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High-speed online separation analysis of monoamine using an innovative low-volume coulometric array cell

Research Project

Project/Area Number 19K05543
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 InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

MIZUGUCHI Hitoshi  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (30333991)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsトラックエッチドメンブレン / 高速液体クロマトグラフィー / 電気化学検出器 / モノアミン / in vivo測定 / ドーパミン / 生体関連物質 / 電気化学検出 / 生体分析
Outline of Research at the Start

本研究では,申請者がこれまで独自に開発してきたトラックエッチ膜フィルター電極を用いて低容積の全電解アレーセルを開発し,キャピラリー液体クロマトグラフィーの検出器に適用した新しい分離分析法を提案する。これは従来のポーラス電極やカラム電極では為し得なかった全電解セルの低容積化におけるブレークスルーに基づいている。細管を用いる高性能分離とハイスループットという利点を活かし,低容積全電解セルのアシストによって迅速かつ高感度な定量分析システムの構築するとともに,モノアミン類の高速オンライン分析を通して本システムを実証する。

Outline of Final Research Achievements

We developed a low inner-volume coulometric array cell using track-etched microporous membrane electrodes. Capillary HPLC using this proposed cell as an electrochemical detector enabled calibration-free quantitative analysis of catecholamine. The dual-electrode detection provided high collection efficiency without additional peak broadenings in the capillary HPLC with a low flow rate and low injection volume. The proposed HPLC was synchronized with a microdialysis sampling system to demonstrate in vivo analysis of dopamine in the striatum of a freely-moving mouse.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果のもっとも大きな学術的意義は,これまで困難であった全電解アレーセルの低容積化に成功したことと,このような全電解セルがトラックエッチ膜フィルター電極を重ねるだけで容易に作製可能であることを示した点である。これにより,ごく微小量の測定試料を対象として低流量で実施されるキャピラリーHPLCにおいて,検量線不要な定量分析が可能となり,さらに二重電極検出において後段の電極からのビークが追加の広がり無しに検出できるようになった。これには,ピークの帰属に関する情報が含まれており,マイクロダイアリシスシステムと同期したHPLCにおいてその動作と有用性が実証された。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Track-etched membrane-based dual-electrode coulometric detector for microbore/capillary high-performance liquid chromatography2020

    • Author(s)
      Hitoshi Mizuguchi, Daichi Nishimori, Tomohiko Kuwabara, Masaki Takeuchi, Masamitsu Iiyama, Toshio Takayanagi
    • Journal Title

      Analytica Chimica Acta

      Volume: 1102 Pages: 46-52

    • DOI

      10.1016/j.aca.2019.12.045

    • NAID

      120006942567

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] トラックエッチ膜フィルター二重電極を検出器とする微小透析法-HPLCによるドーパミンのin vivo測定2022

    • Author(s)
      次田宗平,小川起人,佐藤采,岩本緋天,笠原二郎,竹内政樹,飯山真充,髙柳俊夫,水口仁志
    • Organizer
      第82回分析化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Electrochemical detection systems fabricated using track-etched microporous membrane filters2021

    • Author(s)
      Hitoshi Mizuguchi
    • Organizer
      Materials Research Meeting 2021 (MRM 2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 微小透析法-キャピラリーHPLC-トラックエッチ膜フィルター電量検出装置の開発と脳内ドーパミンのin situ測定2021

    • Author(s)
      小川起人,佐藤采,岩本緋天,笠原二郎,竹内政樹,飯山真充,髙柳俊夫,水口仁志
    • Organizer
      日本分析化学会第70年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] トラックエッチ膜フィルター電極を用いるHPLC-電気化学検出によるカテコールアミンのクーロメトリー検出2019

    • Author(s)
      西森大地,桑原知彦,竹内政樹,飯山真充,高柳俊夫,水口仁志
    • Organizer
      日本分析化学会第68年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] トラックエッチ膜フィルター電極を搭載した低容積フロー電解セルを用いるHPLC-電気化学検出2019

    • Author(s)
      水口仁志,西森大地,桑原和彦,竹内政樹,飯山真充,高柳俊夫
    • Organizer
      第26回クロマトグラフィーシンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] 徳島大学理工学部 分析・環境化学B-1講座

    • URL

      https://www.chem.tokushima-u.ac.jp/B1/index.html

    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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