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2012 Fiscal Year Annual Research Report

投影型イメージング質量分析による薬物動態高速測定技術の開発

Research Project

Project/Area Number 23710271
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

間 久直  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70437375)

Keywords分子イメージング / 薬物動態 / イメージング質量分析 / 投影型 / マトリックス支援レーザー脱離イオン化
Research Abstract

マトリックス支援レーザー脱離イオン化(matrix-assisted laser desorption/ionization; MALDI)を用いた投影型イメージング質量分析による薬物動態の測定に向けて、まず、生体内薬剤分子のイオン化条件の検討を行った。その結果、モデル薬剤として用いたブスピロン(抗不安薬)のイオン化には一般的に用いられているマトリックス(イオン化補助剤)の中でもαシアノ4ヒドロキシ桂皮酸を用いると、最もイオン化の効率を高くできることがわかった。さらに、通常のマトリックスにゼオライトを混合することでイオン化効率を1.5倍程度に高められることががわかった。
MALDIを用いたイメージング質量分析ではマトリックス溶液を試料表面にスプレーで塗布して測定を行う。マトリックス溶液の塗布には一般に金属製のスプレーが用いられているが、金属製のスプレーではスプレー自体がマトリックス溶液中に溶出し、イオン化効率
を低下させることを明らかにした。そこで、マトリックス溶液の塗布にガラス製のスプレーを用いたところ、金属製スプレーを用いた場合と比べてイオン化効率を著しく向上させることができた。
次に、高スループットでの薬物動態測定を実現するために、試料を高真空中で自動的かつ高位置精度で移動させるための試料移動機構の製作を行った。その結果、試料を当初目標としていた可動範囲25mm×25mmよりも広い50mm×50mmの範囲において絶対位置精度±1
μmで移動させることができる移動機構を実現することができた。光学顕微鏡でも同一の試料を観察できるようにするため、試料ホルダーはスライドガラスをそのまま装着できる構造とした。
イオン化条件の検討結果、および本研究で改良を加えたイメージング質量分析装置を用いて、薬剤を投与したマウス脳内における薬剤分子の分布を測定することに成功した。

  • Research Products

    (18 results)

All 2013 2012

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Effect of solvent on ionization efficiency in matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry of peptides2013

    • Author(s)
      Hisanao Hazama, Satoshi Furukawa, and Kunio Awazu
    • Journal Title

      Chemical Physics

      Volume: (in press)

    • DOI

      DOI:10.1016/j.chemphys.2013.03.004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theoretical analysis of correlation between ionization threshold fluence in IR-MALDI and IR absorption spectrum of matrix molecules2013

    • Author(s)
      Makoto Hatakeyama, Takako Mashiko, Hisanao Hazama, Kunio Awazu, and Masanori Tachikawa
    • Journal Title

      International Journal of Quantum Chemistry

      Volume: 113(2) Pages: 125-129

    • DOI

      DOI:10.1002/qua.24296

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] がん治療薬剤の動態解析に向けたレーザーイオン化イメージング質量分析手法の開発2013

    • Author(s)
      閑念弘樹, 守口直樹, 間久直, 波多野浩士, 金田安史, 藤野竜也, 粟津邦男
    • Journal Title

      電気学会 光・量子デバイス研究会資料

      Volume: OQD-13 Pages: 27-32

  • [Journal Article] Development of a stigmatic mass microscope for high-throughput molecular imaging2012

    • Author(s)
      Hisanao Hazama, Tomonori Hamanaka, and Kunio Awazu
    • Journal Title

      Proceedings of Conference on Laser Surgery and Medicine 2012 (CLSM 2012)

      Volume: - Pages: 80-81

  • [Journal Article] 薬剤のレーザーイオン化質量分析イメージングにおけるゼオライトのイオン化補助効果2012

    • Author(s)
      守口直輝, 間久直, 藤野竜也, 粟津邦男
    • Journal Title

      電気学会 光・量子デバイス研究会資料

      Volume: OQD-12 Pages: 11-15

  • [Presentation] Imaging mass spectrometry of pharmaceutical drugs using a high mass resolution MALDI-SpiralTOF2013

    • Author(s)
      Takaya Satoh, Ayumi Kubo, Jun Tamura, Carlos Chiu, Naoki Moriguchi, Hisanao Hazama, Kunio Awazu, and Michisato Toyoda
    • Organizer
      4th Asia Oceania Mass Spectrometry Conference and 10th Taiwan Society for Mass Spectrometry Annual Conference
    • Place of Presentation
      Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      20130710-12
  • [Presentation] 投影型顕微イメージング質量分析装置による生体試料の観察2013

