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バイオ質量分析イオン化法の開発と応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 13F03034
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 分析化学
研究機関山梨大学

研究代表者

平岡 賢三  山梨大学, クリーンエネルギー研究センター, 特命教授

研究分担者 MANDAL Mridul Kanti  山梨大学, クリーンエネルギー研究センター, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード質量分析 / イオン化法 / 探針エレクトロスプレー / ナノエレクトロスプレー
研究概要

本研究は、山梨大学で開発した探針エレクトロスプレー(PESI)のメカニズム解明とPESIの医学・農学への応用を目指すものであり、世界最先端の技術開発に成功し、世界トップクラスの国際誌に論文が掲載された。以下に研究成果について述べる。
1. PESIの動作メカニズムの解明 : 質量分析イオン化法における最大の課題はsuppression effectの低減にある。PESIはこれまでに開発されたイオン化法のなかで最もsuppression effectが小さい手法である。この機構発現の原理解明のために、塩や界面活性剤を含む試料のPESIマススペクトル測定を広範に行い、エレクトロスプレーによってわずか数nmの過剰電荷層が剥ぎ取られて同一符号からなる帯電液滴がスプレーされることを明らかにした。この特異的優位性はPESIにおける断続的試料採取法から生まれた。
2. Sheath-flow/PESIの開発 : 高電圧を印加した金属探針をプラスチックキャピラリーに挿入し、キャピラリーへ溶媒送液し、試料表面へ探針先端を接触させることで試料の溶媒抽出とイオン検出を行う手法の開発を行った。これにより、PESIの乾燥試料への応用が可能となった。
3, 凍結試料分析法の開発 : 微量試料を探針先端に採取後、これを凍結し、質量分析する方法として、SPA (solid pro beassisted)/nanoESIを開発した。凍結試料の輸送後、解凍し、あらかじめ溶媒を充填したESIキャピラリーに探針を背後から差し込んで探針先端の試料を溶媒に溶解させてナノエレクトロスプレ一させる。SPA-PESIは極めて高感度で、多くの生体試料に適用可能であることを検証した。
4. 開発した手法の応用展開 : sheath-flow PESIを指などに付着したpgオーダーの薬物検出、農薬を施した植物等へ応用し、高感度で微量成分を検出した。また、SPA-PESIにより、がん、非がんの組織を分析し1、がん診断支援が可能であることを示した。このように本研究で開発された手法は医学・農学 等の分野に広く普及すると期待される。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(1件)
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (5件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Development of Sheath-flow Probe Electrospray Ionization (SF-PESI)2013

    • 著者名/発表者名
      M. O. Rahman, M. K. Mandal, Y. Shida, S. Ninomiya, L. C. Che n, H. Nonami and K. Hiraoka
    • 雑誌名

      Journal of Mass Spectrometry

      巻: VOL.48 号: 7 ページ: 823-829

    • DOI

      10.1002/jms.3226

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Detection of Trace Level Illicit Drugs in Human Body Fluids by Probe Electrospray Ionization Mass Spectrometry (PESI-MS)2013

    • 著者名/発表者名
      S. Saha, M. K. Mandal and K. Hiraoka
    • 雑誌名

      Analytical Methods

      巻: VOL.5 号: 18 ページ: 4731-4738

    • DOI

      10.1039/c3ay41117f

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Sheath-Flow Probe Electrospray Ionization Mass Spectro metry and Its Application to Real Time Pesticide Analysis2013

    • 著者名/発表者名
      M. K. Mandal, T. Ozawa, S. Sa ha, M. M. Rahman, M. Iwasa, Y . Shida, H. Nonami, and K. Hiraoka
    • 雑誌名

      Journal of Agricultural and Food Chemistry

      巻: VOL.61 号: 33 ページ: 7889-7895

    • DOI

      10.1021/jf4014718

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct electrospray ionization mass spectrometric profiling of real-world samples via a solid sampling probe2013

