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2019 年度 実績報告書

2次元GC計測とLFER理論を利用した混合物の物性・毒性推定手法開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H04297
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

頭士 泰之  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80611780)

研究分担者 林 彬勒  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 上級主任研究員 (20358360)
遠藤 智司  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康研究センター, 主任研究員 (30748934)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード2次元GC / GCxGC / LFER / 混合物 / 物性 / 毒性
研究実績の概要

本研究では、複数の物質を網羅的に計測できる2次元ガスクロマトグラフ(2次元GC)を用い、種々の物質について環境動態に係る様々な物性をLFER理論に基づき推定する手法を発展させる。これと同時に、水生生物に対する毒性の推定手法についても開発を行う。これらを通じて2次元GCによる迅速な多成分の物性・毒性推定手法を開発し、ひいては混合物のリスク評価を可能とすることを目指す。
本年度はLFERの記述子を参考に物質のグルーピングを行い、手法を発展拡張させるうえで対象とする各グループにおける代表的な対象物質群を探索した。この取り組みにより、既往研究のある無極性物質(炭化水素類)に加え、水素結合受容性で多様な側鎖構造を持つ物質群(脂肪酸エステル類、リン酸エステル類、フタル酸エステル類等)を候補物質として抽出し、2次元GCによる測定を試行した。水生生物に対する毒性の推定に関しては、生物膜への分配傾向と毒性の関連性を調べるために統計解析を行い、非極性物質に関してlog Kowと水生生物の基礎毒性との相関がある事を確かめた。

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

初年度となる本年度は、当初の計画通りLFERの記述子を参考にグルーピングを行い、手法発展の対象とする物質群の探索を実施した。これにより手法発展に適した物質群を選定することができた。次年度はこれら物質群についてさらに2次元GCによる測定を進めて行く。水生生物に対する毒性の推定についても、水生生物毒性に関する保有データベースから重要な毒性情報を抽出し整理した。非極性物質を対象にこうして得た毒性値との関連性を行った所、log Kowと水生生物の基礎毒性との相関が確かめられた。水生生物に対する毒性の推定に関しては、生物膜への分配傾向と毒性の関連性を調べるために統計解析を行い、非極性物質に関してlog Kowと水生生物の基礎毒性との相関がある事を確かめた。Log KowはLFERの記述子で高精度に推定することができ、2次元GCの保持時間でも推定できる可能性が高いため、今後は2次元GCからの毒性推定を可能とするため、物質適用範囲の取組みと共に、さらに検討を重ねる予定である。

今後の研究の推進方策

来年度は、昨年度までに進めた物質のグルーピングの結果をもとに決定した対象物質群について、2次元GCの計測データ収集を進める。これにより測定データから物性・毒性値を推定する手法開発の基盤を整える。
毒性推定の部分に関しては、生物膜への分配傾向と物性・毒性との関連性を解明するため測定データを調べ、対象物質群について基礎情報の収集を進めながら物性・毒性データと測定データの関連性について解析を進める。
2次元GCにおける毒性推定の手法開発については、対象物質群について毒性データの収集を進め、3年度目に実施予定である2次元GCのピーク座標から毒性値を推定する手法の開発取り組みにつなげていく。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Jumeira University(アラブ首長国連邦)

    • 国名
      アラブ首長国連邦
    • 外国機関名
      Jumeira University
  • [雑誌論文] Mixture Touch: A Web Platform for the Evaluation of Complex Chemical Mixtures2020

    • 著者名/発表者名
      Zushi Yasuyuki、Hanari Nobuyasu、Nabi Deedar、Lin Bin-Le
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 ページ: 8121~8126

    • DOI

      10.1021/acsomega.0c00340

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Mixture Touch: A Web Platform for Assessments of Complex Mixtures Using Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography Coupled with Mass Spectrometry (GC×GC-MS)2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Zushi
    • 学会等名
      ICCA- LRI Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ウェブプラットフォーム(Mixture Touch)におけるデータ解析手法実装の試み2019

    • 著者名/発表者名
      頭士泰之
    • 学会等名
      統計学的アプローチによる問題解決のための環境化学分析の最適化・高度化に関する研究集会
  • [学会発表] 混合物ウェブプラットフォーム(Mixture Touch)を利用した塩素化パラフィンリスク評価手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      頭士泰之, 羽成修康, 林彬勒
    • 学会等名
      日本環境化学会
  • [学会発表] Mixture Touch: 環境混合物を診るためのウェブプラットフォーム2019

    • 著者名/発表者名
      頭士泰之, 羽成修康, 林彬勒
    • 学会等名
      日本水環境学会
  • [備考] Mixture Touch

    • URL

      http://www.mixture-platform.net/Mixture_Touch_open/

URL: 

公開日: 2021-01-27   更新日: 2023-12-25  

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