独立行政法人国立科学博物馆（馆长：筿田谦一）的合作大学院生平野日向（东京农工大学 大学院联合农学研究科）、菊池贵（理学控股集团公司株式会社理学 产品本部 应用实验室）、榊原风太（Asterism合同会社 研究开发支持事业部 技术顾问）、村井良德（植物研究部 研究主干）等人，通过开发微量成分分析法，成功在高山植物中确定了10种以上酚类化合物配糖体的结构，这些植物体积小，且从许可和伦理角度来看，难以确保研究样本。具体而言，他们成功地从仅2克的高山植物岩梅科岩梅花朵中分离出成分并使其结晶化，并适当地利用单晶X射线结构分析（SC-XRD）和电子绕射结构分析（MicroED）等分析方法，确定了各个所含成分的结构。这是在包括高山植物在内的野生植物中，从如此微量的样本中确定多种成分结构的开创性研究案例。这项技术不仅可以应用于植物的化学成分研究，还可以应用于理学、农学、药学等广泛领域中未开发资源的探索研究。本研究成果已于2026年2月22日在化学领域的国际期刊《Journal of Molecular Structure》上在线发表。此外，利用相关技术的研究成果也已发表在生物化学领域的国际期刊《Biochemical Systematics and Ecology》以及农业产业领域的国内期刊《アグリバイオ》（Agribio）上。 【研究重点】 ・确立了微量成分的分离和结晶化方法。 ・通过适当利用结晶化后的成分、单晶X射线结构分析（SC-XRD）和电子绕射结构分析（MicroED）等分析方法，成功进行了结构分析。 ・成功对样本量有限的高山植物酚类化合物进行了结构分析，并发现岩梅花中含有多种酚类化合物。 ・在方法开发过程中，相关研究还发现了与植物化学适应机制和系统发育等相关的成分。 1. 研究背景与成果 已知分布在日本高山带和亚高山带等地区的高山植物，为了应对来自高山环境的紫外线和低温等严峻环境压力，会合成并积累称为酚类化合物的化学成分，从而进行环境适应。此外，这些酚类化合物中的许多成分也被发现可能成为天然物资源，因此在高山植物中，由于其知识储备相较于低地植物有限，尤其期待相关研究。另一方面，高山植物由于生长在严峻的环境中，植物体较小，且分布仅限于高海拔地区，因此也属于稀有物种。即使是学术研究，从法令许可和伦理角度来看，也需要将采集带来的人为干扰降至最低，因此可用于上述成分结构分析的样本量是有限的。本研究团队此前一直在推进微量样本成分分析方法的开发，本次则以高山植物岩梅的极少量花朵作为研究样本，在经过现有分析方法如高速液相层析（HPLC）进行分离纯化以及四极杆飞行时间质谱仪（QTOF-MS）进行分子量测定的步骤后，开发了一种优化各所含成分结晶化的方法，并进一步利用单晶X射线结构分析（SC-XRD）和电子绕射结构分析（MicroED）等分析方法，这些方法能够从传统1/100左右大小的晶体中确定结构，从而成功地从极微量样本中对微量成分进行了结构分析。通过本研究，明确了生长在严峻高山环境中的岩梅花中含有多种酚类化合物，包括近年来作为带来健康益处的功能性成分而备受关注的槲皮素配糖体等黄酮类化合物。 此外，在上述技术开发过程中，也成功从岩梅叶中分离出多种成分并进行了结构分析，发现了有助于紫外线防护和抗氧化的成分，并且在《Biochemical Systematics and Ecology》上发表了研究成果，其中还发现了这些成分的部分积累在日本列岛本州中部到北海道之间存在地理差异。本次研究是对该研究的进一步改进。此外，农业产业领域的国内期刊《アグリバイオ》（Agribio）的文章中也总结介绍了本研究的重点等。 2. 注释 高速液相层析（HPLC）： 一种利用液体中成分与移动相（溶剂）和固定相（层析管）之间相互作用的差异，进行高性能分离和检测的设备。图2中的制备型HPLC系统是用于分离各成分的HPLC。 四极杆飞行时间质谱仪（QTOF-MS）： 一种结合了四极杆和飞行时间型两种不同质谱技术的质谱仪，兼具高质量精度、高分辨率和高灵敏度。图2中的LC-QTOF-MS是将HPLC与QTOF-MS连接起来的设备。 单晶X射线结构分析（SC-XRD）： 一种通过向样品晶体照射X射线束，并从所得的绕射X射线图案中直接确定样品分子立体结构的方法。 电子绕射结构分析（MicroED）： 一种在SC-XRD中以电子束代替X射线的方法，能够从更小的亚微米级晶体中确定样品分子的结构。 3. 未来展望 本研究在分析方法的开发中，利用了在高山植物中分布相对广泛的岩梅，目前也正在利用此方法推进对日本特有种和濒危物种等更稀有植物的分析。预计这将有助于揭示以往难以分析的植物微量成分，并应用于有用资源物质的探索等。此外，这项技术有望应用于理学、农学、药学等广泛领域，成为获取基础和应用研究基础