【課題】安定した分子膜を容易に作製することができるマイクロリアクタ及び分析システムを用いた抽出システム、抽出方法、タンパク質合成システム及びタンパク質合成方法を提供する。
【解決手段】逆ミセルによるマイクロ抽出システム（逆ミセル型マイクロリアクタ）による生体関連物質などの物質の正抽出及びリフォールディングを行うための正抽出部９１と、原料水溶液を回収するための原料回収部９２と、正抽出で抽出された生体関連物質などの物質の逆抽出を行うための逆抽出部９３と、逆ミセル溶液を循環するための循環部９５と、逆抽出で得られたそれぞれの抽出生成物を回収するための生成物回収部９４とを備える。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロチャンネルと、逆ミセル溶液を前記マイクロチャンネルに導入する第６の導入口と、物質を含む原料水溶液を前記マイクロチャンネルに導入する第７の導入口と、酸化還元剤、分子シャペロン、水、金属イオンを含む逆ミセル溶液を導入する第１０の導入口とを備え、前記マイクロリアクタ内で、前記逆ミセル溶液へ前記原料水相中の物質が正抽出され、もしくは抽出に伴う変性タンパク質のリフォールディングが行なわれる正抽出部と、
前記原料水溶液の回収もしくは再循環を行う原料回収部と、
マイクロチャンネルと、正抽出した逆ミセル溶液を前記マイクロチャンネルに導入する第１１の導入口と、回収水溶液を前記マイクロチャンネルに導入する第１２の導入口とを備え、前記マイクロリアクタ内で、前記正抽出した逆ミセル溶液から物質、あるいはリフォールディングされたタンパク質の逆抽出を行う逆抽出部と、
前記逆ミセル溶液を循環させる循環部と、
前記逆抽出された物質或いはリフォールディングされたタンパク質を回収する生成物回収部と
を備えることを特徴とする抽出システム。
【請求項２】
前記逆ミセルは少なくとも一種類以上の両親媒性分子からなる逆ミセルと、少なくとも一種類以上の両親媒性分子と少なくとも一種類以上の助界面活性剤、リガンド、リン脂質、糖脂質、コレステロール、タンパク質、スフィンゴ脂質、酸化還元種、細胞認識分子、受容体からなる混合型逆ミセルであることを特徴とする請求項１に記載の抽出システム。
【請求項３】
前記逆ミセルの中心に存在するウォータープールの中に、核酸関連物質、タンパク質がいずれか１つ、もしくはこれらが混在し、そこへ生体関連物質が取り込まれことを特徴とする請求項１に記載の抽出システム。
【請求項４】
前記変性タンパク質を含む逆ミセルのウォータープール中に酸化還元剤、分子シャペロン、金属イオンが取り込まれ、逆ミセルのウォータープール内で、タンパク質の立体構造および活性の回復を行うことを特徴とする請求項１に記載の抽出システム。
【請求項５】
前記逆抽出部は、回収水相のｐＨ或いは塩濃度を制御する分岐チャンネル、あるいは親水性有機溶媒を添加する分岐チャンネルを具備し、さらに、マイクロチャンネルの温度、圧力条件を制御する装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の抽出システム。
【請求項６】
マイクロチャンネルと、逆ミセル溶液を前記マイクロチャンネルに導入する第６の導入口と、物質を含む原料水溶液を前記マイクロチャンネルに導入する第７の導入口と、酸化還元剤、分子シャペロン、水、金属イオンを含む逆ミセル溶液を導入する第１０の導入口とを備え、前記マイクロリアクタ内で、前記逆ミセル溶液へ前記原料水相中の物質が正抽出され、もしくは抽出に伴う変性タンパク質のリフォールディングが行なわれるステップと、
前記原料水溶液の回収もしくは再循環を行うステップと、
マイクロチャンネルと、正抽出した逆ミセル溶液を前記マイクロチャンネルに導入する第１１の導入口と、回収水溶液を前記マイクロチャンネルに導入する第１２の導入口とを備え、前記マイクロリアクタ内で、前記正抽出した逆ミセル溶液から物質、あるいはリフォールディングされたタンパク質の逆抽出を行うステップと、
前記逆ミセル溶液を循環させるステップと、
前記逆抽出された物質或いはリフォールディングされたタンパク質を回収するステップと
を含むことを特徴とする抽出方法。
