Design and Synthesis of Photo-cleavable Macromolecular Tag for LDI-MS

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K05543
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 真木 俊英 長崎大学, 産学官連携戦略本部, 准教授 (10291535)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 質量分析 / LDI-MS / 分子タグ / ポルフィリン / ヒドロキシスクシンイミドエステル

Outline of Annual Research Achievements

これまでの研究により開発したポルフィリンをベースとする分子タグを用いて、有機分子を簡便、高感度、かつ迅速に行うための一般的な分析手法を開発した。分子タグは、質量分析の測定プレート上に数ピコモル乗せることで分析可能であることを明らかにした。これらの分子タグは、4本のポリエチレングリコール分子鎖につながれたヒドロキシスクシンイミドエステルを分子補足部位を備えており、試料分子である低分子アミンと反応させると、アミンの濃度を反映した反応効率に基づき2項分布に従うシグナルパターンを示すことを見いだした。この様な新しい仕組みにより、内部標準等を使用することなく、を質量分析により読み出すことが可能な分析手法を確立した。そして、これらの仕組みを利用することにより、低分子アミンの反応性の違いを容易に比較できることを明らかにした。一方、分子タグを測定プレート上に展開して乾燥させた後に、試料分子を重乗して誘導化を行った場合、数十ピコモルの少量の試料で進行し、2項分布からは大きく外れた分布を示すことを見いだした。このことから、分子タグが測定用のステンレスプレート上で、フィルム状の構造を形成しており、フィルム表面での誘導化反応は、表面での化学反応の結果として評価できることを示した。これらの研究成果を統合して、フィルムを形成している分子タグに対して、室温で数十ピコモルの試料分子を滴下するという簡便な操作で、有効な速度で試料プレート上での誘導化行うとともに検出が可能な分析法の開発に成功した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の目的の水準の高感度分析法の開発は達成することができ、その基本的な仕組みを構築するとともに、合理的に理解することができたと考えている。これらの情報に基づき、最終年度の成果につながることが期待できる成果であると認識している。

Strategy for Future Research Activity

前年度までに、フィルム形成可能で、マトリックスを使用せずにイオンする分子タグを作成した。基礎的な情報で不足している部分を検証する実験を繰り返し、このものの界面での反応性を精査する。フィルム形成と質量分析情報を転写して検出するなどの方法により室料分析イメージングへの応用を目指す。