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2017 Fiscal Year Research-status Report

Development of new on-line high sensitive analytical method for advanced glycation endproducts and its application to multifaceted biological stress assessment

Research Project

Project/Area Number 17K08259
Research InstitutionShujitsu University

Principal Investigator

片岡 洋行  就実大学, 薬学部, 教授 (80127555)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords終末糖化産物 / オンライン自動分析 / LC-MS/MS分析 / 固相マイクロ抽出 / バイオマーカー / カルボキシメチルリシン / ペントシジン / ピラリン
Outline of Annual Research Achievements

平成29年度は、実施計画に基づき、糖尿病、動脈硬化症など老化関連疾患の発症、重症化因子として知られている終末糖化産物(AGEs)を一斉に解析するために、インチューブ固相マイクロ抽出(SPME)/液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析(LC-MS/MS)法による高感度なオンライン自動分析システムを考案開発した。
1. カルボキシメチルリシン、ペントシジン、ピラリンなどの各種AGEsを分析対象として、インチューブSPME条件(キャピラリーカラムの種類、吸入/吐出回数など)を最適化したところ、検討したGCキャピラリーの中でCarboxen 1006 PLOTが最もよく、試料40 μLを200 μL/minの速度で25回繰返し吸入/吐出する時、効率よく抽出できた。
2. インチューブSPME/LC-MS/MS法の分析条件検討の結果、InertSustainSwiftC18カラムを用いるとき、いずれの化合物も4分以内に一斉分析でき、ESIポジティブモードMRM検出により、1-50 ng/mLの範囲で作成した検量線はいずれも相関係数0.995以上と良好な直線性を示し、pg/mLレベルで高感度定量できた。
3. 本法を用いて、非喫煙及び喫煙者の尿及び毛髪試料分析に適用した結果、少量の試料で再現性よく定量でき、非喫煙者に比べ喫煙者の尿及び毛髪中にカルボキシメチルリシンやピラリンが検出され、本研究で購入したAGE Readerを用いた分析法と良い相関性が得られた(R2=0.8948)。
本研究で開発した分析法を用いれば、煩雑な試料前処理を必要とせず、選択的かつ高感度な分析が可能であり、糖化ストレスによる健康影響や疾病診断などへの応用が期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

インチューブSPME/LC-MS/MS法による高感度なオンライン自動分析システムを開発する初期目標は達成されたが、マンパワー不足と装置の不具合で様々な試料への展開が不十分である。しかし、研究成果の一部は、学会等で発表した。

Strategy for Future Research Activity

本年度が研究計画の2年目であり、初年度計画で目標が十分達成できなかった様々な生体試料への応用について再度検討する。そして、2年目の計画に従って、老化/疲労・ストレス、喫煙、飲酒・飲食、運動など生活習慣との関連をアンケート調査をもとに、酸化ストレス、糖化ストレスなど生体ストレスレベルを多面的に評価解析し、質的、量的変動から生活習慣との関連性を明らかにする。また、本年度は、確立した方法を用いて、AGEs生成メカニズムをタンパク質(アミノ酸)と糖との反応モデルを作成し、抗酸化食品など様々な食品成分による糖化抑制についても解析する。さらに、食品摂取状況から、どのような食生活が生体糖化ストレスレベルを促進あるいは抑制するのかを明らかにし、予防効果についても明らかにする予定である。

Causes of Carryover

装置が一定期間故障して修理までに時間を要したため、予定していた様々な生体試料分析への応用のために必要なサンプリング器具類及試料提供者への謝金にかかる経費を次年度に繰り越す必要が生じたため。次年度予算と合わせて、使用する計画である。

  • Research Products

    (17 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) Book (1 results) Remarks (5 results)

  • [Journal Article] Simultaneous analysis of multiple urinary biomarkers for the evaluation of oxidative stress by automated online in-tube solid-phase microextraction coupled with negative/positive ion-switching mode liquid chromatography-tandem mass spectrometry.2018

    • Author(s)
      Akihiro Saito, Mariko Hamano, Hiroyuki Kataoka
    • Journal Title

