| Project/Area Number |
23K13526
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 25020:Safety engineering-related
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| Research Institution | National Research Institute of Police Science |
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Principal Investigator |
大塚 麻衣 科学警察研究所, 法科学第三部, 研究員 (90801580)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 化学剤 / 計算化学 / 分光学的スペクトル / 現場検知 / 質量分析 |
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| Outline of Research at the Start |
神経剤などの化学剤は高い毒性を持つことから、テロや事件で用いられた際には大きな被害をもたらす。このような場面においては、化学剤の特定のための現場検知や、被害者の生体試料からの曝露証明が重要であり、様々な現場検知資機材や生体試料分析法が開発されてきた。しかし、それらの手法では実剤の測定によるライブラリーの作成や標準品の実測値との比較が必要であり、多様な構造を有する化学剤に網羅的に対応することは困難であった。本研究では、計算化学を用いて分光学的スペクトルおよびフラグメントイオンスペクトルの予測を行い、化学剤の実剤から得られた実験値との比較を行うことで、実験値を良く再現する計算手法を確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経剤などの化学剤は高い毒性を持つことから、テロや事件で用いられた際には大きな被害をもたらす。このような場面においては、化学剤の特定のための現場検知や、被害者の生体試料からの曝露証明が重要であり、様々な現場検知資機材や生体試料分析法が開発されてきた。しかし、それらの手法では実剤の測定によるライブラリーの作成や標準品の実測値との比較が必要であり、多様な構造を有する化学剤に網羅的に対応することは困難であった。本研究では、計算化学を用いて分光学的スペクトルおよびフラグメントイオンスペクトルの予測を行い、化学剤の実剤から得られた実験値との比較を行うことで、実験値を良く再現する計算手法を確立する。
研究計画初年度である昨年度は、計算化学による IR およびラマンスペクトルの予測に着手した。まずは分子の配座の影響を考慮した分光学的スペクトル予測を行うための初期検討として、簡単な構造の神経剤であるサリンについて、配座探索ソフトウェアを使用した配座探索及び得られた構造の構造最適化を行うことで、配座の絞り込みを行った。また、得られた各配座の NMR スペクトルを初期条件で計算した結果、スペクトルが配座ごとに異なることを確認し、化学剤のスペクトルの予測において配座の影響を考慮する必要性を再確認した。
現在、実験値を再現するスペクトルの計算条件の検討、並びに他の神経剤についての配座探索及び構造最適化を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究の初年度であり、配座探索ソフトウェアの導入に時間を要したため、初期検討への着手に遅れが生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、サリンをモデル分子として、実験値を再現するIR及びNMRスペクトル計算条件を検討する。溶媒効果も考慮する。また、得られた条件を他の神経剤や神経剤以外の化学剤に適用することで、計算条件の応用可能性を確認する。
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