JP7233085B2 - Method for separating selenoneine monomer - Google Patents
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Description
特許法第30条第2項適用 平成30年3月26日 平成30年度日本水産学会春季大会において、文書をもって発表。 平成30年7月7日 The 43▲rd▼ FEBS congress 2018において、文書をもって発表。Application of
本発明は、セレノネイン含有溶液からセレノネインモノマーを分離する方法に関する。 The present invention relates to a method for separating selenoneine monomers from selenoneine-containing solutions.
セレンは、マグロ類やカジキ類などの魚類組織中に高濃度で含まれており、がんや心臓病等の生活習慣病や老化の予防等に有効であると期待されている。しかし、魚類組織に含まれる低分子量のセレン含有化合物は、これまで充分に利用されてこなかった。これは、魚介類の血合肉や内臓には有機重金属のメチル水銀やカドミウムが含まれることがあるので、医薬品や食品等への利用に適さないからである。
そのため、魚介類組織由来の濃縮物からセレン含有化合物を抽出して物質を特定すること、及び、濃縮物からセレン含有化合物を分離・精製して高純度物品を製造することは、セレン含有化合物に様々な用途が考えられるため従来から強く望まれていた。
Selenium is contained in fish tissues such as tuna and marlin at high concentrations, and is expected to be effective in preventing lifestyle-related diseases such as cancer and heart disease and aging. However, the low molecular weight selenium-containing compounds found in fish tissue have not been fully exploited. This is because the blood meat and internal organs of fish and shellfish may contain organic heavy metals such as methylmercury and cadmium, and are not suitable for use in pharmaceuticals, foods, and the like.
Therefore, the extraction of selenium-containing compounds from fish and shellfish tissue-derived concentrates to identify the substances, and the separation and purification of the selenium-containing compounds from the concentrates to produce high-purity products, Since it can be used in various applications, it has been strongly desired.
本出願の発明者らは、有機セレンを多く含む魚の血合いから抽出したセレン含有化合物の構造を解明し、新規セレン化合物として物質特許を出願した(特許文献1)。その後、この新規セレン化合物は、エルゴチオネインのチオケトン基がセレノケトン基に置き換わった化合物であることから「セレノネイン」と命名されている。 The inventors of the present application have elucidated the structure of a selenium-containing compound extracted from fish blood containing a large amount of organic selenium, and applied for a substance patent as a novel selenium compound (Patent Document 1). Later, this new selenium compound was named "selenoneine" because it is a compound in which the thioketone group of ergothioneine is replaced with a selenoketone group.
セレノネインには、下記構造式1A,1Bで表されるセレノネインモノマー、及び、化合物1Aが二つ結合した化合物1Cで表されるセレノネインダイマー(酸化型セレノネイン)の異性体が存在する。 Selenoneine includes isomers of selenoneine monomers represented by structural formulas 1A and 1B below and selenoneine dimers (oxidized selenoneine) represented by compound 1C in which two compounds 1A are bonded.
セレノネインは強力な抗酸化能を有していることをはじめとして、人体に有益な様々な特性を有することが報告されており、セレノネインを利用した食品、化粧品、飼料、試薬等の開発が進められている。 It has been reported that selenoneine has various properties beneficial to the human body, including its strong antioxidant ability. ing.
上記特許文献1では、セレノネインの分離は、高速液体クロマトグラフィー(high performance liquid chromatography ; HPLC)により、ゲルろ過カラムとアルキル基結合型カラムを併用して行なった。しかし、この方法では、他のセレン化合物からセレノネインを精製することができるが、セレノネインの硫黄アナログであるエルゴチオネイン(下記構造式(2)参照)との十分な分離はできていなかった。
In
また、非特許文献1には、HPLC法において、C6フェニルカラムを使用してエルゴチオネインとセレノネインを分離し検出することが記載されている。しかし、このカラムを用いた場合のエルゴチオネインとセレノネインとの保持時間の差は約24秒しかなく、また、セレノネインのピークは後続するエルゴチオネインのピークの裾と重なるため、両者を分離するための精製には適していない。
In addition, Non-Patent
非特許文献2には、同じくHPLC法により酸化型セレノネイン(ダイマー)とエルゴチオネイン(モノマー)を分離する方法が記載されており、得られた酸化型セレノネインの純度は98%という高純度のものが得られている。
しかし、この方法では、セレノネインの抽出にメタノールを用いるため、エタノール中でセレノネインはダイマー化してしまい、高純度の酸化型セレノネインは得られても、高純度のセレノネインのモノマーを得ることができない。生体内で反応するのはセレノネインのモノマーなので、メタノール等の有機溶媒を用いてセレノネインモノマーを抽出することは適切ではない。また、この方法では、試料中のセレノネインモノマーはセレノネインダイマーとして検出されるため、試料中のセレノネインモノマーの含有量を分析することはできなかった。
Non-Patent Document 2 describes a method for separating oxidized selenoneine (dimer) and ergothioneine (monomer) by the same HPLC method, and the resulting oxidized selenoneine has a purity of 98%. It is
However, in this method, since methanol is used to extract selenoneine, selenoneine is dimerized in ethanol, and although highly purified oxidized selenoneine is obtained, highly purified selenoneine monomer cannot be obtained. Since it is the selenoneine monomer that reacts in vivo, it is not appropriate to extract the selenoneine monomer using an organic solvent such as methanol. Moreover, in this method, since the selenoneine monomer in the sample is detected as selenoneine dimer, the content of the selenoneine monomer in the sample could not be analyzed.
