講義内容/富山大学　スーパーエンジニア養成コース

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講義内容（シラバス）2012

先端機器分析特論（化学・生命系）

授業科目名	先端機器分析特論（化学・生命系）
担当教員(所属)	《富山大学　機器分析センター》岡田裕之、小野恭史《富山大学大学院理工学研究部（工学系）》　　　安川洋生、加賀谷重浩、宮武滝太、堀野良和《　　　　同　　　　　　　　（理学系）》金森　寛、唐原一郎《富山高等専門学校》袋布昌幹《外部講師》（株）日立ハイテクノロジーズ：多持隆一郎・和氣　泉《外部講師》（株）リガク：岸　證《外部講師》（株）島津総合分析試験センター：塩見紘一
授業科目区分	スーパーエンジニア養成コース	授業種別	大学院修士課程実践教育特別講義科目
		対象所属	理工学教育部
開講日程	4月－6月　木曜日6、7限（18：30～21：40）	対象学年	社会人技術者、大学院生
		単位数	２

連絡先(研究室、電話番号、電子メール等)	富山大学機器分析センター（TEL 076-445-6825）
オフィスアワー(自由質問時間)	木曜日　随時

授業のねらいとカリキュラム上の位置付け(一般学習目標)
先端科学技術の発展には、物質のナノレベルでの構造と機能に関する情報が重要である。本授業では、最新の大型分析機器を用いた物質の解析ならびに分析の原理と応用を解説する。又、演習では、分析機器取り扱いの実際を学修する。
達成目標
1. 大型分析機器を理解できる 2. 機器の原理を理解できる 3. 機器を用いて、何ができるかを理解する 4. 機器の取り扱いを理解できる 5. 機器を用いた応用研究を模索できる

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

授業計画（授業の形式、スケジュール等）
第１回	分析機器の得意・不得意・守備範囲について	袋布
第２回	光を用いた分析技術の基礎と応用　UV-vis、FTIR、ラマン分光	金森
第３回	誘導結合プラズマ発光分光分析の基礎と応用	加賀谷
第４回	化学・製薬産業における熱分析およびＸ線粉末法の応用	岸
第５回	核磁気共鳴を用いる分子構造解析の基礎と応用	宮武
第６回	クロマトによる分離・分析の基礎と応用	塩見
第７回	実習1　熱分析法	小野
第８回	実習2　核磁気共鳴装置	堀野
第９回	ＬＣ－ＭＳ／ＭＳ	和氣
第10回	走査電子顕微鏡の基礎と応用	多持
第11回	ＤＮＡシークエンサーを用いた遺伝子情報の解析	安川
第12回	実習3　低真空顕微鏡観察・遺伝子増幅とリアルタイム解析	安川・小野
第13回	共焦点レーザー顕微鏡を用いた顕微鏡観察	唐原
第14回	実習4　共焦点レーザー顕微鏡観察	唐原
第15回	まとめ	岡田・小野

キーワード	物理　化学　化学分析　大型分析機器
履修上の注意	物理・化学の基礎知識(大学卒業程度)を必要とする
教科書・参考書等	授業で指定する
成績評価の方法	出席とレポート
関連科目	物理　化学　固体物理　分析化学
備考

