• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

2次元GC計測とLFER理論を利用した混合物の物性・毒性推定手法開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H04297
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分64010:環境負荷およびリスク評価管理関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

頭士 泰之  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80611780)

研究分担者 林 彬勒  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 上級主任研究員 (20358360)
遠藤 智司  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康領域, 主任研究員 (30748934)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード2次元GC / 混合物 / LFER / GCxGC / 物性 / 毒性 / 推定手法 / 化学計測 / Detective-QSAR / 物性推定 / 毒性推定 / 2次元GCxGC
研究開始時の研究の概要

従来的な化学物質のリスクは個別物質ごとに評価されており、混合物への同時曝露を考慮したリスク評価の枠組みは未確立である。そこで本研究では、複数の物質を網羅的に計測できる2次元ガスクロマトグラフ(GCxGC)を用い、種々の物質について環境動態に係る様々な物性をLFER理論に基づき推定する手法を発展させる。これと同時に、水生生物に対する毒性の推定手法についても開発を行う。これらを通じてGCxGCによる迅速な多成分の物性・毒性推定手法を開発し、ひいては混合物のリスク評価を可能とすることを目指す。

研究成果の概要

製品開発や環境管理において、存在する全ての物質を考慮したリスク評価枠組みは未発達である。本研究では混合物中の化学組成を網羅的に検出できるGCxGCおよび環境動態に係る物性を推定できるpp-LFERを組み合わせ、物性推定において極性官能基を含むリン酸エステル類に適用した。このモデルは、log Pなどについて良好な予測能を示した。毒性値の推定においても、非極性物質について良好な予測能を示した。また予測できる物質群拡大のため、マススペクトル情報の利用を着想し、より広範なGC測定対象物に適用可能な予測モデルの構築に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果により、分析装置により検出された化学物質について、その構造が不明な場合であっても、性質や毒性を一定の精度で把握する事が可能となった。将来的には、我々の身の回りに存在する無数の種類の化学物質のリスクを把握する事まで可能となりうる。本成果は、我々が化学物質の便益を享受しながら安全に暮らす上で、また我々が持続的に暮らしていける地球環境を保全する上で、その評価を行うシステムの基礎を形成しうる重要な意義を持つ。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] Jumeira University(アラブ首長国連邦)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] NUST(パキスタン)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Jumeira University(アラブ首長国連邦)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct Prediction of Physicochemical Properties and Toxicities of Chemicals from Analytical Descriptors by GC-MS2022

    • 著者名/発表者名
      Zushi Yasuyuki
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 94 号: 25 ページ: 9149-9157

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.2c01667

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Applicability Domain of Polyparameter Linear Free Energy Relationship Models Evaluated by Leverage and Prediction Interval Calculation2022

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Endo
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 56 号: 9 ページ: 5572-5579

    • DOI

      10.1021/acs.est.2c00865

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 環境ノンターゲット分析における分離技術2022

    • 著者名/発表者名
      頭士 泰之
    • 雑誌名

      水環境学会誌

      巻: 45 ページ: 408-410

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Refinement and extension of COSMO-RS-trained fragment contribution models for predicting the partition properties of C10-20 chlorinated paraffin congeners2021

    • 著者名/発表者名
      Endo Satoshi
    • 雑誌名

      Environmental Science: Processes & Impacts

      巻: 23 号: 6 ページ: 831-843

    • DOI

      10.1039/d1em00123j

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NMF-Based Spectral Deconvolution with a Web Platform GC Mixture Touch2021

    • 著者名/発表者名
      Zushi Yasuyuki
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 6 号: 4 ページ: 2742-2748

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c04982

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development and evaluation of two-parameter linear free energy models for the prediction of human skin permeability coefficient of neutral organic chemicals2021

    • 著者名/発表者名
      Naseem Sana、Zushi Yasuyuki、Nabi Deedar
    • 雑誌名

      Journal of Cheminformatics

      巻: 13 号: 1

    • DOI

      10.1186/s13321-021-00503-5

    • 関連する報告書
      2020 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] Congener-specific partition properties of chlorinated paraffins evaluated with COSMOtherm and gas chromatographic retention indices2021

