縞状堆積物のバイオマーカーイメージングによる超高時間分解古気候復元

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K12198
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 井尻 暁 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, 主任研究員 (70374212)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: イメージングマススペクトロメトリー / 古気候復元

Outline of Annual Research Achievements

本研究内容は、超高時間分解の古気候復元のために、分子量100～3000の有機分子を最小5ミクロンの高解像度でイメージングできる「イメージング質量顕微鏡」を用いて、海洋や湖沼の縞状堆積物の単層一枚一枚に含まれる環境変化の指標となる有機分子（バイオマーカー）の二次元分布をミクロン単位の高空間分解能でマッピングする手法を確立することを目的とする。
イメージング質量顕微鏡は生体試料の分析に特化して開発されたものであるため、堆積物の分析に適した前処理方法、分析条件の最適化が必要となる。通常の生体試料の場合は、導電性のあるITOコートされたガラススライドに、ミクロトームでスライスした凍結試料を融解接着するが、堆積物試料や地質試料はミクロトームでスライスすることが難しい。また通常の地質試料は樹脂で固めてスライドグラスに貼り付けた後に研磨し研磨薄片を作るが、この方法では、ITOコートがはがれてしまうという問題もあった。
平成27年度は、このような地質試料や堆積物試料のための切片試料の作成方法について検討し、樹脂包埋した試料をステンレス製プレートに樹脂で接着し、岩石薄片のように研磨して研磨薄片を作る手法を確立した。
この切片作成方法により、珊瑚骨格や岩石試料についても、イメージング質量顕微鏡を用いた分析に供することが可能となった。これらの結果については、平成28年度に行われる国際学会、Goldschmidt 2016および4th International Sclerochronological Conference 2016で発表予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成27年度は、縞状堆積物を用いて、堆積物の分析に適した前処理方法、分析条件の最適化を行う予定であった。
しかし、年度の前半に予定外の長期研究航海が入り研究の開始が遅れたため、切片試料の作成方法の確立にとどまり、縞状堆積物の分析やその分析条件の最適化の検討までは行うことができなかった。
このことから、研究は当初の予定よりもやや遅れていると判断した。

Strategy for Future Research Activity

確立した切片試料の作成方法を用いて、ベーリング海や水月湖で得られた縞状堆積物について、イオン化効率の高いマトリクスの選定や、質量範囲、レーザー強度、イオンモードの検討行う。さらに環境指標として有効なバイオマーカーの探索を行う。バイオマーカーの探索のために、GC-MSによるバイオマーカー分析を別途行い、イメージング質量分析の結果と比較する。
バイオマーカー分析は高知大学の池原実教授が分担する。
これらの基礎実験の結果をもとにベーリング海および福井県水月湖から得られた縞状堆積物の分析を行い、古環境復元への応用を試みる。

Causes of Carryover

平成27年度の前半に予定外の長期研究航海が入り研究の開始が遅れたため、当初予定していたパートタイマーを雇用しての、堆積物樹脂包枚作業やイメージング質量顕微鏡のオペレーションを行うことができなかったため未使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

バイオマーカー分析を分担者に担当してもらうために次年度使用額のうち70万円を分担金とする。
残り228,228円は、平成28年度のスライドグラス、マトリクス試薬などの消耗品の購入に使用する。