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2019 年度 実績報告書

ナノワイヤデバイスが切り拓く次世代二次元TLC/ナノ構造支援LDI-MS

研究課題

研究課題/領域番号 18H02009
研究機関東京薬科大学

研究代表者

梅村 知也  東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (10312901)

研究分担者 安井 隆雄  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00630584)
手嶋 紀雄  愛知工業大学, 工学部, 教授 (30292501)
中嶋 秀  首都大学東京, 都市環境科学研究科, 准教授 (10432858)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードナノワイヤ / レーザー脱離イオン化 / マトリックスフリー / 超薄層クロマトグラフィー
研究実績の概要

GCやHPLCにおけるカラムのキャピラリー化がオミックス研究を飛躍的に進展させたように、薄層クロマトグラフィー(TLC)においても分離場のミニチュア化、なかでも薄膜厚の低減(薄型化)は希少・微少量の試料での分析が求められるオミックス研究に不可欠といえる。しかし、TLCの薄型化は、従来のサイズであれば無視できた展開溶媒の蒸散や試料スポットサイズの問題が顕在化し、再現性の低下が懸念される。この問題を回避するために、本年度も昨年に引き続き、微小化TLCに特化した水平式のミニチュア展開槽(2.5 cm角のプレート用)の試作と改良を重ねるとともに、試料のスポッティングに関して、負荷量200 nL以下、スポット径2 mm以下を目指して最善の方法を模索した。十ナノリットルオーダーのスポッティングを可能とするテーパー状のキャピラリー管の作製や、ホットプレート上で溶媒を蒸発させながら数回に分けてスポットすることで、スポット径を3 mm程度にすることができた。しかし、酸化亜鉛製のナノワイヤアレイは水系、有機溶媒系を問わず溶媒との濡れ性が非常に高く(接触角が極めて小さい)、広がりやすい傾向があり、2 mm以下は困難であった。今後、ナノワイヤ表面の化学修飾を検討する必要がある。一方、ナノワイヤを分離場とするTLCの実用可能性について、また、ナノワイヤ表面をイオン源として活用するSALDIの有効性について、脂質や低分子薬剤など様々な試料の分析を通して評価し、オミックス研究に資する超薄層ナノワイヤTLC/SALDI-MSの可能性を示すデータを蓄積した。

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

これまでの2年間でナノワイヤアレイの分離機能と光熱変換素子としての機能について原理検証を概ね完了し、現在は本分析法の適用範囲の拡充を図る段階に到達している。

今後の研究の推進方策

これまでの2年間において、ナノワイヤアレイの分離機能と光熱変換素子としての機能について原理検証を概ね完了した。今後は分析対象をどこまで拡張できるか、また、イメージング分析への応用など適用範囲の拡充を図るために、様々な試料の分析データを収集し、超薄層ナノワイヤTLC/SALDI-MSの特性を評価解析する予定である。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] HPLC with electrochemical detection for determining homogentisic acid and its application to urine from rats fed tyrosine-enriched food2020

    • 著者名/発表者名
      Kishi Takuho、Kotani Akira、Umemura Tomonari、Hakamata Hideki
    • 雑誌名

      Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis

      巻: 186 ページ: 113253~113253

    • DOI

      10.1016/j.jpba.2020.113253

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Chemiluminescence Analysis System Using a Microfluidic Device Capable of Autonomous Liquid Transfer and an Organic Photodiode Detector2020

    • 著者名/発表者名
      QU Kuizhi、MORIOKA Kazuhiro、AZUMA Nao、OSASHIMA Moeko、HEMMI Akihide、SHOJI Atsushi、MURAKAMI Hiroya、TESHIMA Norio、UMEMURA Tomonari、KATO Shungo、KASAI Nahoko、UCHIYAMA Katsumi、NAKAJIMA Hizuru
    • 雑誌名

      BUNSEKI KAGAKU

      巻: 69 ページ: 31~39

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.69.31

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mechanical Low-Pass Filtering of Cells for Detection of Circulating Tumor Cells in Whole Blood2020

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Taiki、Kaji Noritada、Yasaki Hirotoshi、Yasui Takao、Baba Yoshinobu
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 92 ページ: 2483~2491

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b03939

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Short-lived long noncoding RNAs as surrogate indicators for chemical stress in HepG2 cells and their degradation by nuclear RNases2019

    • 著者名/発表者名
      Tani Hidenori、Numajiri Ayaka、Aoki Motohide、Umemura Tomonari、Nakazato Tetsuya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 20299

