Pioneering Separation and Measurement Technologies Based on Zinc Oxide Nanowires

基于氧化锌纳米线的开创性分离和测量技术

• 批准号: 21H01968
• 负责人: 梅村 知也
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01968/
• 关键词: ナノワイヤ; MALDI; SALDI; 酸化亜鉛; TLC; 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

本研究は、酸化亜鉛ナノワイヤ特有の性質を活かして、分離や精製、濃縮など分析に不可欠な化学操作を1枚のプレート上で行うためのオンプレート型分離計測デバイスを開発し、臨床等の現場において実用可能な質量分析技術を確立することを目指している。本年度は、酸化亜鉛ナノワイヤプレート表面の化学修飾に加え、3Dプリント技術を駆使して、プレート上に枠や仕切りなど物理的な障壁を構築し、滴下した試料の拡がりや展開溶媒の流れの制御を試みた。具体的な成果は以下の通りである。まず、物理的な壁によって強制的に拡散を抑制する本法では、フレーム表面への試料成分の吸着やフレームからの化学成分の溶出（コンタミネーション）の問題が危惧される。そこで、フレームを構成する光硬化性樹脂の影響を詳細に調査した。適切な樹脂を選択し、硬化後に十分に洗浄することで、吸着によるロスやフレームからの化学物質の溶出は実用レベルにおいてまったく問題ないことを確認した。続いて、色素試料を用いてフレーム内での試料の拡がり具合を観察し、フレームの設置によりコーヒーリング効果（局在化）が解消されることを確認した。質量分析イメージングの結果でも、フレーム内のすべての位置で均一な信号強度が得られており、フレームの設置は感度と再現性の向上に有効であることを実験的に示した。最後に、本技術を血中薬物濃度の迅速分析に応用した。血液中の薬物はタンパク質に結合した状態で存在しており、タンパク質結合体としての薬剤のイオン化効率は極めて低い。そこで、酸化亜鉛ナノワイヤプレート上でタンパク質に結合した薬剤を解離させ、さらにTLC展開により薬剤とタンパク質との分離を試みた。メタノールを解離、抽出、展開のための溶媒として用いることで、タンパク質から解離させた薬剤を感度よく測定することに成功した。

This study aims to develop the unique properties of acidified lead, separation, purification, concentration, analysis, chemical operation, and possible quality analysis techniques in clinical field. This year, the chemical modification of the surface of the acid lead, the 3D technology, the construction of the physical barrier, the drop of the sample, and the control of the flow of the solvent were tested. Specific achievements are as follows. This method is critical to the problem of adsorption and dissolution of chemical components from the surface of the sample. The influence of photocurable resin on the composition of the resin was investigated in detail. The resin is selected and hardened, and the chemical substance is dissolved. In addition, the color of the pigment sample in the middle of the test group has been detected, and the color of the sample in the middle of the test group has been determined. Quality analysis results in uniform signal strength, sensitivity, reproducibility, and location within the system. Finally, this technique is used for rapid analysis of concentrations of chemicals in blood. The chemical composition of blood is extremely low. For example, if you want to use TLC, you can use TLC to develop a new reagent. Dissociation, extraction, development, solvent, sensitivity, etc.

项目成果

改訂6版 分析化学データブック

修订后的第 6 版分析化学数据书

• 发表时间: 2021
• 作者: Kazuki Ota;Ryo Watanabe;Yuiko Tasaki-Handa;Shingo Saito;稲墻高遠，田中直輝，太田和希，半田友衣子，齋藤伸吾;齋藤伸吾;太田和希，渡辺崚，半田友衣子，齋藤伸吾;齋藤伸吾;坂本寿樹，吉本敬太郎，渋川雅美，齋藤伸吾;齋藤伸吾;齋藤伸吾;渡辺峻，半田友衣子，渋川雅美，齋藤伸吾;田中直樹，半田友衣子，渋川雅美，菅沼雅美，吉本敬太郎，齋藤伸吾;坂本寿樹，半田友衣子，吉本敬太郎，渋川雅美，齋藤伸吾;坂本寿樹，半田友衣子，吉本敬太郎，渋川雅美，齋藤伸吾;渡辺崚，半田友衣子，渋川雅美，齋藤伸吾;田中直輝，半田友衣子，渋川雅美，吉本敬太郎，菅沼雅美，齋藤伸吾;日本分析化学会（共著）
• 通讯作者: 日本分析化学会（共著）

酸化亜鉛ナノワイヤプレートを用いた表面支援レーザー脱離イオン化質量分析

使用氧化锌纳米线板的表面辅助激光解吸电离质谱法

• 发表时间: 2022
• 作者: 打越 大雅;渡邊 未峰;石田 千晶;近藤 啓太;内田 達也;小川 覚之;嶋田 泰佑;安井 隆雄;梅村 知也
• 通讯作者: 梅村 知也

再現性の高いレーザー脱離イオン化質量分析を実現するための酸化亜鉛ナノワイヤプレートの開発

开发用于高重复性激光解吸电离质谱法的氧化锌纳米线板

• 发表时间: 2022
• 作者: 石田 千晶;渡邊 未峰;森岡 和大;東海林 敦;嶋田 泰佑;安井 隆雄;梅村 知也
• 通讯作者: 梅村 知也

ホスホン酸誘導体を用いた酸化亜鉛ナノワイヤの化学修飾と超薄層クロマトグラフィーへの応用

膦酸衍生物对氧化锌纳米线的化学修饰及其在超薄层色谱中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 有田 俊輔;渡邊 未峰;石田 千晶;近藤 啓太;内田 達也;安井 隆雄;梅村 知也
• 通讯作者: 梅村 知也

Regioselective fabrication of gold nanowires using open-space laminar flow for attomolar protein detection

使用开放空间层流区域选择性制造金纳米线用于阿托摩尔蛋白质检测

• DOI: 10.1039/d2cc00507g
• 发表时间: 2022
• 期刊: Chemical Communications
• 影响因子: 4.9
• 作者: Nishitani Yuki;Kasai Nahoko;Nakajima Hizuru;Kato Shungo;Mao Sifeng;Uchiyama Katsumi
• 通讯作者: Uchiyama Katsumi