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Accurate measurement of natural toxins in body fluids using deuterated standards and search of specific markers for the rapid diagnosis

Research Project

Project/Area Number 18H03064
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 58040:Forensics medicine-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Ishii Akira  名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (30252175)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高橋 秀依  東京理科大学, 薬学部薬学科, 教授 (10266348)
林 由美  名古屋大学, 医学系研究科(保健), 講師 (30632707)
財津 桂  名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (30700546)
妹尾 洋  愛知医科大学, 医学部, 教授 (50236113)
小川 匡之  愛知医科大学, 医学部, 講師 (50559937)
草野 麻衣子  名古屋大学, 環境医学研究所, 特任助教 (60733574)
名取 雄人  名古屋大学, 医学系研究科, 助教 (80610104)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Keywords法医学 / 法中毒 / 質量分析 / タンデム質量分析 / 自然毒 / 法中毒学 / マルチオミクス / 自然読 / 質量分析計
Outline of Final Research Achievements

The purpose of the present study is to develop methods for sensitive identification and precise quantification of natural toxins in human biological specimens using deuterium labeled natural toxins by deuterium exchange reactions. Although we have not obtained deuterium labeled natural toxins, we have developed two methods for screening, identifying and quantification natural toxins in human biological specimens: a screening system for 56 natural toxins by liquid chromatography-quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry (LC-QTOFMS), and a sensitive quantification method for 12 plant toxins by LC-tandem mass spectrometry, combined with simple solid-phase extraction.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

自然毒中毒は、事故、自殺、他殺のいずれにおいても原因物質となり得るため、法医学的に重要な物質である。しかし、これら化合物は複雑な構造を有し、極めて低い濃度で作用を発現するものも多いため、ヒト試料からの同定、定量は困難であることが多い。同様に、救急医療などの分野においても、これら自然毒の診断は重要であるものの、上記の理由により診断はしばしば困難である。今回、我々は、56種類の自然毒のスクリーニングシステム及び、12種類の植物毒の迅速高感度分析法を開発した。これらの分析法は、法医学のみならず、救急医学や環境医学等、幅広い分野に応用可能であり、学術的、社会的な意義は大きい。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 3 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] A simple method for the determination of glyphosate, glufosinate and their metabolites in biological specimen by liquid chromatography/tandem mass spectrometry (LC/MS/MS): An application for forensic toxicology2021

    • Author(s)
      Ohhara T, Yoshimoto T, Natori Y, Ishii A
    • Journal Title

      Nagoya Journal of Medical Science

      Volume: 83

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  • [Journal Article] A highly sensitive quantification method for 12 plant toxins in human serum using liquid chromatography tandem mass spectrometry with a quick solid-phase extraction technique2021

    • Author(s)
      Masaru Taniguchi, Tomiaki Minatani, Hitoshi Miyazaki, Hitoshi Tsuchihashi, Kei Zaitsu
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis

      Volume: 192 Pages: 113676-113676

    • DOI

      10.1016/j.jpba.2020.113676

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  • [Journal Article] Desflurane and sevoflurane concentrations in blood passing through the oxygenator during cardiopulmonary bypass: a randomized prospective pilot study2020

    • Author(s)
      Tamura T, Mori i, Ishii A, Ando M, Kubo Y, Nishiwaki K
    • Journal Title

      Journal of Anesthesia

      Volume: 34 Issue: 6 Pages: 904-911

    • DOI

      10.1007/s00540-020-02844-1

    • NAID

      40022438481

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  • [Journal Article] 労働現場で発生したトルエン中毒による死亡の二事例2020

    • Author(s)
      石井 晃, 名取 雄人
    • Journal Title

      産業医学ジャーナル

      Volume: 43 Pages: 32-35

    • NAID

      40022361907

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  • [Journal Article] Development and application of a forensic toxicological library for identification of 56 natural toxic substances by liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry2020

    • Author(s)
      Ogawa T, Zaitsu K, Kokaji T, Suga K, Kondo F, Iwai M, Suzuki T, Ishii A, Seno H
    • Journal Title

      Forensic Toxicology

      Volume: 38 Issue: 1 Pages: 232-242

    • DOI

      10.1007/s11419-019-00506-w

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  • [Journal Article] Development of “Quick-DB forensic”: A total workflow from QuEChERS-dSPE method to GC?MS/MS quantification of forensically relevant drugs and pesticides in whole blood2019

