分析化学研究室 [高貝研究室]

パーキンエルマージャパン社の協力により、

2016年12月15日に福島大学でICP-MSの解体を行いました。

座学では、パーキンエルマージャパン社の活動や

微量分析における精度や誤差、ICP-MSなどについて学びました。

そしていよいよICP-MS解体ショーです！

どんどん解体されます。

普段絶対に見ることができない四重極や検出器など、

学生はもちろん、先生方も興味津々です。

解体された部品を見て、その役割を学び、

ICP-MSという装置そのものが

まさに英知を結集した技術であるということを学びました。

私もICP-MS使ってみたい！！！と思ったので今度使います(`･ω´･)

お忙しい中、

貴重な体験をさせていただきありがとうございました。

伊藤

こんにちわ！

2016.11.30に海外演習に行ってきた学生さんたちの報告会が行われました。

人間支援システム専攻はアメリカのコロラド州立大学へ放射線について勉強をしに、

産業システム工学専攻は台湾へリサイクルの勉強，環境システムマネジメント専攻はベトナムへ水質調査に行って来たようです！！！

どの組の報告も実に興味深いものでした。

発表の様子です。

先頭バッターはN作さん

N作さんの発表はいつ聞いてもはきはきしてわかりやすいです。

続きましてOがたさん

キマってますね

海外での経験は、日本とはまた違う独特なものだと感じました。

来年三年生が経験することになるのでしょうか、楽しみですね。

S少年

2016年11月16日に四年生の卒論中間発表がありました。今年は4研究室合同の発表で少し大掛かりです。

三年生も参加し，来年の自分たちのためにも真剣に見学していました。
院生の方々は暖かく見守っておられました。

発表の様子です

あとは本番に向けて仕上げるだけです，がんばってください！！

ちなみに，，，

発表後は四年生方は生き生きとしていました笑

四年生方おつかれさまでした。

S少年

2016年11月14日に，ベトナム料理パーティー＆誕生日会をしました！！

ベトナム料理は留学中のトアさんが作ってくれました。

おいしかったです！！春巻きのようなもので，皮はぱりぱりしておいしかったです。醤油にあいました
飾りつけも綺麗ですね

11月に誕生日の方々のお祝いをしました。
こんなにたくさんいるんですね
おめでとうございます

スイパラです

そしてなんと高貝先生もお誕生日でした！！！
プレゼントはマッサージ器でした。
日ごろの疲れを癒してください。

いつもお疲れ様です。。。

S少年

平成28年11月7日（月）に日本原子力研究開発機構（JAEA）廃炉国際共同研究センターの主催で開催された国際カンファレンス「事故廃棄物の安全管理に関する研究カンファレンス(RCWM2016)」
（開催場所：いわき産業創造館（LATOV）６F　企画展示ホール）において，高貝が招待講演者として発表しました．

発表者：　Yoshitaka Takagai, Makoto Furukawa, Yutaka Kameo, Katz Suzuki,

タイトル：　”Rapid analysis of Sr-90″.

ホームページ：　https://fukushima.jaea.go.jp/initiatives/cat05/RCWM2016.html

平成28年11月2日（水）〜5日（土）に開催された、国際学術会議「第12回日韓材料界面シンポジウム」において招待講演を行いました。

シンポジウムでは、Y.Takagai　「Smart Condensation of Spherical Gold Nanoparticles in Surfactant-Rich Medium」の発表を行いました。

https://www.cheme.kyoto-u.ac.jp/2koza/jksm2016/index.html

平成28年10月22日（土）に高貝研究室のメンバーで，郡山のふれあい科学館にて，小学生を対象に科学実験講座を行いました。

講座内容は「色を取り出し、光をつくる！？」ということで，紫キャベツから色素を取り出し，身近にある洗剤やレモン汁などを使ったpH変化による色の変化みる実験と、いろいろな色素の溶液にブラックライトを当てて溶液を光らせる実験を行いました。

それぞれに、身近にある溶液が中性、酸性、アルカリ性のどの種類になるのか予想を立てて実験を進めて行く様子は、科学の探究心に触れてもらえるいい機会だったのではないでしょうか。小学生なとが科学に触れる機会を増やせるこの活動に、今後とも協力して行きたいです。

