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Study on application of the mass spectrometry to enable the comprehensive monitoring of the chemical substances

Research Project

Project/Area Number 17H00796
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Environmental risk control and evaluation
Research InstitutionNational Institute for Environmental Studies

Principal Investigator

Hashimoto Shunji  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, 室長 (80321719)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高澤 嘉一  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, 主任研究員 (40391122)
松神 秀徳  国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環・廃棄物研究センター, 主任研究員 (10639040)
頭士 泰之  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究員 (80611780)
柏木 宣久  統計数理研究所, モデリング研究系, 名誉教授 (50150032)
山本 敦史  公立鳥取環境大学, 環境学部, 准教授 (40332449)
大塚 宜寿  埼玉県環境科学国際センター, 化学物質・環境放射能担当, 担当部長 (30415393)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥39,650,000 (Direct Cost: ¥30,500,000、Indirect Cost: ¥9,150,000)
Fiscal Year 2019: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Fiscal Year 2018: ¥14,690,000 (Direct Cost: ¥11,300,000、Indirect Cost: ¥3,390,000)
Fiscal Year 2017: ¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000)
Keywords網羅分析 / 精密質量分析 / 統計解析 / ノンターゲット分析 / ソフトイオン化 / 次世代環境モニタリング / セミアクティブエアサンプリング / 大気圧イオン化 / 差の検出 / 応用統計解析 / 精密質量 / 二次元ガスクロマトグラフィ / 汎用GC/MS / 環境モニタリング / 二次元包括ガスクロマトグラフィ / ポスト解析 / モニタリング / 手法開発 / 精密質量測定
Outline of Final Research Achievements

A comprehensive method without pretreatment by GCxGC/ToFMS was applied to the continuous measurement of river water and ambient air. Statistical methods, such as nonparametric multigroup comparisons, confirm that differences can be detected even by direct comparing precise mass data. Since the various variations in the data affect the power to detect differences, it was necessary to improve the accuracy to detect small differences. The GC-APCI method of ToFMS for LC enabled to selectively identify and quantify organohalogens.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発するモニタリング法は、前処理を行わない分、迅速で物質の取りこぼしがない。測定データの直接比較により、処理時の情報損失がないといった特徴があり、サンプリングと測定の間の自動化も可能となれば、化学物質の24時間完全自動監視の実用化に繋げることが出来る。欧州の大型プロジェクトと比較してもユニークかつ集中的な技術開発の取り組みといえ、我が国の科学技術力をアピールしながら世界的貢献が期待できるものである。
本研究で開発した分析・解析手法は、一般環境のモニタリングや処分場の適正管理の他、汚染源解明、上下水の監視、食品・工業製品の安全性管理、化学物質の網羅的疫学調査など多分野に応用可能である。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (39 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 6 results) Presentation (33 results) (of which Int'l Joint Research: 14 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] 包括的二次元ガスクロマトグラフィーと精密質量分析による環境モニタリングの試み2019

    • Author(s)
      橋本俊次
    • Journal Title

      地球環境

      Volume: 24 Pages: 3-14

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comprehensive two-dimensional gas-chromatography-based property estimation to assess the fate and behavior of complex mixtures: A case study of vehicle engine oil2019

    • Author(s)
      Zushi Yasuyuki、Yamatori Yuki、Nagata Jun、Nabi Deedar
    • Journal Title

      Science of The Total Environment

      Volume: 669 Pages: 739-745

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2019.03.157

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Biodegradation of the aromatic fraction from petroleum diesel fuel by Oerskovia sp. followed by comprehensive GC×GC-TOF MS2019

    • Author(s)
      Lje?evi? Marija、Gojgi?-Cvijovi? Gordana、Ieda Teruyo、Hashimoto Shunji、Nakano Takeshi、Bulatovi? Sandra、Ili? Mila、Be?koski Vladimir
    • Journal Title

      Journal of Hazardous Materials

      Volume: 363 Pages: 227-232

    • DOI

      10.1016/j.jhazmat.2018.10.005

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      2019 Annual Research Report 2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Evaluation of a data-processing method for target and non-target screening using comprehensive two-dimensional gas chromatography coupled with high-resolution time-of-flight mass spectrometry for environmental samples2019

    • Author(s)
      Teruyo Ieda, Shunji Hashimoto, Tomohiko Isobe, Tatsuya Kunisue, Shinsuke Tanabe
    • Journal Title

      Talanta

      Volume: 194 Pages: 461-468

    • DOI

      10.1016/j.talanta.2018.10.050

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      2019 Annual Research Report 2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The strength in numbers: comprehensive characterization of house dust using complementary mass spectrometric techniques2019

