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2016 年度 実施状況報告書

レーザー技術と光通信技術の融合による高感度同位体分光法の探索(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0179
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

坂井 三郎  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 生物地球化学研究分野, 技術研究員 (90359175)

研究期間 (年度) 2016 – 2018
キーワードレーザー分光 / 生体高分子 / 二酸化炭素
研究実績の概要

1900年代初頭から続いてきた質量分析法からのブレークスルーを目指して、近年発展が目覚しい「光計測」技術と「光通信」技術に活路を見出し、微量サンプル中の同位体分子種の中赤外高感度多成分同時検出法の可能性を探索している。
これら一連の研究は、(1) 海底下地質試料、氷床試料、地球外物質などに含まれる超微量成分、(2)「はやぶさ2」で得られるカプセル中の極めて微量な揮発成分の迅速かつ信頼性の高い多成分同時計測を可能にする技術を構築できる。さらに (3) 生体高分子の分子間振動や水素結合に起因する光の吸収が存在するテラヘルツ領域(電波と光の境界領域)に応用範囲を拡げて、生体高分子の識別・定量にも威力を発揮できる。
本国際共同研究の目的は、上記(1)~(3)の研究を国際的に活躍する第一線の研究者と共同研究を推進することで、基課題の研究を格段に発展させることにある。現段階で、基課題の強化である「次世代の赤外レーザー・ファイバ分光技術の開発」をアリゾナ大学にて進め、当初計画通り論文1編公表、共同研究者を筆頭に米国NSFの採択を達成した。次に、基課題の発展研究として、未開拓領域である「テラヘルツ波(THz)分光による生体高分子の識別・定量」の可能性を探るために、パデュー大学にThz分光計のプロトタイプを導入し、基礎実験が進行中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

現段階で、基課題の強化である「次世代の赤外レーザー・ファイバ分光技術の開発」をアリゾナ大学にて進め、当初計画通り論文1編公表、共同研究者を筆頭に米国NSFの採択を達成しているため。
さらに、基課題の発展研究として、未開拓領域である「テラヘルツ波(THz)分光による生体高分子の識別・定量」の可能性を探るために、パデュー大学にThz分光計のプロトタイプを導入し、基礎実験が順調に進行中であるため。

今後の研究の推進方策

アリゾナ大学と進めている「次世代赤外レーザー分光技術の開発」については、採択されたNSFと連携して、最先端の中赤外レーザー同位体分光装置の構築を目指す。
次に、基課題の発展研究である「テラヘルツ波(THz)分光による生体高分子の識別・定量」については、パデュー大学に導入したThz分光計のプロトタイプを最大限に活用して、新規の生体高分子の識別・定量法の確立を目指す。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] A practical cryogen-free CO2 purification and freezing technique for stable isotope analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Sakai, S. and Matsuda, S
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 89 ページ: 4409-4412

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.7b00544

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [産業財産権] ガス分析用前処理装置2016

    • 発明者名
      坂井三郎
    • 権利者名
      坂井三郎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2016/76107
    • 出願年月日
      2016-09-06
    • 外国

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公開日: 2018-01-16  

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