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オルガノゲル電気泳動とオンライン試料濃縮技術の結合に基づく生体高分子の高性能分析

研究課題

研究課題/領域番号 18K05162
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分34020:分析化学関連
研究機関弘前大学

研究代表者

北川 文彦  弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (20362452)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード分離分析 / チップ分析 / 電気泳動分析 / オンライン試料濃縮 / グラジエント溶離 / キャピラリーゲル電気泳動 / 生体高分子 / マイクロチップ電気泳動 / マイクロ・ナノデバイス
研究成果の概要

試料リザーバーから目的成分を供給しながらカラム全体に注入した試料溶液も濃縮するLVSEP-FASIとオルガノゲルに基づくNACGEを組み合わせることにより,80%メタノール-20%DMSO系で141000倍の高効率な濃縮を達成した。一方,アニオン種のNACGE分析において,アミン類を添加剤として検出側から泳動させることによってグラジエント溶離を実現でき,カチオン種のグラジエント溶離ではホウ酸がグラジエント剤としてより有効であることが明らかとなった。したがって,LVSEP-FASI-NACGEによる高感度分析とグラジエント溶離による高性能分離を結合した分離分析が実現できるものと期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

LVSEP-FASI-NACGEにおいて,80%メタノール-20%DMSO系で141000倍の高効率な濃縮を達成できた。これはポリマーおよび20%DMSOの添加により泳動液の粘性が適度に上昇したことやEOFが効果的に抑制されたことを反映して,試料のピーク広がりが抑制されたために,高い濃縮率が得られたものと考えられる。一方,グラジエント溶離において,DMSO系ではグラジエントにより泳動時間が大きく短縮されたのに対し,水系では全く変化しなかった。これはDMSO系では効果的な水素結合により粘性が変化するのに対して,水系では強い溶媒和によりグラジエント剤との水素結合が働かないことに起因している。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] LVSEP Analysis of Cationic Analytes in Cationic Polymer-Coating Microchannel Prepared by Vacuum-Drying Method2021

    • 著者名/発表者名
      KITAGAWA Fumihiko、NIIMIYA Yuka、NUKATSUKA Isoshi
    • 雑誌名

      CHROMATOGRAPHY

      巻: 42 号: 2 ページ: 109-114

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2021.008

    • NAID

      130008061752

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • 年月日
      2021-06-20
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonaqueous capillary gel electrophoretic analysis of metal nanoclusters in polymeric?DMSO?Li + systems2020

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa Fumihiko、Ohashi Mika、Naraoka Reo、Kondo Haruna、Kudo Naotsugu、Okazaki Masaaki、Nukatsuka Isoshi
    • 雑誌名

      ELECTROPHORESIS

      巻: 41 号: 16-17 ページ: 1400-1404

    • DOI

      10.1002/elps.202000099

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] LVSEP Analysis of Cationic Analytes in Non-Aqueous Capillary Electrophoresis2019

    • 著者名/発表者名
      KITAGAWA Fumihiko、OSANAI Osamu、NUKATSUKA Isoshi
    • 雑誌名

      CHROMATOGRAPHY

      巻: 40 号: 2 ページ: 79-82

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2019.008

    • NAID

      130007676153

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • 年月日
      2019-06-20
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Highly sensitive analysis in capillary electrophoresis using large-volume sample stacking with an electroosmotic flow pump combined with field-amplified sample injection2019

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa, F.; Wakagi, S.; Takegawa, Y.; Nukatsuka, I.
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 35

    • NAID

      130007689326

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On-line sample preconcentration by polarity switching in floating electrode-integrated microchannel2019

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa Fumihiko、Tanigawa-Joh Kana、Terashita Satomi、Fujiki Ryohei、Nukatsuka Isoshi、Sueyoshi Kenji、Otsuka Koji
    • 雑誌名

      ELECTROPHORESIS

      巻: 40 号: 18-19 ページ: 2478-2483

    • DOI

      10.1002/elps.201800501

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sample Preconcentration Protocols in Microfluidic Electrophoresis2018

