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分析困難な有用物質の含有量を簡便かつ高精度に測定できる技術の開発へ！
～量子化学計算を用いた超精密定量分析手法の確立～

 

HPC システムズ株式会社の 本田 康 計算化学シニアエキスパートと名城大学総合学術研究科／理工学部／疾患予防食科学研究センターの 本田 真己 准教授らのグループは、標準物質^注１）の取得が困難で定性および定量分析^注２）が難しいシス型カロテノイド^注３）について、量子化学計算^注４）を用いて超精密に分析できる技術を開発しました。本研究成果は、2024 年 10 月 19 日にElsevier 社が出版する国際学術誌の「Biochemical and Biophysical Research Communications」に掲載されました。

 

【本件のポイント】
・カロテノイド^注５）の主成分（トランス型カロテノイド^注６））より健康効果が高いとされる希少成分（シス型カロテノイド）の定量分析の高精度化および効率化の手法として、量子化学計算シミュレーションによる補正という新たな方法論を提案しました。

・シス型カロテノイドの精密な定量分析はこれまで非常に困難（数ヶ月以上かかることも珍しくありません）でしたが、本研究の手法ではこの分析がわずか30 分足らずの時間で完了します。

・従来のシス型カロテノイドの定量分析では、文献によっては誤差が100%近いことも珍しくありませんが、リコピン、β-カロチン、アスタキサンチンを用いた検証では、量子化学計算は平均誤差約2%の精度で実験結果を再現し、本研究の手法の信頼性の高さを示しました（図１）。

・今後、本研究の手法を用いて標準物質の取得が困難な化合物の分析精度向上への応用が期待されます。特に、この技術は機能性表示食品の栄養成分表示に影響を与える可能性がある（図2）他、医薬品・化粧品など幅広い分野に展開可能であり、産業界への大きなインパクトが期待されます。

 

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プレスリリース本文はこちら

https://www.meijo-u.ac.jp/news/asset/7a47eef2d3592a1d4a7cd425077e4c49.pdf

 

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EurekAlert!掲載（2024/12/6）

英文プレスリリースをEurekAlert!に掲載しました。

 

A quantum leap in carotenoid analysis: Speed and precision unlocked

A novel computational technique offers a faster, more accurate approach for measuring bioactive carotenoids, reducing error rates and analysis time

Researchers have advanced carotenoid analysis by using quantum chemical calculations based on density functional theory to refine data for lycopene, β-carotene, and astaxanthin isomers. This method accurately predicts UV-visible spectra and response factors, surpassing experimental challenges in analyzing unstable or hard-to-purify Z-isomers. The study highlights how computational chemistry can enhance quantitative and qualitative analysis of carotenoids, contributing to improved product labeling and greater consumer confidence in the food, cosmetics, and pharmaceutical industries.

 

https://www.eurekalert.org/news-releases/1067326

 

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