    • Author(s)
      Kusano M, Sakamoto K, Natori Y, Miyagawa H, Tsuchihashi H, Ishii A, Zaitsu K
    • Journal Title

      Forensic Science International

      Volume: 300 Pages: 125-135

    • DOI

      10.1016/j.forsciint.2019.03.048

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  • [Journal Article] Optimal inter-batch normalization method for GC/MS/MS-based targeted metabolomics with special attention to centrifugal concentration2019

    • Author(s)
      Kei Zaitsu, Saki Noda, Tomomi Ohara, Tasuku Murata, Shinji Funatsu, Koretsugu Ogata, Akira Ishii, Akira Iguchi
    • Journal Title

      Analytical and Bioanalytical Chemistry

      Volume: 411 Issue: 26 Pages: 6983-6994

    • DOI

      10.1007/s00216-019-02073-w

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  • [Journal Article] Metabolome analysisof the serotonin syndrome rat model: abnormal muscular contraction is relatedto metabolic alterations and hyper-thermogenesis2018

    • Author(s)
      Kei Zaitsu*, Saki Noda, Akira Iguchi, Yumi Hayashi, Tomomi Ohara, YuyaKimura, Yuta Koketsu, Tomoko Kosaki, Maiko Kusano, Takako Sato, TetsuyaIshikawa, Hitoshi Tsuchihashi, Koichi Suzuki, Akira Ishii.
    • Journal Title

      Life Sciences

      Volume: 207 Pages: 550-561

    • DOI

      10.1016/j.lfs.2018.06.031

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  • [Journal Article] Fatal intoxication by 5F-ADB and diphenidine: Detection, quantification, and investigation of their main metabolic pathways in humans by LC/MS/MS and LC/Q-TOFMS2018

    • Author(s)
      Kusano Maiko、Zaitsu Kei、Taki Kentaro、Hisatsune Kazuaki、Nakajima Jun'ichi、Moriyasu Takako、Asano Tomomi、Hayashi Yumi、Tsuchihashi Hitoshi、Ishii Akira
    • Journal Title

      Drug Testing and Analysis

      Volume: 10 Issue: 2 Pages: 284-293

    • DOI

      10.1002/dta.2215

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  • [Journal Article] In Vivo Real-Time Monitoring System Using Probe Electrospray Ionization/Tandem Mass Spectrometry for Metabolites in Mouse Brain2018

    • Author(s)
      Zaitsu Kei、Hayashi Yumi、Murata Tasuku、Yokota Kazumi、Ohara Tomomi、Kusano Maiko、Tsuchihashi Hitoshi、Ishikawa Tetsuya、Ishii Akira、Ogata Koretsugu、Tanihata Hiroshi
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 90 Issue: 7 Pages: 4695-4701

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.7b05291

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-throughput determination of valproate in human samples by modified QuEChERS extraction and GC-MS/MS2018

    • Author(s)
      Mizuno Shun、Lee Xiao-Pen、Fujishiro Masaya、Matsuyama Takaaki、Yamada Miho、Sakamoto Yuki、Kusano Maiko、Zaitsu Kei、Hasegawa Chika、Hasegawa Iwao、Kumazawa Takeshi、Ishii Akira、Sato Keizo
    • Journal Title

      Legal Medicine

      Volume: 31 Pages: 66-73

    • DOI

      10.1016/j.legalmed.2018.01.002

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  • [Presentation] The road not taken: my career as a forensic pathologist and a forensic toxicologist2020

    • Author(s)
      Ishii A
    • Organizer
      The International Association of Forensic Toxicologists
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  • [Presentation] ロボットアームによる頸部圧迫の一例2020

    • Author(s)
      石井 晃,吉本 高士,山本 敏充,財津 桂,名取 雄人
    • Organizer
      第104次日本法医学会学術全国集会
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  • [Presentation] 吸血した蚊からの吸血後の時間経過推定及び STR 型分析による個人識別(第 2 報)2020

    • Author(s)
      山本 敏充,吉本 高士,原 正昭,永井 淳,石井 晃
    • Organizer
      第104次日本法医学会学術全国集会
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  • [Presentation] Comparison of internal standards for determining glyphosate, glufosinate and their metabolites in human Plasma by LC-MS/MS2019

