分析化学
Print ISSN : 0525-1931
63 巻, 3 号
特集:起源・履歴の分析化学
選択された号の論文の13件中1~13を表示しています
分析化学総説
  • 植木 眞琴
    原稿種別: 分析化学総説
    2014 年 63 巻 3 号 p. 161-169
    発行日: 2014/03/05
    公開日: 2014/03/31
    ジャーナル フリー
    スポーツ界では,フェアプレイを徹底し選手の健康を守るため化学物質や不正手段によって競技力を向上させるドーピングを禁止しており,世界的レベルで厳しい検査が行われている.瞬発力を増強する興奮剤などの古典的なドーピング物質に加え,近年ヒト体内に存在する内因性ホルモンなどの天然型生理活性物質を用いるドーピングが主流になっており,それらを検知するための由来識別法が種々検討され検査に用いられている.ドーピングに用いられる内因性物質で医薬品として流通するものには男性ステロイドホルモン,ペプチドホルモン,血液成分などがあり,それぞれに適した由来識別戦略に基づく検査が必要となる.中でもオンライン接続されたガスクロマトグラフィー(GC)同位体比質量分析法は,個別ステロイド分子の安定同位体比が測定でき,GC質量分析計で得られたメタボローム解析結果と比較しやすいことから,男性ホルモン本体,プロホルモン,ステロイド代謝物及びその類縁体の由来識別に用いられている.ここではドーピング分析における安定同位体比分析を中心に,由来識別の全体像について解説する.
総合論文
  • 前田 一誠, 古谷 俊輔, 黄 嵩凱, 阿部 善也, 大坂 恵一, 伊藤 真義, 二宮 利男, 中井 泉
    原稿種別: 総合論文
    2014 年 63 巻 3 号 p. 171-193
    発行日: 2014/03/05
    公開日: 2014/03/31
    ジャーナル フリー
    著者らは日本全国の3024か所から採取された河川堆積物の重鉱物及び重元素組成に基づいた法科学土砂データベースの構築を行っている.実験は放射光施設SPring-8にて行われ,各試料について,高エネルギー放射光蛍光X線分析(HE-SR-XRF)と放射光粉末X線回折測定(SR-XRD)を行い,それぞれ重元素組成,重鉱物組成のデータを取得している.両手法は自動試料交換システムを搭載し,わずか数mgの土砂試料を用いて24時間で130試料ほどの測定を行うことができ,データベース構築のための膨大な試料数の測定を可能としている.重元素組成分析では116 keVの単色X線を用いたHE-SR-XRFにより,希土類元素を含むCsからWまでの微量重元素に対して,検量線法にて定量を行った.本研究で得た定量値を分布図化することで,日本全国の重元素分布図の構築も進めている.重鉱物組成分析はカメラ長286.5 mmの大型デバイシェラー光学系を採用し,入射X線に波長1.0 Åの単色X線を用い,イメージングプレートによって試料からの回折X線を記録した.また同定された鉱物の特徴的な回折X線ピークの強度を用いた土砂中の重鉱物組成の定量的な評価法を開発した.本研究では千葉,甲府,静岡及び四国地方を実例として挙げ,重元素・重鉱物組成データにより犯罪現場から得られる土砂証拠資料の起源推定が可能であることを示した.
  • 山田 桂大, Alexis GILBERT, 吉田 尚弘
    原稿種別: 総合論文
    2014 年 63 巻 3 号 p. 195-203
    発行日: 2014/03/05
    公開日: 2014/03/31
    ジャーナル フリー
    物質の起源や履歴を読み解くうえで,物質を構成する元素の安定同位体組成は非常に有効な情報源である.有機分子の安定炭素同位体組成に着目した場合,これまでは有機分子に含まれる炭素をすべて二酸化炭素に変換して計測を行ってきたため,得られる安定炭素同位体組成は分子全体の平均値であった.本来,有機分子のもつ起源や履歴情報は分子内の特定部位に存在する.したがって,分子が持つ起源・履歴情報を正確かつ鋭敏に読み取るには,分子内の特定位置における炭素同位体組成計測が必要である.しかしながら,計測の難しさから,分子内の炭素同位体組成計測は未発展である.本稿では,有機分子についての分子内炭素同位体分布の研究や計測法発展の歴史を含め,近年いくつかの分子に対して利用が可能となってきたオンライン熱分解とガスクロマトグラフィー/燃焼/同位体質量分析を組み合わせた分子内炭素同位体分布計測方法について現状を紹介する.
