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バイオマスナノ材料との親水性相互作用を利用した高性能バイオ分析システムの開発

Research Project

Project/Area Number 13J04430
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Analytical chemistry
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

川井 隆之  独立行政法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 研究員

Project Period (FY) 2013 – 2015-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Keywordsキャピラリー電気泳動 / マイクロ流体デバイス / バイオマスナノ材料 / 親水性相互作用 / オンライン試料濃縮 / バイオマス / ナノ材料
Outline of Annual Research Achievements

昨年度に引き続き, 開発したバイオマスナノ材料を用いる新規分離技術を用いた高性能バイオ分析システムの開発に従事した。昨年度開発した親水性相互作用動電クロマトグラフィー(HI-EKC)法は優れた分離法であるが, これを糖鎖やアミノ酸などの生体内親水性化合物の分析に適用するためには前処理法の改善が必須であった。そこで本年度は試料前処理技術, 特に単一細胞レベルの微量試料を簡単にハンドリングして高感度に検出可能な分析システムの構築に従事した。
単一細胞サイズの試料をフレキシブルかつ確実に捕集するため, 本研究ではマイクロマニピュレーターを用いて顕微鏡下でサンプリングを行った。この微量試料をメタノールなどで溶解してアミノ酸などの目的成分を抽出し, その後マイクロチューブ内でマイクロピペットを用いた溶液操作により誘導体化した。その後Stage Tip(固相抽出カラム)により脱塩精製を行った。これらの試料前処理操作により, pLオーダーのボリュームである試料はμLスケールまで大幅に希釈されてしまうため, 通常の分析法では大幅に感度が低下してしまう。そこで本研究ではキャピラリー電気泳動におけるオンライン試料濃縮法を用い, 試料をnL程度のスケールまで再濃縮するシステムを着想した。これによりマイクロチューブ内でのピペットワークという汎用性と, キャピラリー内試料再濃縮による感度維持を両立し, 汎用的かつ高感度な単一細胞分析システムを確立することに成功した。本システムは様々な試料に対応可能であり, 今後様々なプロジェクトへ応用していく予定である。

Research Progress Status

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Simple bilayer on-chip valves using reversible sealability of PDMS2015

    • Author(s)
      Hiroyuki Moriguchi, Takayuki Kawai, Yo Tanaka
    • Journal Title

      RSC Advances

    • Description
      (未定)(Just accepted)
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrophilic Interaction Electrokinetic Chromatography Using Bio-based Nanofillers2014

    • Author(s)
      Takayuki Kawai, Masato Watanabe, Kojiro Uetani, Yudai Fukushima, Kenji Sueyoshi, Takuya Kubo, Fumihiko Kitagawa, Hiroyuki Yano, Koji Otsuka
    • Journal Title

      Electrophoresis

      Volume: 35 Issue: 15 Pages: 2229-2236

    • DOI

      10.1002/elps.201300558

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Rotatable reagent cartridge for high-performance microvalve system on a centrifugal microfluidic device2013

    • Author(s)
      川井 隆之, 鳴石 奈穂子, 永井 秀典, 田中 喜秀, 萩原 義久, 吉田 康一
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 85 Issue: 14 Pages: 6587-6592

    • DOI

      10.1021/ac400667e

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On-line Sample Preconcentration by Large-volume Sample Stacking with an Electroosmotic Flow Pump (LVSEP) in Microscale Electrophoresis2013

    • Author(s)
      北川 文彦, 川井 隆之, 大塚 浩二
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 29 Issue: 12 Pages: 1129-1139

    • DOI

      10.2116/analsci.29.1129

    • NAID

      130004827317

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] How to analyze tiny biological samples : Microscale sampling, pretreatment, separation, and analysis2014

    • Author(s)
      Takayuki Kawai
    • Organizer
      JSPS bilateral program ETH-RIKEN joint seminar 2014
    • Place of Presentation
      Zurich, Switzerland
    • Year and Date
      2014-08-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of Enantiomeric Amino Acids in Biological Samples via Capillary Electrophoresis Coupled with Mass Spectrometry2014

    • Author(s)
      Takayuki Kawai, Stanislav S Rubakhin, Jonathan V Sweedler
    • Organizer
      AS-MS 2014
    • Place of Presentation
      Baltimore, USA
    • Year and Date
      2014-06-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Simple and High-Performance On-chip Bioanalysis2014

    • Author(s)
      Takayuki Kawai
    • Organizer
      Energy Materials Nanotechnology (EMN) Summer Meeting 2014
    • Place of Presentation
      Cancun, Mexico
    • Year and Date
      2014-06-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of Enantiomeric Amino Acids in Biological Samples via Capillary Electrophoresis Coupled with Laser-induced Fluorescence and Mass Spectrometry2014

    • Author(s)
      川井 隆之, 太田 亘俊, Jonathan V Sweedler
    • Organizer
      Pittcon 2014
    • Place of Presentation
      Chicago, USA
    • Year and Date
      2014-03-06
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of rotatable reagent cartridge for high-performance microvalve system on a centrifugal microfluidic device2013

    • Author(s)
      川井 隆之, 鳴石 奈穂子, 永井 秀典, 田中 喜秀, 萩原 義久, 吉田 康一
    • Organizer
      The 17th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciencesa
    • Place of Presentation
      Freiburg, Germany
    • Year and Date
      2013-10-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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