    • Author(s)
      Rostkowski P.、Matsukami H.、Yang C. et al.
    • Journal Title

      Analytical and Bioanalytical Chemistry

      Volume: 411 Issue: 10 Pages: 1957-1977

    • DOI

      10.1007/s00216-019-01615-6

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Pixel-by-pixel correction of retention time shifts in chromatograms from comprehensive two-dimensional gas chromatography coupled to high resolution time-of-flight mass spectrometry2017

    • Author(s)
      Zushi, Y., Gros. J., Tao, Q., Reichenbach, S.E., Hashimoto, S., Arey, S.J.
    • Journal Title

      J.Chromatogr. A

      Volume: 1508 Pages: 121-129

    • DOI

      10.1016/j.chroma.2017.05.065

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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] omprehensive analysis of PXDD/Fs and halogenated compounds in discharge water samples by GC×GC/TOFMS2019

    • Author(s)
      Hashimoto S., Matsukami H., Ieda T., Suzuki G.
    • Organizer
      39th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] reliminary application of multi-dimensional non-target analysis data by GC×GC/HRToFMS for environmental monitoring2019

    • Author(s)
      Hashimoto S.
    • Organizer
      The 3rd International Conference on Econometrics and Statistics (EcoSta 2019)
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Analysis of Airborne PFAS and HCB for the global monitoring2019

    • Author(s)
      Takazawa, Y.
    • Organizer
      9th Analysis Training of POPs in East Asian Countries
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Passive sampling and GC×GC (2017) When two marry to give better understanding of transport behaviour and fate of micropollutants in environmental waters2019

    • Author(s)
      Deedar Nabi, Yasuyuki Zushi, Saer Samanipour, F. Ahmad, Samuel Arey, C. Aeppli
    • Organizer
      9th International Passive Sampling Workshop and Symposium,
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mixture Touch: A Web Platform for Assessments of Complex Mixtures Using Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography Coupled with Mass Spectrometry (GC×GC-MS)2019

    • Author(s)
      Zushi.Y.
    • Organizer
      ICCA-LRI Workshop
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Emission status of flame retardants in sewage effluents from commercial DecaBDE handling facility in Japan2019

    • Author(s)
      Matsukami, H., Hashimoto, S., Suzuki, G.
    • Organizer
      9th International Symposium on Flame Retardants
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Emission status of flame retardants in indoor air and water effluent from e-waste recycling facility in Japan2019

    • Author(s)
      Matsukami, H., Hashimoto, S., Suzuki, G.
    • Organizer
      39th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Validation of soft ionization method mediated by inert gas for non-target screening of halogenated compounds and application to crude extract of house dust2019

    • Author(s)
      Ieda T., Hashimoto S., Tanabe K., Goto A., Kunisue T.
    • Organizer
      39th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 廃棄物中間貯蔵所火災におけるノンターゲット分析の実際2019

    • Author(s)
      橋本俊次
    • Organizer
      統計数理研究所共同研究「令和元年度 統計学的アプローチによる問題解決のための環境化学分析の 最適化・高度化に関する研究集会」
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] データチェックのための一次元及び二次元LC・GC/MS用データビュアーの紹介2019

    • Author(s)
      橋本俊次
    • Organizer
      統計数理研究所共同研究「令和元年度 統計学的アプローチによる問題解決のための環境化学分析の 最適化・高度化に関する研究集会」
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 最近の分析技術:GCxGC/ToFMSによるノンターゲットモニタリングの試み2019

    • Author(s)
      橋本俊次
    • Organizer
      新しい水質分析に関するワークショップ~水道への展開~
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 混合物リスク評価のための基盤技術開発2019

    • Author(s)
      頭士泰之、林彬勒、羽成修康
    • Organizer
      産総研臨海副都心センター、産総研安全科学研究部門講演会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] GC-APCI/LC-ESI/QTOF-HRMS法による廃水のノンターゲット分析2019

    • Author(s)
      松神秀徳
    • Organizer
      統計数理研究所共同研究「令和元年度 統計学的アプローチによる問題解決のための環境化学分析の最適化・高度化に関する研究集会」
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 河川水試料のノンターゲットGC/MS分析に向けたNMFによるピークの検出2019

    • Author(s)
      大塚宜寿,蓑毛康太郎,橋本俊次
    • Organizer
      第28回日本環境化学会環境化学討論会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境試料ノンターゲット分析のための不活性ガスによるソフトイオン化法の検討とハウスダスト粗抽出液への試験的適用2019

