隕石中の超微量有機化合物の同位体的キャラクタリゼーションと分析技術開発

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昨年度行った研究「炭素質隕石中の不溶性高分子有機物(IOM)の固体^<13>C-NMR分析」では、IOMの構造特徴が隕石母天体で受けた水熱変成の度合を反映している可能性を示した。本成果に引き続き、本年度は、IOMへの水熱変成の影響またIOMと抽出性有機分子との関係をさらに理解するために、隕石母天体でのIOM水熱変成模擬実験を行った。Murray隕石粉末試料をHF/HClおよびCsF/HF溶液で脱塩し、IOMを精製した。IOMと水(3回蒸留)を金カプセルに入れ、アルゴン雰囲気下でカプセルを溶接して封じ、高温高圧を施した。その後カプセルからIOMを取り出し、IOMから放出された有機化合物を水続いて有機溶媒で抽出し、各抽出溶液を濃縮してガスクロマトグラフィー-質量分析計(GC-MS)で分析した。水抽出画分からは数種の含窒素・酸素環状化合物および直鎖ジカルボン酸が検出された。有機溶媒抽出画分からは、過去の研究(e.g.,Sephton, et al.,1998,2000,2004)により既に報告されている多環式芳香族炭化水素(PAHs)の他、多種の含窒素・酸素・硫黄芳香族化合物が検出された。また、反応前後のIOMを固体^<13>C-NMRで分析し、熱水変成を受ける構造部位を決定した。これらの結果は、炭素質隕石から普遍に検出される有機化合物の幾種かは、隕石が変成を受けることによってIOMから放出された可能性を示した。本研究は、研究代表者の海外渡航先、アリゾナ州立大学(アメリカ合衆国)を主要拠点として行われた。