精密コロナ放電と質量分析を用いたバイオモニタリングシステムの構築のための基礎研究

• 研究課題/領域番号: 24619005
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: オミクス計測科学
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 関本 奏子 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 助教 (40583399)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: コロナ放電 / 質量分析 / 大気イオン / 負イオン / プロトン親和力 / アミノ酸 / ペチュニア / リアルタイム直接分析法（DART) / 反応イオン / 大気反応イオン

研究成果の概要

生体分子のその場分析技術の開発はオミクス計測科学分野の重要な課題であるが，未知試料の同定に及ぶ手法の確立には至っていない．本研究では，様々な気相酸性度を持つ負の反応イオンの大気圧下での制御生成が可能な「精密コロナ放電」と質量分析を結合し，動植物の分泌する分子および構成分子を各々の物性に応じて選択的にその場分析できる“シンプルなバイオモニタリングシステム”を構築した．本システムでは，試料の分子量と構造に関する情報が同時に得られ，その場分析における未知化合物の同定に極めて有効である．

研究成果

• [雑誌論文] Ionization characteristics of amino acids in direct analysis in real time mass spectrometry (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Sekimoto, M. Sakakura, T. Kawamukai, H. Hike, T. Shiota, F. Usui, Y. Bando and M. Takayama
  • 雑誌名: Analyst 巻: 139 号: 10 ページ: 2589-2599
  • DOI: 10.1039/c3an02193a
  • NAID: 120006530537
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Formation of Benzyl Carbanion in Collision-Induced Dissociation of Deprotonated Phenylalanine Homologues (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Sekimoto, N. Matsuda and M. Takayama
  • 雑誌名: Mass Spectrometry 巻: 3 号: 1 ページ: A0027-A0027
  • DOI: 10.5702/massspectrometry.A0027
  • NAID: 130004972829
  • ISSN: 2186-5116, 2187-137X
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Field measurement of nitromethane from automotive emissions at a busy interaction using proton-transfer-reaction mass spectrometry (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Inomata, Y. Fujitani, A. Fushimi, H. Tanimoto, K. Sekimoto and H. Yamada
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 巻: 96 ページ: 301-309
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2014.07.058
  • 査読あり
• [雑誌論文] <b>二次有機エアロゾル生成過程研究への質量分析法の応用 </b> (2014)
  • 著者名/発表者名: 廣川淳、猪俣敏、高橋けんし、坂本陽介、谷本浩志、関本奏子
  • 雑誌名: エアロゾル研究 巻: 29 号: S1 ページ: s18-s26
  • DOI: 10.11203/jar.29.s18
  • NAID: 130003393425
  • ISSN: 0912-2834, 1881-543X
  • 査読あり
• [雑誌論文] コロナが拓く新技術 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関本 奏子
  • 雑誌名: ケミカルエンジニヤリング 巻: 59 ページ: 46-53
• [雑誌論文] Collision-induced dissociation analysis of negative atmospheric ion adducts in atmospheric pressure corona discharge ionization mass spectrometry (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sekimoto and M. Takayama
  • 雑誌名: J. Am. Soc. Mass Spectrom. 巻: 24 号: 5 ページ: 780-788
  • DOI: 10.1007/s13361-013-0576-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] On-line measurements of gaseous nitro-organic compounds in diesel vehicle exhaust by proton-transfer-reaction mass spectrometry (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Inomata, H. Tanimoto, Y. Fujitani, K. Sekimoto, K. Sato, A. Fushimi, H. Yamada, S. Hori, Y. Kumazawa, A. Shimono and T. Hikida
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 巻: 73 ページ: 195-203
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2013.03.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collision-Induced Dissociation Study of the Adduct Ions Produced in NO₃⁻-Free Area of Atmospheric Pressure Negative Corona Discharges under Ambient Air Conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sekimoto, N. Matsuda, M. Takayama
  • 雑誌名: Mass Spectrometry 巻: 2 号: 1 ページ: A0020-A0020
  • DOI: 10.5702/massspectrometry.A0020
  • NAID: 130003380161
  • ISSN: 2186-5116, 2187-137X
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of nitromethane emission from automotive exhaust”, Atmospheric Environment (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sekimoto, S. Inomata, H. Tanimoto, A. Fushimi, Y. Fujitani, K. Sato and H. Yamada
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 巻: 81 ページ: 523-531
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2013.09.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大気圧コロナ放電イオン化質量分析法による負の大気イオン水クラスター生成の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関本 奏子，高山 光男
  • 雑誌名: 分析化学 巻: 62 号: 11 ページ: 955-963
  • DOI: 10.2116/bunsekikagaku.62.955
  • NAID: 10031196843
  • ISSN: 0525-1931
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface analysis of traces stained with discharge on plane electrode in atmospheric pressure negative corona (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanako Sekimoto and Mitsuo Takayama
  • 雑誌名: Journal of Electrostatics 巻: 70 号: 4 ページ: 363-373
  • DOI: 10.1016/j.elstat.2012.05.004
  • 査読あり
• [学会発表] Ionization characteristics of amino acids in direct analysis in real time mass spectrometry using atmospheric pressure helium plasma (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Sekimoto and M. Takayama
  • 学会等名: 20th Symposium on Application of Plasma Processes