    • 著者名/発表者名
      Z. Yu, L. C. Chen, M. K. Mand al, K. Yoshimura, S. Takeda and K. Hiraoka
    • 雑誌名

      Journal of The American Society for Mass Spectr ometry

      巻: 24 号: 10 ページ: 1612

    • DOI

      10.1007/s13361-013-0697-7

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Pressure Nanoelectrospray Ionization Mass Spectrometry for Analy sis of Aqueous Solutions2013

    • 著者名/発表者名
      M. M. Rahman, M. K. Mandal, K. Hiraoka and L. C. Chen
    • 雑誌名

      Analyst

      巻: VOL.138 号: 21 ページ: 6316-6322

    • DOI

      10.1039/c3an00699a

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time diagnosis of chemically induced hepatocellular carcinoma using a novel mass spectrometry-based technique2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshimura, M. K. Mandal, M . Hara, H. Fujii, L. C. Chen, K. Tanabe , K. Hiraoka and S. Takeda
    • 雑誌名

      Analytical Biochemistry

      巻: 441 号: 1 ページ: 32

    • DOI

      10.1016/j.ab.2013.06.017

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biomolecular analysis and biological tissue diagnostics by electrospray ionization with a metal wire inserted gel-loading tip2013

    • 著者名/発表者名
      M. K. Mandal, K. Yoshimua, S. Saha, Z. Yu, S. Takeda and K. Hiraoka.
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 86 号: 2 ページ: 987

    • DOI

      10.1021/ac403261s

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Development of Sheath-Flow Probe Electrospray Ionization (SF-PESI)2013

    • 著者名/発表者名
      K. Hiraoka, M. O. Rahman, M. K. Mandal, Y. Shida, L. C. Chen. S. Ninomiya and H. Nonami
    • 学会等名
      61nd ASMS Conference on Mass Spectrometry a nd Allied Topics
    • 発表場所
      Minneapolis Convention C enter, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Positive and Negative Mode PESI-MS for Cancer Diagnostics2013

    • 著者名/発表者名
      M. K. Mandal, K. Yoshimura, S. Saha, M. O. Rahman, Y Shida, S. Takeda, H. Nonami and K. Hi raoka
    • 学会等名
      61nd ASMS Conference on Mass Spectrometry a nd Allied Topics
    • 発表場所
      Minneapolis Convention Center. USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Leidenfrost Phenomenon-Assisted thermal Desorption : A New Desorptiontechniaue for Ambient Mass Spectrometry2013

    • 著者名/発表者名
      S. Saha, M. K. Mandal and K. Hiraoka
    • 学会等名
      61nd ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • 発表場所
      Minneapolis Convention C enter, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] PESI and Related Ionization Techniques For Clinical Diagnosis, Forensic Analysis, Narcotics Monitoring and Real Time Pesticide Analysis2013

    • 著者名/発表者名
      M. K. Mandal, S. Saha, L. C. Chen, M. M. Rahman, Z. Yu, S. Ninomiya, K. Yoshimura, Sen Takeda and K. Hiraoka
    • 学会等名
      第61回質量分析総合討論会/013つくば
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development Characteristics and Applications of Leidenfrost Phenomen on-assisted Thermal Desorption Ambient Mass Spectrometry (LPTD am bient MS)2013

    • 著者名/発表者名
      S. Saha, M. K. Mandal, L. C. C hen, S. Ninomiya and K. Hiraoka
    • 学会等名
      第61回質量分析総合討論会 2013 つくば
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Ambient Ionization Mass Spectrometry

    • 著者名/発表者名
      M. K. Mandal, K. Hiraoka, et al. Edited by Robert B. Cody and Marek Domin
    • 出版者
      Royal Society of Chemistry(発行確定)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://erdb.yamanashi.ac.jp/rdb/A_DispInfo.Scholar/8/CO5371CFC008A2F4.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://sangaku.yamanashi.ac.jp/SearchResearcherkontents/CO5371CFC008A2E4.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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