分析技術

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環境調査の切り札!PIXE分析とは?

- PIXE分析の概要PIXE分析とは、「粒子線励起X線分析法」と呼ばれる分析手法の略称です。この手法では、まず分析対象となる試料に、加速器を使って加速させたイオンビームを照射します。イオンビームには、主に水素の原子核である陽子が用いられます。試料に陽子が衝突すると、試料を構成する原子はエネルギーを受け取って励起状態になります。励起状態の原子は不安定なため、エネルギーを放出して元の安定した状態に戻ろうとします。この時、元素に固有のエネルギーを持ったX線(特性X線)が放出されます。PIXE分析では、この特性X線を検出することで、試料に含まれる元素の種類を特定します。さらに、検出された特性X線の強度を分析することで、それぞれの元素がどれだけの量含まれているかを調べることができます。PIXE分析は、ごく微量の元素を検出できる高感度な分析手法であるため、様々な分野で利用されています。例えば、大気や水質などの環境試料中の微量元素分析、生物試料中の微量元素の分布や濃度の分析、文化財や遺跡から出土した試料の元素分析など、幅広い分野で応用されています。また、PIXE分析は非破壊分析であるため、試料を壊さずに分析できるという利点もあります。
その他

電気泳動:分子の分離技術

- 電気泳動とは電気泳動とは、電気を帯びた粒子を電場の中で移動させることで、物質を分離・分析する技術です。水溶液の中に溶けている物質は、それぞれ固有の電荷を持っています。ここに電圧をかけると、プラスの電荷を持った物質は陰極に向かって、マイナスの電荷を持った物質は陽極に向かって移動を始めます。この移動速度は、物質の大きさや形、そして電荷の量によって異なります。小さな物質や電荷の大きい物質ほど速く移動し、逆に大きな物質や電荷の小さい物質はゆっくりと移動します。この性質を利用して、複雑な混合物の中から特定の物質を分離したり、物質の大きさや電荷を分析したりすることが可能です。例えば、タンパク質やDNAはそれぞれ異なる大きさや電荷を持っているため、電気泳動を用いることで分離することができます。分離された物質は、バンドと呼ばれる形で検出されます。このバンドのパターンを分析することで、サンプル中にどのような物質が、どのくらいの量含まれているのかを調べることができます。電気泳動は、生命科学、医学、化学など幅広い分野で利用されており、病気の診断や遺伝子検査、新薬の開発など、様々な場面で役立っています。
放射線について

電子スピン共鳴:物質のミクロな世界を探る技術

- 電子スピン共鳴とは 物質は原子からできており、原子は中心にある原子核とその周りを回る電子から成り立っています。電子は自転する性質を持っており、これをスピンと呼びます。スピンは電子に微小な磁石のような性質を与えます。電子スピン共鳴(ESR)はこの電子の磁石としての性質を利用して、物質の状態を原子レベルで調べる技術です。 具体的には、物質に磁場をかけると、電子のスピンは磁場の影響を受けてエネルギー状態が変わります。このとき、特定の周波数の電磁波を当てると、電子のスピンは電磁波のエネルギーを吸収し、特定の状態に遷移します。この現象を共鳴吸収と呼びます。電磁波の吸収を観測することで、電子の状態やその周辺環境に関する情報を得られます。 電子スピン共鳴は、物質の構造や結合状態、電子状態などを原子レベルで詳しく調べることができるため、化学、物理学、生物学、医学、材料科学など幅広い分野で利用されています。例えば、化学反応における反応中間体の観測や、タンパク質の構造解析、太陽電池材料の性能評価など、様々な応用があります。