Res. Org. Geochem. 23/24, 99­122 (2008)

総説

ガスクロマトグラフ ⁄ 同位体比質量分析計による分子レベル安定同位体比分析法＊
力石嘉人＊＊・大場康弘＊＊＊（2008 年 6 月 2 日受付，2008 年 9 月 1 日受理）

Abstract
One of the most powerful techniques in the molecular isotope studies is compound-specific isotope analysis (CSIA)
by gas chromatograph/isotope ratio mass spectrometer (GC/IRMS), which allows a rapid and precise determinationof stable carbon, nitrogen, and hydrogen (and oxygen) isotopic compositions of individual compounds even incomplex mixture of components. After commercial production of GC/IRMS in the 1990s, CSIA has explosively
been used for many fields of studies, particularly among the organic geochemical community as a powerful tool for
tracing sources and delivery of organic compounds in geological and geographical samples and for reconstructing
paleoenvironments. However, it is also true that fundamental analytical parameters of GC/IRMS has not been
known extensively, which often leads to unreliable determination of the isotopic compositions. Unfortunately,
based on such unreliable determination, several studies have unconsciously reported essentially inaccurate data andassociated discussion. Therefore, in this paper, we review a brief outline of GC/IRMS and associated methodologies,
and summarize the instrumental factors influencing accuracy and precision of the isotope measurements. We hopethat this paper is useful for applying CSIA to future studies.

を起こす）ため，現在の地球環境科学において重1. はじめに

要かつ強力な研究ツールになっている。そして有分子レベル安定同位体比分析 とは，生物試料

機化合物の安定同位体比は，分子構造（機能）やや環境試料に含まれる多種多様な有機化合物の安定同位体比（水素：D/H，炭素：13C/12C，窒素：15N

その化合物に特有の生物化学的プロセス（合成・/ N，酸素： O/ O など）を化合物レベルで測定れるという特徴がある。

14

18

16

代謝・分解など）と密接にリンクした情報が得らするという意味である（化合物レベル安定同位体

分子レベル安定同位体比分析は，1960 年代には比分析と記述することもある）。安定同位体比は，自然界の様々な物理的・化学的・生物的過程におい既にいくつかの論文で用いられている（例えば，
Abelson and Hoering, 1961; Gaebler et al., 1963）。して僅かに変化する（その質量差により同位体分別

かし当時は，（1）試料に含まれる有機化合物を抽＊Compound-specific isotope analysis（CSIA）by gas chromatograph/isotope ratio mass spectrometer（GC/IRMS）＊＊独立行政法人海洋研究開発機構・地球内部変動研究センター〒237-0061 神奈川県横須賀市夏島町 2-15
e-mail: ychikaraishi@jamstec.go.jp, Tel: 046-867-9778, Fax: 046-867-9775
Yoshito Chikaraishi : Institute for research on Earth Evolution, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology,
2-15 Natsushima-cho, Yokosuka, 237-0061, Japan＊＊＊北海道大学低温科学研究所〒060-0819 北海道札幌市北区北 19 条西 8 丁目
Yasuhiro Oba : Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University
Sapporo, 060-0819, Japane-mail: oba@neko.lowtem.hokudai.ac.jp, Tel: 011-706-5486, Fax: 011-706-7142−99−力石嘉人・大場康弘

出する，（2）クロマトグラフィーなどにより目的すべき測定条件等をまとめた。

の有機化合物を単離・精製する，（3）精製した有機

なお本稿の大部分は，著者らのサーモフィッ

化合物を真空下で酸化剤や還元剤と反応させる，（4）生成した CO2・N2・H2 ガスなどを真空ライン

シャーサイエンティフィック社製 GC/IRMS（主に、拡張型安定同位体比質量分析計：DELTAplusXPで精製する，（5）精製したガスの安定同位体比をにガスクロ型前処理装置：GC-C/TC III を用いたも同位体比質量分析計で測定する，という手法が用の）でのこれまでの使用経験をもとにしたものでいられており，有機化合物の単離やガスの精製にあることをあらかじめ了承していただきたい。酸

多くの労力と時間を費やさねばならず，また多量

素同位体比については，著者らに分析経験が無いの試料が必要であることから，汎用的な研究ツーので本稿では記載しない。詳細な分析法を記した

ルにはなりえなかった。分子レベル安定同位体比

論文や総説等の報告はまだ無いが，いくつかの研分析が今日のように汎用的な研究ツールになった

究がなされているのでそれらの論文を参照していただきたい（例えば，Gremaud et al., 2001; Aguilar-のは，1990 年代に，Hayes らによりガスクロマト
グラフ ⁄ 同位体比質量分析計（gas chromatograph/

Cisneros et al., 2002; Calderone et al., 2006; Yamada et

isotope ratio mass spectrometer, GC/IRMS）が 開 発

al., 2007）。

されたことによる（Hayes et al., 1990; Merritt andHayes, 1994; Burgoyne and Hayes, 1998; Hilkert et al.,

応用例などについては，数編の論文・総説・本な1999）。これにより揮発性の有機化合物であれば，試料に含まれる一つ一つの有機化合物を単離することなく，個々の化合物の安定同位体比を一度の分析で連続的に測定することができるようになった。測定に必要な試料量は 1 化合物・1 元素あたり

また，同位体分別の原理や装置の詳細，本法のどがすでに発表されているのでそれらも是非参照
していただきたい（例えば，Brand et al., 1994; 酒井 and 松 久，1996; Brand, 1996; Meier-Augenstein,
1999; Lichtfouse, 2000; Hayes, 2001; 力石 and 奈良

数ナノモルであり，測定に要する時間は 1 試料・

岡，2004; Fry, 2006; Sessions, 2006; Dawson andSiegwolf, 2007; Michener and Lajtha, 2007; 力 石，

1 元素あたり数十分から 1 時間程度である。GC/

2007; 力石ら，2007）。

IRMS の登場により，有機化合物の分子レベル安

2. GC/IRMS の概要

定同位体比分析は世界中に爆発的に広がり，今日ではとくに有機地球化学を中心として，自然科

2.1. 安定同位体比の定義

学・医療・食品など様々な分野で重要なツールの一つとして用いられている。
しかし，試料に含まれる個々の有機化合物の安定同位体比がオンラインで測定できるということを過信し，信頼性・再現性を検証せずに適切でない測定法（ときには誤った測定法）により得られた同位体比を報告している研究（論文）も少なくない（例えば，クロマトグラム上でピークのベー
スライン分離をしないで測定している，誘導体化に伴う補正計算が間違っている，同位体比のキャ

試料中の安定同位体比は，国際標準物質のそれに対する千分偏差（δ 値，単位：‰，パーミル）で定義される（式 1）。
δ 値＝［（R 試料 /R 国際標準物質）−1］×1000（‰）式 1
R は 同 位 体 存 在 比 率（D/H, 13C/12C, 15N/14N）を示 す。 標 準 物 質 と し て 水 素 で は 標 準 平 均 海
水（Standard Mean Ocean Water, SMOW, D/H ＝0.00015576）， 炭 素 で は 白 亜 紀 Peedee 層 ベ ル
ム ナ イ ト 炭 酸 塩（Peedee Belemnite, PDB, 13C/

C＝0.011180）， 窒 素 で は 大 気 中 の 窒 素 ガ ス
リブレーション法が間違っているなど）。また， （Atmospheric Nitrogen, AIR, 15N/14N＝0.0036765）を
信頼性・再現性のある測定を行う上での必要事項
用い，δ 値はそれぞれ，δD 値，δ13C 値，δ15N 値と（手順等）を記載した手引き書がほとんどないのも事実である。そこで本稿では，GC/IRMS による分子レベル安定同位体分析法（有機化合物の安12表記する。例えば，D/H＝0.00015732 の試料の場
合，SMOW との D/H の差（＋0.00000156）は，δD

定炭素・窒素・水素同位体比分析法）の概要，お＝＋10‰と表される。試料の δ 値が正であれば，国際標準物質と比較して重い同位体（D, 13C, 15N）

よび確度・精度の良い同位体比を得るために検討に富む（同位体的に重い）ことを示し，負であれ−100−ガスクロマトグラフ ⁄ 同位体比質量分析計による分子レベル安定同位体比分析法

CO2 Reference gas(a)Back-flash

O2

He

He

He

Injector

MagnetSplit system

HeGC

Oxdation
furnace(CuO/NiO/Pt)
800~950ºC

Ion
sourcePermeable
filterIRMS

Detector

CO2 Reference gas(b)
Back-flush

O2

He

He

He

Injector

MagnetSplit system

HeGC

Oxidation
furnace(CuO/NiO/Pt)
800~1150ºC

Reduction
furnace(Cu)
550~650ºC

Ion
sourcePermeable
filterIRMS

Detector

N2 Reference gas(c)Back-flush

O2

He

He

He

Injector

MagnetSplit system

HeGC

Oxidation
furnace(CuO/NiO/Pt)
800~1150ºC

Reduction
furnace(Cu)
550~650ºC

Ion
sourcePermeable
filterIRMS

Detector

Liquid nitrogen trap(d)

H2 Reference gas
Back-flush

He

He

Injector

GC

MagnetSplit systemHe

Ion
sourcePyrolysis
furnace(Graphite)
1400~1500ºC

IRMS

Detector

Fig. 1. Schematic illustration of a typical GC/IRMS system

ば軽い同位体（H, 12C, 14N）に富む（同位体的に軽アーガスとしてヘリウムを用いた GC のキャピラい）ことを示す。

リーカラムによって分離され，GC オーブン内で

2.2. GC/IRMS

カラムと直結したセラミック製マイクロボリュー
ム反応炉（内径：0.5〜0.6 mm，長さ：30〜34 cm）

2.2.1. 装置の概要に連続的に導入される。このとき溶媒の n-ヘキサ

GC/IRMS は，（1）試料の導入と個々の有機化

ンやジクロロメタンはバックフラッシュシステム

合物の分離を行う GC 部，（2）有機化合物を CO2，N2 ま た は H2 ガ ス へ 変 換 す る 反 応 炉，
（3）加 圧（2.2.3 章参照）により除去され，反応炉には導入系（GC）と真空系（IRMS）の機器を接続するスプより，反応炉の種類やその後に配置されるトラッ

