太古代の地球環境解析・復元のためのポルフィリン化合物の多次元同位体比解析法の研究

卟啉化合物多维同位素比分析研究，分析重建古代地球环境

基本信息

批准号：
04J08513
负责人：
力石嘉人
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度得られた最も重要な成果は、GC/C/IRMSを用いたポルフィリン化合物の窒素同位体比測定法を開発したことである。これは、(1)マレイミド標準物質の合成(2)ポルフィリン(テトラピロール)化合物のマレイミド(モノピロール)化(3)GC/C/IRMSによる合成マレイミドの窒素同位体比分析(4)サンプルの測定で構成される。ポルフィリン化合物は、藻類のクロロフィルに由来する含窒素有機化合物であり、現世の生物試料や海水中、堆積物・堆積岩、さらには石油などの化石燃料からも見つかる。そのためポルフィリン化合物は、太古代から現世の窒素循環を解析するうえでの最も信頼できるプロキシィとして考えられている。しかし、これまでのポルフィリン化合物の窒素同位体比の測定には、EA/IRMSが用いられており、その同位体比測定には多量の試料(1分子あたり、数μmol窒素、クロロフィル量で約2mg)が必要であった。これは例えば、外洋表層水のクロロフィルの窒素同位体比を測定するためには、数十キロリットルの海水が必要なことになる。そのため、ポルフィリン化合物の窒素同位体比研究は非常に少なかった(数報の論文が報告されているだけである)。本研究で開発したGC/C/IRMS法は、測定に必要な試料量が少ない(1分子あたり、数nmol窒素)というアドバンテージがあり、本法を用いることで測定に必要な試料量の大幅な減少(1/1000以下)が達成される。すなわち本法が、今後、太古代から現世の窒素循環を解析する研究において重要なツールになると言える。これらの成果は、現在論文を投稿中である。

今年获得的最重要成果是开发了一种使用 GC/C/IRMS 测量卟啉化合物氮同位素比的方法。这包括（1）马来酰亚胺标准物质的合成，（2）卟啉（四吡咯）化合物的马来酰亚胺（单吡咯）转化，（3）通过GC/C/IRMS对合成的马来酰亚胺进行氮同位素比分析，以及（4）样品测量。组成为.卟啉化合物是源自藻类叶绿素的含氮有机化合物，存在于现代生物样本、海水、沉积物、沉积岩，甚至石油等化石燃料中。因此，卟啉化合物被认为是分析从古代到现代氮循环的最可靠的代表。然而，到目前为止，EA/IRMS一直用于测量卟啉化合物的氮同位素比，并且同位素比测量需要大量的样品（每个分子数μmol氮，大约2mg叶绿素）。例如，要测量公海表层水中叶绿素的氮同位素比，需要数十千升海水。因此，对于卟啉化合物的氮同位素比值的研究很少（仅报道了几篇论文）。本研究开发的GC/C/IRMS方法的优点是需要少量样品进行测量（每个分子数nmol氮）；实现了降低（小于1/1000）。也就是说，该方法将成为未来研究分析从古代到现代氮循环的重要工具。这些结果目前正在以论文形式提交。