反応熱分解を利用する極微量動物プランクトンの個体識別法の開発とその環境動態の解析

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環境水中に棲息する動物プランクトン中に含まれる、脂質成分の貯蔵量および脂質中の脂肪酸成分の化学組成は、プランクトンの種類のみならず、水温や食物濃度をはじめとする棲息環境によっても大きく影響される。そのため、環境科学および地球化学の分野では、水圏における有機物の循環や生態系の食物連鎖を解明するほか、水質の調査を行うためにも動物プランクトン中の脂質成分を解析することが重要視されている。特に、近年では、同種内での多様性や個体群の構造などを詳細に解析するために、動物プランクトン1個体における脂質量および脂肪酸組成を解析する手法の確立が渇望されている。しかしながら、動物プランクトン1個体の乾重量は約数μgと非常に微量であるため、各種のクロマトグラフィーを始めとする従来法ではプランクトン1個体中に含まれる脂質成分の解析を行うことはほとんど不可能であった。本研究では、試料と有機アルカリ試薬間での特異的な化学反応を取り入れた反応熱分解GCを、動物プランクトンの個体識別に適用することを検討した。動物プランクトン1個体を通常の条件下で400℃において熱分解した場合、得られたパイログラム上には、特徴的なピークはほとんど観測されないのに対して、試薬共存下で得られたパイログラム上には、炭素数14〜18までの飽和および不飽和脂肪酸がメチルエステルとして高感度に検出された。これらの成分ピークの強度を基にして、動物プランクトン1個体中に含まれる脂質成分の含有量および脂肪酸組成の解析を行うことができた。さらに、得られた脂質量および脂肪酸組成のデータ群に、コンピュータ統計処理を活用した主成分分析などのケモメトリクスを適用して、棲息水深、飼料濃度、および摂取した植物プランクトン濃度などの、棲息環境のそれぞれ異なる動物プランクトンの各個体ごとの環境動態解析にも応用した。