2004 Fiscal Year Annual Research Report
ミクロ領域での化学状態を見るためのマイクロ化学状態分析装置の開発
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16560731
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
松山 成男 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70219525)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 慶造 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00134065)
山崎 浩道 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00166654)
菊池 洋平 東北大学, 大学院・工学研究科, 教務職員 (50359535)
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| Keywords | PIXE / RBS / STIM / マイクロビーム / エアロゾル / 個別粒子分析 / 細胞 |
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| Research Abstract |
環境中の元素濃度は、その濃度だけではなく、化学状態も人間の健康に重要な影響を及ぼしている。また、生元素内の必須微量元素についても、その摂取量だけでなく、化学状態によっても無害な場合と有害な場合があり、取り込まれた後の生体への影響も、元素の化学状態により大きく変化するために、化学状態を知ることは、非常に重要なこととなる。これらについては、これまでのようなバルクな状態での測定では、生体内での反応を知ることはできない。そこで本研究では、ミクロな領域での微量元素の化学状態の分析を行うことをめざし、マイクロビームと結晶分光器(CCDと分光結晶)を組み合わせたマイクロ化学状態分析システムの構築を行う。
本年度はまず、ミクロの領域内で水素から重金属までの元素分布を測定し、間接的に化学状態を調べることをめざし、マイクロビームとPIXE、RBS、STIMを組み合わせ、1ミクロンの分解能で水素から重金属までを同時測定が可能なマイクロビーム分析システムの開発を行い、細胞とエアロゾルの分析に応用した。また同時に、スリットフィードバックシステムの構築を行い、本研究を行う際に重要なビームの安定性を大幅の向上とビーム強度の増大を図った。
その結果、エアロゾルの個別粒子毎の化学組成を知ることができ、粒子の化学状態を間接的に測定することができることが分かった。また、試料の変形も基本的には問題ないことが分かった。しかしながら、細胞については、Na以上の元素については測定可能なものの、C,H,O等の軽元素については、ビームによるダメージのために、元素の消失が生じ、化学状態を見ることができなかった。
また、結晶分光器については、CCDの空間分解能がスプリットイベントのために所定の値が得られないことが分かり、改良を行った。その結果、所定の空間分解能(8ミクロン)が得られるようになった。また、光子計数モードでの動作も確認することができ、今後、マイクロビームと組み合わせ、化学状態分析を行っていく。
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