研究室の活動 (過去コチラからご覧ください) Archive

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Springer「Analytical Sciences」誌にAr-N₂混合ガスを用いたICP-MS分析の感度増感に関する論文が掲載されました。

柳澤華代さん(博士後期課程2年)の研究成果が、2022年06月17日付のSpringer「Analytical Sciences」誌にオンライン版に論文掲載されました。

 

【著者/論文誌名】K. Yanagisawa, M. Matsueda, M. Furukawa, Y. Takagai*, Analytical Sciences, in press (2022).

【タイトル】Sensitivity enhancement in inductively coupled plasma mass spectrometry using nebulization methods via nitrogen mixed gas effect

【DOI】https://doi.org/10.1007/s44211-022-00140-4

【概要】この研究は,高周波誘導結合プラズマ質量分析計(ICP-MS)という水溶液中に含まれる微量な金属イオンを測定する分析装置の分析性能(=分析感度)を向上させ、さらに低い濃度まで測れるようにしたという論文です。その性能の向上には、アルゴンガス(Ar)と窒素ガス(N₂)を混合して、超音波ネブライザー(ultrasonic nebulizer)を介してICP-MSで計測することが効果的であること、様々な金属イオンが低濃度まで測れるようになる事を明らかにしました。その際、63元素について検証した結果、その効果には活性がある元素と活性の無い元素があることもわかり、その検出下限値、バックグランドノイズなどを調査し、どのようなメカニズムでN₂ガス混合効果が生じているのかを考察した論文になります。

We demonstrate the sensitivity enhancement in inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP−MS) by combining  via the nitrogen mixed gas effect. We showed the effect of nitrogen gas concentration (0%–5%) in the nebulizer gas on the signal sensitivity for 63 elements using commercially available (concentric and ultrasonic) nebulizers. In addition, the limit of detection (ng L−1) was calculated in each case. Finally, we compared the sensitivity (i.e., the slope of the calibration curve), background noise intensity, and three-dimensional intensity distribution in the plasma to elucidate the effects of the concurrent use of mixed gas plasmas and nebulization methods.

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日本分析化学会 第82回分析化学討論会(@茨城大学・水戸)で研究成果発表しました。

2022年5月14日、茨城大学水戸キャンパスにおいて開催されました日本分析化学会 第82回分析化学討論会(@茨城大学・水戸)で大学院生1名が研究成果発表しました。

【ポスター発表】
・深谷夏希・山口克彦・高貝慶隆「フーリエ変換によるフローインジェクション吸光検出の高感度化と数学的妥当性の評価」

新型コロナウイルス感染症の影響により、数年間オンラインによる開催でしたが、久しぶりの対面発表でした。

 

 

 

 

 

 

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Elsevier「Talanta」誌に同位体希釈法を用いた新しい⁹⁰Sr分析方法に関する論文が載されました

柳澤華代さん(博士後期課程2年)・小田島瑞樹さん(2019修了生)の研究成果が、2022年04月1日付のエルゼビア社の「Talanta」誌に論文掲載されました。

【著者/論文誌名】K. Yanagisawa, M. Odashima, M. Matsueda, M. Furukawa,  Y. Takagai, Talanta, 244, 123442 (2022).

【タイトル】Online solid-phase extraction−inductively coupled plasma–quadrupole mass spectrometric quantification of 90Sr using 88Sr/86Sr isotope dilution method

【DOI】https://doi.org/10.1016/j.talanta.2022.123442

【概要】この研究は,放射性物質の中でも分析することが難しいストロンチウム90(⁹⁰Sr)を「カスケード型ICP-MS」という分析装置と「同位体希釈法」をいう定量法を用いることで簡単に測定できる分析方法を開発したことを報告しました。

このカスケード型ICP-MSは,「オンライン固相抽出-高周波誘導結合プラズマ質量分析」と呼ばれる原理に基づく分析方法で、⁹⁰Srを短時間で計測できる優れた分析方法です。しかし、長時間、連続で分析を続けていると、少しづつ定量値が変わってくるといった問題がありました。これまでは、それを防ぐために、定期的に決まった濃度を計測してその値を正しく計測できるかをチェックしていました。今回,私たちは、その欠点を解決するために同位体希釈法を応用して、高精度な分析が継続して続けられるようになりました。

また、この同位体希釈を用いたICP-MS分析では、これまで⁹⁰Srなどの人工の単核種を分析することはできませんでしたが、この研究で新しい計算方法を取り入れることで分析できるようになったことも評価ポイントと思われます。

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2021年度卒業式

2022.03.25.