本発明は、セレノネイン含有溶液から、セレノネインをダイマー化することなくモノマーとして分離・精製する方法に関する。
特に、セレノネインの硫黄アナログであるエルゴチオネインは、セレノネインと化学的な性質が類似し、セレノネインと共存する場合、従来の方法で両者を分離することは困難であった。これは、上記のとおり、セレノネインとエルゴチオネインとは、構造的にはチオケトン基がセレノケトン基に置き換わったことのみが相違するため、極性、分子量等の諸特性において、両者を分離するための有意な相違がないからである。
The present invention relates to a method for separating and purifying selenoneine as a monomer from a selenoneine-containing solution without dimerizing selenoneine.
In particular, ergothioneine, which is a sulfur analogue of selenoneine, has similar chemical properties to selenoneine, and when it coexists with selenoneine, it has been difficult to separate the two by conventional methods. As described above, selenoneine and ergothioneine are structurally different only in that the thioketone group is replaced with a selenoketone group. because there is no
しかし、セレノネインはエルゴチオネインの約1000倍、水溶性ビタミンEの約500倍のラジカル消去活性を示すといわれている。また、セレノネインは特異的なトランスポーターを介して培養細胞の培地から速やかに細胞内に取り込まれ、過酸化水素による酸化ストレス条件下でも細胞増殖能を増強する。
したがって、セレノネインを、エルゴチオネインから分離して精製することの技術的な意味は、極めて大きいものがある。
However, it is said that selenoneine exhibits radical scavenging activity about 1000 times that of ergothioneine and about 500 times that of water-soluble vitamin E. In addition, selenoneine is rapidly taken up into cells from the medium of cultured cells via specific transporters, and enhances cell proliferation even under conditions of oxidative stress caused by hydrogen peroxide.
Therefore, the technical significance of separating and purifying selenoneine from ergothioneine is extremely significant.
本発明は、化学的特性の類似するエルゴチオネインが共存していても、 セレノネイン含有溶液からセレノネインモノマーをダイマー化することなく分離することを目的とする。 An object of the present invention is to separate selenoneine monomers from a selenoneine-containing solution without dimerization, even if ergothioneine having similar chemical properties coexists.
本開示は、上記課題を解決するにあたり、次の構成からなる方法を採用するものである。
〔1〕固定相としてペンタブロモベンジル基結合型シリカゲル(構造式(3)参照)を用いて(逆相)クロマトグラフィーを行う工程を含む、セレノネイン含有溶液からのセレノネインモノマーの分離方法。
〔3〕分子排除クロマトグラフィーを行う工程をさらに含む、〔1〕または〔2〕に記載されるセレノネインモノマーの分離方法。
〔4〕セレノネインを熱水抽出する工程をさらに含む、〔1〕ないし〔3〕のいずれかに記載のセレノネインモノマーの分離方法。
〔5〕固定相としてアルキル基結合型シリカゲルを用いて(逆相)クロマトグラフィーを行う工程をさらに含む、〔1〕ないし〔4〕のいずれかに記載のセレノネインモノマーの分離方法。
〔6〕〔1〕ないし〔5〕のいずれかに記載のセレノネインモノマーの分離方法を含むセレノネインモノマーの製造方法。
〔7〕〔1〕ないし〔5〕のいずれかに記載のセレノネインモノマーの分離方法を含むセレノネインモノマーの分析方法。
In order to solve the above problems, the present disclosure employs a method having the following configuration.
[1] A method for separating a selenoneine monomer from a selenoneine-containing solution, comprising the step of performing (reverse phase) chromatography using pentabromobenzyl group-bonded silica gel (see structural formula (3)) as a stationary phase.
[3] The method for separating selenoneine monomers according to [1] or [2], further comprising the step of performing molecular exclusion chromatography.
[4] The method for separating selenoneine monomers according to any one of [1] to [3], further comprising a step of extracting selenoneine with hot water.
[5] The method for separating selenoneine monomers according to any one of [1] to [4], further comprising the step of performing (reverse phase) chromatography using alkyl-bonded silica gel as a stationary phase.
