればよい。
この方法では、分解したＬ体アミノ酸については円二色性光吸収の測定が不能となり、他方の光学異性体についての円二色性光吸収が測定される。
According to another optical isomer measurement method of the present invention, an L-form amino acid contained in an analysis target substance is decomposed by an enzyme that selectively decomposes an L-form amino acid, and a D-form amino acid contained in the analysis target substance is obtained. The chromatic light absorption is measured. The enzyme may be an aminoacylase or an amino acid metal complex.
In this method, circular dichroic light absorption cannot be measured for the decomposed L-form amino acid, and circular dichroic light absorption is measured for the other optical isomer.
本発明に係る他の光学異性体の測定方法は、分析対象物質に所定の方向に回転する所定波長の円偏光を照射して分析対象物質に含まれる一方の光学異性体を分解し、分析対象物質に含まれる他方の光学異性体の円二色性光吸収を測定するようにしたものである。
この方法では、光分解した一方の光学異性体については円二色性光吸収の測定が不能となり、他方の光学異性体についての円二色性光吸収が測定される。
According to another optical isomer measurement method of the present invention, a target substance is irradiated with circularly polarized light having a predetermined wavelength rotating in a predetermined direction to decompose one optical isomer contained in the target substance to be analyzed. The circular dichroic light absorption of the other optical isomer contained in the substance is measured.
In this method, the circular dichroic light absorption cannot be measured for one optical isomer that has been photolyzed, and the circular dichroic light absorption for the other optical isomer is measured.
以上説明したように、本発明では、旋光性を有する結晶に一方の光学異性体を吸着させて円二色性光吸収の測定を不能とすることで、他方の光学異性体の円二色性光吸収を測定するようにした。また、本発明では、Ｌ体アミノ酸を選択的に分解する酵素によりＬ体アミノ酸を分解して円二色性光吸収の測定を不能とすることで、Ｄ体アミノ酸の円二色性光吸収を測定するようにした。また、本発明では、所定の方向に回転する所定波長の円偏光を照射して一方の光学異性体を分解して円二色性光吸収の測定を不能とすることで、他方の光学異性体の円二色性光吸収を測定するようにした。従って、本発明によれば、実用的な時間内で光学異性体の分析が行えるようになるという優れた効果が得られる。 As described above, in the present invention, the circular dichroism of the other optical isomer is made impossible by making one optical isomer adsorbed to a crystal having optical rotation and disabling measurement of circular dichroic light absorption. The light absorption was measured. Further, in the present invention, the circular dichroic light absorption of the D-form amino acid is reduced by degrading the L-form amino acid by an enzyme that selectively degrades the L-form amino acid and disabling the measurement of the circular dichroic light absorption. It was made to measure. Further, in the present invention, by irradiating circularly polarized light having a predetermined wavelength rotating in a predetermined direction and decomposing one optical isomer, it becomes impossible to measure the circular dichroic light absorption, so that the other optical isomer The circular dichroic light absorption was measured. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain an excellent effect that the optical isomer can be analyzed within a practical time.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態における光学異性体センサーの構成例を模式的に示す構成図である。図１に示すセンサーは、基台１０１の上に、光導波路１１０と分離膜（分離部）１０４と光源１０５と円二色性光吸収検出器１０６とを備えるようにしたものである。
分離膜１０４は、右旋性のα水晶の粉体が混入したゲル（透明媒体）から構成された機能膜であり、分析対象物質を収集する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a configuration example of an optical isomer sensor in an embodiment of the present invention. The sensor shown in FIG. 1 includes an optical waveguide 110, a separation membrane (separation unit) 104, a light source 105, and a circular dichroic light absorption detector 106 on a base 101.
The separation membrane 104 is a functional membrane composed of a gel (transparent medium) mixed with dextrorotatory α-crystal powder, and collects a substance to be analyzed.
光源１０５は、所定の波長範囲の光源光を出射して光導波路１１０に入射させる。
光導波路１１０は、例えば、図１（ｂ）の平面図に示すように、クラッド１０２の上にコア１０３を備える。検出領域１１０ａにおいて、コア１０３の上面は露出し、コア１０３の露出している領域の上に、分離膜１０４が接している。光導波路１１０は、光源１０５より入射した光源光をシングルモードで導波する。また、検出領域１１０ａにおいて、コア１０３を往復させて配置させることで、より狭い領域内で分析対象と接触する領域を長くすることを可能としている。
The light source 105 emits light source light in a predetermined wavelength range and makes it incident on the optical waveguide 110.
