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2020 年度 実施状況報告書

慢性疾患の早期病態解明を指向したキラルバイオマーカーイメージング法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K15972
研究機関静岡県立大学

研究代表者

杉山 栄二  静岡県立大学, 薬学部, 助教 (90806332)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワード質量分析 / イオンモビリティースペクトロメトリー / キラル / イメージング / 誘導体化 / ジアステレオマー
研究実績の概要

本研究は、誘導体化法とイオンモビリティースペクトロメトリーを用いた質量分析イメージングによりキラルな代謝物の分布を可視化する新たな分析法の開発を目的としている。本年度は、DL-2-ヒドロキシグルタル酸と一部のDL-アミノ酸を対象に種々の誘導体化法を適用し、イオンモビリティースペクトロメトリーでの分離に適する条件を探索した。まずDL-2-ヒドロキシグルタル酸を対象に誘導体化法やイオンモビリティースペクトロメトリー装置の種類を最適化し、各光学異性体を分離することに成功した。この分離法を質量分析イメージングに応用し、ランダムに配置した各光学異性体の分布を捉えることにも成功した。また、分離度およびイオン化効率の向上が期待できる新規誘導体化試薬をデザイン・合成し、狙い通りの反応が進行することを確認した。次に、アスパラギン酸を始めとする4種のDL-アミノ酸を対象に、種々の誘導体化試薬を用いて計75種のジアステレオマー誘導体を調製し、それぞれから生じる4種あるいは5種のイオンを解析した。その結果、特定の誘導体化試薬とイオン種を選択することに加え、イオンモビリティースペクトロメトリーで用いるバッファーガスに改良を加えることで、全てのDL-アミノ酸を良好な分離度で検出することに成功した。他のアミノ酸についても同様の誘導体化反応が進むことを確認しており、現在その解析を進めている。以上の成果の一部は関連学会にて発表された。

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

計画通り、キラルな代謝物のイオンモビリティースペクトロメトリーによる分離に適した誘導体化試薬を特定することに成功し、質量分析イメージングへの応用が可能であることを確認できたため。

今後の研究の推進方策

新たに合成した誘導体化試薬を含め、他のアミノ酸等の分離条件検討を行う。また、動物組織上での誘導体反応とイオン化補助剤塗布の条件を最適化し、組織中に含まれる光学異性体の分布解析法を構築する。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルス感染拡大の影響により旅費に必要な費用が減じたため。次年度必要となる化学合成に係る費用や実験動物の購入・飼育費等の他、論文投稿料等として使用する予定である。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020

すべて 学会発表 (6件)

  • [学会発表] 高感度キラル分離分析を指向した新規カチオン性誘導体化試薬の開発2020

    • 著者名/発表者名
      西家侑生、杉山栄二、杉山右京、山下賢二、水野 初、濱島義隆、轟木堅一郎
    • 学会等名
      第31回クロマトグラフィー科学会議
  • [学会発表] キラル誘導体化 LC-MS/MS を用いたD/L-Cysteineの光学異性体分離分析及び生体内硫化水素産生系に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      東 徹、杉山栄二、水野 初、豊岡利正、轟木堅一郎
    • 学会等名
      第31回クロマトグラフィー科学会議
  • [学会発表] 誘導体化とイオンモビリティースぺクトロメトリーの組み合わせによるLC分離を用いない2-ヒドロキシグルタル酸のキラル分離分析2020

    • 著者名/発表者名
      西家侑生、福井芹菜、杉山栄二、水野 初、坂根 巌、豊岡利正、轟木堅一郎
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2020
  • [学会発表] イオンモビリティースペクトロメトリーによるアミノ酸光学異性体の分離に適した誘導体化法の探索2020

    • 著者名/発表者名
      天野由梨、杉山栄二、水野 初、轟木堅一郎
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2020
  • [学会発表] キラル誘導体化 LC-MS/MS を用いたD/L-Cysteineの光学異性体分離分析及び生体内硫化水素産生系に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      東 徹、杉山栄二、水野 初、豊岡利正、轟木堅一郎
    • 学会等名
      新アミノ酸分析研究会第10回学術講演会
  • [学会発表] イオンモビリティースペクトロメトリーによるアミノ酸光学異性体の分離2020

    • 著者名/発表者名
      天野由梨、杉山栄二、飯沼賢輝、水野 初、轟木堅一郎
    • 学会等名
      新アミノ酸分析研究会第10回学術講演会

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公開日: 2021-12-27  

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