  • 有山 薫
    原稿種別: 総合論文
    2014 年 63 巻 3 号 p. 205-220
    発行日: 2014/03/05
    公開日: 2014/03/31
    ジャーナル フリー
    食品の産地表示は商品選択において最も基本的な情報であり,消費者の関心が高いことから,正しい表示がなされていることが食品の信頼性を保つ上で重要である.また,産地表示はブランド戦略にも利用されており,高い付加価値を持つ産地ブランドを維持するために表示の偽装は見逃すことができない.そこで,食品の産地を科学分析により判別する研究が偽装防止のために行われてきた.本稿では,食品の産地判別法として日本で最初に実用化された,誘導結合プラズマ質量分析法を用いた多元素の濃度組成による判別法がいかに開発されたかについて紹介する.別の判別指標として重元素同位体比は地質情報を中心とした生育地の情報がそのまま農産物等に移行するため,信頼性の高い産地判別を可能とする.この指標を用いた産地判別法の開発が待ち望まれていたが,重元素としてSrとPbの同位体比を用いた方法がようやく実用化に至ったことから,この判別法の最新の研究例を紹介する.
  • 岩田 祐子, 桑山 健次, 辻川 健治, 金森 達之, 井上 博之
    原稿種別: 総合論文
    2014 年 63 巻 3 号 p. 221-231
    発行日: 2014/03/05
    公開日: 2014/03/31
    ジャーナル フリー
    我が国で最も乱用されているmethamphetamineの塩酸塩について,押収されるまでの薬物の起源と履歴(原料,合成ルート,製造方法等)が反映されている薬物プロファイルを明らかにする薬物プロファイリングのこれまでの研究成果を報告する.アルカリ性下で有機溶媒を用いて微量成分を抽出しガスクロマトグラフィーを行う微量成分分析では,微量成分をよく検出・分離する条件を決定し,複数の内部標準物質を添加することにより,保持時間の補正精度を高めた.また,キャピラリー電気泳動法によるキラル分析では,覚醒剤や覚醒剤原料等のアンフェタミン型興奮剤9種を良好に分析する方法を確立し,methamphetamineに微量に含まれる原料ephedrine等もキラル分離して検出することが可能となった.さらに,methamphetamineの安定同位体比質量分析において,資料の関連性の評価基準を設定し,結晶ごとの測定の有効性を示した.各分析により,より詳細なプロファイルが得られ,異同識別や起源と履歴の推定に,より多くの情報が得られるようになっている.
  • 伊永 隆史
    原稿種別: 総合論文
    2014 年 63 巻 3 号 p. 233-244
    発行日: 2014/03/05
    公開日: 2014/03/31
    ジャーナル フリー
    多元素の安定同位体比分析から農産物の起源をトレーサビリティ可能にするため総合的に基礎研究した.コメ試料について水素(H),炭素(C),窒素(N),酸素(O)のような軽元素の同位体比を元素分析/同位体比質量分析法により精密に分析し,その結果を図示することにより判別を可能にした.コメ試料は日本及び比較のためアメリカ合衆国,オーストラリア,中国で主に採取された.日本のコメは同位体比で他国との違いを示した.有機肥料または化学肥料の施肥により栽培された国内産コシヒカリの同位体比特性について詳細に検討し,他地域で栽培されたコメ試料と明らかに比較可能なことを見いだした.生育した地域の気候,利用された栄養源や生育水の同位体などに特有の地域的な違いから統計学的に検証された.農産物・食品(果物,米,肉,魚など)の起源判別の信頼性を高めるため,コメ成分を抽出しガスクロマトグラフィー分離と組み合わせアミノ酸・脂肪酸等分子の同位体比を計測した.安定同位体の食物代謝の挙動や動態の解析研究(isotopomics)が進展すれば,新しい同位体科学の樹立が期待される.
