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Comprehensive Characterizations of Particulate Matters for Exposome Analysis

Research Project

Project/Area Number 19K23587
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0402:Nano/micro science, applied condensed matter physics, applied physics and engineering, and related fields
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Shimada Taisuke  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (00850140)

Project Period (FY) 2019-08-30 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsエクスポソーム解析 / 粒子状物質 / 濃縮捕集 / ナノワイヤ / 単一微粒子センシング / マイクロポア / イオン選択性電極 / 集積化チップ / 界面活性剤 / イオン電流計測 / 機械学習 / 単一信号解析 / 自己組織化単分子膜 / 電位測定 / 多項目検出 / 微粒子分析 / イオン成分分析 / 単一微粒子分析
Outline of Research at the Start

人間を取り巻く周辺環境中には、様々な特性(組成、サイズ、粒子構成など)の微粒子が存在する。それら微粒子への暴露(エクスポソーム)は人間の健康に密接に関わるため、微粒子の特性を個人レベルで分析する必要がある。本研究課題では、濃縮捕集法・イオン成分分析法・単一微粒子分析法を融合した、環境中微粒子の特性を網羅的に分析可能な手法を創出する。さらに、本手法を用いて、個人を取り巻く環境中微粒子の時間的・空間的変化を追跡し、そのエクスポソームを解析することを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

Human beings are exposing to a mixture of airborne fine particles showing various properties such as size (<10 um), compositions (elemental carbons and organic/inorganic compounds) with different concentration, and exposure to them causes health damages reaching to increase mortality. Comprehensive detections and characterizations of exposed particles are highly required for understanding their impacts on ones’ health. However, conventional techniques are unable to match the requirements due to difficulties in particle characterizations and in applicability to the person level. This work aim to develop an analytical method to comprehensively characterize PMs’ size and composition via collection of particles into aqueous solution and followed-by single particle and ion detections.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の学術的意義は、環境中微粒子を水薄膜内に濃縮捕集することで、イオン成分分析・単一微粒子分析を超高感度化し、それら分析法により環境中水溶性・非水溶性微粒子の特性情報を網羅的に取得するところにある。また、社会的意義として、個人レベルで異なる微粒子のエクスポソームを解析し、健康と環境の関係を明らかにすることで、環境を含めた予防医療の開拓とオーダーメイド医療の創出に資する波及効果を有する。

Report

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

    (13 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Analysis of particulate matters via surfactant-assisted ionic current sensing2020

    • Author(s)
      Keiko Fujino, Taisuke Shimada, Takao Yasui, Kazuki Nagashima, Takashi Yanagida, Noritada Kaji, Yoshinobu Baba
    • Journal Title

      MicroTAS 2020

      Volume: 1 Pages: 498-499

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analysis of ion components derived from particulate matter using ion selective electrodes2020

    • Author(s)
      Haruka Yamauchi, Taisuke Shimada, Takao Yasui, Tatsuro Goda, Noritada Kaji, Yuji Miyahara, and Yoshinobu Baba
    • Journal Title

      MicroTAS 2020

      Volume: 1 Pages: 490-491

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 微小粒子状物質分析に向けたイオン電流信号解析による単一粒子識別2021

    • Author(s)
      藤野慶子; 嶋田泰佑; 安井隆雄; 長島一樹; 柳田剛; 加地範匡; 馬場嘉信
    • Organizer
      日本化学会 第101春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of particulate matters via surfactant-assisted ionic current sensing2020

    • Author(s)
      Keiko Fujino, Taisuke Shimada, Takao Yasui, Kazuki Nagashima, Takashi Yanagida, Noritada Kaji, Yoshinobu Baba
    • Organizer
      The 24th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of ion components derived from particulate matter using ion selective electrodes2020

    • Author(s)
      Haruka Yamauchi, Taisuke Shimada, Takao Yasui, Tatsuro Goda, Noritada Kaji, Yuji Miyahara, and Yoshinobu Baba
    • Organizer
      The 24th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] イオン選択的電極を用いた微小粒子状物質由来イオン成分の分析2020

    • Author(s)
      山内晴加; 嶋田泰佑; 安井隆雄; 合田達郎; 加地範匡; 宮原裕二; 馬場嘉信
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第42回研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 界面活性剤を利用したイオン電流計測による微小粒子状物質の単一粒子分析2020

    • Author(s)
      藤野慶子; 嶋田泰佑; 安井隆雄; 長島一樹; 柳田剛; 加地範匡; 馬場嘉信
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第42回研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 界面機能を利用した水溶性・非水溶性粒子状物質の分析2020

    • Author(s)
      嶋田 泰佑
    • Organizer
      2019年度第3回応用分析化学セミナー
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] イオン選択的電極を用いた微小粒子状物質由来水溶性成分の分析2020

    • Author(s)
      山内 晴加、嶋田 泰佑、安井 隆雄、合田 達郎、加地 範匡、宮原 裕二、馬場 嘉信
    • Organizer
      日本化学会 第100春季年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 界面活性剤による分散性向上を利用した微小粒子状物質の単一粒子分析2020

    • Author(s)
      藤野 慶子、嶋田 泰佑、安井 隆雄、長島 一樹、柳田 剛、加地 範匡、馬場 嘉信
    • Organizer
      日本化学会 第100春季年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 機能化ナノワイヤによる生体外微粒子及び生体分子分析法の創成2019

    • Author(s)
      嶋田 泰佑
    • Organizer
      2019年度第1回応用分析化学セミナー
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 生体外微粒子分析のための捕集・検出法の創成2019

    • Author(s)
      嶋田 泰佑、矢崎 啓寿、安井 隆雄、有馬 彰秀、火原 彰秀、柳田 剛、加地 範匡、金井 真樹、長島 一樹、鷲尾 隆、川合 知二、馬場 嘉信
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第 39 回研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] 名古屋大学大学院工学研究科 馬場研究室ホームページ

    • URL

      https://www.chembio.nagoya-u.ac.jp/labhp/bioanal1/

    • Related Report
      2020 Annual Research Report 2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-09-03   Modified: 2022-01-27  

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