フグ肝毒性分析チップの開発を通じた新次元食品科学分野の開拓

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K14930
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 川井 隆之 国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 基礎科学特別研究員 (60738962)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: フグ / テトロドトキシン / キャピラリー電気泳動 / 電気伝導度検出器

Outline of Annual Research Achievements

オンサイトでフグ肝中のテトロドトキシン (TTX) を測定可能なポータブル装置を完成させるため、キャピラリー電気泳動 (CE) と小型な非接触型電気伝導度検出器 (C4D) を組み合わせた、新たなTTX分析系の検討を行った。1%酢酸などの酸性泳動液を用いてTTXに正電荷を付与することで、C4Dによる検出を実施することができた。検出下限は10ppm (10 pg) 程度であり、良好な感度を実現した。さらなる高感度化のため、オンライン試料濃縮法large-volume dual preconcentration by isotachophoresis and stacking (LDIS) 法を用いてTTXを濃縮することで、さらに100倍程度の高感度化を実現した。これにより、オンサイトでフグ肝試料からTTXを検出可能なppbオーダーの分析性能を達成した。上記のシステムは質量分析 (MS) とタンデムに組み合わせることが可能であり、得られたC4Dシグナル上のピークが実際にTTX由来であることを確認することができた。実際に淡路島で採取されたコモンフグのフグ肝を対象に、CE-C4D-MSによる分析を行ったところ、電気的試料注入法により試料前処理を殆ど行うことなくTTXをキャピラリー内へ抽出し、C4DおよびMSによって解析することに成功した。MSによるバリデーションによってCE-C4Dポータブル分析のTTX検出信頼性を確保することができ、安全性確保のための性能検証を確実に実施できるシステムが完成した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

これまでTTXの検出に用いられたことのない小型C4D検出器を用いた世界初の分析システムを完成しており、ポータブルTTX分析システムを開発するという最終目標に対して、順調に研究を推進している。

Strategy for Future Research Activity

最終年度であるH30年度は、H29年度で完成したCE-C4D分析システムをポータブル装置として小型化し、オンサイトにて解析することでシステムの検証を行う。小型高圧電源を中心に各パーツの小型化を行い、屋内調理現場のサイドテーブル程度のスペースに収まるアタッシュケース型CE-C4Dシステムを作成する。MSをポジティブコントロール検出器として用いることでポータブルシステムの性能評価を行い、ポータブルシステムで十分なTTX分析性能が得られることを確認する。続いて現場での原理検証を行う。H28年度に報告しているが、フグ肝片をすり潰したり溶媒抽出したりなどの前処理を行うことなく、直接電気的試料注入法によってTTXを抽出・分析することができるため、最終的に全分析工程20分以内の迅速・オンサイト分析を実現する予定である。

Causes of Carryover

購入予定であったフグ試料については、私用の釣りにて偶発的に大量に得ることができたため、大幅な経費節約が可能であった。また電気伝導度検出器については他プロジェクトで購入したものを共有使用することで経費を節約した。最終年度のポータブルシステム開発のために小型高圧電源や制御ソフトなどの高額物品が必要であり、次年度使用額をこれに充当することで初めて最終目標を達成できる見込みである。