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MS/MSスペクトルの階層的クラスタリングによる農薬代謝物の網羅的探索

研究課題

研究課題/領域番号 23K05086
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38050:食品科学関連
研究機関愛知県衛生研究所

研究代表者

舘 昌彦  愛知県衛生研究所, 衛生化学部医薬食品研究室, 主任研究員 (60744274)

研究分担者 近藤 文雄  中部大学, 生命健康科学部, 教授 (40450861)
今西 進  名城大学, 薬学部, 准教授 (00757502)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードLC-MS/MS / 残留農薬検査 / 農薬代謝物 / 残留農薬分析 / 液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析
研究開始時の研究の概要

農薬は植物体内や自然環境中において代謝及び分解を受けることが知られている。流通する農産物において、農薬本体の検出例は数多く報告されているが、代謝物についての存在実態はあまり把握されていない。本研究では、流通食品中に残留する種々の農薬代謝物を探索するため、既知物質のみならず未知の構造類似物質の探索をも可能とするLC-MS/MSスペクトルの階層的クラスタリングを用い、多種類の農薬代謝物のスペクトルライブラリーを構築することで、網羅的かつ高感度な農薬代謝物分析法を開発し、さらに流通している農産物中の農薬代謝物の実態調査を実施する。

研究実績の概要

農薬の残留基準は、未変化体である農薬原体に対して設定されているものが多く、流通する農産物中における代謝物の存在実態については、十分に把握されていない可能性が考えられる。そこで本研究では、農薬原体のみならず、その代謝物も包括的にスクリーニング可能な手法の構築を目的とし、LC-MS/MSスペクトルに基づく階層的クラスタリング手法を応用した分析アプローチを検討した。
令和5年度には、農薬原体およびその代謝物を含む50種の標準物質を用いて、簡易分析法を構築した。令和6年度には、これらのLC-MS/MSスペクトル情報を基にライブラリを整備するとともに、階層的クラスタリング解析の効率化を図った。これまでに構築した解析法(Tachi, 2022)では、MS-DIAL、Excel及びRを併用する煩雑な手法であったが、MS-DIALで得たデータをPhysonに取り込むことにより、これまでExcelやRで行っていた処理を迅速かつ効率的に実行できるようになり、実用性が大きく向上した。本解析法の妥当性を確認する目的で、ライブラリに登録したネオニコチノイド系農薬7種を対象に検討した結果、構造類似性に基づき系統樹上で期待通りのクラスタリングが得られたことから、本手法の有用性が示唆された。

現在までの達成度
現在までの達成度

2: おおむね順調に進展している

理由

令和5年度に構築した簡易分析法を基に、令和6年度はスペクトルライブラリの整備およびクラスタリング解析の効率化を実現した。従来の煩雑な処理工程は、Physonの導入により大幅に簡略化され、今後のデータ解析における実用性と再現性が向上した。また、標準物質50種のデータ取得も順調に完了しており、今後のスクリーニングや実態調査への応用に向けた準備も整いつつある。以上のことから、研究は概ね計画通りに進行しており、順調であると考えている。

今後の研究の推進方策

今後は、整備したスペクトルライブラリと改良したクラスタリング手法を用いて、市販農産物中の農薬代謝物のスクリーニング解析を進める。実試料への適用により、代謝物の検出状況や傾向を把握し、実態評価の基礎データを蓄積する。また、新たに検出された未知代謝物についても構造推定を行い、既知物質との類似性に基づく検出精度の向上を図る。最終的には、原体のみならず代謝物も含めた網羅的な残留農薬評価手法の確立を目指す。

報告書

(2件)
  • 2024 実施状況報告書
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて 2024

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] Q-Orbitrap 型質量分析を用いた違法医薬品成分及び農薬代謝物に 対するスクリーニング法の開発2024

    • 著者名/発表者名
      舘 昌彦
    • 学会等名
      第9回日本医用マススペクトル学会西部会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2025-12-26  

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