| 研究課題/領域番号 |
19K05557
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
松尾 保孝 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (90374652)
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| 研究分担者 |
大須賀 潤一 大阪大学, 理学研究科, 特任研究員(常勤) (10817232)
古谷 浩志 大阪大学, 科学機器リノベーション・工作支援センター, 准教授 (40536512)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | ソフトイオン化 / プラズモン / MALDI / PM2.5 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、大気中ナノ粒子の有機物の“直接”質量分析を行うために必要となる、ナノ粒子を直接捕集し、かつ有機物をフラグメント化させずにレーザー脱離・イオン化（ソフトイオン化）する高効率なイオン化分析チップの開発を行う。具体的には、シリコン三次元ピラー構造表面に数十nmのポーラス構造と、貴金属ナノ粒子に生じる局在表面プラズモンの光アンテナ効果による電場増強を組み合わせた新規なソフトイオン化基板を開発し、大気中ナノ粒子における低分子有機物の高効率質量分析を実現させる。
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| 研究成果の概要 |
微量な試料となる大気中ナノ有機物について、直接的に質量分析を行うために必要となる、有機物をフラグメント化させずにレーザー脱離イオン化（ソフトイオン化）する高効率な分析チップの開発を行った。具体的には、シリコン三次元ピラー構造表面に局在表面プラズモンを有する貴金属ナノ構造を形成し、光アンテナ効果による電場増強を組み合わせた新規なソフトイオン化基板を開発した。この基板にレーザー光波長に吸収のない低分子有機物を吸着させた後にレーザー照射を行うことで、低分子がイオン化されること、貴金属ナノ構造によりイオン化効率が向上することを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
PM2.5とよばれる大気中浮遊粒子には、数多くの有機ナノ粒子が含まれている。これまではこれらを大量に収集しないと物質の同定が難しい状況であった。今回の研究では、微量な有機物を効率的に分析する手法、特に質量分析という物質として重要となる基本情報を得るための手法に関わる内容である。質量分析にはレーザーを用いたイオン化手法が用いられているが、これまではイオン化を促進するための特殊な有機色素を添加していたが、それらがなくともサンプルを破壊せずに分析を実施できるようになることから、現在進められている質量イメージング技術等にも活用可能な手法になると考えられる。
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