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有機溶媒の利用を可能とする革新的2次元LC/IRMSの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K20639
研究種目

挑戦的研究(開拓)

配分区分基金
審査区分 中区分64:環境保全対策およびその関連分野
研究機関芝浦工業大学 (2023)
秋田県立大学 (2020-2022)

研究代表者

川島 洋人  芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (60381331)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2021年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2020年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワードLC/IRMS / 安定同位体 / 炭素安定同位体 / 有機溶媒 / 食品 / 安定同位体比 / 液体クロマトグラフ / 二次元LC / マルチアイソトープ
研究開始時の研究の概要

近年開発された液体クロマトグラフ/安定同位体比質量分析計(LC/IRMS)は水溶性成分の炭素安定同位体比の高精度分析を可能にした。その結果,様々な食品偽装を見分ける応用研究等が現在,海外では報告され始めている。しかし,装置の制約として,対象物質は水溶性成分に限られることや,炭素安定同位体のみを対象としていることなど,未だに多くの課題がある。本研究では,LC/IRMSの用途拡大を目的として,2次元LC/IRMSを開発し,溶離液に有機溶媒を使用することで疎水性成分を対象にし,また炭素,窒素,硫黄の安定同位体比を対象元素にする等,革命的な装置開発を目指す。

研究成果の概要

2004年,湿式燃焼法を利用した水溶性成分の炭素安定同位体比の高精度分析が可能な液体クロマトグラフ/安定同位体比質量分析計(LC/IRMS)が開発,商品化された。本研究では,LC/IRMSの装置をさらに革新的に発展させ,溶離液に有機溶媒を使用することが出来る装置開発を目的とした。結果は,1次元目カラムと2次元目カラムを組み合わせることにより,LC/IRMSにおいて複数の水溶性ビタミンの分離・分析が可能であると考えられた。有機溶媒が使用可能になることで,今まで分析が難しかった複雑な成分や幅広い分野において応用が可能になると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

既存のLC/IRMSでは,δ13Cは二酸化炭素の状態で分析するため,炭素を含んだ有機溶媒は今まで全く使用できなかったが,2次元LC/IRMSを利用することで有機溶媒の使用が出来る可能性を示すことが出来た。一般的に,HPLCやLC/MSでは溶離液は水ではなく,有機溶媒の使用が想定されているため,多様なLCカラム(順相,逆相,イオン交換等)を選択できるようになり,疎水性の農薬類,核酸,アミノ酸,脂肪酸,ビタミン,医薬品等まで対象成分が飛躍的に広がることが予想される。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Discrimination for sake brewing methods by compound specific isotope analysis and formation mechanism of organic acids in sake2022

    • 著者名/発表者名
      Suto Momoka、Kawashima Hiroto
    • 雑誌名

      Food Chemistry

      巻: 381 ページ: 132295-132295

    • DOI

      10.1016/j.foodchem.2022.132295

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement report: Source characteristics of water-soluble organic carbon in PM2.5 at two sites in Japan, as assessed by long-term observation and stable carbon isotope ratio2021

    • 著者名/発表者名
      Nana Suto, Hiroto Kawashima
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics

      巻: 21 号: 15 ページ: 11815-11828

    • DOI

      10.5194/acp-21-11815-2021

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbon isotope ratio of organic acids in sake and wine by solid-phase extraction combined with LC/IRMS2021

    • 著者名/発表者名
      Momoka Suto, Hiroto Kawashima
    • 雑誌名

      Analytical and Bioanalytical Chemistry

      巻: 413 号: 2 ページ: 355-363

    • DOI

      10.1007/s00216-020-03003-x

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of malto-oligosaccharides and related metabolites in rice endosperm during development2020

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Nakamura, Masami Ono, Momoka Suto, Hiroto Kawashima
    • 雑誌名

      Planta

      巻: 251 号: 6

    • DOI

      10.1007/s00425-020-03401-6

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Determination of Organic Acids in Honey by Liquid Chromatography with Tandem Mass Spectrometry2020

    • 著者名/発表者名
      Momoka Suto, Hiroto Kawashima, Yasunori Nakamura
    • 雑誌名

      Food Analytical Methods

      巻: 13 号: 12 ページ: 2249-2257

    • DOI

      10.1007/s12161-020-01845-w

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 新たな安定同位体比分析と応用研究~エアロゾル分野と食品分野~2024

    • 著者名/発表者名
      川島洋人
    • 学会等名
      産業技術総合研究所(招待講演)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Determination of carbon stable isotope ratios of free amino acids in commercial soy sauce samples2022

    • 著者名/発表者名
      Kohei Sasaki, Hiroto Kawashima
    • 学会等名
      8th Conference of the Forensic Isotope Ratio Mass Spectrometry Network
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大気環境分野における有害物質の炭素,窒素安定同位体比の最新の分析法及び発生源解析の研究2022

    • 著者名/発表者名
      川島洋人
    • 学会等名
      大気環境学会年会,酸性雨分科会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 安定同位体比を用いた環境中有害化学物質の発生源解析と食品の異同識別2021

    • 著者名/発表者名
      川島洋人
    • 学会等名
      日本質量分析学会 同位体比部会2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 秋田県立大学システム科学技術学部 環境鑑識学研究室HP

    • URL

      http://www.akita-pu.ac.jp/system/mse/sac/kawa/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 秋田県立大学システム科学技術学部 環境鑑識学研究室HP

    • URL

      http://www.akita-pu.ac.jp/system/mse/sac/kawa/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2025-01-30  

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