皆さん、こんにちわ！

2016年10月22日に郡山のふれあい科学館で小学生と理科実験してきました！

テーマは『色を取り出し、光をつくる！？』です

紫キャベツから色素を抽出し様々なpHに調整するとなんと色見本帳になることから

身の回りの液体を紫キャベツ溶液に加えてpHの調査をしました！！

小学生の皆さんは”pH”という難しい内容についてもとても熱心に話を聞いていて

いざ、実験！！！となると率先して行動をしていました。

自分の加えた液体で色が変わることに目を輝かせながら眺めている小学生たちがとても可愛かったです！

蛍光の実験でも興味津々な子供たち！

私たち高貝研究室メンバーも小学生との実験をとても楽しめました(*´ω｀*)

そして、楽しめたとともに小学生の皆さんが理科，科学に興味をもついいきっかけになれていたらうれしいな～と思うばかりです！！

また私たちメンバーも小学生を見習いたくさんの好奇心と興味をもって更なる勉強をしていこうと思います！！！

N作

平成28年10月16日（日）〜20日（木）、ハノーファー大学ゲオルグ・シュタイン・ハウザー教授の案内により、環境放射能・放射線防護研究所をはじめとする大学施設を視察し、学生教育も含めた共同研究の可能性について意見交換を行いました。

Springer社「Environmental Chemistry Letters誌」に五色沼に存在するユニークな形状の天然ナノ粒子についての論文がオンライン掲載されました。

【著者/論文誌名】 Y. Takagai, R. Abe, A, Endo, A. Yokoyama, M. Konno, Environmental Chemistry Letters, 14(4), 565-569 (2016).

【タイトル】“Unique aluminosilicate-based natural nanoparticles in the volcanogenic Goshiki-numa pond”.

【DOI】 DOI: 10.1007/s10311-016-0592-0

五色沼湖沼群は，湖面が様々な色調を呈し，風光明媚な場所であることから福島県を代表する景勝地として知られています。五色沼湖沼群は湖沼ごとに，青色，赤色，緑色など独特の色彩が観察されます。その中でも，独特の美しい青色に呈する要因は，長年，観光客だけでなく多くの人々の興味の対象でした。これらの湖沼（毘沙門沼，青沼，弁天沼，るり沼）は，日中が最も鮮やかに見えること，また水中に銅イオンや青色色
素が溶解していないことから，青く見える要因は湖沼中のコロイド粒子による光の散乱と考えられてきました。これまで，この微粒子をアロフェンと指摘されてきましたが，五色沼湖沼群で微粒子がどのような粒子径，及び，形態で存在しているのか，さらに，散乱に寄与しているかに関しては示されていませんでした。

本研究では，五色沼湖沼群を採水して，特徴的なナノ微粒子を発見（採取）し，その粒子形状やその元素組成ついて様々な分析装置を使用して調査しました。

今回の研究で，この湖水に含まれる微粒子は，形状が円筒状で，外径が約40 nm，長さ約70 nm，円筒の中心に孔径30 nmの細孔を有する微粒子であることがわかりました。

また．非結晶性を示すケイ酸アルミニウムで構成される微粒子で，アルミニウムとケイ素の比が2:1でした。ケイ酸アルミニウム微粒子では，イモゴライトやアロフェン，ハロイサイトなどの天然化合物が知られているが，いずれも粘土質に含まれるものでした。今回，初めて，水中に浮遊するコロイド上のナノ微粒子の形状や大きさ，X線回折パターン，赤外線吸収スペクトルなどより，この化合物は異なる新しい種類の微粒子である可能性があることが分かりました。

2016.10.6

高貝研、少し模様替えしました!!

研究室に3年生が入り、人数が増え座る場所がなかったのでデッドスペースを活用しました！

beforeの写真撮り忘れたので、このモノ達を捨て…

私とaらたさんと3年生のi橋君と一緒にDIYして棚を作りました。Do it yourself!!!

改め、Do it myself!!!

3年生の新メンバーは追って紹介します。

完成したときはaらたさんとテンション上がってました！Do it yourself!!(自己満)

改め、Did it myself…!!

模様替えした研究室はこんな感じに。

皆さん、見に来て、お茶でも飲んで行ってくださいね。座る場所ないけど…

I did it!!

