2019 Fiscal Year Final Research Report

Advanced Trace Organic Compound Study in Planetary Materials: Development of High Sensitivity and High Resolution

Research Project

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Project/Area Number	15H05749
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Geochemistry/Cosmochemistry
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	Naraoka Hiroshi 九州大学, 理学研究院, 教授 (20198386)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	濱瀬健司九州大学, 薬学研究院, 教授 (10284522)
Project Period (FY)	2015-05-29 – 2020-03-31
Keywords	地球外物質 / 惑星微量有機化合物 / 炭素質隕石 / 超高質量分解能 / 高分離クロマトグラフィー / 分子イメージング / サンプルリターン / 化学進化
Outline of Final Research Achievements	Advanced instrumental development and analyses are performed in order to study the trace organic compounds of extraterrestrial materials: (1) a clean room environment to avoid organic contamination during analysis; (2) highmass‐resolution analysis coupled with high-performance liquid chromatography (HPLC) to determine the elemental composition using exact mass for inferring the chemical structure; (3) nano-liquid chromatography (nanoLC) to enhance the sensitivity; (4) superior chromatographic separation using a multi‐dimensional system to determine the optical isomers of amino acids; and (5) in situ organic compound analysis and molecular imaging of the sample surface. This approach revealed a higher complexity of organic compounds with a heterogeneous distribution in meteorites. The developed methods can be applied to study the chemical evolution of meteoritic organic compounds as well as molecular occurrence in low‐mass extraterrestrial materials such as asteroid-returned samples.
Free Research Field	有機宇宙地球化学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	宇宙・太陽惑星系には遍く有機分子が存在して、生命誕生への関与も示唆されているが、地球外有機物は非常に複雑で、その存在状態・生成メカニズムは解明されていない。本研究の学術的意義は地球外有機物の化学進化の一端を理解できたことであり、宇宙での普遍的な有機分子の進化を洞察できたことである。また、日米で実施中の炭素質小惑星からのサンプルリターン計画でもたらされる試料の分析体制が整ったことである。開発した分析法は宇宙・地球化学のみにとらわれず、医療・食品などの分野にも使用され、人間生活への貢献という社会的意義もある。