2015 Fiscal Year Research-status Report
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26600059
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
高村 禅 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 教授 (20290877)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浮田 芳昭 山梨大学, 総合研究部, 助教 (40578100)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 質量分析 / タンパク質のイオン化 / ＭＡＬＤＩ / ＴＯＦ / 熱パルスイオン化 / マイクロデバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２６年度は、試料の塗布方法を工夫することで従来のUV-MALDIを凌駕する高効率でタンパク試料のイオン化が可能なことが分かった。平成２７年度はこの理由を探り、またイオン源としての性能を上げるために、次の項目について研究を行った。
（１）熱パルスによるイオン生成機構の解明 （a）再現性の向上。メカニズムにアプローチするにはデータの蓄積が重要であるが、現在それに耐えるだけの再現性に乏しい。したがって、まず再現性を向上させる。昨年度用いていたマトリックス2,5-ジヒドロキシアセトフェノン（DHAP）は、非常にイオン化効率が良いが、揮発性が高いため、真空中で蒸発により失われ、再現性に影響する。よって、本年度は2, 5-ジヒドロキシ安息香酸（DHB）主に用いることにした。また、イオン源とTOF部の相対位置、パルス電源を改良し、再現性は大きく向上した。（b）負イオン測定系の構築 熱パルスイオン化のイオン化メカニズムは全く分かっていない。しかし、我々は、負イオンの生成が大きな鍵を握っていると予想している。イオン光学系、および検出系、チャネルトロンへを改良し、またノイズ対策を強化することで、負イオンの質量分析・検出に成功した。その結果、非常に興味深い結果を得ている。詳細は、来年度発表する。（C）熱パルスイオン化におけるマトリックス、及びサンプル依存性の調査 かなりの広い範囲で熱パルスによりイオン化が可能で、本原理が一般性に富むイオン化であることが確認できた。
（２）低真空および微小領域におけるイオン電流増幅法の開発 昨年度得られた熱パルスイオン化の効率および性質は非常によいものであったため、チップ化せず従来のTOF型の質量分析器と組み合わせても、大きなインパクトが予想される。そのため熱パルスイオン化の解明、および実用性の実証は、チップ化よりもより急務と考え、本項目は来年度以降の実施とした。
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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
本年度(平成27年度)の研究項目の1つ目は（１）熱パルスによるイオン生成機構の解明に関して、熱パルスイオン化のメカニズムにアプローチすることであるが、再現性の向上と、負イオン検出系の構築により、本質に切り込んだ非常に良いデータが出始めている。また、従来の大型質量分析装置でのイオン化法であるUV-MALDIをはるかに凌駕するような良質のイオン化が可能なことが、再現性を伴って確かめられつつある。これは、本研究の目的である質量分析器のチップ化を超えて、従来の質量分析器の性能を大きく改善する可能性も持った状況である。これは当初の予想をはるかに超えた成果と考える。
一方で、本年度(平成27年度)は、上記の研究に集中したため、2つ目の研究課題である、（２）低真空および微小領域におけるイオン電流増幅法の開発に関しては、次年度以降に先送りした。よって総合的な評価は、おおむね順調に進展しているとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
熱パルスイオン化の効率が非常に良く、早期の実証、実用化が望まれるため、今後も熱パルスイオン化の研究に重点を置いて進めていく。
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| Causes of Carryover |
平成26年度において、熱パルスイオン化の効率が、従来のＵＶ－ＭＡＬＤＩをはるかに凌駕する可能性が見いだされた。これは、質量分析器のチップ化にとどまらず、従来の質量分析器の性能も大きく改善できる可能性を持っている。そのため、熱パルスイオン化の安定性の向上と、実サンプルにおける実証が急務であると判断し、研究のウエイトをそちらに大きくかけている。よって、チップ化に必要なあらたなイオン検出器の開発を後ろにずらした。この項目は、比較的大きな予算が必要で、それに伴って予算の執行も後ろにずれている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
チップ化に必要なイオン検出器の開発を、次年度に行う予定である。それに伴って、未使用の予算は、開発に必要な材料やリソグラフィーに必要な消耗品の購入に使用する。
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