機器センターたより
自然科学研究機構

分子科学研究所

機器センター

巻頭言

巻頭言
機器センター長

薬師久彌「機器センターたより」第一号をお届けしま

施設の重要性が指摘され、2007年に新機器センす。新機器センターが発足するにあたり、機器ターが発足しました。この機器センターは分子センターの研究所内外の共同利用者向けの読み制御レーザー開発研究センター、分子スケール

物としてこの機器センターたよりを企画しましナノサイエンスセンター、および研究系の一部た。機器センターを支えている技術職員の紹の汎用機器を統合して、汎用機器の保守・管介、機器の性能についての紹介、利用状況、運理・研究支援を行っています。機器センターの営の仕方等についてお知らせする予定です。毎

役割は研究所内外の共同利用を通した研究支援

年一回発行します。「交流」欄は機器センターですが、同時に化学系設備ネットワークの実務

職員と共同利用者の声を掲載する欄です。今回も担当しています。

は掲載しておりませんが、研究所内外の共同利

大学共同利用法人の役割は独創的な研究を主用者のご意見をこの「交流」欄へ掲載したいと体的に行うことは勿論ですが、同時に全国の大考えています。機器センターへのご意見・ご要

学の研究者との共同研究を強力に推進すること

望のある方の投稿を歓迎します。是非ご連絡くです。分子科学研究所では共同利用研究としてださい。「研究紹介」欄は所内1名、所外1名の各研究グループとの協力研究のほかに分子研の施設利用者に執筆をお願いしますので、今後と汎用機器を利用する施設利用を実施していまもご協力をよろしくお願いします。平成20年4す。機器センターは主に後者の施設利用を支援

月より機器センターに斉藤碧さんが新技術職員

しています。機器センターの運営は毎年一回開として赴任しました。当分はナノネットの電子催される機器センター運営委員会を中心に行わ顕微鏡を担当しますが、将来は機器センターのれ、所内機器利用者の機器や寒剤の使用料金等機器も担当する予定です。

を決定しています。これらの使用料金は各研究

新機器センターは2007年に組織改編を行ってグループから機器センターへ振替えられ、機器発足した分子科学研究所の研究施設です。旧機の維持費の一部に使用されています。機器セン器センターは、1975年に創設された分子科学研

ターは明大寺地区と山手地区にまたがってお究所に、助教授１、助手１、技官２という態勢

り、機器類は各地区に分散配置されていますので1979年に設置されました。旧機器センターでで、毎月2回の連絡会を開き情報交換を行ってはセンターの機器を利用した独自の研究と研究います。この「機器センターたより」が一年間支援業務をほぼ１：１の割合で担っていましの活動を省みて次年度への指針となることを希た。その後、1997年分子物質開発研究センター

望しています。

に改組され、さらに、2002年分子スケールナノサイエンスセンターに改組されました。これらのセンターは多くの研究系の研究グループを併任としており、研究支援業務よりも研究そのものに重きを置く組織になりました。その後、2005年より開始された研究所全体の組織改編の流れの中で、共同利用の支援を本務とする研究

機器センターたより

1

年次報告

目次

分子科学研究所■巻頭言

機器センターたより平成19年度

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

機器センター長

薬師久彌■目次
1．所有機器一覧
2. 組織表3. 平成 19 年度

施設利用

採択課題一覧及び採択者の実施状況

4. 機器センター技術職員の概要と役割・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

山中孝弥

山手地区

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

牧田誠二

明大寺地区

磁気・物性

藤原基靖

明大寺地区

分光

低温関係

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

5. 機器センター業務報告

新人自己紹介・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

上田

正

高山敬史
齊藤

碧

浩

6. 研究紹介
岡崎統合バイオサイエンスセンター
法政大学
7. 編集後記

2

工学部物質化学科

戦略的方法論研究領域

・・・・・

准教授

藤井

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

准教授

緒方啓典

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

機器センターたより

山中孝弥

１．所有機器一覧

所有機器一覧
◆ 所外公開装置 ：『化学系研究設備有効活用ネットワーク』に登録しています。
◆ 所外公開装置▼ 所内専用装置：所外の方で使用されたい方はお問い合わせください。

装置名／機種設置場所

担当者

１．電子スピン共鳴装置◆ Bruker EMX Plus

極低温棟002

藤原◆ Bruker E500

極低温棟001

藤原▼ Bruker E680

極低温棟001

藤原◆ Quantum Design MPMS-7

極低温棟006

藤原◆ Quantum Design MPMS-XL7

実験棟101

藤原◆ CCD型／Rigaku MERCURY CCD-1

南実験棟SB02

藤原◆ CCD型／Rigaku MERCURY CCD-2

南実験棟SB02

藤原◆ イメージングプレート型／Rigaku R-AXIS IV

南実験棟SB02

藤原◆ ミクロ単結晶／Rigaku 4176F07

南実験棟SB04

岡野▼ κ-四軸型／Enraf-Nonius CAD4

南実験棟SB10藤原◆ MAC Science MXP3VA

南実験棟SB10

藤原◆ Rigaku RINT-UltimaIII

山手3号館1階 X線回折測定室

藤原

極低温棟007藤原

極低温棟010藤原

山手4号館4階403

牧田

山手4号館4階404

牧田◆ JEOL JNM-LA500

山手4号館4階408

中野▼ JEOL JNM-LA400

山手4号館4階408

中野◆ エキシマー励起色素レーザー ／LPX105i

レーザー棟103

上田◆ Nd:YAG励起OPOレーザー／GCR-250/ScanmateOPPO

レーザー棟104

上田◆ フッ素系エキシマーレーザー／LAMBDA PHYSIK Compex110F

レーザー棟207上田◆ 高感度蛍光分光光度計 ／SPEX Fluorolog2

化学試料棟103

上田◆ 円二色性分散計 ／JASCO J-720WI

山手4号館4階406

牧田◆ 可視紫外分光光度計 ／Hitachi U-3500

レーザー棟207

上田

２．SQUID型磁化測定装置

３．単結晶X線回折装置

４．粉末X線回折装置

５．走査電子顕微鏡◆ 超高分解能電界放射型／Hitachi S-900
６．熱分析装置◆ TA Instruments TGA2950/ DSC2920/ SDT2960
７．マトリックス支援イオン化-飛行時間型質量分析計◆ Applied Biosystems

Voyager DE-STR

８．元素分析計
▼ ヤナコMT-6 ＊所内依頼分析のみ
９．核磁気共鳴装置

10．レーザー11．分光光度計

機器センターたより

3１．所有機器一覧
12.小型機器
レーザー棟201

上田

実験棟104

藤原その他▼ 15T超伝導磁石付希釈冷凍機／Oxford
低温冷媒の供給設備
ヘリウム液化システム（150リットル/時間）

極低温棟105

液体ヘリウム自動供給装置

極低温棟105

２台

液体ヘリウム貯槽（3000リットル）

極低温棟105

ヘリウム回収ライン

明大寺地区

各実験室

液体窒素自動供給装置

化学試料棟

渡り廊下

全自動ヘリウム液化機（40リットル/時間）

山手地区

液体ヘリウム貯槽（5000リットル）

山手地区

ヘリウムガス貯蔵量

山手地区

液体窒素貯槽(２基)

山手４号館、山手２号館

液体窒素自動供給装置(３台)

山手４号館２台、山手２号館１台

4

機器センターたより

２．組織表構成スタッフ
機器センター長（併任）
薬師久弥

電子物性研究部門教授

明大寺

研究棟 216

班長

山中孝弥

レーザー、分光光度計等

明大寺

化学試料棟 204

班長

高山敬史

寒剤 明大寺

明大寺

極低温棟 103

主任

水川哲徳

寒剤等

山手

4 号館 2 階 204

岡野芳則

微結晶用 X 線回折装置、化学系研究設備有効活用ネットワーク

明大寺

化学試料棟 204

牧田誠二

元素分析、質量分析等

山手4 号館 4 階 401

藤原基靖

ESR、SQUID 等

明大寺

極低温棟 102

中野路子

NMR

山手

4 号館 4 階 401

齊藤

碧

電子顕微鏡

明大寺

化学試料棟 204上田正

レーザー、分光光度計等

明大寺

レーザー棟 205

化学系研究設備有効活用ネットワーク

明大寺

化学試料棟 204

明大寺

化学試料棟 202

技術職員

事務支援員

太田明代
中川信代

機器センターたより

5

３．平成19年度

平成19年度

施設利用

施設利用採択課題一覧

【前期】
申請
番号

所

1

名古屋工業大学
大学院工学研究科

小野克彦

助教

新 規 な キ ャ リ ア 輸 送 材 単結晶 X 線回折装置 CCD 型／ Rigaku MERCURY
料 の 合 成 と 電 子 デ バ イ CCD
スへの応用
粉末 X 線回折装置 Rigaku RINT-UltimaIII

2

名古屋工業大学
ｾﾗﾐｯｸｽ基盤工学研究ｾﾝﾀｰ

安達信泰

准教授

希 土 類 薄 膜 磁 石 の 高 磁 SQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMS
気特性
電子スピン共鳴装置 Bruker

3

愛知教育大学

中野博文

准教授

硫酸転移酵素の生物学的 機 能 解 明 を 目 的 と し 核磁気共鳴装置 JEOL JNM-LA500
た糖鎖合成

4

兵庫県立大学大学院
工学研究科

北村千寿

准教授

SQUID 型磁化測定装置 イメージングプレート型／
有 機 分 子 お よ び 金 属 錯 Rigaku R-AXIS IV
体の X 線結晶構造解析 単結晶 X 線回折装置 CCD 型／ Rigaku MERCURY
CCD

5

岡崎統合ﾊﾞｲｵｻｲｴﾝｽｾﾝﾀｰ

永山國昭

教授

核酸化学修飾法の開発

6

名古屋工業大学大学院
工学研究科

山本勝宏

助教

側錯液晶性エチレン - マ
熱分析装置 TA Instruments TGA2950/
レイミド共重合体の構DSC2920/ SDT2960
造解析

7慶応義塾大学
工学部科学科秋津貴城

助教

金 属 錯 体 分 子 磁 性 体 の SQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMS磁気物生測定
XL7

8

法政大学
工学部

緒方啓典

教授

9

徳島大学大学院
ｿｼｵﾃｸﾉｻｲｴﾝｽ研究部

岡

博之

助教

10

秋田工業高等専門学校
物質工学科

丸山耕一

准教授

周期的ナノ構造膜の磁気 機 能 の 評 価 に 関 す る SQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMS-7
実験

