リピドミクス・脂質分析
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リピドミクスサンプル調製
リピドミクスは、代謝組学の一分野として新興の分野であり、細胞の構造、エネルギー貯蔵、細胞信号伝達に不可欠な多様な生物分子である脂質の包括的な分析に焦点を当てています [1]。リピドミクスの進展は、脂質関連疾患、代謝経路、および潜在的な治療戦略の理解に新たな可能性を開拓しています。窒素蒸発は、特に分析前のサンプル調製において、リピドミクスス研究を促進する上で重要な役割を果たしています。このページでは、Organomationの蒸発器とカスタムソリューションがリピドミクス応用を支援する方法について解説し、特に脂肪酸メチルエステル（FAMEs）に焦点を当てています。
リピドミクスの理解
リピドミクスは、生物システムや生物体内の脂質全体の集合体であるリピドームを大規模に研究する分野です。脂質は親油性分子であり、細胞膜の構造的サポートを提供し、代謝プロセスを調節し、細胞内シグナル伝達経路におけるメッセンジャーとして機能します。その組成と機能は動的であり、食事、環境要因、がんや心血管疾患などの疾患によって影響を受けます[1]。
ガスクロマトグラフィー（GC）または液体クロマトグラフィー（LC）と質量分析（MS）の組み合わせは、リピドミクスにおける基本的な分析手法です。これらの分析手法により、研究者は高感度かつ高精度で脂質を同定および定量することができます [1]。ただし、分析を行う前に、脂質の抽出、濃縮、誘導体化など、適切なサンプル前処理を行うことが不可欠です。
脂肪酸メチルエステル（FAME）
脂肪酸メチルエステル（FAME）は、メタノールとのエステル交換反応によって生成される脂肪酸の誘導体です。FAME は、食品業界、バイオディーゼル生産、医薬品研究、環境モニタリングなどの品質管理に広く使用されており、化粧品や洗剤などの製品にも使用されています。リピドミクス研究では、FAME 分析は生物学的サンプル中の脂肪酸組成のプロファイリングに不可欠です。
FAME分析の応用例
食品品質管理
食用油脂の脂肪酸組成は、食品の栄養価、風味、保存性に直結しています。飽和脂肪酸、一価不飽和脂肪酸、多価不飽和脂肪酸の分析により、食品の安全性と消費者のニーズを満たすことが確認されます。
バイオディーゼル生産
FAMEsは、低排出量と生分解性から再生可能燃料生産の主要な成分です。FAME分析は燃料効率を向上させ、性能を最適化します。
環境モニタリング
この分野では、FAME分析は汚染物質の分解経路の特定や微生物システムの研究に重要です。これらの変化を時間経過とともに監視することで、科学者は汚染、気候変動、土地利用が生態系健康に与える影響を評価できます。
バイオメディカル研究
FAME分析は、代謝障害や心血管疾患などの疾患に関連する脂質代謝の変化を特徴付けるのに役立ちます。脂肪酸、脂質、疾患の関係に関する理解の深化は、新たな治療法の開発を可能にする可能性があります。
医薬品開発
この研究分野は、脂質ベースの薬物送達システムとその安定性・生物学的利用能に焦点を当てています。脂質を含む栄養補助食品の品質と組成の評価・監視も実施され、製品規制への準拠を確保しています。
リピドミクス研究用 Organomation 装置
Organomation は、リピドミクス研究のためのサンプル前処理を効率化するために設計された、さまざまな専用装置を提供しています。
窒素吹付蒸発器
Organomationの窒素蒸発器（N-EVAP、MICROVAP、MULTIVAPシステムなど）は、窒素ガス流下で溶媒を優しく蒸発させることで、脂質抽出物の濃縮に最適です。この方法は酸化や熱分解を最小限に抑えつつ、複数のサンプルチューブにわたる一貫したサンプル前処理を実現します。
主要なメリット:
- 効率性: サンプル準備時間を最大75%短縮し、高スループット研究の処理を可能にします。
- 多機能性: さまざまなチューブサイズと溶剤タイプに対応します。