2021年度の卒業式が執り行われました。

当研究室から総代が2名(博士前期課程と博士後期課程)も出るという誉なこともあり、揚々な一日となりました。

卒業生7名(博士後期課程1名、博士前期課程2名、学類生4名)の皆様、おめでとうございます。

↓ メンバーで集合写真。

↓卒業生とパチリ。

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NDEC-7で研究成果発表を行い,研究奨励賞および最優秀発表賞を受賞しました

2022年3月11日、次世代イニシアティブ廃炉技術カンファレンス(NDEC-7)がオンライン開催されました。

高貝研からは、大学院生2名、学類生1名が参加し、研究発表を行いました。

そして,発表者全員が受賞するという大変素晴らしい結果になりました!!

研究発表のタイトルは、下記のとおりです。

★『最優秀発表賞』(セッションB、1件/15件中)・研究奨励賞(セッションB3、1名/4名中)

鈴木怜花、中川太一、松枝誠、高瀬つぎ子、平田岳史、阿部雄太、寺島元基、古川真、高貝慶隆、“模擬デブリ・コロイドウランのミセル濃縮と多角的可視化技術”

 

★研究奨励賞(セッションA3、1名/5名中)

東海林達也、松枝誠、古川真、高貝慶隆、“拡張カスケード型誘導結合プラズマ質量分析によるβ線放出核種の多核種一斉分析”

★研究奨励賞(セッションB4、1名/3名中)

木村梨子、佐藤常寿・高貝慶隆、“アルギン酸ゲルへのトリチウム水の含浸現象とその化学挙動の推定”

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Springer Nature「Scientific Reports」誌に⁹⁰Srと⁸⁸Sr同位体比分析に関する論文が載されました

青木譲さん・下出凌也さんの研究成果が、2022年01月21日付のシュプリンガーネイチャーの「Scientific Reports」誌に論文掲載されました。

【著者/論文誌名】S. Wakaki, J. Aoki, R. Shimode, K. Suzuki, T. Miyazaki, J. Roberts, H. Vollstaedt, S. Sasaki, Y. Takagai, Scientific Reports, 12, 1151 (2022).

【タイトル】A part per trillion isotope ratio analysis of 90Sr/88Sr using energy-filtered thermal ionization mass spectrometry

【DOI】https://doi.org/10.1038/s41598-022-05048-7

【概要】この研究は,放射性物質の中でも分析することが難しいストロンチウム90(⁹⁰Sr)というβ線放出核種と放射線を出さない自然界に豊富に存在する安定ストロンチウム(ここでは⁸⁸Sr)の比(これを同位体比と呼びます)を非常に高精度で測定することに成功したことを報告する論文です。

私たちは,これまで表面電離型質量分析計(TIMS)という分析装置で放射性の⁹⁰Srを測定するための研究を実施してきましたが,非常に微量な⁹⁰Srと自然界に豊富に存在する⁸⁸Srの同位体比を高精度に測定することは難しかったです。今回,私たちはTIMSに四重極エネルギーフィルター(RPQ)を使用して,100万分の1の精度で⁸⁸Srと⁹⁰Srの同位体比を測定することに成功しました。

この同位体比を測定することで,様々試料の産地や由来を調べたり,原子力事故における原因の特定・鑑識などに役立たせることができます。

また,この研究は,海洋研究開発機構(JAMSTEC),サーモサイエンティフィック(独・ブレーメンおよび東京)との共同研究の成果です。
この論文はフリーアクセスです。

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Pacifichem 2021(オンライン)にて研究成果発表を行いました。

2021年12月16日~21日、5年に1度の環太平洋国際化学会議「Pacifichem 2021」(オンライン)が開催されました。

高貝が招待講演3件を行いました。

1) Y. Takagai, M. Mori, W. L. Hinze, “One-pot extractive synthesis of gold nanomaterials with additive control of shape via utilization of zwitterionic micelles and their cloud point behavior”.

