2022 Fiscal Year Annual Research Report
High-resolution sulfur isotope analysis for reconstructing the perturbation of ocean redox condition during glacial-interglacial cycle
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21H01203
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
小川 奈々子 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学センター), グループリーダー (80359174)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒田 潤一郎 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (10435836)
吉村 寿紘 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学センター), 副主任研究員 (90710070)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 硫黄同位体比 / 炭酸置換態硫酸 / 硫酸単離精製 / 分取イオンクロマトグラフィー / 有孔虫殻化石 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では堆積物中の「有孔虫殻化石中の炭酸置換態硫酸(CAS)」を試料とした古海洋環境中の硫黄動態復元を目的として、微量CAS単離精製技術と微量硫黄同位体分析技術という新しい前処理・分析技術の開発を行い、ターゲットである環境試料に応用するための手法安定化と最適化に注力してきた。特に分担者吉村が開発した分取イオンクロマトグラフィーを用いたCASの単離精製手法のハイスループット化と最適化、および代表者小川が新たに構築した硫黄同位体比の測定システムの最適化が必要とされるが、単離された微量硫酸イオンの全量を硫黄同位体分析装置に導入するための新しい技術の開発と最適化も必要であることが明らかとなった。
二年度目となる本年度は、初年度に明らかとなった分取イオンクロマトグラフィーに関する問題点（CAS溶解に一般的に用いられる塩酸等の強酸が陰イオンクロマトグラフィー分取を阻害する）を克服する前処理手法の開発を行った。この新手法により有孔虫殻化石を弱酸を用いて効率的に溶解し、陰イオンクロマトグラフィーを用いて微量（<100nmol）の硫酸として単離し捕集する技術を確立させた。得られた新しい前処理手法（弱酸性CAS溶解手法）は国内学会での発表を経て国際誌での査読付き論文として投稿し、2023年度中の受理を目指す。
微量硫酸イオンの全量を微量硫黄同位体分析装置に導入するための手法開発もすすめ、<100nmolの硫酸を硫酸バリウムとして固体化する新手法を見いだした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本課題にて克服が必要とされるいくつかの技術的課題に対し、順調に解決手法の開発/最適化が進んでいる。開発した新しい前処理手法（弱酸性CAS溶解手法）により、これを用いた微量硫酸単離手法（陰イオンICFC法）の最適化にも進展がえられ5ー100nmolの硫酸を同位体分別無く単離することに成功した。さらに得られた微量硫酸を硫酸バリウムとしてほぼ損失無く固体化する手法（マイクロバリウム化手法）の開発により10ー100nmolの硫酸を同位体比を保持したまま固体化出来ていることが確認された。これに呼応した硫黄同位体比分析システムの微量化と最適化により市販装置の1/30量となる10ー100nmol硫黄でのCAS硫黄同位体分析に成功した。これらの新手法は標準試料を用いた検証、多様な試料への応用を経て技術的な安定化もすすんだ。新手法の国内学会での発表を経て国際誌への論文公表にむけて投稿準備中の段階である。多様な試料への応用で得られや分析知見はそれぞれ国内国際学会、国際誌上で公表された。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度には本研究で克服すべき3つの技術的課題に関連して開発された新たな前処理手法（弱酸性CAS溶解手法）の国際誌への投稿と公表を行う。最適化がほぼ完了したCAS由来微量硫酸の単離手法（陰イオンICFC法）と硫黄微量同位体分析技術、および同じく新たに開発された微量硫酸硫酸バリウムとしてほぼ損失無く固体化する新手法（マイクロバリウム化手法）についても、国内国際学会での公表および論文かをすすめる。同時に過去100万年間の氷期-間氷期サイクルを記録する西赤道太平洋オントンジャワ海台で採取された柱状堆積物中の浮遊性有孔虫殻化石に適用し、その硫黄同位体比の知見を抽出する。本研究で開発した技術のうち、微量硫酸単離技術及び微量同位体比分析技術はその応用範囲が広く古環境に限定されない。このため異なる環境下でされた現生試料・古環境試料の分析もすすめ硫黄同位体比解析の深化を図る。
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[Journal Article] Soluble organic molecules in samples of the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu2023
Author(s)
Naraoka, H., Takano, Y., Dworkin, J.P., Oba, Y., Hamase, K., Furusho, A., Ogawa, N.O., Hashiguchi, M., Fukushima, K., Aoki, D., Schmitt-Kopplin, P., Aponte, J.C., Parker, E.T., Glavin, D.P., McLain, H.L., et al.
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Journal Title
Science
Volume: 379
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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