O型

2016.9.29~9.30に分析化学セミナーが福島大学と飯坂温泉にて開催されました。

今年のセミナーは福島大学で行われました。福島高専と富山高専の学生や各地から先生の方が集まりました。

まず、福島大学に集合して大学の施設見学や紹介。

次に高専生から研究内容を発表していきました。どの高専生も素晴らしい研究発表でした。

そして私たちは移動して飯坂温泉・ホテル聚楽へと向かいました。

私たちは着くやいなや温泉に入りました。最高でした。気持ち良かったです～

夜は宴会場で豪勢なお料理を堪能しながら・・・、先生方の素晴らしい講演をいただきました。

深夜に及ぶ講演の後・・・、翌日は朝から温泉に入り、朝食の後、福大生の発表と大取の先生方の発表でした。

皆さん堂々と発表していてかっこよかったです。

プレゼンではたくさん興味深いお話が聞けて面白かったです。

高専生の皆さん、福大生の皆さん、先生方発表お疲れ様でした!!!

最後は高貝研一の写真写りをもつ彼女でお別れしましょう！

アディオス!!!!!

O型

2016年9月14‐15日，「日本分析化学会第65年会」（北海道大学）が開催されました。

若手ポスターセッションで発表された講演245件から，本研究室の遠藤新さん（M2），および，中川太一さん（M1）が若手ポスター賞に選ばれました。

遠藤さんは，イギリス化学会（RSC）より最高賞のRSC Analystポスター賞，そして，

中川君は，日本分析化学会より若手ポスター賞が贈呈されました。

色々な大学の助教の先生方や博士課程の精鋭が居並ぶ中での受賞，本当におめでとうございます。

2016年9月13日‐16日に北海道大学で開催された「日本分析化学会第65年会」において研究成果発表，ならびに，特別講演の計5件を発表しました。

（1） 温度感応性界面活性剤による金ナノ粒子のワンステップ合成・濃縮法
○遠藤 新 ・ 三浦 亮 ・ Willie L. Hinze ・ 高貝 慶隆

（2） ナノワイヤへの形状変形を伴う球形銀ナノ粒子のマイクロ抽出システム
○中川 太一 ・ Willie Hinze ・ 高貝 慶隆

（3） 表面電離型質量分析計を用いる同位体希釈-トータルエバポレーション法による極微量ストロンチウムの精密定量法の開発
○伊藤 千尋 ・ 宮崎 隆 ・ 若木 重行 ・ 鈴木 勝彦 ・ 高貝 慶隆

（4） スプリット流路を利用したオンライン固相抽出ICP-MSにおける回収率同時計測法の開発と放射性ストロンチウム90分析への応用
○古川 真・ 高貝 慶隆

（5） 【特別シンポジウム講演】　 福島第一原発の汚染水対策における分析化学の挑戦
～90Srの迅速計測と要素技術の開発～
○高貝 慶隆 ・ 古川 真

アメリカ化学会「Analytical Chemistry誌」に定量と回収率の同時自動計測システムについての論文が掲載されました。

【著者/論文誌名】 M. Furukawa, Y. Takagai, Analytical Chemistry, 88(19), 9397-9402 (2016).

【タイトル】“Split Flow Online Solid-phase Extraction Coupled with ICP-MS system for One-shot Data Acquisition of Quantification and Recovery Efficiency”.

【DOI】 DOI: 10.1021/acs.analchem.6b03195

【概要】

オンライン固相抽出-ICPMS法は，金属イオンの超微量分析において大変有用な分析技術の一つです。この技術は，カラムと呼ばれる吸着部位（固相抽出）と高感度分析機器（ICPMS）から成り立つ自動分析システムです。　分析ターゲット（金属イオン）を選択的かつ高精度に分析することができます。

しかしながら，実際の試料には，分析したいターゲットのほかにも様々な夾雑物が含まれています。そのため，実際の分析では，その成分の影響を受けて，分析ターゲットの回収率が変化している場合があります。これまでの方法では，回収率を直接求めることができなかったため，夾雑物が多く含まれているサンプルでは，正しい定量(分析)ができているかどうかわかりませんでした。

この問題解決のために、カラムをバイパスする分岐流路（スプリットライン）を新たに設ける手法を開発しました。これにより，たった1回の試料注入で，分析ターゲットの定量分析と回収率測定を同時に測定することができます。

この方法を使用すれば，たとえ試料中に定量を妨害する成分が含まれていたとしても，回収率から定量値を補正することができます。そのほかにも，本法は、様々な応用できたことを報告しております。

イギリス王立化学会の『Chemical Communication』誌のissue 65 (4th Aug 2016)に研究成果が掲載されるとともに，当該号のバックカバーデザインに選ばれました。

【著者/論文誌名】Yoshitaka Takagai, Ryo Miura, Arata Endo, Willie L. Hinze, Chemical Communications, 2016, 52，10000-10003.