- 精度: 蒸発中に敏感な脂質を保持するため、一貫した温度制御を維持します。
脂質抽出装置
Organomationは、特定の脂質抽出プロトコルに合わせたカスタム機器も提供しています。例えば、AOCS方法Ce 2c-11とCe 12-16に対応した脂質抽出装置は、複雑なマトリックスからの脂質抽出に最適化されたワークフローを提供します。これらの方法は特定のアプリケーション向けに最適化されています。方法Ce 2c-11は食品マトリックスから直接FAMEsを抽出するためのもので、方法Ce 12-16は食品やサプリメント中のフィトステロールをサボナフィケーションと酸加水分解手順で測定するためのものであります。
リピドミクスにおける窒素蒸発器の応用
神経科学
DHA（ドコサヘキサエン酸）が脳機能に及ぼす影響を調べる研究では、GC-MS 分析用の組織サンプルを準備するために窒素ブローダウン蒸発器が使用されています。この研究により、食事による脂質摂取と認知能力との間に有意な関連性があることが明らかになり、心血管疾患と神経疾患の両方の予防に潜在的な影響があることが示唆されています。OrganomationのN-EVAPは、これらのサンプル調製において重要な役割を果たしてきました。30年以上の信頼性の高い性能を誇り、N-EVAPは長期的な実験室ニーズに対応する優れた耐久性、信頼性、効率性を継続的に提供しています。
環境モニタリング
環境や生物試料中の持続性有機汚染物質（POPs）をモニタリングする研究者は、精密な脂質抽出と濃縮技術に依存しています。脂溶性が高いため、POPsは脂肪組織に蓄積し、がん、生殖障害、野生生物への危害など、深刻な健康と環境リスクを引き起こします。これらの化合物を微量レベルで検出することは、生態系と公衆衛生の保護に不可欠です。窒素蒸発は、特にEPAメソッド1613の重要なステップとして、このプロセスにおいて重要な役割を果たします。窒素蒸発器は、正確で効率的なサンプル濃縮を可能にし、環境モニタリングと汚染制御の重要な取り組みを支援しています。
植物脂質研究
テキサス大学ノーステキサス校の研究者は、植物組織から脂質滴を分離するためにMULTIVAP窒素蒸発器を採用しています。このシステムは、TLC（薄層クロマトグラフィー）とGC（ガスクロマトグラフィー）分析のためのサンプル濃縮に不可欠であり、脂質組成の包括的なプロファイリングと同定を可能にします。MULTIVAP窒素蒸発器は、この研究室で25年以上にわたり使用されており、植物脂質研究におけるこれらのシステムの信頼性と耐久性を示しています。
クレムソン大学の植物と環境科学部門では、研究者が熱や干ばつなどのストレス要因に対する作物の耐性メカニズムを調査しています。研究室では、OrganomationのN-EVAPシステムを植物脂質抽出物の濃縮に活用しており、多様なサンプルチューブサイズに対応しつつ効率的な蒸発性能を維持する汎用性が評価されています。研究者によると、このシステムは「実験全体で一貫した結果を確保しつつ、数多くの実験時間を節約してきた」と述べています。
リピドミクス研究と窒素エバポレーター
リピドミクス研究では、複雑な脂質プロファイルに関する知見を解明するために、正確なサンプル調製技術が求められます。Organomation の窒素蒸発器とカスタムソリューションにより、研究者は FAME などの脂質抽出、濃縮、分析のための信頼性の高いツールを利用することができます。リピドミクスの進歩を支援することで、Organomation は生物医学、環境衛生モニタリング、再生可能エネルギーの生産と持続可能性の分野における飛躍的な進歩に貢献しています。
引用
Johannes V. Swinnen, Jonas Dehairs; A beginner’s guide to lipidomics. Biochem (Lond) 8 February 2022; 44 (1): 20–24. doi: https://doi.org/10.1042/bio_2021_181.