11

島根大学
総合理工学部

池上崇久

助教

ポルフィラジン鉄 ( Ⅲ )核磁気共鳴装置 JEOL JNM-LA500
錯体の磁気物性12

愛媛大学
総合科学研究支援ｾﾝﾀｰ

宇野英満

教授

ポ ル フ ィ リ ン オ リ ゴ 単結晶 X 線回折装置 CCD 型／ Rigaku MERCURY
マーの合成と構造
CCD-1,CCD-2

13名古屋工業大学大学院

市枝直子

博士
後期

ゲ ス ト と し て 磁 性 金 属 電子スピン共鳴装置 Bruker, SQUID 型磁化測定装置
イ オ ン を 捕 捉 し た 集 積 Quantum Design MPMS, 核磁気共鳴装置 JEOL
化型金属錯体の構築
JNM-LA500

14

東京大学
物性研究所

高橋一志

助教

単結晶 X 線回折装置 CCD 型／ Rigaku MERCURY
微 少 分 子 性 結 晶 の 単 結 CCD-1
晶構造解析
SQUID 型磁化測定装置 ミクロ単結晶／ Rigaku
4176F0715

広島大学大学院
理学研究科

谷本能文

教授

ESR によるキラル磁性
電子スピン共鳴装置 Bruker E500
体結晶の研究16

静岡大学
電子工学研究所

荻田正巳

客員
教授

液 体 金 属、 強 磁 性 体 金属、 半 導 体 の 電 流 磁 気 SQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMS効 果 に 関 す る 厚 さ と ナ XL7ノ構造の研究17愛知県立大学

田浦俊明

教授

金属錯体の合成と核磁気共鳴法 (NMR) による 核磁気共鳴装置 JEOL JNM-LA500
構造決定

6

属

機器センターたより

氏

名

職

名

研究課題

利用機器

Applied Biosystems Voyager DE-STR, 円二色性
分散計／ JASCO J-720WI, 核磁気共鳴装置 JEOLJNM-LA500

電子スピン共鳴装置 Bruker, SQUID 型磁化測定装置
フラーレン誘導体ナノ
Quantum Design MPMS, 超高分解能電界放射型
ウィスカー結晶の合成／ Hitachi S-900, Applied Biosystems Voyagerと物性研究
DE-STR, 粉末 X 線回折装置 , 熱分析装置
フェノチアジンカチオ
電子スピン共鳴装置 Bruker E500
ンラジカルをスピン源
SQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMSとする高スピン分子のXL7
磁気特性評価３．平成19年度

施設利用

18

兵庫県立大学大学院
物質理学研究科満身

稔

助教

金属錯体の結晶構造解
ミクロ単結晶／ Rigaku 4176F07
析

19

北海道大学大学院
工学研究科

柏本史郎

助教

Tsai 型正二十面体相準結 晶 に お け る 遍 歴 電 子 SQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMS-7
磁性の研究

20

東邦大学
医学部化学研究室

大胡惠樹

講師

ポルフィリン関連鉄( Ⅲ ) 錯体の磁気的性質 電子スピン共鳴装置に関する研究21( 独 ) 産業技術総合研究所
強相関電子技術研究ｾﾝﾀｰ

長谷川達生

研究
ﾁｰﾑ長

有 機 ト ラ ン ジ ス タ の 電 電子スピン共鳴装置 Bruker E500
子スピン共鳴電子スピン共鳴装置 Bruker EMX Plus

22

北海道大学
電子科学研究所

太田信廣

教授

有機電荷移動錯体の磁性 お よ び そ れ に 対 す る SQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMS-7
光照射効果の測定

23

大阪大学大学院
工学研究科応用科学専攻

松尾貴史

助教

ヘム蛋白質マトリクス
中でのポルフィリン誘電子スピン共鳴装置
導体の反応性および物
性評価

氏

職

Bruker EMX Plus

Bruker EMX Plus

【後期】
申請
番号

所

1

計算科学研究センター

片岡正典

助教

核酸化学修飾法の開発

2

徳島大学大学院
ｿｼｵﾃｸﾉｻｲｴﾝｽ研究部

岡

博之

助教

フェノチアジンカチオ
可視紫外分光光度計／ Hitachi U-3500
ンラジカル誘導体の光SQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMS
および磁気物性の評価

3

愛知教育大学

中野博文

准教授

硫酸転移酵素の生物学的 機 能 解 明 を 目 的 と し 核磁気共鳴装置 JEOL JNM-LA500
た糖鎖合成

4

名古屋工業大学大学院
工学研究科

山本勝宏

助教

クレイ層間の極微少空
TA Instruments TGA2950/ DSC2920/
間に拘束された高分子
SDT2960の運動性と構造解析

5

愛媛大学
総合科学研究支援ｾﾝﾀｰ

宇野英満

教授

単結晶 X 線回折装置 CCD 型 / Rigaku MERCURY
ポ ル フ ィ リ ン オ リ ゴ CCD-1/CCD-2,マーの合成と構造
SQUID 型磁化測定装置 ミクロ単結晶／ Rigaku
4176F076

兵庫県立大学大学院
工学研究科

北村千寿

准教授

有 機 分 子 お よ び 金 属 錯 単結晶 X 線回折装置 CCD 型／ Rigaku MERCURY
体の X 線結晶構造解析 CCD-1,CCD-2

7名古屋工業大学大学院
工学研究科

小野克彦

助教

新規なキャリア輸送材
単結晶 X 線回折装置 CCD 型／ Rigaku MERCURY
料の合成と電子デバイ
CCD-1,CCD-2
スへの応用

8

名古屋工業大学
ｾﾗﾐｯｸｽ基盤工学研究ｾﾝﾀｰ

安達信泰

准教授

希 土 類 薄 膜 磁 石 の 高 磁 SQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMS-7
気特性
電子スピン共鳴装置 Bruker E500

9

東京大学
物性研究所

高橋一志

助教

10

静岡大学
電子工学研究所

荻田正巳

客員
教授

11

福井大学
工学部電気・電子工学科

福井一俊

教授

Ⅲ -V 窒化物半導体の中電子スピン共鳴装置 Bruker E500
性欠陥の探索12

広島大学大学院
理学研究科化学専攻

井上克也

教授

キ ラ ル 反 強 磁 性 体 の 電子スピン共鳴装置 Bruker E500
ESR 測定Bruker EMX Plus

属

名

名

研究課題

利用機器
マトリックス支援イオン化 - 飛行時間型質量分析計
Applied Biosystems Voyager DE-STR

単結晶 X 線回折装置 CCD 型／ Rigaku MERCURY
分子導体・磁性体の微少 CCD-2単結晶の X 線構造解析 SQUID 型磁化測定装置 ミクロ単結晶／ Rigaku
4176F07
液体金属 ( 強磁性体金属・半導体等も含む ) のSQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMS
電流磁気効果に関する
厚さとナノ構造の研究

機器センターたより

7３．平成19年度

施設利用

13

大阪府立大学大学院
理学系研究科

細越裕子

准教授

14

名古屋大学
理学研究科

伊藤正行

教授

15

島根大学
総合理工学部池上崇久

助教

ランタン型ルテニウム( Ⅱ )( Ⅲ ) 二核錯体の 電子スピン共鳴装置 Bruker E500
磁気物性

16

北海道大学大学院
工学研究科

柏本史郎

助教

3d 遍 歴 電 子 と 4f 局 在
SQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMS
電子が共存した Tsai 型
電子スピン共鳴装置 Bruker
準結晶の磁気特性17

東邦大学
医学部化学研究室

大胡惠樹

講師

ポルフィリン関連鉄
電子スピン共鳴装置 Bruker( Ⅲ ) 錯体の磁気的性質
SQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMS
に関する研究18関西大学
化学生命工学部

荒地良典

准教授

リ チ ウ ム イ オ ン 二 次 電 SQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMS池材料の磁気的性質
XL7

19

秋田工業高等専門学校
物質工学科

丸山耕一

准教授

希 薄 磁 性 半 導 体 の 微 細 粉末 X 線回折装置 Rigaku RINT-UltimaIII
組織制御に関する研究
SQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMS-7

20

秋田工業高等専門学校
物質工学科

丸山耕一

准教授

磁歪性酸化物微細磁性
粉末 X 線回折装置 Rigaku RINT-UltimaIII体の磁気特性に関する
電子スピン共鳴装置 Bruker
研究21

九州工業大学
工学部

美籐正樹

准教授

キラル分子磁性体におSQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMSける非線形磁気応答検
XL7
出

22

名古屋工業大学大学院

舩橋靖博

助教

機 能 性 金 属 イ オ ン を 捕 SQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMS-X,
捉 し た 多 核 金 属 錯 体 の 電子スピン共鳴装置 Bruker E500, 単結晶 X 線回折構造と機能の検討
装置 CCD 型／ Rigaku MERCURY CCD

23

兵庫県立大学大学院
物質理学研究科

満身

稔

助教

キラル一次元ロジウム
SQUID 型磁化測定装置 Quantum Design MPMS( Ⅰ )- セミキノネート錯
XL7体の磁気特性の解明

24名古屋工業大学
大学院工学研究科

小野晋吾

准教授

フッ化物を用いた光学
高感度蛍光分光光度計／ SPEX Fluorolog2
素子開発に関する研究25

福井工業高等専門学校
地域連携ﾃｸﾉｾﾝﾀｰ

北浦

守

准教授

長残光性物質の光照射
電子スピン共鳴装置 Bruker
電子スピン共鳴実験

26

広島大学大学院
理学研究科化学専攻

速水真也

准教授

コパルト ( Ⅱ ) 錯体のス
ピ ン 転 移 現 象 に 関 す る 電子スピン共鳴装置 Bruker EMX Plus
研究27

豊橋技術科学大学

藤澤郁英

助手

Rh 錯体とオリゴヌクレ
単結晶 X 線回折装置 CCD 型／ Rigaku MERCURY
オチドとの立体特異的
CCD-1な認識機構の解明

28

信州大学大学院
理学部

太田

助教

酸 化 還 元 応 答 性 分 子 ピ 単結晶 X 線回折装置 CCD 型／ Rigaku MERCURY
ンセットの開発
CCD-2

8

機器センターたより哲

低 次 元 有 機 磁 性 体
F2PNNNO の電子スピ電子スピン共鳴装置 Bruker E500
ン共鳴実験による磁気相互作用の解明
単結晶 X 線回折装置 CCD 型／ Rigaku MERCURY
コ バ ル ト 酸 化 物 の 単 結 CCD-2
晶 X 線構造解析
SQUID 型磁化測定装置 ミクロ単結晶／ Rigaku
4176F07３．平成19年度

