2017 Fiscal Year Research-status Report

フーリエ変換赤外分光光度計によるデトリタスの組成および起源解析法の開発

Research Project

Project/Area Number	15K14780
Research Institution	Kochi University
Principal Investigator	池島耕高知大学, 教育研究部自然科学系農学部門, 教授 (30582473)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	足立亨介高知大学, 教育研究部自然科学系農学部門, 准教授 (00399114) 今孝悦筑波大学, 生命環境系, 助教 (40626868)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords	デトリタス / 赤外分光分析 / 組成解析 / 起源物質
Outline of Annual Research Achievements	デトリタスは腐食連鎖の栄養源として多くの水産資源の生産を支えると考えられているが, それを構成する成分やその変化は,ほとんど明らかにされていなかった。脂肪酸マーカーや元素安定同位体比解析により,デトリタスの起源となる一次生産者の割合を定量的に推定した例があるが,一次生産者だけでなく,それを食べた動物やその排泄物,さらにバクテリアを含んだ混合物であるデトリタスの組成を捉えることはできず,デトリタスは依然,ブラックボックス的な扱いにとどまっている。本研究では,フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)をデトリタスの分析に応用し,これまでブラックボックス的に扱われてきた,デトリタスを構成する有機物および起源物質の組成を,定性・定量的に計測する方法の確立を目指している。本年度は、前年度までの結果を踏まえ、bulk解析で起源物質の構成を比を推定法を検討するため，デトリタスの起源となる植物質,動物質の混合比や分解条件を変えたサンプルを作成した。さらに，デトリタスを摂食するとされる動物（カニ類など）の胃内容物採集と観察標本の作成，さらに，実際のフィールドのデトリタスの試験的な分析を行うためのサンプル採集とその処理方法を検討した。これまでの測定条件の検討で，FT-IRによるデトリタスの測定においては，ノイズの少ないスペクトルデータの取得が可能であるが，顕微ATR法によるマッピングは，デトリタス標本に含まれる鉱物粒子等の硬い物質がATRプリズムを破損する恐れがあり，機器の使用が制限されることが分かった。デトリタス（有機物）と鉱物粒子の比重の差を利用した遠心分離等による前処理が有効と考えられた。遠心分離はbulk解析でも鉱物粒子の吸収を除去することができ，有効と考えられるが，デトリタスを効果的に分離する条件について，さらに検討する必要がある。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason 当初計画していた，顕微ATRによるフィルター上に捕集したデトリタス全体のマッピンングについては，サンプル中の鉱物粒子等の混入がプリズムの破損する恐れがあるため，そのまま用いることができなかった。デトリタス（有機物）と鉱物粒子の比重の差を利用した遠心分離等による前処理の条件の検討し測定サンプルを作成できる見込みが得られたが，さらに条件の検討が必要である。また，ATR法測定データに基づいたbulk解析により，構成成分を推定できる可能性が示唆され，スペクトルデータの解析ソフトウェアを導入してさらに検討を行う予定としていたが，本年度は時間の制約で解析を十分に進めることができなかった。さらに，既存の抽出法による物質同定との比較にすることを予定していたが，機器と時間の制約で標本の準備にとどまった。
Strategy for Future Research Activity	今後は,遠心分離による鉱物粒子等の観察を妨げるデトリタス以外の物体を取り除く前処理法の確立を早急に行う。また，既存の溶媒抽出とGC,GC/MSによるデトリタスと起源物質の成分分析を行い,FT-IRの波形から示唆される構成成分を比較し、物質判別に有効な吸収スペクトルの探索を行う。スペクトル解析ソフトウェア・多変量解析ソフトにより，Bulk解析の構成物質の構成比の定量的推定を行う。また、前処理法によって顕微ATRが行えれば顕微ATRによるマッピング測定を行う。顕微ATR観察の条件が整わない場合は，反射測定もしくは透過測定法によるマッピングかサブサンプリングによる顕微FT-IR観察を行い，bulk解析との比較を行う。これらの測定条件の検討と合わせて、前年度に検討したフィールドのデトリタス標本の採集，処理法に基づいた標本の解析を行い，FT-IRによるデトリタス分析法の確立を目指す。
Causes of Carryover	研究代表者の所属部局の教員の休職に伴い，教育業務の著しい増加により研究を行う時間が制約され，また，赤外分光分析とその比較を行う解析及び測定条件の検討に想定以上に時間がかかり，当初の計画より進行が遅れているため，次年度使用額が生じた。次年度は当初の前年度の計画から持ち越した課題について，次年度使用額により研究を進める予定である。