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Moriwaki Hiroshi

Academic OrganizationAcademic Assembly School of Science and Technology Institute of Textile Science and TechnologyTEL+81-268-21-5333
Education and Research OrganizationFaculty of Textile Science and Technology Department of Applied BiologyFAX
Address3-15-1 Tokita,Ueda, Nagano 386-8567Web site


Research Field
Environmental dynamic analysis
Environmental impact assessment
Environmental engineering and reduction of environmental burden
Analytical chemistry
Green/Environmental chemistry
Environmental policy and social systems
Current Subject
Environmental Influence Valuation
Keywords:urine , 8-OHdG , metabolism , 2004-
Environmental Analysis
Keywords:LC/MS , ICP/MS , core sample , wastes , 2000-
Decomposition of pollutants
Keywords:sonochemistry , photochemistry , 1994-
Academic Societies
Academic Societies
The Mass Spectrometry Society of Japan
Japan Society on Water Environment
Japan Society for Environmental Chemistry
The Japan Society for Analytical Chemistry
Academic Background
Graduate School
Osaka University , (Engineering , Department of Applied Chemistry) , 1996
Osaka University , (Engineering , Department of Applied Chemistry) , 1993

Osaka University , (Department of Applied Chemistry) , 1991

Dr. (Engineering) , Osaka University
Research Career
Research Career
2015- , Shinshu University; professor
2007- , Shinshu University; associate professor
1996-2007 , Osaka City Institute of Public Health&Environment Sciences; researcher

Overseas Education
2004-2005 , Institute of Cancer Research in UK


Books, Articles, etc.
日本質量分析学会 , :88-93 2016
Author:豊田岐聡、荒川隆一、中村健道、石濱泰、角井伸次、森脇 洋
Abstract:液体クロマトグラフィー/質量分析法の原理・基礎・応用について解説した。(Abstract: The basic principles and application of liquid chromatography/ mass spectrometry have been described.)

Waste Management in Japan
WIT press , :109-117 2004(Sep.)
Author:H. Itoh (Editor), Y. Yoshida, Y. Ishii, Y. Ito, M.Uebori, K. Kawata, M. Takino, A. Hasegawa, H. Fukui, M. Murakami, H. Moriwaki, J. Yonekubo and S.Suzuki 
Abstract:不法投棄廃棄物はどのような化学物質を含んでいるか想像がつかないが、環境に悪影響を与えないかどうかを確認するために分析する必要性がある。正体の不明な物質を分析するには非常な危険性を伴う。そこで、どのような方法論で不法投棄廃棄物中の環境汚染物質を分析すればいいのか、とくにLC/MSをどのように応用できるかに焦点をあてて、その方法論を構築した。(Abstract: What kind of chemical substances may be contained in illegally disposed wastes can not be known; however in order to verify their environmental safety, there is much need for them to be analyzed. Since the analysis of unidentified substances can be extremely dangerous, the methodology for analyzing the environmental pollutants among illegally disposed wastes has been established. It is especially structured with the emphasis on how to apply LC/MS. )

Simple method for removal of pollutants from water using freeze-thaw treatment
Separation and purificatiobn technology,237:116382 2020
Author:Hiroshi Moriwaki, Suzu Fujii, Mahiro Oshima
Abstract:汚染物質を含む水から身の周りにあるもので汚染物質を濃縮分離する簡易な方法を開発した。操作に必要なのはシリンジ、シリンジキャップ、脱脂綿、輪ゴム、そして冷凍庫である。シリンジに汚染物質を含む溶液を入れ、シリンジの先付近を脱脂綿で覆った後、輪ゴムでこれを固定する。これを冷凍庫にいれ、完全に凍結する。凍結後、室温にて解凍をはじめ、最初の1 mLを採取する。これを3回繰り返すことにより、溶液中の汚染物質の80%以上が除去された。フッ素についてはこの手法により、初期濃度19 ppmの溶液が3.8 ppmまで減少することが分かった。これは日本のフッ素排水基準値(8 ppm)より低いレベルである。(Abstract: Simple method to remove environmental pollutants from water using freeze-thaw method has been developed. The method needs only a syringe, elastic band and cotton wool. The solution (20 mL) containing an environmental pollutant was added to a syringe. The part around the outlet of the syringe was covered with cotton wool in order to control the place of the pollutants in the frozen solution. The syringe was frozen by a freezer. The frozen sample was thawed. The pollutant was concentrated in the initial fraction (1 mL) of the thawing solution. The rest was fully thawed and frozen. By repeating the treatment 3 times, the pollutant was removed over 80% from the solution.)

Acoustic focusing of microplastics in microchannels: A promising continuous collection approach
Sensors and Actuators B: Chemical,304:127328 2020
Author:Yoshitake Akiyama, Takatoshi Egawa, Kiyoshi Koyano, Hiroshi Moriwaki
Abstract:水中のマイクロプラスティック(ビーズやマイクロファイバー)をアコースティックフォーカシング技術により収束することができることを示した。この方法は洗濯排水のようなマイクロプラスティックが分散している排水からマイクロプラスティックを除去するのに役立つだろう。(Abstract: Microplastics (microparticles and small fibers) in water were collected by acoustic focusing. The method would be useful for the removal of microplastics from aqueous suspentions, such as the effluent from landry machines.)

Two-step extraction method for lead isotope fractionation to reveal anthoropogenic lead pollution
Environmental Technology,40(26):3473-3478 2019
Author:Kenshi Katahira, Hiroshi Moriwaki, Kazuo Kamura, Hideo Yamazaki
Abstract:鉛同位体比は鉛汚染の発生源を特定するうえで重要な指標となる。底質中の鉛について王水抽出(土壌表層に存在する鉛の抽出)と混合酸(硝酸、フッ化水素酸、過酸化水素)抽出(土壌内部に存在する鉛の抽出)の二段階抽出を行い、それぞれの鉛同位体比を求めることにより、人為的な鉛汚染の度合いを推定する手法を開発した。(Abstract: The lead isotope ratio is very important indicator to estimate the source of Pb pollution. We have developed the novel method to estimate the anthropogenic lead pollution in sediment samples by analyzing lead isotope ratio by two-step extraction.)

Glowing gold nanoparticle coating: restoring the lost property from bulk gold
Nanoscale,11:3786-3793 2019
Author:Yukari Kawabe, Takashi Ito, Hiroaki Yoshida, Hiroshi Moriwaki
Abstract:金ナノ粒子は金色をしておらず、局在化表面プラズモン共鳴現象により、赤から紫色をしている。本法では、濾紙を鉛筆で塗った上に金ナノ粒子を析出させることにより、金ナノ粒子が金色を呈することを明らかにした。この現象は金ナノ粒子の自由電子と鉛筆グラファイトの相互作用により起こると考えられる。また、鉛筆グラファイト上の金ナノ粒子は濾紙上の金ナノ粒子と比較して高い触媒活性を示すことが分かった。(Abstract: Gold nanoparticles (AuNP) usually show a red or blue color because of the localized surface plasmon resonance. We found that the AuNPs on the pecil graphite revealed golden color. The phenomenon would be caused by the interaction between the free electron of AuNPs and pencil graphite. The golden-colored AuNPs maintain a catalytic activity for the reduction of nitrocompounds in the presence of sodium borohydride.)

Removal of polycyclic hydrocarbon from soil using a composite material containing iron and activated carbon in the freeze-dried calcium alginate matrix: Novel soil cleanup technique
Journal of Hazardous Materials,351:232-239 2018
Author:Mako Funada, Takeshi Nakano, Hiroshi Moriwaki
Abstract:土壌汚染の浄化法はコスト、サスティンナビリティーなどいずれも問題点がある。鉄と活性炭をアルギン酸マトリックスに取り込ませた複合材料と多環芳香族化合物により汚染された土壌を直接、混ぜ合わせることにより、土壌中の多環芳香族化合物が除去されることを明らかにした。(Abstract: A novel clean-up technoology for the removal of polycyclic aromatic hydrocarbons in soil by magnetic separation using a composite containing iron powder as a magnetic material and activated carbon as an adsorbent in the freeze-dried calcium alginate matrix (Fe-AC-alg) has been developed.)

Application of porous TiC ceramic powder as a substrate for the surface-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry to detection environmental pollutants
International Journal of Mass Spectrometry,428:49-54 2018
Author:Hiroshi Moriwaki, Takumi Otsuka, Yukari Kawabe, Issey Osaka, Akio Miyazato, Junpei Maruo, Osamu Yamada
Abstract:MALDI-MSは高分子分析に欠かせないツールとなったが、500 Da以下の物質の検出は困難である。ナノ構造を持つ担体に分析対象物質を付着させることによりレーザー脱離イオン化を達成させるSALDI/MS法はこの欠点を補う手法である。この担体として多孔質TiCセラミックスを用いた。多孔質TiCセラミックスはナノサイズの細孔を有し、電気伝導性、光吸収性、耐熱性を兼ね備えたSALDI/MSの担体として適した材料と考えられた。実際、種々の環境汚染物質についてTiCを担体としたSALDI/MS測定を行ったところ、500 Da以下の物質についても検出が可能であることが分かった。(Abstract: Porous TiC ceramic powder was used as a substrate for the SALDI/MS method for the detection of environmental pollutants (<500 Da). PFOS, pentachlorophenol, 2,4,5-T, imidacloprid, symetryn, benzyldimethyldocecylammonium chloride, N,N-dimethyldodecylamine-N-oxide, sodium dodecyl sulfate, methyl orange, methyl red, triclosan, pyrene, and benzo(a)pyrene were detected by this method.)

Evaluation of the interaction between pesticides and a cell membrane model by surface plasmon resonance spectroscopy analysis
Journal of Agricultural and Food Chemistry,65(26):5390-5396 2017
Author:Hiroshi Moriwaki, Kotaro Yamada, Hiromitsu Nakanishi
Abstract:SPR分析を用いて、細胞膜モデル(リポソーム)と種々の農薬の相互作用を評価した。細胞膜に対して毒性が知られている物質は注入によりピークの形状が減少する傾向が見られた。また、SPR分析により得られた残存率と犬の一年間のNOAEL値に相関が見られた。(Abstract: Interaction between a pesticide and the cell membrane was evaluated by SPR analysis. The pattern of the interaction of the 17 pesticides with the cell membrane model were visualized. The pesticides, showed a strong interaction with the lipid bilayer, reveal toxicities for cell membranes. In addition, the method reveal a correlation between the residual ratios and the no observable adverse effect level (NOAEL) values for chronic toxicity (1 year toxicity study in dogs).)

Electrochemical extraction of gold from wastes as nanoparticles stabilized by phospholipid
Waste Management,60:591-595 2017
Author:Hiroshi Moriwaki, Kotaro Yamada, Hisanao Usami
Abstract:金を電極とし、リン脂質 (DOPC)、HEPES、塩化ナトリウムを溶かした溶媒に浸漬し、100 Vの交流電圧を5秒間かけることにより、電極から金が乖離し、金ナノ粒子が生成することを明らかにした。電極として、金を含む廃棄物材料を用いた場合でも金ナノ粒子の生成が確かめられた。この手法は安価で安全な金の廃棄物からの抽出法に応用できると考えられる。(Abstract: Novel method to extract gold as nano-particulate from wastes is demonstrated. The extraction of gold from wastes is achieved by applying AC voltage (100 V) for 5 seconds to the gold-containing wastes in a HEPES buffer solution containing phospholipid (DOPC) and sodium chloride.)

