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2021 年度 実績報告書

生命金属科学研究を牽引する一細胞ハンドリング・サンプリングツールの開発

公募研究

研究領域「生命金属科学」分野の創成による生体内金属動態の統合的研究
研究課題/領域番号 20H05520
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)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワードメタロミクス / 一細胞分析 / ICP-MS / 微量金属元素
研究実績の概要

本年度は、誘導結合プラズマ質量分析計(ICP-MS)を基盤とする単一細胞元素分析システムの実用化を意識して、量産型(使い捨て)の1細胞捕捉マルチウェルプレートの開発を進めるとともに、安価なレーザーを搭載した自作のアブレーション装置、及びそれを動かすソフトウェアの開発に取り組んだ。
1) 紫外線硬化樹脂を用いた量産型1細胞捕捉マルチウェルプレートの開発と評価.
半導体加工技術に基づくシリコン製のマルチウェルプレートの作製には手間とコストがかかる。そこで、シリコン製の原型を基にして、まずは常温硬化型シリコーンゴムを用いて転写鋳型を作製し、この鋳型に紫外線硬化樹脂を流し込み、その上にスライドガラスを被せてUV (48 W、365 - 405 nm LED)光を照射して硬化させた。こうして作製した量産型のマルチウェルプレートが、実際の単一細胞分析に使用可能かをヘマトコッカス(単細胞性緑藻の一種)の分析を通して評価したところ、多くの金属元素において、シリコン製のプレートと遜色のないデータを提供することを確認した。
2) 単一細胞分析用レーザーアブレーション装置の開発.
1細胞ずつレーザー光を逐次照射する専用のアブレーション装置とその制御ソフトウェアを試作した。本装置は、PC制御により試料の位置調整が可能なXYステージ、細胞を載せたプレートを収容する樹脂製のチャンバー、ガルバノスキャナーを備えた青色レーザー、及びアルゴンプラズマへと微細化した細胞を輸送する試料導入系の各ユニットからなる。ここに、デジタルカメラを組み込むことで、試料とレーザー照射スポットの観察・記録も可能とした。これにより、細胞情報(サイズ等の確認)を収集しながら、マルチウェルプレート上の細胞の元素データを1つずつ取得可能とした。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Development of a surface plasmon resonance sensor using an optical fiber prepared by electroless displacement gold plating and its application to immunoassay2022

    • 著者名/発表者名
      Shoji Atsushi、Nakajima Miyu、Morioka Kazuhiro、Fujimori Eiji、Umemura Tomonari、Yanagida Akio、Hemmi Akihide、Uchiyama Katsumi、Nakajima Hizuru
    • 雑誌名

      Talanta

      巻: 240 ページ: 123162~123162

    • DOI

      10.1016/j.talanta.2021.123162

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a fluorescence microplate reader using an organic photodiode array with a large light receiving area2022

    • 著者名/発表者名
      Morioka Kazuhiro、Osashima Moeko、Azuma Nao、Qu Kuizhi、Hemmi Akihide、Shoji Atsushi、Murakami Hiroya、Teshima Norio、Umemura Tomonari、Uchiyama Katsumi、Nakajima Hizuru
    • 雑誌名

      Talanta

      巻: 238 ページ: 122994~122994

    • DOI

      10.1016/j.talanta.2021.122994

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Metal-Immobilized Methacrylate-Based Monolithic Columns for Flow-Through Cross-Coupling Reactions2021

    • 著者名/発表者名
      Sabarudin Akhmad、Shu Shin、Yamamoto Kazuhiro、Umemura Tomonari
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 26 ページ: 7346~7346

    • DOI

      10.3390/molecules26237346

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of an algal cell-attached solid surface culture system for simultaneous wastewater treatment and biomass production2021

    • 著者名/発表者名
      Miyauchi Hiroki、Harada Kohei、Suzuki Yoshino、Okada Katsuhiko、Aoki Motohide、Umemura Tomonari、Fujiwara Shoko、Tsuzuki Mikio
    • 雑誌名

      Algal Research

      巻: 58 ページ: 102394~102394

    • DOI

      10.1016/j.algal.2021.102394

    • 査読あり
  • [学会発表] High power pulsed and power modulated microplasma emission source for gas, liquid and micro droplet sample measurement2021

    • 著者名/発表者名
      A. Okino, M. Yoshida, M. Yoshida, T. Ohta, M. Aoki, T. Iwai, T. Umemura, K. Chiba
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Candidate calibrating strategies for quantitative analysis by LA-ICP-MS2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Zhu, T. Umemura, A. Itoh
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単一細胞メタロミクスの必要性と質量分析装置開発の現状2021

    • 著者名/発表者名
      沖野晃俊, 吉田真己, 柳井優作, 太田高志, 青木元秀, 梅村知也
    • 学会等名
      第69回質量分析総合討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of the single cell sampling device for ICP-MS elemental analysis2021

    • 著者名/発表者名
      M. Aoki, T. Yasui, Y. Zhu, A. Okino, T. Umemura
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 国際学会
  • [学会発表] ICP発光・質量分析計を利用した単一細胞元素分析に向けた試料導入アブレーション装置の開発2021

    • 著者名/発表者名
      青木 元秀, 川口 航平, 東 慶紀, 三浦 僚介, 前本 佑樹, 伊藤 昭博, 安井 隆雄, 沖野 晃俊, 梅村 知也
    • 学会等名
      第81回分析化学討論会
  • [学会発表] ICP AES/MS simultaneous analysis of single human cells applying high-throughput infrared desolvation system2021

    • 著者名/発表者名
      T. Ohta, M. Yoshida, Y. Yanagii, Y. Maemoto, M. Aoki, T. Iwai, T. Umemura, K. Chiba, A. Okino
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 国際学会
  • [学会発表] 単一細胞内微量元素分析のための誘導結合プラズマ発光/質量同時分析システム2021

    • 著者名/発表者名
      太田 高志, 吉田 真己, 柳井 優作, 末永 祐磨, 前本 佑樹, 青木 元秀, 岩井 貴弘, 梅村 知也, 千葉 光一, 沖野 晃俊
    • 学会等名
      第81回分析化学討論会
  • [学会発表] 異なる条件の原子励起を連続的に実現するための強度変調マイクロプラズマの生成実験2021

    • 著者名/発表者名
      清水 祐哉, 石川 雄大, 柳井 優作, 吉田 大輝, 太田 高志, 青木 元秀, 梅村 知也, 沖野 晃俊
    • 学会等名
      日本分析化学会第70年会
  • [学会発表] 単一ヒト細胞分析用ドロプレット脱溶媒装置の赤外線集光光学系の検討2021

    • 著者名/発表者名
      太田 高志, 柳井 優作, 清水 祐哉, 末永 祐磨, 前本 佑樹, 青木 元秀, 岩井 貴弘, 梅村 知也, 千葉 光一, 沖野 晃俊
    • 学会等名
      プラズマ分光分析研究会第113回講演会
  • [学会発表] ICP質量/発光分析用ドロップレット脱溶媒単一細胞試料導入装置の開発2021

    • 著者名/発表者名
      柳井 優作, 清水 祐哉, 太田 高志, 末永 祐磨, 前本 佑樹, 青木 元秀, 梅村 知也, 沖野 晃俊
    • 学会等名
      プラズマ分光分析研究会第113回講演会
  • [図書] 改訂6版 分析化学データブック2021

    • 著者名/発表者名
      日本分析化学会
    • 総ページ数
      260
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      978-4-621-30652-9

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公開日: 2022-12-28  

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