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周波数分割多重化LC-MS/MSによるラベルフリーディファレンシャル解析の迅速化

研究課題

研究課題/領域番号 20H02763
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分34020:分析化学関連
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

北川 慎也  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50335080)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード質量分析 / 液体クロマトグラフィー / ラベルフリー / ディファレンシャル解析 / 周波数分割多重化 / 並列分析 / オミクス
研究開始時の研究の概要

生体成分の網羅的解析行うオミクス解析では、サンプル群間の含有化合物量の差異を明らかにするため、液体クロマトグラフィー―タンデム型質量分析法(LC-MS/MS)を用いたディファレンシャル解析(定量比較解析)が行われる。本研究では、ディファレンシャル解析を迅速・高効率に行うため、二群間の差異をそれぞれn = 3で測定し統計比較を行うため、申請者がすでに開発済みの2台のLCと1台のMSを接続し並列分析を行う「周波数分割多重化LC-MS」を発展させ、「6サンプル並列同時分析のための周波数分割多重化LC-MS/MS」の開発を行う。

研究成果の概要

本研究では、6並列導入分析が可能である質量分析システムの開発に成功し、適切な内部標準物質を用いることで定量比較を高い精度で行うことが可能であることを実証した。また、周波数分割多重化MS法をMS/MS測定、および、通常のMS測定と衝突誘起解離を伴うMS測定を交互に繰り返す交互測定モードへの拡張が可能であることを実証した。すなわち、6LC-1MS/MSにおける定量比較が可能であることを示すことに成功した。さらに、6並列LC分析を行うための試料注入・送液システムの検討、イオン化効率・試料導入効率の安定化を目的としたLCのミクロスケール化、交互測定モードの信号処理の迅速化法についても開発行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

オミクス解析では、疾患の有無などのサンプル群間における化合物量(タンパク質発現量など)の差異を明らかにするディファレンシャル解析(定量比較解析)が必須である。近年、液体クロマトグラフと質量分析器(MS/MS)を用いるディファレンシャル解析の重要性は増大しておりその高効率化が求められているが、本研究はこれに貢献するものである。また、本研究の根幹は並列導入型MS/MSであるため、MS(/MS)を用いるすべての分析(臨床分析、環境分析、生体分析など)の高効率化に貢献できる。MS(/MS)が必要とされる大規模調査の高効率化・低コスト化にも貢献することができる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Fundamental Study for Increasing Multiplicity of Frequency Division Multiplex HPLC-MS2022

    • 著者名/発表者名
      Sakita, R.; Kishi, H.; Iiguni, Y.; Kitagawa, S.; Ohtani, H
    • 雑誌名

      CHROMATOGRAPHY

      巻: 43 号: 2 ページ: 67-71

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2022.007

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • 年月日
      2022-06-20
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] プロテオミクス解析を志向した周波数分割多重化LC-MS/MSの基礎検討2022

    • 著者名/発表者名
      神谷彩江, 札谷実穂, 北川慎也, 大谷 肇
    • 学会等名
      第39回分析化学中部夏期セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 周波数分割多重化LC-MS/MSの開発2022

    • 著者名/発表者名
      北川慎也, 先田 廉, 札谷実穂, 神谷彩江, 牧野良亮, 大谷 肇
    • 学会等名
      第42回キャピラリー電気泳動シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液体クロマトグラフィーおよび電気泳動分離の高性能化に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      北川慎也
    • 学会等名
      第33回クロマトグラフィー科学会議
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 周波数分割多重化法を応用した新規マルチプレックスLC-MSの安定性・再現性向上のための基礎検討2022

    • 著者名/発表者名
      牧野良亮, 先田 廉, 北川慎也, 大谷 肇
    • 学会等名
      「分析中部・ゆめ21」若手交流会第22回高山フォーラム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 周波数分割多重化LC-MSの開発とその多重度増大に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      北川慎也, 先田 廉, 札谷実穂, 大谷 肇
    • 学会等名
      第81回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 周波数分割多重化法を応用した新規マルチプレックス6LC-1MSの開発2021

    • 著者名/発表者名
      先田 廉, 札谷実穂, 北川慎也, 大谷 肇
    • 学会等名
      日本分析化学会第70年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] プロテオミクス解析のための周波数分割多重化LC-MS/MSの基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      神谷彩江, 札谷実穂, 北川慎也, 大谷 肇
    • 学会等名
      「分析中部・ゆめ21」若手交流会第21回高山フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 周波数分割多重化LC-MSにおける干渉抑制に関する基礎検討及びLC-MS/MSへの応用2021

    • 著者名/発表者名
      札谷実穂,先田 廉,北川慎也, 大谷 肇
    • 学会等名
      第32回クロマトグラフィー科学会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Frequency division multiplex HPLC-MS for simultaneous analyses of six samples2021

    • 著者名/発表者名
      S. Kitagawa, R. Sakita, M. Satsutani, H. Ohtani
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 周波数分割多重化LC-MSの多重度増大に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      北川慎也, 先田 廉, 岸 博香, 大谷 肇
    • 学会等名
      第80回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 周波数分割多重化法を用いた HPLC-MS における多重度増大に関する研究 : 6HPLC-1MSの開発2020

    • 著者名/発表者名
      先田 廉, 岸 博香, 北川慎也, 大谷 肇
    • 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] 周波数分割多重化法を応用した新規マルチプレックス6HPLC-MSの開発2020

    • 著者名/発表者名
      先田 廉, 岸 博香, 北川慎也, 大谷 肇
    • 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
  • [備考] 並列同時試料導入型質量分析法の開発(nLC-1MSの開発)

    • URL

      http://cec.ach.nitech.ac.jp/researches/kitagawa/kitagawa_files/kitagawa_FDMLCMS.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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