Photodegradation of environmental pollutants using perylene adsorbed on silica gel as a visible-light photocatalyst
Applied Catalysis B:Environmental,204:456-464 2017
Author:Hiroshi Moriwaki, Yasutaka Akaishi, Michiya Akamine, Hisanao Usami
Abstract:太陽エネルギーを利用した水の浄化法を開発すべく、太陽の光に応答する新しい光触媒(ペリレンをシリカゲル上に担持させた材料:Pe/SiO2)を開発した。この触媒により、水中に存在する染料の一種であるメチルオレンジや残留性の高い有機汚染物質であるペンタクロロフェノール、ミツバチが巣からいなくなるという現象(蜂群崩壊症候群)の原因物質の一つとして考えられているイミダクロプリドを太陽光により分解できた。(Abstract: Visible light induced electron transfer reaction of Pe/SiO2 (perylene adsorbed on silica gel) was studied. Irradiation by visible light to aqueous solution containing environmental pollutants, such as methyl orange, pentachlorophenol, and imidacloprid, resulted in the decomposition of these compounds. The continuous flow system of the reaction using a clolumn packed Pe/SiO2 powder was studied. The methyl orange aqueous solution in the presence of ascorbic acid was flowed in the column, and the column was irradiated by sunlight or visible light. The continuous decomposition of methyl orange was achieved by the system.)

Application of freeze-dried powders of Genetically engineered microbial strains as adsorbents for rare earth metal ions
ACS Applied materials & interfaces,8(40):26524-26531 2016
Author:Hiroshi Moriwaki, Reiko Masuda, Yuki Yamazaki, Kaoru Horiuchi, Mari Miyashita, Jun Kasahara, Tatsuhito Tanaka, Hiroki Yamamoto
Abstract:希土類金属イオンの抽出、分離法の確立は希土類金属の資源としての重要性が高まっている今、重要な課題である。本研究ではフリーズドライした遺伝子操作した枯草菌株粉末が希土類金属の抽出に応用できないか検討を進めた。結果、遺伝子操作により希土類金属の吸着挙動が変化することを明らかにした。(Abstract:The adsorption behaviors of the rare earth metal ions onto freeze-dried powders of wild type and genetically engineered microbial strains, Bacillus subtilis 168 wild type (WT), lipoteichoic acid defective (ΔLTA), wall teichoic acid-defective (ΔWTA), and cell wall hydrolases-defective (EFKYOJLp), were compared. The distribution coefficients between the kinds of lanthanide ions by the powders were different. The results indicate that these powders could be applicable for the selective extraction of the lanthanide ions. )

Electrospray ionization mass spectrometric detection of low polar compounds by adding NaAuCl4
Journal of Mass Spectrometry,51:1096-1102 2016
Author:Hiroshi Moriwaki
Abstract:LC/ESI/MS法は高感度な検出法として広く利用されているが、低極性の物質の検出が困難であるという欠点がある。本論文で塩化金酸塩を添加することにより、低極性物質のイオン化がエレクトロスプレー法により達成できることを明らかにした。(Abstract: LC/ESI/MS is very useful technique for trace analysis. However, the technique is not suitable for the analysis of low-polar compounds. In this report, a novel method for the ESI/MS detection of low-polar compounds by adding NaAuCl4 has been developed.)
Keywords:エレクトロスプレー 質量分析 多環芳香族化合物 塩化金酸

Decomposition of methyl orange using C60 fullerene adsorbed on silica gel as a photocatalyst via visible-light induced electron transfer
Applied Catalysis B:Environmental,166:544-550 2015
Author:Ryo Wakimoto, Tamako Kitamura, Fuyu Ito, Hisanao Usami, Hiroshi Moriwaki
Abstract:フラーレンをシリカゲル上に付着させたC60/SiO2粉末を可視光応答型触媒として適用できないか検討を行った。アゾ染料のひとつであるメチルオレンジの水溶液にアスコルビン酸とC60/SiO2粉末を添加し、可視光あるいは太陽光を照射したところ、メチルオレンジは速やかに分解した。この粉末をガラス管につめ、カラムを作成し、そのカラムにアスコルビン酸を含むメチルオレンジ水溶液を流しながら光照射したところ、連続的なメチルオレンジの光分解が可能であった。本法は化石燃料を用いない新しい環境汚染物質の分解手法として有用であると考えた。(Abstract: Visible light induced electron transfer reaction of C60/SiO2 (C60 adsorbed on silica gel) was studied. Irradiation by visible light to methyl orange aqueous solution with ascorbic acid resulted in the decomposition of methyl orange. The reaction was very efficeintly. The continuous flow system of the reaction using a clolumn packed C60/SiO2 powder was studied. The methyl orange aqueous solution in the presence of ascorbic acid was flowed in the column, and the column was irradiated by sunlight or visible light. The continuous decomposition of methyl orange was achieved by the system.)

Application of fullerenes-extracted soot modified with ethylenediamine as a novel adsorbent of hexavalent chromium in water
Journal of Environmental Chemical Engineering,2(2):1191-1198 2014
Author:Takahiro Nakagawa, Ken Kokubo, Hiroshi Moriwaki
Abstract:フラーレン製造時の副生成物であるフラーレンスートを水浄化用の吸着剤として応用した。フラーレンスートをアミノ化したアミノ化フラーレンスートが六価クロムならびにメチルオレンジの効率の良い吸着剤として使用可能であることを示した。この吸着剤は再利用が可能であり、六価クロムの最大吸着容量は93.5 mg/g であった。(Abstract: This is the first report that fullerenes-extracted soot, the by-product of fullerene production, was used to purify water. Fullerenes-extracted soot modified with ethylenediamine (FES-ED) shows high adsorption activity for Cr(VI). The maximum adsorption capacity of FES-ED for Cr(VI) was 93.5 mg/g. The adsorbent showed good reusability.)

Development of a novel evaluation method for air particles using surface plasmon resonance spectroscopy analysis
Analyst,138(18):5437-5443 2013
Author:Ryoya Tanaka, Ryusaku Gomi, Kunihiro Funasaka, Daichi Asakawa, Hiromitsu Nakanishi, Hiroshi Moriwaki
Abstract:大気微粒子の表面プラズモン共鳴分析法(SPR法)を用いた新規評価手法を開発した。大気微粒子は様々な発生源から生じ、そのためその物性はサイト・時間によって変化する。異なる物性を有する大気微粒子がそれぞれ体内にどのような影響を及ぼすか迅速に把握することがその対策のために重要である。そこで、SPR法を大気微粒子の影響評価に利用できないか検討を行った。脂質二重層をセンサーチップに付けて、大気微粒子標準試料の懸濁液をSPR分析した。結果、大気微粒子の発生源により異なるSPRセンサーグラムが得られた。また、細胞膜と大気微粒子の間の相互作用が迅速かつ容易に測定できた。本法はPM2.5をはじめとする種々の大気微粒子の身体における挙動を解析するのに有用であるとともに、大気微粒子の発生源調査にも役立つと考えられる。 (Abstract: This study develops a novel method to visualize the interaction between particulate matters and the liposome using a surface plasmon resonance spectroscope with a sensor-chip immobilized liposome as a model of the membrane of epithelial cells in the organ of respiration. Results obtained by the presented method are useful for not only the analysis of the risk assessment of aspirated particulates in the body, but also for estimation of the generation source of air pollution.)

Removal of Pb(II) from water using keratin colloidal solution obtained from wool
Environ. Sci. Pollut. Res.,20(9):6531-6538 2013
Author:Yuri Sekimoto, Tomoki Okiharu, Haruka Nakajima, Toshihiro Fujii, Koji Shirai, Hiroshi Moriwaki
Abstract:羊毛から抽出したケラチンのコロイド溶液が水からの鉛イオン除去に有用であることを示した。鉛イオンを含む水にケラチンコロイド溶液を添加することにより、鉛イオンとケラチン粒子の複合体が生成し、沈殿が生じた。このことを利用した鉛除去法について検討した。本法は水浄化に資するばかりでなく、羊毛の新規な再利用法としても有用であると考えられる。 (Abstract: Keratin colloidal solution extacted from wool has been used for the removal of Pb(II). The addition of keratin colloidal solution to a Pb(II) solution resulted in the formation and sedimentation of keratin-Pb aggregate. This method contributes to the water purification and the reuse of waste materials.)

Nishiyama reservoir: Lead sources, inventory, and the influence of the Nagasaki atomic bomb
Soil Sediment Contam.,22:1003-1012 2013
Author:Kenshi Katahira, Hiroshi Moriwaki, Miho Ishitake, Yoko Saito-Kokubu, Hideo Yamazaki, Shusaku Yoshikawa
Abstract:長崎原爆の爆心地から3 km東に位置する西山貯水池から底質コア試料を採取した。このコアからは原爆由来と考えれるプルトニウムの濃度が高い層があった。また、この層は鉛の濃度も他の年代と比較すると高かった。この層から検出された鉛について同位体比を測定したところ、他の年代と異なる値を示した。これは原子爆弾の影響によるものではないかと考察した。(Abstract: The sediment core was obtained from Nishiyama Reservoir, 3 km east from the hypocenter of Nagasaki atomic bomb. The historical trends of heavy metal ion in the core samples were analyzed, and spiked peaks of Pu and Pb were observed at around 1945. It has been suggested that the peak of Pb would due to the influence of the atomic bomb attack by the analysis of Pb isotopic ratios.)

Adsorption of rare earth ions onto the cell walls of wild type and lipoteichoic acid-defective strains of Bacillus subtilis
Appl. Microbiol. Biotech.,97(8):3721-3728 2013
Author:Hiroshi Moriwaki, Remi Koide, Ritsuko Yoshikawa, Yuya Warabino, Hiroki Yamamoto
Abstract:グラム陽性菌である枯草菌の細胞壁表面がレアアースを効率よく吸着することはよく知られている。しかしながら、細胞壁を構成するどの成分と相互作用するのか分子レベルの探究はこれまでされてこなかった。本研究では細胞壁の成分であるリポテイコ酸を欠損させた枯草菌の遺伝子操作株と野生株を用いてレアアース金属イオンとの吸着特性を比較することにより、リポテイコ酸のレアアース吸着における役割を見ることを目的とした。なお、遺伝子操作株、野生株いずれも培養後、滅菌処理し、粉末化したものを用いて、吸着実験に供した。結果、リポテイコ酸欠損株は野生株より、レアアース金属イオンに対する吸着性が低く、リポテイコ酸が枯草菌細胞壁において、レアアース金属イオン吸着の一端を担っていることが明らかになった。また、この遺伝子操作株とレアアース金属イオンを混ぜることにより、凝集沈殿が起こることが分かった。これは、バクテリアの遺伝子操作株が環境技術に有効に利用できる可能性を示すものである。(Abstract: The adsorption of rare earth metal ions onto cell walls of wild-type (WT) and lipoteichoic acid-defective (ΔLTA) strains of Bacillus subtilis 168 were studied. Removal (in percent) of Tm(III), La(III), and Eu(III) from aqueous solution by WT powder was greater than by ΔLTA powder strains of Bacillus subtilis 168. Furthermore, the ΔLTA powder readily coagulated and sedimented in the presence of rare earth ions, though such coagulation and sedimentation did not occur with WT powder. From these facts, it is concluded that the bioengineered microorganism, ΔLTA powder, can be applied to a novel useful adsorbent of rare earth ions.)