平成19年度

施設利用

採択者の実施状況
所

属

氏

名

利用件数

( 独 ) 産業技術総合研究所 強相関電子技術研究ｾﾝﾀｰ

長谷川達生

4

愛知教育大学中野博文

14

愛媛大学 総合科学研究支援ｾﾝﾀｰ

宇野英満

30

岡崎統合ﾊﾞｲｵｻｲｴﾝｽｾﾝﾀｰ

永山國昭

17

関西大学 化学生命工学部

荒地良典

3

九州工業大学 工学部

美籐正樹

1

慶応義塾大学 工学部科学科

秋津貴城

1

計算科学研究センター

片岡正典

6

広島大学大学院 理学研究科

谷本能文

1

広島大学大学院 理学研究科化学専攻

井上克也

7

広島大学大学院 理学研究科化学専攻

速水真也

2

秋田工業高等専門学校 物質工学科

丸山耕一

6

信州大学大学院 理学部

太田哲

2静岡大学 電子工学研究所

荻田正巳

2

大阪大学大学院 工学研究科応用科学専攻

松尾貴史

1

大阪府立大学大学院 理学系研究科

細越裕子

17

島根大学 総合理工学部

池上崇久

6

東京大学 物性研究所

高橋一志

30

東邦大学 医学部化学研究室

大胡惠樹

7

徳島大学大学院 ｿｼｵﾃｸﾉｻｲｴﾝｽ研究部

岡博之

4

福井工業高等専門学校 地域連携ﾃｸﾉｾﾝﾀｰ

北浦守

5

福井大学 工学部電気・電子工学科

福井一俊

5

兵庫県立大学大学院 工学研究科

北村千寿

10

兵庫県立大学大学院 物質理学研究科

満身稔

2

豊橋技術科学大学

藤澤郁英

1

北海道大学 電子科学研究所

太田信廣

1

北海道大学大学院 工学研究科

柏本史郎

3

名古屋工業大学 ｾﾗﾐｯｸｽ基盤工学研究ｾﾝﾀｰ

安達信泰

6

名古屋工業大学 大学院工学研究科

小野克彦

11

名古屋工業大学大学院 工学研究科

山本勝宏

4

名古屋大学 理学研究科

伊藤正行

6

総計

215

機器センターたより

9

４．機器センター技術職員の概要

機器センター技術職員の概要と役割
機器センター

山中孝弥

無我という言葉がある。我欲のない真の愛情

新には特別に配慮する。」と記されている。昭を表す無我愛。我欲やよこしまなところのない

和 50 年度には、可視紫外分光光度計 Cary17、

純粋な心を表す無我無心。何かに心を奪われ、マックファーソンの真空紫外分光光度計、さら我を忘れる無我夢中。 平成 19 年 4 月より分子にパーキンエルマーの光電子分光装置を皮切り

スケールナノサイエンスセンターと分子制御レに、昭和 51 年度には、100MHz のＮＭＲ、Ｆ

ーザー開発研究センターの汎用機器を統合してＴ－ＩＲ、粉末 X 線、けい光分光光度計、熱発足した機器センターの重要な役割を担う技術

解析装置、二波長分光光度計が導入された。昭職員の心身を表す言葉であろう。我欲のない真和 52 年度は、走査型電顕、ガスクロ、円二色の愛情で機器と共同利用研究者に接遇し、我欲

分散計、レーザーラマン分光光度計、ラマン用

やよこしまなところのない純粋な心で技術開発の励起光源であるアルゴンイオンレーザー、汎を行い、我をも忘れて大学共同利用機関法人の用実験用のパルス色素レーザー、けい光寿命測窓口的な業務に邁進して主たる汎用機器である

定装置、ＥＳＲ、四軸Ｘ線、ヘリウムネオンレ

山手地区のＮＭＲ、質量分析装置、粉末Ｘ線回ーザー、ＦＴ－ＩＲ、パルス色素レーザーが導折装置、明大寺地区のＥＳＲ、ＳＱＵＩＤ磁束入された。昭和 55 年度以降には、機器センタ

計、Ｘ線回折装置（粉末、単結晶）、希釈冷凍機、ーの役割でご紹介したように、設備更新につい蛍光分光装置、紫外可視近赤外分光装置、円二ては特別に配慮するということになっていたの

色性分光装置などの保守管理や共同研究のサポ

で、設備の更新が始まり、ＮＭＲやレーザー、ートにあたってきた。また、施設利用などの共分光光度計が更新され始めた。

同利用のみならず、レーザーと上記の汎用機器

このように分子研創設と同時に、当時の大を組み合わせた特殊仕様の実験装置における利学では不可能な実験・計測を実現するため、大用技術の開発も行っている。さらに、山手と明学共同利用機関（当時は国立大学共同利用機関

大寺、両地区において液体ヘリウム及び液体窒と称した）である分子科学研究所に旧機器セン

素の供給及び、その液化機及び貯蔵層の保守管ターが設置され、核磁気共鳴、分光光度計、レ理を行っている。化学系研究設備有効活用ネッーザーなどの特徴ある中型装置が配備され、そトワークでは、全国事務局を機器センターにおの後、設置された放射光施設（ＵＶＳＯＲ）とかれていることもあり、登録機器等の共同利用

共に共同利用施設の窓口的な役割を果たしてき支援を行っている。

た。時の流れと共に、国の予算配分の方向性が新たに発足した機器センターを語るには、過変わり、大学研究者の実験設備に関する環境は去を知って頂く必要がある。実は分子研創設と改善され、これまで旧機器センターが管理して同時に旧機器センターが設置されていた。当時きたような汎用機器の共同利用性は薄らぎ、平の要覧の中に旧機器センターの役割が記述され

成 9 年度の統合再編により、旧機器センターのており、「研究用機器のうち、共通性があり且

磁気・物性、当時の化学試料室、寒剤を供給をつ最高級のものを集中管理し、二重投資を防止担当していた極低温センターが一つになり、分するとともに、常時高性能を維持し、研究所内

子物質開発研究センター、さらに、旧機器セン

外の研究者の利用に供する。そのため、設備更ターのレーザーや分光光度計を管理していた分

10

機器センターたより

４．機器センター技術職員の概要
光関係が分子制御レーザー開発研究センターとーの技術職員と共に共同利用機器の維持管理にして再編された。この２つの開発研究センター

あたっている。技術分野としては、高山敬史班の発足により、汎用機器の管理も 2 つのセン

長は、高圧ガス保安設備の保安係員として、安ターに分散され管理されるようになった。平

全衛生管理室においても高圧ガス作業主任者と成 14 年度に再度、統合再編があり、分子制御

して、分子研全般で重要な役割を担っている。

レーザー開発研究センターはそのままである

また、単なる設備や保安上の管理者ではなく、が、分子物質開発研究センターと研究系の２つフラッシュロスを考慮した寒剤供給装置の運用の研究部門が一つになり、分子スケールナノサ

見直し、回収配管の口径やバルブなどの変更に

イエンスセンターが設立された。分子物質開発などにより寒剤供給価格の低減に関する努力な

研究センターで管理されていた汎用機器や寒剤どを行っている。水川哲徳技術主任は山手地

供給設備及びそのサービスは分子スケールナノ

区で寒剤供給を担当している。山手地区では、

サイエンスセンターへ引き継がれた。法人化 4920MHz- ＮＭＲ装置が設置されていることか年目を迎えた平成 19 年 4 月 1 日に、研究系のら、それへの液体ヘリウム供給が重要な役割に

再編と共に、分子スケールナノサイエンスセン

なっている。液体ヘリウム供給量は年々大幅にターと分子制御レーザー開発センターの汎用機

増加しており、その傾向はされに顕著になるこ器の管理を統合して行う機器センターが設置さとが想定される。また、山手地区では機器センれた。新しい機器センターの研究教育職員は併ターで液体ヘリウムを容器に満量充填してユー

任のセンター長のみであり、所蔵機器の管理とザーに提供する体制がとられており、満量の検運用に関する専門知識を有する技術をもった技

知はデフォルトでは背圧の変化を圧力計で見る

術職員９名が、薬師久彌センター長の助言と指ことに依っていた。しかしながら、満量時の指導の下、事務支援員の中川信代さんと太田明代標となる背圧の絶対値は、液体ヘリウム貯槽のさんのサポートを得て、分子研内外における研圧力、小分け容器の大きさ等により異なるため、究の技術開発及び技術支援を行っている。本稿

一義的に決定できないとう問題点があり、それでは、本冊子創刊にあたり、技術職員のメンバを解決するため、水川技術職員により、新たにー紹介を行いたい。機器センターの技術職員

満量の検知が明確にモニターできるシステムを

は、技術課の機器利用技術班と低温技術班から構築するなどの技術開発が行われている。岡野なり、さらに光技術班の上田係員による技術支芳則技術職員は、化学系研究設備有効活用ネッ

援を加えて、共同利用機器の管理体制を整えてトワークを担当している。全国の登録機関からいる。筆者が班長を務める共同利用機器技術班の問い合わせへの対応、データベースへの登録、は、機器利用技術第一係と第二係からなり、第予約課金システムの動作チェック、利用マニュ

一係は、牧田誠二技術職員を筆頭に、藤原基靖

アルや FAQ の作成などを行っている。共同利

技術職員、斉藤碧技術職員の 3 名の技術職員を用機器に関しても、微結晶用Ｘ線回折装置や化配置している。機器利用第二係は、岡野芳則技

学試料棟設置のドラフトチェンバーや蒸留水製術職員と中野路子技術職員を配置している。低造装置等も維持管理をしている。牧田誠二技術

温技術班は、高山敬史班長の下に、低温技術係

職員は、元素分析、質量分析等担当し、山手地が置かれており、水川哲徳主任と共に、寒剤供区の要技術職員として、機器センターにおける給装置の維持管理等にあたっている。光計測技

中核的な責務を負っている。今春に機器センタ

術班光計測技術係の上田技術職員が機器センタ

ー所蔵の円二色分散計を山手地区に移転させた

機器センターたより

11４．機器センター技術職員の概要
こともあり、これまでの元素分析や質量分析のる。本業の卓越したレーザー技術は、改めてこ分野のみならず、分光においても重要な役割をこで述べる必要のないことは周知の事実であろ担っている。また、山手地区の高圧ガス保安係

う。特に第１回自然科学研究機構技術研究会に員として、安全衛生管理室作業環境測定士としおける講演では、レーザーの基本を解り易く説て、機器センターのみならず、分子科学研究所

