| 研究課題/領域番号 |
22K05149
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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34020:分析化学関連
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
北川 文彦 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (20362452)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | エレクトロスプレー / ナノ微粒子 / 電気泳動 / オンライン試料濃縮 / ゼータ電位 / エレクトロスプレーイオン化 / キャピラリー電気泳動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では有機溶媒中に形成したオルガノゲルを利用することで，金属ナノ微粒子(NPs)から水に不溶な炭素・半導体NPs，マイクロプラスチック・大気中浮遊粒子までを対象としたキャピラリー電気泳動(CE)分離法を開発する。さらに極めて高効率なオンライン試料濃縮法である圧力支援型LVSEP－電場増強スタッキング注入(PA-LVSEP-FASI)法を組み合わせることでオルガノゲル電気泳動によるNPsの高性能サイズ分離と従来のCE分析に比して100,000倍以上高感度な検出を両立できる分析法の構築を目指す。
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| 研究実績の概要 |
ナノ微粒子（NP）に対するエレクトロスプレー（ES）試料前処理法の確立を目指し，シースレス型のES前処理装置を作製した。シリカNPに対し，ES前処理前後におけるゼータ電位を測定したところ，3mVほどから10-15mVほどに上昇した。ES処理によりNP表面に電荷を付与できたものの，オンライン試料濃縮の適用にはさらなる付与電荷量の向上が必要であると考え，シースガス型ES前処理装置の作製について検討を行った。ESスプレーとなるシリンジの先端にポンプに接続したチューブを固定して空気を送気したところ，シースガスの効果により試料が大きく広がりながら捕集電極側へとスプレーされる様子が観測された。そこで1L/minほどのガス流量でES処理を行ったところ，ゼータ電位が25-30 mVまでに上昇することがわかった。このようにES前処理したNPをオンライン試料濃縮することで高感度な電気泳動分析が実現できるものと期待される。
一方， PA-LVSEP-FASI法の改良を目指し，過渡的等速電気泳動の原理も組み合わせたPA-LDIS-FASI法の実現について検討を行った。この目的にあたり，試料を満たしたチャネルの出口側からリーディング電解質を短く注入することでLDIS法と，圧力印加条件で試料リザーバーから目的成分を供給しながら濃縮を行うPA-FASI法を結合したところ，PA-LVSEP-FASI法と比較して細くて高いピークが観測され，過渡的等速電気泳動の効果によりピーク形状も向上した。濃縮率は通常のLVSEP法では2600倍，PA-LVSEP-FASI法では9500倍に留まったのに対し，PA-LDIS-FASI法では58500倍までに増加した。ゲル電気泳動条件下で非常に細いピークが観測されており，ナノ微粒子のサイズ分離への応用が期待される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
実施計画に記載したエレクトロスプレー試料前処理法の確立，ならびにPA-LVSEP-FASI法を改良したPA-LDIS-FASI法の開発のいずれも順調に進展しているため
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画通り，エレクトロスプレー試料前処理法の確立ならびにPA-LDIS-FASIとNACGE-グラジエント溶離の結合を目指して研究を進めていく。
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