    • Author(s)
      間久直, 青木順、豊田岐聡、内藤康秀, 粟津邦男
    • Organizer
      電気学会 第1回量子ビームによるナノバイオサイエンス技術調査専門委員会
    • Place of Presentation
      大阪大学 産業科学研究所, 大阪府吹田市
    • Year and Date
      20130508-20130508
    • Invited
  • [Presentation] がん治療薬剤の動態解析に向けたレーザーイオン化イメージング質量分析手法の開発2013

    • Author(s)
      閑念弘樹, 守口直樹, 間久直, 波多野浩士, 金田安史, 藤野竜也, 粟津邦男
    • Organizer
      電気学会 光・量子デバイス研究会(バイオメディカルフォトニクス応用)
    • Place of Presentation
      東北大学 東京分室, 東京都千代田区
    • Year and Date
      20130304-20130304
  • [Presentation] Development of new stigmatic imaging mass spectrometer and its application to metal cation distribution in fish2013

    • Author(s)
      Jun Aoki, Hisanao Hazama, Kunio Awazu, and Michisato Toyoda
    • Organizer
      61st ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • Place of Presentation
      Minneapolis Convention Center, Minneapolis, MN, USA
    • Year and Date
      2013-06-13
  • [Presentation] Imaging mass spectrometry of pharmaceutical drugs using a high mass resolution MALDI-SpiralTOF-TOF2013

    • Author(s)
      Ayumi Kubo, Takaya Satoh, Robert A. DiPasquale, Naoki Moriguchi, Hisanao Hazama, Kunio Awazu, and Michisato Toyoda
    • Organizer
      61st ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • Place of Presentation
      Minneapolis Convention Center, Minneapolis, MN, USA
    • Year and Date
      2013-06-12
  • [Presentation] レーザーイオン化質量分析装置を用いた薬剤イメージングにおけるゼオライトのイオン化補助効果の検討2013

    • Author(s)
      守口直輝, 間久直, 藤野竜也, 粟津邦男
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第33回年次大会
    • Place of Presentation
      姫路商工会議所, 兵庫県姫路市
    • Year and Date
      2013-01-30
  • [Presentation] 薬剤のレーザーイオン化質量分析イメージングにおけるゼオライトのイオン化補助効果2012

    • Author(s)
      守口直輝, 間久直, 藤野竜也, 粟津邦男
    • Organizer
      電気学会 光・量子デバイス研究会(バイオメディカルフォトニクス応用)
    • Place of Presentation
      東北大学 東京分室, 東京都千代田区
    • Year and Date
      20120924-20120924
  • [Presentation] Novel stigmatic mass microscope using laser ionization2012

    • Author(s)
      Hisanao Hazama and Kunio Awazu
    • Organizer
      International Joint Symposium on Single-Cell Analysis (The 6th International Workshop on Approaches to Single-Cell Analysis & The 8th International Forum on Post-Genome Technologies)
    • Place of Presentation
      Kyoto Research Park, Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2012-11-27
  • [Presentation] Development and applications of new stigmatic mass microscope with high mass and spatial resolving power using multi-turn time-of-flight mass spectrometer2012

    • Author(s)
      Jun Aoki, Hisanao Hazama, Kunio Awazu, and Michisato Toyoda
    • Organizer
      19th International Mass Spectrometry Conference (IMSC 2012)
    • Place of Presentation
      Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2012-09-19
  • [Presentation] Imaging mass spectrometry and structural analysis of lipids directly on tissue specimens using a high resolution MALDI-TOF-TOF tandem mass spectrometer2012

    • Author(s)
      Shuichi Shimma, Ayumi Kubo, Takaya Satoh, Hisanao Hazama, Kunio Awazu, and Michisato Toyoda
    • Organizer
      19th International Mass Spectrometry Conference (IMSC 2012)
    • Place of Presentation
      Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2012-09-19
  • [Presentation] Investigation of zeolite matrix for analysis of pharmacokinetics using imaging mass spectrometry with laser desorption/ionization2012

    • Author(s)
      Naoki Moriguchi, Hisanao Hazama, Tatsuya Fujino, and Kunio Awazu
    • Organizer
      19th International Mass Spectrometry Conference (IMSC 2012)
    • Place of Presentation
      Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2012-09-17
  • [Presentation] Development of a stigmatic mass microscope for high-throughput molecular imaging2012

    • Author(s)
      Hisanao Hazama, T omonori Hamanaka, and Kunio Awazu
    • Organizer
      Conference on Laser Surgery and Medicine 2012 (CLSM 2012)
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama, Kanagawa, Japan
    • Year and Date
      2012-04-27
  • [Book] 臨床プロテオミクス―バイオマーカー探索から個別化医療へ―, 8-3 新規MSイメージング技術2012

    • Author(s)
      間久直, 粟津邦男
    • Total Pages
      299-308
    • Publisher
      金原出版

URL: 

Published: 2014-07-24  

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