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2018 年度 実績報告書

真空紫外フェムト秒レーザーイオン化質量分析の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26220806
研究機関九州大学

研究代表者

今坂 藤太郎  九州大学, 未来化学創造センター, 特命教授 (30127980)

研究期間 (年度) 2014-05-30 – 2019-03-31
キーワード分析化学 / レーザー / 計測化学 / 質量分析
研究実績の概要

本年度は、紫外~近赤外域に亘る超短パルス光を発生させ、これを光源とする質量分析計を開発した。すなわち自己位相変調を用いてレーザー光のスペクトル帯域を拡大し、分散補正により光パルスを圧縮した。そのパルス幅を第二高調波発生周波数分解光ゲート法により測定した。その結果、近赤外域(650-1400 nm)で3.2 fs, 120 μJの光パルスを発生できることがわかった。また、その光パルスをアルゴンガスに集光して第三高調波発生により紫外光(200-400 nm)に変換し、1.9 fs, 20 nJの光パルスを得た。一方、高繰り返しフェムト秒Ybレーザー(1030 nm)の第二(515 nm)、第四高調波(258 nm)を効率よく発生させる方式について検討した。その結果、それぞれ41%、20%の高い変換効率が得られた。さらに、B5サイズ程度の小型質量分析計を設計、製作し、これを上記のレーザー及び時間相関単一イオン計数装置と組み合わせた質量分析計を開発した。一方、超短パルスレーザーを光源とする質量分析については、以下の研究を行った。(1)3.2 fsの超短光パルスをイオン化光源とすることにより、残留性有機汚染物質(POP)の一つであるペンタクロロベンゼンの分析感度が7倍増大することを明らかにした。(2)ブロモメチルナフタレン(BMN)を用いて神経ガス代謝物を測定した結果、約0.2 ng/mLの検出限界が得られ、これまでの最良の方法に匹敵することが分かった。(3)この誘導体化試薬を用いて環境汚染物質であるパーフルオロ有機酸(PFOA)を測定した。(4)時間相関イオン計数法に基づく小型質量分析計を用いて、アレルギー物質などを高感度にオンライン計測できることを示した。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 18件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Yanshan University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Yanshan University
  • [国際共同研究] VAST(ベトナム)

    • 国名
      ベトナム
    • 外国機関名
      VAST
  • [雑誌論文] Determination of Nitrated Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Particulate Matter 2.5 by Laser Ionization Mass Spectrometry Using an On-Line Chemical-Reduction System2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Tang, S. Yamamoto, A. Li, T. Imasaka
    • 雑誌名

      Analyst

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Determination of Nerve Agent Metabolites in Human Urine by Femtosecond Laser Ionization Mass Spectrometry Using 2-(bromomethyl)naphthalene as a Derivatizing Reagent2019

    • 著者名/発表者名
      V. V. Son, H. Nakamura, T. Imasaka, T. Imasaka
    • 雑誌名

      Anal. Chim. Acta

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time Analysis of Decomposed Gas from HAN(aq.) with/without Ir-based Catalyst by Thruster-simulation/MPI/TOF-MS2018

    • 著者名/発表者名
      N. Itouyama, T. Imasaka, K. Hori
    • 雑誌名

      Sci. Tech. Energetic Materials

      巻: 79 ページ: 102-107

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of Pesticides by Gas Chromatography Combined with Mass Spectrometry Using Femtosecond Lasers Emitting at 267, 400, and 800 nm as the Ionization Source2018

    • 著者名/発表者名
      X. Yang, T. Imasaka, T. Imasaka
    • 雑誌名

      Anal. Chem.

      巻: 90 ページ: 4886-4893

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b00537

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of Ultrashort Optical Pulses in the Deep-Ultraviolet Region Based on Four-Wave Raman Mixing2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Mori, T. Imasaka
    • 雑誌名

      Appl. Sci.

      巻: 8 ページ: 784

    • DOI

      10.3390/app8050784

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ro-vibrational Revival of the Molecular Hydrogen Wave Packet by a Two-Color Pump in Four-Wave Raman Mixing2018

    • 著者名/発表者名
      D. Vu, T. P. Dinh, T. Imasaka
    • 雑誌名

      J. Opt. Laser Technol.

      巻: 102 ページ: 22-24

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2017.12.016

  • [学会発表] An Ultrashort Ultraviolet Optical Pulse for Ionization of Pesticides in Multiphoton Ionization Mass Spectrometry2019

