2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26288072
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
手嶋 紀雄 愛知工業大学, 工学部, 教授 (30292501)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅村 知也 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (10312901)
澤野 誠 埼玉医科大学, 医学部, 准教授 (40242143)
村上 博哉 愛知工業大学, 工学部, 講師 (40515128)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 呼気分析 / 化学診断法 / 非侵襲分析 / 流れ分析法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
呼気ガス分析は，血液分析に代わる痛みのない非侵襲な健康管理・化学診断法として注目されている。
①がん早期発見に有用な呼気中アルデヒド類・ケトンとして，ホルムアルデヒド，アセトアルデヒド，アクロレイン，アセトンを選択し，これらの蛍光誘導体化／HPLCによる分離分析法の確立を目指している。本年度はこの分析システムの全自動化を達成するための新奇な流れ分析法（同時注入迅速混合フロー分析，SIEMA）の開発評価を行った。
②体重管理を含めた食事療法に有用な呼気アセトン・イソプレンのフローインジェクション分析（FIA）に関しては，以下の成果を得た。アセトンが塩基性条件下でサリチルアルデヒドと反応すると，アセトン濃度に応じてサリチルアルデヒドの蛍光が消光する。この反応をFIAシステムに導入して自動化を図った。イソプレンガスの新しい発生法について検討した。すなわち，マイクロシリンジにイソプレン溶液を入れ，ナノL／minの極低流量で送液し完全気化させ，そのガスを拡散スクラバーに導いて吸収液を得る方法である。
③呼気中CO/CO2比による無侵襲換気血流比評価法の以下の健常人を対象とした実証試験を行った。健常ボランティア10人において，呼気中CO/CO2比を独自に設計したマスク呼吸回路とCO/CO2濃度連続測定装置Carbolizer mBA-2000 (株式会社タイヨウ製)を連続測定しながら，体位を座位→仰臥位→右側臥位→仰臥位→座位→仰臥位→左側臥位→仰臥位→座位→仰臥位→腹臥位→仰臥位→座位と各5分ずつ体位変換を行った。この結果，体位による換気血流比の変化に応じた呼気中CO/CO2比の変動を観察し，本換気血流比評価法の有用性を実証した。
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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
概要欄に記載した①～③のそれぞれに関する自己点検は以下の通りである。
①：一般的な蛍光誘導体化／HPLCは，誘導体化に必要な化学物質の溶液を連続的に送液する。従って連続的に試薬を消費することになる。本年度は，これまでのフロー分析法を進化させた同時注入迅速混合フロー分析法（Simultaneous Injection Effective Mixing Flow Analysis, SIEMA）による自動的な誘導体化システムを確立することを目的とした。化学反応として，マイクロg/L（ppb）レベルのバナジウム・鉄の接触（均一触媒）作用を選択し，SIEMAシステムに導入した。本システムにより標準物質の定量を行ったところ，両元素の定量値は保証値とよく一致した。この結果により，SIEMAシステムがHPLCのための有効なプレカラム誘導体化システムとして機能することが明らかとなった。
②：アセトンガスFIAでは，呼気アセトンの濃度レベルである数百ppbv～数ppmvの範囲で検量線を作成することができたことから，十分に実用性のあるシステムの構築が可能であった。一方，イソプレンガスのFIAでは，0～150 ppbvの範囲で検量線を作成することができた。これまでの報告では，呼気イソプレン濃度は数百ppbv程度であるため，これもおおむね順調に進展している理由である。
③：H26年度には呼気中CO/CO2比による無侵襲換気血流比評価法の前提条件を実験的に確認し，理論的基盤を確立した。続くH27年度には、健常人を対象とした実証試験にて，本換気血流比評価法の有用性・有効性を検証することができた。これらは，最終年度における本換気血流比評価法の臨床試験の前段階として不可欠なものであり，それを本年度中に予定通り達成しえたことは次年度に向けて「おおむね順調に進展」と評価しうる。
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| Strategy for Future Research Activity |
①：有機ポリマー型モノリスカラムの分離分析性能を改善しつつ，呼気捕集・蛍光誘導体化・HPLCが一体となった自動分析システムを確立する。
②：確立した呼気アセトン・イソプレンFIAシステムを，実際の呼気分析に応用する。
③：最終年度であるH28年度には，埼玉医科大学総合医療センター倫理委員会の承認を受けた上で，高度救命救急センター集中治療室入室中の患者20名程度を対象とした臨床試験を実施し，臨床応用の可能性と課題を検証する予定である。
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| Causes of Carryover |
本21,129円は，H27年度末に生じた未使用額である。H27年度末までに一定の成果が得られたので，無理に使用することはしなかったために，未使用額として残った。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
H28年度の研究における物品費として使用する。
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[Presentation] 懸濁物共存試料中の全窒素定量法の改良2015
Author(s)
作田成久, 藤井亮輔, 大野慎介, 村上博哉, 手嶋紀雄
Organizer
「分析中部・ゆめ21」若手交流会 第14回高山フォーラム
Place of Presentation
高山市図書館（岐阜県高山市）
Year and Date
2015-11-13 – 2015-11-14
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[Presentation] CNET誘導体化アルデヒド類,アセトンのHPLC2015
Author(s)
一杉理香, Ketsarin Seebunrueng, 村上博哉, Supalax Srijaranai, 梅村知也, 酒井忠雄, 手嶋紀雄
Organizer
第34回分析化学中部夏期セミナー
Place of Presentation
三保園ホテル（静岡県静岡市）
Year and Date
2015-08-31 – 2015-09-01
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