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2017 年度 実績報告書

非解離レーザー脱離機構の解明と励起空間制御による高効率法の開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H03772
研究機関東洋大学

研究代表者

藤野 竜也  東洋大学, 理工学部, 教授 (20360638)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
キーワードレーザー脱離イオン化 / 微量分析 / ナノ微粒子
研究実績の概要

ゼオライト上に吸着させた有機マトリクスを新たなマトリクスとして利用し、実際の尿中に含まれる薬物の測定に用いた。本法は薬物だけでなくその代謝物の定量測定にまで応用できるため、有効性が高いことが示された。研究結果は報文としてまとめ発表した。また、同じくゼオライト上に担持させた半導体ナノ微粒子をマトリクスとして利用することにより、清涼飲料水中に含まれる発がん性物質(4メチルイミダゾール)の測定に成功した。ゼオライト上に微粒子を担持させることで、信号の再現性が増し、定量測定を行うことに成功した。このため結果を報文にまとめ発表した。分子脱離研究から得られた知見を元に、2ステップの励起エネルギー移動を利用したレーザー脱離イオン化法を実現させた。特に芳香族炭化水素の一つであるアントラセンをエネルギーのアンテナ分子として利用し、テトラセンへのエネルギー移動を経て、ペンタセンのイオン化に成功した。直接的に光励起が難しい分子にもエネルギー移動を利用したイオン化が可能になったことから、結果を報文にまとめ発表した。また、半導体酸化物のナノ微粒子を絶縁体上(ゼオライトやアパタイト)に担持させることで、一価の金属イオンを高効率に生成させる手法を開発したため、時間分解分光法や計算化学の結果を加えた機構研究を含めて報文にまとめているところである。
分子脱離に関する研究では、分子内、分子間振動の数に着目して、より詳細に脱離に至るまでの機構を検討した研究を遂行中である。これによって、これまでゼオライトなどの三次元構造体をレーザー脱離イオン化法に用いた時に得られていた結果を理論的に理解することができつつある。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

分子脱離に関する研究から、その知見を利用したマトリクス開発の研究に移りつつあり、順調に研究が進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

ホストゲストの関係を利用して、特定の分子構造を持つ分子だけを選択的にイオン化できるマトリクスの開発を進める。また、従来のレーザーイオン化法で検出が困難であり、テロ物質としても使われる可能性がある有機リン系農薬を高効率にイオン化できる手法を開発していく。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Detection and quantification of 4-methylimidazole in cola by matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry with Fe2O3 nanoparticles on zeolite2018

    • 著者名/発表者名
      Yosuke FUJII, Yuqi DING, Taichi UMEZAWA, Takafumi AKIMOTO, Jiawei XU, Takashi UCHIDA, and Tatsuya FUJINO
    • 雑誌名

      Anal. Sci.

      巻: 34 ページ: 221-225

    • DOI

      10.2116/analsci.34.221

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Direct Measurement and Quantification of Drugs and Their Metabolites2017

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Kitaoka, Takashi Asano, and Tatsuya Fujino
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 90 ページ: 154-160

    • DOI

      10.1246/bcsj.20160311

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laser desorption ionization mass spectrometry of polycyclic aromatic hydrocarbons using 2-step excitation energy transfer from anthracene2017

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Fujii, and Tatsuya Fujino
    • 雑誌名

      Bunseki Kagaku

      巻: 66 ページ: 115-119

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.66.115

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of hydrogen- and methyl-capped long-chain polyynes by intense ultrashort laser pulse irradiation of toluene2017

    • 著者名/発表者名
      Ali Ramadhan, Michal Wesolowski, Tomonari Wakabayashi, Haruo Shiromaru, Tatsuya Fujino, Takeshi Kodama, Walter Duley, Joseph Sanderson
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 118 ページ: 680-685

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2017.03.096

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 酸化鉄ナノ粒子を用いたMALDI法における清涼飲料水中発がん性物質の検出2017

    • 著者名/発表者名
      藤井洋佑、藤野竜也
    • 学会等名
      日本分析化学会 第66年会
  • [学会発表] 有機構造体をマトリクスに使用した MALDI -MS測定2017

    • 著者名/発表者名
      櫻井萌、藤野竜也
    • 学会等名
      日本分析化学会 第66年会
  • [学会発表] Improvement of the Ionization Efficiency of MALDI Using Zeolite Matrix for Simultaneous Imaging of Multiple Drugs Administered in Cancer Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Shusei Nomura, Hisanao Hazama, Yasufumi Kaneda, Tatsuya Fujino, Kunio Awazu
    • 学会等名
      65th American Society for Mass Spectrometry (ASMS) Annual Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • 国際学会
  • [図書] 現代を生きるための化学2018

    • 著者名/発表者名
      橋本健朗、藤野竜也、三島正規
    • 総ページ数
      252
    • 出版者
      放送大学教育振興会
    • ISBN
      978-4-595-31902-0
  • [図書] 理工系学生のための基礎化学2018

    • 著者名/発表者名
      吉田泰彦、田代基慶、谷村景貴、田島正弘、浜名浩、佐々木直樹、松浦宏昭、徳村雅弘、相沢宏明、菅又功、萩原時男、相川俊一、越後輝敦、熊澤隆、藤野竜也
    • 総ページ数
      180
    • 出版者
      培風館
    • ISBN
      978-4-563-04626-2

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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