理工学部

応用化学科

＜粒径別大気粉塵のモニタリング＞大気粉塵を粒径ごとに，11ミクロン以上，2から11ミクロン，2ミクロン以下と3つに分けてサンプリングし，誘導結合プラズマ発光分析法（ICP-AES）により，主成分元素6元素を測定し，誘導結合プラズマ質量分析法（ICP-MS）により，微量元素17元素をモニタリングし続けている（現在の所，13年間継続している）。その結果，2ミクロン以下の大気粉塵中の成分のうち，地殻の成分と比べて最も濃縮している元素がアンチモンであることが分かった。また，その原因が，焼却飛灰や自動車のブレーキパッドであることを追求した。
＜微量元素の環境動態＞元素の大気粉塵中に含まれる微量元素は，雨により洗われ，その水が川に流されて海に運ばれ，底質に堆積する。そのような微量元素の環境動態を明らかにしようとしている。最近の研究結果より，御茶ノ水から水道橋にそって流れている神田川に，ガドリニウムが多く含まれていることが分かり，その原因が医療機関で使用されている磁気共鳴イメージング（MRI）の造影剤として使われているガドリニウム化合物であることを追求した。化学物質の毒性は，その化学形態により大きく異なる。そこで，環境中の微量元素がどのような化学形態で循環しているのかを明らかにしようとしている。

人の体内にある酵素全体の30%には金属が含まれており，活性中心として生命活動に重要な役割を果たしている。この微量金属元素の役割を解明しようとしている。臓器，血清（血漿），尿，フンなどの生体試料を分析する。
＜セレンの代謝機構の解明＞順天堂大学医学部との共同研究でマウスにセレン化合物を投与し，そのセレンの体内分布を調べた。セレンは，肝臓や腎臓に多く含まれており，精巣や精巣上体でも重要な役割を果たしている。今後，セレンを投与した後の時間的な変化を調べて，セレンの動的代謝機構を明らかにしようと考えている。
＜セレンタンパク質の分離分析による健康診断＞セレンがどのような化学形態で存在しているかは，セレンの体内での役割を解明する上で重要である。ヒトの血漿中では，セレンは数種のセレンタンパク質（分子量:6万から8万）として存在しており，セレンタンパク質の化学形態別分析を行うことにより，セレンの栄養状態をチェックする健康診断に使えないかどうかを検討している。

＜化学形態別分析＞環境試料及び生体試料に含まれる微量元素の化学形態を明らかにする分析手法の開発である。液体クロマトグラフィーで化合物ごとに分離した後に，誘導結合プラズマ発光分析法（ICP-AES）又は誘導結合プラズマ質量分析法（ICP-MS）を用い多元素同時分析すると共に，エレクトロスプレーイオン化質量分析法（ESI-MS）を用いて，溶液中に存在する化合物の化学形態を明らかにしようとしている。
＜レーザーアブレーション法＞固体試料を分析する時は，固体試料を酸分解して，一旦，溶液にしてから測定するのが一般的であるが，固体試料を酸分解して溶液にすると，試料を希釈してしまうことになり，感度が問題となる。また，酸分解する時に高純度試薬を使用しないと，試料が汚染されてしまう恐れがある。レーザーアブレーション法は固体試料にレーザーを照射して試料を気化させて直接ICPに導入する方法であり，試料を希釈することなく，試料の汚染の問題も解決する。
＜オンラインマイクロカラム法＞本研究室で開発された分析手法である。分析を行う前処理として，キレート樹脂を充填したマイクロカラムの中に試料を通過させて，主成分元素のアルカリ金属やアルカリ土類金属は除き，微量元素のみを濃縮させる手法である。このオンラインマイクロカラム法は，現在，オートサンプラーと結合させ全自動で稼働できるようになっている。

＜ICP-イオントラップ質量分析装置＞誘導結合プラズマ質量分析法（ICP-MS）で，ICP中で生成した原子のイオンを測定するとき，同じ質量を持つ分子イオンが測定を妨害することがある。質量分析計として，イオントラップ質量分析計を用いると，イオントラップ内にイオンを閉じこめている間に，ヘリウムと衝突をさせて，妨害となる分子イオンを解離させて，原子イオンのみを測定することができる。ICPイオン源にこのイオントラップ質量分析計を組み合わせた新しい分析装置を評価する。なお，このイオントラップ質量分析計は，手のひらに載る大きさなので，分析装置全体を小型にすることが可能である。
＜ICP-CCD検出器付き発光分析装置＞誘導結合プラズマ発光分析法（ICP-AES）で，ICPから発せられる光を測定するとき，エッシェル分光器を用いると167nmから785nmのスペクトルを折りたたまれた形で分光することができる。そのようにして得られた2次元のスペクトルを，2次元の検出器であるCCD検出器で検出すれば，真空紫外から可視領域の全波長領域のスペクトルを一度に測定することができる。ICP発光光源にこのCCD検出器付きエッシェル分光器を組み合わせた新しい分析装置を，液体クロマトグラフィーの検出器として使用しようと考えている。そうすれば，それぞれのクロマトピークに対して，炭素ばかりでなく，イオウやリン，鉄，銅，亜鉛などを同時に検出することができる。