[6] A method for producing a selenoneine monomer, including the method for separating a selenoneine monomer according to any one of [1] to [5].
[7] A method for analyzing selenoneine monomer, including the method for separating selenoneine monomer according to any one of [1] to [5].
本開示に係るセレノネインモノマーの分離方法によれば、化学的性質が類似して分離が難しかったエルゴチオネインを含有するセレノネイン含有溶液から、セレノネインモノマーを分離することが可能となった。
また、高純度のセレノネインモノマーが得られたことから、化学・生化学実験用試薬や分析用標準品の開発が可能となった。
さらに、分子排除カラムを組み合わせれば、セレノネインモノマー含有溶液に含まれる分子サイズの異なる不純物を分離し、セレノネインモノマーの純度を高めることができる。
According to the selenoneine monomer separation method according to the present disclosure, it is possible to separate the selenoneine monomer from a selenoneine-containing solution containing ergothioneine, which has similar chemical properties and is difficult to separate.
In addition, since the selenoneine monomer of high purity was obtained, it became possible to develop reagents for chemical and biochemical experiments and standard products for analysis.
Furthermore, if a molecular exclusion column is combined, impurities with different molecular sizes contained in the selenoneine monomer-containing solution can be separated to increase the purity of the selenoneine monomer.
本開示のセレノネイン含有溶液からのセレノネインモノマーの分離方法は、固定相としてペンタブロモベンジル基結合型シリカゲルを用いて(逆相)クロマトグラフィーを行う工程を含む。
本開示において、セレノネインモノマーとは、前記構造式1A,1Bで表される異性体を含むが、前記構造式1Cである酸化型セレノネイン(二量体)は含まない。
A method for separating selenoneine monomer from a selenoneine-containing solution of the present disclosure comprises performing (reverse phase) chromatography using pentabromobenzyl-bonded silica gel as the stationary phase.
In the present disclosure, the selenoneine monomer includes the isomers represented by the structural formulas 1A and 1B, but does not include the oxidized selenoneine (dimer) represented by the structural formula 1C.
本開示の分離方法では、液相クロマトグラフィーによりセレノネインモノマーを分離する。液相クロマトグラフィーでは、分離目的に応じて様々なカラムが準備されているが、これらのカラムは、充填材による分類や分離モードによる分類がなされている。
アルキル基結合型逆相固定相カラムは逆相モードを用いる逆相カラムであり、シリカゲルに官能基が結合したものがカラム中に充填されている。逆相カラムでは、試料がカラムに注入されると、試料中の各成分は高極性のものから順に溶出されることにより分離が行なわれる。
In the separation method of the present disclosure, selenoneine monomers are separated by liquid phase chromatography. In liquid phase chromatography, various columns are prepared according to the purpose of separation, and these columns are classified according to packing material and separation mode.
The alkyl group-bonded reversed-phase stationary phase column is a reversed-phase column that uses a reversed-phase mode, and the column is packed with silica gel to which functional groups are bonded. In a reversed-phase column, when a sample is injected into the column, the components in the sample are separated by being eluted in order from the one with the highest polarity.
本開示で使用するカラムは、親水性化合物を逆相モードで分離する機能を有する、微細なシリカゲルをペンタブロモベンジル基で修飾した、ペンタブロモベンジル基結合型のカラムである(以下「PBrカラム」という)。 The column used in the present disclosure is a pentabromobenzyl group-bonded column in which fine silica gel is modified with pentabromobenzyl groups and has the function of separating hydrophilic compounds in reversed-phase mode (hereinafter "PBr column" called).
本開示は、液相クロマトグラフィーにPBrカラムを用いることで、従来法で用いられていたC6フェニルカラムよりも、セレノネインとエルゴチオネインを効率的に分離することができる、という新たな知見に基づいてなされたものである。 The present disclosure is based on the new finding that the use of a PBr column for liquid phase chromatography can more efficiently separate selenoneine and ergothioneine than the C6 phenyl column used in the conventional method. It is a thing.
一般的に、ペンタブロモベンジル基とC6フェニル基(構造式(4)参照)は共に芳香環を備え、化学構造が類似しているため、C6フェニルカラムの特性で分離できないものはPBrカラムでも分離ができないと予測される。すなわちPBrカラムを用いることにより、C6フェニルカラムよりも、セレノネインモノマーとエルゴチオネインモノマーの分離度(Resolution、以下 Rと称する場合がある。)を高くすることができることを予測することは困難であった。
ここで、分離度とは、あるピークが隣接するピークからどの程度分離しているかを示すものである。分離度は数式(1)のように表される。
Here, the degree of separation indicates how much a certain peak is separated from adjacent peaks. The degree of separation is represented by Equation (1).