明し、生理研大庭技術課長の絶賛を浴びた。こ全体に関わる重要な責務を負っている。藤原基のためか、日常的に機器センター所蔵の分析機

靖技術職員は、磁気・物性機器等担当している、器とレーザーとを組み合わせた実験に関するコ

その守備範囲は明大寺及び山手両地区にまたがンサルタント的な業務も多く、ソフト面であらっている。守備範囲が広いにも関わらず、担当

ゆる分野の研究者及び技術者の知恵袋的な存在する機器では、単なる維持・管理に留まらず、である。

ＥＳＲ用クライオスタットにおいて液体窒素定分子科学研究所創設以来の特徴が研究者人点を必要としないセルノックス温度センサーへ事の高い流動性である。これを支えてきたのは、の交換や 2 機種のＥＳＲにおいて、それまで異旧機器センターから現在の機器センターに引きなっていたクライオスタットの台座を共通化し継がれた技術職員の精神であると言っても過言て、不測のトラブルなどにも迅速に対応できるではない。経済環境の変化に伴う組織再編の中体制を整えるなど、利用者の視野にたった性能でも、共同利用というものをしっかり支えてきの改善を行っている。また、化学系研究設備有たことの現れであろうと考えている。2008 年

効活用ネットワークにおいて、発足当初から自6 月 6 日発行の科学新聞に『支援や確保らが担当する機器が登録されたこともあり、積利用型に限定』という記事が掲載されたことは極的に参画し、有能な意見及び作業を展開して周知のとおりである。 分子研創設と同時に設いる。中野路子技術職員は、分子研が世界に誇置された旧機器センターからの共同利用の精神

る 920MHz ＮＭＲ（分子スケールナノサイエ

が、今日の共同利用の在り方ともマッチして新ンスセンター所蔵）ほか、核磁気共鳴装置全般

たな共同利用の時代に入っていくものである。

を担当している。920MHz ＮＭＲでは、関係者

化学系研究設備有効活用ネットワークはその先のメーリングリストを作成し、関係者全員が利駆的な事業であり、共同研究、とりわけ大学院

用状況やユーザーからの問い合わせ状況を把握

教育を含めた基礎研究の充実をなすものであできるようにするなど、利便性の向上に関するる。その意味で、分子科学研究所機器センター

努力を行っている。また、機器センターの公が大学共同利用機関の共同利用業務の窓口とし式 Web サイトも担当し、時宜を射た更新編集て活発な活動を行っていることは、分子研創設のタイミングは機器センターの職員及びユーザ

当初と経済状況が違うものの、一貫して、日本

ー双方に有益な情報を発信している。齊藤碧技の分子科学研究者が利便性の高い共同利用機器

術職員は、平成 20 年 4 月 1 日付で採用されたを求めているものと解釈している。 利便性の新人ながら、透過型分析電子顕微鏡（ナノネッ

高い共同利用機器とは、単によく整備された機ト所蔵）を担当し、ナノ物質の格子像、原子像

器だけをさすものではない。整備された機器を観察、電子線回折による構造分析、ナノスケー

研究者が使って結果を持ち帰ることだけが共同

ル領域の元素分析を行っている。上田正技術職

利用ではない。分子科学研究所機器センターの員は、高感度分光光度計、可視紫外分光光度計

共同利用とは、研究所内外の共同利用機器を利及び汎用レーザー機器の保守管理を担当してい用する研究者と一体となって、試料の前処理方

12

機器センターたより

共同４．機器センター技術職員の概要
法、分析法など、計測法の技術開発を行っていわなければ、そうはならないのです」とあるよる機器を意味している。そのような活動の中で、うに、広い視野からの判断力と技術者としての検出感度の向上により、これまで観ることがで倫理観が重要になる。さらに機器センター技術きなかったものを観ることができれば、それが職員は研究者に夢を抱いて頂けるようなサービ

新たな発見に遭遇することに他ならない。能力スが必要であると思う。ウォルト・ディズニーのある技術職員にとって直面する問題はやはの言葉に「人は誰でも、世界中でもっとも素晴り、機器の老朽化ではないか。技術職員には能らしい場所を夢に見、創造し、デザインし、建力があるのに、その技術、とりわけ高度化する設する事が出来る。しかし、その夢を現実のも最新機器への対応能力があるにもかかわらず、のとするのは人である。」この言葉にある人をその才能技術を生かせる環境に置かれていない

技術者と置き換えるならば、機器センターの技のである。国の行財政改革のもとで法人化され術職員が研究者の心を魅了する必要がある。研た状況下では、致し方ないかもしれないが、こ究機器、分析機器は、とにもかくにもスペック

れまでに蓄積した技術を最新機器にて発揮できが重要であることは紛れもない事実である。機ないという嘆きがあちらこちらから聞こえてく器の性能や仕様に目が行きがちになることはや

ることも事実である。これが技術職員個人のなむを得ない。しかし技術者がもっとも大切にす

げきと純粋に捉えて頂けるならば救いである。

るのはソフト面の目に見えない部分でなければ見方によれば古い機器しか保守できない技術者

ならないし、機器センター技術職員の腕の見せとのレッテルを貼られ、それによって、その技

どころもそこにある。上述したように、機器セ術者の人格までも評価されるならば、極めて憂ンターの技術職員が単に性能や仕様のみを維持

慮すべき事態であることに違いない。歴史的にするサービスマンやルーチンにデータを収集す

みても、著名な技術者は、技術をうまく発揮でるオペレーターでないことは、研究所内外の研きる場所や条件に、偶然も含めて、自分の力あ究者から評されており、このことは、分子研技

るいは第 3 者の力によって、身を置くことがで

術課と他大学技術組織との研修交流などにおけきたと考えている。自分の力と第 3 者の力は決る他大学の技術者の人材育成に関する基本理念

して同格ではない。成果主義の昨今においては、となっている。

自分の力をまず伸ばさなければならないことは最後に、「修身斉家治国平天下」という言葉理解できるが、その方向性は、技術職員の努力がある。これは、身を修め、家庭を整え、国家や思考のみによって決まるものではないと考えを治め、天下を平和にする。天下を治めるには、ている。しかし、それを第 3 者に押し付けるつ

まず自分の行いを正しくし、次に家庭をととのもりはない。京セラ・ＫＤＤＩ創業者の稲盛和え、次に国家を治め、そして天下を平和にすべ

夫氏の言葉に、「成功しない人は成功した人のきである、という意味である。科学技術の進展

素晴らしい話を聞いても、そんなお金がないとと価値の多様化が進む技術社会に立ち向かうたか、そんな余裕がないとか、人材・技術がない

めには、自ら未来を切り拓く力、精神の力が必とか、とにかく自分に無い条件、自分にできな要となる。これからも、身を修め、家庭を整え、い理由を並べて、どうすればいいのか教えてほ

機器センター及び技術課に寄与し、大学共同利

しいといいます。しかし成功する人の考えるこ

用機関法人としての分子科学研究所、ひいてはとは、皆同じです。それは、まず＜そういうも全国における研究者の基礎科学研究を支えてゆのがなければならない＞と思うのです。まず思きたいと考えている。

機器センターたより

13

５．機器センター業務報告

円二色性分散計（JASCO J-720WI）のご紹介
機器センター（元素分析、質量分析等

担当）

牧田

誠二

平成19年４月、分子スケールナノサイエンス

験用冷却水配管、各種ガス供給配管、水道設備

センターと分子制御レーザー開発研究センターのほか、恒温・恒湿を維持するためのパッケー

がそれぞれ所有していた汎用機器を統合し、機ジエアコン（写真1）を備えている。また、装器センターが新たに発足した。

置冷却用のため水道配管延長工事を行った。

本装置は分子制御レーザー開発研究センター（写真2）にて平成8年に導入され、分子科学研究所（明大寺地区 〔１〕 ）で長年使用されてきた。その後、明大寺地区から数百m離れている旧愛知教育大学跡地に新たに研究施設（以下、山手地区〔１〕）が設立され、幾つかの研究室が山手地区に移動することになった。その結果、本装置の利用者の多くが山手地区で研究に従事しており、利用ごとに明大寺地区まで足を運ぶ必要性が生じていた。そのため、機器センターでは利便性を考慮し平成20年5月に移設作業を行

写真1

パッケージエアコンった。今回は1．移設作業の様子、2．装置の仕様、3．装置の利用、ならび化学系研究設備有
効活用ネットワーク〔２〕への登録等についてご紹介致します。
１．移設作業（１）移設先の選定、配管工事装置の設置には幾つかの条件を満たさなければならない。とりわけこの装置は、温度・湿度

写真2

水道配管延長工事の様子の影響を受けやすいため、恒温・恒湿の部屋に設置することが望ましいとされている。また、装置を冷却するために水道設備が必要と（２）移設作業
移設作業は計2日間で行われた。作業内容はなっている。新規の設置場所である山手4号館

以下に記述する。（写真3,4）（図1）〔１〕4F406号室はこれらの条件を十分満たして

1日目・・・①移設前データチェック②配線、いる。当フロアは分析機器を集約して設置する

配管取外し作業実施③波長カム及びスリットレことを目的に設計されており核磁気共鳴装置、

バー固定④移設立会

質量分析装置、有機微量元素分析装置等の機器

2日目・・・①移設後組立作業実施②調整およセンター所有の共通機器を集約し設置されていび移設後データチェック③付属品データチェッ

る。また、必要に応じてヘリウム回収配管、実ク④取り扱い説明実施

14

機器センターたより

５．機器センター業務報告

写真3

搬入作業の様子

写真5

交換したキセノンランプハウス

２．装置の主な仕様
・光源：450W Xeランプ水冷方式

・検出器：ヘッドオン型光電子増倍管・変調器：ピエゾエラスティックモデ
ュレータ

写真4

・測定波長範囲：165～1100nm

・波長正確さ：165～180nm ±0.2nm

組立および調整

180～250nm ±0.1nm
250～500nm ±0.3nm
500～800nm ±0.8nm
800～

図1

ネオジミウムガラスによる波長正確さ点検

nm ±2.0nm

・バンド幅：0.1～10nm

・スリット幅： 1～3000μm

・レスポンス：0.5msec～16sec

・走査速度：1～5000nm/min

・フルスケール：±200mdeg（感度100mdegのとき）（３）問題点±2000mdeg

今回の移設作業に伴い2点の問題点が生じる（感度1000mdegのとき）こととなった。①冷却用に使用している水道水・縦軸分解能（水道配管、冷却水ホース等含む）の汚れが原（感度100mdegのとき）因と思われるキセノンランプハウス（写真5）

