2022 Fiscal Year Research-status Report
Development of Novel Electrophoretic Analysis of Nanoparticles Based on Electrosprayionization Sample Pretreatments
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22K05149
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
北川 文彦 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (20362452)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | エレクトロスプレー / ナノ微粒子 / 電気泳動 / オンライン試料濃縮 / ゼータ電位 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノ微粒子（NP）に対するエレクトロスプレー（ES）試料前処理法の確立を目指し，シースレス型のES前処理装置を作製した。シリカNPに対し，ES前処理前後におけるゼータ電位を測定したところ，3mVほどから10-15mVほどに上昇した。ES処理によりNP表面に電荷を付与できたものの，オンライン試料濃縮の適用にはさらなる付与電荷量の向上が必要であると考え，シースガス型ES前処理装置の作製について検討を行った。ESスプレーとなるシリンジの先端にポンプに接続したチューブを固定して空気を送気したところ，シースガスの効果により試料が大きく広がりながら捕集電極側へとスプレーされる様子が観測された。そこで1L/minほどのガス流量でES処理を行ったところ，ゼータ電位が25-30 mVまでに上昇することがわかった。このようにES前処理したNPをオンライン試料濃縮することで高感度な電気泳動分析が実現できるものと期待される。
一方， PA-LVSEP-FASI法の改良を目指し，過渡的等速電気泳動の原理も組み合わせたPA-LDIS-FASI法の実現について検討を行った。この目的にあたり，試料を満たしたチャネルの出口側からリーディング電解質を短く注入することでLDIS法と，圧力印加条件で試料リザーバーから目的成分を供給しながら濃縮を行うPA-FASI法を結合したところ，PA-LVSEP-FASI法と比較して細くて高いピークが観測され，過渡的等速電気泳動の効果によりピーク形状も向上した。濃縮率は通常のLVSEP法では2600倍，PA-LVSEP-FASI法では9500倍に留まったのに対し，PA-LDIS-FASI法では58500倍までに増加した。ゲル電気泳動条件下で非常に細いピークが観測されており，ナノ微粒子のサイズ分離への応用が期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実施計画に記載したエレクトロスプレー試料前処理法の確立，ならびにPA-LVSEP-FASI法を改良したPA-LDIS-FASI法の開発のいずれも順調に進展しているため
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り，エレクトロスプレー試料前処理法の確立ならびにPA-LDIS-FASIとNACGE-グラジエント溶離の結合を目指して研究を進めていく。
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| Causes of Carryover |
研究を進めるための消耗品のうち，溶融シリカキャピラリーの納期がコロナ禍の影響により大幅に遅れてしまい，納品が次年度にずれ込んでしまったため，次年度使用額が生じてしまった。この金額をすべて次年度の消耗品費（キャピラリー購入費）に回すことで，研究のさらなる進展を図る。
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