本開示の分離方法では、固定相としてPBrカラムを用いて(逆相)クロマトグラフィーを行う工程において、移動相として、水系溶液を用いることが好ましい。本発明において、水系溶媒とは、水を主成分とする溶媒であれば、特に制限はないが、(酢酸水)、(酢酸アンモニウム水)、(ギ酸水)、ギ酸アンモニウム水及び水であることが好ましく、水であるとより好ましい。 In the separation method of the present disclosure, it is preferable to use an aqueous solution as the mobile phase in the step of performing (reverse phase) chromatography using a PBr column as the stationary phase. In the present invention, the aqueous solvent is not particularly limited as long as it is a solvent containing water as a main component, but it may be (acetic acid water), (ammonium acetate water), (formic acid water), ammonium formate water and water. is preferred, and water is more preferred.
本開示の分離方法では、固定相としてPBrカラムを用いて(逆相)クロマトグラフィーを行う工程において、クロマトグラフィーはセレノネインモノマーとエルゴチオネインモノマーをよく分離することができれば特に制限はなく、オープンカラム、フラッシュカラム、HPLCなどを用いることができるが、HPLCであることが好ましい。移動相の流速は使用するカラムのサイズなどにより適宜調整すればよい。 In the separation method of the present disclosure, in the step of performing (reverse phase) chromatography using a PBr column as the stationary phase, the chromatography is not particularly limited as long as selenoneine monomers and ergothioneine monomers can be separated well, and open columns, Flash columns, HPLC, etc. can be used, but HPLC is preferred. The flow rate of the mobile phase may be appropriately adjusted depending on the size of the column used.
本開示で処理の対象とするセレノネイン含有溶液は、セレノネインが含まれていればどのような溶液であってよい。セレノネインは、マグロ類やカジキ類などの魚類組織や、鯨肉中に高濃度で含まれているため、これらを抽出処理して得られた溶離液等が、本発明において主に対照とする被処理物である。また、魚類や鯨類の組織以外のものでも広く処理の対象とすることができ、例えば、ニワトリ肝臓、ブタ腎臓等が挙げられる。 A selenoneine-containing solution to be treated in the present disclosure can be any solution that contains selenoneine. Selenoneine is contained in fish tissues such as tuna and marlin and in whale meat at high concentrations. It is processed material. In addition, a wide range of tissues other than fish and cetacean tissues can be processed, and examples thereof include chicken liver and pig kidney.
また、自然物以外でも、遺伝子組換えされた分裂酵母株を培養して得られたセレノネイン含有培養液や菌体抽出液なども対象となる。 In addition to natural products, selenoneine-containing culture solutions and cell extracts obtained by culturing genetically modified fission yeast strains are also targeted.
セレノネイン含有混合物中には、エルゴチオネインのほかにも種々雑多な夾雑物が含まれる。このため、セレノネインの分離においては、下記抽出法や、クロマトグラフィーにおける各種のカラムを併用して、それぞれの特徴に応じて、各種の夾雑物を除去することで、セレノネインモノマーの精製をより効率よく行うことができる。 In addition to ergothioneine, selenoneine-containing mixtures contain various contaminants. Therefore, in selenoneine separation, the following extraction methods and various columns in chromatography are used in combination to remove various contaminants according to the characteristics of each, so that the selenoneine monomer can be purified more efficiently. can do well.
本開示の分離方法はさらに、固定相としてアルキル基結合型逆相固定相カラムを用いて夾雑物を除去する工程を有することが好ましい。アルキル基結合型逆相固定相カラムには特に制限はないが、C6~C30のアルキル基を結合したシリカゲルを充填したカラムを用いることができ、特にC8、C18、C30カラムであることが好ましく、C30カラムであるとより好ましい。これを用いればセレノネインとは極性が異なる夾雑物(主に疎水性化合物)を除去することができる。 Preferably, the separation method of the present disclosure further includes the step of removing contaminants using an alkyl group-bonded reversed-phase stationary phase column as the stationary phase. Although there is no particular limitation on the alkyl group-bonded reversed-phase stationary phase column, a column packed with silica gel to which a C6 to C30 alkyl group is bonded can be used, and C8, C18, and C30 columns are particularly preferred. A C30 column is more preferred. By using this, contaminants (mainly hydrophobic compounds) having a polarity different from that of selenoneine can be removed.
また、本開示の分離方法はさらに、分子排除クロマトグラフィーを行う工程を有していることが好ましい。多孔質球状シリカゲルが充填された分子排除カラムを用いる分離では、試料を構成する各成分の分子の大きさの違いにより分離することができる。これは、シリカゲルには微細な孔が開いており、小さい分子はその孔に入り込むため、大きい分子より遅く溶出される現象を利用するものである。 Also, the separation method of the present disclosure preferably further comprises the step of performing molecular exclusion chromatography. Separation using a molecular exclusion column packed with porous spherical silica gel can separate the components of the sample based on the difference in molecular size. This utilizes the phenomenon that silica gel has fine pores, and small molecules enter the pores and are eluted later than large molecules.