  • 発表場所: Tatranska Lomunica, Slovakia
  • 年月日: 2015-01-17 – 2015-01-22
• [学会発表] Formation of benzyl carbanion in collision-induced dissociation of deprotonated phenylalanine homologues (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Sekimoto, N. Matsuda and M. Takayama
  • 学会等名: 20th International Mass Spectrometry Conference
  • 発表場所: Geneva, Switzerland
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-29
• [学会発表] Ionization mechanism of amino acids in direct analysis in real time-mass spectrometry (DART-MS) (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Sekimoto, M. Sakakura, T. Kawamukai, H. Hike, T. Shiota, F. Usui, Y. Bando and M. Takayama
  • 学会等名: The 5th Asia Oceania Mass Spectrometry Conference
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2014-07-16 – 2014-07-18
  • 招待講演
• [学会発表] Ionization characteristics of amino acids in direct analysis in real time-mass spectrometry (DART-MS) (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Sekimoto, M. Sakakura, T. Kawamukai, H. Hike, T. Shiota, F. Usui, Y. Bando and M. Takayama
  • 学会等名: The 62th ASMS Conference on Mass Spectrometry
  • 発表場所: Baltimore, MD, USA
  • 年月日: 2014-06-15 – 2014-06-19
• [学会発表] Mass spectrometric analysis of negative ion formation in atmospheric pressure corona discharges with point-to-plane electrodes (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Sekimoto and M. Takayama
  • 学会等名: 5th International Conference on Plasma Medicine
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2014-05-18 – 2014-05-23
• [学会発表] リアルタイム直接分析（DART）法におけるアミノ酸のイオン化メカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 関本 奏子，坂倉 幹始，川向 孝知，比毛 浩，塩田 晃久，碓井 史彦，板東 泰彦，高山 光男
  • 学会等名: 第６２回質量分析総合討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-05-14 – 2014-05-16
• [学会発表] Molecular mass determination using collision-induced dissociation of negative atmospheric ion adducts generated in ambient corona discharges (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanako Sekimoto, Mitsuo Takayama
  • 学会等名: The 61th ASMS Conference on Mass Spectrometry
  • 発表場所: Minneapolis, MN, USA
• [学会発表] Collision-induced dissociation study of negative atmospheric ion adducts in atmospheric pressure corona discharge ionization mass spectrometry (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanako Sekimoto, Mitsuo Takayama
  • 学会等名: The 4th Asia Oceanic Mass Spectrometry Conference
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 招待講演
• [学会発表] Effects of ionic and neutral species on Esherichia coli (E. coli) inactivation in atmospheric pressure corona discharges (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanako Sekimoto, Rena Gonda, Mitsuo Takayama
  • 学会等名: The 21th International Symposium on Plasma Chemistry
  • 発表場所: Cairns, Australia
• [学会発表] 負極性コロナ放電内のNO3- フリー領域におけるイオン化メカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 関本 奏子，高山 光男
  • 学会等名: 第61回質量分析総合討論会
  • 発表場所: つくば，日本
• [学会発表] Ionization of organic compounds using negative atmospheric ions formed in atmospheric pressure corona discharges (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanako Sekimoto, Mitsuo Takayama
  • 学会等名: 19th Symposium on Application of Plasma Processes
  • 発表場所: Vratna, Slovakia
• [学会発表] pplication of negative atmospheric ions formed in corona discharges to specific analyte ionization under ambient conditions (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanako Sekimoto, Mitsuo Takayama
  • 学会等名: The 60th ASMS Conference on Mass Spectrometry
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 招待講演
• [学会発表] Hydrogen cyanide formation in atmospheric pressure DC corona discharges (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanako Sekimoto, Mitsuo Takayama
  • 学会等名: The 21th Europhysics Conference on the Atomic and Molecular Physics of Ionized Gases
  • 発表場所: Viana do Castelo, Portugal
• [学会発表] Specific analyte ionization using negative atmospheric ions formed in atmospheric pressure corona discharges (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanako Sekimoto, Mitsuo Takayama
  • 学会等名: 19th International Mass Spectrometry Conference
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [図書] 現代質量分析学（第５章 イオン化法３；アンビエントイオン化法） (2013)
  • 著者名/発表者名: 関本 奏子，高山 光男
  • 総ページ数: 400
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 現代質量分析学（第５章 イオン化法３；アンビエントイオン化法） (2013)
  • 著者名/発表者名: 高山光男，早川滋雄，瀧浪欣彦，和田芳直 編（関本奏子．高山光男）
  • 総ページ数: 500
  • 出版者: 化学同人
• [備考] アンビエントイオン化質量分析における世界最小のイオン源が販売開始
  • URL: http://www.yokohama-cu.ac.jp/univ/pr/press/140610.html
• [備考] 横浜市立大学 質量分析学研究室
  • URL: http://masspecs.sci.yokohama-cu.ac.jp
• [産業財産権] イオン化装置及び質量分析装置 (2013)
  • 発明者名: 関本 奏子，高山 光男，奥村 大輔
  • 権利者名: 株式会社島津製作所・公立大学法人横浜市立大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-08-02
  • 外国