| 研究課題/領域番号 |
21K06521
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分47020:薬系分析および物理化学関連
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| 研究機関 | 新潟薬科大学 |
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研究代表者 |
星名 賢之助 新潟薬科大学, 薬学部, 教授 (60292827)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | MALDI / 質量分析 / イオン再結合 / パルス引き出し / 数値シミュレーション / DHB / CHCA / アスパラギン酸 / 遅延引き出し / TOFーMS / 引き出し電場 / α-シアノ-4-ヒドロキシけい皮酸 / 相爆発 / 飛行時間型質量分析 / レーザー / プロトン化 / プロトン移動反応 / フェムト秒レーザー / YAGレーザー / アミノ酸 / 高電圧パルス / プロトンか化イオン / レーザーパルス波形 / 高電圧パルス波形 / 質量スペクトル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
MALDI法は高感度分析法として確立されたといえる．それでも，MALDIではレーザー脱離された試料の99.99％以上は中性のまま観測されないため，継続的な感度向上の取り組みが行われている．主たるアプローチは，脱離された中性種をさらにレーザーによりイオン化する方法である．しかしながら，それはMALDI法というよりも「レーザー脱離ポストイオン化」に近く，「MALDI法の感度向上」という本質的な課題の解決とはならない．そのような背景において，本申請では，MALDI機構に基づいてレーザー波形と高電圧パルス波形をデザインし，MALDI過程自体で起こるイオン生成量の増大およびイオン失活の抑制を目指す．
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| 研究成果の概要 |
MALDI法におけるイオン信号強度について，引き出し電場の影響を調べた．引き出し電場の遅延時間に対しては，正イオン，負イオンともに，時間に対して一次反応的に減少することが分かった．これは，レーザー照射によりMALDI結晶中に正負イオンがペアとして近接して生成し，そのペアが再結合により中性化したためと考えられる．次に，引き出し電場の大きさを変化させると，電場の大きさの増加に伴い，信号強度も増加した．その関係は，両対数プロットにおいて線形となった．この電場とイオン信号の関係を，モデルを構築することにより再現することに成功した．また，生成したイオンペアの距離の分布に関する情報を得られることができた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
MLADI法は，熱分解しやすい生体分子などを非破壊的に気化し，高感度かつ簡便に質量分析できる方法である．定性分析としてはすぐれている一方，定量性についての評価は容易ではない．それは，MALDIにおけるイオン信号の生成過程が定量的に記述できないからである．本研究では．その中の１つの因子である，生成した正イオンと負イオンの再結合による失活に着目した．MLADIでは，レーザー照射時に生成したイオンの少なくない量が，この再結合により観測される前に消滅していると考えられる．本研究で，再結合がパルス電場の印加デザインを工夫することにより抑制できることが，定量的に示された．今後の高感度化に役立つ知見である．
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