Rapid Analysis of Fatty Acid Profile in trace amounts of whole blood
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22K11765
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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 59040:Nutrition science and health science-related
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
石田 康行 中部大学, 応用生物学部, 教授 (70273266)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堤内 要 中部大学, 応用生物学部, 教授 (50329851)
宮澤 大介 金城学院大学, 薬学部, 教授 (70434553)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 脂肪酸プロファイル / 血液 / 反応熱脱着 / 多価不飽和脂肪酸 / DHA / 反応熱分解 / 組成解析 |
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| Outline of Research at the Start |
体内脂肪酸の種類、濃度と存在状態の網羅的情報（脂肪酸プロファイル）は心疾患、糖尿病を含む生活習慣病、および各種のアレルギー性疾患などの多様な疾病の発症に関係している。従って、数マイクロリットルの血液を使って、体内の脂肪酸プロファイルを迅速分析できれば、身体的負担をかけずに将来の様々な疾病リスクを一度に診断できる。そこで本研究では、各種メチル化試薬との連続的な反応を採り入れた「2段階反応熱脱着法」の考案により、数マイクロリットルの血液を採取後そのまま検査に使用して、わずか30分以内で脂肪酸の種類、濃度と存在状態が分かる、究極の簡便分析法の実現を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、血中に含まれる高度不飽和脂肪酸成分（PUFA）を選択的に検出できる、反応熱脱着システムを構築することを目指した。まずは基礎検討として、最適な反応熱脱着条件を決定することを試みた。そのための計測手法として、ミクロ反応炉と質量分析装置（MS）間を、GCオーブン内に搭載したトランスファーラインを介して直結した発生ガス-MS装置を使用した。具体的な操作手順としては、まず血液を含浸させたろ紙試料（ろ紙血液検体）を反応試薬（トリフルオロメチル基を有する四級アンモニウム塩）と共存させて、一定温度に保持したミクロ反応炉に導入した。次に、そこで生じた反応生成物をオンラインでMS部に導入して、試料成分の反応挙動をモニタリングすることにした。その結果、反応温度および反応時間をそれぞれ300℃および20秒に設定したときに、ろ紙の熱分解生成物の発生量を最小限に抑制しつつ、PUFA類を最も効率よく検出できることが分かった。
そこで、これらの反応条件下において、血液検体の反応熱脱着GC測定を実施した。ここではミクロ加熱炉を、高分解能キャピラリー分離カラムを備えた汎用型GC（検出器には水素炎イオン化検出器を使用）に直結した測定システムを用いた。その結果得られたクロマトグラム上にはエイコサペンタエン酸（EPA）やドコサヘキサエン酸（DHA）などのPUFA類を含む、一連の脂肪酸成分がマトリックス成分による妨害を受けることなく、選択的かつ高感度に観測された。さらに、それらのピーク面積を感度補正することにより、脂肪酸成分の化学組成（脂肪酸プロファイル）、ひいてはPUFA類のn-6/n-3比を迅速かつ簡便に解析することが可能になった。
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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
初年度の研究計画では、1) 血中脂肪酸の反応熱脱着挙動の解明と2) ２段階式反応システムの考案を検討項目としていた。これらのうち、前者についてはPUFAおよび様々なマトリックス成分の反応挙動を明らかにすることができ、当初の目的をほぼ達成することができた。一方で、後者については次年度に持ち越しとなったが、その代わりに当初2年目に予定していた高分解能GC装置との連結を前倒しで実施し、さらに上述したようにPUFAを選択検出するための反応熱脱着システムの構築まで実験を進めることができた。以上の進展を総合して、上記（2）の自己評価を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度開発した反応熱脱着GCに対して、新たに2段階での化学反応を加味した多段階での反応システムを構築することを試みる。ここでは異なる2種の試薬を連続的に作用させる「２段階反応熱脱着」を開発する。構想としては、血液検体と試薬をミクロ反応炉内に導入した後、まず遊離型脂肪酸（Step 1）、次いでエステル結合型脂肪酸（Step 2）の順でメチル化/気化を行える反応系を確立する。具体的な試薬の種類として、Step 2のエステル型の反応では今年度も使用した四級アンモニウムの水酸化物を使用する一方で、Step 1の遊離型の反応ではその酢酸塩を選択する。それらの試薬の反応性の評価や反応効率向上のための条件適正化を進めながら、血中PUFA分析のための２段階反応熱脱着法の完成を目指す。
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Report
(1 results)
Research Products
(8 results)