    • 著者名/発表者名
      Siddihalu Lakshitha Madunil, Tomoko Imasaka, and Totaro Imasaka
    • 学会等名
      Physics of Quantum Electronics 2019 (PQE 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] How can we detect “Novichok”?2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Imasaka, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      Physics of Quantum Electronics 2019 (PQE 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of a Vacuum-Ultraviolet Femtosecond Pulse via Four-Wave Raman Mixing and its Application to Mass Spectrometry2019

    • 著者名/発表者名
      Thang Phan Dinh, Duong Vu, Hiroshi Nakamura, Adan Li, Tomoko Imasaka, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      Physics of Quantum Electronics 2019 (PQE 2019)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Laser Ionization Mass Spectrometry -Basic Principles and Applications-2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Imasaka, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      The 16th Taiwan Society for Mass Spectrometry Annual Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spectroscopic Properties of “Novichok” Theoretically Calculated for Gas Chromatography/Femtosecond Ionization Mass Spectrometry2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Imasaka, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      The 16th Taiwan Society for Mass Spectrometry Annual Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Femtosecond Ionization Mass Spectrometry for Trace Analysis of Environmental Pollutants Adsorbed on Particulate Matter 2.52018

    • 著者名/発表者名
      Yuanyuan Tang, Adan Li, Tomoko Imasaka, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      14th Asian Conference on Analytical Sciences
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-correlated single ion counting in time-of-flight femtosecond-laser-ionization mass spectrometry2018

    • 著者名/発表者名
      Tiantian Ju, Katsunori Yoshinaga, Hiroshi Nakamura, Adan Li ,Tomoko Imasaka, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      14th Asian Conference on Analytical Sciences
    • 国際学会
  • [学会発表] Determination of nerve agent metabolites in human urine by ultraviolet femtosecond laser ionization mass spectrometry using 2-bromomethyl naphthalene as the derivatizing reagent2018

    • 著者名/発表者名
      Vu Van Son, Hiroshi Nakamura, Tomoko Imasaka, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      14th Asian Conference on Analytical Sciences
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-residue determination of pesticides by femtosecond lasers ionization mass spectrometry2018

    • 著者名/発表者名
      Xixiang Yang, Tomoko Imasaka, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      14th Asian Conference on Analytical Sciences
    • 国際学会
  • [学会発表] Phase Lock in Four-Wave Raman Mixing in the Ultraviolet Region2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Mori, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro Optics 2018 (CLEO2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Phase Lock in Four-Wave Raman Mixing in the Near-Infrared Region2018

    • 著者名/発表者名
      Yuta Nakano, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro Optics 2018 (CLEO2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Perfluorocarboxylic Acids by Gas Chromatography/Multiphoton Ionization/Mass Spectrometry Using a Femtosecond Laser2018

    • 著者名/発表者名
      Fengdan Jin, Tomoko Imasaka, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      Symposium on Education and Research for International Collaboration between Kyushu University and National Taiwan Normal University
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Organochlorine Pesticides Using Multiphoton Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry2018

    • 著者名/発表者名
      Siddihalu Lakshitha Madunil, Tomoko Imasaka, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      Symposium on Education and Research for International Collaboration between Kyushu University and National Taiwan Normal University
    • 国際学会
  • [学会発表] A Novel Approach to Generate an Ultrashort Optical Pulse for Use in Analytical Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Yuta Nakano, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      Symposium on Education and Research for International Collaboration between Kyushu University and National Taiwan Normal University
    • 国際学会
  • [学会発表] Determination of nerve agent metabolites in human urine by ultraviolet femtosecond laser ionization mass spectrometry using a new derivatization reagent2018

    • 著者名/発表者名
      Vu Van Son, Hiroshi Nakamura, Tomoko Imasaka, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      Symposium on Education and Research for International Collaboration between Kyushu University and National Taiwan Normal University
    • 国際学会
  • [学会発表] Design and Construction of Small-Frame Time-of-Flight Mass Spectrometer2018

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Yoshinaga, Tiantian Ju, Tomoko Imasaka, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      Symposium on Education and Research for International Collaboration between Kyushu University and National Taiwan Normal University
    • 国際学会
  • [学会発表] 虹色レーザー “Rainbow Stars”の発見とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      今坂藤太郎
    • 学会等名
      修猷館高等学校出前講義
    • 招待講演
  • [学会発表] Efficient generation of the vacuum-ultrashort laser pulse by four-wave Raman mixing2018

    • 著者名/発表者名
      Dinh Thang Phan, Duong Vu, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Photonics & Applications (ICPA-10)
    • 国際学会
  • [学会発表] A simple method for pulse shortening a femtosecond fiber laser using a series of fused silica plates2018

    • 著者名/発表者名
      Duong Vu, Totaro Imasaka
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Photonics & Applications (ICPA-10)
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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