0.1mdegの目詰まり（対処；キセノンランプハウス新品
交換）②水圧不足による規定水量に到達しない：0.01mdeg（感度1000mdegのとき）・ＲＭＳノイズ：185nm 0.05mdeg（対処；装置の使用状況を判断し今後の対策を200nm 0.04mdeg

考慮）500nm 0.035mdeg

機器センターたより

15

５．機器センター業務報告
・ベースライン安定性・ＵＶ測定：0.2mdeg/hr：シングルビーム測定
測光レンジ（0～5Abs）
測光正確さ±0.01Abs

・主な付属品：ペルチェ式恒温装置，クライオスタット，温度
コントローラ，MCD，ストップドフロー装置，
タンパク質二次構造解析プログラム他（※一部のオプションについては現在整備中）

３．装置の利用、ならび化学系研究設備有効活用ネットワーク〔２〕への登録
機器センターは物質開発を行う上で基盤整備となる汎用物性測定機器と汎用分析機器、それに液体ヘリウム液化機を管理し、研究所内外の共同利用に資するために設立された。共同利用
としては協力研究を通して利用する形態と施設利用の二種類がある。また、平成19年度より発足した化学系研究設備有効活用ネットワークに
平成20年度から本装置が新たに設備登録され、今後の有効活用が見込まれている。詳細につきましては機器センターHP 〔３〕を参照してください。
参考〔１〕分子科学研究所HP（施設案内）
http://www.ims.ac.jp/location/shonai.
html〔２〕化学系研究設備有効活用ネットワーク
HP

http://chem-eqnet.ims.ac.jp/〔３〕機器センターHP

16

機器センターたより

http://ic.ims.ac.jp/

５．機器センター業務報告

光照射ESR測定
機器センター（明大寺地区
１．はじめに

磁気・物性担当）藤原基靖

ィに光を導入した例を示します。
また、お手持ちの光源やフィルター等もご利

電子スピン共鳴法（ESR）は、不対電子をプ用可能です。

ローブとし、ミクロな観点から電子状態を理解

なお、キャビティは、クライオスタットに取する手法であり、物理化学、電子物性をはじり付け可能で、光照射と温度可変測定を同時にめ、機能性材料や生体関連の研究まで幅広い分行うことが出来ます。温度可変装置は、液体ヘ野で利用されています。また、光照射を用いてリウムを流すことにより、3.8～300K（または電子状態の励起・緩和による物性研究、光応答

1.9～300K）の温度範囲で測定を行うことが出による機能性材料、光触媒活性などの研究も行来ます。

われています。
３．その他
２．光照射測定機器センターは、分子スケールナノサイエン
ESR測定は、φ4 mmの石英試料管などに封スセンターと分子制御レーザー開発センターの入したサンプルを空洞共振器（キャビティ）内

汎用機器を統合して、平成19年4月より発足しに設置して行います。サンプルは、固体、液体た。両センターの技術職員同士の交流も増え、など形状は問いません。キャビティには、光照

今回取り上げたESR装置をはじめ、汎用機器と射用の窓として、スリット（50%透過）が切ら

レーザーを組み合わせた測定環境の整備、支援

れています。

が出来るようにしていきたい。興味のある方

光源として、水銀ランプ、キセノンランプ、は、一度お問い合わせ下さい。

小型CWレーザーを所有しています。その他に、石英バンドルファイバー、ミラー、レン（参考URL）

ズ、カットフィルター等も用意してます。図

・機器一覧

http://ic.ims.ac.jp/kiki.html

1、2にファイバーやミラーを用いて、キャビテ

・小型機器

http://haruka.ims.ac.jp/kogata/silist/kogatacl.html

図1．キセノンランプ照射（石英バンドルファイバー＋集光レンズ）

図2．小型CWレーザー照射（ミラー＋集光レンズ）

機器センターたより

17

５．機器センター業務報告【 ESR装置 】【光・Bruker EMX Plus
X-bandCW measurement
Universal High Sensitivity Cavity(TE011)
Irradiation measurement
Temperature 3.8 to 300 K (ESR900)
1.9 to 300 K (ESR910)
100 to 500K(VT)Common Spec
Magnet-50 G to 14.5 kG
OptionGoniometer
SoftwareXenon(full automatic tunning)・水銀ランプ （Ushio USH 500H）

源】

Input power: 500 W

・キセノンランプ （Ushio UXL 500D）
・Bruker E500
X-bandCW measurement
Universal cavity
Irradiation measurement
Temperature 3.8 to 300 K (ESR900)
1.9 to 300 K (ESR910)
Q-bandCW measurement
Temperature 4.2 to 300 K (CF935)
Common Spec
Magnet-50 G to 14.5 kG
OptionGoniometer
SoftwareXepr(full automatic tunning)

Input power: 500 W

・小型CWレーザー（Shimadzu）
Wavelength: 532 nm
Output power: 20 mW【 その他 】
・石英バンドルファイバー（φ5 mm）
Bruker EMX Plus

18

機器センターたより

・ミラー、レンズ、フィルター等
・パワーメーター

５．機器センター業務報告

高感度蛍光分光光度計の紹介
機器センター（レーザー・分光光度計担当）【はじめに】

上田正

性能・高機能で高価なものであったため、全国

平成19年度機器センター発足に伴って、分子の研究者が頻繁に来所され、装置稼働率が非常制御レーザー開発研究センター（以下：レーザに高かったと聞いている。しかしながら、装置ーセンター）の所有であった共同利用装置と小の殆どが更新、或いは新規購入されることなく型貸出機器が当センターに移管された。共同利

年々古くなり、一方では各大学・各研究室の実用装置としては、レーザー装置が３台：エキシ験設備の改善が進んだことによって、それら装

マー励起色素レーザー、Nd：YAG励起OPOレ

置の稼働率は減少していった。今回、共同利用

ーザー、フッ素系エキシマーレーザー、分光装施設である機器センターが復活し、共同利用の置が３台：高感度蛍光分光光度計、円二色性分装置が集約されたことを機に、古くなってしま

散計、可視紫外分光光度計の計６台である。汎った装置ではあるが、各装置の性能改善やバー用性の高い小型貸出機器については、光スペジョンアップを改めて行った。また、研究者のクトラムアナライザー、オシロスコープ、ボ

利用し易い環境整備にも努力した結果、少しずックスカー、電源、発振器、エレクトロメー

つではあるが稼動率が増加の傾向を示すように

ター等、120台余りのすべてが移管された。筆なってきた。大学共同利用機関の技術職員の重者は、分子科学研究所着任時からレーザーセン

要な任務として、今後も尽力していきたい。

ターに所属しており、これら共同利用装置・小そこで本誌では、順次各装置の紹介をしてい型貸出機器の保守管理業務を担当してきた。今きたいと考えている。なお、円二色性分散計に回その殆どが移管されたが、現在もレーザーセ

ついては、平成20年度５月より山手地区に移設

ンターに所属しながら、引き続きその業務を担され牧田技術職員が担当することとなったため

当させて頂いている。レーザーセンター発足時

割愛させて頂く。本号ではまず、分光装置としの1997年の要覧には、「レーザー・分光機器のて高感度蛍光分光光度計について紹介する。

うち共通性があり、かつ最高級のものを集中管理し、二重投資を防止するとともに常時高性能【高感度蛍光分光光度計】を維持し、研究所内外の研究者の利用に供して本装置は、平成８年度より導入され12年が経過いる」とあるように、装置導入時においては高しているが、汎用の蛍光分光光度計と違い、装高感度蛍光分光光度計（制御用パソコン）

機器センターたより

19

５．機器センター業務報告

装置構成図

置構成の規模が大きく計測制御も複雑なため、非常に高価で全国的にも設置台数が少ない。
特徴として、極めて微弱な蛍光及び蛍光励起
スペクトルの測定に有効なことから、現在においても学際的な共同利用に十分貢献できる装置であると考えている（装置写真参照）。
本装置利用方法については、所定の施設利用申請手続きの上、予約システム「MARS」から装置の利用予約をして頂いていたが、本年度９月からは、国立大学法人・全国共同利用機関法
人による「化学系研究設備有効活用ネットワー

R928 放射感度特性ク」に設備登録され、こちらから利用予約して（浜松ホトニクス（株）カタログより引用）

頂くこととなった。予約方法や新システムの概る。また、光源をパルス発光させることで、り

要は、ホームページ（http://chem-eqnet.ims.

ん光の測定も可能である。

ac.jp/index.html）をご参照頂きたい。
⑵
装置の概要は、以下の通りである（装置構成図参照）。

励起側分光器入口、出口には手動のスリット（0 ～ 6mm）があり、回折格子1200 gr/mm, 330 nm

米国のSPEX社製モジュール方式の蛍光分光

ブレーズを用いたダブルグレーティング方式に測定装置である。装置の構成は、⑴光源部 ⑵よって、高い分解能0.2 nm、波長精度±0.5 nm

励起側分光器 ⑶試料室 ⑷観測側分光器 ⑸光検を実現している。

出器 ⑹制御部となっている。
⑶
⑴

光源部

試料室
溶液測定用の10 mm角のセルホルダー、固高圧放電灯、バックアップミラー、集光レン

体試料を保持するための試料ホルダー等を備えズで構成されている。高圧放電灯には、450 Wており、サンプルに応じた実験が可能となってのキセノンランプを使用している。ランプハウいる。また、試料室前部には蛍光励起スペクト

ス上部には、アルミダクトフランジから排気設

ルの励起光分光強度分布を補正するため、光量備が接続されており、オゾン発生タイプのキ子計が装備されている。

セノンランプと交換することで、200 nm付近の紫外域の励起波長が必要な測定にも対応でき

20

機器センターたより⑷

観測側分光器

５．機器センター業務報告
入口、出口にはパソコンから制御可能なスリットと、1200 gr/mm, 500 nmブレーズ（可視減し高いS/Nを得られ、シングルフォトンレベ
ルのような微弱な光でも測定可能である。

域用）、及び600 gr/mm, 1μmブレーズ（近赤外用）の各回折格子から構成されている。出口⑹

制御部にある手動の切替ミラーによって、可視、或いMS-DOS上のアプリケーションソフト

は近赤外の光検出器へ導入する。可視域におい（DM3000F）によって、データ収集、及び分て分解能0.1 nm、波長精度±0.1 nmを実現して光器制御等（分光器波長走査・グレーティング