2) W. L. Hinze, Y. Takagai, “New perspectives on surfactant mediated extractions”.

3) Y. Takagai, M. Furukawa “Flow injection based sequential inductively coupled plasma mass-spectrometric analysis for quantification of radioactive strontium”

 

高貝研からは、大学院生3名が研究成果発表を行いました。

・M. Arano, R. Suzuki, C. Ohnuma, W. L. Hinze, Y. Takagai, “Synthesis of an amphoteric solid phase resin with incorporated gold-nanoparticles and its application as a catalyst”

・T. Tanji, M. Furukawa, Y. Takagai, “Analytical method for determining high-relativite site groups in very small area by multicomponent chemical and principal component data analysis”

・M. Matsueda, Y. Takagai, “Homogeneous liquid-liquid microextraction of actinides and lanthanides in seawater”

 慣れない英語で頑張りました。習うより慣れろですね。

 

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令和3年度 JAEA福島研究開発部門成果報告会で研究成果発表を行い,イノベーション促進賞を頂きました。

2021年12月7日、令和3年度 JAEA福島研究開発部門成果報告会(富岡町文化交流センター学びの森)が開催され、高貝研から大学院生3名が研究成果発表を行いました。

参加した3名は,それぞれ『イノベーション促進賞』を受賞しました。

・柳澤華代,青木譲,古川真,平田岳史,高貝慶隆,“材料表面における放射性ストロンチウムの質量分析イメージング”

・丹治珠緒,古川真,藤本勝成,高貝慶隆,“化学分析と多変量解析を利用した福島第一原子力発電所原子炉建屋直下の地下水の流動解析”

・鈴木怜花,中川太一,松枝誠,高貝慶隆,“両性イオン界面活性剤の温度依存性相分離現象を利用する金属微粒子の抽出”

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RSC Tokyo International Conference 2021にて2名が研究成果発表

2021年12月6日~7日、RSC Tokyo International Conference がオンライン開催されました。高貝研からは、大学院生2名が研究成果発表を行いました。

・J. Aoki, S. Wakaki, T. Miyazaki, K. Suzuki, Y. Takagai, “Direct Determination of Atogram Levels of Radioactive 90Sr in Micro-droplet Samples Using Isotope Dilution – Total Evaporation – Thermal Ionization Mass-Spectrometry Assisted by Retarding Potential Quadrupole Energy Filters”

・M. Matsueda, Y. Takagai, “Quantification of Technetium-99 using Indctively Coupled Plasma Dynamic Raction Cell- Mass-Spectrometry with Online Solid-Phase Extraction”

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令和3年度東日本分析化学若手交流会(オンライン)で優秀賞を受賞

2021年11月26日~27日、令和3年度東日本分析化学若手交流会がオンライン開催されました高貝研の学生17名が全員参加し、学部生(4年生)のビャムバドルジ・アナラ君がポスター発表を行い,優秀賞を受賞しました。(30名中3名)

・Anar Byambadorj,荒野真結,鈴木李英,大沼知沙,高貝慶隆,“金ナノ粒子包含マイクロスフェアの開発”

オンラインでの研究室紹介も評判が良かったようです。

後日,ゼミの時間に表彰式を行いました。

 

マスクをとってもらうのを忘れました。。。

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日本分析化学会「Analytical Sciences」誌にプルトニウムの分離に関する論文が掲載されました

博士課程の青木譲さんの研究成果が、日本分析化学会の英文誌「Analytical Sciences」誌の2021年11月号に論文掲載されました。

【著者/論文誌名】J. Aoki, C. Oonuma, R. Sudowe, Y. Takagai, Anal. Sci., 37(11), 1641-1644 (2021).

