ファラデー効果を利用する顕微キラルイメージング法の発明

• Project/Area Number: 19655026
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Analytical chemistry
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 渡會 仁 Osaka University, 大学院・理学研究科, 教授 (30091771)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2009: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2008: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2007: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: パルス磁場 / ファラデー効果 / 反磁性磁化率 / キラリティー / ヴェルデ定数 / 溶液磁化率 / 希土類イオン

Research Abstract

ファラデー回転角あるいはヴェルデ定数は、光学的に透明な液体や有機物、無機物の屈折率に磁気誘起キラリティーを示す。たとえば、水のヴェルデ定数は5.083度/Tcmでトルエンの10.3度/Tcmとは明らかに異なる。そこで、ファラデー回転角を顕微2次元画像として測定し、透明な試料においても磁気キラルイメージが得られることを示した。本研究では、パルス磁場を利用する顕微磁気キラルイメージング法を発明し、以下の点を明らかにした。
1)パルス磁場の発生装置を作製した。
2)レーザー光を用いる顕微偏光計測系を組み立てた。
3)液体試料の顕微偏光測定を行い、パルス磁場変調による2次元のファラデー効果をCCDカメラで画像として測定した。
これまで、液体や有機物のファラデー回転角(ヴェルデ定数)の実測値は極めて少なく、ましてや生体組織については皆無であることから、基礎的なデータとして、さまざまなソフトマテリアルのファラデー回転角の測定を行い、ヴェルデ定数と液体分子の電子構造や他の物性(特に磁化率)との相関性を実験的に検討した。このようなデータの集積により、今尚有効な理論がなく、また実験的にもデータの蓄積が少ないファラデー効果に対する理解が一層深化した。このように、本研究では、顕微磁気キラルイメージング法の原理を実証し、プロトタイプの顕微キラルイメージング装置を構築し、当初の目的を達成することができた。

Research Products

• [Journal Article] Microscopic Faraday rotation measurement system using pulsed magnetic fields (2009)
  • Author(s): EGAMI, Shigeki ; WATARAI, Hitoshi
  • Journal Title: Rev.Sci.Instrum. 80 Pages: 93705-93705
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pulsed Magnetic Field Faraday Imaging of Diamagnetic Liquid (2009)
  • Author(s): ISAI, Kento ; SUWA, Masayori ; WATARAI, Hitoshi
  • Journal Title: Anal.ScL., 25(1) Pages: 1-3
  • NAID: 130004441732
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effective Transition Probability for Faraday Effect of Lanthanide (III) Ion Solutions. (2009)
  • Author(s): MIYAMOTO, Kayoko ; ISAI, Kento ; SUWA, Masayori ; WATARAI, Hitoshi
  • Journal Title: J.Am.Chem.Soc. 131(18) Pages: 6328-6329
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetic susceptibility measurement of single iron/cobalt carbonyl microcrystal by atmospheric magnetophoresis (2008)
  • Author(s): SUWA, Masayori, OSHINO, Yuichiro, WATARAI, Hitoshi, MORITA, Hiroshi, KASAI, Anzu, SUBRT, Jan
  • Journal Title: Sci. Technol. Adv. Mater 9 Pages: 12417-12424
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sensitive light-scattering detection-magnetophoretic accelerationmass analysis of single microparticles in an atmosphere. (2008)
  • Author(s): ARASE, Mariko, SUWA, Masayori, WATARAI, Hitoshi
  • Journal Title: Anal. Bioanal. Chem 39 Pages: 701-707
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetophoretic Evaluation of Interfacial Adsorption of Dysprosium(III)on a Single Microdroplet (2008)
  • Author(s): SUWA, Masayori, WATARAI, Hitoshi
  • Journal Title: Anal. Sci 24 Pages: 133-137
  • NAID: 10020143704
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of pulsed and static magnetic fields on surface tension measurement by drop volume method. (2007)
  • Author(s): ISAI, Kento
  • Journal Title: Bunseki Kagaku 56 Pages: 505-509
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 微小作用力を用いる新規な分離・計測法の可能性 (2007)
  • Author(s): WATARAI, Hitoshi
  • Journal Title: ぶんせき 11 Pages: 586-590
  • NAID: 10019794181
  • Peer Reviewed
• [Presentation] MAGNETO-ANALYTICAL CHEMISTRY OF MICROPARTICLES (2009)
  • Author(s): 渡會仁
  • Organizer: IMA2009
  • Place of Presentation: アテネ ギリシャ
  • Year and Date: 2009-10-05
• [Remarks]
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/watarai/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/watarai/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.chem.sci.Osaka-u.ac.jp/lab/watarai/