超臨界水フローリアクターを用いた模擬海底熱水噴出孔環境下での有機物の合成

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11640488
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 小林 憲正 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (20183808)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柳川 弘志 三菱化学生命科学研究所, 室長(研究職) ; 金子 竹男 横浜国立大学, 工学部, 助手 (50191987)
• Keywords: 生命の起源 / 化学進化 / 海底熱水噴出孔 / 超臨界水 / フローリアクター / グリシン / セリン / ヒスチジン

Research Abstract

1970年代末に発見された海底熱水噴出孔は,様々な観点から注目を浴びているが,化学進化的にも極めて興味深いものである。本申請研究においては,海底熱水噴出孔環境下での有機反応を模するために、「超臨界水熱水フローリアクター」を作成した.この装置は、高速液体クロマトグラフ用送液ポンプ,赤外線イメージ炉,圧力調整弁、コールドバスなどから構成した.まず、装置の性能を評価するため、反応管内部の温度が、イメージ炉の温度設定、水の流量によりどのように変化するかを調べたところ、反応管内部の温度は設定温度よりも高くなること、超臨界水条件での実験が可能であることがわかった.本装置を用いた実験として、熱水深壊下でのグリシンの安定性とその反応、セリンとイミダゾールとの反応について調べた.炭酸水素アンモニウム水溶液を移動相として、グリシン水溶液を400℃,250気圧の超臨界状態で2分間加熱し、HPLCで分析したところ、グリシン自体は1%以下に減少したが、新たなピークが3本得られた.しかし、より低い温度では、これらのピークは得られなかった.また、セリンとイミダゾールの系からは300-350℃,250気圧で2分間加熱した場合、ヒスチジン相当の位置にピークが得られた.現在、このピークの同定を試みているが、新たな生成物がヒスチジンであるならば、これはヒスチジンの前生物的環境下での最初の生成物といえる.グリシンの反応も含め、本装置を用いた熱水・超臨界水実験によりこれまで知られていない新たな反応が起こりうることが示唆された.

Research Products

• [Publications] Md.N.Islam: "Construction of a Supercritical Flow-Reactor to Simulate Submarine Hydrothermal Systems"Viva Origino. 28(1)(in press). (2000)
• [Publications] K.Kobayashi: "Structure and Function of Biological Systems under Extreme Conditions: Pressure and Temperature Effects(分担執筆)"Springer Verlag (in press). (2000)