For example, the optical waveguide 110 includes a core 103 on the clad 102 as shown in the plan view of FIG. In the detection region 110 a, the upper surface of the core 103 is exposed, and the separation membrane 104 is in contact with the exposed region of the core 103. The optical waveguide 110 guides the light source light incident from the light source 105 in a single mode. Further, in the detection area 110a, the core 103 is moved back and forth, so that it is possible to lengthen the area in contact with the analysis target in a narrower area.
図１に示すセンサーでは、光源１０５より出射された例えば波長１９０〜８００ｎｍの範囲の光源光は、光導波路１１０を導波し、円二色性光吸収検出器１０６に入射する。光導波路１１０を導波している光源光は、コア１０３より波長に等しい程度の距離だけしみ出す。コア１０３よりしみ出す光は、エバネッセント光と呼ばれている。しみ出した円偏光紫外線は、分離膜１０４に作用する。 In the sensor shown in FIG. 1, the light source light emitted from the light source 105, for example, in the wavelength range of 190 to 800 nm is guided through the optical waveguide 110 and enters the circular dichroic light absorption detector 106. The light source light guided through the optical waveguide 110 oozes from the core 103 by a distance equal to the wavelength. The light that exudes from the core 103 is called evanescent light. The extruding circularly polarized ultraviolet light acts on the separation membrane 104.
一方、分離膜１０４に混入されている右旋性のα水晶（粉体）には、Ｌ体アミノ酸が選択的に吸着する。従って、例えば、生体（皮膚）より得られたＬ体とＤ体とが混在しているアスパラギン酸を、分離膜１０４中に取り込む（収集する）と、取り込まれたアスパラギン酸の中で、Ｌ体アスパラギン酸はα水晶に吸着する。なお、水晶の替わりに酒石酸結晶を用いるようにしてもよい。右もしくは左の方向の旋光性を有する酒石酸結晶には、Ｌ体もしくはＤ体のいずれか一方の光学異性体分子が吸着するので、上述した水晶と同様の機能が得られる。 On the other hand, L-form amino acids are selectively adsorbed to the dextrorotatory α crystal (powder) mixed in the separation membrane 104. Therefore, for example, when aspartic acid in which L form and D form obtained from a living body (skin) are mixed is taken into (collected) into the separation membrane 104, the L form is included in the taken aspartic acid. Aspartic acid is adsorbed to the α crystal. In addition, you may make it use a tartaric acid crystal instead of quartz. Since the optical isomer molecule of either L-form or D-form adsorbs to the tartaric acid crystal having the optical rotation in the right or left direction, the same function as the above-mentioned crystal can be obtained.
ここで、前述したように、光導波路１１０を導波している光源光は分離膜１０４にしみ出しており、また、アスパラギン酸は波長２１０ｎｍに大きな円二色性ピークを有している。従って、円二色性光吸収検出器１０６により、波長２１０ｎｍの円二色性ピークを測定することで、分離膜１０４に取り込まれたアスパラギン酸の中のＤ体アスパラギン酸が、分析（定量）できる。 Here, as described above, the light source light guided through the optical waveguide 110 oozes out to the separation film 104, and aspartic acid has a large circular dichroism peak at a wavelength of 210 nm. Therefore, the D-form aspartic acid in the aspartic acid taken into the separation membrane 104 can be analyzed (quantified) by measuring the circular dichroic peak with a wavelength of 210 nm by the circular dichroic light absorption detector 106. .