Organomation - 窒素エバポレーター
オレンジサイエンスでは世界的に有名なOrganomation社の窒素エバポレーターを取り扱っています。Organomation社は、窒素ブローダウン技術を中心とした窒素エバポレーター・窒素ブローダウン蒸発装置を専門としている機器開発メーカーです。1959年に設立され、60年以上にわたり、世界中の研究・試験機関向けに窒素エバポレーター・窒素蒸発装置を提供してきました。Organomation社の高品質な窒素エバポレーター装置は、世界中で信頼性が高く、メンテナンスの手間がかからない実験装置であると高く評価されています。また、耐用年数が長いため、今日の多忙な研究室にとって、非常に費用対効果の高いソリューションとなっています。
窒素エバポレーターとは、分析用サンプルの前処理によく使用される実験装置です。環境試験、農業、食品・飲料、医薬、品質保証、科学捜査、オイル・グリースなど、様々な業界で使用されており、質量分析を行う前にサンプルを乾燥・濃縮するために使用されます。試料は窒素エバポレーターに充填され、窒素ブローダウンが、時には熱と併用されながら、試料の水分を除去するために使用されます。
Organomationの卓上型窒素エバポレーターは、窒素ガスの穏やかな流れをサンプルに直接供給します。一定のガス流は、蒸気が飽和した空気層を押し流し、蒸気が液体に戻るのを防ぎます。これにより、過剰な溶媒蒸気の量が減少し、圧力が下がり、サンプルがより速く蒸発することが可能になります。これは、少量、揮発性、半揮発性のサンプルには特に重要です。
窒素ブローダウンは消耗品を必要としない方法であり、サンプルに非常に優しく、代替オプションと比較して非常に手頃な価格です。
Organomationは、N-EVAPライン、MULTIVAPライン、MICROVAPラインの3つの主要製品ラインを通じて、少量サンプル用の窒素ブローダウン蒸発器の多くのバリエーションを提供しています。
N-EVAP
N-EVAPは調整可能な窒素ブローダウン技術を利用しており、窒素ガスを無駄にすることなく、サンプルへの窒素フローを完全にコントロールできます。柔軟性がN-EVAPの特徴です。他の少量サンプルエバポレーターと異なり、N-EVAPは、別々のヒートブロックを必要とせず、一度に数種類のバイアルやチューブを保持することができます。非加熱モデルだけでなく、ウォーターバスまたはドライビーズ付きの加熱モデルもあります。
MULTIVAP
MULTIVAPは、一度に多数のサンプルのバッチ濃縮に一貫性を提供します。チューブは、加熱された特注アルミブロックまたはウォーターバスに設置されます。窒素分配マニホールドはユニットとして昇降し、1回の動作で全サンプルへの蒸発を開始または停止します。
MICROVAP
MICROVAPは、96ウェルマイクロプレートや小ロット用に設計されたコンパクトな装置で、ライフサイエンスや製薬業界のお客様によく使用されています。サンプルは、サンプルチューブに合うように特注加工された加熱アルミニウムブロックに収まります。常温での蒸発用に、加熱なしのモデルもあります。
窒素ブローダウン蒸発器は、少量のサンプルや大量のサンプルの蒸発、複数のサンプル前処理方法の同時実行を可能にすることで、ラボに利益をもたらします。
動画
時間計算・溶媒除去方法判別ツール
Organomation社の日本語Webサイトでは溶媒除去に関する時間計算ツール・溶媒除去方法判別ツールを用意しています。手作業で処理していた濃縮除去の時間を濃縮器を使うことでどれだけ時間短縮できるか、ラボに必要な溶媒除去方法、濃縮器が必要か、など、いくつかの質問に答えるだけですぐに回答が得られます。ぜひご活用ください。
Organomationの窒素エバポレーターの違い
