生体分子解析学 2019/11/10 2019/11/10 機器分析 分光学 Ｘ線結晶構造解析 質量分析 熱分析 その他機器分析.

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1 生体分子解析学 2019/11/10 2019/11/10 機器分析 分光学 Ｘ線結晶構造解析 質量分析 熱分析 その他機器分析

2 アナウンス 今日の講義終了後から教室の清掃をします。荷物等は置かないように。
2019/11/10 アナウンス 今日の講義終了後から教室の清掃をします。荷物等は置かないように。 今日の午後5時から薬学部13号館、21号館、24号館を閉鎖しますので、大学には残らないように。 明日はOSCE本試験のため午後5時までは入館禁止です。

3 アナウンス２ 薬品分析学実習のレポートの残りを薬品分析学研究室(21号館7階）で返却します。
2019/11/10 アナウンス２ 薬品分析学実習のレポートの残りを薬品分析学研究室(21号館7階）で返却します。 来週月曜日以降に研究室前に並べておきますので、とりに来て下さい。

4 ジアステレオマー(diastereomer)の関係
ジアステレオマー＆エナンチオマー 2019/11/10 エナンチオマー (enantiomer) の関係 エナンチオマー (enantiomer) の関係 [α]D 20 -30.9° +30.2° -0.68° +0.69° ジアステレオマー(diastereomer)の関係

5 立体異性体 (ラセミ化) + ラセミ化 ラセミ体 鏡像異性体 (対掌体): エナンチオマー (enantiomer) 100% 50%
2019/11/10 鏡像異性体 (対掌体): エナンチオマー (enantiomer) + ラセミ化 100% 50% 50% 右旋性と左旋性が打ち消し合う 光学活性が失われる過程 旋光度α = 0° ラセミ体

6 変旋光 変旋光 変旋光について説明しなさい。 * * * * * * * * * * 不斉中心近傍（または不斉中心自体）に立体反転
2019/11/10 変旋光 変旋光について説明しなさい。 * * * * * * * * * * 不斉中心近傍（または不斉中心自体）に立体反転 立体異性体（ジアステレオマー又はエナンチオマー）生成 旋光度が変化 変旋光 注意：ブドウ糖に限った話ではない（でも有名）。

7 旋光分散（ORD） 旋光分散（ORD） 波長（λ1、λ2）に対する 旋光度（又は比旋光度）のプロット 単純曲線 異常分散
2019/11/10 旋光分散（ORD） 波長（λ1、λ2）に対する 旋光度（又は比旋光度）のプロット 旋光分散（ORD） 単純曲線 異常分散 (単調増加 or 単調減少) (コットン効果) 吸収帯前後で 正/負のバンド 吸収帯無し 吸収帯有り

8 円二色性（CD） 不斉中心近傍の発色団の吸収帯 UV 左右円偏光に対する吸光係数の差 λmax λmax 円二色性(CD) (正負あり)
2019/11/10 円二色性（CD） 不斉中心近傍の発色団の吸収帯 UV 左右円偏光に対する吸光係数の差 λmax λmax 円二色性(CD) (正負あり) CD ORD 負の コットン効果 正の コットン効果 紫外可視吸収帯有り

9 円二色性（CD）：応用 蛋白質 核酸 構造研究 出典：浜口浩三、武貞啓子 著 生物化学実験法6「蛋白質の旋光性」学会出版センター
2019/11/10 円二色性（CD）：応用 蛋白質 核酸 構造研究 出典：浜口浩三、武貞啓子 著 生物化学実験法6「蛋白質の旋光性」学会出版センター

10 演習 宿題 人生が充実している人と、そうでない人は、何が一番ことなるので しょうか？
2019/11/10 演習 人生が充実している人と、そうでない人は、何が一番ことなるので しょうか？ 宿題 (予習) Ｘ線を用いた薬剤化合物の解析にはどのような方法がある か答えなさい。またその方法で何が解るかについても説明しなさい。

