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2017 年度 実施状況報告書

微量生体分子のマイクロ化学分析システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K08234
研究機関東京大学

研究代表者

角田 誠  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (10323453)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードマイクロ化学チップ / クロマトグラフィー / チオール
研究実績の概要

低分子代謝産物分析には、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)による分離が広く用いられている。しかしながら、HPLCには分離能の限界があることが理論的に知られており、さらなる高性能化のためには、従来技術を超越する分離媒体の開発が必要とされていた。そこで、ピラー構造を有するオンチップ液体クロマトグラフィー(ピラーアレイカラム)に着目した。ピラーアレイカラムは、チップ上に規則正しいピラー構造を有する分離媒体であり、試料の拡散が最小限に抑えられる。このため、従来HPLCの分離能を超越することが理論的に示されており、従来技術以上の高性能化を可能にすると考えられたからである。これまでに、ピラーアレイカラムの生体分子分離に向けた基盤技術を確立してきた。しかし、多成分生体分子の分離には、ピラーアレイカラムのさらなる高性能化が必須であった。
本年度においては、その保持能力を向上させるために、親水性相互作用クロマトグラフィー(HILIC)モードの分離媒体の開発を行った。修飾官能基としてアミド基を選択した。アミド修飾を行った平板について、X 線光電子分光測定と水の接触角測定を行なった結果、N 元素の存在と表面親水化が確認された。続いて、ピラーアレイカラムをアミド修飾し、高極性蛍光色素の分離を行ったところ、無修飾のものと比べて3 倍程度の保持の向上が認められた。さらに、生体チオール6 種の蛍光誘導体分離を50 秒にて達成した。以上のように、アミド修飾により、ピラーアレイカラムにおける高極性化合物の保持を向上させることが可能になった。

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

ピラーアレイカラムの課題である生体分子の保持の弱さの一つの解決策として、アミド修飾カラムの開発に成功したことから 。

今後の研究の推進方策

ピラーアレイカラムの更なる高性能化を試みる。具体的には、ジオール基やスルホベタイン基を官能基としたピラーアレイカラムの開発を行い、高極性化合物の更なる保持向上を試みる。また、分離部以外のオンチップ誘導体化等の要素技術についても検討する。

次年度使用額が生じた理由

端数分が次年度へと繰越となった。次年度分とあわせて、チップLC基板、LC部品、成果発表の旅費等に使用する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Cancer progression by reprogrammed BCAA metabolism in myeloid leukaemia2017

    • 著者名/発表者名
      Hattori Ayuna、Tsunoda Makoto、Konuma Takaaki、Kobayashi Masayuki、Nagy Tamas、Glushka John、Tayyari Fariba、McSkimming Daniel、Kannan Natarajan、Tojo Arinobu、Edison Arthur S.、Ito Takahiro
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 545 ページ: 500~504

    • DOI

      10.1038/nature22314

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Amino Acid Analysis Using a Cartridge-Type Monolithic Silica Column2017

    • 著者名/発表者名
      SUMIDA Yuko、TSUNODA Makoto、FUNATSU Takashi
    • 雑誌名

      Chromatography

      巻: 38 ページ: 135~138

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2017.016

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of Branched-Chain Keto Acids in Cell Extracts by HPLC-Fluorescence Detection2017

    • 著者名/発表者名
      HATTORI Ayuna、ITO Takahiro、TSUNODA Makoto
    • 雑誌名

      Chromatography

      巻: 38 ページ: 129~133

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2017.010

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] On-chip Liquid Chromatography for Analysis of Biological Compounds2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto Tsunoda
    • 学会等名
      The 6th Winter Symposium of the Division of Pharmaceutical Analysis for the Pharmaceutical Society of Korea
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] One-minute separation of five biothiols using amide-modified liquid chromatography chip2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Tsunoda, Muneki Isokawa, Kanki Nakanishi, Takashi Funatsu, Shuichi Shoji
    • 学会等名
      HPLC2017
    • 国際学会
  • [学会発表] HILIC Analysis of Biological Compounds2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Tsunoda
    • 学会等名
      HPLC2017 Jeju
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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