有機化学、高分子化学、マイクロ波化学を基盤として環境にやさしい機能性材料の開発を目指して研究に取り組んでいます。
■企業等との連携可能テーマ
・ケミカルリサイクルを指向した機能性高分子の合成
・マイクロ波照射を利用した省エネルギー化学合成
・有機―無機ポリマーハイブリットをはじめとする環境ナノ材料の創成
■技術の用途
構造材料、光学材料、耐熱材料など
生態由来のバイオ分子のもつ「自己組織化」「複合化」「分子認識」といった特性を生かした物質生産技術を開発しています。資源の有効利用、省エネルギー、環境にやさしいものづくりなど、化学・バイオ技術に対する社会的要請に応える研究開発を目指しています。
■企業等との連携可能テーマ
・各種乳化・分散技術を利⽤した⾷品および化粧品向けコロイド分散系の作製と特性評価(粒径分布、安定性など)
・生体分子を基盤とした微粒子材料、ゲル素材の作製と機能成分のカプセル化、分散化技術の開発
・酵素反応を利用した機能性分子の合成、製造技術の開発
■技術の用途
優れた機能を有する⾷品素材、化粧品素材、医⽤材料の開発ほか、バイオマス資源の有効利用や廃棄物のリサイクル技術、⾼効率な分離技術を応用したバイオ生産プロセスの開発に向けて基礎から研究を行っています。
有機化合物の構造解析、材料の表面・バルク分析、マイクロ粒子の分析
赤外吸収分光計(IR)はサンプルに赤外線を照射し、それによるサンプルの物質がどの周波数(通常は波数)の赤外線を吸収しているかを測定する装置です。分子や原子はそれぞれ固有の振動をしていますが、波長(スペクトル上では波数)を連続的に変化させながら赤外線(infrared : IR)を照射すれば、分子の固有振動と同じ周波数のIRが吸収され、分子の構造に応じたスペクトルが得られるはずです。これにより、サンプルが予測できるものであれば、既知のスペクトルと比較して、同定、確認ができますし、また、多重結合、官能基、シス-トランス異性、水素結合などの分子構造に関する知見を得ることもできます。
なお、実際の測定原理は干渉計を利用したフーリエ分光法を用いていて、より高い波数の再現性を持っています。現在はこれらのFT-IRが一般的になっています。検出器は、焦電型のDTGS検出器と、半導体型のMCT検出器を備え、高感度分析にも対応しています。
試料は、サンプルセルを換えることにより、固体、液体の状態で測定できます。通常、固体はサンプルをKBrに分散させるKBr法、液体は原液のまま測定する液膜法と溶媒に溶かす溶液法を用います。また、1回反射ATRユニットや高感度反射ユニットを用いることで固体、液体、フィルム状など、様々な状態の試料にも対応できます。その他、顕微IR用の顕微鏡アタッチメントを比較的簡単に据え付けることができ、微少領域の測定をすることが可能です。
有機化合物の定性・定量、混合物の成分分析
本装置は、液体クロマトグラフ質量分析計(LC/MS)であり、中極性~高極性の溶媒に溶けやすい試料について、HPLC(High Performance Liquid Chromatography)によって成分の分離を行い、同時にその成分の質量(≒分子量)を測定することができます。このような成分同定を目的とした定性分析の他に、適切な標準試料があれば定量分析も可能です。
本装置は、TOF(Time Of Fright)型質量分離部を備えるため、高分解能測定(分解能(FWHM)約15,000)による精密質量から、分子式の同定をすることができます。また、前段にLIT(Linear Ion Trap)を備えるタンデム型のため、MS/MS測定モードで測定することもできます。これにより、定性分析ではMS/MSによるフラグメントイオンの解析により構造情報が得られます。
イオン化法は、ESI(エレクトロスプレーイオン化)と、APCI(大気圧化学イオン化)があります。ESIは中~高極性、APCIは中極性の試料に用いられることが多いです。そのため、ヒドロキシ基、カルボキシ基などのプロトン性官能基を持つ化合物や、イオン性試料は測定しやすいです。極性の低い脂肪族化合物や芳香族化合物は、測定できないこともあります。