11 Ｘ線分析法 Ｘ線吸収分光法 (XANES, EXAFS) 原子によるＸ線吸収を観測する分光法 蛍光Ｘ線分光法
2019/11/10 Ｘ線分析法 Ｘ線吸収分光法 (XANES, EXAFS) 原子によるＸ線吸収を観測する分光法 蛍光Ｘ線分光法 原子が発する蛍光Ｘ線 (低エネルギー(= 波長)) を観測 する分光法 Ｘ線結晶構造解析 Ｘ線回折を利用して、分子の　　　　　　　構造 (化学構 造ではない) を決定する手法 粉末Ｘ線回折法 結晶　　　　　　　を検出する手法。Ｘ線回折を利用して 結晶格子の違い (結晶相) を評価する手法。

12 Ｘ線分析法 Ｘ線吸収分光法 (XANES, EXAFS) 原子によるＸ線吸収を観測する分光法 蛍光Ｘ線分光法
2019/11/10 Ｘ線分析法 Ｘ線吸収分光法 (XANES, EXAFS) 原子によるＸ線吸収を観測する分光法 蛍光Ｘ線分光法 原子が発する蛍光Ｘ線 (低エネルギー(= 長 波長)) を観測 する分光法 長 Ｘ線結晶構造解析 Ｘ線回折を利用して、分子の　　三次元　　構造 (化学構 造ではない) を決定する手法 三次元 粉末Ｘ線回折法 結晶　　多形　　　を検出する手法。Ｘ線回折を利用して 結晶格子の違い (結晶相) を評価する手法。 多形

13 Ｘ線分析法 Ｘ線吸収分光法 (XANES, EXAFS) 原子によるＸ線吸収を観測する分光法 蛍光Ｘ線分光法
2019/11/10 Ｘ線分析法 Ｘ線吸収分光法 (XANES, EXAFS) 原子によるＸ線吸収を観測する分光法 蛍光Ｘ線分光法 原子が発する蛍光Ｘ線 (低エネルギー(= 長 波長)) を観測 する分光法 Ｘ線結晶構造解析 Ｘ線回折を利用して、分子の　　三次元　　構造 (化学構 造ではない) を決定する手法 粉末Ｘ線回折法 結晶　　多形　　　を検出する手法。Ｘ線回折を利用して 結晶格子の違い (結晶相) を評価する手法。

14 2019/11/10 Ｘ線回折とは 波の回折（波の干渉）：強め合う場合（位相がそろっている場合） ＋

15 2019/11/10 Ｘ線回折とは 波の回折（波の干渉）：弱め合う場合（逆位相の場合） ＋

16 Ｘ線回折とは Ｘ線回折はちょうど良い角度のときだけ起こる 出典：イメージから学ぶ構造解析法（第２版）定金豊 著、京都廣川書店
2019/11/10 Ｘ線回折とは Ｘ線回折はちょうど良い角度のときだけ起こる 出典：イメージから学ぶ構造解析法（第２版）定金豊 著、京都廣川書店

17 2019/11/10 Ｘ線回折とは 波の回折（波の干渉）：強め合う場合 θ θ

18 2019/11/10 Ｘ線回折とは 波の回折（波の干渉）：強め合う場合 θ θ θ 1波長のずれ 2波長のずれ 3波長のずれ

19 2019/11/10 Ｘ線回折とは 波の回折（波の干渉）：強め合う場合 θ θ θ d 1波長のずれ d = d sinθ 面間隔 d

20 Ｘ線回折とは 2d sinθ = nλ 波の回折（波の干渉）：強め合う場合 θ θ θ d d 波長×nのずれ ＋ = 2d sinθ
2019/11/10 Ｘ線回折とは 波の回折（波の干渉）：強め合う場合 2d sinθ = nλ θ θ θ d d 波長×nのずれ ＋ = 2d sinθ = nλ 面間隔 d

21 Ｘ線回折とは 2d sinθ = nλ nλ d = 2sinθ d = f(θ) 波の回折（波の干渉）：強め合う場合 θ θ
2019/11/10 Ｘ線回折とは 波の回折（波の干渉）：強め合う場合 2d sinθ = nλ 2sinθ nλ d = θ θ 面間隔d(分解能) は角度θの関数 θ d d = f(θ) d 面間隔 d = 分解能

