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High Performance Analysis of Biomacromolecules by combining organogel electrophoresis and on-line sample preconcentration techniques

Research Project

Project/Area Number 18K05162
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

Kitagawa Fumihiko  弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (20362452)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords分離分析 / チップ分析 / 電気泳動分析 / オンライン試料濃縮 / グラジエント溶離 / キャピラリーゲル電気泳動 / 生体高分子 / マイクロチップ電気泳動 / マイクロ・ナノデバイス
Outline of Final Research Achievements

By combining LVSEP-FASI, which can concentrate target analytes both in a whole capillary and supplied from a sample reservoir, and NACGE based on organogel, a highly efficient enrichment up to 141000-fold improvement was achieved in 80% methanol-20% DMSO system. It was found that, on the other hand, gradient elution in NACGE can be attained for cations and anions by migrating amines and boric acids, respectively, from the detector sides. Therefore, separation analyses combining highly sensitive LVSEP-FASI-NACGE and highly effective gradient elution in NACGE can be performed in CE and MCE.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

LVSEP-FASI-NACGEにおいて,80%メタノール-20%DMSO系で141000倍の高効率な濃縮を達成できた。これはポリマーおよび20%DMSOの添加により泳動液の粘性が適度に上昇したことやEOFが効果的に抑制されたことを反映して,試料のピーク広がりが抑制されたために,高い濃縮率が得られたものと考えられる。一方,グラジエント溶離において,DMSO系ではグラジエントにより泳動時間が大きく短縮されたのに対し,水系では全く変化しなかった。これはDMSO系では効果的な水素結合により粘性が変化するのに対して,水系では強い溶媒和によりグラジエント剤との水素結合が働かないことに起因している。

Report

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

    (23 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] LVSEP Analysis of Cationic Analytes in Cationic Polymer-Coating Microchannel Prepared by Vacuum-Drying Method2021

    • Author(s)
      KITAGAWA Fumihiko、NIIMIYA Yuka、NUKATSUKA Isoshi
    • Journal Title

      CHROMATOGRAPHY

      Volume: 42 Issue: 2 Pages: 109-114

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2021.008

    • NAID

      130008061752

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • Year and Date
      2021-06-20
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nonaqueous capillary gel electrophoretic analysis of metal nanoclusters in polymeric?DMSO?Li + systems2020

    • Author(s)
      Kitagawa Fumihiko、Ohashi Mika、Naraoka Reo、Kondo Haruna、Kudo Naotsugu、Okazaki Masaaki、Nukatsuka Isoshi
    • Journal Title

      ELECTROPHORESIS

      Volume: 41 Issue: 16-17 Pages: 1400-1404

    • DOI

      10.1002/elps.202000099

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] LVSEP Analysis of Cationic Analytes in Non-Aqueous Capillary Electrophoresis2019

    • Author(s)
      KITAGAWA Fumihiko、OSANAI Osamu、NUKATSUKA Isoshi
    • Journal Title

      CHROMATOGRAPHY

      Volume: 40 Issue: 2 Pages: 79-82

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2019.008

    • NAID

      130007676153

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • Year and Date
      2019-06-20
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Highly sensitive analysis in capillary electrophoresis using large-volume sample stacking with an electroosmotic flow pump combined with field-amplified sample injection2019

    • Author(s)
      Kitagawa, F.; Wakagi, S.; Takegawa, Y.; Nukatsuka, I.
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 35

    • NAID

      130007689326

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On-line sample preconcentration by polarity switching in floating electrode-integrated microchannel2019

    • Author(s)
      Kitagawa Fumihiko、Tanigawa-Joh Kana、Terashita Satomi、Fujiki Ryohei、Nukatsuka Isoshi、Sueyoshi Kenji、Otsuka Koji
    • Journal Title

      ELECTROPHORESIS

      Volume: 40 Issue: 18-19 Pages: 2478-2483

    • DOI

      10.1002/elps.201800501

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sample Preconcentration Protocols in Microfluidic Electrophoresis2018

    • Author(s)
      Kitagawa Fumihiko、Otsuka Koji
    • Journal Title

      Methods in Molecular Biology

      Volume: 1906 Pages: 65-78

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8964-5_4

    • ISBN
      9781493989638, 9781493989645
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ポリマー/DMSO/Li+系における非水系キャピラリーゲル電気泳動法の開発2020

