始原天体物質に含まれる固体有機物の立体化学：反応熱分解キラルＧＣＭＳ分析法の開発

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24684040
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 薮田 ひかる 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30530844)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 光学分割 / 隕石 / 固体有機物 / 反応熱分解GCMS

研究実績の概要

今年度当初は隕石中の不溶性有機物（insoluble organic matter, IOM）の熱化学分解を行う予定であったが、反応熱分解装置の故障のため、隕石を溶媒抽出して得られる極性有機化合物のガスクロマトグラフ質量分析装置（GCMS）分析および、IOMの化学分解による分解生成物を分析することに方針を変更した。炭素質コンドライト隕石であるマーチソン隕石の粉末をメタノール溶媒で超音波抽出し、遠心分離後、抽出液を採取し、窒素噴霧下で50 μlに濃縮したものをGCMSで分析した。また、同一試料をマトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析計（MALDI/ToF-MS）でも分析し、現在データを比較しながら成分の同定のための解析を進めている。また、残った粉末残渣をフッ化セシウムとフッ酸の混合溶液（CsF/HF、pH=5、1.7-1.8g/cc）および2N塩酸（HCl）で化学処理し、IOMを精製した。その後、過酸化水素H2O2（常温）、クロム酸ナトリウムNa2Cr2O7（85℃、20時間）による酸化分解を段階的に行った（残った残さはプレソーラー粒子の分析に使うため、最終的に過塩素酸HClO4で分解し（200℃、2時間）、シリコンカーバイドSiCを精製した）。次年度はマーチソン隕石中のIOMのアルカリ酸化銅分解を行い、分解生成物から光学異性体を同定し、その光学異性体比を見積もる予定である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本年度９月、反応熱分解GCMS分析に使用していた熱分解装置に不測の故障が生じたため、当装置の修理・調整が必要となり、当初予定していた測定の再開までに2ヶ月間を要した。そのため熱分解装置を用いる実験を延期し、代わりにGCMSだけで可能な分析・実験研究を行った。