Interactions of microorganisms with rare earth ions and their utilization for separation and environmental technology
Appl. Microbiol. Biotech.,97(1):1-8 2013
Author:Hiroshi Moriwaki, Hiroki Yamamoto
Abstract:バクテリアがレアアースを吸着する性質は広く知られている。本報では、バクテリアがレアアースを吸着するメカニズムさらにその応用可能性を中心にレビューした。(Abstract: The application and mechanisms of microorganisms for the removal and extraction of rare earth elements from aqueous solutions are described.)

Electrospray ionization mass spectrometric observation of the interaction between cesium ions and amino acids
Rapid Communication in Mass Spectrometry,26:2822-2826 2012
Author:H. Moriwaki, T. Nakagawa, H. Nakanishi
Abstract:福島原発事故により多量の放射性セシウムが環境中に拡散した。この放射性セシウムの身体影響を考える上で、体内に入ったセシウムイオンの挙動を把握することは非常に重要である。そこで、エレクトロスプレーイオン化質量分析法を利用し、水中におけるセシウムイオンとアミノ酸の相互作用について検討を行った。とくに酸性アミノ酸とセシウムイオンが相互作用しやすいことが明らかになった。(Abstract: Large quantity of radioactive cesium species were emitted to environment by disaster at Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. It is thought that people who lived around the accident site were exposed radioactive cesium, and the possibility that they exhibit the adverse effects of the exposure is of particular concern. In this research, aqueous solutions containing cesium ion and amino acids were analyzed by ESI/MS with the aim of gaining information on the interaction of cesium ion with amino acids or peptides. Acidic amino acid, in particular, showed a high affinity with cesium ion.)

地学雑誌,120(4):599-614 2011(Sep.)
Author:加田平賢史, 森脇 洋, 吉川周作, 新矢将尚, 北野雅昭
Abstract:大阪市域から得られたボーリングコアについて鉛同位体比を深さごとに測定した。人為源の無いと考えられる深さの試料については日本の岩盤固有の鉛同位体比と同様の値が得られた。日本固有の岩盤と異なる鉛同位体比を示す土壌は人為的な鉛汚染を受けていることの証拠になることを明らかにした。(Abstract: We examinedPb isotope ratios in boring cores taken from sediments in the Osaka City area, and found that the isotople ratio of lead could be used to determine whether lead was anthoropogenic or natural.)

Reaction of congo red in water by irradiating pulsed intense relativistic electron beam
Plasma and Fusion Research,6:1206021 2011(May)
Author:Takashi Kikuchi, Hiroshi Moriwaki, Hiromitsu Nakanishi, Hironobu Kondo, Toru Sasaki, Go Imada, Nob. Harada
Abstract:有毒性の染料であるコンゴーレッドの水溶液にパルスの電子ビームを照射することにより、コンゴーレッドが効率良く分解することを明らかにした。分解生成物にはコンゴーレッドのベンゼン部位が水酸化された化合物が含まれることが予想された。(Abstract: Congo red, a well-known toxic azo dye, was reacted by irradiation of a pulsed intense relativistic electron beam. The products were the hydroxylated compounds of the dye.)

Application of the powder of porous titanium carbide ceramics to a reusable adsorbent for environmental pollutants
Journal of Hazardous Materials,185(2-3):725-731 2011(Feb.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Shiori Kitajima, Koji Shirai, Kenji Kiguchi, Osamu Yamada
Abstract:大阪産業大学の山田らが開発したTiCセラミックスは多孔質であり、炭素含有物質であることから、活性炭と同様の吸着性を持つ可能性がある。そこで、本研究では、この素材を吸着剤として使用できないか検討を行った。TiCセラミックスは鉛、トリクロロフェノール、PFOS、PFOAなどを吸着することが分かった。また、適当な溶媒を用いることにより、それら吸着した物質が溶出可能なことも明らかにした。これら結果からTiCセラミックスの固相吸着剤としての使用可能性について検討を行った。(Abstract: TiC porous ceramics is a novel material prepared by Prof. Yamada at Osaka Sangyo University. We studied the application of the material on the environmental clean-up technology. The powder of TiC ceramics could use for the adsorbent for pollutants in water and the sorbent for solid-phase extraction in environmental analysis.)

生活衛生,54(4):321-329 2010(Oct.)
Author:伊藤吹夕, 野村隆臣,加田平賢史, 北川幹也, 森脇 洋
Abstract:旧硫黄鉱山の影響により、酸性の河川水が流れている百々川水系について、水質調査とバクテリアの存在についての調査を行った。バクテリアは鉱山の影響を受けている場所と受けていない場所で生存種に大きな違いが見られた。 (Abstract: The water of the Dodo river is acidic because of the influence of abandoned sulfur mines. The water quarity and microbial habitats in Dodo river system were investigated. The river water showed high concentration of sulfate ion (46 ppm). In addition, using the genetic PCR-DGGE method, it was confirmed that there were many microorganisms living.)

Effect of deuterated solvents toward 2,2,2-trichloroethyl esters with a benzylic methylene moiety
Tetrahedron Letter,51:6045-6048 2010(Oct.)
Author:Tomoko Mineno, Haruyasu Hirayama, Kazuhide Nakahara, Mitsuaki Yamashita, Hisao Kansui, Hiroshi Moriwaki
Abstract:2,2,2-トリクロロエチルで保護したエステル基からの脱保護反応において、インジウムが触媒として有用なことはこれまで報告した。ベンジルメチレン基に接合したエステル結合においては、インジウム触媒で、脱保護基反応とともに脱クロロ反応が起こってしまう。本研究では、溶媒として重水素化テトラヒドロフランを用いることにより、脱クロロ反応する割合を減らすことが可能なことを明らかにした。(Abstract: the 2,2,2-trichloroethyl moiety has beenused as a convenient protecting unit. The indium-promoted chemoselective deprotection of 2,2,2-trichloroethyl esters containing a benzylicmethylene was successfully achieved by employing deuterated solvents.)

Electrospray ionization-mass spectrometric measurement of sake, the Japanese traditional alcohol beverage, for characterization
Analytical Sciences,26(3):379-382 2010(Mar.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Ayaka Hagiwara, Midori Takasaki, Fuminori Izumi, Arata Watanabe, Ryo Shimizu, Natsuko Kuribayashi, Yui Totani, Yuka Suzuki
Abstract:日本酒をESI/MS法により測定し、その成分のピーク強度を用いて主成分分析することにより、キャラクタリゼーションを行った。(Abstract: Electrospray ionization-mass spectrometric measurement of sake and principle analysis of peak intensities of ions corresponding to the contents have been applied to the characterization of sake.)

環境浄化技術,8(11):43-47 2009(Nov.)
Author:森脇 洋
Abstract:2009年5月に追加登録となったPOPsについてLC/MSによる分析が可能かどうか論じた。(Abstract: The LC/MS techniques for the determination of POPs additionally resisterred in 2009 were discussed.)

Simultaneous LC/MS Analysis of Hexachlorobenzene and Pentachlorophenol by Atmospheric Pressure Chemical Ionization (APCI) and Photoionization (APPI) Methods
Analytical Sciences,25(11):1373-1376 2009(Nov.)
Author:Issey Osaka, Arifumi Yoshimoto, Kazuyoshi Nozaki, Hiroshi Moriwaki, Hideya Kawasaki, Ryuichi Arakawa
Abstract:ヘキサクロロベンゼン(POPsに登録されている)とペンタクロロフェノールは極性が大きく違うことから、誘導体化なしで、同時に質量分析を行うことが困難であった。本研究はLC/APCI/MSあるいはLC/APPI/MSを用いることにより、これら化合物の同時分析が可能であることを示した。とくにAPPI/MSを用いた場合、高感度な分析が可能であった。(Abstract: Since the polarities of hexachlorobenzene (registered as POPs) and pentachlorophenol differ largely, it has been difficult to conduct mass analysis without derivatization. This research has indicated that it is possible to analyze these compounds simultaneously, byusing LC/APCI/MS, or LC/APPI/MS. Especially when using APPI/MS, highly-sensitive analysis was possible.)

Statistical analysis of metal concentrations in a sediment core to reveal influences of human activities on atmospheric environment for 200 years
Water, Air,&Soil Pollution,204:215-225 2009(Nov.)
Author:Kenshi Katahira, Miho Ishitake, Hiroshi Moriwaki, Osamu Yamamoto, Tadao Fujita, Hideo Yamazaki, Shusaku Yoshikawa
Abstract:200年分の大気降下物が堆積することにより構成されている大阪城外堀の底質コア試料を採取した。コア試料の深度ごとの年代と重金属濃度を測定し、統計学的な解析を行うことにより、この200年間における大都市中心部での大気への重金属汚染の歴史的変遷を把握することに成功した。(Abstract: The bottom sediment core sample, which consisted of atmospheric fallouts of 200 years, was collected from the moat of Osaka Castle. By dating, measuring the concentration of heavy metals depth by depth, and carrying out analysis statistically, the historical transitions of heavy metal contamination into the atmosphere, at the central urban city, for the last 200 years were successfully comprehended.)

生活衛生,53(4):271-274 2009(Oct.)
Author:森脇 洋, 矢口 祐, 原口和真, 赤嶺総哉, 鵜之沢英理, 北原恵里子, 松尾京子, 松島祐達
Abstract:日本の伝統食品、納豆を用いて凝集沈殿を行う実験の条件について検討した。本研究の目的は手軽にできる環境教育の手法を示すものであり、納豆を使った凝集沈殿実験はハンドリングが容易で、観察しやすい実験であることを示した。(Abstract: Flocculation using natto, a traditional Japanese food, as flocculant was investigated. We found that natto can be useful for a flocculant and experimental material for school environmental education.)

Electrospray ionization mass spectrometric observation of ligand exchange of zinc pyrithione with amino acids
Rapid Commun. Mass Spectrom,23:2161-2166 2009(Jul.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Masanori Okabayashi, Takehiro Watanabe, Hideya Kawasaki, Ryuichi Arakawa
Abstract:ジンクピリチオンはシャンプーや防汚塗料に抗菌剤として広く使用されている。最近、ジンクピリチオンが魚類などに催奇形性を引き起こすことが報告されたが、そのメカニズムについては詳細は分かっていない。そこで、ジンクピリチオンの生体内での動態を考えるためにジンクピリチオンと種々のアミノ酸の反応についてエレクトロスプレーイオン化法質量分析法を用いて、検討を行った。結果、ジンクピリチオンはヒスチジン、システインと配位子交換反応を起こしやすいことが明らかになった。(Abstract: The antibacterial agent, zinc pyrithione is widely used in shampoos and antifoulant paints. Recently, it has been reported, that the zinc pyrithione causes teratogenesis in fish, however the details of such mechanism has not been revealed. Therefore, an investigation to examine the dynamic state of zinc pyrithione in organisms was carried out, by using electrospray ionization/mass spectrometry, so that how zinc pyrithione reacts with different kinds of amino acids could be found out. As a result, it has become apparent, that zinc pyrithione easily reacts with histidine.)

