| 研究課題/領域番号 |
21K04984
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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32010:基礎物理化学関連
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| 研究機関 | 富山県立大学 |
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研究代表者 |
高屋 智久 富山県立大学, 工学部, 准教授 (70466796)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 近赤外分光 / コヒーレントアンチストークスラマン散乱 / 金ナノ粒子 / 非破壊分析 / 誘導ラマン散乱 / 近赤外 / 表面プラズモン共鳴 / 誘導ラマン分光 / 白色光発生 / 表面増強ラマン散乱 / 光化学系 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
物質の構造・物性・機能を分子レベルで明らかにするには，ラマン分光とよばれる光散乱計測手法が有用である．光合成タンパク質や太陽電池材料，光触媒のように，主に可視光を吸収してはたらく物質を測定する場合，近赤外光を用いれば物質の損傷の可能性を低減できるが，同時に測定感度も大きく低下する．
本研究課題では，近赤外光を用いて高感度なラマン分光測定を行うための手法を開発する．誘導ラマン散乱とよばれる，特定の方向に強いラマン信号が発生する現象と，金属微粒子等によるラマン信号の増強効果とを組み合わせ，計測の高感度化を実現する．手始めに，光合成タンパク質等の構造とその変化を観測して明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
本研究課題は，近赤外非線形ラマン分光の手法に表面増強ラマン効果を組み合わせた表面増強近赤外マルチプレックス非線形ラマン分光計を開発し，光合成タンパク質複合体の構造の動的変化と光合成機能との相関を明らかにすることを目的とした．金ナノ粒子による近赤外非線形ラマン散乱の顕著な増強効果は見られなかったが，本研究で開発した分光計で植物汁液の測定を行った結果，本分光計が植物中肥料成分濃度の非破壊分析に応用可能であることが見いだされた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により，近赤外非線形ラマン分光計を用いて植物体内に存在する肥料成分の分光信号を非破壊的に直接計測できる可能性が示唆された．この成果を発展させることにより，品種や栽培環境等によらず，植物中の肥料成分の濃度を非破壊的に計測することが可能になると期待される．植物中の肥料濃度のリアルタイムモニタリングが可能になれば，農業の省力化やスマート化，農作物のブランド化に大きく貢献することとなる．
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