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精密質量データ解析法の開発と環境化学物質モニタリングへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 26241026
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境リスク制御・評価
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

橋本 俊次  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, 室長 (80321719)

研究分担者 大塚 宜寿  埼玉県環境科学国際センター, 化学物質担当, 研究員 (30415393)
山本 敦史  大阪市立環境科学研究所, 調査研究課, 研究員 (40332449)
高澤 嘉一  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, 主任研究員 (40391122)
柏木 宣久  統計数理研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 教授 (50150032)
田邊 潔  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, フェロー (60150174)
頭士 泰之  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 排出暴露解析グループ, 研究員 (80611780)
連携研究者 姉崎 克典  北海道立総合研究機構, 環境・地質研究本部・環境科学研究センター・環境保全部, 研究主任 (20442634)
大原 俊彦  広島県立総合技術研究所, 保健環境センター・環境研究部, 研究部長 (20419930)
研究協力者 半野 勝正  千葉県環境研究センター, 水質環境研究室, 室長
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
30,680千円 (直接経費: 23,600千円、間接経費: 7,080千円)
2016年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2015年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
2014年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
キーワード環境モニタリング / 精密質量 / ノンターゲット分析 / 網羅分析 / 迅速分析 / 未知物質 / インフォマティクス / データ解析 / 多次元分離技術 / ノンターゲット / 異常の検出 / 次世代モニタリング / 精密質量分析 / 早期警戒 / 網羅的モニタリング
研究成果の概要

固相吸着法などで採取した大気や水試料を加熱脱着法により直接、測定装置に導入することで、迅速かつ網羅的な分析を可能にした。膨大な種類の化学物質を分離測定するために多次元ガスクロマトグラフィ-飛行時間型質量分析法を用いた。測定データから任意の物質情報を抽出あるいは除去する手法を開発し、特に質量欠損の利用は、炭化水素由来のマススペクトルをほぼ完全に除去可能にした。未知物質の同定には質量分解能3万程度の測定が有効であった。非負制限因子分解(NMF)法の応用により、連続するモニタリングデータから差を検出する手法を開発した。また、データ比較のためには必須の保持時間合わせの手法も新たに開発した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Revaluation of stockpile amount of PFOS-containing aqueous film-forming foam in Japan: gaps and pitfalls in the stockpile survey2017

    • 著者名/発表者名
      Zushi, Y., Yamamoto, A., Tsunemi, K., Masunaga, S.
    • 雑誌名

      Environ. Sci. Pollut. Res.

      巻: 24 号: 7 ページ: 6736-6745

    • DOI

      10.1007/s11356-017-8374-1

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nontarget approach for environmental monitoring by GC x GC-HRTOMFS in the Tokyo Bay basin2016

    • 著者名/発表者名
      Zushi, Y., Hashimoto, S., Tanabe, K
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 156 ページ: 398-406

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2016.04.131

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Identification of Anthropogenic Compounds in Urban Environments and Evaluation of Automated Methods for Reading Fragmentation2016

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, A., Matsumoto, N., Kawasaki, H., Arakawa, R.
    • 雑誌名

      Mass Spectrometry

      巻: 5 号: 1 ページ: A0045-A0045

    • DOI

      10.5702/massspectrometry.A0045

    • NAID

      130005155909

    • ISSN
      2186-5116, 2187-137X
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Selective and comprehensive analysis of organohalogen compounds by GC×GC-HRTofMS and MS/MS2015

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto S., Zushi Y., Takazawa Y., IEDA T., Fushimi A., Tanabe K., Shibata Y.
    • 雑誌名

      Environmental Science and Pollution Research

      巻: open 号: 8 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1007/s11356-015-5059-5

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Global Spectral Deconvolution Based on Non-Negative Matrix Factorization in GC x GC-HRTOFMS2015

    • 著者名/発表者名
      Zushi Y., Hashimoto S., Tanabe K.
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 87 ページ: 1829-1838

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Use of high-resolution mass spectrometry to identify precursors and biodegradation products of perfluorinated and polyfluorinated compounds in end-user products2014

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, Atsushi; Hisatomi, Hirotaka; Ando, Tomoshige; Takemine, Shusuke; Terao, Tomoko; Tojo, Toshiki; Yagi, Masahiro; Ono, Daisuke; Kawasaki, Hideya; Arakawa, Ryuichi
    • 雑誌名

      Anal. Bioanal. Chem.

