2019 Fiscal Year Research-status Report

Quantitative analysis of free radicals by collaboration of effective magnetic moment method and magnetic resonance method

Research Project

Project/Area Number	17K05918
Research Institution	National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Principal Investigator	松本信洋国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (30358048)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	伊藤信靖国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (70415644)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2022-03-31
Keywords	一次標準測定法 / 物質量 / SQUID / 電子スピン共鳴 / 絶対定量法 / 一次標準直接法 / 一次標準比率法 / 標準物質
Outline of Annual Research Achievements	有効磁気モーメント法におけるフリーラジカルの定量では、超伝導量子干渉計(SQUID)で粉末試料に磁場を印加しながら、磁気モーメントの温度変化を測定する。通常、粉末試料測定時はゼラチンまたはセルロース等のカプセルの底に数十ミリグラム封入する。しかしながら、試料磁気モーメントの値は試料形状のpoint dipoleからのずれに応じて誤差が生じる。粉末を円筒形にして測定した磁気モーメント値の補正に資する事を目的として、直径1.0mm, 長さ1.0mm～5.0mmの円柱状多結晶高純度ニッケルを試料とし、単位質量あたりの磁気モーメント値の試料長さ依存性を測定した。その測定では、前年度論文発表した"rotating technique"を採用することにより試料長さが2.0mmを超えると単位質量あたりの磁気モーメント値が減少する事を精確に確認した。そして、その結果をまとめて論文投稿した。また、同じく磁気モーメント値の補正に資する事を目的として、厚さ0.1mm・直径1.0mm～5.0mmの高純度ニッケルディスクの298 Kにおける磁気モーメントを"rotating technique"を採用しながら高精度測定し、磁気モーメントが直径の増加ととにも二次曲線的に増加する事を確認し、現在解析中である。今後、円筒状粉末試料の磁気モーメント測定値の精確な補正を試みる上で必須の実験データを得た。定量EPR法の実験については、電子スピン共鳴装置(ESR)装置の不具合が判明し、それの修理・メンテナンスを行った。修理後はキャビティ内の粉末試料位置、または、粉末試料質量・長さ、Q値がとEPRピーク面積に及ぼす影響を調べるなど、EPRピーク面積を測定する上での各不確かさ要因の寄与を調べた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 定量EPR法の実験において、装置の故障が判明しそれの修理を行ったため、遅延が発生した。また、SQUIDによる粉末試料の磁気モーメント測定法の改良及び測定値の精確な補正を試みる上で必要な実験データの修得に時間を要した。
Strategy for Future Research Activity	粉末試料を円筒形にして測定するためのPTFE製容器を製作し、それを用いて粉末試料の磁気モーメントの温度変化測定を行う。そして、上述の円柱状ニッケルおよびニッケルディスクの測定結果を用いて、その磁気モーメントの補正を行うことによって、有効磁気モーメント法によるフリーラジカル純度の精確さ向上を目指す。常温保存が可能でフリーラジカル試薬の中でも比較的取り扱い易い安息香酸4-ヒドロキシTEMPOについて、異なる2社の市販粉末を試料として、有効磁気モーメント法で値付けしたフルーラジカル純度の比と、定量EPR法における単位質量あたりのEPR面積比を比較し、互いに一致するかどうか確認する。その事によって、有効磁気モーメント法による純度分析値、および定量EPR法の妥当性確認を行う。
Causes of Carryover	定量EPR法による実験が電子スピン共鳴装置の故障により、一時中断してしまった事、および、今年度新規の所内プロジェクトの業務を優先させたため。次年度は主に定量EPR法実験に使用する消耗品、および、所内共同利用施設のSQUID使用料などに使用する予定である。