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有機分子の起源・生成機構解明のための同位体解剖学的手法の深化

研究課題

研究課題/領域番号 17H02989
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 地球宇宙化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

山田 桂太  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (70323780)

研究分担者 中川 麻悠子  東京工業大学, 地球生命研究所, 特任助教 (20647664)
ジルベルト アレキシー  東京工業大学, 理学院, 助教 (20726955)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2017年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワード安定同位体分析 / 揮発性有機分子 / アミノ酸 / アセトン / エタノール / 部位別同位体分析 / 揮発性有機化合物 / 国際標準物質 / 計測手法 / 安定同位体 / グリシン / イソバリン
研究成果の概要

本研究では、地球宇宙化学試料に存在する微量有機分子の位置別炭素・水素安定同位体分析法(炭素PSIAおよび水素PSIA)を確立し、実際試料に適用することで、地球宇宙化学的研究における有機分子の起源・生成機構の議論を進展させることを目指した。具体的には、大気中揮発性有機化合物アセトンについて、炭素PSIAからその起源が工業由来か生物由来かを見分ける手法を確立した。また、エタノールについて、これまでにない迅速かつ簡便な水素PSIAを確立した。隕石中有機化合物については、イソバリンに着目し、数ミリグラムの試料を用いる炭素PSIAを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで困難であった環境中微量有機分子の炭素・水素の部位別同位体分析を確立・適用し、これまで不可能であった発生源が非常に似通った有機分子の詳細な起源推定および環境有機分子の生成機構の解明を実現した。特に人体に悪影響のある、あるいは気候変動に影響を与える大気微量有機成分の詳細な起源特定を可能にした。また隕石中のアミノ酸の生成経路解明に役立つ手法を開発した。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Intramolecular 13C isotope distributions of butane from natural gases2020

    • 著者名/発表者名
      M. Julien, M. J. Goldman, C. Liu, J. Horita, C. J Boreham, K. Yamada, W. H. Green, N. Yoshida, A. Gilbert
    • 雑誌名

      Chem. Geol

      巻: 541 ページ: 119571-119571

    • DOI

      10.1016/j.chemgeo.2020.119571

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Intramolecular isotopic evidence for bacterial oxidation of propane in subsurface natural gas reservoirs2019

    • 著者名/発表者名
      A. Gilbert, B. Sherwood Lollar, F. Musat, T. Giunta, S. Chen, Y. Kajimoto, C. J. Boreham, N. Yoshida, Y. Ueno
    • 雑誌名

      PNAS

      巻: 14 号: 14 ページ: 6653-6658

    • DOI

      10.1073/pnas.1817784116

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Equilibrated clumped isotope signatures of land-snail shells observed from laboratory culturing experiments and its environmental implications2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang Naizhong、Yamada Keita、Kano Akihiro、Matsumoto Ryo、Yoshida Naohiro
    • 雑誌名

      Chemical Geology

      巻: 488 ページ: 189-199

    • DOI

      10.1016/j.chemgeo.2018.05.001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Food water contribution to the oxygen isotope composition of land snail body water and its environmental implication2018

    • 著者名/発表者名
      N. Zhang, K. Yamada, N. Yoshida
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 19 号: 6 ページ: 1800-1808

    • DOI

      10.1029/2018gc007468

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Position-specific 13C/12C analysis of amino acid carboxyl groups - automated flow-injection analysis based on reaction with ninhydrin2018

    • 著者名/発表者名
      Fry Brian、Carter James F.、Yamada Keita、Yoshida Naohiro、Juchelka Dieter
    • 雑誌名

      Rapid Communications in Mass Spectrometry

      巻: 32 号: 12 ページ: 992-1000

    • DOI

      10.1002/rcm.8126

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Expanded uncertainty associated with determination of isotope enrichment factors: Comparison of two point calculation and Rayleigh-plot2018

    • 著者名/発表者名
      Maxime Julien, Alexis Gilbert, Keita Yamada, Richard J. Robins, Patrick Hohener, Naohiro Yoshida, Gerald S. Remaud
    • 雑誌名

      Talanta

      巻: 176 ページ: 367-373

    • DOI

      10.1016/j.talanta.2017.08.038

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 大気中の含酸素揮発性有機化合物の濃縮と分子内部位別炭素同位体比分析手法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      神藤拓実、中川麻悠子、山田桂太、吉田尚弘
    • 学会等名
      日本地球化学会年会2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] グリシンの部位別炭素安定同位体比測定法の確立2018

    • 著者名/発表者名
      白瀧滉司、宮澤謙太、山田桂太、吉田尚弘
    • 学会等名
      日本地球化学会年会2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] イソバリンの部位別炭素安定同位体比測定法の確立2018

    • 著者名/発表者名
      三沢亮太、山田桂太、吉田尚弘
    • 学会等名
      日本地球化学会年会2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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