水溶液表面での深さ方向濃度分布

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08874068
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 小川 禎一郎 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (50028156)
• Keywords: 水溶液表面 / 表面濃度 / 深さ方向分解能 / レーザー蛍光法 / レーザー多光子イオン化法 / 共焦点顕微鏡 / 疎水性

Research Abstract

レーザー励起共焦点顕微鏡を試作し、水表面を高感度に計測した。これより深さ方向濃度分布を定量的に測定する手法を完成させ、水溶液表面の特異性考察をめざした。
1.装置の試作と改良
補助金により顕微鏡と試料微動装置(ガルバノオプティカルスキャナー)を購入し、共焦点顕微鏡方式に基づく高空間分解能な装置を完成させた。焦点位置からの蛍光を強調するため、1光子蛍光法の他、2光子励起蛍光法を利用する方式とし、空間分解脳5μmを達成した。また、オッシロスコープを購入してレーザー多光子イオン化装置(NdYAGレーザー励起)を改良し高感度化した。
2.共焦点レーザー蛍光法による研究
試作装置を用い、ポルフィリン化合物の蛍光スペクトルを測定した。水面でのスペクトルは水中のスペクトルより炭化水素中のスペクトルに類似しており、水表面が疎水的であることが判明した。また、顕微鏡の画面上に分子もしくは分子クラスターの輝点を観測し、この輝点のブラウン運動を観測した。
3.2光子イオン化法による研究
ピレンやその置換体を用いて、レーザー2光子イオン化法により水面上の濃度(深さ方向分解能1nm)の絶対測定を行い、バルク濃度との関係を明確にした。バルク濃度が同一でも表面濃度には5桁以上の違いがあり得ることを示した。不溶性溶質でもLangmuir吸着等温式が成立することを見出した。
4.今後の計画
表面張力測定をもとに表面過剰濃度の決定し、分光学的に求めたものと比較し考察する予定であったが実施できなかった。引続き研究し、平成9年度中に完成したい。

Research Products

• [Publications] T.Ogawa,S.Sumi,T.Inoue: "Highly sensitive detections of aromatic molecules in droplets by the surface laser two-photon ionization." Analytical Sciences. 12,3. 455-458 (1996)
• [Publications] T.Inoue,M.Moriguchi,T.Ogawa: "Determination of oxacyanine dyes and rhodamine by SHG techique using a femto-second laser." Analytica Chimica Acta. 330,1. 117-121 (1996)
• [Publications] Y.Q.Li,T.Inoue,T.Ogawa: "Laser photoionization for highly sensitive detection of anthracene at the oil-water interface." Analytical Sciences. 12,5. 691-693 (1996)
• [Publications] J.M.Song,T.Inoue,T.Ogawa: "Electroniatntenuation length in rhodamine B-arachidic acid LB film by laser two-photon ionization." Langmuir. 12,26. 6518-6520 (1996)
• [Publications] K.Nakashima,H.Soga,T.Ogawa: "Two-photon two-color ionization spectrum of pyrene in n-hexane." Laser Chemistry. (in press). (1997)
• [Publications] Y.Q.Li,S.Sasaki,T.Inoue,T.Ogawa: "Hydrophobicity of surficial water by fluorescence microscopy." Journal of Physical Chemistry. (in press). (1997)