スピントラッピング

Technique for isolating and observing short-lived free radical molecules

スピントラッピングは、化学^[1]および生物学^[2]において、電子常磁性共鳴（EPR）分光法を用いて短寿命フリーラジカルを検出・同定する分析技術である。EPR分光法は、フリーラジカルの不対電子などの常磁性種を検出する。しかし、ラジカルの半減期がEPRで検出するには短すぎる場合、スピントラップと呼ばれる化合物を用いてラジカル生成物と共有結合し、より安定した付加物を形成する。この付加物も、EPR分光法で検出可能な常磁性共鳴スペクトルを有する。^[3]短寿命ラジカルを検出するためのラジカル付加反応の利用は、1968年までに複数の独立したグループによって開発された。^[4]

スピントラップ

最も一般的に用いられるスピントラップは、α-フェニルN-tert-ブチルニトロン（PBN）と5,5-ジメチルピロリンN-オキシド（DMPO）である。より稀ではあるが、3,5-ジブロモ-4-ニトロソベンゼンスルホン酸（DBNBS）などのC-ニトロソスピントラップも用いられる。多くの場合、追加の超微細構造情報が得られるが、特異性は犠牲になる（多くの化合物がC-ニトロソ種に容易に非ラジカル的に付加され、その後、生成したヒドロキシルアミンが酸化されるため）。

5-ジイソプロポキシホスホリル-5-メチル-1-ピロリン-N-オキシド (DIPPMPO) スピントラッピングは、ミトコンドリアにおけるスーパーオキシド生成の測定に使用されています。

スピントラッピング分子の包括的なリストはIUPACによって管理されている。^[5]^{[検証失敗]}

ラジカル検出

スピントラッピングの一般的な方法としては、ニトロンスピントラップにラジカルを付加し、EPRを用いて検出可能なニトロキシド系持続性ラジカルであるスピン付加物を形成する方法があります。このスピン付加物は通常、捕捉された特定のフリーラジカルに特有のEPRスペクトル特性を示します。ラジカルの正体は、それぞれのスピン付加物のEPRスペクトルプロファイル（g値など）に基づいて推測できますが、最も重要なのは、関連する核の超微細結合定数です。捕捉されたラジカルの正体を明確に特定するには、ラジカルの親化合物の安定同位体置換を用いて、さらなる超微細結合を導入または変化させることがしばしば可能です。

進歩

ラジカル付加物（またはヒドロキシルアミンなどの生成物）は、EPR以外の検出法が適用できるほど安定していることが多い。ロンドン、ベルリン、フラムツォフのグループはNMRを用いてこのような付加物を研究し、ティミンズらはDBNBSトラッピングにおける電荷変化を利用してタンパク質付加物を単離し、研究に利用した。メイソンらのグループによる抗DMPO抗体の開発は大きな進歩であり、これによりスピントラッピング反応を簡便な免疫学的手法で研究することが可能となった。^[6]

参照

スピンラベル

参考文献

^ スピントラッピングコンセプト
^ 生物学におけるスピントラッピングの応用
^ スピントラッピング試薬
^ 5,5-ジメチル-1-ピロリン-N-オキシドによるスピントラッピングの化学的および速度論的評価、|FeIIIEDTA|−1と過酸化物の反応において、著者：Saunders, Frances Y. 1960- 出版：1990。この論文はarchive.orgからダウンロードでき、10ページでスピントラッピングの紹介を取り上げています。

1968 年に、スピントラッピングと呼ばれる特殊な手法が、短寿命ラジカルの検出と識別のために、いくつかの独立したグループ^12,16によって開発されました。この手法では、短寿命ラジカルを反磁性分子で捕捉して長寿命ラジカル種を形成します。この手法は EPR によって簡単に観察できます。これは、生化学的ラジカル過程の研究に広く使用されている、便利ですぐに応用できる手法です。
上記の上付き添え字の 12 と 16 は、それぞれ「Janzen, EG In Free Radicals in Biology, Vol. IV; Pryor, WA, Ed.; New York: Academic Press, 1980; p115」および「Janzen, EG, Accounts of Chemical Research, 1971, 4.,31」を参照しています。
^ IUPACによるスピントラップの詳細で構造化されたリスト
^ Proniewski (2018). 「Tgαq*44マウスの心不全進行における心筋細胞および冠動脈内皮細胞の酸化修飾の免疫スピントラッピング法による検出」Front Immunol. _access-date=2025年12月6日. 9938. doi : 10.3389 /fimmu.2018.00938 . PMC 5949515. PMID 29867936 .

外部リンク

ラジカル捕捉剤の合成と応用
フリーラジカル捕捉剤 NXY-059...
フリーラジカル捕捉剤 N-tert.-ブチル-アルファ-フェニルニトロン (PBN) ...
2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテンをラジカル捕捉剤として用いるフリーラジカル化学における新手法
ニトロソアルカンによるスピントラッピング：いくつかの光化学的に誘起される反応のメカニズム、Jan Willem Hartgerink

[1] スピントラッピングコンセプト

[2] 生物学におけるスピントラッピングの応用

[3] スピントラッピング試薬

[4] 5,5-ジメチル-1-ピロリン-N-オキシドによるスピントラッピングの化学的および速度論的評価、|FeIIIEDTA|−1と過酸化物の反応において、著者：Saunders, Frances Y. 1960- 出版：1990。この論文はarchive.orgからダウンロードでき、10ページでスピントラッピングの紹介を取り上げています。

1968 年に、スピントラッピングと呼ばれる特殊な手法が、短寿命ラジカルの検出と識別のために、いくつかの独立したグループ^12,16によって開発されました。この手法では、短寿命ラジカルを反磁性分子で捕捉して長寿命ラジカル種を形成します。この手法は EPR によって簡単に観察できます。これは、生化学的ラジカル過程の研究に広く使用されている、便利ですぐに応用できる手法です。
上記の上付き添え字の 12 と 16 は、それぞれ「Janzen, EG In Free Radicals in Biology, Vol. IV; Pryor, WA, Ed.; New York: Academic Press, 1980; p115」および「Janzen, EG, Accounts of Chemical Research, 1971, 4.,31」を参照しています。

[5] IUPACによるスピントラップの詳細で構造化されたリスト

[6] Proniewski (2018). 「Tgαq*44マウスの心不全進行における心筋細胞および冠動脈内皮細胞の酸化修飾の免疫スピントラッピング法による検出」Front Immunol. _access-date=2025年12月6日. 9938. doi : 10.3389 /fimmu.2018.00938 . PMC 5949515. PMID 29867936 .