地質汚染-医療地質-社会地質学会誌,5:11-24 2009(Jun.)
Abstract:大阪平野は海成粘土層というヒ素などを比較的、高濃度で含有する地層が広がっている。また、海成粘土層は硫化物を多く含んでいるため、風化すると溶出液が酸性側にふれる。こうしたことから、海成粘土層が地下工事などにより表出されると、その土は溶出試験によりヒ素・鉛などの項目で環境基準を超過する可能性がある。本研究では大阪市域におけるボーリングコア試料を用いて、海成粘土層におけるヒ素・鉛の溶出挙動を観察し、海成粘土層と土壌汚染との関係性について考察した。(Abstract: Osaka plains possess the geological stratum which is called the marine clay, containing relatively high concentration of elements, such as arsenic and iron. Also, since the marine clay contains a lot of sulfide, when it is exposed to the sun, its eluate becomes acidic. This leads to a possibility, that once the marine clay gets exposed by underground constructions, exceeding amount of arsenic and lead could be found during an elution test, in comparison to the environmental standard. In this research, by using the boring core sample from Osaka city area, elution behavior of arsenic and lead within the marine clay was observed, and correlation between the marine clay and soil contamination was examined.)

Utilization of silkworm cocoon waste as a sorbentfor the removal of oil from water
Journal of Hazardous Materials,165:266-270 2009(Jun.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Shiori Kitajima, Masahiro Kurashima, Ayaka Hagiwara, Kazuma Haraguchi, Koji Shirai, Rensuke Kanekatsu and Kenji Kiguchi;
Abstract:蚕糸産業において生じる廃棄物「くず繭」の油の吸着剤としての有用性について検討を行った。くず繭を綿状にした素材は1gあたり植物油、モーターオイルを約40g、吸着することが分かり、これまで報告されている油吸着剤と比較しても非常に高い吸着能を示すことが明らかになった。産業廃棄物の再利用、さらに環境にフレンドリーな素材を環境浄化に用いるという点で、くず繭のこうした利用は意義があると結論づけた。(Abstract: The damaged silkworm cocoons are generated by the sericulture industry. The possible utilization of such damaged silkworm cocoons as oil sorbent material was investigated. It was discovered that 1g of flocculate material made from the damaged silkworm cocoons absorbs about 40g of vegetable and motor oils. Thus, it has been made evident that it possesses high oil-sorption capacity compared to other types of oil sorbent materials. It has been deduced, that such utilization of damaged silkworm cocoons is meaningful, because it reuses industrial waste and enviromentally friendly material for the environmental purification.)

地学雑誌,118(2):261-279 2009(May)
Author:加田平賢史・森脇 洋・吉川周作・七山 太・山本 攻
Abstract:大阪平野で採取した土壌のコア試料を層ごとに重金属・イオンの分析を行い、土壌環境基準と照らし合わせた。人為的な影響が無いと思われる地層においてもフッ素が基準値を超過して検出されるケースがあった。溶出試験、含有量試験に加え、酸溶解成分も測定し、種々の元素の溶出挙動について考察を加えた。(Abstract: The core samples of soil collected at Osaka Plains were analized, for heavy metals and ions, in order to examine them compared to the environmental quality standard for soil. In the layer under no artificial influences, fluorine which exceeded the regulation was detected. In addition, acid soluble elements were also measured, and the elution behaviors of various elements were described.)

Analysis of chlorothalonil by liquid chromatography/mass spectrometry using negative atmospheric pressure photoionization
Analytical Sciences,25:693-697 2009(May)
Author:Atsushi Yamamoto, Iori Miyamoto, Mikiya Kitagawa, Hiroshi Moriwaki, Hidekazu Miyakoda, Hideya Kawasaki, Ryuichi Arakawa
Abstract:農薬として広く用いられているクロロタロニルは従来、質量分析法による高感度分析が困難であった。そこで、光化学イオン化法を用いた液体クロマトグラフィータンデム質量分析法をクロロタロニルおよびその代謝生成物の測定に適用した。この方法により、これら化合物の微量分析が可能となった。環境分析、食品分析へのこの方法の適用例を示した。(Abstract: Conventionally, chlorothalonil, which is commonly used as a pestiside, has been a difficult object of sensitive analysis by using the mass spectrometry. Therefore, liquid chromatography/tandem mass spectrometry using the photoionization has been applied to an analysis of chlorothalonil and its metabolites. By this method, the trace analysis of these chemical compounds has become possible. Application of this method in the environmental analyses and in the food analyses have been indicated.)

Waste on the roadside, 'poi-sute' waste: Its distribution and elution potential of pollutants into environment
Waste Management,29:1192-1197 2009(Mar.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Shiori Kitajima, Kenshi Katahira
Abstract:信州大学繊維学部周辺におけるポイ捨てゴミを毎月サンプリングし、その組成、分布ならびに量を測定した。さらに、ポイ捨てゴミから環境中に負荷される環境汚染物質の量を推定した。ポイ捨てゴミの組成としてはタバコが最も数が多かった。また、ヒ素や多環芳香族化合物などの有害物質がポイ捨てタバコから環境中に溶出している可能性を示した。(Abstract: The littered trash on the roadside called 'Poi - Sute' garbage around the campus of the Faculty of Textile Science, Shinshu University, were collected every month for the purpose of sampling, in order to check their compositions, distributions, and amounts. Furthermore, an amount of environmental pollutants generated by these littered trash were estimated. When studying the compositions of such garbages, the largest number was exhibited by cigarette butts. It is also indicated, that harmful substances such as arsenic and polycyclic aromatic hydrocarbons are eluted from littered cigarette butts possibly, into the environment.)

Layer-by-Layer Self-Assembled Multilayer Films of Gold Nanoparticles for Surface-Assisted Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry
Analytical Chemistry,80(19):7524-7533 2008(Oct.)
Author:Hideya Kawasaki, Tsuyoshi Sugitani, Takehiro Watanabe, Tetsu Yonezawa, Hiroshi Moriwaki, Ryuichi Arakawa;
Abstract:金ナノ粒子の多層フィルムを表面支援レーザー脱離イオン化法 (SALDI) の基板として用いたところ、SALDI/TOF/MSによるペプチドや環境汚染物質(ピレンなど)の高感度測定が可能であることを明らかにした。(Abstract: It has been revealed, that when using multilayer film of gold nanoparticles as a matrix for the surface-assisted laser desorption/ionization, highly-sensitive measurements of peptide and environmental pollutants (pyrene, etc.) by SALDI/TOF/MS are possible.)

Detection of Pb-LIII edge XANES spectra of urban atmospheric particles combined with simple acid extraction
Science of the Total Environment,403:230-234 2008(Aug.)
Author:Kunihiro Funasaka, Toshiki Tojo, Kenshi. Katahira, Masashi Shinya, Takeji Miyazaki, Toshikazu Kamiura, Osamu Yamamoto, Hiroshi. Moriwaki, H. Tanida, M. Takaoka
Abstract:環境中に存在する有害金属の形態はその金属の発生源を知る上で、また環境における毒性やリスクを検討するうえで非常に重要である。本報では大気中微粒子に含まれている鉛について種々の抽出法とXANESスペクトルを観測することにより、その形態を検討する新しい手法を提案した。(Abstract: It is extremely important to know the configuration of hazardous metals existing in the environment, in order to know the origins of such metals and to discuss their toxicities or risks in the environment. By observing the different extraction methods and XANES spectra of led, which are found in the atmospheric particles, the new method to discuss its configuration has been suggested in this article.)

Effect of mixing metal ions on DNA oxidative stress via Fenton-type reactions
Toxicology in Vitro,22:36-44 2008(Jan.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Martin R. Osborn, David H. Phillips
Abstract:有害金属のDNAに対する複合影響について検討を行った。DNAにFe、Cu、Cd、Cr、Niをそれぞれ一種類だけ混合し、過酸化水素を加えて、フェントン反応により活性酸素を発生させることにより生じるDNAストレスを測定した。次にこれら5元素のうち2元素を選び、同時にDNAに混ぜ、過酸化水素を加えて生じるDNAストレスを測定し、単一の場合に観測されたDNA酸化ストレスの総和と比較した。Cd、Niは他の金属イオンにより生じるDNA酸化ストレスを抑制した。一方、CuとCrを混ぜた系では相乗的な効果が見られた。これら結果から、in vitroでの検討ではあるが、有害金属により誘起されるDNA酸化ストレスは有害金属とDNAの間の相互作用により、複合的な影響を受けることが分かった。(Abstract: The combined effect of hazardous metals against DNA has been investigated. After mixing each of Fe, Cu, Cd, Cr, and Ni with DNA, hydrogen peroxide has been added in order to generate activated oxygen by Fenton-type reactions, so that the DNA stress can be measured. Next, 2 elements out of these 5 elements were chosen and mixed with DNA simultaneously, in order to measure the DNA stress after adding hydrogen peroxide. Afterward, the summations of DNA oxidative stress in both cases were compared. Cd and Ni had inhibited DNA oxidative stress caused by other metal ions. On the other hand, the synergistic effect was observed in the mixed Cu and Cr. Although the discussion is based on "in vitro", it has been revealed, that DNA oxidative stress induced by hazardous metals receives combined effect due to the interaction between hazardous metals and DNA.)

第18回環境地質シンポジウム論文集,18:151-154 2008
Author:高坂由依子、 加田平賢史、 森脇 洋、 山崎秀夫、 國分(齋藤)陽子、 吉川周作

Vertical profile of polycyclic aromatic hydrocarbons in a sediment core from a reservoir in Osaka City
Environment Geology,52:123-129 2007(Mar.)
Author:Miho Ishitake, Hiroshi Moriwaki, Kenshi Katahira, Osamu Yamamoto, Kenshiro Tsuruho, Hideo Yamazaki, Shusaku Yoshikawa
Abstract:大阪市内の溜池における底質コア試料を採取し、年代特定を行った後に、深さごとの多環芳香族化合物濃度を測定した。溜池は水の流出入が少ないため、その底質はほとんど大気からの降下物によりなると考えられ、底質コア試料は大気汚染の歴史的変化を記録していると考えられる。分析した結果、最も高い多環芳香族濃度を示したのは第二次世界大戦中であり、これは大阪への米軍の空襲によるものであると考えられた。(Abstract: After collecting the bottom sediment core sample from a reservoir in Osaka City and performing the dating, the concentration of polycyclic aromatic hydrocarbons for each sediment layer was measured. Since there was hardly any inflow or outflow of water into a reservoir, it was considered that its sediment mainly consisted of airborne deposits, and that sediment core sample had recorded the historical changes in the atmospheric pollution. As a result of the analysis, the highest concentration of polycyclic aromatic hydrocarbons was recorded during World War II. It was estimated that this was due to the air raid of Osaka City by the US forces.)

Analysis of p,p’-DDT by liquid chromatography-atmospheric pressure photoionization/ mass spectrometry
Rapid Communication in Mass Spectrometry,21:1090-1092 2007(Mar.)
Author:Hiroshi Moriwaki
Abstract:p,p’-DDTは残留性環境汚染物質(POPs)類の一つとして知られており、環境分析において重要なターゲットである。しかしながら、これまでLC/MSによる測定例は報告されていなかった。本報はp,p’-DDTのLC/MSによる検出方法について述べた。APPI法を用いることによりp,p’-DDTが検出できることが分かった。またLCを接続し、検量線を作成し、LC/MSによりppbレベルの濃度まで測定できることを明らかにした。(Abstract: The p,p’-DDT is known as one of the persistent organic pollutants (POPs), and is a significant target within the environmental analysis. However, no measurement example by LC/MS had been reported. This article addresses the detection method of p,p’-DDT by LC/MS. It has been confirmed, that by using APPI method, p,p’-DDT can be detected. Furthermore,by connecting LC and constructing a calibration curve, the concentration to ppb level can be measured by LC/MS.)

