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2022 年度 実績報告書

爆発物並びに化学兵器剤の使用者を特定するための新規科学技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H02399
研究機関九州大学

研究代表者

今坂 智子  九州大学, 芸術工学研究院, 講師 (90193721)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードテロ安全対策 / レーザーイオン化 / 質量分析
研究実績の概要

前年度の「今後の研究の推進方策」で述べたように、2つの波長で同時に、あるいは片方を遅延してイオン化できる装置を開発した。これを用いて、以下の研究を行った。

1.飛行時間型質量分析計の開発・・・高感度、小型、高分解能、低価格、高信頼性、利便性に優れたフェムト秒レーザーイオン化質量分析計を開発した。レーザーの繰返し速度を大きくしたときに質量スペクトルが重ならないように、イオンの飛行時間をできるだけ短くするためリペラー電極に5 kV(MHVコネクターの最大電圧)まで印加できるようにした。
2.オンサイト・リアルタイム計測技術の開発・・・オンサイト・リアルタイム計測の一例として、アセトンの分析について検討した。フェムト秒Ybレーザーの第四高調波(247 nm)、第五高調波(206 nm)、及びその組み合わせ(247 + 206 nm)を用いる方法について検討し、分子イオンが増強できる分析条件を探索し、検出感度を求めた。
3.テロ実施者の特定のための計測技術の開発・・・試料に含まれる多数の化合物を正確に測定するためガスクロマトグラフと組み合わせた。フェムト秒Ybレーザーの第三高調波(343 nm)、第四高調波(257 nm)、第五高調波(206 nm)、及びこれらを組み合わせてニトロ芳香族化合物を測定する方法について検討した。その結果、第三高調波と第四高調波を組み合わせると共鳴イオン化となり、かつ余剰エネルギーが最小化できることがわかった。また、検出限界は通常の電子イオン化質量分析計の場合より数桁低いことが確かめられた。2つの光パルスの時間遅延を変化させるポンプ-プローブ法によりフェムト秒時間スケールの励起寿命を測定できた。またディーゼル排ガスから採取した微粒子に含まれるニトロ芳香族化合物を網羅的に測定できることも示した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] ベトナム科学技術アカデミー(ベトナム)

    • 国名
      ベトナム
    • 外国機関名
      ベトナム科学技術アカデミー
  • [雑誌論文] Miniature time-of-flight mass analyzer for use in combination with a compact highly-repetitive femtosecond laser ionization source2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga Katsunori、Hao Nguyen V.、Imasaka Totaro、Imasaka Tomoko
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta

      巻: 1203 ページ: 339673~339673

    • DOI

      10.1016/j.aca.2022.339673

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of Barbiturates by Femtosecond Ionization Mass Spectrometry2022

    • 著者名/発表者名
      Madunil Siddihalu Lakshitha、Imasaka Totaro、Imasaka Tomoko
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 94 ページ: 14691~14698

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.2c03077

    • 査読あり
  • [学会発表] Development of a Miniature Time-of-Flight Mass Analyzer for Combination with a Highly-Repetitive Femtosecond Laser Source and a Time-Correlated Single Ion Counting System2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Imasaka, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Photonics and Applications (ICPA-21)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Generation of an Ultrashort Optical Pulse in the Near-Infrared and Vacuum-Ultraviolet Regions for Use as the Ionization Source in Mass Spectrometry2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Imasaka, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Photonics and Applications (ICPA-21)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Generation of an Ultrashort Optical Pulse in the Near-Infrared and Ultraviolet Regions and Mass Spectrometry Using an Ultrashort Optical Pulse as the Ionization Source2022

    • 著者名/発表者名
      Yuta Nakano, Katsunori Yoshinaga, Totaro Imasaka, and Tomoko Imasaka
    • 学会等名
      NTNU-Kyushu University Joint Forum
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] レーザーイオン化質量分析の開発と応用2022

    • 著者名/発表者名
      今坂智子
    • 学会等名
      日本学術振興会R026 先端計測技術の将来設計委員会 第11回研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Femtosecond laser ionization mass spectrometry of nitro polycyclic aromatic hydrocarbons in the ultraviolet2022

    • 著者名/発表者名
      L. Wen, K. Yoshinaga, T. Imasaka, T. Imasaka
    • 学会等名
      第82回 分析化学会討論会
  • [学会発表] 小型サブナノ秒レーザーをイオン化光源とする実用的な飛行時間型質量分析計の開発と応用2022

    • 著者名/発表者名
      小野原 千聖、吉永 勝法、今坂 藤太郎、今坂 智子
    • 学会等名
      日本分析化学会第71年会
  • [備考] 九州大学-研究者情報

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K003584/research.html

  • [備考] 九州大学-pure

    • URL

      https://kyushu-u.pure.elsevier.com/ja/persons/tomoko-imasaka

  • [備考] 今坂研究室

    • URL

      http://imasaka-lab-kyushu-univ.com/

  • [備考] Tomoko Imasaka Laboratory

    • URL

      http://english.imasaka-lab-kyushu-univ.com/

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公開日: 2023-12-25  

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