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Development of Frequency Division Multiplex HPLC-MS/MS for High Performance Label Free Differential Analysis

Research Project

Project/Area Number 20H02763
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

Kitagawa Shinya  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50335080)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Keywords質量分析 / 液体クロマトグラフィー / ラベルフリー / ディファレンシャル解析 / 周波数分割多重化 / 並列分析 / オミクス
Outline of Research at the Start

生体成分の網羅的解析行うオミクス解析では、サンプル群間の含有化合物量の差異を明らかにするため、液体クロマトグラフィー―タンデム型質量分析法(LC-MS/MS)を用いたディファレンシャル解析(定量比較解析)が行われる。本研究では、ディファレンシャル解析を迅速・高効率に行うため、二群間の差異をそれぞれn = 3で測定し統計比較を行うため、申請者がすでに開発済みの2台のLCと1台のMSを接続し並列分析を行う「周波数分割多重化LC-MS」を発展させ、「6サンプル並列同時分析のための周波数分割多重化LC-MS/MS」の開発を行う。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we successfully developed a multiplex mass spectrometry system capable of six samples, and demonstrated that quantitative differential analysis can be made with high accuracy by using suitable internal standards. We also demonstrated that the frequency division multiplex MS method can be expanded to MS/MS measurements and to an alternating measurement mode in which MS measurements with and without collision induced decay are performed alternately. That is, we succeeded in demonstrating that quantitative comparison in 6LC-1MS/MS is possible. In addition, we also investigated on a sample injection system and a pump system for 6-parallel LC analysis, a micro-scale LC system to improve the stabilities of ionization efficiency and ion introduction efficiency, and a procedure for high performance signal processing in the alternating measurement mode.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

オミクス解析では、疾患の有無などのサンプル群間における化合物量(タンパク質発現量など)の差異を明らかにするディファレンシャル解析(定量比較解析)が必須である。近年、液体クロマトグラフと質量分析器(MS/MS)を用いるディファレンシャル解析の重要性は増大しておりその高効率化が求められているが、本研究はこれに貢献するものである。また、本研究の根幹は並列導入型MS/MSであるため、MS(/MS)を用いるすべての分析(臨床分析、環境分析、生体分析など)の高効率化に貢献できる。MS(/MS)が必要とされる大規模調査の高効率化・低コスト化にも貢献することができる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Fundamental Study for Increasing Multiplicity of Frequency Division Multiplex HPLC-MS2022

    • Author(s)
      Sakita, R.; Kishi, H.; Iiguni, Y.; Kitagawa, S.; Ohtani, H
    • Journal Title

      CHROMATOGRAPHY

      Volume: 43 Issue: 2 Pages: 67-71

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2022.007

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • Year and Date
      2022-06-20
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] プロテオミクス解析を志向した周波数分割多重化LC-MS/MSの基礎検討2022

    • Author(s)
      神谷彩江, 札谷実穂, 北川慎也, 大谷 肇
    • Organizer
      第39回分析化学中部夏期セミナー
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 周波数分割多重化LC-MS/MSの開発2022

    • Author(s)
      北川慎也, 先田 廉, 札谷実穂, 神谷彩江, 牧野良亮, 大谷 肇
    • Organizer
      第42回キャピラリー電気泳動シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 液体クロマトグラフィーおよび電気泳動分離の高性能化に関する研究2022

    • Author(s)
      北川慎也
    • Organizer
      第33回クロマトグラフィー科学会議
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 周波数分割多重化法を応用した新規マルチプレックスLC-MSの安定性・再現性向上のための基礎検討2022

    • Author(s)
      牧野良亮, 先田 廉, 北川慎也, 大谷 肇
    • Organizer
      「分析中部・ゆめ21」若手交流会第22回高山フォーラム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 周波数分割多重化LC-MSの開発とその多重度増大に関する検討2021

    • Author(s)
      北川慎也, 先田 廉, 札谷実穂, 大谷 肇
    • Organizer
      第81回分析化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 周波数分割多重化法を応用した新規マルチプレックス6LC-1MSの開発2021

    • Author(s)
      先田 廉, 札谷実穂, 北川慎也, 大谷 肇
    • Organizer
      日本分析化学会第70年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] プロテオミクス解析のための周波数分割多重化LC-MS/MSの基礎検討2021

    • Author(s)
      神谷彩江, 札谷実穂, 北川慎也, 大谷 肇
    • Organizer
      「分析中部・ゆめ21」若手交流会第21回高山フォーラム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 周波数分割多重化LC-MSにおける干渉抑制に関する基礎検討及びLC-MS/MSへの応用2021

    • Author(s)
      札谷実穂,先田 廉,北川慎也, 大谷 肇
    • Organizer
      第32回クロマトグラフィー科学会議
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Frequency division multiplex HPLC-MS for simultaneous analyses of six samples2021

    • Author(s)
      S. Kitagawa, R. Sakita, M. Satsutani, H. Ohtani
    • Organizer
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 周波数分割多重化LC-MSの多重度増大に関する研究2020

    • Author(s)
      北川慎也, 先田 廉, 岸 博香, 大谷 肇
    • Organizer
      第80回分析化学討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 周波数分割多重化法を用いた HPLC-MS における多重度増大に関する研究 : 6HPLC-1MSの開発2020

    • Author(s)
      先田 廉, 岸 博香, 北川慎也, 大谷 肇
    • Organizer
      第27回クロマトグラフィーシンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 周波数分割多重化法を応用した新規マルチプレックス6HPLC-MSの開発2020

    • Author(s)
      先田 廉, 岸 博香, 北川慎也, 大谷 肇
    • Organizer
      日本分析化学会第69年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 並列同時試料導入型質量分析法の開発(nLC-1MSの開発)

    • URL

      http://cec.ach.nitech.ac.jp/researches/kitagawa/kitagawa_files/kitagawa_FDMLCMS.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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