Study of collision cross section in lipid analysis using ion mobility-mass spectrometer
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21K06496
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
上野 紀子 順天堂大学, 大学院医学研究科, 助教 (90546631)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 脂質 / 質量分析 / イオンモビリティ / CCS / LC/MS / 脂質分析 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、リピドミクス解析において重要な技術である質量分析 (MS) に加え、イオンモビリティ情報を解析しその法則性を見出すことで、脂質の同定と新奇脂質分子の構造推定を容易にすることを目的としている。
まず CCS 値を安定的に取得できる方法を確立し、次に様々な脂質サブクラスの測定から実測 CCS データを取得し、グラフ化やイオンモビリティの波形などよりその法則性を明らかにする。得られた法則から未知分子の推定の可能性を検証し、また CCS を活用した新たな分析手法の開発を行う。
この結果は、生体の脂質網羅的解析の質の向上、新奇脂質分子の発見への寄与、ひいては生命現象の解明に繋がるものと考える。
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| Outline of Annual Research Achievements |
衝突断面積（CCS）は分子のかさ高さを示す分子固有の値である。TWIMSタイプの質量分析計（MS）において CCS は装置内のイオンモビリティセルの通過に要する時間であるドリフトタイム (DT) の実測値からキャリブレーションの換算式により求められるが、同一分子でも文献によりCCS値にばらつきがあり、何をもって正確な値となるのか定説は得られていない。DT はセル内部の真空度（圧力）により影響を受けると考えらる。イオンモビリティセル内の圧力は IMS Pressure setup の施行で決定されるが、研究者が意図する数値を設定することはできない。昨年度の研究では設定温度を変更により、セル内の圧力の増減をある程度制御できるようになった。そこで今年度は実際に設定温度を変更しイオンモビリティセル内の圧力を変えた時の実測CCSの値への影響について、CCS値が判明しているキャリブレーション試薬を用いポジティブイオンモードで検討した。また昨年度来の課題であった液体クロマトグラフィー条件を検討し、本来の目的である疎水性の脂質が分離可能で、親水性のキャリブレーション試薬の分離も可能な系の構築に成功した。
キャリブレーション時と同じ圧力の時、キャリブレーション試薬の23分子の実測CCS値の誤差率は、平均0.93％（n=112）であった。一方、温度を変え圧力が 0.16 mbar 高くなった場合、CCSの誤差率は平均3.60％（n=111）と悪化し、最小値でも2.22％と誤差として許容される2％を超えていた。キャリブレーション試薬の誤差率が平均0.93%と平均3.60％のそれぞれの時に分析した一部のリン脂質分子の実測CCS値は4-5％程度の差が示された。これらのことからセル内の圧力を設定温度でおおよそのコントロールができること、その結果実測CCS値に影響することを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2022年度はCCS値に影響する因子を見つけ、これまで制御不能であった圧力を大まかではあるがコントロールする方法を見出した。また、LC系も脂質分析を前提とした工夫を行い、少なくともキャリブレーション試薬について実測CCS値を評価できるようになった。本系を用い、現在脂質分子の測定を行っている。いくつか細かい問題点はあるものの、おおむね順調に進んでいるものと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、2022年度に構築した系を基盤とし、脂質分析を行い脂質分子の実測CCS値を収集、評価する。その結果を用い、未知の脂質分子のCCS値から構造推定を試みる。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
