バイオマスナノ材料との親水性相互作用を利用した高性能バイオ分析システムの開発

利用与生物质纳米材料的亲水相互作用开发高性能生物分析系统

• 批准号: 13J04430
• 负责人: 川井 隆之
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J04430/
• 关键词: キャピラリー電気泳動; マイクロ流体デバイス; バイオマスナノ材料; 親水性相互作用; オンライン試料濃縮; バイオマス; ナノ材料

昨年度に引き続き, 開発したバイオマスナノ材料を用いる新規分離技術を用いた高性能バイオ分析システムの開発に従事した。昨年度開発した親水性相互作用動電クロマトグラフィー(HI-EKC)法は優れた分離法であるが, これを糖鎖やアミノ酸などの生体内親水性化合物の分析に適用するためには前処理法の改善が必須であった。そこで本年度は試料前処理技術, 特に単一細胞レベルの微量試料を簡単にハンドリングして高感度に検出可能な分析システムの構築に従事した。単一細胞サイズの試料をフレキシブルかつ確実に捕集するため, 本研究ではマイクロマニピュレーターを用いて顕微鏡下でサンプリングを行った。この微量試料をメタノールなどで溶解してアミノ酸などの目的成分を抽出し, その後マイクロチューブ内でマイクロピペットを用いた溶液操作により誘導体化した。その後Stage Tip(固相抽出カラム)により脱塩精製を行った。これらの試料前処理操作により, pLオーダーのボリュームである試料はμLスケールまで大幅に希釈されてしまうため, 通常の分析法では大幅に感度が低下してしまう。そこで本研究ではキャピラリー電気泳動におけるオンライン試料濃縮法を用い, 試料をnL程度のスケールまで再濃縮するシステムを着想した。これによりマイクロチューブ内でのピペットワークという汎用性と, キャピラリー内試料再濃縮による感度維持を両立し, 汎用的かつ高感度な単一細胞分析システムを確立することに成功した。本システムは様々な試料に対応可能であり, 今後様々なプロジェクトへ応用していく予定である。

In 2010, the company developed a new separation technology for high-performance analytical systems. The HI-EKC method was developed for the analysis of hydrophilic compounds in vivo. This year, the sample pretreatment technology, especially a cell test and trace sample preparation simple, high sensitivity, detection of possible analysis system construction work A cell sample is collected under microscope. The trace amount of the sample is dissolved in the solution and the target component is extracted. After Stage Tip(solid phase extraction), the purification process is carried out. The sample pretreatment operation is very sensitive, and the normal analysis method is very sensitive. In this study, the sample concentration method was used to determine the concentration of the sample. The sensitivity maintenance of the sample in the sample reconcentration was established, and the sensitivity of the single cell analysis system was successfully established. This article is about the possibility of sample preparation, and the possibility of sample preparation in the future

项目成果

Analysis of Enantiomeric Amino Acids in Biological Samples via Capillary Electrophoresis Coupled with Mass Spectrometry

通过毛细管电泳结合质谱分析生物样品中的对映体氨基酸

• 发表时间: 2014
• 作者: Takayuki Kawai;Stanislav S Rubakhin;Jonathan V Sweedler
• 通讯作者: Jonathan V Sweedler

Analysis of Enantiomeric Amino Acids in Biological Samples via Capillary Electrophoresis Coupled with Laser-induced Fluorescence and Mass Spectrometry

通过毛细管电泳结合激光诱导荧光和质谱分析生物样品中的对映体氨基酸

• 发表时间: 2014
• 作者: 川井 隆之;太田 亘俊;Jonathan V Sweedler
• 通讯作者: Jonathan V Sweedler

How to analyze tiny biological samples : Microscale sampling, pretreatment, separation, and analysis

如何分析微小的生物样品：微量采样、预处理、分离和分析

• 发表时间: 2014
• 作者: Noriaki Koide;Koji Okuhara;Kazuhiko Shibuya;Hiroe Tsubaki and Noboru Sonehara;Takayuki Kawai
• 通讯作者: Takayuki Kawai

Hydrophilic Interaction Electrokinetic Chromatography Using Bio-based Nanofillers

使用生物基纳米填料的亲水相互作用电动色谱法

• DOI: 10.1002/elps.201300558
• 发表时间: 2014
• 期刊: Electrophoresis
• 影响因子: 2.9
• 作者: Takayuki Kawai;Masato Watanabe;Kojiro Uetani;Yudai Fukushima;Kenji Sueyoshi;Takuya Kubo;Fumihiko Kitagawa;Hiroyuki Yano;Koji Otsuka
• 通讯作者: Koji Otsuka

Rotatable Reagent Cartridge for High-Performance Microvalve System on a Centrifugal Microfluidic Device

• DOI: 10.1021/ac400667e
• 发表时间: 2013-07-16
• 期刊: ANALYTICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 7.4
• 作者: Kawai, Takayuki;Naruishi, Nahoko;Yoshida, Yasukazu
• 通讯作者: Yoshida, Yasukazu