リットシステム，（4）導入されたガスの安定同位体比を測定する IRMS 部，で構成される（Fig. 1a-プなどの構成が異なる。最終的に，キャリアーガ
スと共に CO2，N2 または H2 ガスが IRMS に送らd）。試料（複数の揮発性有機化合物の混合物）は，
一般的に n-ヘキサンやジクロロメタン溶液としれ，イオン化の後，それぞれの同位体のイオン強度（例えば水素では，H2+: m/z 2 と HD+: m/z 3）がて GC に導入される。個々の有機化合物はキャリ測定される。実際の測定では，PC ソフトウェア上されない。測定対象の有機化合物の種類と元素に−101−

力石嘉人・大場康弘

水フィルターで H2O を除去した後，キャリアーガ
スと共に CO2 と N2 が IRMS に導入され，CO2 の29/28 ratio

0.74
0.73
0.73

同位体比が測定される。
3）窒素同位体比を測定する場合（Fig. 1c）

0.72
0.72

m/z 28 Intensity (V)

0.71

3.0

16

20

24

28

32

36

40

N2 Reference gas

44

48

N2 Reference gas

2.0

Asp

Ala

Glu

化物（NXOY）に酸化分解される。その後，還元炉

1.0
16

20

24

28

32

36

GC で分離された有機化合物は，燃焼炉（酸化剤：NiO, CuO，触媒：Pt，温度：800〜1150℃）に連続的に導入され，CO2・H2O・N2・種々の窒素酸

Gly

40

44

48

Retention time (min)Fig. 2. A GC/IRMS chromatogram on nitrogen isotope
analysis of amino acid standards (Ala: alanine, Gly:
glycine, Asp: aspartic acid, Glu: glutamic acid) as
their N-pivaloyl/isopropyl ester derivatives

で Fig. 2 に示すようなクロマトグラムが得られ，それぞれのピーク（有機化合物）の同位体比が出力される（同位体のイオン強度から δ 値を求める
計算法は，Santrock et al.（1985）などを参照していただきたい）。その際，水素同位体比測定の場
合には，水素ガスのイオン化時に生じる H3+ イオン（H3 ファクター）の補正も行われる（2.2.5 章参照）。反応炉の種類やその後に配置されるトラッ
プなどの一般的な構成は以下の通りである。
1）窒素を含まない有機化合物の炭素同位体比を（還元剤：Cu，温度：550〜650℃）で窒素酸化物をN2 に還元し，透水フィルターで H2O を除去し，液体窒素トラップで CO2 を除去した後（CO2 はイオン化されると CO+（m/z 28）を生成するため IRMS
導入前に除去する必要がある），キャリアーガス
と共に N2 が IRMS に導入され，N2 の同位体比が測定される。
4）水素同位体比を測定する場合（Fig. 1d）
GC で分離された有機化合物は，熱分解炉（触媒：グラファイト，温度：1400〜1500℃，2.2.4 章参照）に連続的に導入され，H2・C（グラファイト）・CO（有機化合物に酸素が含まれる場合）に熱分解される。その後，生成したガスがキャリアーガスと共に IRMS に導入され，H2 の同位体比が測定される。
なお，GC/IRMS を示す表記として，論文等では測定する場合（Fig. 1a）
GC で分離された有機化合物は，燃焼炉（酸化様々な表記・略記が使われている。例えば，炭素・窒素同位体比を測定する設定（Fig. 1a-c）をガス

剤：NiO, CuO，触媒：Pt，温度：800〜950℃）に連続的に導入され，CO2・H2O に酸化分解される。

クロマトグラフ ⁄ 燃焼 ⁄ 同位体比質量分析計（GC/combustion/IRMS）と表記し，GC/C/IRMS, isotope

その後，透水フィルターで H2O を除去し（CO2 とH2O は共にイオン化されると HCO2+（m/z 45）を

ratio monitoring-GC/MS（irm-GC/MS）と表記する

生成するため，IRMS 導入前に H2O を除去する必要がある，Leckrone and Hayes, 1997, 1998），キャ（Fig. 1d）をガスクロマトグラフ ⁄ 熱分解 ⁄ 同位体比

リアーガスと共に CO2 が IRMS に導入され，CO2こともある。また，水素同位体比を測定する設定
質量分析計（GC/pyrolysis/IRMS）と表記し，GC/P/IRMS, GC/thermal conversion/IRMS（GC/TC/の同位体比が測定される。
2）窒素を含む有機化合物の炭素同位体比を測定

IRMS）と表記することもある。一般的に，論文中する場合（Fig. 1b）
GC で分離された有機化合物は，燃焼炉（酸化るので，分子レベル安定同位体比分析を用いてい剤：NiO, CuO，触媒：Pt，温度：800〜1150℃）に連続的に導入され，CO2・H2O・N2・種々の窒素酸

ただきたい。本稿では，両者を区別せずに「GC/IRMS」と記載した。

では使用した機器の詳細が実験項に記載されている論文を読むときは，実験項を注意して読んでい化物（NXOY）に酸化分解される。その後，還元炉（還元剤：Cu，温度：550〜650℃）で窒素酸化物
を N2 に還元し（N2O, NO2 は CO2 の同位体と同じ

2.2.2. GCキャピラリーカラムとマイクロボリュー

質量数を持つため N2 に還元する必要がある），透

GC 内部でのキャピラリーカラムとマイクロボ−102−

ム反応炉の接続ガスクロマトグラフ ⁄ 同位体比質量分析計による分子レベル安定同位体比分析法

グラファイト化）。

(a) Standard
Union

試料の分析数が増えると反応剤や触媒が劣化・

Furnace

消耗し，有機化合物の CO2，N2 または H2 ガスへ
Ceramic
tube

Capillary

Graphite vespel
ferrulesの変換効率の低下や，クロマトグラム上でのピー
ク形状の悪化（テーリングなど）の原因になる。
酸化剤の再酸化（2.2.4 章参照）や再グラファイト化により，ある程度の再活性化が期待できるが，最終的には新品の反応炉と交換しなければならな(b) Optimized
Union

い。例えば，著者らの研究室では，炭素同位体比を測定する場合には約 1000 分析，窒素同位体比をFurnace

Ceramic
tube
Capillary

Graphite vespel
ferrules

測定する場合には約 100 分析，水素同位体比を測定する場合には約 200 分析で反応炉を交換している。なお，炭素同位体比測定において，酸化剤がFig. 3. Optimization on the connection between GC
capillary column and ceramic reactor

劣化した状態で分析を続けると，燃焼炉内で有機化合物のグラファイト化反応が起こり（一度生じたグラファイトは，それ自身が触媒となり連鎖的

リューム反応炉の連結部では，Fig. 3b のように，なグラファイト化反応を引き起こす），正しい同キャピラリーカラムをセラミック反応炉の中まで位体比が得られなくなる。燃焼炉を交換しない限挿入させると得られる同位体比の精度が良くなる

り改善されることはないので，とくに注意が必要

ことが経験的に知られている。その際，挿入するである。

キャピラリーカラムの先端のポリイミドコーティ
ングを 1〜2 cm 程度あらかじめバーナーなどで焼2.2.4. バックフラッシュシステム

いて除去しておくと良い。

GC/IRMS を使用するうえで，理解しておきたい重要な装置上の仕組みの一つは，バックフラッ

2.2.3. 反応炉（燃焼炉・還元炉・熱分解炉）

シュシステム である。これは，溶媒や反応炉に

炭素同位体比や窒素同位体比の測定に用いる燃導入したくない特定の有機化合物を反応炉に導入

焼炉には，一般的に，酸化剤として NiO と CuO のワイヤーが，触媒として Pt のワイヤーが入れられせずに外部に排出する仕組みである（多量の溶媒ているものを用いる。通常は，市販の反応炉をそ消耗してしまう）。また，測定によって消耗したのまま装置にセットし，すぐに測定に使用するこ

燃焼炉の酸化剤を，酸素ガス（または空気）を導とができるが，水素同位体比測定に用いる熱分解炉では，試料の測定前にユーザー自身が，マイク入することで再酸化する際にも使用される。Fig.
4a に示すように，バックフラッシュが open のロボリューム内部にグラファイト（触媒）のコー

時には GC からのフローはそのまま外部に排出さティングを作らなければない。例えば，著者らは，スプリットシステムを open にするなどしれる。その際に酸素ガス（または空気）を導入すて反応炉と IRMS の接続を切った状態で，バックフラッシュを close にし（2.2.4 章参照）
，1450ºC（再酸化する場合の燃焼炉の温度は一般的に 550〜650℃，GC オーブンの温度は 50ºC 以下）。一の熱分解炉に，GC から n-ヘキサンを 1〜3μl を 0.5〜1μl ずつ数回に分けて導入することでグラファ

方で，Fig. 4b に示すように，バックフラッシュがclose の時には GC からのフローは反応炉に送らイト（触媒）のコーティングを作製している。まれる。この開閉は PC ソフトウェア上のタイムプ

