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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Two-dimensional super-thin layer chromatography / nano-structure assisted laser desorption ionization mass spectrometry using nanowire device

Research Project

Project/Area Number 18H02009
Research InstitutionTokyo University of Pharmacy and Life Science

Principal Investigator

梅村 知也  東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (10312901)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 安井 隆雄  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00630584)
手嶋 紀雄  愛知工業大学, 工学部, 教授 (30292501)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywordsナノワイヤ / レーザー脱離イオン化 / マトリックスフリー / 超薄層クロマトグラフィー
Outline of Annual Research Achievements

GCやHPLCにおけるカラムのキャピラリー化と同様に、薄層クロマトグラフィー(TLC)においても分離場の微小化、すなわち薄膜化や展開長の短縮は様々なメリットをもたらす。試料や試薬の消費量の削減,分析時間の短縮のほかに,質量分析計との結合においては目的成分の脱離・イオン化効率の向上による高感度化が期待される。しかし、TLCの微小化により、展開溶媒が薄膜から蒸散しやすくなるため、再現性が低下するといった新たな問題も生じる。本年度は、こうした微小化TLCに特化した周辺ツールの開発の一環として、TLCの信頼性と再現性を確保するために最も重要なパーツとして,展開溶媒による槽内の飽和を確実,簡便かつ短時間で行える水平式のミニチュア展開槽(5 cm角と2.5 cm角のプレート用)の作製を試み,その性能を脂質の分離を通して評価した。まずは汎用性を考慮して,市販のシリカゲルTLCガラスプレート(薄膜厚 200 μm)を上記の展開槽サイズに合わせて切断し、展開槽に設置して脂質の分離を行った。試作した水平式展開槽は市販の縦型二槽式展開槽(10 cm角のプレート用)と比べて分離性能(Rf値,分離能,再現性)においてまったく遜色がないことを確認するとともに、本ミニチュア展開槽では、槽内の空間体積を極力抑えたことにより、溶媒飽和に要する時間と展開溶媒の使用量を大幅に削減することに成功した。さらに、超薄層プレートでも本展開槽を適用できるか確認するため、水熱合成法により薄膜厚が5 μmの超薄層酸化亜鉛ナノワイヤプレートを調製し、本展開槽によるUTLCを試みた。表面積が小さいためRf値の差異は小さいものの、ニュートラルレッドとナイルレッドの合成色素を極めて再現性よく分離することができ、今回試作した水平式ミニチュアTLC展開槽がUTLCを支援する有力なルーツとなり得ることを示した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

超薄層クロマトグラフィーに特化した水平式のミニチュア展開槽の試作に関して、当初予定していたよりも半分のサイズにまで微少化に成功し、精度よく作動することを確認した。既存の市販装置では開発を目指すナノワイヤTLCプレートの評価は困難であったが、装置を自作供給できるようになったため、次年度以降のナノワイヤTLC/SALDI-MSの研究が大いに進展すると期待される。

Strategy for Future Research Activity

ナノワイヤTLC/SALDI-MS研究を遂行するためのキーパーツを自作供給できるようになったため、これからナノワイヤTLCの分離性能やナノワイヤの脱離イオン化能に関して、詳細な基礎データの収集を図っていく。

  • Research Products

    (11 results)

All 2018

All Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Presentation] Flow Through Digestion of Oligoribonucleotides in Enzyme- and Cerium(IV)-Immobilized Monolithic Microreactors2018

    • Author(s)
      Tomonari Umemura
    • Organizer
      2018 Sino-Japanese Symposium on Separation Sciences
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ナノ構造体を用いた超薄層クロマトグラフィーシステムの構築2018

    • Author(s)
      今崎 龍之介, 長縄 豪, 嶋田 泰佑, 安井 隆雄, 青木 元秀, 熊田 英峰, 内田 達也, 馬場 嘉信, 梅村 知也
    • Organizer
      第29回クロマトグラフィー科学会議
  • [Presentation] 脂質プロファイリングに基づく化学物質の生態影響評価手法の開発2018

    • Author(s)
      谷口 紀恵, 熊田 英峰, 内田 達也, 青木 元秀, 梅村 知也
    • Organizer
      第29回クロマトグラフィー科学会議
  • [Presentation] シアノバクテリアのリピドミクスに基づく金属ストレスバイオマーカーの探索~メタロミクスとリピドミクスを融合した統合オミックスへの新展開に向けて~2018

    • Author(s)
      谷口 紀恵, 熊田 英峰, 内田 達也, 青木 元秀, 梅村 知也
    • Organizer
      第6回メタロミクス研究フォーラム
  • [Presentation] イオン交換固相抽出/GC-MS法による環境水中アミノカルボン酸系キレート剤の分析2018

    • Author(s)
      熊田 英峰, 中島 梨恵, 田部 あかね, 藤森 英治, 梅村 知也
    • Organizer
      日本分析化学会第67年会
  • [Presentation] 液体クロマトグラフィーの基礎とプラズマ分光分析法の接点2018

    • Author(s)
      梅村 知也
    • Organizer
      プラズマ分光分析研究会 2018筑波セミナー
    • Invited
  • [Presentation] 化学物質の生態系影響評価のためのシアノバクテリア脂質バイオマーカーの探索2018

    • Author(s)
      青木元秀, 谷口紀恵, 萩生田絵里佳, 熊田英峰, 内田達也, 梅村知也
    • Organizer
      第60回日本脂質生化学会
  • [Presentation] ナノワイヤを利用した糖脂質のマトリックスフリーレーザー脱離イオン化質量分析2018

    • Author(s)
      今崎龍之介, 内田達也, 熊田英峰, 青木元秀, 梅村知也
    • Organizer
      第60回日本脂質生化学会
  • [Presentation] Lipid Profiling of a Cyanobacteria Synechocystis PCC6803 Exposed to Hazardous Chemicals and Pharmaceutical and Personal Care Products2018

    • Author(s)
      Motohide Aoki, Kie Taniguchi, Erika Hagiuda, Hidetoshi Kumata, Tatsuya Uchida, Tomonari Umemura
    • Organizer
      The 23rd International Symposium on Plant Lipid (ISPL2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Book] スタンダード分析化学2018

    • Author(s)
      角田欣一, 梅村知也, 堀田弘樹
    • Total Pages
      298
    • Publisher
      裳華房
    • ISBN
      978-4-7853-3515-1 C3043
  • [Patent(Industrial Property Rights)] サンプル中の元素の質量分析方法、該質量分析方法に用いる分析用デバイス、および、サンプル捕捉用キット2018

    • Inventor(s)
      安井隆雄, 馬場嘉信, 青木元秀 梅村知也
    • Industrial Property Rights Holder
      安井隆雄, 馬場嘉信, 青木元秀 梅村知也
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2018-210123

URL: 

Published: 2019-12-27  

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