Development of long-term evaluation method for secondhand smoke exposure using nicotine and cotinine in hair and nails

• Project/Area Number: 16K09146
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Hygiene and public health
• Research Institution: Teikyo University
• Principal Investigator: YASUDA MAKOTO 帝京大学, 薬学部, 講師 (00361965)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2016: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 前処理 / 分離調節 / ニコチン / コチニン / HPLC / HILIC / 受動喫煙 / 分析科学

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to develop a long-term evaluation method for secondhand smoke exposure. Non-invasive hair and nail samples were used for nicotine and cotinine analysis. Nicotine and cotinine in hair or nail dissolved samples were extracted by pretreatment. The analysis was performed by HPLC with fluorometric detection and postcolumn UV-photoirradiation system.
Since some contaminants could not be removed by pretreatment, separation modes were investigated to improve separation from nicotine and cotinine, and HILIC mode with broad retention was selected.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

毛髪および爪を溶解した試料中には夾雑成分が大量に存在しているため、前処理として行う液液抽出では夾雑成分の混入が問題となった。そこで、液相の比重を調節して常に上層からピペットで吸引する方法を開発し、操作手順による混入を防止することに成功した。
また、HPLC条件のpHではニコチンは一価または二価の陽イオン、コチニンは一価の陽イオンまたは分子形であり、pHが光誘導体化反応の効率にも大きく影響していることが明らかとなった。光誘導体化反応については未解明の部分も多く、高感度検出のための条件検討において重要な知見が得られたものと考える。

Research Products

• [Presentation] ニコチンおよびコチニンの各種カラムによる分離検討（第2報） (2020)
  • Author(s): 八束 香奈江、佐藤 優、安田 誠、馬渡 健一、福内 友子、山岡 法子、金子 希代子、中込 和哉、奥 直人
  • Organizer: 第25回 LC & LC/MS テクノプラザ
• [Presentation] ニコチンおよびコチニンの各種カラムによる分離検討 (2019)
  • Author(s): 安田 誠, 佐藤 優, 馬渡 健一, 福内 友子, 山岡 法子, 金子 希代子, 中込 和哉, 奥 直人
  • Organizer: 日本薬学会 第139年会（千葉）
• [Presentation] HPLC 蛍光検出法による非侵襲試料中ニコチンおよびコチニンの同時分析法の開発 (2018)
  • Author(s): 安田誠、桐生茉穂、梅田夕佳、佐藤優、永村尚吾、馬渡健一、福内友子、山岡法子、金子希代子、中込和哉、奥直人
  • Organizer: 第31回 バイオメディカル分析科学シンポジウム（BMAS2018）
• [Presentation] DEVELOPMENT OF ANALYTICAL METHOD FOR NICOTINE AND COTININE IN NAIL SAMPLES BY HPLC (2018)
  • Author(s): Makoto Yasuda, Maho Kiryu, Yuuka Umeda, Yu Sato, Shogo Nagamura, Tomoko Fukuuchi, Noriko Yamaoka, Ken-ichi Mawatari, Kiyoko Kaneko, Kazuya Nakagomi, and Naoto Oku
  • Organizer: 国際トリプトファン研究会（ISTRY2018）
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 蛍光検出HPLC による非侵襲試料中ニコチンおよびコチニンの同時分析法の開発 (2018)
  • Author(s): 安田 誠、 梅田 夕佳、 桐生 茉穂、 髙橋 さやか、 馬渡 健一、 福内 友子、 山岡 法子、 金子 希代子、 中込 和哉
  • Organizer: 日本薬学会第138年会
• [Presentation] 毛髪中ニコチン及びコチニン分析における前処理法の検討 (2017)
  • Author(s): 髙橋さやか，高橋秀明，安田誠，馬渡健一，福内友子，山岡法子，金子希代子，中込和哉
  • Organizer: 第22回 LCテクノプラザ
  • Place of Presentation: 横浜情報文化センター（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2017-01-19
• [Presentation] 爪試料中ニコチン及びコチニンの光誘導体化HPLC 蛍光検出法による分離検討 (2017)
  • Author(s): 桐生 茉穂、髙橋 さやか、安田 誠、馬渡 健一、福内 友子、山岡 法子、金子 希代子、中込 和哉
  • Organizer: 第30回バイオメディカル分析科学シンポジウム (BMAS 2017)
• [Presentation] 爪試料中ニコチン及びコチニンのHPLC蛍光検出における前処理条件の検討 (2017)
  • Author(s): 梅田 夕佳、桐生 茉穂、髙橋 さやか、安田 誠、馬渡 健一、福内 友子、山岡 法子、金子 希代子、中込 和哉
  • Organizer: 新アミノ酸分析研究会第7回学術講演会
• [Presentation] 爪試料中ニコチン及びコチニンの光誘導体化HPLC蛍光検出法による分析 (2017)
  • Author(s): 安田 誠、梅田 夕任、桐生 業穂、髙橋 さやか、馬渡 健一、 福内 友子、山岡 法子、金子 希代子、中込 和哉
  • Organizer: 第38回日本トリプトファン研究会学術集会