た，グラファイトのコーティングを良好な状態に保つために，約 30〜50 試料ごとに，同様の方法

ログラムで制御され，溶媒や試料に含まれる特定で n-ヘキサン 0.5〜1μl 程度を再導入している（再できる。なお，バックフラッシュを用いず，PTVを反応炉に導入してしまうと，反応剤を著しくれば，燃焼炉の酸化剤を再酸化することができるの有機化合物を自動的・選択的に排出することが−103−力石嘉人・大場康弘(a) Hydrogen(a) Open
O2

He

He

Docosane
10

Δ (‰)

open

GC

20

open

Furnace

0
-10
-20

1

10

(b) Carbon(b) Close100

H (ng)

1.0

He

Docosane

He

close

0.5

close

Δ (‰)

O2

0.0
-0.5

GC

Furnace-1.010(c) Nitrogen

Fig. 4. Back-flush system on GC/IRMS

L-Aspartic acid

Δ (‰)

2.0

（programmed temperature vaporaization，温度プログ
ラム気化）法により，GC カラムへの溶媒の導入を行わない方法もある（Flenker et al., 2007）。
2.2.5. H3 ファクター
水素同位体比を測定するうえで特筆すべき重要な問題の一つに， H3 ファクター の補正がある。

100

C (ng)

0.0

-2.0

10

N (ng)

100

Fig. 5. Accuracy and precision of (a) hydrogen, (b) carbon,
and (c) nitrogen isotope analysis in our laboratory

水素ガスのイオン化では，H2+（m/z 2）・HD+（m/z3）の他に副産物として H3+（m/z 3）が発生し，そ「真値」と記す）と得られた測定値の隔たりから，の発生量は，イオン化室に導入された水素ガスの再度同位体スケールを補正する必要がある（3.9.2

圧力と有機化合物の同位体比に依存する。そのため，正確な同位体比を求めるためには，この H3+

章参照）。なお，H3 ファクターについての詳細はSessions et al.（2001a, 2001b）に記載されているのの発生量を補正しなければならない。通常，前者で，是非参照していただきたい。

（圧力依存）は標準水素ガスを断続的に異なる圧力で IRMS へ導入し，得られた同位体比の変化か

2.3. 測定精度

ら PC ソフトウェアにより H3 ファクターという有機化合物を用意し，正しい値（本稿では，以下形で計算される（試料の測定では PC ソフトウェ

測定精度は，一般的に炭素同位体比で±0.2〜
0.5‰，窒素同位体比で±0.5〜1.0‰，水素同位体

アにより自動的に補正される）。一方，後者（同位体比依存）は，イオンソースのフォーカスを H3比で±3〜10‰程度であり，有機化合物の種類やGC 等の条件，導入する試料量などに依存する（3ファクターが充分小さく（10 以下）なるように調整し，且つ正しい数値を PC ソフトウェアに認識

章参照）。例えば著者の研究室では，n-ドコサンの水素同位体比の測定精度は，水素量で 5〜80 ng

させることで影響を最小にすることができる。厳密に補正を行うためには，PC ソフトウェアによ（元素量換算で 5〜80 nmol）では± 4‰以下であり（Fig. 5a）
，炭素同位体比の測定精度は，炭素量で 5る自動補正に加え，同位体比の異なる複数の標準〜100ng（0.4〜8 nmol）で± 0.3‰以下である（Fig.

−104−ガスクロマトグラフ ⁄ 同位体比質量分析計による分子レベル安定同位体比分析法

(b)

(c)

(d)

Hydrogen (H2)Intensity(a)Retention time

Fig. 6. Schematic chromatograms of four types ofcompound-peak separation

Intensity

3/2

m/z 3

m/z 2

5b）
。L-アスパラギン酸の窒素同位体比の測定精度は，窒素量が 30〜110 ng（2〜8 nmol）で± 0.5‰以下である（Fig. 5c）。
3. 測定に必要な条件
3.1. はじめに

Time

Carbon (CO2)

Nitrogen (N2)

45/44

29/28

m/z 45m/z 29m/z 44Time

m/z 28Time

Fig. 7. Schematic illustration of the time displacement
between isotopically different gasses: (a) H2, (b)CO2, and (c) N2 (after Ricci et al., 1994)

要な注意点は，Fig. 6a のようにクロマトグラム上

安定同位体は自然界の様々な物理的・化学的・生物的過程において同位体分別を起こす。これは試料の前処理操作，及び GC/IRMS 装置内部におで個々の有機化合物を必ずベースライン分離しなければならないことである。Fig. 6b, 6c のようにいても例外ではない。とくに，前処理操作においピークが重なっている場合や，Fig. 6d のようにピークのバックグラウンドに unresolved complexて測定対象の有機化合物の回収率が低い場合や誘

mixture（UCM）とよばれる GC で分離不能な成分

導体化反応は，同位体分別の原因になることが多く，また GC/IRMS 装置内部における有機化合物がある場合には正確な同位体比を得ることができない。これは，Fig. 7 に示すように，キャピラ

およびガスのキャピラリーカラム内での移動や，

リーカラム内での同位体効果により，単一のガス

有機化合物のガス化（燃焼・還元，または熱分解反応）に伴う同位体分別も無視できない。そのたでも，異なる同位体の溶出時間が僅かに異なるためである。例えば炭素（CO2）では，m/z 45 のもの

め，GC/IRMS を用いて有機化合物の安定同位体が m/z 44 のものよりも先に溶出するために，クロ比を確度・精度良く測定するためには，測定対象

マトグラム上のピーク前半部が同位体的に重く，の化合物の種類や構造に応じて測定条件の最適化

後半部が同位体的に軽くなる。一方で，窒素（N2）では，m/z 28 のものが m/z 29 のものよりも先にを行う必要がある。

溶出するために，ピーク前半部が同位体的に軽3.2. 測定可能な有機化合物

く，後半部が同位体的に重くなる。すなわち，同

GC/IRMS では，前処理装置に GC を用いるため，測定可能な有機化合物は GC で分析が可能な

位体比を正確に得るためには，必ずピーク全体を積分しなければならず，Fig. 6b, 6c のように複数揮発性化合物（または誘導体化などにより揮発性の有機化合物のピークが少しでも重なっている場を獲得することのできる有機化合物）に限定される。一般的に，沸点が 300ºC 以下の有機化合物が合は，両者の同位体比が干渉してしまう。例えば対象になる。また，メタノールや酢酸などの高揮よりも大きくなり，後に溶出するピークの同位体

発性の低分子化合物や，熱や光に不安定な有機化比が真値よりも小さくなる傾向がある。そのため導入試料は，目的の有機化合物が GC クロマトグ

合物は，操作中の揮発や分解に伴う同位体分別があるので，注意して扱う必要がある（例えば，Oba

炭素では，先に溶出するピークの同位体比が真値

ラム上で完全にベースライン分離するものを準備

and Naraoka, 2008）。

する必要がある。

3.3. ベースライン分離

フィーなどにより，試料をいくつかの画分に分け一般的に，液−液分配や種々のクロマトグラ
GC/IRMS で同位体比を測定する上で非常に重ることでベースライン分離を達成する。例えば，−105−

力石嘉人・大場康弘(a) Mono-alcohol fraction

SampleExtraction

Intensity

LipidsLiquid-liquid separation

Acidic lipids

Retention time

Neutral lipids
Silica gel column chromatography

Hydrocarbons

Mono-alcohols

1)2)Polar lipids

Urea adduction
AgNO3 silica gel column chromatography

Urea adduction(b) Δ5 Sterol fraction

Straight-chain
alcohols

Branched & cyclic
alcohols

24-Methylcholest-5-en-3β-ol(campesterol)

Cholest-5-en-3β-ol(cholesterol)HO

Stanols

Δ5 Sterols

Intensity

AgNO3 silica gel column
chromatography

HO

HO

Other sterols

Fig. 8. An analytical protocol for extraction and separationof Δ5 sterols (e.g. cholesterol) from sample matrix

24-Ethylcholest-5-en-3β-ol(sitosterol)

Retention time

Fig. 9. GC/MS chromatograms of mono-alcohol and Δ5
sterol fractions from soil samples (Chikaraishi andNaraoka, 2006)

土壌試料に含まれるコレステロールなどの Δ5 ス
H

テロールの同位体比を測定するためには，（1）有機溶媒による脂質成分の抽出，（2）液 - 液分配にR1

よる中性脂質成分の分画，（3）シリカゲルカラム
クロマトグラフィーによるモノアルコール成分

C

C

O

H

H
R2

R1

Keto‐formの分画，（4）尿素アダクト処理による分岐・環状

C

C

R2

OH

Enol‐form

アルコールの分画，（5）硝酸銀シリカゲルカラム
クロマトグラフィーによる Δ5 ステロールの分画，

Fig. 10. Keto-enol tautomerizationという手順により GC クロマトグラム上で Δ5 ス

Naraoka, 2003），ケトンは，エノール体が異性体とテロールのピークが完全にベースライン分離する
試料を用意する（Fig. 8, 9）。シリカゲルカラムク

して存在し，それらが容易に変化しあう異性現象を持つ（ケト−エノール互変異性，Fig. 10）。実際

ロマトグラフィーは有機化合物の極性による分画に，ジカルボン酸の α 水素（二重結合の隣の水素）に，尿素アダクト処理やモレキュラーシーブ処理

は，抽出などに用いる水の水素と容易に交換してしまう（Fuller and Huang, 2003）。そのため，これは直鎖状有機化合物と分岐・環状有機化合物の分画（例えば，駒津ら , 1999; 山田ら , 1994; Grice etらの官能基を含む有機化合物の水素同位体比を測al., 2008）に，硝酸銀シリカゲルカラムクロマトグ

定する場合は，誘導体化（3.5 章）などによりこれ

ラフィーは有機化合物の不飽和度による分画（例えば，Chikaraishi et al., 2004b; Chikaraishi, 2006）にらの交換性水素を除去する，または交換した水素の同位体比を較正する必要がある。

よく使われる手法である。
3.5. 誘導体化
3.4. 交換性水素の扱い
水酸基（-OH）
・カルボキシル基（-COOH）
・ア

有機化合物に極性官能基（水酸基 : -OH・カルボ
キシル基 : -COOH・アミノ基 : -NH2 など）が含ま

ミノ基（-NH2）などに含まれる水素は，実験室中れる場合，官能基を化学的に修飾することで，GCの水蒸気やカラムの固定相などと容易に交換する。また，芳香族化合物の水素は，低 pH・高温

クロマトグラム上での分離能の向上・交換性水素

条件では容易に交換してしまい（例えば，Oba andの除去・化合物の安定化などが期待できる。Table
1 によく使われる誘導体化法をまとめた。誘導体−106−

ガスクロマトグラフ ⁄ 同位体比質量分析計による分子レベル安定同位体比分析法

Table 1. Summary of the most commonly employed procedures for derivatization of polar compounds for CSIA
Procedure

Functional group

Mechanisms

Silylation-OH/-COOH/-NH2 Trimethylsilylation (TMS)

Reagent

Product

N, O-bis(trimethylsilyl) trifluoro
acetamide (BSTFA)-O-TMS/-COO-TMS/-NH-TMS

tert-butyldimethylsilylation N-tert-buthyldimethylsilyl-N-methyltrifluoro acetamide (MTBSTFA)(tBDMS)-O-tBDMS/-COO-tBDMS/-NH-tBDMS

Estrification -COOH

Methylation

BF /Methanol, acethyl chloride/methanol, or HCl/Methanol-CO-OCH3

Acylation

Acetylation

Acetic anhydride-O-OCOCH3/-NH-OCOCH3

Pivaloylation

Pivaloyl chloride-O-OCOC(CH3)3/-NH-OCOC(CH3)3

Trifluoroacetylation

Trifluoroacetic anhydride-O-OCOCF3/-NH-OCOCF3-OH/-NH2

2.5

N=2

N=2

25

N=3

20
N=5

15
10

N=10
N=20

5
0

5

10

15

Hydrogen number added

Uncertainty (‰)

Uncertainty (‰)

300

体化に伴う同位体分別，（3）誘導体基に含まれる元素の 3 点である。得られる同位体比の精度（σ 化Carbon (δ13C)

Hydrogen (δD)
35

3

合物

2.0

）は式 3 で計算される。
σ 化合物 2 ＝ σ 全体 2 ×（n 全体 ⁄ n 化合物）2 ＋σ 誘導体 22式3×（n 誘導体 ⁄ n 化合物）

1.5

N=3

1.0

N=5

すなわち，得られる同位体比の精度は，目的の有N=10機化合物に含まれる測定対象の元素の数が少な

0.5

0.0

N=20

0

5

10

15

Carbon number addedく，誘導体基に含まれるそれが多いときに，非常に悪くなる（Fig. 11）。例えば，酢酸（C2）をデカノール（C10）でエステル化し炭素同位体比を測定

Fig. 11. Uncertainty in (a) hydrogen and (b) carbon isotopic
compositions of derivatives: the uncertainty is
calculated by eq. (3) with determined standard
deviation of 3‰ for hydrogen and 0.2‰ forcarbon, and N is the number of original hydrogenor carbon atoms

した場合には，測定精度（σ 全体）及び誘導体基の同位体比の見積もり精度（σ 誘導体）がともに±0.2‰であったとしても，得られる酢酸の同位体比の精度（σ 化合物）は±1.6‰にもなってしまう。
また誘導体化の反応に同位体分別がある場合
は，補正計算が複雑（ときには困難）になる。例

化試薬から新に加わる元素の同位体的な影響は，
式 2 を用いて補正される。
n 全体 δ 全体＝n 化合物 δ 化合物＋n 誘導体 δ 誘導体

式2n は測定対象元素の数を，下付文字の 全体 ・化合物 ・ 誘導体 は，それぞれ誘導体化後の有機化合物・誘導体化前の有機化合物・誘導体基を示す。δ 全体が測定で得られるので，δ 化合物を求めるには，あらかじめ δ 誘導体を知っておく必要がある。
一般的に，同位体比既知の標準有機化合物を用いて δ 誘導体をあらかじめ求めておき，次に同じ誘導体化剤を用いて試料を誘導体化し，得られた測定値（δ 全体）から δ 化合物を計算するという方法が使われることが多い。
誘導体化を用いる上で注意しなければならない
ことは，（1）得られる同位体比の精度，（2）誘導えば，ヒドロキシル基（-OH）とカルボキシル基（-COOH）の反応では，ヒドロキシル基の酸素とカルボキシル基の炭素の結合形成時に同位体効果があり，一般的に軽い同位体である 12C・16O が優先的に反応する（Fig. 12）。誘導体化剤が試料に対して過剰量あり，試料が 100％反応すると仮定す
ると，カルボン酸をエステル化する場合では，アルコールのヒドロキシル基の酸素に同位体分別が生じ（カルボキシル基の炭素は 100％反応するので，炭素に同位体分別は無い），アルコールのアセチル化では，カルボキシル基の炭素に同位体分別が生じる（アルコールのヒドロキシル基の酸素は100％反応するので，酸素に同位体分別は無い）。
そのため，炭素同位体比を測定する場合に，カルボン酸のエステル誘導体化では，式 2 の δ 誘導が定−107−

力石嘉人・大場康弘

O
R1

C

OH

+ HO

Carboxylic acid

R2

H+

O
R1

Alcohol

H+

* OH
HO*
R
C

O
R1

2

C

O

R2

Ester

*Isotope effect is on the carbon of the acid and the oxygen of the alcoholFig. 12. Isotope effects during ester formation

数として与えられ，アルコールのアセチル誘導体
化では，δ 誘導体が変数（反応のフラックスにより変化する）として与えられる。すなわち後者では，δ

法やスプリットレス法は，沸点の高い高分子化合物を定量的に GC へ導入することが難しいため，微量試料の高分子化合物の同位体比測定には不向を得るためには，個々の試料におけるアセチきである。また導入時の同位体分別も否定できな

ル化反応のフラックス（誘導体化剤の消費率）をい。なお導入法と同位体分別の有無については，
Zwank et al.（2003）に良くまとめられているので誘導体

把握しなければならない。
しかし，例えばアミノ酸のアシル化などでは，是非参照していただきたい。

アミノ酸の種類により同位体効果の大きさが異な
るうえ，それらは試料中のアミノ酸組成にも依存する。このような場合に正確な δ 誘導体を求めるこ

3.6.2. カラムとはもはや困難である（これまで，アミノ酸をアシル化し，GC/IRMS を用いて分子レベル炭素同

様々なものが用いられており，一般的に，無極性や微極性の内径 0.32 mm×長さ 30 m もしくは 60

位体比分析を行った論文が多数報告されている

m の低ブリードカラム（例えば，アジレント社製

が，その全てが正確な補正を行っていない）。なお
誘導体化と同位体分別の有無については，Rieleyの HP-1MS や HP-5MS など）で固定相の膜厚が薄いタイプ（0.1〜0.320 m）が用いられる。膜厚の厚（1994）に良くまとめられているので是非参照しいカラムは，GC オーブン温度の上昇に伴い，カていただきたい。

ラムから固定相が溶出し，クロマトグラムのバッ

分離カラムは，測定対象の有機化合物に応じて誘導体基に水素・炭素・窒素・酸素以外の元素

クグラウンドを上昇させるだけでなく，反応剤の（例えば，F, S, Si, Cl）が含まれる場合には，GC/
IRMS のトラブルの原因になることが多い。例え

著しい劣化の原因になる。また窒素同位体比を測ば，フッ素（F）は燃焼炉の酸化剤（CuO や NiO）と不可逆的に反応し CuF2 や NiF2 を形成するため，定する場合には，いくつかのタイプのカラム（例えば，アジレント社製の HP-FFAP など）では，試料中の有機化合物と固定相の反応に伴う同位体分

これらの酸化剤の劣化の原因になる。またフッ素を含む化合物が燃焼すると HF などの腐蝕性の副別の可能性があるため注意が必要である。

生成物が生じ，燃焼炉の先のキャピラリーを著し

3.6.3. キャリアーガスの流速

く劣化させる。硫黄（S）は燃焼効率を著しく低下

GC/IRMS におけるキャリアーガスの流速は，GC/FID や GC/MS のそれに比べ遅く設定される。

させ，また燃焼により硫酸を生じる。珪素（Si）は燃焼炉内で固体として蓄積するため，燃焼炉をつまらせる原因になる。

炭素・窒素同位体比を測定する場合には，定流量設定（constant flow モード）で 1.0〜1.4 ml/分（反応炉の通過時間で 2，3 秒）程度，水素同位体比を3.6. GC の条件

測定する場合には，0.8〜1.0ml/分程度に設定され3.6.1. 導入法

ることが多い。これは燃焼炉や還元炉，または熱導入法は，測定対象の有機化合物に応じて様々

分解炉において十分な反応時間を確保するためでなものを用いられており，一般的に，オンカラム
法や PTV 法がよく用いられている。スプリット

あり，流速が速い場合には（例えば，2.0ml/分），
有機化合物の CO2，N2 または H2 ガスへの変換効−108−ガスクロマトグラフ ⁄ 同位体比質量分析計による分子レベル安定同位体比分析法

Residence time (sec)δ15N (‰ vs Air)

5

4

3
3

2

Increase intemperature

Fast

2

Slow

1
Intensity

Combustion
furnace
Reduction
furnace

L-Aspartic acid

Glycine0-5

L-Glutamic acid

1

1.5

2

2.5

Carrier gas flow rate (ml min-1)

Fig. 13. Determined δ N values of amino acid standards(as N-pivaloyl/isopropyl ester derivatives) withrespect to varying carrier gas flow: dashed lines
represent the actual δ15N values and bars represent
standard deviations (1σ) for triplicate analyses
15

Early

Retention time

Late

High

Signal intensity

Small

Sharp

Peak form

Flat

Large

Injection amount / time
into furnace

Small

Inefficient

Conversion

EfficientFig. 14. Relationship between peak form and temperature
program on GC

ターである。一般的に，燃焼炉は 800〜1150℃，
還元炉は 550〜650℃，熱分解炉は 1400〜1500℃で用いられるが，最適な温度域は測定対象の元率が著しく低下し，正確な同位体比が得られない

素・有機化合物の種類・キャリアーガスの流速な（例えば，Fig. 13）。一方で，極端に流速を遅くした場合には（例えば，0.5 ml/分）GC/IRMS 装置内

どにより異なる。例えば，炭素同位体比を測定す部における様々な接続部やスプリットシステムにる場合は，n-アルカンなどの飽和炭化水素では燃
焼炉を 800〜900℃，多環芳香族炭化水素（PAHs）

おける大気の侵入（リーク）の原因になる。

や炭素数 10 以下の低分子モノカルボン酸では燃
焼炉を 900〜1000℃，アミノ酸では燃焼炉を 950

3.6.4. 昇温プログラム〜1050℃・還元炉を 550〜650℃の範囲に設定さGC オーブンの昇温プログラムは，測定対象の有機化合物に応じて様々な設定が用いられ，一般
的に GC/FID や GC/MS のそれと同条件に設定されることが多い。窒素同位体比を測定する場合には，不十分な酸化は N2 ガスと同質量の CO ガ

れることが多い。しかし，クロマトグラム上でのスの発生原因となり，過酸化は N2 以外の窒素酸化物（NXOY）の発生率を上げ，還元炉におけるこ有機化合物のピーク形状は，急激な昇温プログラ

れらの窒素酸化物の不完全還元の原因となるのムで鋭く，緩やかな昇温プログラムで鈍くなる（Fig. 14）。そのため前者では，反応炉への単位時で，反応炉の温度設定にとくに注意が必要である。Fig. 15 に示すように燃焼炉の温度が低い場合間あたりの導入量が多くなり，酸化・還元・熱分（＜950℃）には，確度・精度の良い同位体比を得

解などの反応率が低下する。一方後者では，シグナル強度や S/N 比が小さくなり，両者とも測定確ることはできない。

度・精度の低下要因になる。最適な昇温プログラへの変換が定量的であるか（100％進行している

ムは，測定対象の有機化合物・元素の種類，導入

か，反応に伴い同位体分別があるか）どうかはよ量により異なり，キャリアーガスの流速にも左右く議論され，根拠もなく定量的であるとされていされる。

ることが多い。しかし，これらのガス化反応は残これらの反応において，CO2，N2 または H2 ガス

念ながら定量的でない。例えば，水素同位体比の3.7. 反応炉の温度測定において，メタンやエタンのような熱分解副反応炉の温度は，有機化合物の CO2，N2 または H2 ガスへの変換効率を左右する重要なファク産物が観測され，またその生成率は有機化合物の種類により異なる（Fig. 16）。すなわち，正しい同−109−

力石嘉人・大場康弘には，反応炉でのガス化反応が不完全になり，得δ15N (‰ vs Air)られる同位体比の確度・精度が著しく低下する。

L-Aspartic acid5

また試料導入量とシグナル強度（または，積分値）の関係は，装置の様々な条件や測定対象の元素・
有機化合物の種類にも左右される。例えば，著者

0Glycine-5800の研究室では，導入量とシグナル強度の関係は測
定日ごとに変化する（Fig. 17）。GC/IRMS による

L-Glutamic acid

分子レベル安定同位体比分析では，試料に含まれ
850

900

950

1000

1050

1100

る有機化合物の量が化合物ごとに異なることが多いため，測定値の量依存性は，非常に大きな問題

Temperature of oxidation furnace (ºC)

Fig. 15. Determined δ15N values of amino acid standards(as N-pivaloyl/isopropyl ester derivatives) withrespect to varying oxidation temperatures: dashedlines represent the actual δ15N values and bars
represent standard deviations (1σ) for triplicate
analysesになる。すなわち，正しい同位体比を得るためには，ダイナミックレンジを正確に把握し，最適な試料量の範囲内で測定する必要がある。ただし，Fig. 18 のように，測定精度がほとんど変化せず，得られる同位体比の確度が試料量に依存する場
合（とくに試料の導入量が少ない，または多い場

う同位体分別を適切に補正する必要がある（3.9.2

合など）には，近似式を求めて補正することもできる（例えば，Schmitt et al., 2003; Zech and Glaser,

章参照）。

2008）
。

位体比を得るためには，これらのガス化反応に伴なお，IRMS 本体の問題として，ガスのイオン
3.8. 試料量化に伴い得られる同位体比が量依存性を示すこと

最適な試料量は，一般的に 1 化合物・1 元素あがある。一般的に最近の装置では，これはフォー

たり数〜数十ナノモルであり，GC/FID や GC/MS

カスの調整で解決されるが，イオン源が汚れてきと比較してダイナミックレンジは極端に狭い。とたりするとこの問題が顕著に現れる場合があるの

くに，最適試料量域を超えて試料を導入した場合で注意する必要がある。

(a) m/z=2 (H2+)(b) m/z=15 (CH3+)(c) m/z=16 (CH4+)

(4)
(1)

(2)

(3)

8V

1V

8mV

(d) m/z=29 (COH+ and C2H5+)(1) n-Octadecane(e) m/z=30 (C2H6+)50mV(2) n-Hexadecanoic acid methyl ester(3) n- Hexadecanol acetate
25mV(4) n-Heneicosane

Fig. 16. Ion currents of (a) hydrogen and (b-e) typical pyrolysis by-products on the hydrogenisotope analysis of n-octadecane, n-hexadecanoic acid methyl ester, n-hexadecanolacetate, and n-heneicosane (furnace temperature of 1440℃)−110−

ガスクロマトグラフ ⁄ 同位体比質量分析計による分子レベル安定同位体比分析法

25
11/18, '05
11/25 '05

Δ (‰)

11/30 '05

20

m/z 2 Intensity (Vs)

1/16, '06

015

Injected amount10

Fig. 18. Schematic illustration of the amount dependence
of determined δ values

5

(a)

(b)

(c)

2

4

6

8

10

12

14

16

H (ng)
Fig. 17. Temporal variation of the sensitivity on thehydrogen isotope analysis of n-alkane standards
in our laboratory

3.9. データの取得とキャリブレーション
3.9.1. データの取得
クロマトグラム上でのピーク（有機化合物）の検出・積分値の取得・同位体比の計算は，一般的に，最低強度や単位時間あたりのイオン強度のm/z 28 Intensity (V)029/28 ratio0

Retention time (min)Fig. 19. Three examples of auto ion peak detections bysoftware programs

変化率（ピークの始まりと終わり）等を指定する
ことで，PC ソフトウェアのプログラムにより自Fig.19c のようにピークが不適切に検出されてい動的に行われる。通常はこのプログラムによりFig.19a のようにピークが検出され，ピーク全体

ることが多い。言い換えれば，出力された酸素同の積分が行われる（正確な同位体比を得るためにれているかどうかを知る手がかりになる。

は，必ずピーク全体を積分しなければならない，
3.3 章）。しかし希に，プログラムに頼ると Fig.19b

3.9.2 同位体比のキャリブレーション

位体比の値は，化合物ピークの検出が適切に行わのようにピークの積分が不十分なことや Fig.19c

試料有機化合物の同位体比は，一般的に，同位のようにピークのバックグラウンドが適切でない

体比既知の標準有機化合物を用意し，（1）それらこともある。それらの際は，マニュアルでピークを内部標準として試料と同時に測定する，（2）その再検出を行う必要がある。

れらの同位体比から標準ガスの同位体比を求め，結果として炭素同位体比の他に酸素同位体比も出

なお，炭素同位体比を測定する場合には，測定

標準ガスの同位体比を基に試料有機化合物の同位体比を測定する，（3）標準ガスの同位体比を 0‰

力される。この酸素同位体比は，酸化剤由来のもとして標準及び試料有機化合物の同位体比を測定のであり有機化合物の同位体比とはほとんど無関し，標準有機化合物の真値と測定値の相関関係係であるが，Fig.19a のように化合物ピークの検（式）から，試料有機化合物の同位体比を計算す出が適切である場合には，同一クロマトグラフ上る，のいずれかの手法により決定される。標準有にある全ての有機化合物のピークがほとんど同機化合物は，測定対象の有機化合物と同じのも，じ値を持つ（±2‰以内）。酸素同位体比が，他のピークと大きく異なる値を示す場合は，Fig.19b やまたはできるだけ構造が酷似しているものを用いる。これは，GC/IRMS 装置内部での同位体分別−111−

力石嘉人・大場康弘

Table 2. δ13C values (‰) of n-alkane standards calibrated by different three methods
Cn
15
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
28
30
32
33
36

δ13CDual Inlet*−27.46n.d.
−29.40−30.62−33.30−28.53−30.52−29.46−31.38−28.11−32.87−31.14−29.61−29.72−31.25−26.16

Calibration method (1)
δ13C
−27.2
−28.7
−
−30.4
−33.1
−28.6
−30.5
−29.5
−31.1
−28.0
−32.7
−30.8
−29.6
−29.7
−
−26.1

Δ**
0.2
−
−
0.2
0.2
−0.0
0.1
−0.0
0.2
0.1
0.1
0.3
0.0
−0.3
−
0.1

Calibration method (2)(Ref. gas＝−33.38‰)
δ13C
−28.1
−29.2
−29.2
−30.3
−32.9
−28.4
−30.3
−29.4
−31.0
−27.9
−32.6
−30.7
−29.5
−29.6
−31.2
−26.0

Δ**
−0.6
−
0.2
0.4
0.4
0.1
0.2
0.1
0.4
0.3
0.3
0.4
0.1
0.1
0.1
0.2

Calibration method (3)(Ref. gas＝0‰ with Correlation line)
δ13CRef.gas=0‰
6.4
5.1
4.3
3.2
0.5
5.2
3.2
4.2
2.6
5.8
0.9
2.8
4.1
4.0
2.4
7.7

δ13CCorrect***
−27.4
−28.7
−29.5
−30.5
−33.2
−28.6
−30.6
−29.6
−31.2
−28.0
−32.9
−31.0
−29.7
−29.8
−31.4
−26.1

Δ**
0.1
−
−0.1
0.1
0.1
−0.1
−0.0
−0.1
0.2
0.1
−0.0
0.2
−0.1
−0.1
−0.1
0.1

* : δ13C values of n-alkane standards were independently determined by Dual Inlet method with σ < 0.05‰** : Δ＝δ13CGC/IRMS−δ13CDual Inlet*** : δ13CCorrect＝0.99394×δ13CRef.gas=0‰−33.76 (R2＝0.997)

が否定できないためである。試料有機化合物と構2 に示すように，僅かな差ではあるが，得られる造が大きく異なるものを標準有機化合物として用同位体比の確度は，キャリブレーション（3）が最いる場合には，両者の同位体分別の程度（大きさ）も高く，キャリブレーション（1），キャリブレー

が大きく異なる可能性が高い。
実例として Table 2 に，同位体比既知の n-アルション（2）の順に低くなる。

カン（炭素数 15〜36，それぞれ約 40 ng/μl の標準溶液）を測定し，上記の 3 種のキャリブレーショても，真値と得られる同位体比の関係が，必ずしも一対一対応しないこと（Fig. 19b の相関直線のン法により求めた結果を示す。測定元素は炭素，PTV 法で 1μl を導入，GC カラムはアジレント社製

傾きが 1.0 にならない），及び内部標準の有機化合の HP-1MS を用い，キャリアーガスの流速を 1.4ml/分，GC オーブンの昇温条件を 50℃で 2 分間保持されるためである。前者は，IRMS の装置固有の

後 6℃ ⁄ 分で 310℃に昇温し 10 分間保持，燃焼炉の温度を 850℃に設定した。CO2 の標準ガスは Fig.

たこの傾きの大きさは，測定対象の元素・有機化
合物の種類や GC 等の条件などにも依存する。と

20a のように n-アルカンのピークの前後にそれぞれ 3 回 20 秒間ずつ導入した。キャリブレーショ

くに水素同位体比を測定する場合には，有機化合物の同位体比に依存して H3+ の発生率が異なるこン（1）については，n-オクタデカン（C18）・n-トリとが，真値と測定値の僅かなズレに大きく寄与しトリアコンタン（C36）を内部標準として用い，その他の n-アルカンの同位体比を求めた。キャリブている（2.2.5 章参照）
。すなわち，キャリブレー

レーション（2）については，キャリブレーション

複数の標準有機化合物を測定することで平均化し（1）で得られた標準ガスの同位体比を基に，n-アているため，得られる同位体比の確度が最も高く

ルカンの同位体比を再度計算した。またキャリブなる。

レーション（3）については，標準ガスの同位体比を 0‰として n-アルカンの同位体比を測定し，真スの同位体比から試料有機化合物の同位体比を測値（δ13CDual Inlet，Dual Inlet 法により測定）と測定値（δ13CRef gas=0‰）の相関直線（Fig. 20b）から，再度 n-定する手法も良く用いられているが，これは前述
した有機化合物の GC/IRMS 装置内部での同位体

アルカンの同位体比（δ13CCorrect）を計算した。Table

分別が否定できないため，適切でない。著者らのこれは同位体比既知の標準有機化合物を測定し物の測定誤差が試料有機化合物の同位体比に加算特性であり，異なる装置は異なる傾きを持つ。まション（3）は，前者を補正し，後者（測定誤差）も同位体比既知の標準ガスを用いて，その標準ガ−112−

ガスクロマトグラフ ⁄ 同位体比質量分析計による分子レベル安定同位体比分析法(a)m/z 44 Intensity (V)

8
15

6
4

17

18 19 20 21

22 23 24 25 26

28

30

32 33

CO2 Ref. gas

36

CO2 Ref. gas

2
0

10

15

20

25

30

35

40

45

Retention time (min)

(b)

-26

δ13CDual Inlet (‰ vs PDB)

-27
-28
-29

δ13CDual Inlet =-30

0.99394×δ13CRef.gas=0‰ - 33.76-31(R2 = 0.997)

-32
-33
-34

0

1

2

3

4

5

6

7

8

δ13CRef.gas=0‰ (‰)

Fig. 20. A typical method of isotopic calibration: (a) m/z 44 chromatogram and (b) correlation
between δ13C values determined by Dual inlet (vs. PDB) and GC/IRMS (vs. Ref. gas＝0‰)
approaches.

経験では，真値と測定値の隔たりは，炭素・窒素
同位体比で 5‰，水素同位体比で 50‰にもなるこ

場合や，とくに GC オーブンを高温（300 度〜350とがある。この手法を用いる場合には，同位体比注意が必要である。そのため，数試料毎に同位体既知の標準物質（測定対象の有機化合物と同じも比既知の標準有機化合物を測定し，得られる同位の）を用いて，測定される同位体比の確度・精度体比が適切であるかを確認する必要がある。例えば，著者らの研究室では，おおむね 5〜8 試料毎にを必ず確認し，適切な較正を行う必要がある。

度）にして使用する場合には，数試料の分析でも標準有機化合物を測定し，得られた同位体比の妥
3.9.3. 測定値の経時変化と補正

当性を確認するとともに，一つのシークエンス内

連続的に長時間の分析を行う場合には，測定値が経時変化を示すことがある。これは，注入口やGC カラム内部に汚れが蓄積し，また反応剤の消で測定した全ての標準有機化合物を用いて，3.9.2
章のキャリブレーション（3）の真値 - 測定値の相関直線を作り，試料の同位体比を求めている（こ耗や様々な接続部での微少なリークの発生など，試料の連続測定に伴い GC/IRMS 装置内部の状態

れにより，シークエンス分析中の僅かな経時変化が変化することに起因する。通常，10〜20 試料程

物の同位体比が有意に変化した場合には，最後に度の連続分析では，得られる同位体比に有意な差正しい値が得られた標準有機化合物以降の測定結は見られないが，導入する有機化合物の量が多い

果は全て破棄し，GC/IRMS をメンテナンスしたを平均化することができる）。また，標準有機化合−113−

力石嘉人・大場康弘

後（4 章参照），再度測定を行っている。

1. 装置の状態を把握する（a） IRMS の真空度

3.10. 測定に必要な条件のまとめ（b）各接続部でのリークでの定量・定性分析とは異なり，GC/IRMS での誰でも比較的簡単に扱える GC/FID や GC/MS（c） バ ッ ク フ ラ ッ シ ュ が open ま た は
close 時 で の m/z 18（H2O）, 28（N2）,分子レベル安定同位体比分析には，本稿で記載し

32（O2）, 40（Ar）, 44（CO2）の バ ッ ク グ

たように様々な最適化が必要である。しかし，最ラウンド強度

適化されていない条件で分析しても，測定は行われ，同位体比として妥当そうな数値が出力されて（d）バックフラッシュ出口での流量（e） H3 ファクターの値しまう。そのため，誤ったデータやそれに基づく（f） GC 注入口の状態（セプタムの劣化，ガ

誤った解釈が行われ，それらの結果が国際論文にラスライナーの汚れ）掲載されていることも少なくない。正しい考察・（g）各接続部での流量（リークの部位が特定

結論を導くためには，適切な測定法で，確度・精できない場合に，各接続部を一つずつ開度の高いデータを出す必要がある。
GC/IRMS を用いて有機化合物の安定同位体比

けて適切な流量であるかを確認する）
2. クロマトグラム上のピーク形状・強度を確認

を精度・確度良く測定する最も確実な方法は，同する

位体比既知の標準有機化合物（測定対象の化合物（a） リテンションタイムの遅れ（GC 注入口と同じもの）を用いて，GC カラム・キャリアーガ
スの流速・昇温プログラム，反応炉の温度，試料でのリーク）

導入量を最適化し，その後，最適化した測定条件（b）低分子側の強度の低下（GC 注入口・注入
口と GC カラムの接続部でのリーク）を用いて試料を測定することである。その際も，（c） 高分子側の強度の低下（バックフラッ

数試料毎に標準有機化合物を測定し，GC カラム

シュ装置・GC カラム後半部での分岐部・
GC カラムと反応炉の接続部でのリーや酸化剤や還元剤の劣化を常にモニターする必要がある。試料は，測定対象の有機化合物がクロマ
トグラム上で完全にベースライン分離するものを準備しなければならない。また，誘導体化を用いる場合には，得られる同位体比の精度や同位体分別にも充分な注意を払わなければならない。

ク）（d）低分子・高分子の中間域での強度の低下（燃焼炉内でのグラファイト化）（d）低分子から高分子までの全体的な強度の低 下（GC 注 入 口・GC 出 口 〜 ス プ リ ットシステム間でのリーク，酸化剤・グラ4. トラブルの発見と対処

ファイトコーティングの劣化）全ての測定機器で起こりうる問題であるが，GC/IRMS においても使用に伴い様々なトラブル（e） テーリング（GC カラム・酸化剤・グラが起こる。著者らの経験では，日常のトラブルの多くは，接続部でのリークや GC カラム・反応炉（f） 水素同位体比測定において，ピーク形状
が Fig. 21 のようになる（グラファイトの劣化に起因することが多く，最適な条件で測定

ファイトコーティングの劣化）

コーティングの劣化）を行っていても，ピーク強度の低下や正しい同位（g）定期的なスパイク信号の出現（イオン体比が得られないなどの問題を生じる。しかし，日常の測定において，装置の状態やスタンダード

ソースの汚れ）3. 同位体比を確認するなどの分析結果を記録し，それらの経時変化を捉（a） 標 準 ガ ス 断 続 導 入 時（ON/OFF テ ス ト

えていれば，多くの場合において，トラブルの兆時）の値のバラツキ（ボンベ開栓後十分

候を早期に発見し適切な対処を行うことができに時間が経った状態で，水素同位体比でる。以下に著者らの研究室で用いている代表的な±1‰，炭素同位体比で ±0.1‰，窒素同チェック項目を列挙したので，参考にして頂きたい。

位体比で±0.1‰値以上の変動が見られ−114−

ガスクロマトグラフ ⁄ 同位体比質量分析計による分子レベル安定同位体比分析法

(a)

(b)

C3 Plants

C4 Plants

Bulk
n-Alkyl lipids(e.g. n-alkanes)

Intensity

C15 & C30 Terpenoids(e.g. sterols)

C20 Terpenoids(e.g. phytol)

Chlorophylls
-45

-40

-35

Retention time

-30

-25

-20

-15

-10

δ13C (‰ vs PDB)

Fig. 21. Schematic illustration of (a) usual and (b) unusual
peaks on hydrogen isotope analysis

る場合には，ボンベ〜 IRMS 導入口間でFig. 22. Carbon isotopic composition of plant lipids andpigments (after Deines, 1980: Collister et al.,
1994: Ballentine et al., 1994; Conte et al., 2003:
Chikaraishi et al., 2004a, 2005a; Bi et al., 2005;
Chikaraishi and Naraoka, 2007)のリーク，イオンソースの汚れ）（b）炭素同位体比のプラス側へのシフト（イオンソースへの水の付着，透水フィル
ターの劣化）

Sulfate Reduction
Syntrophic（c） 炭素同位体比のマイナス側へのシフト

Archaea(e.g. GDGTs)（含窒素化合物の場合には，還元剤の劣Anaerobic oxidation of CH4

-120

化）
（d）窒素同位体比測定時に m/z 30（NO）のピーク強度の増加（還元剤の劣化）
5. あとがき：
分子レベル安定同位体分析の現状と今後

Planktonic/heterotrophic

Midwater bacterial community(e.g. chemoautotrophic)

Bacteria(e.g. hopanoids)

-100

-80

-60

-40

-20

δ13C (‰ vs PDB)

Fig. 23. Carbon isotopic composition of bacterial andarchaea lipids (after Schoell et al., 1994; Hinrichs
et al., 2000; Pancost and Sinninghe Damsté 2003:
Werne and Sinninghe Damsté, 2005)

有機化合物の安定同位体比は，分子構造（機能）メタンなどの様々な炭素源を利用して生きておやその化合物に特有の生物化学的プロセス（合成・代謝・分解など）と密接にリンクした情報がり，その炭素同位体比は炭素源の同位体比を強く反映する（Fig. 23）。そのため，海洋堆積物中に得られる。例えば，分子構造が全く同じ有機化合見つかる彼らのバイオマーカー（ホパン化合物や物であっても，異なる材料や合成系により作られエーテル脂質など）の炭素同位体比は，彼らがどたものの同位体比は，材料の同位体比や合成系をのような環境で生きていたか（そこにどのような反映して異なる値を持つ。陸上植物には光合成時の炭素固定メカニズムの異なる C3 植物や C4 植環境があったか）を知るうえで優れた指標になる（例えば，Hinrichs et al., 2000; Pancost and Sinninghe

物などが存在し，それらの炭素同位体比は炭素固Damsté 2003; Werne and Sinninghe Damsté, 2005;

定メカニズムの違いを反映して異なる値を持つ（Fig. 22）。そのため，海洋・湖沼堆積物や土壌なBouloubassi et al., 2006）。一つの化合物について複どに含まれている陸上植物バイオマーカー（炭素数 25〜33 の長鎖 n-アルカンなど）の炭素同位体比

詳細な起源解析も可能になる。例えば，植物や藻を測定すれば，それらが C3 植物に由来するか C4数の元素の安定同位体比を測定することで，より類に含まれているシトステロールの炭素・水素同位体比は，C3 植物・C4 植物・藻類の 3 者間で明植物に由来するか（またはその混合率）を容易に知ることができる（例えば，Bird et al., 1995; Huang

確に異なる（Fig. 24）。そのため，海洋・湖沼堆積et al., 2000; Schefuß et al., 2003; Makou et al., 2007）。
海洋に住むバクテリアやアーキアは二酸化炭素体比を測定することで，三者間の混合率を見積もることができる（Chikaraishi et al, 2005b）。

（または藻類の光合成により作られた有機物）やまた，異なる生物化学的プロセスを受けている物中に見つかるシトステロールの炭素・水素同位−115−

力石嘉人・大場康弘

(a)

(b)
-200

-220

δD (‰ vs SMOW)

C4 plants
-240

-220

C3 plants

C3 plants-240

C4 plants

-260
-260

-280
-300

Marine algae

-280

-320
-340

-300
-35

-30

-25

-20

-360

-15

Lake algae
-35

-30

-25

-20

-15

δ13C (‰ vs PDB)
Fig. 24. Carbon and hydrogen isotopic compositions of sitosterol in C3 and C4 plants, and algae:(a) Northwestern Pacific Ocean (Chikaraishi et al., 2005b) and Lake Haruna, Japan(Chikaraishi and Naraoka, 2005; Chikaraishi et al., 2007a)

複数の有機化合物の安定同位体比を比較すること-OOC

で，あらたな情報を得ることもできる。例えば，+8.0‰

動物のアミノ酸代謝において，非必須（可欠）アδ15Nり，一方，必須（不可欠）アミノ酸の一つである
フェニルアラニンのそれは，水酸基付加反応（チ

+8.0‰

+0.4‰

3.4‰

ロシンの合成）である。そのため，動物に含まれ

COO
NH3

+0.4‰

るグルタミン酸・フェニルアラニンの窒素同位体-+

Phenylalanine

比は，餌の同位体比にそれぞれの代謝プロセスの同位体分別（グルタミン酸が＋8.0‰，フェニルア

NH3

-

+

Glutamic acid

ミノ酸の一つであるグルタミン酸の最初の代謝プ
ロセスは，アミノ基転移反応（脱アミノ化）であ

COO

1

2

3

Trophic level (TL)

体比を比較することで，動物の栄養段階（Trophic
Level）や，その動物が属する生態系の一次生産

Fig. 25. The relationship between the nitrogen isotopic
composition of amino acids and trophic level: thetrophic level (TL) of organisms is obtained by thefollowing equation, TL＝(δ15NGlu−δ15NPhe−3.4)/7.6＋1 (after Chikaraishi et al., 2007b)

者の窒素同位体比を知ることができる（Fig. 25,
McClelland and Montoya, 2002; Chikaraishi et al.,1.0‰以内の誤差で）測定する方法は，誘導体化に

2007b; 力石ら 2007）。

おける同位体分別を適切に補正することができな

ラニンが＋0.4‰）を加えた値になる。すなわち，動物に含まれるこれら二つのアミノ酸の窒素同位

このように，有機化合物の分子レベル安定同位

いため，現時点ではまだ確立していない。そのた

体比分析は，試料に含まれる様々な情報から，特め，一方で，分析技術の新規開発や改良も世界

定の情報を選択的に精度良く抽出することができ中で積極的に行われており，誘導体化に伴う諸問る優れた手法である。しかし，全ての有機化合

題（3.5 章）の改善や，従来は測定が困難であった物についての最適条件が明らかになっているわけ

有機化合物の同位体比も測定されるようになりつではなく，信頼性・再現性の得られる測定法が確つある。例えば，酢酸やプロピオン酸などの低分立していない有機化合物も多い。例えば，アミノ酸の炭素同位体比を GC/IRMS で正しく（0.5〜

子カルボン酸の分子レベル安定同位体比分析において，炭素数の大きなアルコールによる誘導体化−116−

ガスクロマトグラフ ⁄ 同位体比質量分析計による分子レベル安定同位体比分析法

は，得られる同位体比の精度を著しく低下させる

1

主因であった。しかし，極性カラム（アジレント社製の HP-FFAP やスペルコ社製の Nikol などの

1: Acetic acid
2: Propionic acid
3: 2-Methylpropionic acid

ポリエチレングリコール系極性カラム）を用いる

4: 2- and 3-Butanoic acid

ことで，これらの低分子カルボン酸を誘導体化せずに GC に導入し，同位体比を測定することが可Intensity

5: n-Butanoic acid
6: Pentanoic acid

能になった（Fig. 26, Huang et al., 2005, 2007; Oba
and Naraoka, 2006a）。クロロフィルやポルフィリ
ンなどのテトラピロール化合物は，その高分子構造および強い芳香属性によりこれまで GC/IRMS

2 3
4

6

5

10

での同位体比測定ができなかった。しかし，同位20

体比測定前の前処理にテトラピロール骨格のモ

4030

ノピロール化（マレイミド化）を行うことで，GC

Retention time (min)/IRMS による窒素同位体比測定が可能になった（Fig. 27, Chikaraishi et al., 2008）。アミノ酸の炭素

Fig. 26. A GC/FID chromatogram of carboxylic acids(as underivatized free form) extracted from the
Murchson meteorite (HP-FFAP GC column, Oba
and Naraoka, 2006a)

同位体比測定においても，誘導体により加わる炭
素数を最小限にとどめ，かつ誘導体化に伴う同位

(a)
O

A

N

N

B

1) HCl

Mg

D

N

N

A

O

2) CrO3/H2SO4

C

O

N
H

O

MVM

B

O

N
H

EMM

COOCH3

O

MOM
O

OCH3

D

O

O

O

N
H

HAM

Chlorophyll a

O

N
H

O
O

OCH3

C

O

O

OCH3

D

O

N
H

DHAM

m/z 28 Intensity (V)(b)

4

N2 Ref. gas

3

N2 Ref. gas

MVM+EMM

2
HAM

MOM

1
15

20

DHAM

25

30

35

Retention time (min)Fig. 27. (1) Chemical degradation of chlorophyll a (tetrapyrrol) into maleimides (monopyrroles) and(b) its m/z 28 chromatogram on GC/IRMS analysis (Chikaraishi et al., 2008): abbreviation,
dihydrohematic acid methylester (DHAM), 2-ethyl-3-methylmaleimide (EMM), hematicacid methylester (HAM), 2-methyl-3-oxycarbonyl maleimide (MOM) and 2-methyl-3-vinyl
maleimide (MVM)−117−力石嘉人・大場康弘

体分別を補正する試みがなされている（Corr et al.,2007a, b）

謝辞また，とくにこの数年間においては，GC/IRMS

著者らが分子レベル安定同位体比分析法を習得

またはその改良機器を用いた有機化合物の分子
内安定同位体比分析（site-specific または position-

するにあたり，奈良岡浩教授（九州大学）・Simon
R. Poulson 助教授（ネバダ州立大学）・大河内直彦

specific isotope analysis, Corso and Brenna, 1997; Dias

博士（海洋研究開発機構）には，非常に熱心なご

et al., 2002a, 2002b; Yamada et al., 2002; Wolyniak, et

指導をいただきました。心より厚く御礼申し上げ

al., 2005, 2006; Oba and Naraoka, 2006a）や， 前 処

ます。本稿の執筆において，サーモフィッシャー

理装置に高速液体クロマトグラフ（HPLC）を用いた HPLC/IRMS による有機化合物の分子レベ

サイエンティフィック株式会社の大堀基己氏にはGC/IRMS のメーカーエンジニアとしての立場か

ル安定同位体比分析（Heuer et al., 2006; McCllagh
et al., 2006, 2008）も行われている。例えば，熱分ら，九州大学大学院の金子雅紀氏には GC/IRMS

解によるカルボニル基の脱炭酸反応を利用するこの岡田英樹氏には一般的な科学分析機器のユーとで，カルボン酸のカルボキシル基のみの炭素同位体比を測定することができる（Oba and Naraoka,

ザーとしての立場から様々なアドバイス・助言をのユーザーとしての立場から，森永製菓株式会社

頂きました。記して厚く感謝致します。

2006b）。酢酸の場合には，あらかじめ酢酸全体の炭素同位体比（δ13C 酢酸）を測定しておき，次にカ

引用文献

ルボキシル基の炭素同位体比（δ13C カルボキシル基 ）を測定すれば，式 4 より，Abelson P. H. and Hoering T. C. (1961) Carbon

式4photosynthetic organisms. Proc. Nat. Acd. Sci. USA

δ13C メチル基＝2δ13C 酢酸−δ13C カルボキシル基

isotopic fractionation in formation of amino acids by

メチル基の炭素同位体比（δ C メチル基 ）が求めら

47, 623-632.

13

れ る。 前 処 理 装 置 に 高 速 液 体 ク ロ マ ト グ ラ フ

Aguilar-Cisneros B. O., López M. G., Richling E.,（HPLC）を用いることで，従来 GC では分析が不Heckel, F. and Schreier P. (2002). Tequila authenticity可能であった（もしくは，困難であった）有機化

assessment by headspace SPME-HRGC-IRMS

合物への同位体比測定の可能性が期待されていanalysis of 13C/12C and 18O/16O ratios of tthanol. J.

る。例えば，アミノ酸の炭素同位体比測定におAgric. Food Chem. 50, 7520-7523.

いても，HPLC/IRMS を用いることで，誘導体化

Ballentine D. C., Macko S. A. and Turekian V. C. (1998)

を用いずに，すなわち誘導体化に伴う補正計算を

Variability of stable carbon isotopic compositions in

必要とせずに，炭素同位体比が測定できるようになってきた（McCllagh et al., 2006, 2008）。

individual fatty acids from combustion of C4 andC3 plants: implications for biomass burning. Chem.
Geol. 152, 151-161.

今後，有機化合物の分子レベル安定同位体比分Bi X., Sheng G., Liu X., Li C. and Fu J. (2005) Molecular析法は，様々な分野で重要な研究ツールの一つとand carbon and hydrogen isotopic composition of

して，ますます積極的に使われていくであろう。

n-alkanes in plant leaf waxes. Org. Geochem. 36,

著者らは，それらの研究において，有機化合物の1405-1417.

同位体比が適切な測定法により確度・精度良く測Bird M. I., Summons R. E., Gagan M. K., Roksandic

定される（確度や精度がしっかりと把握・管理さZ., Dowling L., Head J., Fifield L. K., Cresswell R.

れた状態で測定される）こと，そしてそれによりG. and Johnson D. P. (1995) Terrestrial vegetation

正しい考察・結論が導かれることを切望している。

change inferred from n-alkane δ13C analysis in the

それらの研究に本稿が少しでも貢献出来れば幸い

marine environment. Geochim. Cosmochim. Acta 59,である。

2853-2857.
Bouloubassi I., Aloisi G., Pancost R. D., Hopmans E.,
Pierre C. and Sinninghe Damsté J. P. (2006) Archaeal−118−ガスクロマトグラフ ⁄ 同位体比質量分析計による分子レベル安定同位体比分析法

and bacterial lipids in authigenic carbonate crusts

Hydrogen isotopic fractionations during desaturationfrom eastern Mediterranean mud volcanoes. Org.

and elongation associated with polyunsaturated

Geochem. 37, 484-500.

fatty acid biosynthesis in marine macroalgae.
Phytochemistry 65, 2293-2300.

Brand W. A. (1996) High precision isotope ratio
monitoring techniques in mass spectrometry. J. Mass

Chikaraishi Y., Matsumoto K., Ogawa N. O., Suga H.,

Spectrom. 31, 225-235.

Kitazato H. and Ohkouchi N. (2005a) Hydrogen,

Brand, W. A, Tegtmeter A. and Hilkert A. (1994)

carbon and nitrogen isotopic fractionations during

Compound-specific isotope analysis: extending

chlorophyll biosynthesis in C3 higher plants.

toward 15N/14N and 18O/16O. Org. Geochem. 21,

Phytochemistry 66, 911-920.

585-594.

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Chikaraishi Y., Kashiyama Y., Ogawa N.O., Kitazato

composition of sterols in natural

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marine brown and red macroalgae and associatedof nitrogen isotopic composition of amino acids inshellfish. Org. Geochem. 37, 428-436.

marine macroalgae and gastropods: implications for

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組成 Res. Org. geochem. 21, 1-18.

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力石嘉人・奈良岡浩（2004）超微量有機分子の安定

力石嘉人・柏山祐一郎・小川奈々子・大河内直

水素・炭素同位体比測定とその応用． ぶんせき
8, 456-462.

彦（2007）生 態 学 指 標 と し て の 安 定 同 位 体：

85-90.

Chikaraishi Y. and Naraoka H. (2005) δ C and δD

アミノ酸の窒素同位体比分析による新展開
Radioisotopes 56, 436-477.

identification of sources of lipid biomarkers in

Chikaraishi Y., Kashiyama Y., Ogawa N.O., Kitazato

sediments of Lake Haruna (Japan). Geochim.

H., Satoh M, Nomoto S. and Ohkouchi N. (2008). A

Cosmochim. Acta 69, 3285-3297.

compound-specific isotope method for measuring the

13

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Hydrogen and carbon isotopic fractionations of lipidof leaf wax in vegetation and aerosols in a northern
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Corr L. T., Berstan R. and Evershed R. P. (2007a)

Chikaraishi Y., Suzuki Y. and Naraoka H. (2004b)

Optimisation of derivatisation procedures for the−119−力石嘉人・大場康弘

determination of δ13C values of amino acids by gas
chromatography/combustion/isotope

ratioGremaud

G.,

PiguetC.,

Baumgartner

M.,

mass

Pouteau E., Decarli B., Berger A. and Fay L. B

spectrometry. Rapid Commun. Mass Spectrom. 21,(2001) Simultanous assessment of cholesterol3759–3771.

absorption and synthesis in humans using on-

Corr L. T., Berstan R. and Evershed R. P. (2007b)line gas chromatography/combustion and gas

Development of N-acetyl methyl ester derivatives

chromatography/pyrolysis/isotope-ratio mass spec-

for the determination of δ13C values of amino acids

trometry. Rapid Commun. Mass Spectrom. 15, 1207-

using gas chromatography-combustion-isotope ratio

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