Organomation社は、窒素ブローダウン技術を中心としたラボ用窒素エバポレーターのメーカーです。N-EVAP、MICROVAP、MULTIVAPの3つの主要なブローダウン製品ラインがあります。各製品ラインは、容量、制御、機能が異なるため、さまざまな用途に対応できるように設計されています。ここでは、各エバポレーターの主な違いを説明し、どのエバポレーターがお客様のラボに最適かを判断できるようにします。
加熱媒体
全てのエバポレーターには加熱機能が標準装備されていますが、小さなサンプルや熱に敏感なサンプルを扱う場合は、非加熱タイプも選択できます。加熱オプションが必要な場合は、各ユニットで使用される加熱媒体を知ることが重要です。
N-EVAP
全ユニットにウォーターバスが標準装備されています。6、12、24ポジションのN-EVAPには、アルミビーズまたはガラスビーズを使用したドライバスのオプションがあります。ウォーターバスとドライバスの違いと、それぞれの利点を生かすアプリケーションについてご覧ください。
MICROVAP
すべてのユニットがアルミニウム製ヒートブロックを使用しています。15ポジションと24ポジションのMICROVAPには、チューブやバイアル用の特注ドリル付きアルミインサートも付属しています。
MULTIVAP
64ポジションと100ポジションのMULTIVAPを除き、カスタムドリルアルミヒートブロックを使用しています。
サンプルサイズと容量
各ユニットには、対応可能なサンプルサイズの範囲があります。この範囲内で複数のチューブサイズを保持できるように設計されているエバポレーターもあれば、1つのチューブサイズしか保持できないように設計されているエバポレーターもあります。エバポレーターを選択する前に、ご希望のチューブサイズと容量を把握しておくことが重要です。
N-EVAP
すべてのN-EVAPエバポレーターは、外径10～30mmのチューブに対応します。これらの装置には、一度に複数のサイズのチューブを保持できるユニークなスプリングアシストサンプルホルダーがあります。6～45のサンプルポジションのオプションがあり、小規模から中規模のバッチを扱う場合に最適です。
MICROVAP
マイクロプレートと小バッチの試験管の両方に対応します。マイクロプレート用には、96ウェルプレート1枚または3枚を収納できるシングルプレートユニットとトリプルプレートユニットがあります。試験管用には、小～中サイズの試験管用に設計された15ポジションまたは24ポジションのモデルがあります。試験管用MICROVAPは、1～2本の試験管サイズに最適です。試験管MICROVAPには、1本の試験管サイズに適合するよう特注で穴あけされたインサートが1セット標準装備されています。2本目のチューブサイズを使用する場合は、2セット目のカスタムインサートを購入できます。
MULTIVAP
MULTIVAPユニットは、1-2サイズのチューブのみを扱う場合に理想的ですが、装置モデルにより幅広いチューブサイズ（外径10-30 mm）に対応できます。ドライブロックモデルには1本のチューブサイズに適合する特注の穴あきヒートブロックが付属し、ウォーターバスモデルには1本のチューブサイズに適合する特注の穴あきラックが付属します。2本目のチューブサイズを使用する場合は、2本目のヒートブロックまたはラックを購入することができます。
ガス流量制御
窒素エバポレーターにとって、ガス制御は非常に重要な機能です。エンドユーザーによっては、各サンプル位置でのガス流量制御が便利な場合もあれば、全サンプル位置のガス流量を一度に調整したい場合もあります。
N-EVAP
各サンプルポジションには個別のバルブがあり、サンプルのサイズや量に応じてガスの流量を調整できます。また、異なるチューブの高さに対応できるよう、各ニードルの位置を調整できます。
MICROVAP・MULTIVAP
これらのブローダウンユニットはどちらも、すべてのニードルが1つのマニホールドに接続されている同じ設計です。これにより、1つのスイッチですべてのサンプル位置へのガスフローを開始および停止できます。エバポレーションセッション中にすべてのサンプルポジションを使用しない場合、MULTIVAPにはマニホールドにトグルスイッチがあり、各列へのガスフローを停止して窒素ガスを節約することができます。