22 2019/11/10 Ｘ線回折とは 回折X線 入射X線と回折 X線のなす角度 2θ 回折X線 θ d 面間隔 θ 入射X線

23 Ｘ線分析法 Ｘ線吸収分光法 (XANES, EXAFS) 原子によるＸ線吸収を観測する分光法 蛍光Ｘ線分光法
2019/11/10 Ｘ線分析法 Ｘ線吸収分光法 (XANES, EXAFS) 原子によるＸ線吸収を観測する分光法 蛍光Ｘ線分光法 原子が発する蛍光Ｘ線 (低エネルギー(= 長波長)) を観測 する分光法 Ｘ線結晶構造解析 Ｘ線回折を利用して、分子の三次元構造 (化学構造では ない) を決定する手法 粉末Ｘ線回折法 結晶多形を検出する手法。Ｘ線回折を利用して結晶格子 の違い (結晶相) を評価する手法。

24 Ｘ線結晶構造解析 回折点 格子状に並んでいる (厳密には逆空間中) 格子点 (h, k, l) で 各回折点を指定できる
2019/11/10 Ｘ線結晶構造解析 回折点 格子状に並んでいる (厳密には逆空間中) 格子点 (h, k, l) で 各回折点を指定できる 各回折点は固有の強度を有している X線回折データ 格子点 (h, k, l) の 回折(X線)強度 逆フーリエ変換（コンピュータによる計算） 電子密度 電子密度への原子の割当 = 三次元構造の決定

25 Ｘ線の散乱 Ｘ線を散乱させる本体： 電子 散乱Ｘ線は電子(電子密度) の情報を持っている。 入射Ｘ線 散乱Ｘ線 e−
2019/11/10 Ｘ線の散乱 Ｘ線を散乱させる本体： 電子 散乱Ｘ線は電子(電子密度) の情報を持っている。 入射Ｘ線 散乱Ｘ線 e− 散乱Ｘ線 = f(電子密度) y = f(x) yはxの関数の意

26 Ｘ線の散乱 y = f(x) Ｘ線回折 散乱Ｘ線の干渉 yはxの関数の意 Σ(散乱X線) 散乱X線を 足し合わせ るの意
2019/11/10 Ｘ線の散乱 y = f(x) Ｘ線回折 散乱Ｘ線の干渉 yはxの関数の意 Σ(散乱X線) 散乱X線を 足し合わせ るの意 Ｘ線を散乱させる本体： 電子 散乱Ｘ線 e− 入射Ｘ線 回折Ｘ線 入射Ｘ線 散乱Ｘ線 散乱Ｘ線 = f(電子密度) e− 回折Ｘ線 = Σ(散乱X線) 散乱Ｘ線 e− 入射Ｘ線 回折Ｘ線 = f1(電子密度) 電子密度 = f2 (回折Ｘ線) 即ち、

27 Ｘ線結晶構造解析 回折点 格子状に並んでいる (厳密には逆空間中) 格子点 (h, k, l) で 各回折点を指定できる
2019/11/10 Ｘ線結晶構造解析 回折点 格子状に並んでいる (厳密には逆空間中) 格子点 (h, k, l) で 各回折点を指定できる 各回折点は固有の強度を有している X線回折データ 格子点 (h, k, l) の 回折(X線)強度 逆フーリエ変換（コンピュータによる計算） 電子密度 電子密度への原子の割当 一次データ = 三次元構造の決定 (二次データ)

28 Ｘ線分析法 Ｘ線吸収分光法 (XANES, EXAFS) 原子によるＸ線吸収を観測する分光法 蛍光Ｘ線分光法
2019/11/10 Ｘ線分析法 Ｘ線吸収分光法 (XANES, EXAFS) 原子によるＸ線吸収を観測する分光法 蛍光Ｘ線分光法 原子が発する蛍光Ｘ線 (低エネルギー(= 長波長)) を観測 する分光法 Ｘ線結晶構造解析 Ｘ線回折を利用して、分子の三次元構造 (化学構造では ない) を決定する手法 粉末Ｘ線回折法 結晶多形を検出する手法。Ｘ線回折を利用して結晶格子 の違い (結晶相) を評価する手法。