図１に示す光学異性体センサーによれば、Ｌ体アミノ酸が選択的に吸着する右旋性α水晶に粉体を利用し、分離膜１０４においてＤ体アスパラギン酸を分析可能な状態に分離して分析するようにしたので、より迅速な分析が能となる。なお、左旋性のα水晶には、Ｄ体アミノ酸が選択的に吸着するので、左旋性α水晶の粉体が分散したゲルより分離膜を構成することで、分離膜においてＬ体アミノ酸を分析可能な状態に分離して分析できる。 According to the optical isomer sensor shown in FIG. 1, powder is used for the dextrorotatory α-crystal that selectively adsorbs L-form amino acids, and D-form aspartic acid is separated into a state where it can be analyzed in the separation membrane 104. Since it was made to analyze, quicker analysis becomes possible. Since the D-form amino acid is selectively adsorbed to the levorotatory α-crystal, the L-form amino acid can be analyzed in the separation membrane by constructing the separation membrane from the gel in which the powder of the levorotatory α-crystal is dispersed. Can be analyzed separately.
なお、上述したように、アスパラギン酸などの単体アミノ酸は、紫外域に円二色性ピークを有しているので、光源１０５には紫外域の光が得られるものを用いればよい。また、検知対象物質が、ポリペプチドであれば、光源１０５には、可視域の光が得られるものを用いればよい。また、検知対象物質がタンパク質であれば、光源１０５には、近赤外の光が得られるものを用いればよい。また、用いる光源波長により、光導波路１１０の構成は適宜設定する。 Note that, as described above, simple amino acids such as aspartic acid have a circular dichroism peak in the ultraviolet region, and therefore, the light source 105 may be one that can obtain light in the ultraviolet region. In addition, when the detection target substance is a polypeptide, a light source that can obtain visible light may be used. In addition, if the detection target substance is protein, the light source 105 may be one that can obtain near-infrared light. Further, the configuration of the optical waveguide 110 is appropriately set depending on the light source wavelength to be used.
ところで、図１に示す光学異性体センサーでは、右旋性のα水晶などの所定の方向の旋光性を有する結晶の粉体を混入したゲルにより分離膜１０４を構成したが、これに限るものではない。
例えば、アミノアシラーゼなどの生体酵素やアミノ酸金属錯体などの酵素を混入したゲルにより分離膜を構成し、Ｌ体もしくはＤ体の一方を分解し、他方を分析可能な状態とするようにしてもよい。
In the meantime, in the optical isomer sensor shown in FIG. 1, the separation membrane 104 is constituted by a gel mixed with crystal powder having optical rotatory power in a predetermined direction such as dextrorotatory α-crystal, but the present invention is not limited to this. Absent.
For example, a separation membrane may be constituted by a gel mixed with a biological enzyme such as aminoacylase or an enzyme such as an amino acid metal complex, and one of L-form or D-form may be decomposed and the other can be analyzed. .
例えばアミノアシラーゼＩＩ（アスパルトアシラーゼ）は、皮膚より採取される生体物質の中で、Ｌ体アセチルアスパラギン酸のみに作用し、Ｌ体アセチルアスパラギン酸を加水分解する。従って、Ｌ体アセチルアスパラギン酸とＤ体アセチルアスパラギン酸とが混在している検体を、分離膜中に取り込むと、Ｌ体アセチルアスパラギン酸が加水分解され、Ｄ体アセチルアスパラギン酸が分析可能な状態として残るようになる。 For example, aminoacylase II (aspartoacylase) acts only on L-form acetylaspartate in the biological material collected from the skin and hydrolyzes L-form acetylaspartate. Therefore, when a sample containing both L-form acetylaspartate and D-form acetylaspartate is taken into the separation membrane, the L-form acetylaspartate is hydrolyzed and the D-form acetylaspartate can be analyzed. It will remain.
例えば、図１に示す光学異性体センサーの分離膜１０４を、アスパルトアシラーゼが混入したゲル（透明媒体）から構成し、円二色性光吸収検出器１０６で波長２００ｎｍ付近の円二色性ピークを測定することで、Ｄ体アセチルアスパラギン酸の分析（定性，定量）が可能となる。 For example, the separation membrane 104 of the optical isomer sensor shown in FIG. 1 is composed of a gel (transparent medium) mixed with aspartacylase, and a circular dichroism peak near a wavelength of 200 nm is detected by the circular dichroic light absorption detector 106. Can be analyzed (qualitative and quantitative) of D-form acetylaspartic acid.
