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2019 年度 実績報告書

二次元同時分離手法のための多重通信技術を活用した並列導入型質量分析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H03077
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) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード質量分析 / 液体クロマトグラフィー / 周波数分割多重化 / 並列分析
研究実績の概要

本研究では、並列導入型質量分析装置(MS)の開発を行っている。これまでに、通信工学で用いられる周波数分割多重化法(FDM)を応用することにより、2台の液体クロマトグラフ(LC)と1台のMSを接続した2LC-1MSにおいて、MSで観測される混在信号から各 LC のクロマトグラムの抽出に成功している。また、4並列導入MSの開発にも成功している。
本年度は、並列導入型MSの多重度増大についてさらに検討を行った。本手法では、サンプルをMSに導入する際に適切な周波数を用いてクロマトグラムを変調し、その変調周波数を利用して信号抽出を行っている。そのため、多重度の増大のためには、高い周波数での変調が必要となる。これまで用いていた変調システムでは高周波数においては適切な変調を行うことが不可能であり、最大でも数Hzまでしか利用ができなかった。しかしながら、変調システムの電気回路・MSにおけるサンプリング速度を見直すことにより、最大40 Hz程度までの変調を行うことが可能であるシステムの開発に成功した。さらに、インターフェイス構造の抜本的見直しを行い、新たに6並列導入が可能であるインターフェイスの開発を行った。これにより、6台のLCを1台のMSに接続する6LC-1MSシステム開発の基盤を確立することに成功した。
また、定量精度に大きな影響を与える、LC-LC間の干渉についても検討を行い、これまでわずかに観測されていた干渉の原因を特定することに成功した。干渉に関する研究の過程で、試料成分に付加するイオンを別種とすることで一つの導試料入口に2サンプルの同時導入を行うことが可能となる可能性が高いことを見出した。すなわち、最大12サンプルの並列導入分析(12LC-1MS)を行うための基盤技術を確立することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 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 (9件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 多検体同時分析のための周波数分割多重化LC-MSの開発2020

    • 著者名/発表者名
      北川慎也; 岸 博香; 髙島広太郎; 大谷 肇
    • 雑誌名

      J. Mass Spectrum. Soc. Jpn.

      巻: 68 ページ: 13-18

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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
  • [学会発表] 周波数分割多重化HPLC-MSの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68回質量分析総合討論会
  • [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
  • [学会発表] 多検体同時検出のための周波数分割多重化LC-MSの開発2019

    • 著者名/発表者名
      北川慎也, 岸 博香, 熊崎高士, 大谷 肇
    • 学会等名
      第67回質量分析総合討論会
  • [学会発表] 周波数分割多重化法を用いたLC-MSの多重度の増大に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      先田 廉, 岸 博香, 北川慎也,大谷 肇
    • 学会等名
      「分析中部・ゆめ21」若手交流会第19回高山フォーラム
  • [学会発表] 多検体同時検出のための周波数分割多重化LC-MSの開発:定量精度に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      札谷実穂, 岸 博香, 北川慎也,大谷 肇
    • 学会等名
      「分析中部・ゆめ21」若手交流会第19回高山フォーラム
  • [学会発表] Development of Frequency Division Multiplex HPLC-MS for Simultaneous Analyses2019

    • 著者名/発表者名
      S. Kitagawa, H. Kishi, H. Ohtani
    • 学会等名
      49th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques (HPLC 2019 Kyoto)
    • 国際学会
  • [学会発表] Study for Enhancing Multiplicity in Frequency Division Multiplex HPLC-MS2019

    • 著者名/発表者名
      R. Sakita, H. Kishi, S. Kitagawa, H. Ohtani
    • 学会等名
      49th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques (HPLC 2019 Kyoto)
    • 国際学会
  • [学会発表] 周波数分割多重化LC-MSにおけるLC間の干渉に関する基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      札谷実穂, 岸 博香, 北川慎也, 大谷 肇
    • 学会等名
      第30回クロマトグラフィー科学会議
  • [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

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公開日: 2021-01-27  

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