本開示の分離方法はさらに、セレノネインを熱水抽出する工程を有することが好ましい。熱水抽出することで、セレノネインを効率的に抽出できるとともに、熱水に不溶性の夾雑物を効率的に除去することができる。 Preferably, the separation method of the present disclosure further comprises the step of hot water extraction of the selenoneine. By hot water extraction, selenoneine can be efficiently extracted, and contaminants insoluble in hot water can be efficiently removed.
また、本開示の方法で処理する前に、あるいは処理の途中工程において、セレノネイン含有混合物をロータリーエバポレーターで加熱しながら濃縮する等の処理をして、セレノネイン含有濃度を高めておくことが処理効率を上げる上で好ましい。
本発明の分離方法を用いることにより、より高純度なセレノネインモノマーを製造すること、及び、より正確にセレノネインモノマー含有量を定量することが可能となる。
In addition, before treatment by the method of the present disclosure or in the middle of the treatment, the selenoneine-containing mixture is subjected to a treatment such as concentration while heating with a rotary evaporator to increase the concentration of selenoneine. Good for raising.
By using the separation method of the present invention, it becomes possible to produce a higher purity selenoneine monomer and to more accurately quantify the selenoneine monomer content.
<工程1>セレノネイン含有試料の調製
遺伝子組換えされた分裂酵母株 (P3nmt1-egt1+) を培養し、セレノネインを合成させた。分裂酵母株は大阪市立大学大学院理学研究科酵母遺伝資源センターから分讓されたものを用いた。菌株の培養には分裂酵母の培養に一般的に用いられるEMM-2培地を利用した。アガロース含有YES培地上でP3nmt1-egt1+を培養し、シングルコロニーを100mLのEMM-2培地に溶解し、バッフル付きの振盪三角フラスコを用いて28℃で48時間振盪培養し、酵母培養液とした。新しいバッフル付きの振盪三角フラスコにEMM2培地100mLを加えた後、酵母培養液1mLと100mMセレン酸水溶液10μL(終濃度10μM)を加えた。同様の組成のものを10本用意し、28℃で48時間振理培養した。
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<工程2>セレノネイン含有エキスの抽出
10μMセレン酸で培養した培養液約1000mLを250mLずつ遠心用ボトルに分注し、5000rpm、4℃で15分間遠心分離した。培地をデカンテーションにより除去し、得られた菌塊に100mLの超純水を加え、菌塊を溶解した。菌塊溶解液を含む遠心用ボトルを沸騰水中で15分間加熱した。室温で冷却した後、5000rpm、4℃で15分間遠心分離した。上清を0.22μmのメンブレンフィルター (AGCテクノグラス株式会社) でろ過減菌し、セレノネイン含有エキスを得た。このセレノネイン含有エキス中のセレノネイン量は4.59μmolであった。
<Step 2> Extraction of selenoneine-containing extract
About 1000 mL of the culture solution cultured with 10 μM selenate was dispensed into 250 mL aliquots into centrifuge bottles and centrifuged at 5000 rpm and 4° C. for 15 minutes. The medium was removed by decantation, and 100 mL of ultrapure water was added to the resulting bacterial mass to dissolve the bacterial mass. The centrifuge bottle containing the lysate was heated in boiling water for 15 minutes. After cooling at room temperature, it was centrifuged at 5000 rpm and 4°C for 15 minutes. The supernatant was filtered and sterilized through a 0.22 μm membrane filter (AGC Techno Glass Co., Ltd.) to obtain a selenoneine-containing extract. The amount of selenoneine in this selenoneine-containing extract was 4.59 μmol.
