2019 Fiscal Year Annual Research Report
軟Ｘ線内殻励起の化学シフトの顕微観測と化学的環境解析
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17H03013
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
小杉 信博 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 所長 (20153546)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大東 琢治 分子科学研究所, 極端紫外光研究施設, 助教 (50375169)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 量子ビーム / 内殻励起 / Ｘ線顕微分光 / その場観測 / 薬物伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終年度として以下のような手法開発を中心とした研究を継続するとともに成果をまとめ発表した。
(1)マイクロ流路などによる液体混合系への応用：改良したマイクロ流路（幅と深さが50μm）の試料セルを使って、光量が十分とれ、S/N比のよいデータが得られる軟Ｘ線ビームサイズ30μmの条件で、ピリジンと水の２液混合の窒素1s-π*吸収ピークの化学シフトの層流位置依存性を詳細に調べた。ビームサイズが30μmであっても空間分解能的には5μm以下の精度で化学シフトの変化を観測することができ、化学シフトの位置依存性からモル比率勾配を求めることに成功した。また、アセトニトリル水溶液の微小不均一性について炭素と窒素の内殻励起の実験研究及び理論研究を進め、局所構造を解明した。
(2)経皮薬物輸送などの生体関連研究への応用：塗り薬などの薬剤に含まれている主薬成分分子が皮膚表皮の角質層を抜けて表皮下層領域から、真皮、皮下血管に至る経路を主薬成分分子の内殻吸収ピーク（主に酸素１ｓ吸収ピークを利用）に注目してナノスケールで軟X線透過顕微鏡観察する研究を継続した。今回、フレネルゾーンプレートの改良により30nmスケールの分解能で明るい像を得ることに成功し、抗炎症薬分子のラパマイシンが角質細胞間の親油性角質層のみに存在し、相互作用により化学シフトを示すことを初めて観測することができた。また、脳血管腫症等につながるリソソーム内の貯蔵物質の解明などの問題にも本研究で開発した手法を応用した。
(3)二次電池研究への応用：フレネルゾーンプレートを利用した軟X線透過顕微鏡は作動距離の制約により高エネルギーのX線に対応する手法となっているが、今回、リチウムイオン電池のリチウム元素等に対してナノスケール化学状態分析ができるようにゾーンプレートを改良し、真空紫外線の領域まで低エネルギー化することに成功した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Effect of Fe2O3 coating on ZnO nanowires in photoelectrochemical water splitting: A synchrotron x-ray spectroscopic and spectromicroscopic investigation2020
Author(s)
Lu Y.R., Wang Y.F., Chang H.W., Huang Y.C., Chen J.L., Chen C.L., Lin Y.C., Lin Y.G., Pong Way-Faung, Ohigashi Takuji, Kosugi Nobuhiro, Kuo C.H., Chou W.C., Dong C.L.
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Journal Title
Solar Energy Materials and Solar Cells
Volume: 209
Pages: 110469-1-10
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Development of a sample holder for synchrotron radiation-based computed tomography and diffraction analysis of extraterrestrial materials2020
Author(s)
Uesugi Masayuki, Hirahara Kaori, Uesugi Kentaro, Takeuchi Akihisa, Karouji Yuzuru, Shirai Naoki, Ito Motoo, Tomioka Naotaka, Ohigashi Takuji, Yamaguchi Akira, Imae Naoya, Yada Toru, Abe Masanao
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Journal Title
Review of Scientific Instruments
Volume: 91
Pages: 035107-1-8
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Hybrid films of cellulose nanofibrils, chitosan and nanosilica?Structural, thermal, optical, and mechanical properties2019
Author(s)
Ismail Mostafa Y., Patanen Minna, Sirvioe Juho Antti, Visanko Miikka, Ohigashi Takuji, Kosugi Nobuhiro, Huttula Marko, Liimatainen Henrikki
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Journal Title
Carbohydrate Polymers
Volume: 218
Pages: 87～94
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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