いる。

交換・観測側分光器スリット制御・光電子増倍管用高圧電源の印加電圧調整）を行っている。

⑸

光検出器
波長域によって効率のよい２種類の光電子増

本装置の特徴として高感度であることは先に述倍管（PMT: Photomultiplier Tube）を備えてべたが、観測波長範囲も220 -1400 nmと広く、いる。浜松ホトニクス製で、紫外から可視域で特に近赤外域での測定が可能であることも大きはR928（放射感度特性参照）、近赤外域ではな特徴の一つである。本年度、12年前の購入時

R5509を使用し、220 nm ～1.4 μmの範囲で蛍のままであった近赤外域用のPMT：R5509-71

光測定が可能である。蛍光の測定方式は、フ（放射感度特性参照）から、現行の高感度のォトンカウンティング方式であるため低濃度タイプのR5509-73への交換を行った。R5509-73

試料でも解析が可能である。また、PMTの暗は、従来のR5509-71に対して概ね20倍以上の感電流を大幅に減少させるため、紫外可視域では度向上となっており、近赤外域において更なるR928を電子冷却装置で冷却している。近赤外

高感度測定が可能となった。これにより、近年域でもR5509を液体窒素とその搬送に窒素ガスのカーボンナノチューブ等に関する研究にも供を用いた冷却器によってマイナス75度に冷却するものと考えている。加えて「化学系研究設

し、かつ温度コントローラにより一定の温度に備有効活用ネットワーク」への設備登録による

保たれているため、周囲の温度変化に影響され

新予約システムの導入によって利用環境も整備

ることなく安定に測定を行うことができる。まされ、更なる共同利用の増加を期待している。

た電界・磁界のシールドにより外来ノイズも低R5509-71 放射感度特性（浜松ホトニクス（株）カタログより引用）

R5509-73 放射感度特性（浜松ホトニクス（株）カタログより引用）

機器センターたより

21

５．機器センター業務報告

明大寺地区低温施設の紹介
分子科学研究所
１

はじめに

技術課

低温技術班

高山 敬史

介を行う。明大寺地区では、平成 19 年度の寒分子研では、明大寺地区および山手地区にお剤供給量はそれぞれ液体ヘリウム 40,409ℓ、液いて液体窒素・液体ヘリウムの供給を行ってい体窒素 20,100ℓに及ぶ。年度別の寒剤供給量をる。今回は、明大寺地区の低温施設を中心に紹

以下に示す。

次に、明大寺地区の高圧ガス製造施設の概要

寒剤は高圧ガス保安法の対象となる物質であを掲載する。

るため、高圧ガス製造施設としての保安の管理

２も重要な業務となる。

寒剤の供給
寒剤の供給業務は主に以下に掲げる項目がある。
2.1

液体ヘリウムの供給

高分解能核磁気共鳴装置・電子スピン共鳴装３

液体ヘリウムの供給

3.1

セルフサービス方式

ユーザー自身が液体ヘリウムを汲み出すシス

置・各種物性機器など、超電導マグネットを有テムとなっている。

した実験機器の運転には必要不可欠な冷媒であ

3.2

る。
2.2

汲み出しの予約はオンライン方式

機器予約システム（通称名 MARS) による液体窒素の供給

主にサンプルの冷却用に用いるが、液体窒素

Web ブ ラ ウ ザ ー で の オ ン ラ イ ン 予 約 方 式 を採用する。使用可能時間は、平日の 9:00 からトラップによる不純物の除去、あるいは低温実

17:00 となる。

験装置内部への輻射熱を抑える断熱を目的とし3.3

た用途に用いられるなど使用用途は幅広い。
2.3

22

高圧ガス製造施設の管理

機器センターたより

液体ヘリウムの汲み出しは完全自動化

ヘリウム容器のセットを行えば後は、『液体ヘリウム自動供給装置』によるパソコン制御

５．機器センター業務報告（LabVIEW 独自開発）によるため完全に全自4.3

液体窒素の汲み出しは完全自動化

動で行われる。 ボタンをクリックするだけの分子研ではすでに 25 年ほど前から自動化に

簡単操作で初心者でも取り扱うことができるの対応している。 両地区共通のバーコードによが特徴。

る管理情報の読み取り方式を採用。 操作画面にタッチするだけの簡単操作で初心者でも取り

４液体窒素の供給

4.1

セルフサービス方式

ユーザー自身が液体窒素を汲み出すシステムとなっている。
4.2

供給の予約は特に必要なし

勤務時間内であれば好きな時間に汲み出すことができる。

扱うことができるのが特徴。
５

高圧ガス製造施設の管理
液体ヘリウム製造装置、ヘリウムガス回収装置、液体窒素貯槽は何れも高圧ガス保安法に則り有資格者が管理をしている。最後にヘリウム
液化システムのフロー図を示す。

機器センターたより

23

５．機器センター業務報告

着任にあたり機器センター（電子顕微鏡
平成20年４月１日付で、技術課・機器利用技術班に着任いたしました。「文部科学省 先端

担当）

齊藤

碧

成過程の解明に実験的な立場からアプローチしてきました。

研究施設共用イノベーション創出事業ナノテク

このような研究を行ってきたためか、恥ずか

ノロジー・ネットワーク 中部地区ナノテク総しながら分子研の存在はこちらに来る半年前ま合支援：ナノ材料創製加工と先端機器分析」でで知りませんでした。そんな私がこちらに来て支援提供されている高分解能透過分析電子顕微

まず驚いたのは、大変落ち着いた静かな環境で鏡を担当し、主に依頼試料の観察・分析をユーあるということでした。と言うのも、私がそれザーの方と一緒に行っています。依頼試料は多まで所属していた研究室は学生が20名もいる大種にわたり、その研究背景も合成方法も様々で所帯で、実験装置も所狭しと並んでいたため快す。ユーザーの方々はみなさんとても楽しそう

適とは言い難い空間でした。モノや人で溢れてに研究のお話をしてくださいますし、分析結果いるというのが私の中の研究室や研究所のイメをもとに学生さんと先生が議論を重ねている様ージだったのです。分子研に一歩足を踏み入れ子を目にすると、満足していただける測定結果た時、大学とは全く違った自然の中の静かな環を出さなくてはと、使命感が湧き上がってきま

境と、どこかひんやりとした空気に身が引きしす。僭越ながらこれまでの知識をもとに意見をまる思いがしたことを覚えています。こちらに述べさせていただくこともあります。

来てから、当然のことながら分子研で行われて私が初めて透過型電子顕微鏡に触れたのは、いる研究に関して見聞きする機会が多くありま

今から４年前、学生実験で行った先の研究室です。分子科学は化学が基盤になっているため、した。当時、走査型電子顕微鏡やその観察像は物理学を専攻してきた私には多くのことが新鮮

科学館の実演などで見たことがありましたが、で、知的好奇心が刺激されて毎日楽しく過ごし

透過型電子顕微鏡そのものや観察像は教科書やています。最先端の研究に多数触れられること

参考書などで目にしただけでした。初めて実際は非常に貴重な経験で、素晴らしい機会を与えに観察したのは、テトラポッド状の酸化亜鉛微られたことに感謝しています。

粒子だったと思います。学生実験でいくつかの最後になりましたが、こちらに来てから、すで微粒子を観察し、その形態の多様性や解析・分に５ヶ月が過ぎました。分子研での生活にもだい析の面白さを知ったため、博士前期課程修了まぶ慣れ、業務を行う中で技術不足の点、知識不足での３年間電子顕微鏡を用いて微粒子の研究をの点、コミュニケーション能力の大切さなどを感行ないました。具体的にはガス中蒸発法と呼ばじています。特に外国人研究者や留学生の方々にれる手法を用いて、ガスから直接ナノメートル

は、思うようにコミュニケーションが取れずご不サイズの微粒子を作製し、電子顕微鏡による形

便をおかけしていることと思います。まだまだ力

態観察や構造解析を行ってきました。ガスから不足ではありますが、みなさまの研究を精一杯支直接作製した微粒子は、宇宙空間に存在するダ

援できるよう、日々学ぶ姿勢を持って色々な知識ストと呼ばれる微粒子の生成過程やそのサイズや技術を身につけていきたいと思っていますのをおおむね再現していることから、私はこれをで、よろしくお願いいたします。

基に光学特性などと合わせてダストの生成・変24

機器センターたより

６．研究紹介

かさだかいサレンを用いた金属酵素活性中心の構築と機能の研究
岡崎統合バイオサイエンスセンター

１．はじめに藤井浩と生物学の研究のように思われるが、酵素も１

生体内にはたくさんの金属酵素と呼ばれるタつの分子であり、生体内の分子科学である。こンパク質が存在し、生物の生命活動を支えていこでは、分子科学研究所、機器センターの物性る。酵素とは、種々の生体反応を触媒する分子機器（X 線構造解析装置、EPR,SQUID など）

であるが、その中で金属酵素は、活性部位に金を利用しながら進めてきた研究をいくつか紹介

属イオンを含み、金属イオンの特性を利用してする。

機能する酵素である。我々の体内の金属イオンが不足すると調子がおかしくなるのも、この金属酵素の機能と関係している。最近は種々の金

２．カテコールジオキシゲナーゼの活性部位の構造モデルの構築

属イオンを含むサプリメントが売られている

カテコールジオキシゲナーゼは、地中のバクが、体内に摂取した金属イオンはタンパク質とテリアの中で芳香環の代謝過程に関わっている

結合し、金属タンパク質、金属酵素となり、我々酵素である。図２にカテコールジオキシゲナーの生命を支えているのである。金属イオンは、

ゼの活性中心の構造を示した。活性中心には鉄

我々の身近な化学工場で触媒として利用される

T yr447

ように、
その反応性はたいへん優れている。我々
人間を含めた生物も、こうした金属イオンの活性を金属酵素という形で利用し進化してきたことは興味深い。しかし我々の体が化学工場と大OH

T yr408

きく異なる点は、化学工場では反応ごとにさまざまな金属イオンを使用しているが、我々の体が利用とする金属イオンは、鉄、銅などわずか十数種類であり、このわずか十数種類で莫大な数の生体反応をまかなっている（図１参照）。

His 460

His 462

図２．カテコールジオキシゲナーゼの活性中心の構造

イオンがあり、ここに基質であるカテコールが結合する。鉄イオンには、チロシン残基のフェ

Na Mg
K

Ca

Sc

Ti

V

C r Mn F e C oYZrNb Mo T c R u R h P d A g C d

La

Hf

Ta

W

R e OsIr

Ni C u Zn

P t A u Hg

ノレート基が２つ、ヒスチジン残基のイミダゾール基が２つ、水分子（ヒドロキシル基）が１つ配位し、全体として三角両錐の特異な構造を図１．生体が利用している金属イオンの種類。
ピンクで塗った金属イオンを利用している。

