2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of high-precision nitrogen isotope analysis as a new index of dissolved organic matter sources in aquatic environments
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18K18189
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| Research Institution | Lake Biwa Environmental Research Institute |
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Principal Investigator |
山口 保彦 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター, 総合解析部門, 研究員 (50726221)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 溶存有機物 / 窒素同位体比 / 琵琶湖 / アミノ酸 / 炭素同位体比 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、溶存有機窒素を無機窒素から分離・精製して、その窒素同位体比を微量かつ高精度に分析する手法を開発し、水圏環境中の溶存有機物の分解性や生成源の指標として確立することを目的としている。2019年度にはまず、窒素同位体比分析の前段階として重要な、溶存有機物を分子サイズ別に分画濃縮するためのシステムと、有機分子の定量と分取精製を行う高速液体クロマトグラフ（HPLC）を導入し、その立ち上げを進めた。溶存有機物の分画濃縮に向けては、大規模な限外濾過と固相抽出のための自作システムを設計し、パーツ組み立てと立ち上げを進めた。限外濾過膜と固相抽出樹脂の選定と性能評価も進めた。HPLCについてはまず、OPA-IBLC/IBDC誘導体化とコアシェル型カラム、蛍光検出器（FLD）を用いた、迅速なアミノ酸鏡像異性体別定量法を確立した。HPLCについてはさらに、有機分子レベル窒素同位体比分析に向けて、荷電化粒子検出器（CAD）を用いて、アミノ酸等の有機窒素化合物を誘導体化なしに検出して分取精製する手法の確立を進めた。2019年度にはさらに、琵琶湖北湖の湖水と野洲川（琵琶湖流入河川）の河川水を用いた有機物長期分解実験を行い、溶存有機物試料と粒子状有機物試料について、EA-IRMSによるバルク安定炭素同位体比分析と、GC-MSとHPLC-FLDによるアミノ酸鏡像異性体比の分析を進め、有機物の起源を分解性別に推定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の2年目となる2019年度には、溶存有機物の分画濃縮のための限外濾過システムと固相抽出システム、有機分子の定量・分取精製のためのHPLCを研究室に導入できたことで、環境中有機物研究のための環境を大幅に充実させることができた。アミノ酸鏡像異性体比やバルク安定炭素同位体比等の有機物の起源マーカーについては、湖水有機物試料や長期分解実験試料の分析が進行中で、湖水有機物の起源について重要な情報が得られつつある。ただし、本研究の主目的である窒素同位体比分析については、まだ分析条件の検討を進めている段階であり、溶存有機物試料の分析に至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度にはまず、限外濾過システムと固相抽出システムを用いた溶存有機物分画濃縮法の開発をさらに進め、湖水から溶存有機物を分画濃縮してバルク窒素同位体比分析を行う手法を確立する。電気透析を用いた溶存無機窒素除去の手法も検討する。次に、HPLCを用いた有機窒素化合物の定量法と分取精製法の開発も進める。さらに、有機窒素の微量窒素同位体比分析法についても、引き続き条件検討を進める。
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| Causes of Carryover |
湖水濾過や溶存有機物分画濃縮、同位体比分析、アミノ酸分析等に関する消耗品は、分析前処理過程の数や方法によって変動するため。2020年度の溶存有機物分画濃縮と有機分子分析、同位体比分析のための消耗品に充当する予定。
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