    • Author(s)
      家田曜世, 橋本俊次, 田邊潔
    • Organizer
      第28回環境化学討論会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Comprehensive analysis of halogenated compounds in discharge water samples by GC×GC/ToFMS2018

    • Author(s)
      Hashimoto S., Matsukami H., Ieda T., Suzuki G.
    • Organizer
      38th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] GC-APCI/LC-ESI/QTOF-MS for the determination of brominated dioxins and brominated flame retardants released from flame-retarded product handling plants2018

    • Author(s)
      Matsukami H., Hashimoto S., Suzuki G.
    • Organizer
      38th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Accurate Mass Spectra Worth Reading for Food and Environmental Analysis2018

    • Author(s)
      Atsushi Yamamoto
    • Organizer
      66th American Mass Spectrometry Society Conference SCIEX Users Meeting
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Screening and quantitative analysis of non intentionally added substances eluted from polyethylene terephthalate bottle by high-resolution mass spectrometry2018

    • Author(s)
      Atsushi Yamamoto
    • Organizer
      22nd International Mass Spectrometry Conference
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Non-target analysis with high-resolution mass spectrometry for environmental samples2018

    • Author(s)
      Atsushi Yamamoto
    • Organizer
      Environmental Protection, Prevention, Monitoring and Remediation
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ハロゲン化ダイオキシン類及びその関連物質の包括的迅速検出法の開発~GCxGC-ToFMSを用いた多成分網羅分析法の検討~2018

    • Author(s)
      橋本俊次、松神秀徳、家田曜世、鈴木剛
    • Organizer
      第27回環境化学討論会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 混合物リスク評価のための基盤技術開発2018

    • Author(s)
      頭士泰之、林彬勒、羽成修康
    • Organizer
      産総研安全科学研究部門講演会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ハロゲン化ダイオキシン類及びその関連物質の包括的迅速検出法の開発~工場排水の自動固相抽出法及びUHPLC/APGC/QTOFMSを用いた多成分網羅分析法の検討~2018

    • Author(s)
      松神秀徳, 橋本俊次, 鈴木剛
    • Organizer
      第27回環境化学討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 非負値行列因子分解によるGC/MSスキャンクロマトグラムデータからの化合物ピークの検出2018

    • Author(s)
      大塚宜寿、蓑毛康太郎、橋本俊次
    • Organizer
      第21回日本水環境学会シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 非負値行列因子分解によるGC/MSスキャンクロマトグラムデータからの化合物ピークの検出2018

    • Author(s)
      大塚宜寿、野尻喜好、橋本俊次
    • Organizer
      第2回日本環境化学会北海道・東北地区部会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境試料ノンターゲット分析のための不活性ガスを用いたソフトイオン化法 ‐基礎検討‐2018

    • Author(s)
      家田曜世, 橋本俊次, 田邊潔
    • Organizer
      日本分析化学会第67年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Passive sampling and GC×GC: When two marry to give better understanding of transport behaviour and fate of micropollutants in environmental waters2017

    • Author(s)
      Deedar Nabi, Yasuyuki Zushi, Saer Samanipour, F. Ahmad, Samuel Arey, C. Aeppli
    • Organizer
      9th International Passive Sampling Workshop and Symposium
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] GC×GC-HRTOFMS によるノンターゲットモニタリングのための各種ソフトウェアの改良2017

    • Author(s)
      橋本俊次, 家田曜世, 高澤嘉一, 頭士泰之, 大塚宜寿
    • Organizer
      第26回環境化学討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 多次元分離技術による環境ノンターゲットモニタリングの試み2017

    • Author(s)
      橋本俊次
    • Organizer
      統計数理研究所共同研究集会(29-共研-5004)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 逆解析アプローチによる環境混合物評価手法の検討 - 混合物分析画像のパターン認識による分類と因果解析2017

    • Author(s)
      頭士泰之, 橋本俊次
    • Organizer
      第26回環境化学討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] NISTデータベースを用いた網羅的定性法の紹介2017

    • Author(s)
      高澤嘉一
    • Organizer
      第2回緊急時環境調査手 法研修会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 各種質量分析データに適用可能なNMFによるクロマトピークデコンボリューション手法2017

    • Author(s)
      頭士泰之
    • Organizer
      統計学的アプローチによる問題解決のための環境化学分析の最適化・高度化に関する研究集会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] GC×GC-TFMSによるノンターゲットモニタリングにおける差の検出について.2017

    • Author(s)
      橋本俊次
    • Organizer
      計数理研究所共同研究「統計学的アプローチによる問題解決のための環境化学分析の最適化・高度化に関する研究集会」
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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