2012 Fiscal Year Research-status Report
非解離レーザーイオン化法の開発による生理活性物質の選択的高効率検出と機構研究
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24550030
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
藤野 竜也 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (20360638)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | MALDI法 / ゼオライト / 生理活性物質 / レーザーイオン化 |
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| Research Abstract |
元素レベルでの分析を行う場合、イオン化の際に試料分子を壊さず分子量によって解析が行える質量分析法が有効である。マトリクス支援レーザー脱離イオン化法(MALDI法)は操作・試料調整が圧倒的に簡易であるため、飛行時間型質量分析装置と組み合わせ、様々な分野における解析法として利用されている。しかしながら1)イオン化効率が低い2)低分子量試料への適用が困難3)測定できない分子がある、などといった問題点も同時に持っている。本研究ではこのような問題点を解消するため、典型的な有機マトリクス分子と構造を持つ分子との複合体の作成を行い、生理活性物質の網羅的測定法を提供する。
我々はこれまでにシクロデキストリンに有機マトリクスを包接させることにより、マススペクトルの低分子量領域が単純化され、アルカリ金属及びその付着ピークが消失すること、強い包接を作る組み合わせにおいては、マトリクス分子によるピークをほぼ消すことができることを見出した。さらに分子内にナノサイズの細孔を持ち、表面には活性の強いブレンステッド酸性水酸基が存在するゼオライトを有機マトリクス分子のホスト分子として利用したところ、低分子量領域が単純化されること、さらにはブレンステッド酸性水酸基による効果的なプロトン供与が行われるため、プロトン化した試料のピークが従来MALDI法に比べて20倍以上増強する結果を得た。本研究では酸化物固体表面（ゼオライト表面）上のブレンステッド酸性水酸基のプロトンをLi+, Na+, K+といったアルカリ金属イオンに置換し、これを有機マトリクス分子のホスト分子として利用し、新奇の分析手法を発案した。これまで観測が不可能であった数々の低分子量生理活性物質の測定に成功した。これまで測定が不可能であった覚せい剤の体内代謝物を被験者の尿から直接測定することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
体内での代謝物の測定を可能にした点が当初計画以上に進展した点である。従来、代謝物がグルクロン酸抱合体を形成しており、レーザーイオン化による直接測定は不可能であった。しかしながら申請者らが開発したゼオライトマトリクスを利用することで、その測定が可能であることが示された。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゼオライト表面に銀や金のナノ粒子を担持させ、これらをイオン源として用いる。この際、ゼオライトからのプロトンやカチオン供給を抑制させるために、ゼオライト上のブレンステッド酸点をアンモニウムイオンによって置換する。現在この研究を進めており、これまでに、従来法では測定が不可能であったアルカンの高感度測定に成功している。アルカンは分子内に電荷の偏りがないため、付加によるイオン化がきわめて難しい分子である。しかしながらこれらの検出に成功しており、この研究を進めていく。さらには、サンマリウム系の磁性粒子を有機マトリクスに混合させる、層状化合物を利用する、半導体粒子を利用するなど、すでに研究に着手しているので、これらを進めていく。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成２４年度には当初、開発するマトリクスの物性評価のための装置購入を予定していたが、開発したマトリクスを応用した分子計測が極めて有効であることが分かったため、測定への応用を優先させた。このために予算消費に変更が生じ、残金が生じている。開発したマトリクスによる計測を大方完了させ、かつ投稿論文の目途が立ったため、今後は当初予定していたように、物性評価に移る。このため、赤外吸収スペクトルまたはラマンスペクトルを測定する必要があり、これらの購入に充てる。
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