UC-II® 未変性II型コラーゲンの機能性食品および飲料加工中の保持に関する研究 学術背景 コラーゲンは、食品および飲料業界で広く使用され、製品の栄養価と健康効果を向上させるために利用されています。特に、UC-II®未変性II型コラーゲンは、関節健康への潜在的な利点から注目を集めています。しかし、食品および飲料の加工過程は通常、高温、酸性またはアルカリ性環境を含み、これらの条件はコラーゲンの品質と生体活性に影響を与える可能性があります。したがって、異なる加工条件下での未変性II型コラーゲンの安定性を理解することは、機能性食品および飲料の開発を最適化する上で非常に重要です。 この研究では、UC-II®未変性II型コラーゲンが様々な機能性食品および飲料プロトタイプの加工中にどの程度保持されるか...

機能化されたカーボンドットを用いた染料汚染物質検出の高パフォーマンスSERS研究 学術的背景 染料分子は日常生活において重要な役割を果たしていますが、その使用に伴う環境汚染問題は無視できません。その中でも、マラカイトグリーン（Malachite Green, MG）は発がん性、催奇性、変異原性を持つトリフェニルメタン系染料です。MGは水産養殖において魚類の真菌や寄生虫感染の治療に広く使用されていますが、その高い毒性と残留性の問題から、多くの国で使用が禁止されています。しかし、現在の市場には安価で効果的な代替品が不足しているため、MGの使用は完全には停止されていません。複雑な生物環境における微量存在を監視するために、高感度かつ高選択性の検出技術が緊急に必要とされています。 従来の検出方法、例え...

天然青色色素の金属フリー生産：アントシアニンとタンパク質相互作用の新発見 学術的背景 健康や天然食品成分に対する消費者の関心が高まる中で、天然色素の需要も増加しています。しかし、天然青色色素の源は極めて少なく、その生産は大きな課題に直面しています。現在、食品工業は主に合成青色色素に依存していますが、合成色素は健康への潜在的なリスクがある可能性があります。そのため、安全で安定した天然青色色素の開発は食品科学分野における重要な研究テーマとなっています。アントシアニン（Anthocyanins, Acns）は植物界で一般的な色素であり、オレンジ色から紫色まで多様な色を呈します。しかし、体外環境では、特に中性またはアルカリ性条件下で、アントシアニンの青色は不安定で退色しやすいです。 従来、アントシア...

微量分析物のリアルタイム検出のための分子アンテナ強化光熱分光技術 学術的背景 環境や安全モニタリングにおいて、リアルタイムで高選択性かつ高感度に微量の気態化合物を検出することは重要な課題です。特に、全フッ素および多フッ素アルキル物質（PFAS）のような新興環境汚染物質の大気中の選択的検出の必要性が高まっています。従来のマイクロ/ナノセンサープラットフォームは感度の点で潜在能力を持っていますが、表面積が小さく、化学的選択性が低く、応答時間が長いため、リアルタイム検出のニーズを満たすことが困難です。光熱分光技術は、中赤外分光の高選択性とマイクロエレクトロメカニカルシステム（MEMS）センサーの高熱感度を組み合わせ、高選択的な検出方法を提供します。しかし、マイクロ/ナノセンサーの表面積が限られてい...

二次元相関赤外分光法技術を用いた新規サンドイッチ型タングステン酸化物クラスター化合物の識別 背景紹介 ポリオキソメタレート（Polyoxometalates, POMs）は、酸素配位結合によって遷移金属イオンを繋いだ金属-酸素クラスター化合物であり、触媒、光学、医療、磁気学など様々な分野で重要な応用価値を持っています。しかしながら、多様で複雑な構造を有するため、POM分子の分光特性はしばしば類似しており、その特性化および区別は困難を伴います。特に、単結晶X線回折法（Single Crystal X-ray Diffraction, SC-XRD）は解析に高品質な単結晶を必要とするため、多くのポリオキソメタレート化合物の合成において大きな課題となっています。 これまでの研究では、二次元相関分光...

