2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of an identification method of functionality from alpha-pinene oxidation using an accurate corona discharge ionization collision-induced dissociation mass spectrometry
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21K12223
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
関本 奏子 横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科(八景キャンパス), 准教授 (40583399)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
入江 樂 横浜市立大学, 理学部, 助教 (50835238)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 精密コロナ放電 / 質量分析 / 衝突誘起解離 / モノテルペン / 酸化 / 官能基 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
気候や環境，人体の健康に多大な影響を及ぼす二次有機エアロゾル（SOA）の生成過程の解明は，近年の大気化学において重要な課題となっている．SOAの主な生成源としてモノテルペンの酸化体が注目されているが，それら化合物の大部分において，官能基や構造は同定されておらず，SOA生成過程の理解に至らない原因となっている．そこで本研究では，研究代表者が開発してきた，有機化合物をリアルタイムに脱プロトン化させることが可能な「精密コロナ放電イオン化法」と「高分解能衝突誘起解離質量分析法」を組み合わせ，テルペン酸化体に含まれる官能基をリアルタイムかつ正確に同定するための手法開発を目的とする．
今年度はα-ピネンに由来する酸化体の標準品11種（(i) pinonic acid, (ii) pinolic acid, (iii) pinic acid, (iv) 2-hydroxy-3-pinanone, (v) 2,3-pinanediol, (vi) α-pinene oxide, (vii) pinolic acid-d, (viii) pinone-4-ol, (ix) norpinonaldehyde, (x) pinonaldehyde, (xi) pinolic alcohol .このうち(vii)~(xi)は分担者・入江による合成品）を用い，衝突誘起解離法で見られる中性種脱離と官能基の関係を調べた．具体的には，精密コロナ放電イオン化法で生成した標準品の脱プロトン分子をそれぞれプリカーサーイオンとして選択し，プリカーサーイオンから直接脱離する中性種とプリカーサーイオンが有する官能基の間に規則があるか否かを調べた．その結果，官能基と中性脱離種には明確な関係があること，さらに官能基が脱プロトン化しているか否かで脱離する中性種が変わることを見出した．例えばカルボキシル基を有する酸化体を測定した際，カルボキシル基が脱プロトン化している場合（-COO(-)）はCO2が，中性の場合（-COOH）にはCH2O2（H2O+CO）が脱離した．このような官能基と中性脱離種の関係を用い，来年度は実際のテルペン酸化体の官能基解析を実施していく．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
テルペン酸化体が有する官能基と中性脱離種の関係を調べるには，系統的に集積した酸化体試料を測定し，フラグメンテーションの理解が必須である．この点において，合成を担当している入江との連携が当初の計画以上に進み，すでに実際のテルペン酸化体の官能基解析に応用できる段階にきている．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度に得られた結果を用い，来年度は，実測されるテルペン酸化体の官能基解析を実施する．具体的には，モノテルペンの種類または酸化剤の種類と量を変化させ，各条件で生成するテルペン酸化体の官能基を同定していく．
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| Causes of Carryover |
当初予定していた試料の合成において，低コストで実施することができた．繰り越した助成金は，関連装置のメンテナンスおよび消耗品等に利用していく予定である．
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