      巻: 406 号: 19 ページ: 4745-4755

    • DOI

      10.1007/s00216-014-7862-0

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Data Processing Based on Exact Mass Spectra for Non-Target Monitoring by Using GCxGC/HRTofMS2016

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto S., Ieda T., Takazawa Y., Tanabe K., Shibata Y., Zushi Y.
    • 学会等名
      36th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 年月日
      2016-08-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comprehensive analysis of house dust using GC×GC-HRTOFMS and in-house software2016

    • 著者名/発表者名
      Ieda T., Hashimoto S., Takazawa Y., Tanabe K., Zushi Y., Shibata Y., Maekawa F., Sano K., Suzuki G., Nakayama S., Isobe T., Tin-Tin-Win-Shwe, Kawashima T.
    • 学会等名
      36th International Symposium on Halogenated Persistent Organic Pollutants
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 年月日
      2016-08-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reading of accurate mass spectra to find anthropogenic substances in the environment2016

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, A., Matsumoto, N., Kawasaki, H., Arakawa, R.
    • 学会等名
      21st International Mass Spectrometry Conference
    • 発表場所
      Toronto, Canada
    • 年月日
      2016-08-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CxGC-HRTOFMSによるノンターゲットモニタリングのための差の解析法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      橋本俊次, 高澤嘉一, 田邊潔, 柴田康行, 頭士泰之, 大塚宜寿
    • 学会等名
      第25回環境化学討論会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター(新潟)
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 複雑混合物のリスク評価のための手法提案2016

    • 著者名/発表者名
      頭士泰之, 山取由樹, 加茂将史, 恒見清孝
    • 学会等名
      第25回環境化学討論会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター(新潟)
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ネオニコチノイド系殺虫剤の埼玉県からの流出量の推計2016

    • 著者名/発表者名
      大塚宜寿, 蓑毛康太郎, 茂木守, 野尻喜好, 堀井勇一
    • 学会等名
      第25回環境化学討論会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター(新潟)
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 埼玉県の野通川におけるネオニコチノイド系殺虫剤の季節変動2016

    • 著者名/発表者名
      埼玉県の野通川におけるネオニコチノイド系殺虫剤の季節変動大塚宜寿, 竹峰秀祐, 蓑毛康太郎, 野尻喜好, 茂木守, 堀井勇一
    • 学会等名
      第25回環境化学討論会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター(新潟)
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] GCxGC-HRTofMSによる環境ノンターゲット分析の試み2016

    • 著者名/発表者名
      橋本俊次, 家田曜世, 高澤嘉一, 田邊潔, 柴田康行, 頭士泰之
    • 学会等名
      第64回質量分析総合討論会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク(大阪)
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Non-target analysis by GC × GC-HRTOFMS and its application to emission source analysis of the detected contaminants using GIS2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki ZUSHI, Shunji HASHIMOTO, Kiyoshi TANABE
    • 学会等名
      SETAC North America 36th Annual Meeting
    • 発表場所
      Salt Palace Convention Center, Salt Lake City, USA
    • 年月日
      2015-11-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective and Comprehensive Analysis of Organohalogens by GCxGC-HRTOFMS2015

    • 著者名/発表者名
      3.Hashimoto S., IEDA T., Takazawa Y., Tanabe K., Shibata Y., Zushi Y.
    • 学会等名
      International Network of Environmental Foresics Conference (The INEF2015)
    • 発表場所
      Victoria College, Toronto, Canada
    • 年月日
      2015-08-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 各種イオン化法とソフトウェアを用いたGCxGC-HRTOFMSによる環境試料中のハロゲン化合物検索の検討2015

    • 著者名/発表者名
      橋本俊次, 家田曜世, 高澤嘉一, 田邊潔, 柴田康行, 佐々木裕子, 頭士泰之
    • 学会等名
      第24回環境化学討論会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、札幌
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ノンターゲット分析とGISを組み合わせた環境中存在物質の排出源解析2015

    • 著者名/発表者名
      頭士泰之, 橋本俊次, 田邊潔
    • 学会等名
      第24回環境化学討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 災害時における大気中有害化学物質の探索的・迅速サンプリング手法の予備的検討2015

    • 著者名/発表者名
      6.高澤嘉一, 家田曜世, 橋本俊次, 田邊潔, 柴田康行, 頭士泰之
    • 学会等名
      第24回環境化学討論会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、札幌
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 災害時におけるGC×GC-HRTOF-MSを用いた多成分網羅分析手法の適用-基礎検討-2015

    • 著者名/発表者名
      家田曜世, 高澤嘉一, 橋本俊次, 田邊潔, 柴田康行
    • 学会等名
      第24回環境化学討論会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター、札幌
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Identification of chemical structures of polyfluoroalkyl substances in fire extinguishing chemicals by using high resolution mass spectrometry2014

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, Atsushi; Kitai, Shiho; Zushi, Yasuyuki; Masunaga, Shigeki; Kawasaki, Hideya; Arakawa, Ryuichi
    • 学会等名
      20th International Mass Spectrometry Conference
    • 発表場所
      Geneva, Swiss
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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