Method for the estimation of the past illegal dumping recorded in a sediment core
Water, Air,&Soil Pollution,179:197-206 2007(Feb.)
Author:Kenshi Katahira, Miho Ishitake, Hiroshi Moriwaki, Syusaku Yoshikawa, Osamu Yamamoto, Tadao Fujita, Hideo Yamazaki
Abstract:大阪市内の溜池における底質コア試料を採取し、年代特定を行った後に、深さごとの重金属濃度を測定した。Cd、Ni、Crなどメッキ工業で用いられる重金属についてのみ1960年前後にスパイク的な濃度の上昇が見られた。統計的に解析し、この濃度上昇が1960年時の溜池へのメッキ工場からの廃液の不法投棄によるものであると結論づけた。底質コア試料がこのような環境イベントを記録していることは極めて珍しい。(Abstract: After collecting the bottom sediment core sample from a reservoir in Osaka City and performing the dating, the concentration of heavy metals for each sediment layer was measured. Only in the heavy metal cases such as Cd, Ni, and Cr, that were used in metal platingindustry, a sudden elevation in concentration was observed around 1960s. After the statistical analyzation, it was deduced, that this sharp rise of concentration in 1960s was caused by the illegal dumpings of liquid waste from the metal plating factories. It was extremely rare for sediment core sample to be recording such environmental event.)

Liquid chromatography-mass spectrometry for the analysis of environmental mutagens
Current Anal. Chem.,3:69-79 2007(Jan.)
Author:Hiroshi Moriwaki
Abstract:環境変異原性物質は生物に作用し、悪影響を与える危険性がある。環境中におけるこれら物質の分析法の確立は非常に重要である。変異原性物質には極性が高く、GCによる分析に適さない化学物質も多いため、近年、LC/MSを利用した分析法がさかんとなってきている。本報では、環境変異原性物質をLC/MSで検出、測定した例を総括し、LC/MSの環境分析への適用が重要であり、非常に有用であることを明らかとした。(Abstract: The environmental mutagens possess the danger to operate in such a way, which brings harmful influence to living creatures. Therefore, an establishment of analytical method regarding these substances in the environment is extremely important. Since there are many chemical substances within mutagens, that are highly polar and are not fit for an analysis by GC, the analytical method to use LC/MS has been actively pursued recently. Within this article, the environmental mutagens have been detected by LC/MS, and their measurement examples have been summarized. It has also revealed, that the application of LC/MS towards the environmental analysis is important, and that such application is highly effective.)

液体クロマトグラフィー質量分析による残留性有機汚染物質 (POPs)類の分析
日本質量分析科学会誌,55:183-191 2007
Author:森脇 洋

超音波テクノ,19:30-33 2007
Author:森脇 洋

環境浄化技術,6:31-36 2007
Author:加田平賢史、 森脇 洋、 山本 攻、 吉川周作

Electrospray ionization-mass spectrometric detection of hexachlorocyclohexane
Rapid Communication in Mass Spectrometry,20:1963-1964 2006(Jun.)
Author:Hiroshi Moriwaki
Abstract:ヘキサクロロシクロヘキサンは残留性環境汚染物質(POPs)類の一つとして知られており、環境分析において重要なターゲットである。しかしながら、これまでLC/MSによる測定例は報告されていなかった。本報はヘキサクロロシクロヘキサンのLC/MSによる検出方法について述べた。イオン化法としてESI法を用いることによりヘキサクロロシクロヘキサンが検出できることが分かった。イオン化のメカニズムとしてはESIの系中でSN1反応が起こり、イオンとなっている可能性が示唆された。(Abstract: The hexachlorocyclohexane is known as one of the persistent environmental pollutants (POPs) and is a significant target within the environmental analysis. However, there had been no report of measurement examples by LC/MS. This article addresses the detection method of hexachlorocyclohexane by LC/MS. Hexachlorocyclohexane could be detected by using ESI/MS. As for the mechanism of ionization, the possibility of SN1 reaction occuring within the ESI interface to produce ions was indicated.)

環境浄化技術,5:48-52 2006
Author:森脇 洋

Liquid chromatographic- mass spectrometric methods for the analysis of persistent pollutants: polycyclic aromatic hydrocarbons, organochlorine compounds and perfluorinated compounds
Current Organic Chemistry,9:849-857 2005(Sep.)
Author:Hiroshi Moriwaki
Abstract:環境分析において、残留性汚染物質の分析は非常に重要である。しかしながら、近年、さかんに使用されるようになったLC/MSでは塩素系の多くの残留性汚染物質の分析が困難である。本報では残留性汚染物質の中でもLC/MSでの検出が難しいとされている多環芳香族化合物、有機塩素系農薬といった低極性化合物のLC/MSによる検出法、検出例について総括し、その重要性と今後の展開について詳述した。(Abstract: The analysis of persistent pollutants is of utter importance. However, it is difficult to analyze many chlorine-based persistent pollutants, if using LC/MS, which has been popularly used recently. This article describes the detection method of polycyclicaromatic hydrocarbons, that are considered to be difficult to detect by LC/MS, and of lowly polarcompounds such as organochlorine pesticides. The detection of these compounds by LC/MS have been summarized so that the importance of such method and its future development can be recounted.)

Determination of phenolic metabolites in urine of rats treated with 1,2,3- and 1,3,5- trimethylbenzenes
J. Occup. Health,47:337-339 2005(Aug.)
Author:Yuji Tsujimoto, Munehiro Warashina, Tsutomu Noda, Mitsuru Shimizu, Yukihiko Yamaguchi, Hiroshi Moriwaki, Masanobu Tanaka
Abstract:トリメチルベンゼン類は有機溶剤として多用されており、室内環境に広く存在している。1,2,3-トリメチルベンゼンと1,3,5-トリメチルベンゼンの代謝について知るために、ラットにこれら物質を投与し、尿中の代謝物を測定した。一般にメチルベンゼン類は安全と言われる馬尿酸代謝を受ける。しかし、トリメチルベンゼン類については毒性が高いフェノール代謝する割合が高いことが明らかとなった。(Abstract: The trimethylbenzenes are widely used as organic solvents and exist extensively in the indoor environment. In order to know the metabolism of 1,2,3-trimethylbenzenes and 1,3,5-trimethylbenzes, these substances were administered to rats and metabolites within their urine were measured. In general, methylbenzenes turn into safe hippuric acid during a metabolism process. However, it has been discovered, that trimethylbenzenes have high tendency to take part in a phenolic metabolism, which has high toxicity.)

Influence of sodium benzoate on the metabolism of o-xylene
Xenobiotica,35:487-497 2005(May)
Author:Hiroshi Moriwaki, Yuji Tsujimoto, Mitsuru Shimizu, Tsutomu Noda, Munehiro Warashina, Masanobu Tanaka
Abstract:安息香酸ナトリウムは食品添加剤として広く使用されている。安息香酸ナトリウムは安全に代謝され、馬尿酸として、尿から排出されることが知られている。一方、室内汚染物質であるメチルベンゼン類は代謝の途中に安息香酸類となり、代謝が進行する。そこで、安息香酸ナトリウムとメチルベンゼン双方をラットに曝露させた場合、代謝がどうなるか検討を行ったところ、メチルベンゼンの代謝が阻害されることが明らかとなった。(Abstract: The sodium benzoate has been used extensively as a food additive. It is known to be safely metabolized and be discharged from urine as hippuric acid. On the other hand, the indoor pollutant methylbenzenes turn themselves into benzoates during the process of metabolism. Thus, we had exposed both sodium benzoate and methylbenzene to rats and observed what would happen to their metabolism. As a result, it was revealed that the metabolism of methylbenzene was inhibited.)

Sonochemical decomposition of perfluorooctane sulfonate and perfluorooctanoic acid
Environment Science&Technology,39:3388-3392 2005(May)
Author:Hiroshi Moriwaki, Youichi Takagi , Masanobu Tanaka, Kenshiro Tsuruho, K. Okitsu, Y. Maeda
Abstract:フッ素化合物PFOS、PFOAの超音波による分解反応を開発した。PFOS、PFOAは非常に難分解性の物質であり、浄化法・分解法の確立が求められている。本報ではPFOS、PFOA溶液に超音波を照射し、LC/MSによる測定により、そのメカニズムについて考察した。1時間の超音波照射により50%以上のPFOS、PFOAが分解した。(Abstract: The decomposition method of PFOS and PFOA by sonication has been developed. PFOS and PFOA are persistent substances, and the establishment of their decomposition method has been much desired. Within this article, the sonication has been irradiated to the PFOS and PFOA solution, and by using measurements by LC/MS, its mechanism has been observed. As a result, more than 50% of PFOS and PFOA had resolved after an hour of sonication irradiation.)

Historical trends of polycyclic aromatic hydrocarbons in the reservoir sediment core at Osaka
Atmospheric Environment,39(6):1019-1025 2005(Feb.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Kenshi Katahira, Osamu Yamamoto, Joji Fukuyama, Toshikazu Kamiura, Hideo Yamazaki, Shusaku Yoshikawa
Abstract:大阪城の底質を採取し、深度ごとの年代特定を行った。この試料を用いて、多環芳香族化合物を分析したところ、戦争中に多環芳香族化合物の量が最も多いことが明らかになった。これは大阪城周辺にあった軍需工場への第二次世界大戦時の空襲の影響による結果であると考えられた。大阪における350年間のうち、最も環境にインパクトを与えたのは第二次世界大戦であることがあきらかとなった。(Abstract: After collecting the bottom sediment from Osaka Castle, the dating was performed per each depth. When the polycyclic aromatic hydrocarbons within the sample was analyzed, it was ascertained, that the greatest amount of polycyclic aromatic hydrocarbons were recorded during the war. It was considered, that this result was due to the influence inflicted by air raids to military arsenals, which were located around Osaka Castle. Within the 350 years of history in Osaka, it has become evident, that it was World War II, which had caused the most impact to the environment.)

Simultaneous determination of 2-phenylbenzotriazole-type mutagens, PBTA-1~8, in river water by liquid chromatography-tandem mass spectrometry
Journal of Environmental Monitroing,6:897-902 2004(Nov.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Hiroya Harino, Taro Yoshikura, Takeshi Ohe , Haruo Nukaya, Yoshiyasu Terao, Hiroyuki Sawanishi, Keiji Wakabayashi, Hidekazu Miyakoda, Jean-Francois ALARY
Abstract:淀川水域の河川水の高変異原性についてひとつの原因物質であったPBTA類化合物はこれまでにPBTA1-8の8種類が単離されてきた。LC/MS/MSを用いたこれら8種類の同時高感度分析法を開発した。本法により微量分析が簡易かつ短時間で可能であった。実際の河川水から数種のPBTA類が本法により、検出され、本法が実際に環境分析へ適用できることが明らかとなった。(Abstract: Regarding the high mutagenicity of water in Yodo river district, 8 kinds of PBTA compounds, the PBTA1-8, have been isolated as part of the substances responsible for mutagenicity. The simultaneous highly sensitive analytical method has been developed for these 8 kinds of substances, by using LC/MS/MS. By this method, easy analysis of minimal amount in short time was possible. Several PBTAs have been detected by this method from the actual river water, proving that this method can actually be applied to the environmental analysis.)

