| 研究課題/領域番号 |
20H00185
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
力石 嘉人 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (50455490)
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| 研究分担者 |
古川 善博 東北大学, 理学研究科, 准教授 (00544107)
滝沢 侑子 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (90822536)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
46,280千円 (直接経費: 35,600千円、間接経費: 10,680千円)
2023年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2022年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2021年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2020年度: 26,130千円 (直接経費: 20,100千円、間接経費: 6,030千円)
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| キーワード | GC-GC-IRMS / 安定同位体比 / 有機化合物 / 高感度分析 / ２次元分離 / 安定同位対比 / 2次元分離 / GC-Gc-IRMS / 高感度 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研究課題には3つの到達点がある。第1到達点は，GC-GC-MSで使われている「GC-GCモジュール」を購入し，それを既存のGC-IRMSへ組み込むことである。第2到達点は，組み立てたGC-GC-IRMSが運用できるようにPCソフトウエアを改良することである。第3到達点は，実試料への応用である。開発したGC-GC-IRMSの正確な評価を目的に，研究分担者のみならず関連分野の研究者と十分に議論し，科学的に質の高い実践的な応用研究を展開する。その際，ハード面・ソフト面双方でフィードバックをおこない，開発したGC-GC-IRMSの利便性・安定性の向上に努める。
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| 研究実績の概要 |
本研究では，2次元ガスクロマトグラフ-安定同位体比質量分析計（GC-GC-IRMS）を開発する。その目的は，従来の1次元GC-IRMSを用いた測定において，長年の課題であった「GCでの厳格なピーク分離の要求」を抜本的に解決すること，そして，従来法では測定不可能であった多々の試料に関して，有機化合物の安定同位体比測定を可能にすることである。その達成は，生物から環境試料まで，試料中の全ての有機化合物について5W2H（Who, What, When, Where, Why, How, How
many）に関する定性・定量的情報を獲得し，地球惑星科学の多様な研究，とくに (i) 生物の生合成・代謝系の機能の研究，(ii) 地球生物圏における有機物・エネルギー循環の研究，(iii) 宇宙空間や初期地球における有機物生成や生命の起源の研究などで，ブレイクスルーをもたらすと期待できる。
本年度は，2021年度（繰り越し期間を含む）の課題として残されている「GC-GCモジュールと燃焼炉の間の温度制御の不安定性の解決」を行い，また，(2) GC-GCIRMSの完成，及び，有機化合物の安定同位体比の測定に向けて，測定メソッドの確立を行った。
その結果，(1)に関しては，昇温システム・コントローラーの自作することでほとんど「技術的には」解決することができた（制作したコントローラーを装置周辺のどの場所に設置するかは今後検討しなければならないが，重要な問題ではない）。また，温度制御の不安定性が解決したことで，現在，(2)を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
本研究課題は，当初，2020年度に装置の組み立て，2021年度に測定条件の最適化，2022-2023年度に実試料を用いた応用研究を予定していた。しかし，コロナ禍のため，(1)研究室が閉鎖されたことや，(2)装置内の様々なモジュールの開発において，業者との打ち合わせが困難であること（業者が新規制作を受け入れる余裕がないこと），などにより開発が遅れ，2022年度末にようやく，「2021年度に予定していた測定条件の最適化」がスタートした。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は，「GC-GCIRMS」を完成させ，また，有機化合物の安定同位体比の測定に向けて，測定メソッドの確立を行う。
また，メソッドの確立状況に合わせて，適切な実試料の測定を行う。
実試料として，実験用に飼育している魚や，栽培している植物に含まれる有機化合物のうち，従来のGC-IRMSでは分析が困難であった脂質，アミノ酸，宇宙からのサンプルリターンを念頭に置いた地球外物質（もしくは，それを模したモデル試料）に含まれる糖分子，アミノ酸を予定している。
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