次に、本発明の実施の形態における他の光学異性体センサーについて説明する。
図２は、本実施の形態における光学異性体センサーの構成例を示す構成図である。図２に示すセンサーは、基台１０１の上に、光導波路１１０、収容部２０４，光源１０５，円二色性光吸収検出器１０６，及び偏光光源２０１を備えるようにしたものである。図２に示すセンサーは、図１に示したセンサーにおいて、分離膜１０４の替わりに収容部２０４を備え、新たに偏光光源２０１を備えるようにした。
Next, another optical isomer sensor in the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration example of the optical isomer sensor in the present embodiment. The sensor shown in FIG. 2 includes an optical waveguide 110, a housing portion 204, a light source 105, a circular dichroic light absorption detector 106, and a polarized light source 201 on a base 101. The sensor shown in FIG. 2 is the same as the sensor shown in FIG. 1 except that it includes an accommodating portion 204 instead of the separation membrane 104 and a polarization light source 201.
収容部２０４は、例えば透明部材から構成された容器であり、アスパラギン酸を溶解する溶媒が収容されている。なお、収容部２０４の底面は、光導波路１１０の検出領域となっており、コア１０３の上面が収容されている溶媒に直接接触する構成となっている。従って、図２に示す光学異性体センサーにおいては、収容部２０４に収容される所定の溶媒が、Ｌ体とＤ体とを分離する分離部となる。 The accommodating part 204 is a container comprised, for example from the transparent member, and the solvent which melt | dissolves aspartic acid is accommodated. In addition, the bottom surface of the storage unit 204 is a detection region of the optical waveguide 110 and is configured to directly contact the solvent in which the top surface of the core 103 is stored. Therefore, in the optical isomer sensor shown in FIG. 2, the predetermined solvent accommodated in the accommodating portion 204 serves as a separation portion that separates the L-form and the D-form.
偏光光源２０１は、アスパラギン酸などの分析対象の生体物質が吸収する波長の左円偏光もしくは右円偏光のいずれか一方を照射する光源である。本実施の形態において、偏光光源２０１は、波長１９０ｎｍの左円偏光を照射する光源である。Ｌ体アスパラギン酸は、波長１９０ｎｍの左円偏光を吸収するため、収容部２０４に収容された溶媒中に溶解しているＬ体アスパラギン酸は、偏光光源２０１から照射される光により分解（光分解）される。なお、収容部２０４を構成する部材及び溶媒は、波長１９０ｎｍの真空紫外光を透過するものである。 The polarized light source 201 is a light source that irradiates either left circularly polarized light or right circularly polarized light having a wavelength that is absorbed by a biological substance to be analyzed such as aspartic acid. In the present embodiment, the polarized light source 201 is a light source that irradiates left circularly polarized light having a wavelength of 190 nm. Since L-form aspartic acid absorbs left-handed circularly polarized light having a wavelength of 190 nm, L-form aspartic acid dissolved in the solvent accommodated in the accommodating portion 204 is decomposed by light irradiated from the polarized light source 201 (photolysis ) In addition, the member and solvent which comprise the accommodating part 204 permeate | transmit a vacuum ultraviolet light with a wavelength of 190 nm.
ここで、前述した実施の形態と同様に、光導波路１１０を導波している光源光は分離膜１０４にしみ出しており、また、アスパラギン酸は波長２１０ｎｍに大きな円二色性ピークを有している。従って、円二色性光吸収検出器１０６により、波長２１０ｎｍの円二色性ピークを測定することで、分離膜１０４に取り込まれたアスパラギン酸の中のＤ体アスパラギン酸が、分析（定量）できる。 Here, as in the above-described embodiment, the light source light guided through the optical waveguide 110 oozes out to the separation film 104, and aspartic acid has a large circular dichroism peak at a wavelength of 210 nm. ing. Therefore, the D-form aspartic acid in the aspartic acid taken into the separation membrane 104 can be analyzed (quantified) by measuring the circular dichroic peak with a wavelength of 210 nm by the circular dichroic light absorption detector 106. .
また、本実施の形態においても、検知対象物質が、ポリペプチドであれば、光源１０５には、可視域の光が得られるものを用いればよい。また、検知対象物質がタンパク質であれば、光源１０５には、近赤外の光が得られるものを用いればよい。また、用いる光源波長により、光導波路１１０の構成は適宜設定する。 Also in this embodiment, if the detection target substance is a polypeptide, the light source 105 may be one that can obtain visible light. In addition, if the detection target substance is protein, the light source 105 may be one that can obtain near-infrared light. Further, the configuration of the optical waveguide 110 is appropriately set depending on the light source wavelength to be used.
