2015 Fiscal Year Annual Research Report
河川―湖沼のコネクション：霞ヶ浦流域圏におけるリン化合物負荷の定量化に関する研究
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15H05533
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
篠原 隆一郎 国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 研究員 (00610817)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 核磁気共鳴装置 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度、研究員は、湖沼・河川の溶存態リンの分析方法の開発を主に行った。現在のところ，溶存態リンの分析手法には，2通りの方法がある．1つ目の方法は，濾過湖水をそのまま凍結乾燥し，そこからリンを抽出して計測する方法である．2つ目の方法は，濾過湖水を何らかの方法で濃縮を行い，そこからリンを抽出して計測する方法である．
1つ目の方法は，非常にわかりやすい方法でもあるが，通常の湖水では10～20L程度の濾過・凍結乾燥が必要となるため，実践的とは言い難い．また、得られた分析結果は不鮮明で、化合物の分析をするのは難しい。そこで，本研究では，2つ目の方法の，濾過湖水を限外ろ過法で濃縮し，リンの形態を計測する方法の開発を行った．
方法は以下の通りである：分子量5000以上の分子量画分を濃縮するため，限外ろ過装置を連結させ，20Lの限外ろ過を行った．得られた濃縮液を凍結乾燥させる．この凍結乾燥サンプルについて，固相NMRを用いて分析を行う．その後，サンプル1について，NaOH-EDTAで抽出し，溶液NMRで分析を行う．
以上の方法を用いて分析を行うことで，湖水のリン化合物に関して形態分析を行うことができるようになった．solid のNMRでは、3種類程度の形態分析を行うことができるようになった。また、solution NMRを用いることで、orthophosphate, orthophosphate monoesters, orthophosphate diesters, pyrophosphateなど、より詳細な形態分析を行うことが出来るようになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
溶存態リンの分析手法の開発は、研究員の研究活動において、カギとなるものである。以前から湖水などを凍結乾燥した試料について、分析は行われてきたものの、研究員が開発した手法ほど明瞭な結果を得ることは出来なかった。研究員が行った手法は、分子量が5000以上というある程度限定された画分ではあるが、DNAのみならず、さまざまなリン化合物を検出することが可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
溶存態リンの形態分析を行うことが可能になった一方で，本方法にも欠点がある．その一つは，リカバリーが低いことである．限外ろ過膜を用いる場合，限外ろ過膜の分子量より分子サイズが小さなものは膜を通り抜けることになる．また，膜に吸着してしまうものもあると考えられる．実際に，今回開発された方法は，実際に使用することは、可能ではあるが、実践的とは言えないと研究員は考える．そこで，今後の方針として，一つはより高感度に情報を得るため，HPLCと組み合わせる方法を考える．特に検出器を，ICP-MSにすることで，非常に高感度に分析を行うことができるものと期待される．HPLCを用いることで，分子量等に分離を行うことが出来，尚且つそこに含まれるリン濃度を検出することが出来ると考えられる．今後はLC-ICP-MSを用いた手法を使ってリンの分析を行う方針である。
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