技術論文
  • 正村 典也, 菊池 亮, 永富 靖章
    原稿種別: 技術論文
    2014 年 63 巻 3 号 p. 245-253
    発行日: 2014/03/05
    公開日: 2014/03/31
    ジャーナル フリー
    18SリボソーマルRNA(18S rRNA)遺伝子,5.8SリボソーマルRNA(5.8S rRNA)遺伝子に植物ユニバーサルプライマーを設計し,両遺伝子に挟まれたinternal transcribed spacer 1(ITS 1)領域をポリメラーゼ連鎖反応(PCR)増幅し,増幅されたITS 1塩基配列から植物試料を同定する方法を開発した.18S rRNA遺伝子側プライマーは植物ユニバーサルであり,且つ,カビ・酵母と異なる塩基配列から設計し,カビ・酵母が混入付着した植物へも適用可能とした.この方法は,市販植物45品目中の36品目を種まで,9品目を属まで同定可能であった.また,105℃,16hrs加熱後のタマネギりん葉,及びレトルトソース中のタマネギ鱗葉の同定も可能であった.食品への混入異物を想定した,ラッカセイの種皮,カボチャのへた,リンゴのへた,竹,木片,冷凍ナスの果皮のうち,PCR産物が得られた,ラッカセイ,カボチャ,リンゴを種もしくは属まで同定可能であった.以上より,食品に混入した植物性異物を同定する方法としての可能性が示された.
  • 石田 悦基, 中村 健治, 有山 薫, 川崎 晃
    原稿種別: 技術論文
    2014 年 63 巻 3 号 p. 255-261
    発行日: 2014/03/05
    公開日: 2014/03/31
    ジャーナル フリー
    食の安心・安全指向の増大など,食品を取り巻く環境の変化により,科学的手法による産地判別技術の開発が強く望まれている.本研究では,小麦産地の土壌に由来する微量元素の濃度及びストロンチウムと鉛の同位体比を高分解能型誘導結合プラズマ質量分析装置(HR-ICP-MS)により測定し,これらの結果をもとに統計的に産地判別が行えるかを検討した.オーストラリア産,日本産,北米産の小麦二年分の測定結果から,原産地ごとの微量元素濃度及び同位体比の特徴を明らかにし,微量元素(Rb,Sr,Mo,Ba,Mn,Co,Zn,Se)濃度及びストロンチウム同位体比(87Sr/86Sr)の9パラメーターによる判別分析を用いると,それぞれの産地が判別できる可能性が示された.さらに,オーストラリア東部地区,西部地区及び日本産または北米産の3群がRb,Sr,Ba濃度及び87Sr/86Srの4パラメーターで判別できた.また,2009年度及び2010年度の結果では,年度による影響は認められなかった.
ノート
  • 鎌田 暁子, 人見 朋子, 関山 泰司, 水上 勇一, 渡邊 由子
    原稿種別: ノート
    2014 年 63 巻 3 号 p. 263-267
    発行日: 2014/03/05
    公開日: 2014/03/31
    ジャーナル フリー
    Allyl isothiocyanate (AITC) has been widely used in the food industry for its specific pungent odor and antibacterial effect. In this study, we measured stable carbon and nitrogen isotopic compositions of AITC by elemental analysis/isotope ratio mass spectrometry (EA/IRMS) in order to evaluate their potential as a conventional tool for discrimination between natural (i.e., plant-derived) and artificial products. A significant difference in the isotopic compositions for carbon (2–4‰) and nitrogen (22–30‰) was obtained between natural (N = 4) and artificial products (N = 2), which implies that isotopic analysis is potentially useful to discrimination natural and artificial AITCs, even though the number of examined samples is still small at this moment. We also demonstrated the carbon isotope analysis of AITC painted on plastic sheets by gas chromatography/isotope ratio mass spectrometry (GC/IRMS), which may suggest that isotope analysis is applicable to not only pure AITCs, but also to those found in complex mixtures as various industrial products.