<工程3>セレノネインの粗精製
工程2で得られたセレノネイン含有エキスを50℃で加熱しながらロータリーエバポレーターにより濃縮した。濃縮液を褐色バイアルに分注し、HPLC-UV-vis (Agilent社 製)に50μL供した。カラムはC30カラム(Develosil C30-UG-5 column、4.6×50mm、5μm、野村化学株式会社)をカラムオーブンで40℃に加温して用いた。溶出は2種の移動相を徐々に混合するバイナリーグラジエントモードで行い、移動相には0.1%酢酸水(A)と0.1%酢酸のアセトニトリル溶液(B)を用いた。グラジエント条件と流速は表1に記した。分析開始から2.6~6.0分に0.1%酢酸水のみで溶出された液をフラクションコレクターでガラスバイアル(アジレント・テクノロジー株式会社)回収した。セレノネイン含有エキス全量をHPLCに供し、得られた画分を混合してセレノネイン粗精製液とした。前記濃縮液を前記条件でC30カラムに供した時のUV(260nm)クロマトグラムを図1に示す。セレノネインが含まれる画分が網掛け部分である。
<Step 3> Crude purification of selenoneine The selenoneine-containing extract obtained in step 2 was concentrated with a rotary evaporator while being heated at 50°C. The concentrate was dispensed into brown vials and subjected to HPLC-UV-vis (manufactured by Agilent) at 50 µL. A C30 column (Develosil C30-UG-5 column, 4.6×50 mm, 5 μm, Nomura Chemical Co., Ltd.) was used after being heated to 40° C. in a column oven. Elution was performed in a binary gradient mode in which two types of mobile phases were gradually mixed, and the mobile phases used were 0.1% acetic acid in water (A) and 0.1% acetic acid in acetonitrile (B). Gradient conditions and flow rates are listed in Table 1. 2.6 to 6.0 minutes after the start of the analysis, the liquid eluted only with 0.1% acetic acid water was collected in a glass vial (Agilent Technologies, Inc.) using a fraction collector. The entire amount of the selenoneine-containing extract was subjected to HPLC, and the obtained fractions were mixed to obtain a selenoneine crudely purified liquid. FIG. 1 shows a UV (260 nm) chromatogram obtained when the concentrate was subjected to a C30 column under the conditions described above. Fractions containing selenoneine are shaded.
<工程4>セレノネインの精製
工程3で得られたセレノネイン粗精製液を50℃で加熱しながらロータリーエバポレーターを用いて濃縮した。濃縮液をバイアルに分注し、HPLC-UV1200 series(アジレント・テクノロジー株式会社)に15μL供した。カラムはPBrカラム(Cosmosil PBr packed column、4.6x250mn、5μm、ナカライテスク株式会社)を40℃に加温して用いた。溶出は2種の移動相を徐々に混合するバイナリーグラジエントモードで行い、移動相には水(C)とアセトニトリル(D)を用いた。グラジエント条件と流速は表2に記した。分析開始から16.1~18.0分に水のみで溶出される液をフラクションコレクターでガラスバイアルに回収した。ピークが隣接するピークからどの程度分離しているかを示す値である分離度をエルゴチオネインとセレノネインのピークについて計算すると、4.16であり、日本薬局方においてピークの完全分離と定められている分離度1.5を大きく上回っていた。セレノネイン粗精製液を全量HPLCに供し、得られた画分を混合し、ロータリーエバポレーターを用いて濃縮した。これを精製セレノネイン溶液とし、超純水で200μLとなるように調製した。前記工程3で得られたセレノネイン粗精製液を前記条件でPBrカラムに供した時のUV(260nm)クロマトグラムを図2に示す。網掛け部分はセレノネインが含まれる画分を示す。
<Step 4> Purification of Selenoneine The selenoneine crudely purified liquid obtained in Step 3 was heated at 50°C and concentrated using a rotary evaporator. The concentrate was dispensed into a vial, and 15 μL was applied to HPLC-UV1200 series (Agilent Technologies, Inc.). As the column, a PBr column (Cosmosil PBr packed column, 4.6×250 mn, 5 μm, Nacalai Tesque, Inc.) was heated to 40° C. and used. Elution was performed in a binary gradient mode in which two types of mobile phases were gradually mixed, and water (C) and acetonitrile (D) were used as mobile phases. Gradient conditions and flow rates are listed in Table 2. A liquid eluted with only water at 16.1 to 18.0 minutes after the start of analysis was collected in a glass vial using a fraction collector. When the resolution, which is a value that indicates how far a peak is separated from adjacent peaks, is calculated for ergothioneine and selenoneine peaks, it is 4.16. was much higher. The entire crude selenoneine solution was subjected to HPLC, and the resulting fractions were combined and concentrated using a rotary evaporator. This was used as a purified selenoneine solution, which was adjusted to 200 μL with ultrapure water. FIG. 2 shows a UV (260 nm) chromatogram obtained when the selenoneine crude solution obtained in step 3 was subjected to a PBr column under the conditions described above. The shaded portion indicates the fraction containing selenoneine.
