| 研究課題/領域番号 |
15K14780
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| 研究機関 | 高知大学 |
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研究代表者 |
池島 耕 高知大学, 教育研究部自然科学系農学部門, 准教授 (30582473)
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| 研究分担者 |
足立 亨介 高知大学, 教育研究部自然科学系農学部門, 准教授 (00399114)
今 孝悦 筑波大学, 生命環境科学研究科(系), 助教 (40626868)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | デトリタス / 赤外分光光度計 / 組成解析 / 起源物質 |
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| 研究実績の概要 |
様々な生物の遺骸や排泄物を起源とするデトリタスは，腐食連鎖の栄養源として多くの水産資源の生産を支えると考えられているが，それを構成する成分やその変化は，ほとんど不明のままだった。近年，脂肪酸マーカーや元素安定同位体比解析により,デトリタスの起源となる一次生産者の割合を定量的に推定した例が報告されているが，一次生産者だけでなく，それを食べた動物やその排泄物，さらにバクテリアを含んだ混合物であるデトリタスの組成を捉えることはできず，デトリタスは依然，ブラックボックス的な扱いにとどまっている。本研究では，近年，その応用範囲が急速に拡大しているフーリエ変換赤外分光光度計（FT-IR）をデトリタスの分析に応用し，これまでブラックボックス的に扱われてきた，デトリタスを構成する有機物および起源物質の組成を，定性・定量的に計測する方法の確立を目指している。初年度の本年は，デトリタスの起源となる植物質、動物質およびそれらを混合した標本、環境中から採取した底泥を分析し、得られるスペクトルによって標本の構成物質が読み取れるか検討した。また、実験方法を確立するために、標本の脱水法（真空乾燥、凍結乾燥）と分析方法（拡散反射法DRIFT、全反射吸収法ATR）により得られるスペクトルの違いを検討した。さらに、デトリタスの変質・分解過程がFT-IRによって検出できるかを検討するため、植物質、動物質とそれらの混合標本を土壌表面に置き、放置した後分析した。DRIFTとATRを比較した結果、ATRでノイズが少なく、明瞭なスペクトルが得られたことからATRによる分析が望ましく，また、凍結乾燥ではスペクトルに明瞭なピークが見られたが、真空乾燥では多くの標本が不明瞭であり、凍結乾燥が必要であることが分った。放置した標本では時間経過によるピーク高の低下が見られ、デトリタスの変質・分解過程を読み取れることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初の計画では，本年度は予備的な解析として，FT-IRによりデトリタスを構成する物質の候補となる物質について，それらに特徴的な波形を検出することが出来るか検証する。さらに，反射法と透過法による計測条件の比較から，より適切な測定方法を検討する。加えて，波形より特徴的な物質を特定し，既存の抽出法による物質同定との比較にすることを予定していた。第一の目標は達成したが，反射法および透過法の比較，と既存の物質同定との比較については，機材の制約もあり実施できなかった。一方，標本の前処理として必要な乾燥方法について，簡易的な真空乾燥と凍結乾燥法を検討し，凍結乾燥法が適当であること，また，反射法ではATR法が有効であることを確認することができ，様々な条件のデトリタスと対象物質の解析をすすめる準備を整えることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
初年度は，デトリタスの構成物質と分解過程の分析にFT-IR法が有効である見通しを得ることが出来た。一方，スペクトルから標本が植物質か動物質か、またはその混合物かを読み取ることはできたが、構成物質の詳細を読み取ることは難しかった。これについては，微粉末状の標本ではより有効と期待される透過法も検討する。採取した底泥からは鉱物粒子と判断されるピークが得られたが、明瞭な有機物のピークが得られなかったことから，遠心分離など有機物以外の不純物を取り除くなどの前処理を検討する。これらの条件検討と平行して，培養サンプル（植物プランクトン，藻類などの各種の培養，分解過程サンプル），野外のサンプル（プランクトンサンプル，環境条件の異なる場所のサンプルなど）について，さらに異なる物質構成の期待される標本の組み合わせを増やし，FT-IR分析により判別の可能な標本の対象を明らかにする。また，FT-IRの波形から示唆される構成物質の確認のため，既存の方法（溶媒抽出とGC，GC/MSによる物質の抽出と分析を行う。
本年度は，これらの検討からFT-IRによるデトリタス分析の定性精度の把握と，定量解析への見通しを得ることを目標とする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
分析条件の検討について，当初の予定よりやや時間がかかり，透過法による測定と成分分析に用いる一部の消耗品の購入，使用が遅れたため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
透過法による分析は，当初から計画に含めており，本年度の前半の中心課題の一つとして，検討を行う予定である。また，本年度は模式的標本のGC/GC MS による成分分析を行なう予定である。
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