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マイクロリアクターを組込んだ逐次赤外分光顕微鏡の創製 -生命・材料科学への展開-

研究課題

研究課題/領域番号 17H02756
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ナノマイクロシステム
研究機関東京理科大学

研究代表者

石黒 孝  東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 教授 (10183162)

研究分担者 山本 貴博  東京理科大学, 理学部, 助教 (30408695)
谷口 淳  東京理科大学, 基礎工学部電子応用工学科, 教授 (40318225)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
キーワード赤外顕微分光 / FT-IR / ATP / マイクロリアクタ― / 水熱反応 / マイクロリアクター / 赤外線顕微鏡 / 光触媒 / 細胞 / 光合成 / 二酸化炭素 / 赤外顕微鏡 / マイクロ・ナノデバイス / 生物・生体工学 / 触媒・化学プロセス / ナノ材料
研究成果の概要

我々が注目する化学反応の多くは水溶液中で生ずる.赤外分光法は化学種の検出に優れているが、定量測定を行う場合、強い水自体の吸収による困難がある.さらに参照光と試料透過光測定における時間差に伴う赤外分光装置感度の変化が避けられない.そこで本研究では、参照光・試料透過光を別領域で同時計測可能なマイクロリアクタを組込んだ透過赤外分光システムを作製した.これにより水溶液中化学種の安定した計測を実現した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

水溶液中の化学種は、イオンや水素結合状態にあり化学反応の進行を定量的に評価する手段が望まれている.赤外分光法は化学種同定に優れているが、参照光と試料透過光を異なる時刻に計測し、吸光度を算出するのが一般的である.赤外線を水に透過させるために光路長は短くなければならず、加えて無視できない装置感度の時間的変動のため、化学反応の長時間定量評価は困難である.そこで2流路を持つ1μm程度の光路長のマイクロリアクタを作製し、リニアアレーによる同時計測を実現した.これにより長時間の安定的透過赤外分光評価が可能となった.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 8件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Scanning Transmission Electron Microscopy Characterization of Nanostructured Palladium Film Formed by Dealloying with Citric Acid from Al–N–Pd Mother Alloy Film2019

    • 著者名/発表者名
      Takuji Ube, Akizumi Kawamoto, Takashi Ishiguro
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 60 号: 4 ページ: 525-530

    • DOI

      10.2320/matertrans.MBW201808

    • NAID

      130007618547

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2019-04-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reaction Acceleration of Nanoporous High-Purity Pd Film Formation by Dealloying of Al-Pd-N Film in pH-Controlled EDTA Solution2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Nishi, Syuya Hasegawa, Takuji Ube, and Takashi Ishiguro
    • 雑誌名

      MRS Advances

      巻: 5 号: 11 ページ: 531-538

    • DOI

      10.1557/adv.2020.59

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and Morphological Control of a Palladium Film with a Three-Dimensional Nano-Network Structure as a Hydrogen Gas Sensing Material using Organic Acid Chelation2019

    • 著者名/発表者名
      Ube Takuji、Kawamoto Akizumi、Nishi Tomoya、Ishiguro Takashi
    • 雑誌名

      MRS Advances

      巻: - 号: 5-6 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1557/adv.2019.82

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hybrid classical/quantum simulation for infrared spectroscopy of water2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Maekawa, Kenji Sasaoka, Takuji Ube, Takashi Ishiguro, Takahiro Yamamoto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 5 ページ: 058005-058005

    • DOI

      10.7567/jjap.57.058005

    • NAID

      210000149072

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transmission infrared micro-spectroscopic study of lactic acid production in cultured cells2018

    • 著者名/発表者名
      Ube Takuji、Yamamoto Kanako、Ishiguro Takashi
    • 雑誌名

      Vibrational Spectroscopy

      巻: 98 ページ: 8-14

    • DOI

      10.1016/j.vibspec.2018.06.012

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] <i>In situ</i> Measurement of the pH-dependent Transmission Infrared Spectra of Aqueous Lactic Acid Solutions2017

    • 著者名/発表者名
      Takuji Ube, Yasuko Yoneyama, and Takashi Ishiguro
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 33 号: 12 ページ: 1395-1400

