2018 Fiscal Year Research-status Report
ニオイ物質オンサイト多点計測に基づく次世代文化財カビ汚染制御法の確立
| Project/Area Number |
18K18526
|
|---|
| Research Institution | Nara Women's University |
|---|
Principal Investigator |
竹内 孝江 奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (80201606)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
|
| Keywords | ニオイ計測 / 多点計測 / カビ臭計測 / オンサイト分析 / 文化財保存 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
文化財とその環境において、微生物、特にカビ（真菌）は、その胞子形成を介して塵と共に空中に拡散し、文化財表面に付着して増殖する。カビの大量増殖を一旦許してしまうと、現状の技術ではカビ汚染の制御が困難となる。従来法のほとんど全てがカビの発生を確認してからの対処法である。現状のモニタリング計測は、温度、湿度のみである。本研究では、見えないところでカビが発生してもニオイであれば早期発見が可能であるとの考えから、ニオイの定点観測によりカビ生育の初期段階でのモニタリングし、文化財カビ汚染制御する方法を検討している。平成30年度は、Direct Analysis in Real Time (DART)を利用したアンビエントイオン化質量分析法によって「カビ臭物質の検出方法」を検討した。DARTでは多くの場合、励起状態のガスが大気中の水と反応して水分子をプロトン化し、それがサンプル分子とプロトン移動反応することによってサンプル分子をイオン化する。気体、液体、固体サンプルのイオン化が可能であるうえにサンプルを大気圧下でDARTイオン源にかざすだけでイオン化できる簡便な操作方法であり、小型であるため、持ち運びがしやすく、文化財現場などのオンサイト分析に適する。文化財環境に生育するカビが出すニオイ物質を固相マイクロ抽出(SPME)ファイバーに吸着させ、DARTイオン源の出口に導入し、カビ臭物質を分析した。その結果、設置型のSPME-GC-EIMS装置を用いて得られたと同様の分析結果が、ポータブル型DARTを連結した装置においても得られた。また、Gaussian 16およびMobcalプログラム、TM法によりカビ臭イオンクラスターの衝突断面積およびイオンドリフト時間を理論的に予測した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
文化財環境に生育するカビが出すニオイ物質を固相マイクロ抽出(SPME)ファイバーに吸着させ、DARTイオン源の出口に導入し、カビ臭物質を分析した。その結果、実験室に設置型のSPME-GC-EIMS装置を用いて得られたと同様の分析結果が、ポータブル型DARTを連結した装置においても得られた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
まず、イオンモビリティ装置において検出されたカビ臭物質は、有機分子に水などのクラターイオンが付加したクラスターイオンであると予想される。平成31年度においてはイオンモビリティーの出口を大気圧イオン源質量分析計（既存の奈良女子大学の装置）に連結してイオンモビリティドリフトグラムに出現した各ピークの分子量を計測する。計測した分子量と、イオンモビリティドリフト時間から求められた衝突断面積の結果より、検出イオンの分子構造を推定する。次に、イオンモビリティドリフトグラムは、質量スペクトルにくらべて分解能で劣っているが、20 msec毎に大量のデータを算出できる。平成31年度においては、Python言語を用いて統計解析をし、機械学習によりカビ臭物質のイオンモビリティデータからカビ種同定を試みる予定である。
|