図２に示す光学異性体センサーによれば、偏光光源２０１より照射した光によりＬ体アスパラギン酸を光分解することで、Ｄ体アスパラギン酸を分析可能な状態に分離して分析するようにしたので、より迅速な分析が能となる。なお、Ｄ体アスパラギン酸は、波長１９０ｎｍの右円偏光を吸収するため、波長１９０ｎｍの右円偏光によりＤ体アスパラギン酸を分解し、Ｌ体アスパラギン酸を分析可能な状態に分離して分析してもよい。 According to the optical isomer sensor shown in FIG. 2, the L-form aspartic acid is photolyzed by the light irradiated from the polarized light source 201 so that the D-form aspartic acid is separated into an analyzable state for analysis. Faster analysis becomes possible. Since D-form aspartic acid absorbs right-handed circularly polarized light with a wavelength of 190 nm, the D-form aspartic acid is decomposed by right-handed circularly polarized light with a wavelength of 190 nm, and the L-form aspartic acid is separated and analyzed. Also good.
光学活性を有する生体分子は、Ｌ体もしくはＤ体が、所定の波長の右円偏光もしくは左円偏光のいずれかを選択的に吸収するので、波長と偏光の方向とを適宜設定することで、Ｌ体もしくはＤ体のいずれか一方を選択的に分解することが可能となる。 In the biomolecule having optical activity, the L-form or D-form selectively absorbs either the right-handed circularly polarized light or the left-handed circularly polarized light having a predetermined wavelength, and accordingly, by appropriately setting the wavelength and the direction of polarization, It is possible to selectively decompose either the L-form or the D-form.
以上に示した光学異性体センサーによれば、分離膜１０４などの分離部で分離された例えばＤ体のアスパラギン酸を、この円二色性ピークを光導波路１１０を導波する光源光のエバネッセント光を利用することで検出して分析するようにしたので、センサーの小型化が容易に図れるようになる。小型の光学異性体センサーを用いることで、例えば、人体におけるＤ体アミノ酸の状態監視を、常時行うことが可能となる。 According to the optical isomer sensor described above, for example, D-form aspartic acid separated by the separation part such as the separation membrane 104, and evanescent light of light source light that guides the circular dichroic peak through the optical waveguide 110. Since the sensor is used for detection and analysis, the sensor can be easily downsized. By using a small optical isomer sensor, for example, it is possible to constantly monitor the state of D-amino acid in the human body.
なお、上述では、光導波路１１０を用い、光導波路よりしみ出すエバネッセント光を利用し、分離部における円二色性光吸収を測定するようにしたが、これに限るものではない。分離部に光を透過させて円二色性光吸収を測定するようにしてもよい。 In the above description, although the optical waveguide 110 is used and the evanescent light oozing out from the optical waveguide is used to measure the circular dichroic light absorption in the separation portion, the present invention is not limited to this. Light may be transmitted through the separation unit and circular dichroic light absorption may be measured.
１０１…基台、１０２…クラッド、１０３…コア、１０４…分離膜（分離部）、１０５…光源、１０６…円二色性光吸収検出器、１１０…光導波路、１１０ａ…検出領域。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Base, 102 ... Cladding, 103 ... Core, 104 ... Separation membrane (separation part), 105 ... Light source, 106 ... Circular dichroism light absorption detector, 110 ... Optical waveguide, 110a ... Detection area | region.
Claims (10)
所定の方向の旋光性を有する結晶の粉体が分散した媒体から構成されて前記分析対象物質を収集する分離部と、
所定の波長域の光を用いた前記分離部における円二色性光吸収を測定する円二色性光吸収検出器と
を少なくとも備えることを特徴とする光学異性体センサー。 An optical isomer sensor for analyzing an analysis target substance composed of an optically active molecule,
A separation unit configured to collect the substance to be analyzed, which is composed of a medium in which crystal powder having optical rotation in a predetermined direction is dispersed;
An optical isomer sensor, comprising at least a circular dichroic light absorption detector for measuring circular dichroic light absorption in the separation unit using light in a predetermined wavelength region.