【タイトル】Adsorption Behavior of Pu(IV), Am(III), Cm(III), and U(VI) on Desferrioxamine B-immobilized Micropolymer and Its Applications in the Separation of Pu(IV)

【DOI】https://doi.org/10.1021/acsomega.1c02756

【概要】私たちの研究室では,微生物の代謝物であるデスフェリオキサミンBを組み入れた樹脂(マイクロポリマー)を開発しています(Ind. Eng. Chem. Res., (2019).)。

今回,この樹脂にプルトニウム(IV)などの放射性物質がどのように吸着するのか,吸着特性を調査したものです。試料水のpHをコントロールすると88~97%でよく吸着することがわかりました。その一方で,pH 2の弱酸性にするとプルトニウム(IV)を他の放射性核種から分離できる可能性を見出しました。

なお,この研究は,米国の大学との共同研究によるものです。

  アメリカの管理区域で実験中の青木君

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R3年度 放射線取扱主任者:第一種試験2名,第二種試験4名=延べ6名合格

国家資格である「第1種放射線取扱主任者」ならびに「第2種放射線取扱主任者」に高貝研究室のメンバー5名(うち1名が両方合格)が合格しました。

第一種試験は,令和3年8月18日~20日に実施され,東京会場 で受験しました。

令和3年度の第一種放射線取扱主任者試験は、受験者数 2,546名 合格者数 840名 合格率 33.0%でした。

一方,第2種は、受験者数 1,298名 合格者数 321名 合格率 24.7%でした。

令和3年10月25日に合格者の発表があり,数日後,合格証が手元に届きました。

おめでとうございます。

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アメリカ化学会「Langmuir」誌に金ナノアーチンの簡単な合成方法に関する論文がハイライト・掲載されました

藁谷朱里さんの研究成果が、2021年9月14日のアメリカ化学会「Langmuir」誌に論文掲載され、論文誌のSupplimental Coverに選ばれてハイライトされました。

【著者/論文誌名】A. Waragai, T. Nakagawa, W. L. Hinze, Y. Takagai, Langmuir, 37(36), 10702-10707 (2021).

【タイトル】Shape- and Size-Controlled Fabrication of Gold Nano-Urchins via Use of a Mixed Sodium Borohydride and Ascorbic Acid Reductant System

【DOI】https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.1c01303

【概要】この研究は、ナノ粒子の中でも「ナノアーチン」とよばれる”棘”をもった金ナノ粒子を簡単に合成する方法を見つけたというものです。。

ナノアーチンのサイズや形状を制御しながら合成することは大変難しいです。

金ナノ粒子を合成するとき還元剤を使用します。一般的にアスコルビン酸を使用すると球形の金ナノ粒子が出来ることが知られています。

また、水素化ホウ素ナトリウムを使用すると、やはり球形の金ナノ粒子が生成します。

ところが、この二つをある割合で混ぜて使用すると、ある条件で↓のような棘を持つナノ粒子ができます。

このメカニズムや粒子の制御方法などを論文で記載しています。

 

Abstract Image

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アメリカ化学会「ACS Omega」誌に放射性テクネチウム分析法に関する論文がハイライト・掲載されました

博士課程の松枝誠さんの研究成果が、2021年7月16日のアメリカ化学会「ACS Omega」誌に論文掲載され、論文誌の表紙に選ばれてハイライトされました。

【著者/論文誌名】M. Matsueda, K. Yanagisawa, K. Koarai, M. Terashima, K. Fujiwara, H. Abe, A. Kitamura, Y. Takagai, ACS Omega, 6(29), 19281-19290 (2021).