    • Author(s)
      北川文彦
    • Organizer
      第31回クロマトグラフィー科学会議
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      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Developmemnt of non-aqueous capillary gel electrophoresis in polymeric-DMSO-Li+systems2020

    • Author(s)
      北川文彦
    • Organizer
      令和2年度化学系学協会東北大会
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    • Invited
  • [Presentation] LVSEP-FASI法による非水系キャピラリーゲル電気泳動の高感度化2020

    • Author(s)
      北川文彦
    • Organizer
      日本分析化学会第69年会,
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] LVSEP-FASI法による非水系キャピラリー電気泳動の高感度化2020

    • Author(s)
      北川文彦
    • Organizer
      第27回クロマトグラフィーシンポジウム
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] LVSEP-FASI法による生体分子の高感度マイクロチップ電気泳動分析2020

    • Author(s)
      北川文彦
    • Organizer
      第27回クロマトグラフィーシンポジウム
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] グラジエント溶離-非水系キャピラリーゲル電気泳動分析によるアニオン性金属錯体分析2019

    • Author(s)
      北川文彦
    • Organizer
      第30回クロマトグラフィー科学会議
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Analysis of Anionic Metal Complexes by Gradient Elution-Non-aqueous Capillary Gel Electrophoresis2019

    • Author(s)
      Fumihiko Kitagawa
    • Organizer
      HPLC2019 Kyoto
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] グラジエント溶離-非水系キャピラリーゲル電気泳動法の開発2019

    • Author(s)
      北川文彦
    • Organizer
      第39回キャピラリー電気泳動シンポジウム
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 非水系マイクロチップ電気泳動-LVSEP法によるカチオン分析の高感度化2019

    • Author(s)
      北川文彦
    • Organizer
      日本分析化学会第68年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] LVSEP法によるカチオン種の非水系マイクロチップ電気泳動分析の高感度化2019

    • Author(s)
      北川文彦
    • Organizer
      第26回クロマトグラフィーシンポジウム
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 金属錯体のグラジエント溶離-非水系キャピラリーゲル電気泳動分析2018

    • Author(s)
      北川文彦, 佐藤李香, 奈良岡礼朗, 糠塚いそし
    • Organizer
      第38回キャピラリー電気泳動シンポジウム (SCE2018)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] グラジエント溶離-非水系キャピラリーゲル電気泳動による金属錯体の高性能分離2018

    • Author(s)
      北川文彦, 佐藤李香, 奈良岡礼朗, 糠塚いそし
    • Organizer
      第29回クロマトグラフィー科学会議
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] グラジエント溶離-非水系キャピラリーゲル電気泳動による金属錯体の高性能分離2018

    • Author(s)
      北川文彦, 佐藤李香, 奈良岡礼朗, 糠塚いそし
    • Organizer
      日本分析化学会第67年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Highly-sensitive Microchip Electrophoretic Analysis by LVSEP-FASI2018

    • Author(s)
      Fumihiko Kitagawa, Ayaka Yamazaki, Misaki Tateyama, Tatsuya Ishiguro, Isoshi Nukatsuka
    • Organizer
      25th International Symposium on Electro- and Liquid Phase-Separation Techniques (ITP2018)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] LVSEP-FASI法によるマイクロチップ電気泳動分析の高感度化2018

    • Author(s)
      原和希, 山崎綾花, 舘山美咲, 石黒達也, 糠塚いそし, 北川文彦
    • Organizer
      第25回クロマトグラフィーシンポジウム
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] グラジエント溶離-非水系キャピラリーゲル電気泳動法の開発2018

    • Author(s)
      田澤遥, 佐藤李香, 奈良岡礼朗, 大橋弥香, 糠塚いそし, 北川文彦
    • Organizer
      第25回クロマトグラフィーシンポジウム
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      2018 Research-status Report
  • [Book] 超微量分析入門2019

    • Author(s)
      井上満, 植田郁生, 齊戸美弘, 高橋隆子, 深澤亮一, 堀江正一, 北川文彦, 竹内豊英
    • Total Pages
      200
    • Publisher
      オーム社
    • ISBN
      9784274700859
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

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

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