Detection of chlordecone by liquid chromatography tandem mass spectrometry
Rapid Communication in Mass Spectrometry,18:1243-1244 2004(Jun.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Atsuko Hasegawa
Abstract:クロルデコンは残留性の高い農薬として知られており、環境分析において重要なターゲットである。しかしながら、これまでLC/MSによる測定例は報告されていなかった。本報はLC/MS/MSによるクロルデコンの分析方法について述べた。LC/MS/MSを用いることにより高選択かつ高感度な分析が達成できた。本法の定量限界は従来のGC/MS法と比較して、100倍近く低く、クロルデコンの極微量環境分析に非常に有用であることが分かった。(Abstract: The chlordecone is widely known as a highly persistent pesticide and is an important target within the environmental analysis. However, the measurement examples of the compound by LC/MS had not been reported. This article describes the analytical method of chlordecone by LC/MS/MS. By using LC/MS/MS, highly selective and sensitive analysis was achieved. In comparison with the traditional GC/MS method, the quantitative limit of this method is nearly 100 times lower, and it has been ascertained that this method is exceptionally effective in environmental analysis of infinitesimal quantity of chlordecone.)

Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in sediment by liquid chromatography-atmospheric pressure photo ionization-mass spectrometry
Analytical Science,20:375-377 2004(Feb.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Miho Ishitake, Shusaku Yoshikawa, H. Miyakoda,J-F.Alary
Abstract:多環芳香族は発ガン性などを有し、広く環境に存在する汚染物質である。その分析法の開発は重要であるが、従来、多環芳香族化合物のLC/MSによる微量分析は非常に困難であった。本報はLC/APPI/MS法により底質中の多環芳香族化合物の分析を試み、環境試料中のこれら物質のppbレベルの測定に成功した。さらに求めた分析法を実際の底質試料に適応し、環境分析が可能であることを示した。(Abstract: Polycyclic aromatic hydrocarbons are referred to as carcinogens and are present widely in the environment as pollutants. The development of its analytical method is important, however in the past, trace analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons by LC/MS has been extremely difficult. This article addresses the aim to analyze polycyclic aromatic hydrocarbons within the sediment by LC/APPI/MS method. As a result, the analysis of these substances within an environmental sample at the ppb level was successfully achieved. Furthermore, the acquired analytical method was actually applied to the sample sediment, displaying its availability for the environmental analysis.)

Detection of technical chlordane by liquid chromatography / atmospheric pressure chemical ionization / mass spectrometry
Rapid Communication in Mass Spectrometry,18:225-227 2004(Jan.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Masashi Yamaguchi, Hiroyuki Hashimoto and Ryuichi Arakawa
Abstract:クロルデンは残留性環境汚染物質(POPs)類の一つとして知られており、環境分析において重要なターゲットである。しかしながら、これまでLC/MSによる測定例は報告されていなかった。本報はクロルデンのLC/MSによる検出方法について述べた。APCI法を用いることによりクロルデンが検出できることが分かった。またLCを接続し、検量線を作成し、ppbレベルの濃度まで測定可能であることを示した。(Abstract: The chlordane is known as one of the persistent organic pollutants and is a significant target in the environmental analysis. However, anexample of its measurement by LC/MS had not been reported. This article describes the detection method of chlordane by LC/MS. By using APCI, chlordane can be detected. It also indicates that by connecting LC and constructing a calibration curve, its concentration can be measured at the ppb level.)

Concentrations of perfluorooctane sulfonate (PFOS) and perfluorooctanoic acid (PFOA) in the vacuum cleaner dust collected in Japanese homes
Journal of Environmental Monitroing,5:753-757 2003(Sep.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Yumiko Takata, Ryuichi Arakawa
Abstract:撥水剤などに用いられるPFOS、PFOAは広く環境に分布し、非常に分解性が低いことから、21世紀のPCBなどと言われ、その身体に対する影響が危惧されている。掃除機で採取した埃中のふっ素化合物PFOS、PFOAの定量を行い、これら物質が生活環境から人へ曝露している可能性を示した。(Abstract: PFOS, PFOA, that are used in water repellants are extensively dispersed in the environment and are extremely difficult to decompose. Their influence on human bodies have been of great concern. The fluorine compounds, PFOS and PFOA within dusts collected from a vacuum cleaner have been measured, and the possibility of humans being exposed to these substances through living environment has been presented.)

Determination of aromatic amine mutagens, PBTA-1 and PBTA-2, in river water by solid phase extraction followed by liquid chromatography-tandem mass spectrometry
Journal of Chromatography A,995:239-243 2003(May)
Author:Hiroshi Moriwaki, Hiroya Harino, Hiroyuki Hashimoto, Ryuichi Arakawa, Takeshi Ohe, Taro Yoshikura
Abstract:淀川水系の河川水が高い変異原性を示したことが以前、報告されている。その原因物質は、排水中の染料を由来とするPBTA類であった。本報はLC/MSを用いた新規の河川水中のPBTA分析法について述べたものである。この方法は従来法と比較して、非常に簡単であり、短時間でPBTAの分析を行うことが可能である。(Abstract: The high mutagenicity of river water in Yodo river has generated the pursuit for such substances that are causing it. As a result, substances were identified as PBTAs produced from dyes, which originate from drainage at wastewater treatment plant in Kyoto. This article describes the novel analytical method of PBTA, in river water using LC/MS. The present method is very simple and the analysis of PBTAs is accomplished within a short time.)

Simultaneous determination of metabolites of trimethylbenzenes, dimethylbenzylmercapturic acid and dimethylhippuricacid, in human urine by solid-phase extraction followed by liquid chromatography-tandem mass spectrometry
Journal of Mass Spectrometry,37:1152-1157 2002(Nov.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Ayumi Watanabe, Ryuichi Arakawa, Yuji Tsujimoto, Mitsuru Shimizu, Tsutomu Noda, Munehiro Warashina, Masanobu Tanaka
Abstract:トリメチルベンゼン類は溶剤などに用いられており、室内汚染物質として知られている。これら物質が体内に入った量の把握、あるいはどのような影響を身体に与えるかを知るためにその代謝反応を把握することは重要である。本報ではトリメチルベンゼン類の尿中代謝物である馬尿酸とメルカプツール酸を同時分析する手法を示した。初めて尿中のトリメチルベンゼンから生成するメルカプツール酸の検出に成功した。(Abstract: The trimethylbenzenes are widely used as solvents, and exist extensively in the indoor environment. It is important to comprehend their metabolic reactions, in order to grasp an amount and effects of these substances, when they are taken into human bodies. In this article, themethod to simultaneously analyze hippuric acid and mercapturic acid, that are urine metabolites of trimethylbenzenes has been introduced. The mercapturic acid produced from trimethylbenzenes within urine was detected successfully for the very first time.)

Complexes of cadmium ion with guanine bases detected by electrospray ionization-mass spectrometry
Journal of Mass Spectrometry,38:321-327 2002(Mar.)
Author:Hiroshi Moriwaki
Abstract:カドミウムは発ガン性物質として知られている。カドミウムが遺伝子に与える作用を考えるうえでDNA塩基とカドミウムの相互作用についての情報を得ることは非常に重要である。そこで種々のDNA塩基とカドミウムを混ぜた溶液を調製し、ESI/MSにより、その錯形成を観察した。結果、グアノシンについてはグアノシン4量体と錯形成した錯体など様々な錯体が検出されたが、他の塩基ではそのような多様な錯形成は見られなかった。(Abstract: The cadmium is known as carcinogens. It is acutely important to gain information regarding the interaction between DNA base and cadmium, in order to consider the behavior cadmium gives to genes. Therefore, a solution mix of various DNA bases and cadmium was prepared, and by ESI/MS, its complex formation was observed. As a result, many different complexes were found regarding guanosine, such as a one which formed complex with guanosine quadroplex. However, regarding other bases, such diverse complex formation was not observed.)

Complexes of Paraquat with guanine bases detected by electrospray ionization-mass spectrometry
Journal of Mass Spectrometry Society in Japan,50(1):18-20 2002(Jan.)
Author:Hiroshi Moriwaki
Abstract:農薬であるパラコートとグアニン塩基との相互作用をESI/MSにより観測した。パラコート1分子に対し、グアニン塩基が1-8個付加した錯体に相当するマススペクトルイオンピークが検出された。(Abstract: The interaction between paraquat, a pesticide, and guanine base was observed using ESI/MS. A mass spectrum ion peak, which corresponds with complexes formed from 1-8 guanine bases attached to 1 paraquat molecular was detected. )

Direct detection of Ziram by liquid chromatography / atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry
Rapid Communication in Mass Spectrometry,15:2374-2376 2001(Dec.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Yukihiko Yamaguchi, Minoru Fukushima
Abstract:ジラムは亜鉛にジチオカーバメート基が二つ配位した有機金属錯体であり、農薬として使用されている。様々な毒性を有し、環境分析を行い、その濃度分布を把握することは重要である。有機金属錯体は揮発性が低く、環境分析で広く使用されているGC/MSを適用し、分析することが困難である。そこで難揮発性物質の検出が可能であるLC/MSによる検出を試みた。APCI法を用いることによりジラムを直接検出できた。(Abstract: Ziram is an organometallic complex which consists of zinc coordinated by two dithiocarbamates, and is used as a pesticide. It possesses various toxicities, therefore it is important to grasp its concentration distribution. Organometallic complex is lowly volatile, thus it is difficult to analyze by applying GC/MS, which are widely used in the environmental analysis. The detection was attempted using LC/MS, since it allowed the detection of nonvolatile substances. By using APCI method, ziram was directly detected. )

Detection of 1:1 and 2:1 complexes of nonylphenol ethoxylates with alkali metal cations by electrospray ionization mass spectrometry
Rapid Communication in Mass Spectrometry,15:2208-2210 2001(Nov.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Takeshi Nakano, Shinji Tsunoi, Minoru Tanaka
Abstract:ノニルフェノールエトキシレートが、アルカリ金属とクラウンエーテル様の錯形成をすることがESI/MSの測定により明らかになった。エトキシレート鎖の鎖長によるアルカリ金属との錯形成能に違いがあった。鎖長が長いほど原子半径の大きなアルカリ金属と錯形成しやすい傾向が見られ、超分子的な作用を示すことが明らかになった。(Abstract: It has been discovered by ESI/MS, that nonylphenol ethoxylates forms complexes with alkali metals as if with crown ether. Difference in length of ethoxylate chains caused different complex formations with alkali metals. The longer the chains were, the more tendency there was to form complexes with alkali metals, which possessed larger atomic radiuses, indicating the supramolecular behavior. )

Direct determination of NO2-substituted pyrenes by liquid chromatography- atmospheic pressure chemical ionization- mass spectrometry
Analytical Sciences,16:1247-1248 2000(Dec.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Kunihiro Funasaka, Michiko Uebori
Abstract:ニトロ基で置換された多環芳香族は高い変異原性を有することが知られており、その環境分析は重要な意味を有している。これら物質は熱的に不安定であり、GCによる測定は困難であった。また、発光法を利用して、高感度分析する手法が報告されているが、誘導体化が必要であった。本報ではLC/APCI/MSを用いてニトロピレンなどのニトロ芳香族化合物を直接、検出する方法を示した。この方法により実際、環境中から単離されたニトロピレンの検出に成功した。(Abstract: The NO2-substituted polycyclic aromatic compounds are known to reveal mutagenicity, thus their environmental analysis is of significant meaning. These substances are unstable thermally, and a measurement by GC has proved to be difficult. Although the luminescent method to perform sensitive analysis had been reported, derivatization was also required. Within this article,the direct detection method of nitro aromatic compounds such as nitropyrene, by using LC/APCI/MS has been described. By applying this method, nitropyrenes which were isolated within the environment were successfully detected.)