<工程5>セレノネインの分析
工程4で得られた精製セレノネイン溶液を、LC-ICP-MS、LC-PDA-MSで分析した。ICP-MSの分析条件は特許文献1及び非特許文献1を参考とした。すなわち、HPLCポンプ(Pu712,GLサイエンス株式会社)、サンプルインジェクター(9725i, Rheodyne 社)、カラムオーブン(C0631A、GLサイエンス株式会社)、ゲルろ過カラム (Ultrahydrogel 120,内径7.8mm×カラム長300mm,Waters Co.)、ICP-MS (ELAN DRCII,Perkin-Elmer社) を連結した装置に、0.1M酢酸アンモニウム水溶液を流速1.0 m Lで流した。カラムは0.1 M酢酸アンモニウム水溶液で平衡化し、カラムオーブンで40℃に加温して用いた。ICP-MSのダイナミックリアクションセル (DRC) 内に反応ガスとして酸素を導入し、硫黄-32の酸化物であるSO (分子量47.967) とセレン-80の酸化物であるSeO (分子量95.9114) をモニターした。
<Step 5> Analysis of Selenoneine The purified selenoneine solution obtained in Step 4 was analyzed by LC-ICP-MS and LC-PDA-MS. ICP-MS analysis conditions were referred to
LC-PDA-MS分析はLC-PDAシステムとしてUltimate 3000 (サーモフイッシヤーサイエンティフィック株式会社) システムを用い、カラム温度を30℃に保ったセミミクロカラムCosmosil PBr (内径2.0mm×150 mm、ナカライテスク株式会社) により、0.1%酢酸水溶液を流速0.3mL/minで流したアイソクラティック条件で、セレノネインを分析した。セレノネインの検出はUltimate 3000システム中のPDA検出器ならびにMSシステムとして飛行時間型質量分析計 micrOTOFQII (ブルカージャパン株式会社) で行なった。PDAによる検出は波長195~800 nmの吸収を検出し、セレノネインのイミダゾール環に由来する260nmの吸収をモニターした。MSによる検出は測定データからセレノネインの組成式 C9H15O2N3Seの[M+H]+であるm/z 278.0402を抽出した。 For LC-PDA-MS analysis, the Ultimate 3000 (Thermo Fisher Scientific Co., Ltd.) system was used as the LC-PDA system. Ltd.) analyzed selenoneine under isocratic conditions in which a 0.1% acetic acid aqueous solution was flowed at a flow rate of 0.3 mL/min. Selenoneine was detected using a PDA detector in the Ultimate 3000 system and a time-of-flight mass spectrometer micrOTOFQII (Bruker Japan Co., Ltd.) as an MS system. Detection by PDA detected absorption at wavelengths 195-800 nm and monitored absorption at 260 nm derived from the imidazole ring of selenoneine. Detection by MS extracted m/z 278.0402, which is [M+H] + of selenoneine's compositional formula C 9 H 15 O 2 N 3 Se, from the measurement data.
ICP-MSによる硫黄とセレンの同時分析により、セレノネインをエルゴチオネインから単離精製したことを確認した。すなわち、SOをモニターした分析で得られたクロマトグラムを示す図4では、図3に示される標準エルゴチオネインのピークはまったく見られず、SeOをモニターした分析で得られたクロマトグラムを示す図5では、明瞭なピークが見られた。
また、LC-MS分析の結果、濃縮前の精製セレノネイン溶液は単量体のセレノネインを含むことが確認できた。また、濃縮後の精製セレノネイン溶液を分析して得られたUVクロマトグラム (260nm、PBrカラム:図6) により、単量体のセレノネインの他に、微量の二量体のセレノネインが含まれていることが確認された。
Simultaneous analysis of sulfur and selenium by ICP-MS confirmed that selenoneine was isolated and purified from ergothioneine. That is, in FIG. 4, which shows the chromatogram obtained by the SO-monitored analysis, none of the standard ergothioneine peaks shown in FIG. 3 can be seen, and in FIG. , a distinct peak was observed.
As a result of LC-MS analysis, it was confirmed that the purified selenoneine solution before concentration contained monomeric selenoneine. In addition, according to the UV chromatogram (260 nm, PBr column: Fig. 6) obtained by analyzing the purified selenoneine solution after concentration, in addition to monomeric selenoneine, a trace amount of dimeric selenoneine is contained. was confirmed.
<工程6>セレノネインの定量と回収率の計算
工程4の方法で得られた精製セレノネイン溶液を、特許文献1の新規セレン含有化合物に記載の蛍光法により総セレン濃度を測定した。その結果、総セレン濃度は13.72mMであった。図5のICP-MSクロマトグラムの結果から、総セレン濃度とセレノネイン濃度は等しいため、精製セレノネイン溶液中のセレノネイン量は2.744μmolと計算された。
また、このサンプルの希釈溶液を定量用標準品として、工程2のセレノネイン含有エキス中のセレノネイン量を測定した。その結果、セレノネイン含有エキス中のセレノネイン量は4.59μmo1であった。これらの値から本精製法によるセレノネインの回収率を計算したところ、59.78%の回収率であった。
また、実施例1の工程3のHPLCと、工程5の0.1%酢酸アンモニウム水、Ultrahydrogel 120カラム、LC条件を用いて精製セレノネイン溶液の純度を260nmの吸収で測定したところ、純度は74.4%であった。この、精製セレノネイン溶液の分析で得られたUVクロマトグラムを図7に示す。
<Step 6> Quantification of Selenoneine and Calculation of Recovery Rate The total selenium concentration of the purified selenoneine solution obtained by the method of step 4 was measured by the fluorescence method described in
In addition, the amount of selenoneine in the selenoneine-containing extract in step 2 was measured using the diluted solution of this sample as a standard for quantitative determination. As a result, the amount of selenoneine in the selenoneine-containing extract was 4.59 μmo1. When the recovery rate of selenoneine by this purification method was calculated from these values, the recovery rate was 59.78%.