とっている。我々は、この酵素の活性中心モデ

どうしてわずかな金属イオンからたくさんの種

は、分子内にフェノレート基を２つ、イミン基類の反応ができるのであろうか？私たちの研究を２つもち、酵素と類似の活性中心をとることグループでは、この問題に答えるため、金属酵が期待できた。しかし、サレンは平面性の高い

素がどのようなからくりで働いているかを分子配位子であり、分子間相互作用によりダイマー

レベルで研究している。金属酵素の研究と聞くを容易に形成してしまう問題があった。酵素でルを構築するため、サレンに着目した。サレン

機器センターたより25

６．研究紹介は、タンパク質が活性中心を分子間相互作用かパク質からの立体的な要因によるものではなら保護している。そこで、このタンパク質と同く、鉄イオンに配位した水分子の電子的な要因

様の機能をサレン配位子に持たせるため、立体によることを示した。鉄イオンに配位した水分的にかさだかいメシチル基（2,4,6−トリメチル

子は、カテコールの配位に伴い解離する。これ

フェニル基）をサレン配位子の周囲に導入するに伴い三角両錘構造から四角錐構造に変化すことを試みた。図３に、新たに合成した鉄３価る。水分子の配位と解離は、鉄イオンのルイス

サレン錯体のX線構造解析の結果を示した。

酸性を変化させ、酵素反応がスムーズに進行す
るように電子的に制御していると考えられる。
３．カテコールジオキシゲナーゼの反応機構の研究
酸素分子の活性化は、代謝、生命エネルギー
合成など多くの生命維持の生体反応に関わっている。上に示したカテコールジオキシゲナーゼ

図３．立体障害を導入したサレン鉄錯体の構造においても、酸素分子が切断されてカテコール

サレンに導入したメシチル基が活性中心を分子に添加される。多くの酸素分子活性化酵素の反間相互作用から保護していることがわかる。

応過程では、高原子価の鉄錯体が活性反応中間さらに興味深いことに、この錯体の配位構造は体として生成すると考えられているが、その詳これまでに報告されているサレン鉄錯体とは大細な電子構造、反応性は明らかでない。一方、

きくことなり、平面構造から大きく歪み、酵素

カテコールジオキシゲナーゼでは他の酵素と異と類似の三角両錐構造になっていることがわかなり、基質であるカテコールを活性化し、酸素った。配位子を酵素のものと似せたら、配位構

分子との反応を触媒している。カテコールジオ

造までも似る結果となった。なぜサレン配位子

キシゲナーゼがなぜ高原子価反応中間体を生成が大きく歪み、三角両錐構造になったのかを、しないで特異な反応機構をとり反応するのか

さらにこの配位子を使って研究した。塩素イオ

を、先の研究で合成したサレン鉄錯体を用いて

ン錯体、アルコキシ錯体を合成して構造解析を検討した。まず、サレン鉄錯体から高原子価鉄

行って結果、塩素錯体は水錯体ほど歪んでおら錯体の合成を検討した。サレン鉄３価錯体に、ず、むしろこれまでのサレン錯体と同様の四角

酸化剤としてメタクロロ過安息香酸(mCPBA)

錐構造であることがわかった。さらに外部配位を低温下で添加すると、錯体の色が褐色から緑

子とサレン錯体の構造ひずみの関係を調べる

青色に変化した。図4に緑青色の錯体の吸収スと、サレン錯体に配位する外部配位子のドナー2.0

性が大きくなるにつれ、錯体の歪みが大きくな因で歪んだのではなく、電子的な要因で歪んだことを示した。この結果をさらに検証するため
DFT計算を行い、最適化構造を求めた。結果
は、実験結果と一致し、構造歪みが電子的な要因によることを支持した。今回の結果は、カテ
コールジオキシゲナーゼの三角両錐構造がタン

26

機器センターたより

ε ( 10 4 M –1 cm –1 )ることがわかった。つまり、錯体の立体的な要

N

N

1.5

mC P B A

F e IIIO H 2O O

1.0

B lue-G reen
Intermediate

0.5

0.0
400

600
800
W avelength (nm)1000

図４．緑青色錯体の吸収スペクトル６．研究紹介ペクトルを示した。この錯体は、低温下のみでめ酵素は、他の多くの酵素と異なり、鉄イオン

安定であり、溶液を室温にすると分解して褐色に配位した基質を活性化して酸素分子との反応のサレン鉄３価錯体になった。緑青色の錯体のを行う機構をとったと考えられた。基質のカテ物性を明らかにするため、EPR、NMR、共鳴

コールは1,2-ジフェノキシ構造をもち酵素の良

ラマンスペクトル、メスバウアーの測定を行っい配位子となる。配位したカテコールは、ラジた。その結果、この緑青色の錯体は鉄イオンがカル状態に活性化され、これが酸素分子と反応酸化されたのではなく、サレン配位子のフェノ

し二原子酸素添加反応へと導き、酵素の機能発ール基が酸化された鉄３価フェノキシラジカル

現につながっているのである。

錯体であることが明らかとなった。鉄３価イオンは、高スピン状態にあり、フェノキシラジカ

４．

マンガンイオンをもつ酵素の機能研究

ルが反強磁性相互作用をしていることが明らか

植物が行う光合成において、マンガンイオンとなった。サレン配位子には２つのフェノールを活性部位にもつ酵素が中心的な役割を担って基があるので、それぞれを１電子酸化できるこいる。活性部位のマンガンイオンは、光合成のとも明らかとなった。２つのフェノール基がフ光アンテナ部位で生成した酸化当量を利用しェノキシラジカルに酸化された錯体では、２つて、水を酸素分子に酸化する反応を触媒していのフェノキシラジカルスピンが鉄３価高スピる。光合成で発生する酸素分子は、この酵素がンと反強磁性相互作用するため、基底状態は作っているである。この反応過程では、活性部

S=3/2になり、それに対応するEPRも観測でき

位近傍にあるチロシン残基が電子伝達、プロトた。次に、この緑青色の鉄３価フェノキシラジ

ン移動に関与していることが提案されている。

カル錯体の酸化活性能力を検討するため、種々

N

N

N

N

の有機物との反応を行った。その結果、鉄３価

MnIV

F e III

フェノキシラジカル錯体はオレフィン、スルフ

O Cl OO Cl Oィド、フォスフィンなど多くの外部有機基質とールを酸化できることがわかった。これら一連

F e IIIO H 2O OO H 2O Oの結果から、カテコールジオキシゲナーゼの活性中心が酸化を受けると、鉄イオンが酸化されN

た高原子価反応中間体をとらず、鉄イオンに配O OH OO OH O

キシラジカルに酸化されてしまうことが示唆さ

N

N
M

O
M

Fe
O

M

N

X

O

M M
M

N
O
M

-H +
N

N

N

MnIV

F e IIIO O O

OmC B O

図６．外部配位子による酸化生成物の変化

機能を維持できないことが考えられた。そのたMNN

F e III+H +カテコールを酸素酸化することができず、酵素

N

MnIV

位したフェノール基（チロシン残基）がフェノれた。このフェノキシラジカルでは、外部的な

N

N

MnIII
-H +

M

N

N

の反応性は低いが、鉄イオンに配位したアルコ

Fe
H 2O

M

M

N

N

O

M
M

M

O
M

M
Fe

H 2O

N
O

M
M

図５．緑青色錯体の電子構造

機器センターたより

27

６．研究紹介
我々は、先に合成したサレン配位子にマンガンを生成するため、酸化反応を効率的に触媒するイオンを導入した錯体を用いて酸化生成物の同ことができるが、鉄サレン錯体ではすべてフェ定やそれらとプロトンとの相互作用を研究でき

ノキシラジカル錯体となり、先に示したようにれば、光合成の酸素発生過程をモデル化できる

これらの酸化活性は低く、その結果良い触媒とと考えた。また、マンガンサレン錯体は非常にならなかったのである。さらに水分子が配位し良い酸化反応触媒として知られ、先に示した酸たマンガンサレンフェノキシラジカル錯体で化触媒活性の低い鉄サレン錯体とは対照的であは、塩基を添加することによりマンガンに配位る。こうした研究は、なぜ鉄サレン錯体の活性した水分子が脱プロトン化を起こし、ヒドロキが低いのにマンガンサレンが高い活性をもつのシ基になり、これに伴い酸化部位もフェノキシかという問題にも明確な答えを与えると考えラジカルからマンガン４価サレン錯体に変化すた。そこで先のサレン配位子からマンガンサレ

ること、さらにヒドロキシル錯体とオキソ錯体

ン錯体を合成し、さらに酸化生成物を同定するはプロトンの付加、解離により可逆に変換が可ことを試みた。マンガン３価サレン塩化物錯体能であること示した。この結果は、光合成におの１電子酸化を行った。酸化生成物を同定する

いて酵素活性中心のマンガン３価イオンに配位ため、吸収スペクトルやEPRを測定した。そのした水分子の脱プロトン化が、近傍のチロシン

結果、マンガン４価サレン錯体が生成している残基（フェノキシラジカル）との電子移動を誘ことが明らかとなった。この結果は、鉄３価サ

発して水の酸化反応が進行しているという新し

レン塩化物錯体が鉄３価フェノキシラジカル錯い考えを提案させた（図7）。

体を与えたのとは対象的な結果である。そこでさらに、軸位に結合する配位子により電子状
態がどのように変化するかを検討した。その結果、図6に示すようにマンガンサレン錯体で

O
O
Mn

は、塩素イオン、ヒドロキシイオンが配位した

Ca

H+ / e-

O

Mn

O

OH
O
Mn

MnIII H 2 O

Ca
O

Mn

O

MnIV OH

場合はマンガン４価サレン錯体を生成するが、O水分子が配位した錯体ではマンガンサレンフェ
ノキシラジカル錯体を生成することがわかっ

図７．提案された光合成中心におけるプロトン、
電子移動機構た。軸位の配位子の電子的な要因によりサレン

５．

Mn

O

Mn

今後の発展

錯体の酸化部位が変化する結果は、興味深い。

ここに示したように、立体障害を導入したサさらにマンガンサレン錯体を３節で行ったよう

レン配位子はチロシン残基が関わる金属酵素のにmCPBAで酸化すると、マンガン４価オキソ

構造や機能を研究するよいモデルとなった。４錯体を生成することが明らかとなった。これら節で示したオキソマンガン４価サレン錯体のプの結果は、鉄サレン錯体ではどの配位子からもロトン脱着現象は、光合成中心の反応を含め多鉄サレンフェノキシラジカル錯体を生成こととくの水素引き抜きが関連する酸化反応を研究す

