超小型薄層ゲル電気泳動を用いるオンサイト環境曝露評価マイクロシステムの開発

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13124201
• 研究種目: 特定領域研究(B)
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 小竹 玉緒 群馬大学, 工学部, 講師 (10301128)
• 研究分担者: 梅村 知也 群馬大学, 工学部, 助手 (10312901) ; 伊永 隆史 東京都立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30124788)
• キーワード: マイクロチップ / 環境分析 / 電気泳動 / タンパク質 / DNA / 窒素酸化物 / オンサイト分析 / 内分泌かく乱物質

研究概要

近年、内分泌かく乱物質や大気環境中に存在する窒素酸化物などの化学物質が人体に甚大な影響を与えることが示唆され、環境中の微量化学物質を高感度かつ簡便に測定できるオンサイトモニタリング装置の開発が望まれている。本研究では、我々がこれまでに開発してきた1)超小型薄層ゲル電気泳動(ミニチュアスラブゲル電気泳動)技術および、2)多孔質ガラスを介して気液接触させ、大気中の二酸化窒素(NO_2)を同一チップ上で捕集、前処理、誘導体化反応、蛍光検出するラボオンチップ・デバイス技術を用い、高性能な環境化学分析システムのマイクロチップ上への構築を目指す。
今年度は、1)ミニチュアスラブゲル電気泳動技術、2)ラボオンチップ・デバイス技術のそれぞれについて以下のように検討した。
1)ミニチュアスラブゲル電気泳動装置の基本性能を評価し、ゲル作製条件、分離条件などの実験条件を最適化した。さらに、タンパク質分析において重要な技術である二次元電気泳動のミニチュア化の可能性を検討した。等電点電気泳動も含めた泳動システムのミニチュア化により、タンパク質やペプチドの二次元高速電気泳動分析法としての展開が期待できると考えた。
2)多孔質ガラスを用いたガス吸収について、石英製NO_2ガス吸収マイクロチップを設計・試作し、モデル実験により基本特性を評価した。この評価に基づき、このチップのガス吸収部評価と高感度化について検討した。ガス吸収実験より、NO_2吸収が定量的に行われ、気相成分と接触している多孔質ガラスの面積に依存していることがわかった。また、ガス吸収効率を向上させるために、多孔質ガラス部へ強制的に風を吹き付けることが有効であることが認められた。また、1μl/minの流量において、チップ上での蛍光検出により良好な直線関係が得られることが確認できた。

研究成果

• [文献書誌] T.Odake, M.Tabuchi, T.Sato, H.Susaki, T.Korenaga: "Flourescent Derivatization of Nitrite Ion with 2.3-Diaminonaphthalene Utilizing a pH Gradient in a Y-shaped Microchannel"Analytical Sciences. 17(4). 535-538 (2001)
• [文献書誌] 佐藤隆宣, 須崎寛則, 岩田哲郎, 山本賢太郎, 小竹玉緒, 伊永隆史: "マイクロチップを用いたNO_2蛍光検出装置"電気学会論文誌E. 121(9). 507-512 (2001)
• [文献書誌] X.Liu, T.Korenaga: "Dynamics Analysis for the Distribution of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Rice"Journal of Health Science. 47(5). 446-451 (2001)
• [文献書誌] M.Helaleh, Y.Takabayashi, T.Korenaga: "Gas Chromatographic-Mass spectrometric Method for Separation and Detection of Endocrine Disruptors from Environmental Water Samples"Analytica Chimica Acta. 428(2). 227-234 (2001)
• [文献書誌] T.Korenaga, X.Liu, Z.Huang: "The Influence of Moisture Content on Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Emission During Rice Straw Burning"Chemosphere-Global Change Science. 3(1). 117-122 (2001)
• [文献書誌] M.Helaleh, T.Korenaga: "Sensitive Spectrophotometric Determination of Nitrite in Human Saliva and Rain Water and Nitrogen Dioxide in the Atmosphere"Journal of AOAC International. 84(1). 53-58 (2001)
• [文献書誌] M.Helaleh, S.Fujii, T.Korenaga: "Column Silylation Method for Determining Endocrine Disruptors from Environmental Water Samples by Solid Phase Micro-Extraction"Talanta. 54(6). 1039-1047 (2001)
• [文献書誌] 伊永隆史, 久米村百子, 原千陽, 山内孝郎: "液滴法による二酸化窒素吸収特性とサンプリング装置の開発"大気環境学会誌. 36(6). 326-332 (2001)
• [文献書誌] M.Helaleh, M.Kumemura, S.Fujii, T.Korenaga: "A New Fluorimetric Method for the Determination of Formaldehyde in Air Based on the Liquid Droplet Sampling Technique"Analyst. 126(1). 104-108 (2001)
• [文献書誌] X.Liu, T.Korenaga: "Dynamics Analysis for Benzo[a]pyrene in the Atomosphere, Soil and Environmental Water"Journal of Ecotechnology Research. 72(2). 75-78 (2001)
• [文献書誌] 伊永隆史, 高林義昌: "ラボオンチップ環境計測素子-微細品産業の勃興をめざす-"化学工業. 52(11). 847-851 (2001)
• [文献書誌] 小竹玉緒, 角田欣一: "電気泳動のマイクロ化-ミニチュアスラブゲル電気泳動装置の開発"化学工業. 52(11). 871-875 (2001)
• [文献書誌] 伊永隆史: "内分泌かく乱物質研究の最前線 季刊化学総説No.50"学会出版センター. 224 (2001)