      Journal of Separation Science

      Volume: 41 Pages: 2743~2749

    • DOI

      10.1002/jssc.201800175

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analysis of nicotine and cotinine in hair by on-line in-tube solid-phase microextraction coupled with liquid chromatography-tandem mass spectrometry as biomarkers of exposure to tobacco smoke.2018

    • Author(s)
      Takehito Inukai, Sanae Kaji, Hiroyuki Kataoka
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis

      Volume: 156 Pages: 272~277

    • DOI

      10.1016/j.jpba.2018.04.032

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] PHARMACEUTICAL ANALYSIS/Sample Preparation2018

    • Author(s)
      Hiroyuki Kataoka
    • Journal Title

      Chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering

      Volume: ― Pages: ―

    • DOI

      10.1016/B978-0-12-409547-2.14358-6

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sensitive method to determine melatonin in saliva by automated online in-tube solid-phase microextraction coupled with stable isotope-dilution liquid chromatography-tandem mass spectrometry.2017

    • Author(s)
      Atsushi Ishizaki, Akiko Uemuraand Hiroyuki Kataoka
    • Journal Title

      Analytical Methods

      Volume: 9 Pages: 3134~3140

    • DOI

      10.1039/C7AY00622E

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] LC-MS/MSによる茶ポリフェノール類の簡易分析法の開発2018

    • Author(s)
      宮原好、齋藤啓太、片岡洋行
    • Organizer
      日本薬学会第138年会
  • [Presentation] 糖化ストレスバイオマーカーとしてのAGEsのオンラインインチューブ SPME/LC-MS/MS分析2018

    • Author(s)
      毎床比呂冬、宗岡哲也、片岡洋行
    • Organizer
      日本薬学会第138年会
  • [Presentation] 受動喫煙バイオマーカーとしての毛髪中ヘテロサイクリックアミン類のオンラインインチューブ SPME/LC-MS/MS分析2018

    • Author(s)
      金光祐美、井上勉、片岡洋行
    • Organizer
      日本薬学会第138年会
  • [Presentation] 受動喫煙バイオマーカーとしての毛髪中ニコチン及びコチニンのオンラインインチューブ SPME/LC-MS/MS分析2018

    • Author(s)
      加地早苗、犬飼勇仁、片岡洋行
    • Organizer
      日本薬学会第138年会
  • [Presentation] 受動喫煙バイオマーカーとしてのタバコ特異的ニトロソアミン類のオンラインインチューブ SPME/LC-MS/MS分析2018

    • Author(s)
      石崎厚、片岡洋行
    • Organizer
      日本薬学会第138年会
  • [Presentation] インチューブSPME/LC-MS/MS法による尿中ニトロソアミン類の高感度分析法の開発2017

    • Author(s)
      石崎厚、片岡洋行
    • Organizer
      日本分析化学会第66年会
  • [Presentation] 毛髪中ニコチン及びコチニンのオンラインインチューブ SPME/LC-MS/MS分析2017

    • Author(s)
      犬飼勇仁、加地早苗、片岡洋行
    • Organizer
      第 28 回クロマトグラフィー科学会議
  • [Book] Liquid Chromatography Volume 2 Applications (Edited by S. Fanali, P.R. Haddad, C.F. Poole, M.-L Riekkola)2017

    • Author(s)
      Hiroyuki Kataoka (Chapter 1 Sample Preparation for Liquid Chromatography)
    • Total Pages
      813
    • Publisher
      Elsevier
    • ISBN
      978-0-12-805392-8
  • [Remarks] researchmap

    • URL

      <https://researchmap.jp/read0016280>

  • [Remarks] ResearchGate

    • URL

      <https://www.researchgate.net/profile/Hiroyuki_Kataoka>

  • [Remarks] Scopus

    • URL

      <https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=7202767326>

  • [Remarks] Google Scholar

    • URL

      <https://scholar.google.co.jp/citations?user=YqkZWa4AAAAJ&hl=ja>

  • [Remarks] 就実大学ホームページ

    • URL

      <http://www.shujitsu.ac.jp/department/yakugaku/yakugaku_staff/21019.html#1>

URL: 

Published: 2018-12-17  

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