【タイトル】Online Solid-Phase Extraction–Inductively Coupled Plasma–Quadrupole Mass Spectrometry with Oxygen Dynamic Reaction for Quantification of Technetium-99

【DOI】https://doi.org/10.1021/acsomega.1c02756

【概要】この研究により,超低濃度の放射性テクネチウム99(Tc-99)の分析方法を開発することができました。

Tc-99は半減期が長い放射性核種(21万年)で、世界の再処理施設などでは環境への汚染が確認されています。これを分析することは環境動態を把握する上でとても重要ですが、Tc-99を分析するためには高周波誘導結合プラズマ質量分析計(ICP-MS)を利用することが一般的です。しかし、ICP-MSで分析するとき、試料の中にモリブデン99(Mo-99)とルテニウム99(Ru-99)が含まれていると、Tc-99と同じ質量のため正しく分析することが出来ませんでした。今回、ICP-MSに3つの分離機構を備えた新しい自動分析システムを開発することで、大過剰のMoやRu存在下でもTc-99を計測できるようになりました。この方法は、これからのTc-99の環境分析において非常に役立つものになると思われます。

 

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R2年度 放射線取扱主任者・第一種試験 2名(+1名)=3名合格

国家資格である「第一種放射線取扱主任者」に高貝研究室のメンバー2名(+1名:卒業生)=計3名が合格しました。

第一種試験は,令和2年12月27日~28日に実施され,東京会場 で受験しました。

令和2年度の第一種放射線取扱主任者試験は、受験者数 2,157名 合格者数 904名 合格率 41.9%でした。

令和3年3月22日に合格者の発表があり,合格証が手元に届きました。

おめでとうございます。

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日本化学会第101春季年会(2021)に参加しました

3月20日、日本化学会第101春季年会(2021)がオンライン開催されました。高貝研からは、大学院生3名が参加し、口頭発表を行いました。

・藁谷朱里,大沼 知沙,川上智彦,高瀬つぎ子,高貝慶隆,“銀ナノ粒子担持マイクロスフェアの開発と評価”

・荒野真結,鈴木李英,大沼知沙,Hinze L. Willie,高貝慶隆,“金ナノ粒子を固定化した両性イオン型マイクロスフェアによる 4-ニトロフェノールの還元”

・東海林達也,松枝誠,古川真,高貝慶隆,“ICP-MS によるベータ線放出核種の多核種同時定量分析”

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アメリカ化学会「Environmental Science & Technology」誌に世界の放射性セシウム汚染に関する論文が掲載されました

ドイツのステインハウザー研究室との共同研究の成果が、2021年3月12日のアメリカ化学会「Environmental Science & Technology」誌に論文が掲載されました。

4か国(ドイツ、日本、オーストリア、ウクライナ)の研究者が参画した研究成果となりました。

【著者/論文誌名】D. Zok, T. Blenke, S. Reinhard, S. Sprott, F. Kegler, L. Syrbe, R. Querfeld, Y. Takagai, V. Drozdov, I. Chyzhevskyi, S. Kirieiev, B. Schmidt, W. Adlassnig, G. Wallner, S. Dubchak, and G. Steinhauser*, Environmental Science & Technology, 2021, 55(8), 4984–4991.

【タイトル】Determination of Characteristic vs Anomalous 135Cs/137Cs Isotopic Ratios in Radioactively Contaminated Environmental Samples

【DOI】https://doi.org/10.1021/acs.est.1c00180

【概要】この研究は,放射性セシウムが過去に世界中の様々な場所に降下しました。福島の事故では、放射性セシウム134と137が大きくトピックスされていますが、ウランの核反応によって生成する長寿命核分裂生成物である放射性セシウム135という核種も降下しています。

今回、世界中で放射性セシウム汚染が起きた地域の放射性セシウム135と137の比率を調べることで、どのような特徴があるのかを調べました。試料は、チェルノブイリ(ウクライナ)、福島(日本)、旧トリニティ実験所(アメリカ)、1960年代の人の肺組織の灰(オーストリア)、比較として標準試料の5種類をICP-MS(アジレント8900)で計測しました。その結果、135Cs/137Csの比率は、原子力発電所事故が起きた福島の試料 は(∼0.35)、チェルノブイリの試料 は(∼0.50)でした。その一方で、 1960年代の人の肺組織からは(1.9 ± 0.2)と高い比率が計測されました。逆にトリニティ実験所の試料は、非常に低い割合を示しました (<0.4)。これらの結果から、過去に137Csの高濃度のプルームが通過して、セシウムボールなどに中長期的に暴露されたのではないかと考えています。