Determination of mercapturic acids in urine by solid-phase extraction followed by liquid chromatography ionization mass spectrometry
Analyst,125:715-718 2000(Apr.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Yuji Tsujimoto, Tsutomu Noda, Mitsuru Shimizu, Masanobu Tanaka
Abstract:尿中のメルカプツール酸は室内汚染物質として重要なターゲットであるメチルベンゼン類の代謝物であり、それらの曝露量の指標として有用である。本報では尿中のメルカプツール酸を固相吸着剤とLC/MSを用いることにより検出する分析法を示した。固相吸着剤には逆相系の充填剤を用いることにより尿からの抽出できた。この手法により、簡易で迅速なメチルベンゼン類の尿中代謝物メルカプツール酸の分析が可能となった。(Abstract: The mercapturic acid in urine is a metabolite of methylbenzenes, which are considered to be significant targets as indoor pollutants. Therefore mercapturic acid is an effective barometer of exposures to methylbenzenes. In this article, the analytical method to detect mercapturic acid in urine by using solid-phase extraction and LC/MS has been described. By using octadecylsilyl silica gels as solid-phase extraction, mercapturic acid was successfully extracted from urine. With this method, an easy and speedy analysis of mercapturic acid has been achieved.)

Identification of the dimethylbenzyl mercapturic acid in urine of rats administered with 1,2,4-trimethylbenzene
Chemosphere,40:893-896 2000(Apr.)
Author:Yuji Tsujimoto, Tsutomu Noda, Mitsuru Shimizu, Hiroshi Moriwaki, Masanobu Tanaka
Abstract:有機溶剤として多用されているトリメチルベンゼン類は室内汚染物質として知られており、その身体影響を明らかにすることは重要である。本報はトリメチルベンゼン類のうち1,2,4-トリメチルベンゼンの尿中代謝物、グルタチオン抱合体であるジメチルベンジルメルカプツール酸がこの物質を投与されたラットの尿中から検出されたことを明らかにした。(Abstract: The trimethylbenzenes that are used extensively as organic solvents are known as indoor pollutant, therefore it is important to reveal their influences on human bodies. This article describes the dimethylbenzyl mercapturic acid, as a urinary metabolite of 1,2,4-trimethylbenzenes, was detected from the urine of rats administered with 1,2,4-trimethylbenzenes.)

Determination of 8-Hydroxy-2’-deoxyguanosine in urine by liquid chromatography-electrospray ionization- mass spectrometry
Analytical Sciences,16:105-106 2000(Feb.)
Author:Hiroshi Moriwaki
Abstract:DNAは活性酸素により攻撃を受けると、とくにグアニン塩基の8位が水酸化される。修正酵素によりこの水酸化されたグアニン塩基は切り出され、血液中に8-OHdGとして排出される。すなわち尿中の8-OHdG量は生体の活性酸素によるストレスの度合いを見る指標となる。本報では尿中の8-OHdGを測定するLC/MSを用いた簡易な手法を開発し、実際の尿試料について検出例を示した。(Abstract: When DNA is attacked by hydroxy radical, especially C8 of guanine base is hydroxylated. This hydroxylated guanine base is cut and emitted into the bloodstream as 8-OHdG. This is to say the amount of 8-OHdG within urine is a good barometer to see the stress level caused by hydroxy radical in a living organism. Within this article, easy method to measure 8-OHdG in urine by LC/MS has been developed.)

Conformational specificity in photoinduced intramolecular 1,7-hydrogen abstraction of homonaphthoquinones with a spiro-linked dibenzocycloheptene ring
Organic Lett,2:559-562 2000(Feb.)
Author:Ken Kokubo, Kazuhito Kawahara, Toshihiko Takatani, Hiroshi Moriwaki, Tatsuya Kawamoto, Takumi Oshima
Abstract:ナフトキノンにエタノ架橋したジフェニルシクロプロパンが縮環したホモナフトキノン類の光反応について検討を行った。ナフトキノンのカルボニル基が光励起され、エタノ架橋部の水素を引き抜き、さらにエタノ部の炭素とカルボニル炭素が結合する分子内反応が進行することが明らかとなった。また、この反応はエタノ架橋部の立体配置により異なることを明らかにした。(Abstract: An observation was made on the photoreaction of homonaphthoquinone with spiro-linked diphenylcyclopropane rings. The carbonyl group of naphthoquinone was photoexcited and pulled hydrogen from ethano spiro-linked portion. Furthermore, it was disclosed,that carbon from ethano portion and carbonyl carbon bind themselves within intramolecular reaction. Also, it has been revealed that this reaction differs owed to the configuration of ethano spiro-linked portion. )

Electrospray mass spectrometric determination of 1-nitropyrene and non-substituted polycyclic aromatic hydrocarbons using tropylium cation as a post-column HPLC reagent
Analyst,125:417-420 2000(Feb.)
Author:Hiroshi Moriwaki
Abstract:多環芳香族は発ガン性などを有し、広く環境に存在する汚染物質である。従来はLC/MSにより多環芳香族化合物を検出することは困難であった。とくに極性の低い化合物の検出が困難であるエレクトロスプレー法(ESI)での検出例はほとんどなかった。本報で、多環芳香族化合物と相互作用するトロピリウムカチオンをポストカラム法により添加することによりLC/MSによる多環芳香族化合物の微量分析を実現した。(Abstract: The polycyclic aromatic hydrocarbons reveal carcinogens and exist widely in the environment as pollutant. Conventionally, it had been difficult to detect polycyclic aromatic hydrocarbons by using LC/MS. There were few examples of detection of PAHs by ESI method, because the polarity of PAHs were low. This article describes the trace analysis of PAHs with LC/MS, by having tropylium cation as a post-column HPLC reagent, since it interacts with PAHs.)

Identification of the dimethylbenzyl mercapturic acid in urine of rats treated with 1,2,3-trimethylbenzene
Chemosphere,39:725-730 1999(Aug.)
Author:Yuji Tsujimoto, Tsutomu Noda, Mitsuru Shimizu, Hiroshi Moriwaki, Masanobu Tanaka
Abstract:有機溶剤として多用されているトリメチルベンゼン類は室内汚染物質として知られており、その身体影響を明らかにすることは重要である。本報はトリメチルベンゼン類のうち1,2,3-トリメチルベンゼンのグルタチオン抱合体であるジメチルベンジルメルカプツール酸がこの物質を投与されたラットの尿中から検出されたことを明らかにした。(Abstract: The trimethylbenzenes that are used extensively as organic solvents are known as indoor pollutant, therefore it is important to reveal their influences on human bodies. This article describes that dimethylbenzyl mercapturic acid as a urinary metabolite of 1,2,3-trimethylbenzenes. It was detected from the urine of rats administered with 1,2,3-trimethylbenzenes.)

Cation complexation of quinocrown ethers in electrospray ionization mass spectrometry. A comparison with benzocrown ethers
J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2,:1235-1240 1999(Jun.)
Author:Akihiko Tsuda, Hiroshi Moriwaki, Takumi Oshima
Abstract:電子吸引性を有するキノン骨格にクラウンエーテルを導入したキノクラウンエーテルの陽イオンとの錯形成能とベンゾクラウンエーテルと陽イオンの錯形成能をエレクトロスプレーイオン化法を用いて、比較検討した。キノンと縮環させることにより、クラウンエーテルに歪が生じ、ベンゾクラウンエーテルよりキノクラウンエーテルのほうが金属親和性の低いことが明らかとなり、クラウンエーテル構造による陽イオン錯形成への影響について新たな知見が得られた。(Abstract: By using ESI (Electrospray Ionization) method, a comparing investigation was made between cation complexation of quinocrown and cation complexation of benzocrown ethers. Quinocrown ethers are constructed by adopting crown ethers onto quinone skeleton, which possesses electron-withdrawing capability. When quinocrown ethers are ring-fused with quinone, it forms distortion, revealing how quinocrown ethers have less metallic affinity than benzocrown ethers. The new knowledge was acquired regarding the influence on cation complexation due to the structures of crown ethers.)

Synthesis of regioisomeric dimethylbenzyl mercapturic acids anticipated from the metabolism of 1,2,3-trimethylbenzene
Chemosphere,38:2065-2070 1999(Apr.)
Author:Yuji Tsujimoto, Tsutomu Noda, Mitsuru Shimizu, Hiroshi Moriwaki, Masanobu Tanaka
Abstract:有機溶剤として多用されているトリメチルベンゼン類は室内汚染物質として知られており、その身体影響を明らかにすることは重要である。本報では1,2,3-トリメチルベンゼン類の尿中代謝物として予想される1,2,3-トリメチルベンゼンのグルタチオン抱合体であるジメチルベンジルメルカプツール酸の合成法を示した。本法により効率よくこれら代謝予想物質を合成することが可能となった。(Abstract: The trimethylbenzenes that are used extensively as organic solvents, are known as indoor pollutant, therefore it is important to reveal their influences on human bodies. This article describes the synthetic method of dimethylbenzyl mercapturic acid, which is expected to be urinary metabolite of 1,2,3-trimethylbenzenes. By this method, the effective synthesis of these estimated metabolites has become possible.)

Electrospray mass spectrometric determination of polycyclic aromatic hydrocarbons by detecting the p-p complexes with tropylium cation
Analytical Communication,36:53-56 1999(Feb.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Akira Imaeda, Ryuichi Arakawa
Abstract:多環芳香族化合物は従来ESI/MSによる検出は困難であった。多環芳香族化合物がパイ電子を有することを利用し、パイーパイ相互作用をするトロピリウムカチオンを添加することによりトロピリウムカチオンと多環芳香族化合物との錯体を形成させ、形成した錯体をESI/MSで検出する手法を開発した。カラム分離後、トロピリウムカチオンを添加することによりLC/MSによる多環芳香族化合物の分析が可能となった。(Abstract: It is difficult to detect polycyclic aromatic hydrocarbons directly byESI/MS. By using how polycyclic aromatic hydrocarbons possess electrons, tropylium cation with π-π interaction was added to them, so that tropylium cation can form π-π complexes with PAHs. The method to detect such complexes by ESI/MS has been developed. By adding tropylium cation after a column separation, an analysis of PAHs by LC/MS has become possible.)

High performance liquid chromatographic determination of mercapturic acids in urine of rats administered with m- or p-xylene
Chemosphere,36:2491-2495 1998(May)
Author:Yuji Tsujimoto, TsutomuNoda, Hiroshi Moriwaki, Masanobu Tanaka
Abstract:キシレンはトルエン同様、室内における汚染濃度が高い揮発性有機化合物である。キシレンの尿中代謝物であるメチルベンジルメルカプツール酸の尿中濃度を測定する手法を開発した。分析にはHPLCを用いた。キシレンを投与したラットの尿を採取し、固相抽出剤に通過させた後にHPLCによる分析に供した。これら物質の排出速度は予想されていたよりもずっと遅かったことが明らかになった。(Abstract: Xylene is a volatile organic compound which has high concentration of pollutant in indoors. The methylbenzyl mercapturic acid is an urine metabolite of xylene, and the method to measure it in urine has been developed. HPLC has been used for the analysis. Xylene was administered to a rat and its collected urine was put through solid-phase extraction, before the analysis by HPLC was carried out. It was made clear that the discharge rate of these substances is actually slower by far than expected.)

