バイオ質量分析イオン化法の開発と応用展開

本研究は、山梨大学で開発した探針エレクトロスプレー(PESI)のメカニズム解明とPESIの医学・農学への応用を目指すものであり、世界最先端の技術開発に成功し、世界トップクラスの国際誌に論文が掲載された。以下に研究成果について述べる。1. PESIの動作メカニズムの解明 : 質量分析イオン化法における最大の課題はsuppression effectの低減にある。PESIはこれまでに開発されたイオン化法のなかで最もsuppression effectが小さい手法である。この機構発現の原理解明のために、塩や界面活性剤を含む試料のPESIマススペクトル測定を広範に行い、エレクトロスプレーによってわずか数nmの過剰電荷層が剥ぎ取られて同一符号からなる帯電液滴がスプレーされることを明らかにした。この特異的優位性はPESIにおける断続的試料採取法から生まれた。2. Sheath-flow/PESIの開発 : 高電圧を印加した金属探針をプラスチックキャピラリーに挿入し、キャピラリーへ溶媒送液し、試料表面へ探針先端を接触させることで試料の溶媒抽出とイオン検出を行う手法の開発を行った。これにより、PESIの乾燥試料への応用が可能となった。3, 凍結試料分析法の開発 : 微量試料を探針先端に採取後、これを凍結し、質量分析する方法として、SPA (solid pro beassisted)/nanoESIを開発した。凍結試料の輸送後、解凍し、あらかじめ溶媒を充填したESIキャピラリーに探針を背後から差し込んで探針先端の試料を溶媒に溶解させてナノエレクトロスプレ一させる。SPA-PESIは極めて高感度で、多くの生体試料に適用可能であることを検証した。4. 開発した手法の応用展開 : sheath-flow PESIを指などに付着したpgオーダーの薬物検出、農薬を施した植物等へ応用し、高感度で微量成分を検出した。また、SPA-PESIにより、がん、非がんの組織を分析し1、がん診断支援が可能であることを示した。このように本研究で開発された手法は医学・農学 等の分野に広く普及すると期待される。

本研究は、山梨大学で開発した探針エレクトロスプレー(PESI)のメカニズム解明とPESIの医学・農学への応用を目指すものであり、世界最先端の技術開発に成功し、世界トップクラスの国際誌に論文が掲載された。以下に研究成果について述べる。1. PESIの動作メカニズムの解明 : 質量分析イオン化法における最大の課題はsuppression effectの低減にある。PESIはこれまでに開発されたイオン化法のなかで最もsuppression effectが小さい手法である。この機構発現の原理解明のために、塩や界面活性剤を含む試料のPESIマススペクトル測定を広範に行い、エレクトロスプレーによってわずか数nmの過剰電荷層が剥ぎ取られて同一符号からなる帯電液滴がスプレーされることを明らかにした。この特異的優位性はPESIにおける断続的試料採取法から生まれた。2. Sheath-flow/PESIの開発 : 高電圧を印加した金属探針をプラスチックキャピラリーに挿入し、キャピラリーへ溶媒送液し、試料表面へ探針先端を接触させることで試料の溶媒抽出とイオン検出を行う手法の開発を行った。これにより、PESIの乾燥試料への応用が可能となった。3, 凍結試料分析法の開発 : 微量試料を探針先端に採取後、これを凍結し、質量分析する方法として、SPA (solid pro beassisted)/nanoESIを開発した。凍結試料の輸送後、解凍し、あらかじめ溶媒を充填したESIキャピラリーに探針を背後から差し込んで探針先端の試料を溶媒に溶解させてナノエレクトロスプレ一させる。SPA-PESIは極めて高感度で、多くの生体試料に適用可能であることを検証した。4. 開発した手法の応用展開 : sheath-flow PESIを指などに付着したpgオーダーの薬物検出、農薬を施した植物等へ応用し、高感度で微量成分を検出した。また、SPA-PESIにより、がん、非がんの組織を分析し1、がん診断支援が可能であることを示した。このように本研究で開発された手法は医学・農学 等の分野に広く普及すると期待される。