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      Ishii A, Zaitsu K, Natori Y,Tsuchihashi H
    • Organizer
      The 57th Annual Meeting of The International Association of Forensic Toxicologists
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  • [Presentation] QuEChERS 抽出と GC-MS/MS を用いたヒト体液中ジフェンヒドラミンのハイスループット分析法2019

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      藤城雅也 李 暁鵬 橋本茉莉 柿 佑樹 長谷川智華 長谷川巌 石井 晃 熊澤武志 佐藤啓造 松山高明
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      第103次日本法医学会学術全国集会
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  • [Presentation] 自動前処理装置 ATLAS と高感度 LC-MS/MS を用いた「全自動血中農薬分析システム」の構築2019

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      丸地正人 松本謙吾 石丸麗子 地中 啓 三木昭宏 片木宗弘 名取雄人 土橋 均 財津 桂 石井 晃
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  • [Presentation] Microflow-LC/MS/MS および Micro volume QuEChERS による極少量血液を用いた薬物の分析2019

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      松本 謙吾, Levi Mikael, 井本 英志, 名取 雄人, 土橋 均, 石井 晃, 小倉 泰郎, 財津 桂
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      大原 倫美, 土屋 弥月, 井口 亮, 林 由美, 中山 浩, 牧野 宏章, 土橋 均, 石井 晃, 高橋 秀依, 財津 桂
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      日本法中毒学会 第38年会
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      谷口 賢, 石丸 麗子, 地中 啓, 三木 昭宏, 片木 宗弘, 土橋 均, 石井 晃, 宮崎 仁志, 財津 桂
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      日本法中毒学会 第38年会
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  • [Presentation] 自動前処理装置「ATLAS-LEXT」を用いたヒト血清からの高等植物由来毒 性成分スクリーニング法の構築2019

    • Author(s)
      谷口 賢, 石丸 麗子, 地中 啓, 三木 昭宏, 片木 宗弘, 土橋 均, 石井 晃, 宮崎 仁志, 財津 桂
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  • [Presentation] PESI/MS/MS を用いた内因性代謝物 40 成分のリアルタイム・モニタリ ング法の構築2019

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      大原 倫美, 深山 雄大, 近藤 健太, 村田 匠, 船津 慎治, 土橋 均, 石井 晃, 緒方 是嗣, 財津 桂
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  • [Presentation] マルチオミクス解析への応用を目指したマウス大脳からのメタボローム・RNA同時抽出法の構築.2018

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  • [Presentation] NMDA受容体アンタゴニストによるCB1受容体アゴニスト由来異常行動の増強効果と性差 -マウス大脳メタボローム解析による検討-.2018

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      土屋 弥月、井口 亮、林 由美、中山 浩、大原 倫美、牧野 宏章、土橋 均、石井 晃、高橋 秀依、財津 桂.
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  • [Presentation] 自動前処理装置「ATLAS」とLC/Q-TOFMSを用いた肝臓中薬物スクリーニング法の構築2018

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      松本 謙吾、財津 桂、草野 麻衣子、三浦 仁美、篁 直樹、渡邊 勉、石丸 麗子、地中 啓、片木 宗弘、三木 昭宏、土橋 均、石井 晃.
    • Organizer
      第43回日本医用マススペクトル学会年会
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  • [Presentation] GC-MS/MSを用いたメタボローム解析におけるバッチ間データ補正法の検討.2018

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      野田 沙樹、林 由美、井口 亮、大原 倫美、土橋 均、石井 晃、財津 桂.
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  • [Presentation] 探針エレクトロスプレーイオン化タンデム質量分析(PESI/MS/MS)を用いたin vivoリアルタイム・モニタリングシステムの構築.2018

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      林 由美、財津 桂、村田 匡、土橋 均、石井 晃、緒方 是嗣、石川 哲也.
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  • [Presentation] Determination of glyphosate and glufosinate in human plasma by UPLC-MS-MS2018

    • Author(s)
      Akira Ishii, Kei Zaitsu, Maiko Kusano, Hitoshi Tuchihashi
    • Organizer
      The International Association of Forensic Toxicologists 2018
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    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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