    • 著者名/発表者名
      Hammer Jort、Matsukami Hidenori、Endo Satoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-021-84040-z

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An all-in-one tool for multipurpose ecological risk assessment and management (MeRAM) of chemical substances in aquatic environment2021

    • 著者名/発表者名
      Lin Bin-Le、Meng Yaobin、Kamo Masashi、Naito Wataru
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 268 ページ: 128826-128826

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2020.128826

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mixture Touch: A Web Platform for the Evaluation of Complex Chemical Mixtures2020

    • 著者名/発表者名
      Zushi Yasuyuki, Hanari Nobuyasu, Nabi Deedar, Lin Bin-Le
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 号: 14 ページ: 8121-8126

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c00340

    • 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
  • [学会発表] MSスペクトルとfingerprintと化学物質評価の関係性に関する考察2023

    • 著者名/発表者名
      頭士 泰之
    • 学会等名
      情報科学による環境化学分野の問題解決と新展開に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 情報学的アプローチによるEIマススペクトルと化学構造の関連性に関する解析2023

    • 著者名/発表者名
      頭士 泰之
    • 学会等名
      第57回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] SCCP全異性体の分離と識別に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      頭士 泰之, 関口 桂, 野原 健太
    • 学会等名
      第30回環境化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ポストカラム反応装置を備えた2次元GC-MSによるPCBの簡易定量2022

    • 著者名/発表者名
      羽成 修康, 頭士 泰之, 小坂 明正
    • 学会等名
      第30回環境化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Detective-QSAR: GC-MSデータのみから物性・毒性値を推定する手法2022

    • 著者名/発表者名
      頭士 泰之
    • 学会等名
      第25回日本水環境学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] てこ比と予測区間を用いた物性予測線形重回帰モデルの適用範囲の評価2022

    • 著者名/発表者名
      遠藤 智司
    • 学会等名
      第30回環境化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Interpolation and Extrapolation of Polyparameter Linear Free Energy Relationships (PP-LFERs) to Predict Partition Coefficients2022

    • 著者名/発表者名
      Endo Satoshi
    • 学会等名
      SETAC Europe 32nd Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ノンターゲット分析とChemical space plotに関する考察2022

    • 著者名/発表者名
      頭士泰之
    • 学会等名
      情報科学による環境化学分野の問題解決と新展開に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Source identification of PFAS in the water environment using chemical markers and spatial analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Zushi Yasuyuki
    • 学会等名
      PFAS workshop of Japan Society of Environmental Chemistry
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 非極性物質の水生生物毒性に関する2次元GC分析による推定方法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      頭士泰之, 林彬勒
    • 学会等名
      第55回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Congener-specific partition properties of chlorinated paraffins evaluated with COSMOtherm and GC-retention indices.2020

    • 著者名/発表者名
      Hammer J., Endo S.
    • 学会等名
      SETAC SciCon, SETAC Europe 30th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mixture Touch: A Web Platform for Assessments of Complex Mixtures Using Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography Coupled with Mass Spectrometry (GC×GC-MS)2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Zushi
    • 学会等名
      ICCA- LRI Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ウェブプラットフォーム(Mixture Touch)におけるデータ解析手法実装の試み2019

    • 著者名/発表者名
      頭士泰之
    • 学会等名
      統計学的アプローチによる問題解決のための環境化学分析の最適化・高度化に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 混合物ウェブプラットフォーム(Mixture Touch)を利用した塩素化パラフィンリスク評価手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      頭士泰之, 羽成修康, 林彬勒
    • 学会等名
      日本環境化学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Mixture Touch: 環境混合物を診るためのウェブプラットフォーム2019

    • 著者名/発表者名
      頭士泰之, 羽成修康, 林彬勒
    • 学会等名
      日本水環境学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 未知物質の物性・毒性を推定する技術 - ウェブツールDetective-QSAR -

    • URL

      https://riss.aist.go.jp/research/20230323-2537/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Detective-QSAR

    • URL

      http://www.mixture-platform.net/Detective_QSAR_Med_Open/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] AIST-MeRAM (Web Version in English)

    • URL

      https://riss.aist.go.jp/en-meram/download/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] Mixture Touch

    • URL

      http://www.mixture-platform.net/Mixture_Touch_open/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi