安定同位体分析《安定同位体⽐測定の概要》

安定同位体比を確認することで、一部食品の産地推定、蜂蜜・果汁の異性化糖添加判別、アルコールが合成か発酵かなどを判別することができます。今回は安定同位体とはどのようなものか、安定同位体比測定の概要について説明します。

同位体とは

原子核内の「陽子数（原子番号）は同じ」で、「中性子の数が異なる」原子核を指します。このため、同位体は、全体の重さ（質量数）が異なります。

安定同位体とは

同位体には放射線を放出する放射性同位体（Radioisotope）と放射線を出さない安定同位体（Stable Isotope）の2種類が存在します。
放射性同位体は不安定で、より安定しようと原子核が崩壊や分裂をし、その時に放射線を発するもので、被ばくなどの問題になったり、放射線治療に使われたりします。
安定同位体は自然界で一定の割合をもって存在しています。
例えば、炭素の場合は¹²Cと¹³Cが安定同位体、¹⁴Cは放射性同位体です。その比率は¹²Cが約98.9％、¹³Cが約1.1％、¹⁴Cはごく微量しか存在しません。

安定同位体比の測定（炭素同位体比の場合）

試料を元素分析計（EA）にて燃焼させ、二酸化炭素CO₂にします。
炭素は¹²Cと¹³C、酸素は¹⁶O、¹⁷Oおよび¹⁸Oがあるため、その組み合わせにより、
m/z 44：¹²C+¹⁶O+¹⁶O
m/z 45：¹²C+¹⁶O+¹⁷O、¹³C+¹⁶O+¹⁶Oなど
m/z 46：¹²C+¹⁸O+¹⁸O、¹²C+¹⁷O+¹⁷O、¹³C+¹⁶O+¹⁷Oなど
と質量に差ができます。これを安定同位体比質量分析計（IRMS）で検出し、解析ソフトで存在比を算出します。

図1　安定同位体分析機器

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［お願い］
※安定同位体検査は横浜分析センターにて実施しているため、検体の送付は横浜分析センターへお願いいたします。
※測定にはキャリアガスとしてヘリウムを使用しますが、2022年からヘリウムガスの供給が極めて少なくなっています。現在、月2回程度にまとめて測定をしていますので、納期はご依頼の際にご相談ください。

参照：
環境省　放射線による健康影響等に関する統一的な基礎資料（平成28年度版）
佐藤里穂, 鈴木彌生子：Res.Org. Geochem. 26, 21-29(2010)，元素分析/同位体比質量分析計（EA/IRMS）を用いた炭素・窒素安定同位体比の測定方法とその応用
FLASH2000 - CONFLO IV - DELTA V ADVANTAGE安定同位体比測定用簡易操作マニュアル

ビューローベリタスエフイーエーシー株式会社　横浜分析センター