Synthesis and characterization of m- and p- methylbenzyl mercapturic acids derived from m-and p-xylenes
Chemosphere,34:2519-2523 1997(Jun.)
Author:Masanobu Tanaka, Tsutomu Noda, Hiroshi Moriwaki, Yuji Tsujimoto
Abstract:キシレンは主要な室内汚染物質として知られており、その身体影響を明らかにすることは重要である。本報ではm-あるいはp-キシレンの尿中代謝物として予想されるm-、p-キシレンのグルタチオン抱合体であるm-, p-メチルベンジルメルカプツール酸の合成法を示した。本法により効率よくこれら代謝予想物質を合成することが可能となった。(Abstract: Xylene is known as a major indoor pollutant, therefore it is important to understand its influence on human bodies. Within this article, the synthetic method of a glutathione conjugate of m-, p-xylenes, the m-, p-methylbenzyl mercapturic acids has been indicated. The m-, p-methylbenzyl mercapturic acid is expected to be an urine metabolite of m-, or p-xylenes. By this method, the effective synthesis of these expected metabolites has become possible.)

Half-chair conformation of trans-1,4-dimethyl-7,7-diphenylbicyclo[4.1.0]hepta-2,5-dione
Acta Cryst.,C52:2269-2271 1996(Nov.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Tatsuya Kawamoto,Takumi Oshima
Abstract:メチル基の置換したホモベンゾキノンとトリエチルアミンとの反応によって生じるtrans-1,4-dimethyl-7,7-diphenylbicyclo[4.1.0]hepta-2,5-dioneについてX線結晶解析法により、構造を決定した。この物質の構造はシクロプロパンが縮環していないほうでは椅子型をしている「半椅子型構造」をとっていることが明らかとなった。(Abstract: The conformation of trans-1,4-dimethyl-7,7-diphenylbicyclo[4.1.0]hepta-2,5-dione, which generates from a reaction between homobenzoquinone and triethylamine has been determined. It has been discovered, that this substance takes a "half-chair conformation.")

Photoreaction of homobenzoquinones with amine donors
J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1,:1461-1466 1996(Jun.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Takashi Matsumoto, Toshikazu Nagai, Takumi Oshima
Abstract:メチル置換したベンゾキノンにシクロプロパン環を縮環したホモベンゾキノンとアミンドナーとの光誘起電子移動反応について検討を行った。アミンドナーからホモベンゾキノンの二重結合部位へ水素付加反応が起きた。ホモナフトキノンのようなシクロプロパンの開環反応は起こらなかった。この反応のメカニズムをMOPACなどにより考察し、ホモナフトキノンとの反応性の違いについて述べた。(Abstract: The photoinduced electron transfer reaction has occured between amine donors and homobenzoquinone, which has methyl group displaced benzoquinone with ring-fused cyclopropane. From amine doners, an addition reaction of hydrogens occurred to the double bond regions of homobenzoquinone. A ring-opening reaction of cyclopropane such as homonaphthoquinone did not occur. By examining the mechanism of this reaction through MOPAC, the difference in reaction compared to homonaphthoquinone has been described.)

Conversion of donor-substituted homonaphthoquinones to indenonaphthoquinones via intramolecular photoinduced electron-transfer
J. Chem. Soc., Chem. Commun.,:495-496 1996(Feb.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Takumi Oshima, Toshikazu Nagai
Abstract:分子内光誘起電子移動反応の新しい例を示した。メトキシ基を導入したジアニシルホモナフトキノンにルイス酸のマグネシウムを添加し、光照射するとインデノナフトキノン骨格を有する物質がほぼ定量的に得られた。マグネシウムが無かった場合は全く反応は進行しなかった。アニシル基からナフトキノン骨格へ分子内電子移動が起こったあと、マグネシウムにより電荷分離が安定化され、シクロプロパンの開裂反応が起こり、反応が進行したと考えられた。(Abstract: A new example regarding the intramolecular photoinduced electron transfer has been presented. Irradiation of anisyl homonaphthoquinone in the presence of magnesium ion resulted in the quantitative formation of indenonaphthoquinone. When there was no magnesium, this reaction did not proceed at all. It is considered, that after the intramolecular electron transfer occured from anisyl group to naphthoquinone skelton, the charge separation was stabilized by magnesium, triggering cleavage reaction of cyclopropane and resulting in the reaction.)

Photoinduced electron-transfer reactions of homonaphthoquinones with amine and arene donors
J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1,:2517-2523 1995(Oct.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Takumi Oshima, Toshikazu Nagai
Abstract:シクロプロパンはその立体的な歪の大きさからユニークな反応が期待される。本報では電子吸引性を有するナフトキノン骨格にシクロプロパンを縮環させたホモナフトキノン化合物について種々のドナーとの間の光誘起電子移動反応を起こし、その反応性と反応機構を明らかとした。ドナーの種類により大きく生成物が異なる原因について反応機構の面から考察し、シクロプロパン置換基を変えることにより、さらに異なる反応が進行することを明らかにした。(Abstract: An unique reaction would be expected from cyclopropane, due to its large steric distortion. In this article, photoinduced electron-transfer was carried out between various kinds of donors and homonaphthoquinones, which are constructed from naphthoquinone skeleton with electron-withdrawing capability and ring-fused cyclopropane. An observation was made from the perspective of reaction mechanism, concerning what causes different donors to produce largely different products. Furthermore, it was made clear, that different reactions have occured, when the substituent of cyclopropane are changed.)

Photoreduction of carbon dioxide using chalcogenide semiconductor microcrystals
J. Photochem. Photobiol. A,86:191-196 1995(Feb.)
Author:Hiroshi Inoue, Hiroshi Moriwaki, Kotaro Maeda, Hiroshi Yoneyama
Abstract:二酸化炭素排出量が増加し、環境への影響が懸念されている。二酸化炭素を有用な物質に変換し、利用することが望まれている。本報はZnSあるいはCdS半導体超微粒子を用い、微粒子表面に亜鉛あるいはカドミウムの金属を析出させ、金属―半導体超微粒子の複合材料を調製した後、それを光触媒として二酸化炭素の光還元反応に利用した。結果、半導体超微粒子と比較して、より高い量子効率で二酸化炭素がギ酸に変換した。(Abstract: The amount of carbon dioxide emission has been increasing and its influence on the environment is of great concern. It is desirable to exchange carbon dioxide into useful substances and use them. In this article, by using semiconductor ultrafine particles of ZnS or CdS, metals from zinc or cadmium are deposited on the surface of ultrafine particles. Then, composites of metals and semiconductor ultrafine particles are adjusted in order to use them for the photoreduction of carbon dioxide as photocatalyst.)

Photoisomerization of bromonaphthoquinone-fused diphenylcyclopropane into xanthylium salt in the presence of arene donors
J. Chem. Soc., Chem. Commun.,:1681-1682 1994(Jul.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Takumi Oshima, Toshikazu Nagai
Abstract:立体的に歪の大きな炭素―炭素結合の開裂反応は様々な反応への応用が期待される。本報では電子吸引性を有するナフトキノン骨格にシクロプロパンを縮環させたホモナフトキノン化合物についてアレンドナーとの間の光誘起電子移動反応を起こし、その反応性と反応機構を明らかとした。ホモナフトキノンはナフタレン共存下で光照射することによりキサンチリウムを生成した。これは開環反応後、アリールカチオンが生成した機構で反応が進行したためと考えられる。(Abstract: The cleavage reaction of carbon-carbon bond, which possesses large steric distortion is expected for many applications in various reactions. In this article, photoinduced electron-transfer was carried out between arene donors and homonaphthoquinones, which were constructed from naphthoquinone skeleton with electron-withdrawing capability and ring-fused cyclopropane. Under the coexistence with naphthalene, when irradiated with light, homonaphthoquinone produced xanthylium. This was considered to have happened, due to the mechanism which was produced by aryl cation after the ring-opening reaction.)

Photoinduced reductive cleavage of diarylcyclopropanes fused with bromonaphthoquinone in the presence of amines
J. Chem. Soc., Chem. Commun.,:255-256 1994(Feb.)
Author:Hiroshi Moriwaki, Takumi Oshima, Toshikazu Nagai
Abstract:シクロプロパンはその立体的な歪の大きさからユニークな反応が期待される。本報では電子吸引性を有するナフトキノン骨格にシクロプロパンを縮環させたホモナフトキノン化合物についてアミンとの間の光誘起電子移動反応を起こし、その反応性と反応機構を明らかとした。ホモナフトキノンはトリエチルアミン共存下で光照射することにより二量体を生成した。これは開環反応によりアリールラジカルが生成した機構で反応が進行したためと考えられる。(Abstract: An unique reaction is expected from cyclopropane due to its large steric distortion. In this article, photoinduced electron-transfer was carried out between amines and homonaphthoquinones, which were constructed from naphthoquinone skeleton with electron-withdrawing capability and ring-fused cyclopropane. Under the coexistence with triethylamine, when irradiated with light, homonaphthoquinone produced dimer. This was considered to have happened, due to the mechanism which was produced by aryl radical after the ring-opening reaction.)

Removal of PCB and POPs from soil using the composite material containing iron and activated carbon powder in the freezing-dried calcium alginate matrix
The 9th International PCB Workshop 2016
Author:Hiroshi Moriwaki, Mako Funada, Takeshi Nakano

Electrospray mass spectrometric observation of the interaction between environmental pollutants and biologic compounds
19th International Mass Spectrometry Conference 2012
Author:Hiroshi Moriwaki, Takahiro Nakagawa

Long-range transport of atmospheric pollutants to Japan and remote islands in Japan
Techno-Ocean 2010 , :Regional Environment I, 1-4 2010
Author:H. Moriwaki, K. Haraguchi, K. Katahira, H. Yamazaki, S. Yoshikawa

Themes for Joint Research
Environmental monitoring
Instrumental Analysis
Research Grants
Grants‐in‐aid for Scientific Research(Research Representative)
2017 - 2019 , 枯草菌遺伝子操作株を滅菌・凍結乾燥させた粉体によるレアメタルの抽出法の開発

Grants‐in‐aid for Scientific Research(Researcher)
2007 - 2008 , 閉鎖水域堆積物の微小球状粒子を用いた東アジア越境大気汚染の長期時空間変動解析
2004 - 2004 , 長期歴史トレンド解析による大陸起源大気汚染物質長距離輸送の環境影響評価
2002 - 2004 , 不法投棄廃棄物などに含まれる科学物質の包括的計測手法の開発に関する研究

Other Research Grants
2006 - 2007 , 都市の地盤環境に関わる基盤的研究-大阪平野表層部の地層形成過程と地盤環境特性の解明-

2008 - 2008 , 環境汚染による複合的な生体影響の評価-バイオテクノロジーで複合汚染を見る-


2020 , Analytical chemistry
2020 , Lecture for environmental chemistry
2020 , Environmental chemistry