背景と研究課題 金原子ナノクラスター（atomic gold nanoclusters, AuNCs）は、その粒径が通常2ナノメートルを超えず、優れた光物理特性を持つことから、生物医学、触媒、センサーなどの分野で近年大きな注目を集めています。これらの特性には、優れた触媒活性、調整可能な光発光、生体適合性、および無毒性などが含まれます。しかし、近赤外（near-infrared, NIR）発光プローブとしての応用研究で一定の進展が見られる一方で、この分野にはいまだ多くの課題が存在します。特に、NIR発光特性を持つ新型金ナノクラスターの設計と合成は困難です。また、発光性能に影響を与える要因は複雑で、粒子サイズ、表面リガンド、金属組成などの要因が密接に関連しています。 近年、「抗電鍍反応（anti...

微小流体チップを用いた自動化胚胎性決定技術 学術的背景 卵用鶏の養鶏業において、ふ化直後に雄性ヒナを殺処分するというのは一般的な慣行です。雄性ヒナは卵を産むことができず、また高品質な肉を提供できないためです。毎年、EUでは約3億7200万羽の雄性ヒナがふ化後に殺処分されています。この慣行は動物福祉や倫理的な問題を引き起こし、ドイツ、フランス、イタリアなどの複数のヨーロッパ諸国ではこの行為を禁止する法律が制定されました。この問題を解決するために、胚胎性決定（in ovo sexing）が最も有望な代替案とされています。しかし、現在の胚胎性決定技術は高精度（>98%）、低コスト、胚への干渉の軽減、すべての卵殻の色への適用性、そして毎時2万個を超える卵の処理という要求をすべて満たすことはできていま...

持続的なレボドパモニタリングのための工学的直接電子移動酵素の開発 背景紹介 パーキンソン病（Parkinson’s Disease, PD）は、黒質のドーパミン作動性ニューロンの喪失と、神経細胞内でα-シヌクレインが凝集したレビー小体が広く分布することを特徴とする、世界中で数百万人に影響を与える慢性的な神経変性疾患です。レボドパ（levodopa）はPD治療における主要な薬剤であり、運動症状を緩和する効果がありますが、その治療ウィンドウが非常に狭いため、不適切な投与は吐き気や運動障害、または症状再発といった深刻な副作用につながる可能性があります。この問題は、リアルタイムでのレボドパモニタリングの必要性を一層高める要因となっています。しかし、現在の技術では、レボドパを高感度かつ高特異的に検出す...

ミルベマイシンオキシム薬物中の3つの新規異性体不純物の分離と同定 学術的背景 ミルベマイシン（Milbemycins）は、ストレプトマイセス（Streptomyces）によって生成される16員環マクロライド系化合物の一種で、強力な抗寄生虫および殺虫活性を持ちながら、哺乳類に対する毒性は低い。ミルベマイシンおよびその誘導体は、農業および獣医学分野でさまざまな昆虫や寄生虫の制御に広く使用されている。ミルベマイシンオキシム（Milbemycin Oxime, MO）は、ミルベマイシンA3およびA4の酸化およびオキシム化反応によって調製される半合成製品であり、1990年に初めて市場に登場して以来、主に犬のフィラリア症の予防および他の内部寄生虫の制御に使用されている。 しかし、天然化合物から半合成され...

イリジウム(III)溶媒錯体を自己報告型光増感剤として光治療効果のモニタリングに利用 学術的背景 がんは世界における死亡率の主要な原因の一つであり、患者の生活の質に深刻な影響を与えています。近年、光線力学療法（Photodynamic Therapy, PDT）は、非侵襲性、高い特異性、制御性、および高い時空間精度を持つことから、がん治療において注目を集めている技術です。PDTは、光増感剤（Photosensitizers, PSs）を使用して光照射下で高細胞毒性を持つ活性酸素種（Reactive Oxygen Species, ROS）を生成し、がん細胞の死を誘導します。しかし、従来の光増感剤は通常「常時オン」の蛍光信号を持つため、PDTプロセス中に治療効果をリアルタイムでモニタリングする...