炭素炭素二重置換同位体分子計測による新しいバイオマーカーの開発

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二重置換同位体分子とは、エタンの場合、二つある炭素がともに存在度の低い13C同位体である分子(13C2H6)である。二重置換の度合い(二重置換度)は炭素の13C存在度(約1%)から統計的に予測が可能(約0.01%)であるが、天然の分子の二重置換度は、C-C結合の形成または乖離の際の同位体分別によって統計予測からわずかにズレる。本研究は、無機的な炭化水素合成の際に二重置換度が統計的存在度と比べて過少となることを見出し、それを用いて生物由来炭化水素と区別が可能であることを示した。この成果はNature Communications誌に受理され、掲載された(Taguchi et al., 2022)。一方、熱分解過程で生じる炭化水素の同位体分子的特徴を明らかにするために１年以上に及ぶ有機物熱分解実験を行っている。現時点でのデータにもとづけば、熱分解起源炭化水素の二重置換度は、分解前の前駆体分子の二重置換度を反映しており、その同位体分子的特徴は熱分解過程によって有意に変化しないことを見出している。これは、天然の炭化水素の由来を二重置換度を用いて判別することに重要な根拠を与えるものである。JAMSTECの調査船「かいめい」でマリアナ島弧に位置するアステソル蛇紋岩海山と南チャモロ蛇紋岩海山の調査をした。一般に、蛇紋岩化反応に伴って炭化水素が無機的に生成すると考えられており、その化学過程・形成過程を開発した同位体分子計測を用いて調査する。採取した試料は、ただちにGC-FIDを用いてLHC濃度を定量し、同位体分子分析に十分な量が含まれるかを判定した。