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NDEC-6で研究奨励賞および最優秀発表賞を受賞しました

2021年3月3日、次世代イニシアティブ廃炉技術カンファレンス(NDEC-6)がオンライン開催されました。高貝研からは、大学院生2名、学類生2名が参加し、研究発表を行いました。

そして,丹治珠緒さんが研究奨励賞(核種分析部門)ならびにセッションにおける最高賞,最優秀発表賞(11件中1件)を受賞しました。

 

研究発表のタイトルは、下記のとおりです。

・丹治珠緒,古川真,高貝慶隆,“化学分析と主成分分析による狭所の水質クラスタリング”

・青木譲,大沼知沙,RalfSudowe,高貝慶隆,“核燃料元素の効率的分離に向けたデスフェリオキサミンB固定化マイクロポリマーの開発”

・東海林達也,松枝誠,古川真,高貝慶隆,“並列分離系によるベータ線放出核種の多核種同時ICP-MS分析”

・国井里央,古川真,高貝慶隆,“レーザーアブレーション-誘導結合プラズマ質量分析計による微細金属断片に固着したSr分布の可視化”

 

 

 

 

 

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アメリカ化学会「Analytical Chemistry」誌に放射性ストロンチウム分析法に関する論文がハイライト・掲載されました

修士課程で卒業した伊藤千尋さんの研究成果が、2020年12月15日のアメリカ化学会「Analytical Chemistry」誌に研究成果が論文掲載されるとともに、Supplementary Coverに選ばれました。

【著者/論文誌名】C. Ito, R. Shimode, T. Miyazaki, S. Wakaki, K. Suzuki, Y. Takagai*, Analytical Chemistry, 2020, 92(24), 16058–16065.

【タイトル】Isotope Dilution–Total Evaporation–Thermal Ionization Mass Spectrometric Direct Determination of Radioactive Strontium-90 in Microdrop Samples

【DOI】https://doi.org/10.1021/acs.analchem.0c03673

【概要】この研究は,分析することが非常に難しい「難分析核種」のひとつとして知られている放射性ストロンチウム90(Sr-90)の分析方法に関するものです。

今回,表面電離型質量分析計(TIMS)という質量分析装置を利用することで,わずか1滴の試料量(1マイクロリットル)に含まれるSr-90を直接分析することに成功しました。TIMSは,これまで「同位体比」,つまり,同位体が存在する比率を測定する装置として知られており,「絶対量」を直接計測することはできませんでした。さらに,自然界には,Sr-90と同じ質量をもつジルコニウム(Zr-90)が豊富に存在するため,質量分析計で直接分析することは不可能と考えられてきました。今回,ZrとSrの表面電離温度の違いを利用し,また,同位体希釈法とファラデーの法則を利用することで,前処理することなく1滴の試料に含まれるSr-90を計測できました。この論文では,涙,唾液,まつ毛などに付着したSr-90をモデル試料として計測することに成功しています。

【備考】この研究は、Anal.Chem誌 2020年 92巻におけるSupplementary Coverに選ばれてハイライトされました。

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中川さんが東北分析化学奨励賞を受賞しました

高貝研究室のDrコースの中川太一さんが、日本分析化学会 東北支部 「東北分析化学奨励賞」を受賞し、受賞講演が2020年12月12日にオンラインにて開催されました。

中川さんは、界面活性剤を用いる曇点抽出法を用いて、生成する界面活性剤のマイクロドメインなどを積極的に利用し、ナノ粒子を形状および粒径を制御して生成する新しい方法論を確立しました。それらは、具体的には、硫酸カルシウムナノロッドの曇点抽出法による形状制御生成法の開発、両性イオン界面活性剤のマイクロドメイン形成と銀ナノ粒子抽出法の開発、金ナノ粒子の簡易合成法と配位子交換反応利用法の開発などです。これらの新規な技術開発は、生化学研究を含むナノ材料の分離抽出・合成の分野で、分析化学に大きく貢献し、将来の研究の発展も期待できるものであると評価されました。