デジタル制御
タイマーや温度制御システムなどのデジタル制御を搭載することで、エンドユーザーはより柔軟で高度な設定を行うことができますが、エンドユーザーの中には、必要な機能と設定だけが搭載された、よりシンプルな機器を好む方もいます。
N-EVAP
6、12、24ポジションのN-EVAPにはデジタル制御装置は付属していませんが、34および45ポジションのN-EVAPには、温度制御装置とガスおよびヒート用のタイマーが付いたサイドコントロールボックスが付属しています。
MICROVAP
すべてのMICROVAPユニットには、LEDディスプレイ付きデジタル温度コントローラーがバスケースに直接組み込まれています。
MULTIVAP
すべてのMULTIVAPユニットには、デジタル温度コントローラーとガスおよびヒート用タイマーがバスケースに直接組み込まれています。
Organomation社の窒素エバポレーターはすべて、エンドユーザーを念頭に置いてシンプルに設計されています。各製品ラインは、ブローダウン技術という基本的な要素は同じですが、わずかに異なるニーズや用途に対応するためのものです。
PFASサンプル前処理におけるOrganomationエバポレーターの活用
サンプル濃縮の役割
PFASサンプル前処理における極めて重要な段階の一つは、サンプルの濃縮です。濃縮は、しばしば微量レベルで存在するPFASの検出を強化するために不可欠です。特に、水、土壌、生物学的サンプルのような複雑なマトリクスを扱う場合、効果的な濃縮方法は極めて重要です。
Organomationエバポレーター： EPAメソッド533、537.1、および1633のソリューション
Organomationエバポレーターは、EPAメソッド533、537.1、および1633に合わせてPFASサンプルを濃縮するための効率的で信頼性の高いソリューションを提供します。これらのメソッドは、さまざまなマトリックス中のPFAS分析の規制枠組みに不可欠であり、効果的なサンプル濃縮は重要な要件です。
EPAメソッド533
EPAメソッド533は、飲料水中の短鎖PFASの分析に重点を置いています。このメソッドでは、低レベルのPFASを検出するために水サンプルを濃縮する必要があります。Organomationのエバポレーター、特にN-EVAP窒素エバポレーターは、水性サンプルの一貫した迅速な蒸発を提供するように設計されています。穏やかな窒素の流れと制御された加熱を利用することで、これらの蒸発器は、揮発性PFAS化合物の損失を引き起こすことなく、サンプル量を効率的に減少させます。
EPAメソッド537.1
EPAメソッド537.1は、メソッド533と比較して、より広範な化合物を含む飲料水中のPFASを測定することを目的としています。このメソッドでは、その感度要件を満たすための正確な濃縮技術の必要性も強調されています。Organomationのエバポレーターは、調製プロセス全体を通してPFASの完全性と濃度を維持するために重要な、均一なサンプル減少を保証します。調整可能な窒素流量と温度制御機能は、さまざまなサンプルサイズと種類を扱うのに特に有益です。
EPAメソッド1633
EPAメソッド1633は、廃水、地表水、バイオソリッド、魚組織など、水以外のマトリックスにおけるPFAS分析に対応しています。これらのサンプルの複雑さを考えると、効果的な濃縮がさらに重要になります。OrganomationのMULTIVAPエバポレーターは、大量のサンプルや複数のサンプルを同時に取り扱うのに理想的です。これらのエバポレーターは、メソッド1633に規定された必要な検出下限を達成するために不可欠な、制御された効率的な蒸発を提供することにより、複雑な環境サンプルの濃縮を容易にします。
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