今後の研究の推進方策

マーチソン隕石から精製した不溶性有機物のアルカリ酸化銅分解を行い、分解生成物をGCMSで分析し光学異性体の存在を調べる。

研究成果

• [雑誌論文] ToF-SIMS analysis of carbonaceous particles in the sample catcher of the Hayabusa spacecraft (2015)
  • 著者名/発表者名: Naraoka, H., Aoki, D., Fukushima, K., Uesugi, M., Ito, M., Kitajima, F., Mita, H., Yabuta, H., Takano, Y., Yada, T., Ishibashi, Y., Karouji, Y., Okada, T. and Abe, M.
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 67 ページ: 67
  • DOI: 10.1186/s40623-015-0224-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Investigation of the records of earthquake slip in carbonaceous materials from the Taiwan Chelungpu fault by means of infrared and Raman spectroscopies (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirono, T., Maekawa, Y. and Yabuta, H.
  • 雑誌名: Geochemistry, Geophysics, Geosystems 巻: 16 ページ: 1233-1253
  • DOI: 10.1002/2014GC005622.
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A micro-Raman and infrared study of the several Hayabusa category 3 (organic) particles (2015)
  • 著者名/発表者名: Kitajima, F., Uesugi, M., Karouji, Y., Ishibashi, Y., Yada, T., Naraoka, H., Abe, M., Fujimura, A., Ito, M., Yabuta, H., Mita, H., Takano, Y. and Okada, T.
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 67 ページ: 20
  • DOI: 10.1186/s40623-015-0182-6
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] X-ray absorption near edge structure spectroscopic study of Hayabusa Category 3 carbonaceous particles (2014)
  • 著者名/発表者名: Yabuta, H., Uesugi, M., Naraoka, H., Ito, M., Kilcoyne, A. L. D., Sandford, S. A., Kitajima, F., Mita, H., Takano, Y., Yada, T., Karouji, Y., Ishibashi, Y., Okada, T. and Abe, M.
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66 ページ: 156
  • DOI: 10.1186/s40623-014-0156-0
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sequential analysis of carbonaceous materials in Hayabusa-returned samples for the determination of their origin (2014)
  • 著者名/発表者名: Uesugi, M., Naraoka, H., Ito, M., Yabuta, H., Kitajima, F., Takano, Y., Mita, H., Ohnishi, I., Kebukawa, Y., Yada, T., Karouji, Y., Ishibashi, Y., Okada, T. and Abe, M.
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66 ページ: 102
  • DOI: 10.1186/1880-5981-66-102
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Design of a silica-aerogel-based cosmic dust collector for the Tanpopo mission aboard the International Space Station. Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tabata, M., Imai, E., Yano, H., Hashimoto, H., Kawai, H., Kawaguchi, Y., Kobayashi, K., Mita, H.,, Okudaira, K., Sasaki S., Yabuta, H., Yokobori, S., Yamagishi, A.
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan 巻: 12 ページ: Pk_21-Pl_27
  • DOI: 10.2322/tastj.12.Pk_29
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Space Exposure of Amino Acids and Their Precursors in the Tanpopo Mission Using the International Space Station. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, K., Mita, H., Yabuta, H., Nakagawa, K., Kawamoto, T., Kaneko, T., Obayashi, Y., Kanda, K., Yoshida, S., Narumi, I., Imai, E., Hashimoto, H., Yokobori, S., Yamagishi, A. and Tanpopo WG.
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan 巻: 12 ページ: Pp_1-Pp_6
  • DOI: 10.2322/tastj.12.Pp_1
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exploration of Enceladus' water-rich plumes toward understanding of chemistry and biology of the interior ocean (2014)
  • 著者名/発表者名: Sekine, Y., Takano, Y., Yano, H., Funase, R., Takai, K., Ishihara, M., Shibuya, T., Tachibana, S., Kuramoto, K., Yabuta, H., Kimura, J. and Furukawa, Y.
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan 巻: 12 ページ: Tk7- Tk11
  • DOI: 10.2322/tastj.12.Tk_7
  • 謝辞記載あり
• [学会発表] Expansion of Organic Cosmochemistry in the New Era of Small Body Missions (2015)
  • 著者名/発表者名: Yabuta H.
  • 学会等名: The 3rd ELSI International Symposium
  • 発表場所: 東京工業大学地球生命研究所，大岡山
  • 年月日: 2015-01-13 – 2015-01-13
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] X-ray absorption spectroscopic study of carbonaceous materials from Hayabusa-returned samples (2014)
  • 著者名/発表者名: Yabuta H., Uesugi M., Naraoka H., Ito M., Kilcoyne D., Sandford S. A., Kitajima F., Mita H., Takano Y., Yada T., Karouji Y., Ishibashi Y., Okada T. and Abe M.
  • 学会等名: はやぶさシンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所、相模原
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-05
  • 国際学会
• [学会発表] Source of Carbonaceous Materials from Hayabusa-Returned Samples: Evaluation from XANES study. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yabuta H., Uesugi M., Naraoka H., Ito M., Kilcoyne D., Sandford S. A., Kitajima F., Mita H., Takano Y., Yada T., Karouji Y., Ishibashi Y., Okada T. and Abe M.
  • 学会等名: 第5回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 極地研究所，調布
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-03
  • 国際学会
• [学会発表] レーザーイオン化質量分析の宇宙地球有機物への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林雅也，薮田ひかる，青木順，河井洋輔，豊田岐聡，寺田健太郎
  • 学会等名: 第３２回日本有機地球化学シンポジウム
  • 発表場所: 湯河原、神奈川
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-08
• [学会発表] レーザーイオン化質量分析を用いたさまざまな有機化合物の測定条件最適化に関する基礎実験 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林雅也，薮田ひかる，青木順，河井洋輔，豊田岐聡，寺田健太郎
  • 学会等名: 2014年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 富山大学、富山
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-18
• [学会発表] Functional group compositions of carbonaceous materials of HAYABUSA-returned samples. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yabuta H., Uesugi M., Naraoka H., Ito M., Kilcoyne A.L.D., Sandford S.A., Kitajima F., Mita H., Takano Y., Yada T., Karouji Y., Ishibashi Y., Okada T. and Abe M.
  • 学会等名: 77th Annual Meeting of the Meteoritic Society
  • 発表場所: カサブランカ、モロッコ
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-12
  • 国際学会
• [学会発表] Relationship of organics, minerals, and water in ice-rock small body recorded in an ultracarbonaceous Antarctic micrometeorite. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yabuta H., Noguchi T., Itoh S., Nakamura T., Tsujimoto S., Sakamoto N., Hashiguchi M., Abe K., Kilcoyne A. L. D., Okubo A., Tachibana S., Okazaki R., Terada K., Ebihara M. and Nagahara H.
  • 学会等名: Origins 2014
  • 発表場所: 奈良新公会堂, 奈良
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-11
  • 国際学会
• [学会発表] Carbon isotopic geochemistry of Makganyen diamictite in South Africa: Quest of the paleoproterozoic Snowball Earth Event (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsukahara N., Yabuta H., Ikehara M. and Bekker A
  • 学会等名: Origins 2014
  • 発表場所: 奈良新公会堂, 奈良
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-11
  • 国際学会
• [学会発表] High power laser-shock experiment of chondritic meteorites: Contributions of impacts to a reducing atmosphere of the early Earth. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yabuta H., Sakaiya T., Kondo T., Ohno S., Nakabayashi M., Kadono T., Shigemori K., Hironaka Y., Yamanaka Y.
  • 学会等名: Origins 2014
  • 発表場所: 奈良新公会堂, 奈良
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-11
  • 国際学会
• [学会発表] Diversity in size and shape distributions of organic microspherules formed by Maillard-type reaction. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A. and Yabuta H.
  • 学会等名: Origins 2014
  • 発表場所: 奈良新公会堂, 奈良
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-11
  • 国際学会
• [学会発表] 太陽系有機物の分析化学は惑星科学に何をもたらすことができるか (2014)
  • 著者名/発表者名: 薮田ひかる
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] 次世代の有機・生命の地球化学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 奈良岡浩、薮田ひかる
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02