【タイトル】One-Pot Synthesis with in situ Preconcentration of Spherical Monodispersed Gold Nanoparticles using Thermoresponsive 3-(Alkyldimethylammonio)-propyl Sulfate Zwitterionic Surfactants

【カバーデザイン】 RSCのサイトより，PDFが無料でダウンロードできます。　　　

【概要】

金ナノ粒子(AuNP)は，様々な分野で応用されている最先端の機能性材料の一つです。しかし，AuNPは，濃度が高いと容易に凝集してしまう性質があります。したがって，高濃度の状態で，AuNPの単分散の状態を保つことは大変困難です。本研究では，温度感応性界面活性剤を用いることで，合成・濃縮・抽出のプロセスをワンステップで行い，単分散状態の高濃度のAuNPを作ることに成功しました。界面活性剤には，両性イオン界面活性剤を使用して，金イオンからワンステップで合成・濃縮・抽出し，市販のAuNP溶液の約250倍の高濃度状態を作成しました。この状態は，室温で少なくとも3ヵ月間以上，維持できることを実証しました。

2016.6.13付け，当研究室の研究成果が日本分析化学会の英文専門学術誌 『Analytical Sciences 』誌の6月号に掲載され、当該月号のHot Articles（注目論文）に選出されました。

【著者/論文誌名】 T. Ohtomo, A. Yokoyama, M. Konno, O. Ohno, S. Igarashi, Y. Takagai*,  Analytical Sciences, 32(6), 623-629 (2016) .

【タイトル】“β-Cyclodextrin as a metal-anionic porphyrin complexation accelerator in aqueous media”

【概要】　ポルフィリン化合物は，分析化学に限らず，化学分野の多くで利用される機能性分子の一つです。そのなかでも水溶性ポルフィリンは，金属イオンと反応して鋭敏な色彩変化や蛍光を発行するため，センサーや分子認識素子として利用されています。ポルフィリンは分子の中心に金属イオンを受け取るスポットがありますが，加熱や超音波などの強いエネルギーを加えないと金属イオンと反応しづらいという難点がありました。これは，生体試料やナノ構造を含む試料に応用する際に，変性や凝集の原因となってしてしまうため，その分野では，ポルフィリンを使用したセンサーや分子認識ができないという問題がありました。

今回，私たちの研究では，11種の金属イオン(Ag (I), Cd (II), Co (II), Cu (II), Fe (II), Fe (III), Mn (II), Pb (II), Pd (II), Sn( II), Zn(II))とアニオン性ポルフィリンの代表格である5,10,15,20-tetraphenyl-21H,23H-porphinetetrasulfonic acid（TPPS₄）が，β-シクロデキストリン（β-CD）を加えることで反応が加速される効果を見出しました。また，この反応が加速する効果を，特殊な条件ではなく，ごく日常的な常温の水溶液中で実証することができました。これまで金属ポルフィリンの錯形成反応に要求されてきた加熱や超音波照射操作が必要なくなり，より温和な条件での反応加速に成功しました。この効果は，CD-TPPS₄-金属イオンの三元錯体（バイキャップ錯体）を形成することで，錯形成反応を加速させていることが分かりました。また，この効果は，β-CDでしか反応加速を見せない珍しい例であることも確認されました。この研究により，ポルフィリンの適応範囲がより広がるものと期待しています。

平成28年6月1日（水）, コロラド州立大学　環境放射線保健科学学部　准教授　加藤宝光先生をお招きして，「低線量放射線の影響」についての講演が開催されました。低線量放射線の生物影響についての知見は，廃炉作業における防護や汚染地域における生物への影響評価等，福島第一原子力発電所に関連する諸課題を考える基礎として極めて重要です。本講演では，放射線による発がんのメカニズムの説明，低線量放射線でおこる生物影響，遺伝子変異が引き起こす放射線感受性など，低線量放射線の生物影響について学ぶことができました。

平成28年3月14日(月)，五色沼湖沼群の青色色彩に関する研究報告が福島民友（23面），福島民報新聞（5面）に掲載されました。

平成28年3月22日（火）～23日（水）に,  同位体比計測の実習をJAMSTEC高知コア研にて行いました。