    • DOI

      10.2116/analsci.33.1395

    • NAID

      130006248792

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Formation of high purity nanoporous Pd film by dealloying using pH controlled organic acid chelate solution2019

    • 著者名/発表者名
      T. Nishi, A. Kawamoto, T. Ube, T. Ishiguro
    • 学会等名
      6th Nano Today Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reaction Acceleration of Nanoporous High Purity Pd Film Formation by Dealloying of Al-Pd-N Film in pH-Controlled EDTA Solution2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Nishi, Syuya Hasegawa, Takuji Ube, and Takashi Ishiguro
    • 学会等名
      2019 MRS Fall Meetings & Exhibit
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水溶液中ラジカルの赤外分光2019

    • 著者名/発表者名
      石黒孝、箕浦健人、宇部卓司
    • 学会等名
      東京理科大学研究推進機構総合研究院 2019年度イメージングフロンティアセンターシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アミノアルコールによるヘモグロビン脱色機構2019

    • 著者名/発表者名
      友清克哉、早川周作、宇部卓司、石黒孝
    • 学会等名
      東京理科大学研究推進機構総合研究院 2019年度イメージングフロンティアセンターシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 透過赤外分光法におけるマイクロ流路デバイスの作製と吸光度逐次評価2019

    • 著者名/発表者名
      黒川雄太、後藤拓文、ショウカイラク、宇部卓司、石黒孝
    • 学会等名
      東京理科大学研究推進機構総合研究院 2019年度イメージングフロンティアセンターシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光触媒を用いた水中二酸化炭素還元反応の赤外分光評価2019

    • 著者名/発表者名
      小松駿樹、荒木伸太郎、宇部卓司、石黒孝
    • 学会等名
      東京理科大学研究推進機構総合研究院 アグリ・バイオ工学研究部門 公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 入射光・試料透過光の同時計測・透過赤外分光顕微鏡システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      黒川雄太、石黒孝、宇部卓司、谷口潤、鐘愷楽
    • 学会等名
      2019年日本金属学会春期大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of Sequential Transmission Infrared Spectroscopic Microscope Incorporating Microreactor2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ishiguro, Takuji Ube, and Yuta Kurokawa
    • 学会等名
      19th Internataional Microscopy Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] pH Dependence of Transmission Infrared Spectrum of ATP Aqueous Solution2017

    • 著者名/発表者名
      Anna Ohwada, Takuji Ube, and Takashi Ishiguro
    • 学会等名
      Europian Conference on the Spectroscopy of Biological Molecules 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Acceleration of dealloying reaction of Pd-Al-N films using pH controlled citric acid chelate solution and formation of nanoporous Pd-Al films2017

    • 著者名/発表者名
      TakujUbe, Akizumi Kawamoto, Takashi Harumoto, and Takashi Ishiguro
    • 学会等名
      5th Nano Today Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有機酸を用いた脱合金反応による3Dナノポーラスパラジウム膜の形態制御と特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      宇部卓司、河本明純、石黒孝
    • 学会等名
      2018年日本金属学会春期大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] クエン酸を用いたPd-Al-N膜の脱合金反応によるナノポーラス膜形態制御2017

    • 著者名/発表者名
      河本明純、宇部卓司、石黒孝
    • 学会等名
      2017年日本金属学会秋期大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of in situ transmission infrared microscopy system and its application to observation of living cell2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ishiguro, T. Ube, and Y. Yoneyama
    • 学会等名
      Microscopy Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transmission FT-IR spectroscopy of DPPC membrane modified by using ScaleA22017

    • 著者名/発表者名
      Katsura Masukawa, Takuji Ube, and Takashi Ishiguro
    • 学会等名
      International Symposium on Imaging Frontier 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of transmission infrared spectroscopy to living cells and biomaterials evaluation in aqueous solution2017

    • 著者名/発表者名
      Takuji Ube and Takashi Ishiguro
    • 学会等名
      International Symposium on Imaging Frontier 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 透過赤外分光顕微鏡による細胞代謝その場観察2017

    • 著者名/発表者名
      宇部卓司、米山靖子、石黒 孝
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第73回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 分光測定装置、及び分光測定方法2019

    • 発明者名
      石黒孝
    • 権利者名
      石黒孝
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-12-28  

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