In addition, the purity of the purified selenoneine solution was measured by absorption at 260 nm using HPLC in step 3 of Example 1 and 0.1% ammonium acetate water, Ultrahydrogel 120 column, and LC conditions in step 5, and the purity was 74.4%. rice field. FIG. 7 shows a UV chromatogram obtained by analyzing this purified selenoneine solution.
<精製セレノネイン溶液の高純度化>
精製セレノネイン溶液をUltrahydrogel 120カラムによって高純度化した。実施例1の工程3で用いたHPLCと実施例2の0.1%酢酸アンモニウム水、Ultrahydrogel 120カラム、LC条件により、保持時間9.8から11.0分の溶出液をフラクションコレクターでガラスバイアルに回収した。79μLの精製セレノネイン溶液をHPLCに供し、溶出液を得た。溶出液をロータリーエバポレーターで50℃に加温しながら濃縮し、35μLの高純度精製セレノネイン溶液とした。実施例1の方法で高純度精製セレノネイン溶液の純度を測定したところ、純度は93.3%であった。この、高純度化セレノネイン溶液の分析で得られたUVクロマトグラムを図8に示す。図7のクロマトグラムに現れた不純物とみられるピークがなくなっているのが判る。また、このときの回収率は57.5%であった。
<High Purification of Purified Selenoneine Solution>
The purified selenoneine solution was purified by Ultrahydrogel 120 column. Using the HPLC used in Step 3 of Example 1 and the 0.1% aqueous ammonium acetate, Ultrahydrogel 120 column, and LC conditions of Example 2, the eluate with a retention time of 9.8 to 11.0 minutes was collected in a glass vial with a fraction collector. 79 μL of the purified selenoneine solution was subjected to HPLC to obtain an eluate. The eluate was concentrated while being heated to 50° C. using a rotary evaporator to obtain 35 μL of a highly purified selenoneine solution. When the purity of the highly purified selenoneine solution was measured by the method of Example 1, the purity was 93.3%. A UV chromatogram obtained by analyzing this highly purified selenoneine solution is shown in FIG. It can be seen that the peaks that appear as impurities in the chromatogram of FIG. 7 have disappeared. Moreover, the recovery rate at this time was 57.5%.
[比較例1]
実施例1において、PBrカラムに代えC6フェニルカラムを使用した以外は同じ条件で行い、得られた試料を分析した結果を図9に示す。
この結果から明らかなようにエルゴチオネインとセレノネインの保持時間はそれぞれ4.822分と5.214分であるが、ベース部分が重なっており分離はできていなかった。また、その差も0.4分、分離度は0.99であり、ピークの完全分離とは認められず、インジェクション量が増えれば分離が困難になることは明らかである。
[Comparative Example 1]
Example 1 was carried out under the same conditions except that a C6 phenyl column was used instead of the PBr column, and the results of analysis of the obtained samples are shown in FIG.
As is clear from these results, the retention times of ergothioneine and selenoneine were 4.822 minutes and 5.214 minutes, respectively, but their base portions overlapped and they could not be separated. Moreover, the difference was 0.4 minutes and the degree of resolution was 0.99, and it was not recognized that the peaks were completely separated.
[比較例2]
実施例1において、PBrカラムに代えC6カラムを使用し、その溶出に非特許文献1に記載される以下のグラジエント条件(表3参照)で実施し、得られた試料を分析した結果を図10に示す。
この結果から明らかなようにエルゴチオネインとセレノネインの保持時間はそれぞれ3.741分と4.079分であり分離はできているが、その差は0.3分、分離度は1.09しかなく、ピークの完全分離とは認められず、インジェクション量が増えれば分離が困難になることは明らかである。
[Comparative Example 2]
In Example 1, a C6 column was used instead of the PBr column, and the elution was performed under the following gradient conditions (see Table 3) described in
As is clear from this result, the retention times of ergothioneine and selenoneine are 3.741 minutes and 4.079 minutes, respectively, and separation is possible, but the difference is only 0.3 minutes, and the degree of resolution is only 1.09. However, it is clear that separation becomes more difficult as the amount of injection increases.
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