2014 Fiscal Year Annual Research Report
単一細胞内ゼプトグラム元素分析用プラズマ質量・発光分析システムの開発
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25248035
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
沖野 晃俊 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (60262276)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丸尾 昭二 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00314047)
梅村 知也 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (10312901)
千葉 光一 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 部門長 (20281066)
稲垣 和三 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 室長 (50356490)
宮下 振一 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 研究員 (60614766)
古田 直紀 中央大学, 理工学部, 教授 (90101055)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 細胞分析 / 大気圧プラズマ / 質量分析 / 発光分析 / 誘導結合プラズマ / ICP / 元素分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に開発したドロプレット試料導入装置を用いて，単一細胞中の微量元素分析を行った。まず，分析感度を向上させるため，検出器からのイオン信号をディジタルオシロスコープを用いて従来の5×10^7倍の速さとなる0.2 nsの時間分解能で取得し，平滑化などの信号処理を行った。その結果，検出下限は8.3 fgとなり，従来の約1,000倍の高感度化を達成した。そこで，陸上の岩や樹皮表面等に生息する気生藻の一種である単細胞藻類Pseudococcomyxa simplex（直径：3～8 µm）を実サンプルとして単一細胞分析を行った。実験では，約40個に1個のドロプレットに単細胞藻類が内包されるよう，10 mg/LのY標準溶液試料で細胞試料を希釈調整した。ICP-TOFMSに細胞試料を導入して分析した結果，藻類細胞1個に数10 fg～sub－fg含まれ，必須元素である24Mg，55Mn，56Fe，65Zn，有用元素である22Na，79Seなどの複数元素を同時に検出し，単一細胞中のsub-fgオーダの多元素同時分析を実現した。さらに，各々の細胞に含まれる微量元素量の違いを調べるため，12個の藻類細胞を用いて24Mg，55Mn，56Feの信号強度を比較した。その結果，各元素のRSD（％）はMg 32％，Mn 20％，Fe 22％となり，MgはMnやFeに比べて偏差が大きいという結果を得た。
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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
本研究の目標は，単一細胞中の微量元素の測定であるが，現在までに単一細胞の，マルチチャンネル発光分光分析，四重極型質量分析装置による単一元素分析，飛行時間型質量分析装置による多元素同時分析，のすべてを実現している。分析感度の目標は，ゼプトグラムオーダとしているが，四重極型の質量分析装置では1.1agと，その直前に迫っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
単一細胞分析は実現できたが，その分析精度等の評価は実施できていない。これは，粒子径や含有元素が揃った，単一細胞分析用の適切な標準物質が存在しないためである。今後は，その標準物質を作成する，またはビーズなどの代用物を選定し，装置の評価を行う。その結果に基づいて装置の改良を行い，単一細胞分析装置としての実用化をめざす。
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