前記結晶は、α水晶及び酒石酸結晶の少なくとも一方である
ことを特徴とする光学異性体センサー。 The optical isomer sensor according to claim 1,
The optical crystal is an optical isomer sensor, wherein the crystal is at least one of α crystal and tartaric acid crystal.
Ｌ体アミノ酸を選択的に分解する酵素を含んで前記分析対象物質を収集する分離部と、
所定の波長域の光を用いた前記分離部における円二色性光吸収を測定する円二色性光吸収検出器と
を少なくとも備えることを特徴とする光学異性体センサー。 An optical isomer sensor for analyzing an analyte comprising optically active amino acids,
A separation unit that contains an enzyme that selectively degrades L-form amino acids and collects the analyte;
An optical isomer sensor, comprising at least a circular dichroic light absorption detector for measuring circular dichroic light absorption in the separation unit using light in a predetermined wavelength region.
前記酵素は、アミノアシラーゼ及びアミノ酸金属錯体の少なくとも一方である
ことを特徴とする光学異性体センサー。 The optical isomer sensor according to claim 3,
The enzyme is at least one of an aminoacylase and an amino acid metal complex.
前記分析対象物質を収集する分離部と、
この分離部に所定の方向に回転する所定波長の円偏光を照射する偏光光源と、
所定の波長域の光を用いた前記分離部における円二色性光吸収を測定する円二色性光吸収検出器と
を少なくとも備えることを特徴とする光学異性体センサー。 An optical isomer sensor for analyzing an analysis target substance composed of an optically active molecule,
A separation unit for collecting the substance to be analyzed;
A polarized light source that irradiates the separation unit with circularly polarized light having a predetermined wavelength rotating in a predetermined direction;
An optical isomer sensor, comprising at least a circular dichroic light absorption detector for measuring circular dichroic light absorption in the separation unit using light in a predetermined wavelength region.
所定の方向の旋光性を有する結晶に前記分析対象物質に含まれる一方の光学異性体を吸着させ、
前記分析対象物質に含まれる他方の光学異性体の円二色性光吸収を測定する
ことを特徴とする光学異性体の測定方法。 A method for measuring an optical isomer for analyzing an analysis target substance comprising an optically active molecule,
Adsorbing one optical isomer contained in the analysis target substance to a crystal having optical rotation in a predetermined direction;
A method for measuring an optical isomer, comprising measuring the circular dichroic light absorption of the other optical isomer contained in the substance to be analyzed.
前記結晶は、α水晶及び酒石酸結晶の少なくとも一方である
ことを特徴とする光学異性体の測定方法。 The method for measuring an optical isomer according to claim 6,
The method for measuring an optical isomer, wherein the crystal is at least one of an α crystal and a tartaric acid crystal.
Ｌ体アミノ酸を選択的に分解する酵素により前記分析対象物質に含まれるＬ体アミノ酸を分解し、
前記分析対象物質に含まれるＤ体アミノ酸の円二色性光吸収を測定する
ことを特徴とする光学異性体の測定方法。 A method for measuring an optical isomer for analyzing an analyte comprising optically active amino acids,
Decomposing the L-form amino acid contained in the analyte by an enzyme that selectively degrades the L-form amino acid;
A method for measuring an optical isomer, comprising measuring circular dichroic light absorption of a D-form amino acid contained in the substance to be analyzed.
前記酵素は、アミノアシラーゼ及びアミノ酸金属錯体の少なくとも一方である
ことを特徴とする光学異性体の測定方法。 The method for measuring an optical isomer according to claim 8,
The enzyme is at least one of an aminoacylase and an amino acid metal complex.
前記分析対象物質に所定の方向に回転する所定波長の円偏光を照射して前記分析対象物質に含まれる一方の光学異性体を分解し、
前記分析対象物質に含まれる他方の光学異性体の円二色性光吸収を測定する
ことを特徴とする光学異性体の測定方法。
A method for measuring an optical isomer for analyzing an analysis target substance comprising an optically active molecule,
Irradiating the analysis target substance with circularly polarized light having a predetermined wavelength rotating in a predetermined direction to decompose one optical isomer contained in the analysis target substance;
A method for measuring an optical isomer, comprising measuring the circular dichroic light absorption of the other optical isomer contained in the substance to be analyzed.
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