アナリティカルレポート
  • 吉川 ひとみ, 杉田 律子, 瀬戸 康雄
    原稿種別: アナリティカルレポート
    2014 年 63 巻 3 号 p. 269-273
    発行日: 2014/03/05
    公開日: 2014/03/31
    ジャーナル フリー
    Recently, many studies have attempted to discriminate and identify forensic botanical samples by DNA analysis. In this study, DNA was extracted from 4 plant species by 4 commercially available kits. Also, whether the purified DNA could provide sufficient quality for PCR amplification was examined. PCR of the rbcL partial region sequence, which is used as markers for phylogenetic and taxonomic studies, was performed after DNA extraction. Amplicon was observed from all of the samples extracted by DNeasy Plant Mini Kit, but not all samples by ISOPLANT and ISOPLANT II, and none of the samples by Genomic-tip. These results suggested that the amounts of the extracted DNA or PCR inhibitor differed depending on sample species and extraction kits. In addition, DNA from different parts of the plant body, such as flower, stem, root and seed, could be extracted using DNeasy Plant Mini Kit, and the rbcL partial region was successfully amplified by PCR. Therefore, the DNeasy Plant Mini Kit was considered to be suitable for DNA analysis of plant samples.
  • 鈴木 彌生子, 一色 摩耶, 佐藤 里恵, 中下 留美子
    原稿種別: アナリティカルレポート
    2014 年 63 巻 3 号 p. 275-278
    発行日: 2014/03/05
    公開日: 2014/03/31
    ジャーナル フリー
    In previous studies, stable carbon, nitrogen and oxygen isotope analyses were probably a useful tool for tracing the geographical origin of processed eels. However, the lack of a reliable technique for isotope ratio measurements is significantly regrettable, and should be improved immediately. Here, we present results of an inter-laboratory test on the EA-IRMS determination of stable carbon, nitrogen and oxygen isotopic compositions (δ13C, δ15N and δ18O) in processed eel samples. The processed eel samples were distributed and analyzed by a total of 5 laboratories. The variations of the standard deviations for δ13C (− 18.7‰ ± 0.2‰) and δ15N (+ 13.4‰ ± 0.3‰) among laboratories were not very large compared to the instrument uncertainties. The δ18O values (+ 16.5‰ ± 3.1‰) in processed eel samples showed a large variation among laboratories. This may have been caused by much the contamination of N2 to the CO peak on the EA-IRMS chromatogram, and may be improved by using a longer GC column or Purge & trap columns for chromatographic separation.
  • 鎌田 暁子, 力石 嘉人
    原稿種別: アナリティカルレポート
    2014 年 63 巻 3 号 p. 279-282
    発行日: 2014/03/05
    公開日: 2014/03/31
    ジャーナル フリー
    Compound-specific stable isotope analysis (CSIA) of nitrogenous compounds has been carried out by using a gas chromatography/isotope ratio mass spectrometry (GC/IRMS) system, which traditionally includes two separate conversion processes: the oxidation of nitrogenous compounds to N2 and NOX; and the reduction of the NOX to N2. However, the last major update of the GC/IRMS instrument combined these two processes into one unit by introducing a high-temperature combustion reactor. However, few studies have evaluated the applicability of this new GC/IRMS system to measuring the nitrogen isotopic composition of compounds of interest. In the present study, we determined the nitrogen isotopic composition of ten amino acids by this new GC/IRMS system, and obtained the isotopic composition with 0.6‰ for accuracy (mean of Δ) and 1.2‰ for precision (mean of 1σ). These results suggest that the new GC/IRMS system is basically applicable to the CSIA of nitrogenous compounds, and also that further optimization is required for reducing the analytical error to that of the traditional GC/IRMS system (ca. 0.0‰ for accuracy and 0.4–0.7‰ for precision).
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