29 結晶多形 (結晶相) とは 同一分子が結晶内で、異なる配置で並んだ結晶を作る現象 結晶A 結晶B 結晶相の異なる結晶では、結晶（即ち薬物）の
2019/11/10 結晶多形 (結晶相) とは 同一分子が結晶内で、異なる配置で並んだ結晶を作る現象 結晶A 結晶B 結晶相の異なる結晶では、結晶（即ち薬物）の 溶解速度が異なる！！！ バイオアベーラビリティ (腸管吸収速度等) に違いがでる！！！ 薬の化合物の重要な規格の一つ

30 粉末Ｘ線回折 2θ nλ d = 2sinθ 粉末微結晶 (多数) 360° あらゆる方向に回折 回折点が にならぶ 円周上
2019/11/10 粉末Ｘ線回折 2θ 粉末微結晶 (多数) 出典: Wikipedia 360° あらゆる方向に回折 回折点が　　　　　　にならぶ 円周上 元を正せば、単結晶の回折点 θ d 面間隔 2sinθ nλ d = 面間隔 d の情報 結晶格子の情報 結晶多形の確認

31 結晶多形とは nλ d = 2sinθ 同一分子が結晶内で、異なる配置で並んだ結晶を作る現象 結晶A 結晶B 結晶格子が変化 d d
2019/11/10 結晶多形とは 同一分子が結晶内で、異なる配置で並んだ結晶を作る現象 結晶A 結晶B 結晶格子が変化 d d 単位格子 単位格子 2sinθ nλ d = 面間隔 d が変化 角度θが変化 粉末X線の回折パターンの変化

32 演習 Ｘ線が結晶の格子面に対して下図のように角度θで入射し、角 度θで散乱（反射）している（前提条件）。
2019/11/10 演習 Ｘ線が結晶の格子面に対して下図のように角度θで入射し、角 度θで散乱（反射）している（前提条件）。 この時、角度 a, b が a = θ, b = 2θとなることを証明しなさい。 θ θ d a 面間隔 d b d

33 演習 角度 a, b が a = θ, b = 2θとなることを証明しなさい。 θとaに挟まれた角をcと すると
2019/11/10 演習 角度 a, b が a = θ, b = 2θとなることを証明しなさい。 θとaに挟まれた角をcと すると a + c = 90° eq.1 θ θ θ + c = 90° eq.2 c d a eq.1とeq.2の差をとると a + c = 90° d −) θ + c = 90° b d a − θ = 0° 即ち、 a = θ

34 演習 角度 a, b が a = θ, b = 2θとなることを証明しなさい。 b = θ + θ = 2θ θ θ d a d b θ θ
2019/11/10 演習 角度 a, b が a = θ, b = 2θとなることを証明しなさい。 θ θ d a d b θ θ b = θ + θ = 2θ θ d

35 宿題 以下の文章から読み取れることを書き出しなさい。 例）A氏が軽井沢でゴルフをする時はいつも、40人近い長野
2019/11/10 宿題 以下の文章から読み取れることを書き出しなさい。 例）A氏が軽井沢でゴルフをする時はいつも、40人近い長野 県警の警察官が警護に当たるのが常だった。 16歳の少年が郷里の新潟県から出稼ぎに上京したのは1934年 （昭和９年）のことだった。 余裕があれば以下の課題もやってみて下さい。 「定性(分析)」とはどのような分析かを説明しなさい（この 言葉の辞書の編集者になった気持ちで）。

36 2019/11/10

37 2019/11/10 Ｘ線回折とは 波の回折（波の干渉）：強め合う場合

38 2019/11/10 Ｘ線回折とは 波の回折（波の干渉）：強め合う場合