対照的である。このようなマンガンサレン錯体

る良い材料となると考える。またもう１電子酸と鉄サレン錯体の酸化生成物の違いが、これら化当量の高いマンガン５価サレン錯体は、酸化の錯体の酸化触媒活性と関係していることが示

活性種として注目を集めているが、詳細は不明

された。つまり、マンガンサレン錯体ではオキであり、電子構造、反応性には興味が持たれソ錯体に代表されるような高原子価オキソ錯体

る。さらに、マンガンサレン錯体は不斉酸化反28

機器センターたより

６．研究紹介応（Jacobsen-Katsuki反応）触媒として注目をは、北川禎三教授（分子研、現豊田理研）や小集めている。マンガンサレン錯体による不斉誘

倉尚志教授（兵庫県立大）の研究グループとの導の機構は明らかになっておらず、多くの研究共同研究である。またメスバウアー測定は、小者が研究を進めている。最近我々は、マンガン

林義男専任研究員（理研）と共同研究である。

サレン錯体が、高原子価状態になると構造変化

理論計算は、杉本学准教授（熊本大学）、波を起こし、マンガン中心に不斉が誘導されるこ田雅彦教授（首都大学東京）に行っていただとを見出した。この不斉誘導と反応選択性の関いた。X線構造解析、NMR、EPR、SQUID、

わりも明らかにしていきたいと考える。

CD、元素分析は、分子研の機器センターで行った。牧田誠二氏、藤原基靖博士、高山敬史氏

６．

謝辞

本稿で紹介した研究は、倉橋拓也助教が主とをはじめとする機器センターのスタッフの方々の親切なサポートに厚く感謝の意を表したい。

なって行った研究成果である。共鳴ラマン測定

ここに記した研究の詳細は、以下の論文を参照ください。
1. Takuya Kurahashi, Kenji Oda, Manabu Sugimoto, Takashi Ogura, and Hiroshi Fujii Inorg. Chem.
2006, 45, 7709-7721
2. Hiroshi Fujii and Yasuhiro Funahashi Angew. Chemie. Int. Ed. 2002, 41, 3638-3641
3. Takuya Kurahashi, Yoshio Kobayashi, Shigenori Nagatomo, Takehiko Tosha, Teizo Kitagawa andHiroshi Fujii Inorg. Chem. 2005, 44, 8156-8166
4. Takuya Kurahashi, Akihiro Kikuchi, Takehiko Tosha, Yoshitsugu Shiro, Teizo Kitagawa andHiroshi Fujii Inorg . Chem . 2008, 47, 1674-1686
5. Takuya Kurahashi and Hiroshi Fujii Inorg. Chem. 2008, 47, 7559-7567

機器センターたより29

６．研究紹介

フラーレンナノウィスカーの構造と分子運動
法政大学生命科学部環境応用化学科
１．はじめに

緒方

啓典

（a）

C 60をはじめとするフラーレン類は、電荷移動型C 60化合物における超伝導体、強磁性体の発見に伴い，その特異な物性に関心が集まり，
現在さまざまなフラーレン化合物の合成および固体物性の研究が活発に行われている。近年、フラーレン溶液の界面を用いた液-液界面析出
法(LLIP法)と呼ばれる方法によりきわめて容易

図１ C60-NWの(a)光学顕微鏡写真と(b)SEM写真に直径サブミクロンオーダーの繊維状結晶が生成することが報告され，フラーレン・ナノウィ

C 60-NWの室温における粉末Ｘ結晶回折の実

スカー（F-NW）と名つけられた［1］。F-NW

験結果を 図2に示す。指数つけを行った結果，はその特異な形態から新たな機能性材料として

C 60 -NWの結晶系は六方晶系(空間群P6 3 )であ期待されており、現在活発に研究が行われていり、格子定数はa=24.158(±0.003) Å, c=10.183(

るものの、その生成機構や詳細な結晶構造およ±0.007) Åで最適化することができた。得られびその詳細な性質については明らかにされてた実験データをもとにRieteveld法により構造いない。本稿ではC60およびC70をベースとしたパラメータの最適化を行った。図3に得られた

C 60-NW, C 70-NWの結晶構造および結晶内の分結晶構造モデルを示す。C60-NW結晶ではc軸方子運動の詳細からわかるF-NWの特徴について向に延びるC 60分子が作る隙間に、m-キシレン

述べる。

分子が取り込まれた溶媒和構造をしていることが分かった。

２．実験結果
サンプル瓶にC60 もしくはC70のm-キシレン飽和溶液を入れ、その上に貧溶媒であるイソプロ
ピルアルコールを静かにサンプル瓶の壁を伝わらせるように滴下し液-液界面を形成させる。
界面形成直後から界面で結晶核の形成が起こる

5

図2

10

15

20

25

C60-NW の粉末Ｘ線回折パターン（室温）とともに褐色の繊維状結晶（NW）が成長し沈澱を始める。数日静置することによりほぼ沈殿

（a）

（b）

図３

C60C-NWの(a)a-b面および(b)b-c面から見たは終了する。図１にC 60-NWの光学顕微鏡写真とSEM写真を示す。繊維状結晶(褐色)と針状結晶(黒色)が確認できる。さらに、繊維状結晶のSEM写真より結晶は外径300 nm程度であることがわかる。
結晶構造30

機器センターたより

６．研究紹介
図４に室温におけるC 60-NWの 13C-CP/MAS

運動の周波数が化学シフトの異方性による線幅

NMRスペクトルを示す。図中143.8 ppmのピー(数十KHz)以下に低下していることを示していクはC 60由来、135.9、131.2、129.8、126.6およる［8］。

び23.4 ppmのピークはm-キシレン由来のピークである。この結果からもC 60-NWがm-キシレ

図6にC 60-NWの 13C-NMR T 1の温度依存性を示

ン分子を結晶中に取り込んだ溶媒和化合物であす。磁化回復曲線は250 K以上の温度では単一ることが分かる。また、約30 ppm付近に炭素

指数関数的であるが、250 K以下の温度では２3のsp 結合由来のピーク［4-6］は観測されず、つの指数関数の和で表すことができた。これ

当初宮澤らにより提案されていたC60-NWの構

は、250 Kを境にC60分子の回転運動が自由回転造モデルである［2+2］シクロ付加によるポリから一軸性の拘束回転に変化していることとマー化構造の証拠は得ることができなかった。

関連があると考えられる。得られたT 1の値か
ら、化学シフトの異方性による緩和機構を仮定
して各温度における相関時間を計算し、C 60分
子の回転運動の活性化エネルギー（Ea）を見積った結果、250 K以下におけるEa=14.7 kJ/molと求めることができた。この値は通常のC 60固体の280 K以下での値(Ea=24.1 kJ/mol)［7］と13

図４ C60-NWの C-CP/MAS NMRスペクトル13

図５にC 60-NWの広幅 C-NMRスペクトルの比較して小さく、C60-NWでは結晶内のm-キシレン分子の存在によりC60固体と比較してC60分
子間の相互作用が弱いことを示唆している。

温度依存性を示す。293 K付近で観測されたシ211

かに非対称なスペクトルへと変化していることがわかる。このことはこの温度でC 60分子の運動が自由回転から一軸性の拘束回転へと変化しU 2!)tfd/*

ャープで等方的なピークが約250 K以下でわず

㪉㪌㪇㪢

21

ていることを示唆している［7］。さらに、約120 K以下で線幅は大きく広がり化学シフトの

2

3

5

6

7

8

21110U !)L .2*

異方性による粉末パターンを示している。このことは、120 K以下では結晶中のC60分子の回転

4

図 6 C60-NW の 13C-NMR(75MHz) T1 の温度依存性
T1(long)( ○ )、T1(Short)( ■ )３．まとめ
本稿ではC 60を用いてLLIP法によりNW結晶を合成し、その構造および分子運動の性質について調べた。その結果，C 60-NWの室温における結晶構造は六方晶系(P63)であり、格子定数は
a=24.158(±0.003) Å、c= 10.183(±0.007) Åで図５ C60-NWの広幅13C-NMRスペクトルの温度依存性

最適化することができた。C60-NWはc軸に沿って発生するC 60分子間の隙間に、m-キシレン分

機器センターたより

31

６．研究紹介
子が取り込まれた溶媒和化合物を形成すること
13

現在F-NWの研究に関しては，その結晶形態のがわかった。また、 C-NMR T1測定より250 K

制御方法を確立させるとともに，FETや様々

以下でのC 60分子の回転運動の活性化エネルギなフラーレン誘導体を用いた物性付加を行う試

ーをEa=14.7 kJ/molと見積もることができた。

みがなされている。今後は，結晶成長機構を解

この値は配向秩序状態の固体C60のEa=17.4 kJ/

明するとともに，分子間相互作用を制御する何molよりも小さく、溶媒を含まないC 60 固体にらかの工夫が必要であると考えられる。

比べC 60分子間相互作用が小さいことがわかっ
た。

参考文献

［１］K.Miyazawa,Y.Kuwabara,A.Obayashi and M.Kuwabara, J.Mater.Res., 17, 83 (2002).
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［12］H.Ogata, S.Moyohashi, to be published32

機器センターたより

機器センターたより

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７．編集後記

編集後記
機器センターたより創刊にあたり、ご執筆頂きました先生方に感謝申し上げます。ありがとうご
ざいました。創刊年2008年は、さまざまな意味において忘れることのできない年になりそうです。
ギョーザやお米など食の安全が問われた事件、親が子供の命を奪う痛ましい事件、岡崎市も甚大な被害が出た大雨、アメリカから端を発した金融不安、残念ながらよい出来事が浮かんできません。視点をスポーツにむけると、個人的には阪神ファンながら王監督の退任には一つの節目を感じました。そのニュースで心に残っているのはマリナーズ・イチローのコメントです。「決して記録だけではない
人柄や器の大きさが世界の王と言われる由縁だと思います」。その後、明るいニュースがないまま年の瀬を迎えてしまうのかと思っていたら、秋のさわやかな風と共に飛び込んできたニュースが、「ノーベル化学賞と物理学賞、日本人科学者が受賞」。機器センターたより創刊年、2008年は決して忘れることのできない年となりました。
（山中孝弥

記）

分子科学研究所機器センター『機器センターたより』
編集委員
薬師久弥（センター長）
山中孝弥（本号担当）
高山敬史
牧田誠二
藤原基靖

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