2020 Fiscal Year Research-status Report
Study of synthesis of amino acids and organic molecules during cooling process of a hot gas plume
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18K03575
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
三重野 哲 静岡大学, 理学部, 教授 (50173993)
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2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アミノ酸合成 / 小惑星衝突 / 衝突合成反応 / 高温ガスプルーム / ガス銃実験 / 間欠アーク放電 / アーク合成 / 高温ラジカル反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生命の起源と関連して、タイタン等の衛星／惑星へ小惑星が衝突した時の高温ガス反応について研究している。JAXA・２段式軽ガス銃を用い、１気圧の窒素ガス中で飛翔体をターゲットに衝突させ、発生する高温ガスプルーム内での高温反応を起こした。合成された試料を分析し、アミノ酸の種類や量を調べた。一方、間欠アーク放電やレーザーアブレーション法を用いても、高温ガスプルームを作ることを見出したので、この方法においても試料を作成し分析した。その内容と意義を示す。
１）ガス銃実験において、ポリカーボネート弾を氷＋鉄ターゲット（氷＋ヘキサン＋鉄ターゲット）に衝突させると、グリシンなどの種々のアミノ酸を合成することができた。純水還流法と塩酸・加水分解法を用いて、アミノ酸溶液を得ることができた。アラニンのカイラリティを調べると、いずれの方法でも、L型アラニンがD型より多い事が分かった。
２）窒素＋メタンガス中間欠アーク放電法により、炭素すすを合成した。その試料を純水還流法と塩酸・加水分解法を用いて分析すると、いずれの場合も、グリシンなどのアミノ酸が多く含まれることが分かった。この試料中のアラニンのカイラリティを調べると、やはり、常にL型アラニンがD型より多く含まれることが分かった。
３）これらのアミノ酸合成過程は、ガス中ラジカルが炭素微粒子表面に付着し、拡散・冷却しながら結合するためと考える事ができる。その際、なぜ、カイラリティが偏るか、謎である。現在、鋳型分子による選択性について検討をしている。
４）窒素ガス中でポリカーボネート板にパルスレーザーを繰り返し照射させ、昇華した分子の高温反応によるアミノ酸合成を試みた。アーク放電と同様に多くの炭素ナノ粒子を合成する事ができた。しかし、アミノ酸合成量は僅かであった。理由は、窒素分子が窒素原子に解離するまで、高温プルームの温度が上昇していない為と考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
実験計画どおり、ガス銃実験、間欠アーク放電実験、レーザーアブレーション実験を実施し、炭素すすを合成する事ができた。また、それらの試料の一部を液体クロマトグラフ法などを用い、アミノ酸分析する事ができた。しかし、2020年度の4月から約３ヶ月間、ウイルス感染防止対策の為、実験室利用が大幅に制限された。１試料の分析に3日間以上を必要とするため、この試料分析活動が遅れてしまった。
上記の理由により、後１年の追加研究が必要であると判断し、１年間の研究期間延長を申請した。2021年度中には、実験を終え、国際会議での発表や国際論文紙への投稿を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）合成アミノ酸量の分析、アミノ酸・カイラリティ分析を実施する。
２）炭素微粒子上でのアミノ酸合成過程について、合成モデルと作りその妥当性を検討する。
３）なぜ、L型アミノ酸合成がD型アミノ酸合成より優位なのか、新しいモデルを模索する。その一つは、合成時の鋳型分子の選択性である。過去の研究などを基にモデルを作る計画である。
４）これまでの研究成果をまとめ、国際論文紙に投稿し、公表する。また、国際会議により成果を発表する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染対策の影響で研究に遅れが生じた。この為、予算の一部を次年度使用とし、遅れた研究を取り戻す予定である。2021年度に、試料分析費と分析用消耗品費として使用予定。
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