 

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令和2年度 福島研究開発部門成果報告会に参加しました

2020年12月5日、富岡町文化交流センター学びの森において、令和2年度 福島研究開発部門成果報告会が開催されました。諸事情により、現地での参加はできませんでしたが、大学院生1名、学類生2名が参加し、ポスター発表を行いました。

・東海林達也,尾形洋昭,松枝誠,古川真,高貝慶隆,“放射性ストロンチウムと放射性ヨウ素のICP-MS同時定量”

・丹治珠緒,古川真,高貝慶隆,“多種類の化学分析と多変量解析を併用させた敷地単位の水質クラスタリング”

・国井里央,古川真,高貝慶隆,“レーザーアブレーション-誘導結合プラズマ質量分析計を用いる固体試料表面の強度マッピング法の開発”

 

 

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イギリス化学会「RSC Advances」誌にナノ粒子によるエマルジョン制御に関する論文が掲載されました

博士課程D3の中川太一君の研究成果が、2020年9月15日のイギリス化学会「RSC Advances」誌に研究成果が論文掲載されました。

【著者/論文誌名】T. Nakagawa, A. Hibara, W. L. Hinze, Y. Takagai*, RSC Advances 2020, 10(56), 34161–34166.

【タイトル】Nanoparticle induced formation of self-assembled zwitterionic surfactant microdomains which mimic microemulsions for the in situ fabrication and dispersion of silver nanoparticles

【DOI】https://doi.org/10.1039/D0RA06824A

【概要】金属ナノ粒子は様々な分野でその物理的・化学的特性を生かした応用研究がなされています。この金属ナノ粒子の特徴を より強力に発揮するためには、高濃度のナノ粒子溶液が必要です。しかしながら、ナノ粒子の濃度を濃くすると粒子どおしが凝集してしまい、元来の特徴を失ってしまいます。その解決策の一つにナノ粒子が集積したマイクロ粒子やマイクロエマルジョンがあり、多くの研究者が注目して研究を行っています。しかしながら、これらの開発・合成には多くの時間とエネルギーが必要になります。この研究では、ミセルを形成しない非常に濃度が薄い界面活性剤溶液(≒臨界ミセル濃度以下)で銀ナノ粒子を合成すると、銀ナノ粒子を集積したマイクロドメインができることを発見しました。このメカニズムとともに報告しました。

 

 

 

 

 

 

【備考】この論文は、オープンアクセスのため、無料で閲覧できます。

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アメリカ化学会「Langmuir」誌にナノロッド制御に関する論文がハイライト・掲載されました

博士課程D3の中川太一君の研究成果が、2020年6月15日のアメリカ化学会「Langmuir」誌に研究成果が論文掲載されるとともに、Supplementary Coverに選ばれました。

【著者/論文誌名】T. Nakagawa, W. L. Hinze, Y. Takagai*, Langmuir 2020, 36(26), 7456–7462.

【タイトル】Rapid Micelle-Mediated Size-Controlled Fabrication of Calcium Sulfate Nanorods Using Silver Nanoparticles

【DOI】https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.0c01043

【概要】この研究は,硫酸カルシウムをナノメートルサイズのナノロッドの形状に成型し、そして、そのサイズをナノレベルで自在に制御できる方法を見出しました。ナノレベルの硫酸カルシウムは、骨髄幹細胞による骨再生医療や骨補填材料として医療業界で注目を集めている古くて新しい物質です。より生体親和性をよくするため、ナノメートルレベルでの形状制御・サイズ制御が求められています。

カルシウムイオンと硫酸イオンが混ざると沈殿しますが、非常に薄い濃度では混ぜても(≒溶解度積以下では)沈殿しません。しかし、この研究では、この非常に薄い濃度(溶解度積以下で)で混ざり合ったこれら二つのイオンに、中性界面活性剤(トリトンX-100)を混ぜて熱すると細さが数十ナノメートル、長さがマイクロメートルの極細のシャープペンの芯のようなロッドが綺麗に成形されてできることがわかりました。さらに、これに球形の銀ナノ粒子を加えると、その芯のようなロッドの長さだけが、銀ナノ粒子の濃度に応じてどんどん短くなる現象を見つけました。この論文では、これらの現象のメカニズムについても調査して、言及しています。

