2019 Fiscal Year Annual Research Report
化学物質の包括的モニタリングを可能にする質量分析法の応用に関する研究
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17H00796
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
橋本 俊次 国立研究開発法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, 室長 (80321719)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高澤 嘉一 国立研究開発法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, 主任研究員 (40391122)
松神 秀徳 国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環・廃棄物研究センター, 主任研究員 (10639040)
頭士 泰之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究員 (80611780)
柏木 宣久 統計数理研究所, モデリング研究系, 名誉教授 (50150032)
山本 敦史 公立鳥取環境大学, 環境学部, 准教授 (40332449)
大塚 宜寿 埼玉県環境科学国際センター, 化学物質・環境放射能担当, 担当部長 (30415393)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ノンターゲット分析 / 次世代環境モニタリング / 精密質量分析 / セミアクティブエアサンプリング / 大気圧イオン化 / 差の検出 / 応用統計解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究で開発した、前処理を大幅に省略する包括二次元ガスクロマトグラフィ／引くお時間型質量分析法（GCxGC/ToFMS）による迅速かつ網羅的な測定法を、実際の河川水や環境大気の連続測定に適用した。GCxGC-ToFMS測定で得られる精密質量データを物質同定することなく、生データのまま比較することでも差の検出が可能であることを暮らすかるウォリス検定のようなノンパラメトリックな多群比較などの統計的手法により確認した。
データの各種（保持時間、質量、強度）のばらつきは、差の検出力に影響を与えることから、小さな差を検出するためにはそれぞれの精度向上が必要であった。新たに開発した精密質量データレビューソフトウェアにより、現行のToFMSの普及機種では、データポイント（データ取得頻度）を10Hz以上にすると、測定質量精度が大きく悪化（数十から数百ppm相当）することが確認でき、今後の手法（装置）開発への課題提起となった。
大気の中長期ノンターゲットモニタリングに対応するため、セミアクティブサンプラーDAS-300の改良を行い、風速0.38～0.50 m/s （可変量約 0.5L/min）の範囲で調整可能であることを確認した。また、単一電池1本において、1週間連続での動作が可能となった。
また、一般に普及しているGC-qMSによる測定データに、本研究で開発した非負値行列因子分解（NMF）を施すことにより、精度良いデコンボリューションが可能であることを確認した。河川水への応用では、データ分解前には確認できなかった数十種の農薬成分を同定することに成功した。
以上、GC/MS法による迅速かつ包括的な環境モニタリング法について、課題を明らかにしつつ、実用化に向けての道筋を示すことができた。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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