ユニバーサル型MICALの開発：超高感度CO2安定同位体比分析のテレアナリシス
| Project/Area Number |
21K18653
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
石村 豊穂 京都大学, 人間・環境学研究科, 准教授 (80422012)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | 安定同位体 / 微量分析 / 炭酸塩 / 機器開発 / MICAL / 有孔虫 / 耳石 / MCIAL |
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| Outline of Research at the Start |
世界最高水準のCO2・炭酸塩の高感度安定同位体比分析を場所を問わずに活用可能にするために，可搬型・省スペースの「MICAL-U」を開発し他機関での稼働実証を目的とする。分析機器を使いたい人が来るのでは無く，機器が使いたい人の元へ行けば良いという発想で，応用研究の展開と研究成果獲得の効率化に寄与する。各社IRMSやCRDS分析装置にも接続可能なユニバーサルデザインの小型汎用装置で，他機関への移設検証後はニーズに応じて数ヶ月単位での貸出など，MICAL分析技術を本邦へ広く提供可能にすることを目指す。オンライン時代のテレアナリシス実現への萌芽研究であり，研究期間を通じて実際の応用分析も試行する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は前年度に引き続き，ハードウェアの開発と稼働調整をおこない，京都大の安定同位体比質量分析計（IRMS：IsoPrime社製）に接続しての機器のチューニングと制御システムの開発を目指した。ガスクロマトグラフ（GC）併設の小型汎用微量炭酸塩安定同位体自動分析システム（MICAL-U：ユニバーサル接続型）の設計は完了し主要フレームの構築をすすめた。全ての作業が手作業であり，細部にわたる加工と気密性の検証等が必要であり，構築には時間を要している。現状では，メインフレームの構造ができあがり，小型ガスクロマトグラフの稼働に向けた基礎実験を開始している。その一方で，コロナ渦によって物流停滞や電子部品の供給停滞によって，制御システムに必要なデジタルアウトプットデバイスなどの電子製品が入手困難な状況が今も続いており，制御システムとソフトウェアの開発が停滞している。電子部品は半年以上の納期の遅れを経て，2023年になってその一部が届いたばかりである。この機器の最適化と検証作業に時間がかかっていることが，MICAL-U構築の大きな制約となっている。さらに，連続フロー型質量分析に必須のヘリウムに関しても，コロナ渦における世界的な生産体制の縮小とウクライナ危機に伴う供給制限（ヘリウム危機）に陥り，今後の基礎実験の進捗に大きな影響を与えている。その現状を踏まえてヘリウム制御系の見直しと再設計，保守方法の改良も行い，ヘリウムガスの使用量低減を実現させた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
コロナ渦によって物流停滞や電子部品の供給停滞によって，制御システムに必要なデジタルアウトプットデバイスなどの電子製品が入手困難な状況が今も続いており，制御システムとソフトウェアの開発が停滞している。電子部品は半年以上の納期の遅れを経て，2023年になって届いたばかりである。この機器の最適化と検証作業に時間がかかっていることが，MICAL-U構築の大きな制約となっている。さらに，連続フロー型質量分析に必須のヘリウムに関しても，コロナ渦における世界的な生産体制の縮小とウクライナ危機に伴う供給制限（ヘリウム危機）に陥り，今後の基礎実験の進捗に大きな影響を与えている。その現状を踏まえてヘリウム制御系の見直しと再設計，保守方法の改良も行い，ヘリウムガスの使用量低減に成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続きハードウェアの開発と稼働調整をおこない，継続する。コロナ渦の影響で，実質的に１年以上の計画の遅れがあり，この遅れを取り戻すべく作業工程と研究計画の見直しもすすめる。なお，小型ガスクロマトグラフの性能検証には基礎実験を継続する。開発完了後は外部機関に対して数ヶ月単位の移設検証をおこない，検証作業と並行して問題点の洗い出しと，実際の他機関での運用プランの設計を目指す。得られた知見と成果は，テレアナリシスの一形態としても報告する。一方で，構築部材の調達に時間がかかっている問題とヘリウム不足の現状が長引くことが予想されており，今後の研究計画のさらなる遅延は避けられないものと考えている。MICALを用いた応用研究については既存のMICALを用いて実証実験も行うことが出来るので，MICAL-U開発と並行して重点課題として継続する。
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Report
(2 results)
Research Products
(20 results)
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[Journal Article] Anaerobic methane‐oxidizing activity in a deep underground borehole dominantly colonized by Ca2023
Author(s)
Nishimura, H., Kouduka, M., Fukuda, A., Ishimura, T., Amano, Y., Beppu, H., Miyakawa, K. and Suzuki, Y.
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Journal Title
Environmental Microbiology Reports
Volume: -
Issue: 3
Pages: 197-205
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Contrasting life-history responses to climate variability in eastern and western North Pacific sardine populations2022
Author(s)
Sakamoto, T., Takahashi, M., Chung, M.T., Rykaczewski, R.R., Komatsu, K., Shirai, K., Ishimura, T., Higuchi, T.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 13
Issue: 1
Pages: 5298-5298
DOI
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Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] 耳石酸素安定同位体比の高解像度分析による日本海におけるマイワシの回遊経路の推定2021
Author(s)
青野智哉, 坂本達也, 石村豊穂, 高橋素光, 林晃, 安田十也, 北島聡, 西田梢, 松浦隆義, 碇耀斗, 伊藤進一
Organizer
水産海洋学会
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