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2016 年度 実施状況報告書

イオン移動度測定と誘導体化による未知環境汚染物質の二次元構造推定方法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K12636
研究機関鹿児島大学

研究代表者

高梨 啓和  鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (40274740)

研究分担者 上田 岳彦  鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (80293893)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード環境分析
研究実績の概要

本研究の目的は、未知環境汚染物質の二次元構造を推定する技術を開発することである。ここで言う二次元構造とは、官能基の置換位置を含めた詳細構造を指し、未知物質の合成に必要な情報をすべて含む。NMRを用いた従来の二次元構造推定では、共存する複雑な環境マトリックス成分を除去して微量な未知物質を単離・精製する必要があった。一方、単離・精製を伴わない構造推定は、精密質量分析により行われてきたが、分子式の決定および官能基の種類・個数の推定はできるものの、官能基の置換位置(二次元構造)を推定することは困難であった。そこで本研究では、農薬の未知環境変化体等をモデル物質として、従来の精密質量分析に加えて、イオン移動度測定と誘導体化を併用することで、単離・精製を伴わずに二次元構造情報を取得する技術の開発を目指す。
検討初年度は、本研究の原理を確認することを目標とした。まず、コンホメーション分布にほとんど広がりがない物質をCCS校正用物質とするため、多環芳香族類のアミン誘導体を中心に数物質を選定し、the trajectory methodにより計算CCS値を取得した。また、計算と併行して、選定した物質のイオン移動度の測定を行った。緩衝ガスとして安価な窒素を用い、TWIMSによる測定を実施した。以上により、CCS校正用剛直物質を用いることにより、現在、広く使用されているポリアラニン(高屈曲性物質)を用いて校正した場合と比較して、CCS測定精度が向上することを確認した。
以上の確認の後、既知物質して農薬ジノテフランを用いて、計算CCS値と実測CCS値が一致することを確認し、本研究の原理確認を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

年度当初予定どおり、本研究の原理確認を完了したことから、おおむね順調と判断した。

今後の研究の推進方策

平成29年度は、誘導体化した物質を検討する。この際、intactな状態ではCCSの実測または計算精度が不足するような異性体を取り上げ、そのようなモデル物質を誘導体化することにより検討可能になることを示すことを目標とする。誘導体化の条件を検討する前に、the trajectory methodによるCCSの算出を行い、誘導体化物のCCSの差を実測により観察可能なことを事前に確認する。モデル物質として、反応性を有するヒドロキシ基をもつ物質を選定する。ヒドロキシ基の誘導体化試薬として、ヒドロキシ基を誘導体化可能なbenzoyl chloride、diphenyl-imidazol benzoyl chloride、anthraquinonecarbonyl-chlorideなどの酸ハロゲン化合物を検討する。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017 2016

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] 農薬変化体の構造を推定するための衝突断面積測定方法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      高梨啓和、大葉佐世子、橋本扶美、中島常憲、大木 章、上田岳彦、 門川淳一、石川英律、宮本信一
    • 学会等名
      第51回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本県・熊本市)
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [学会発表] イオン移動度分析と分子動力学計算に基づいた未知変化体の構造推定2016

    • 著者名/発表者名
      高梨啓和、橋本扶美、大葉佐世子、中島常憲、大木 章、上田岳彦、門川淳一、石川英律、宮本信一
    • 学会等名
      日本水環境学会シンポジウム
    • 発表場所
      秋田県立大学(秋田県・秋田市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-15
  • [学会発表] 衝突断面積に基づいた未知物質の構造推定2016

    • 著者名/発表者名
      高梨啓和、橋本扶美、中島常憲、大木 章、上田岳彦、門川淳一、石川英律、宮本信一
    • 学会等名
      環境科学会2016年会
    • 発表場所
      東京都市大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-09-08 – 2016-09-09

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公開日: 2018-01-16  

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