2017 Fiscal Year Research-status Report

金属ナノ薄膜を利用した新規レーザー脱離イオン化法の開発および評価

Research Project

Project/Area Number	16K17919
Research Institution	Japan Advanced Institute of Science and Technology
Principal Investigator	大坂一生北陸先端科学技術大学院大学, ナノマテリアルテクノロジーセンター, 講師 (90550244)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	質量分析イメージング / 表面支援レーザー脱離イオン化法 / 金属薄膜
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、金属ナノ薄膜と脱離イオン化質量分析技術を組み合わせた新しいイオン化法金属薄膜を利用した表面支援レーザー脱離イオン化(MF-SALDI)法を開発して、生体分子の一斉分析に最も有効なMF-SALDI法を構築してその最適条件とイオン化特性を解明し、MF-SALDI質量分析法を用いて脂質代謝と疾患の関連性の評価を行うことを目的として研究を行った。白金薄膜を用いたPt-SALDI-MSを用いて、ステロイドホルモンの分析を行った。従来法のMALDIではステロイドを誘導体化しなければ脱離イオン化して検出することができなかったが、Pt-SALDI-MS法では誘導体化なくそれら脱離イオン化して検出することができた。MALDI-MSによる生体細胞切片の分析では、脂質のフォスファチジルコリン(PC)が高感度に検出されるが、検出できない種類の脂質も存在する。Pt-SALDI-MSでは、PCを検出できないが、MALDIでは検出できない脂質のジアシルグリセロール(DAG)を検出することができた。また、白金よりも安価な遷移金属薄膜-SALDIにおいても、Pt-SALDIの場合と同様に、DAGを検出することが可能であることが示された。 MF-SALDI法による薬物とステロイドの再現性の評価を行った。MALDIでは市販のイオン化支援剤溶液の噴霧器を使って調製し、MF-SALDIではスパッタリングで金属薄膜を調製して実験を行った。薬物とステロイドの両方の化合物において、MF-SALDIの方がイオン強度の再現性が高かった。しかし、MF-SALDIとMALDIのどちらにおいても、内部標準試薬を用いて実験した場合においては、同程度の再現性が得られた。また、MALDIでは蒸着によってイオン化支援剤を試料上に塗布した場合は、イオン化支援剤溶液の噴霧器で塗布したときよりも、再現性が向上した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason Pt-SALDI-MSによるステロイドホルモンの検出感度の評価を行い、従来はステロイドを誘導体化しなければ検出できなかったが、Pt-SALDI-MSでは誘導体化することなく高感度に検出できることを示すことが出来た。 MF-SALDIとMALDIの再現性について評価した。MF-SALDIではMALDIよりも再現性が高く、また内部標準法を用いることで、さらに高い再現性が得られた。従来法のMALDIは再現性が低いが、イオン化支援剤の蒸着を用いることや内部標準法を組み合わせることによって再現性を改善でき、MF-SALDIと同程度の再現性を得ることができることも示すことができた。
Strategy for Future Research Activity	正常または疾患を持つ動物の各種細胞切片等を準備して、それぞれMF-SALDI-IMS分析を行う。主に脂質や生体内ホルモンを中心とした生体分子を解析する。H28-29年度の研究で見出す生体分子の検出に適した白金薄膜や遷移金属の薄膜を利用して、MF-SALDI-イメージング質量分析法(IMS)によって生体細胞切片上の生体分子の分析を行う。バイオマーカーとなる単一の化合物を探索するとともに、複合的に相乗効果を示す複数の生体分子を探索して解析する。