2019 Fiscal Year Annual Research Report
生体内代謝物解析のためのレーザー分光に基づく放射性炭素同位体分析法の開発
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18H03469
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
富田 英生 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (20432239)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古川 高子 名古屋大学, 医学系研究科(保健), 教授 (00221557)
山本 誠一 名古屋大学, 医学系研究科(保健), 教授 (00290768)
SONNENSCH Volker 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (80813261)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 放射性炭素同位体 / レーザー分光 / 同位体標識 / 代謝物分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
A. ヒトホット試験および代謝物分析に向けたキャビティーリングダウン分光法（CRDS）に基づく放射性炭素（C-14）分析法の高感度化と代謝物分析法の開発
CRDSに基づくC-14分析法の感度を向上させる手法として、二酸化炭素の光吸収過程における飽和効果を利用した飽和吸収CRDSがある。そこで、飽和吸収CRDSを行う実験系を構築し、信号取得に成功した。しかし、現装置では、飽和効果が低く、共振器内光強度を高める必要があることが明らかとなったため、その改善法について検討した。代謝物分析の候補化合物であるメチオニンを対象として、移動相の有機溶媒による持ち込み炭素の影響を評価し、前処理・試料導入部にて十分に低減できることが確認できた。これにより、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)とCRDSシステムをカップリングして、HPLC分画試料中のC-14分析が実現できる見通しが得られた。
B. 代謝イメージングのための２重同位体標識薬剤の開発
炭素同位体標識薬剤の候補化合物としてメチオニンを用いることとし、細胞を用いた代謝物解析の基礎的検討に取り掛かった。。また、マウスに経口投与したC-14標識化合物の体内位置をC-14より放出されるβ線起因の制動X線によってイメージングすることに成功した。さらに、トリチウムからβ線に起因する制動X線イメージングも実現した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ヒトホット試験および代謝物分析に向けた14C-CRDSの高感度化に向けた見通しが得られており、計画通り進捗している。一方、代謝物分析に関しては、分析のスループット向上にむけた試料導入法の研究を優先し、年度末にHPLC分画試料を測定する計画としていたため、一連の分画試料を測定するには至らなかったため、若干の遅れが生じた。
マウスを用いた実験を実施し、C-14標識化合物の体内位置を体外からイメージングできることが実証されており、代謝分析に向けて順調に進捗している。薬物代謝物分析についても検討は、細胞を用いた評価などの準備が進められており、若干の遅れが見られるものの、期間内に予定している研究を進められる状況と考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
14C-CRDSの高感度化につながるいくつかの方策を組み合わせることで、最適化を進める。また、代謝物分析のために要素技術の開発を進め、本手法によるHPLC分画試料測定性能の評価を行う。これらの結果をもとに、炭素同位体標識薬剤の候補化合物について、代謝物分析・イメージングの適用性を評価する予定である。
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[Presentation] 中赤外キャビティリングダウン分光に基づく14C分析システムの高感度化に関する研究2020
Author(s)
寺林 稜平, 齊藤 圭亮, Volker Sonnenschein, 奥山 雄貴, 富田 英生, 仲田（狩野） 麻奈, 山中 真仁, 西澤 典彦, 吉田 賢二, 二宮 真一, 川嶋 悠太, 真野 和音, 池原 辰弥, 古宮 哲夫, 神谷 直浩, 井口 哲夫
Organizer
第67回応用物理学会春季学術講演会
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[Presentation] Development of imaging and laser-based trace analysis of radioactive carbon isotope for biomedical applications2019
Author(s)
H. Tomita, V. Sonnenschein, R. Terabayashi, K. Saito, T. Iguchi, S. Yamamoto, T. Furukawa, N. Nishizawa, M. Yamanaka, K. Yoshida, S. Ninomiya
Organizer
IEEE Medical Imaging Conference 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Development of Radiocarbon Analysis System with Mid-Infrared Cavity Ring-down Spectroscopy for biological and environmental tracer applications2019
Author(s)
Ryohei Terabayashi, Volker Sonnenschein, Hideki Tomita, Keisuke Saito, Shusuke Kato, Shin Takeda, Masahito Yamanaka, Norihiko Nishizawa, Mana Kano-Nakata, Kenji Yoshida, Naohiro Kamiya, Seiichi Yamamoto, Takako Furukawa, Tetsuo Iguchi
Organizer
PLATAN 2019, Mainz - International Conference Merger of the Poznan Meeting on Lasers and Trapping Devices in Atomic Nuclei Research and the International Conference on Laser Probing
Int'l Joint Research
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[Presentation] 高感度中赤外レーザー分光に基づく放射性炭素分析法の開発とトレーサー応用への適用検討2019
Author(s)
寺林 稜平, Volker Sonnenschein, 富田 英生, 齊藤 圭亮, 奥山 雄貴, 山中 真仁, 西澤 典彦, 仲田(狩野) 麻奈, 吉田 賢二, 二宮 真一, 山本 誠一, 古川 高子
Organizer
次世代放射線シンポジウム2019
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