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa Fumihiko、Otsuka Koji
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1906 ページ: 65-78

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8964-5_4

    • ISBN
      9781493989638, 9781493989645
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ポリマー/DMSO/Li+系における非水系キャピラリーゲル電気泳動法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      北川文彦
    • 学会等名
      第31回クロマトグラフィー科学会議
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Developmemnt of non-aqueous capillary gel electrophoresis in polymeric-DMSO-Li+systems2020

    • 著者名/発表者名
      北川文彦
    • 学会等名
      令和2年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] LVSEP-FASI法による非水系キャピラリーゲル電気泳動の高感度化2020

    • 著者名/発表者名
      北川文彦
    • 学会等名
      日本分析化学会第69年会,
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] LVSEP-FASI法による非水系キャピラリー電気泳動の高感度化2020

    • 著者名/発表者名
      北川文彦
    • 学会等名
      第27回クロマトグラフィーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] LVSEP-FASI法による生体分子の高感度マイクロチップ電気泳動分析2020

    • 著者名/発表者名
      北川文彦
    • 学会等名
      第27回クロマトグラフィーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] グラジエント溶離-非水系キャピラリーゲル電気泳動分析によるアニオン性金属錯体分析2019

    • 著者名/発表者名
      北川文彦
    • 学会等名
      第30回クロマトグラフィー科学会議
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of Anionic Metal Complexes by Gradient Elution-Non-aqueous Capillary Gel Electrophoresis2019

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Kitagawa
    • 学会等名
      HPLC2019 Kyoto
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グラジエント溶離-非水系キャピラリーゲル電気泳動法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      北川文彦
    • 学会等名
      第39回キャピラリー電気泳動シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非水系マイクロチップ電気泳動-LVSEP法によるカチオン分析の高感度化2019

    • 著者名/発表者名
      北川文彦
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] LVSEP法によるカチオン種の非水系マイクロチップ電気泳動分析の高感度化2019

    • 著者名/発表者名
      北川文彦
    • 学会等名
      第26回クロマトグラフィーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属錯体のグラジエント溶離-非水系キャピラリーゲル電気泳動分析2018

    • 著者名/発表者名
      北川文彦, 佐藤李香, 奈良岡礼朗, 糠塚いそし
    • 学会等名
      第38回キャピラリー電気泳動シンポジウム (SCE2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] グラジエント溶離-非水系キャピラリーゲル電気泳動による金属錯体の高性能分離2018

    • 著者名/発表者名
      北川文彦, 佐藤李香, 奈良岡礼朗, 糠塚いそし
    • 学会等名
      第29回クロマトグラフィー科学会議
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] グラジエント溶離-非水系キャピラリーゲル電気泳動による金属錯体の高性能分離2018

    • 著者名/発表者名
      北川文彦, 佐藤李香, 奈良岡礼朗, 糠塚いそし
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Highly-sensitive Microchip Electrophoretic Analysis by LVSEP-FASI2018

    • 著者名/発表者名
      Fumihiko Kitagawa, Ayaka Yamazaki, Misaki Tateyama, Tatsuya Ishiguro, Isoshi Nukatsuka
    • 学会等名
      25th International Symposium on Electro- and Liquid Phase-Separation Techniques (ITP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LVSEP-FASI法によるマイクロチップ電気泳動分析の高感度化2018

    • 著者名/発表者名
      原和希, 山崎綾花, 舘山美咲, 石黒達也, 糠塚いそし, 北川文彦
    • 学会等名
      第25回クロマトグラフィーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] グラジエント溶離-非水系キャピラリーゲル電気泳動法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      田澤遥, 佐藤李香, 奈良岡礼朗, 大橋弥香, 糠塚いそし, 北川文彦
    • 学会等名
      第25回クロマトグラフィーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 超微量分析入門2019

    • 著者名/発表者名
      井上満, 植田郁生, 齊戸美弘, 高橋隆子, 深澤亮一, 堀江正一, 北川文彦, 竹内豊英
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      オーム社
    • ISBN
      9784274700859
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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