2013 Fiscal Year Annual Research Report
生物環境試料中の超微量有機および金属化学種の新規な絶対定量法
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25288064
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
井村 久則 金沢大学, 物質化学系, 教授 (60142923)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永谷 広久 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (90346297)
森田 耕太郎 金沢大学, 物質化学系, 助教 (70396430)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 環境分析 / 絶対定量 / 同位体 / キラル分離 / 微量化学種 |
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| Research Abstract |
食料・医薬品の安全から環境問題にいたるまで，あらゆる分野で化学分析の重要性が広く認識され，国境を超えて分析法の信頼性を保証する方法が求められている。今年度は，主に１）ミクロシスチン（MC）の分解物2-メチル-3-メトキシ-4-フェニル酪酸（MMPB）のキャピラリー電気泳動分析，２）水溶性ポルフィリンの液液界面吸着化学種の高感度測定法の開発，３）アミノ酸類の不足当量同位体希釈NMR分析法（SIDNMR)の開発，４）同位体交換反応を用いる微量金属化学種の同位体希釈質量分析法について成果を得た。
１）環状ペプチドであるMCの精確な全定量のために，その分解物であるMMPBのエリトロ体を合成し，キャピラリーゾーン電気泳動を詳細に研究した。キラル分離のための重要な溶液化学的性質であるpKaと電気移動度が決定でき，α-シクロデキストリンによってMMPBのキラル分離が可能なことを見出した。次年度のキラリティー利用絶対定量の最適化が期待される。
２）全内部反射偏光変調蛍光分光法（PM-TIRF）を開発し，カチオン性の水溶性ポルフィリンに適用し，界面吸着・配向特性の電位依存性を検討した。期待通りに，バルク相化学種の影響を受けず，界面に吸着・配向した分子のみを高感度に検出することに成功した。
３）不足当量のペルフルオロオクタンスルホン酸イオンと過剰の18-クラウン-6 によって，フェニルアラニン(Phe)を再現性よく不足当量抽出することができた。重水素化Pheをスパイクとして，共存物質を含む試料中のmgレベルのPheが相対標準偏差0.95％，相対誤差1.7％の精確さでSIDNMR定量できることを実証した。
４）2,2'-ビキノリンと過塩素酸イオンによって，銅(II)から銅(I)が抽出分離できることを確かめ，銅（I）の選択的な同位体交換が可能なことを明らかにした。一方，ルビジウムを含むゼオライトをモデル試料として，同位体交換を用いた絶対定量が可能なことを実証した。
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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
研究初年度に開発したPM-TIRF測定は，原理的にバルク相化学種の影響を受けず，界面に吸着・配向した分子のみが検出できる方法であり，予想通りに高選択的，高感度な分光解析法であることが分かった。PM-TIRFの開発により，イオン種の界面反応における動的過程と吸着配向特性の電位依存性について多面的な検討が可能となり，今後のキラル計測への展開が期待される。
NMRを用いる有機化合物の不足当量同位体希釈分析（SIDNMR）は世界初の試みである。SIDNMRの定量式を提案するとともに，本法の精度と正確さを評価するために，10倍量のナトリウムのほか，カリウム，マグネシウム，カルシウムを含む合成試料中のアミノ酸の定量に適用した。塩化トリオクチルメチルアンモニウムを用いる前分離と不足当量抽出を組み合わせることによって，高い精度と真度で精確な定量ができることを証明した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画から変更はないが，生体関連の有機化学種であるアミノ酸類，ペプチド類，ポルフィリン類，およびの生体必須元素であるバナジウム，銅化学種などの測定法および定量法を中心に研究を推進する予定である。
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