【請求項７】
細胞を供給する細胞供給系と、
無細胞液を生成する無細胞液生成系と、
アミノ酸を供給するアミノ酸供給系と、
核酸を供給する核酸供給系と、
エネルギ-を供給するエネルギ-供給系と、
タンパク質を合成する無細胞タンパク質合成系と、
請求項１に記載の抽出システムを用いて、前記無細胞タンパク質合成系で合成されたタンパク質の抽出或いはリフォールディングを行う抽出・リフォールディング系と、
前記無細胞タンパク質合成系から、もしくは前記抽出・リフォールディング系からＡＴＰを回収・再生するＡＴＰ再生系と、
前記無細胞タンパク質合成系から、もしくは前記抽出・リフォールディング系からタンパク質を回収するタンパク質回収系と
を備えることを特徴とするタンパク質合成システム。
【請求項８】
前記無細胞液生成系は、分子膜を備えるマイクロリアクタ内で、細胞と分子膜、特に脂質二分子膜との静電的、疎水的、親水的およびイオン的相互作用、バイオアフィニティーによる膜融合によって、もしくは分子膜に刺激を与えることによって、細胞内の小器官及び細胞質基質を抽出することを特徴とする請求項７に記載のタンパク質合成システム。
【請求項９】
前記無細胞タンパク質合成系は、分子膜を備えるマイクロリアクタ内でタンパク質を合成し、合成されたタンパク質は分子膜との静電的、疎水的、親水的およびイオン的相互作用、バイオアフィニティーによって、分子膜への付着、吸着、沈着、透過もしくは分子膜の中に取り込まれることで抽出し、タンパク質の凝集によるタンパク質の変性を避けることを特徴とする請求項７に記載のタンパク質合成システム。
【請求項１０】
前記タンパク質の抽出・リフォールディング系は、分子膜を備えるマイクロリアクタを用いて、タンパク質の抽出とリフォールディングを行うことを特徴とする請求項７に記載のタンパク質合成システム。
【請求項１１】
前記ＡＴＰ再生系は、分子膜を備えるマイクロリアクタにおいて、電気化学的反応、光電気化学反応、及び化学反応によってＡＴＰを再生することを特徴とする請求項７に記載のタンパク質合成システム。
【請求項１２】
無細胞液生成系へ細胞供給系から無細胞液を供給し、無細胞生成系において無細胞液を抽出・生成するステップと、
無細胞タンパク質合成系へ無細胞液生成系から無細胞液と、アミノ酸供給系からアミノ酸と、核酸供給系から核酸と、ＡＴＰ生成系からＡＴＰと、エネルギー供給系によるエネルギーを供給し、無細胞タンパク質合成系においてタンパク質を合成するステップと、
請求項１に記載の抽出システムを用いて、前記無細胞タンパク質合成系によって合成されたタンパク質を抽出とリフォールディングを行うステップと、
前記抽出・リフォールディング系からＡＴＰを回収・再生するステップと、
前記抽出・リフォールディング系によって生成されたタンパク質を回収するステップと
を含むことを特徴とするタンパク質合成方法。

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２０】

【図２１】

【図２２】

【図２３】

【図２４】

【図２５】

【図２６】

【図２７】

【図２８】

【図２９】

【図３０】

【図３１】

【図３２】

【図３３】

【図３４】

【図３５】

【図３６】

【図３７】

【図３８】

【図３９】

【図４０】

【図４１】

【図４２】

【図４３】

【図４４】

【図４５】

【図４６】

【図４７】

【図４８】

【図４９】

【図５０】

【図５１】

【図５２】

【図５３】

【図５４】

【図５５】

【図５６】

【図５７】

【図５８】

【公開番号】特開２００９−２２９５４（Ｐ２００９−２２９５４Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１５９９３（Ｐ２００８−２１５９９３）
【出願日】平成２０年８月２５日（２００８．８．２５）
【分割の表示】特願２００３−４３１３３６（Ｐ２００３−４３１３３６）の分割
【原出願日】平成１５年１２月２５日（２００３．１２．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】