【備考】この研究は、Langmuir誌 2020年 26巻におけるSupplementary Coverに選ばれてハイライトされました。

 

 

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第80回分析化学討論会にオンライン参加しました

2020年5月23日~24日、北海道教育大学札幌キャンパスにおいて、第80回分析化学討論会が開催されました。COVID-19感染拡大防止の影響により、現地開催は行われませんでしたが、大学院生3名が参加し、研究成果発表を行いました。

・森萌芽,Willie L. Hinze,高貝慶隆,“両性イオン界面活性剤の相転移現象と天然抗酸化剤による金ナノプレートのワンポット抽出”

・東海林達也,尾形洋昭,松枝誠,古川真,高貝慶隆, “放射性ストロンチウムと放射性ヨウ素の同時自動分析システムの開発”

・荒野真結,鈴木李英,大沼知沙,佛願道男,Hinze Willie,高貝慶隆,“固相抽出を利用する金ナノ粒子包含樹脂の合成と触媒としての応用”

 

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高貝先生が文部科学大臣表彰(科学技術賞)を受賞しました

高貝先生が令和 2 年度科学技術分野の文部科学大臣表彰(科学技術賞)を受賞しました。

また、それに関する新聞記事・地元紙での掲載がありました。

◆新聞記事(2020年4月9日)

◆郡山タウン誌:ザ・ウィークリー記事(2020年5月16日号)

 

【受賞内容】
氏 名:高貝 慶 隆 (専門:分析化学)
古川 真 (専門:分析化学)

受賞名:令和 2 年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 科学技術賞(開発部門)

業績名:原子力災害に貢献する放射性ストロンチウム迅速分析法の開発

【業績の概要】 東京電力福島第一原子力発電所の事故直後、放射性ストロンチウム(Sr-90)の状況が ほとんど公表されないことに様々な懸念が広がり、復興阻害の一因となっていまし た。従来、Sr-90 と他の放射性核種を区別するため、多くの手作業と放射線計測に 1 ヵ月程度の分析時間を要しており、半減期が 1000 年を下回る核種は、質量分析計に よる実用分析が難しいとされてきました。 受賞者は、高周波誘導結合プラズマ-四重極質量分析を基軸とする Sr-90 の自動分析 装置を開発し、従来、2 週間以上の分析時間を要していたものを最短で 10 分に短縮 することに成功し、試料水を装置にセットするだけで従来と比較して簡便に運用で きる分析装置を提供しました。 本成果により、原子力災害などの放射能分析において、人間の手を介して行う方 法よりも従事者の被ばくを最小限に抑える効果が期待できます。さらに、原子力発 電所事故後、国家的危機にあった汚染水処理及びその分析業務は、大幅にスピード アップされ、国民へのスムーズな情報公開に寄与しています。

【文部科学大臣表彰について】 科学技術分野の文部科学大臣表彰は、科学技術に関する研究開発、理解増進等に おいて顕著な成果を収めた者について、その功績を讃えることにより、科学技術に 携わる者の意欲の向上を図り、もって我が国の科学技術水準の向上に寄与すること を目的とするものです。 科学技術賞(開発部門)は、我が国の社会経済、国民生活の発展向上等に寄与す る画期的な研究開発若しくは発明であって、現に利活用されているものを行った個 人若しくはグループ又はこれらの者を育成した個人が表彰対象とされています。 なお、令和 2 年 4 月 14 日(火)に文部科学省本省において予定されていた表彰式が、新型コロナウイルスの感染拡大の防止感染リスクを回避するため、開催中止となりましたので、6月3日に福島大学にて学長より授与式が代行されました。

◆福島大学での授与式の様子(2020年6月3日)