    • DOI

      10.1038/s41598-019-56869-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Elucidation of Ion-Pairing Elution Behavior of Anions and Cations in Electrostatic Ion Chromatography Using Water as a Mobile Phase2019

    • 著者名/発表者名
      UMEMURA Tomonari
    • 雑誌名

      CHROMATOGRAPHY

      巻: 40 ページ: 143~148

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2019.018

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Investigation of adverse effect of coexisting aminopolycarboxylates on the determination of rare earth elements by ICP-MS after solid phase extraction using an iminodiacetate-based chelating-resin2019

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Eiji、Nagata Suzuka、Kumata Hidetoshi、Umemura Tomonari
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 214 ページ: 288~294

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2018.09.073

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Droplet Sensitized Fluorescence Detection for Enzyme-Linked Immune Sorbent Assays on Microwell Plate2019

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Tsuguhiro、Sun Yue、Nakajima Hizuru、Uchiyama Katsumi、Zeng Hulie
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 91 ページ: 5685~5689

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b05668

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micro- and Nanopillar Chips for Continuous Separation of Extracellular Vesicles2019

    • 著者名/発表者名
      Hattori Yuya、Shimada Taisuke、Yasui Takao、Kaji Noritada、Baba Yoshinobu
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 91 ページ: 6514~651

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b05538

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of background electrolyte composition for simultaneous contactless conductivity and fluorescence detection in capillary electrophoresis of biological samples2019

    • 著者名/発表者名
      Lacna Julia、Jan Prikryl、Teshima Norio、Murakami Hiroya、Esaka Yukihiro、Foret Frantisek、Petr Kuban
    • 雑誌名

      ELECTROPHORESIS

      巻: 40 ページ: 2390~2397

    • DOI

      10.1002/elps.201900112

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] LA-ICP-MSを用いた単一細胞メタロミクス研究手法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      西島 公佳, 内海 利菜, 河本 梨夏, 岡部 すみれ, 朱 彦北, 安井 隆雄, 馬場 嘉信, 鹿籠 康行, 青木 元秀, 梅村 知也
    • 学会等名
      プラズマ分光分析研究会 2019つくばセミナー
  • [学会発表] 金属触媒および酵素固定化マイクロリアクターによるDNAの切断2019

    • 著者名/発表者名
      宮崎 裕也, 高江 祥, 貴志 拓歩, 熊田 英峰, 内田 達也, 青木 元秀, 梅村 知也
    • 学会等名
      プラズマ分光分析研究会 2019つくばセミナー
  • [学会発表] ナノ構造体を用いる超薄層クロマトグラフィーシステムの特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      今崎 龍之介, 青木 元秀, 長縄 豪, 嶋田 泰佑, 安井 隆雄, 熊田 英峰, 内田 達也, 馬場 嘉信, 梅村 知也
    • 学会等名
      第56回フローインジェクション分析講演会
  • [学会発表] ジアステレオマー誘導体化-GC/MS法によるDLアミノ酸の分離分析:誘導体化反応におけるエピメリ化の定量的評価2019

    • 著者名/発表者名
      小林 愛華、青木 元秀、内田 達也、熊田 英峰、梅村 知也
    • 学会等名
      第56回フローインジェクション分析講演会
  • [学会発表] 令和時代のメタロミクス研究の行方2019

    • 著者名/発表者名
      梅村 知也
    • 学会等名
      メタルバイオサイエンス研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 陰イオン交換モノリスカラムによるリガーゼ検出反応によって生成したオリゴデオキシヌクレオチドの分離2019

    • 著者名/発表者名
      貴志 拓歩、小谷 明、桃井 彩后、青木 元秀、熊田 英峰、内田 達也、袴田 秀樹、梅村 知也
    • 学会等名
      第36回イオンクロマトグラフィー討論会
  • [学会発表] GC/MS を用いた固相誘導体化法による代謝物の定量条件の検討2019

    • 著者名/発表者名
      森 一将, 青木 元秀, 内田 達也, 熊田 英峰, 梅村 知也
    • 学会等名
      新アミノ酸分析研究会第9回学術講演会
  • [学会発表] ジアステレオマー誘導体化-GC/MS 法における前処理過程でのエピメリ化の影響評価2019

    • 著者名/発表者名
      小林 愛華, 青木 元秀, 内田 達也, 熊田 英峰, 梅村 知也
    • 学会等名
      新アミノ酸分析研究会第9回学術講演会

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公開日: 2021-01-27  

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