2016 Fiscal Year Research-status Report
生体試料のマイクロチップ電気泳動分析における超高感度化技術の開発
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15K05527
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
北川 文彦 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (20362452)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 分離分析 / マイクロチップ / 電気泳動分析 / オンライン試料濃縮 / 高感度分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
チャネル全体に注入した試料溶液を濃縮 (LVSEP法) したうえで，試料リザーバーから目的成分を供給しながら濃縮 (PAEKI法) を行うマイクロチップ電気泳動 (MCE) 分析において，濃縮に影響を及ぼす因子である電気浸透流 (EOF) 速度の安定性を向上させるため，真空乾燥法によるポリマー修飾について検討を行ったところ，ポリビニルアルコール (PVA) に加え，ポリビニルピロリドンやポリN,N-ジメチルアクリルアミドなど種々の中性ポリマーでも安定な修飾が得られることがわかった。このことから，様々な生体試料に適した表面修飾剤を安定に固定化できるものと期待される。一方，種々のポリマー基板チップに対して真空乾燥法を適用したものの，ポリジメチルシロキサン (PDMS) 以外の材質では安定な修飾が得られないことがわかった。これはPDMSの高い気体透過性によるものと考えられ，今後，気体透過性の低い基板への適用について検討を進める必要がある。
このPVA修飾を施したマイクロチップにおける濃縮効率の向上について検討を行ったところ，チャネル幅が重要であることが明らかとなった。チャネル幅を150, 100, 75 μmと細くしていくと，標準試料の濃縮率は1400, 6400, 38000倍と劇的に増加することがわかった。これは，チャネル幅を細くすることにより，濃縮初期におけるEOF速度が増加し，濃縮した試料のバンド広がりを抑制できたために，ピーク幅が狭くなったことを反映しているものと考えられる。確立した手法をアミノ酸のキラル分析へ応用した。通常のMCE分析ではピークが太く，Leuの分離度は0.75に留まったのに対し，LVSEP-PAEKI分析を行ったところ，非常に細いピークが得られたためにLeuの分離度は1.37に向上した上に，ピーク強度も大きく増強され，濃縮率は2900倍に達した。このことから，本手法が生体試料のMCE分析の高感度化のみならず，分離の向上にも役立つことが確認できた。
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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
実施計画に記載した真空乾燥ポリマー修飾の応用範囲拡張ならびに生体試料のMCE分析の応用範囲の拡充が順調に進展しているため
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り，真空乾燥ポリマー修飾の応用範囲拡張ならびに生体成分のMCE分析への応用を目指して研究を進めていく。
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| Causes of Carryover |
卓上真空プラズマ装置を購入予定であったが，別の研究費により購入できたため，次年度への繰越金が生じてしまったため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
卓上真空プラズマ装置の購入に予定していた予算により，高光強度での照射が可能なUV露光装置を購入する。さらに種々のポリマー基板チップの購入費に充てる予定
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