先端機器分析特論（化学・生命系）：授業計画


回	主題と位置付け	学習方法と内容（講義概要）
１	・分析機器の得意、不得意、守備範囲について（袋布）	・各分析機器の得意、不得意守備範囲について述べる。
２	光を用いた分析技術の基礎と応用ＵＶ -vis、FTIR、ラマン分光（金森）	可視紫外吸収スペクトルは、一般に電子遷移によって起きる光吸収である。一方、赤外線吸収（IR）とラマン散乱は、分子振動によって引き起こされる。これらのスペクトルから何が分かるか、どのような場合に有用か、解析はどのように行うか、について説明する。
３	誘導結合プラズマ発光分光分析の基礎と応用（加賀谷）	誘導結合プラズマ発光分光分析（ICP－AES）は、水溶液中の元素定量に広く用いられています。測定対象元素が多く、希ガス、ハロゲン、窒素、酸素などを除く約70 種の元素の同時定性・定量が可能で、検出可能濃度もppm ～ ppb（10^-3 ～ 10^-6 g ／ L）レベルと比較的高感度です。ここでは、原子発光の原理と装置の構造について概説するとともに、応用例をいくつか紹介します。
４	化学・製薬産業における熱分析およびＸ線粉末法の応用（岸）	薬物は通常有機物の固体であって、物理的および化学的性質の異なる多数の結晶多形が存在することが多々ある。この結晶多形の様々な性質を研究するため、いろいろの分析手法が使われる。本講義では製薬企業の研究室で新薬の探索から商品化に至るまでの過程で、薬物の物性評価に必要な熱分析及びＸ線粉末の様々な役割について述べる。
５	核磁気共鳴を用いる分子構造解析の基礎と応用（宮武）	分子の構造を決定する最も汎用的で重要なプロトン、炭素等の核磁気共鳴スペクトル測定装置の原理と、具体的なサンプルを用いてスペクトルの測定法を修得し、測定したスペクトルの解析により構造を決定する方法を修得する。
６	クロマトグラフィーによる分離・分析の基礎と応用（塩見）	試料の分析において、どのような成分が、どのような状態で、どれだけあるかを分析する場合、ほとんどが未知物である。このような物質の定性・定量分析には、まず、分析前に目的物質を共存する多成分と分離したのち目的物質の分析を行う。本講義では、物質の相互作用を利用して分離するクロマト法の分析原理、および応用事例を紹介する。
７	実習１熱分析法（小野）	第3 回、第4 回で習得した原理に基づき、熱重量測定（ＴＧ）、示差熱分析（ＤＴＡ）の基本的な測定方法を習得し、得られたデータの解析を行う。また、熱分析過程で試料から発生した気体をＭＳ分析（ＴＧ－ＭＳ）にて同定を行う。
８	実習２核磁気共鳴装置（堀野）	第5 回で学習した核磁気共鳴装置（NMR）の基礎に基づき、測定試料の調整法や各種測定手法を実際に行います。本講義では、測定機器の操作方法等を単に覚えるだけでなく、装置の原理と測定法を体系的に理解し応用能力を養います。また、実際に得られたスペクトルから解析を行い構造決定の手法を学ぶとともに、化合物特有の構造を核磁気共鳴スペクトルから決定できることを目的としています。
９	ＬＣ－ＭＳ／ＭＳ（和氣）	本講義では、物質分析の基本である分子量を測る質量分析法の、最新科学技術の中での位置づけを理解する。多岐にわたる応用分野の中でも、特に、溶液試料を液体クロマトグラフ（liquid chromatography、ＬＣ）により試料分離した後にタンデム質量分析（tandem mass spectrometry、 MS/MS）法にて検出するＬＣ－ＭＳ / ＭＳ装置を中心とした分析原理、および応用事例を概観する。
10	走査電子顕微鏡の基礎と応用（多持）	現在、材料解析は、大きく分けて、化学分析による物質同定解析と状態観察による形態観察に別れる。このうち、形態観察では、顕微鏡による解析が主流である。本講義では、表面観察用の大型分析機器である走査電子顕微鏡の原理から応用を示す。また、実際のフィールドでどのような解析で応用されているかを示し、走査電子顕微鏡の解析分野での位置付けや適用を報告すると共に、機器としての使用方法も合わせて解説する。
11	DNA シーケンサを用いた遺伝子情報の解析（安川）	生物の遺伝子情報はA、G、C、T の４種類の塩基でコードされており、これら4 塩基の配列により遺伝子産物（タンパク質等）の機能が決められています。そのため塩基配列を解読することが遺伝子産物の機能を解明する第一歩となります。本講義は、塩基配列決定法に関する基本原理が理解でき、DNA オートシーケンサの機能が理解できるようになることをねらいとします。専門用語には注釈を加えながら、多くの方々が興味を持てるように講義をおこなう予定です。
12	実習３低真空顕微鏡観察、遺伝子増幅とリアルタイム解析（安川・小野）	「卓上低真空走査電子顕微鏡」は従来のＳＥＭではできなかった含水試料の数千倍程度の観察が非常に簡便にできるため、生物や食品、繊維など様々な試料の微細構造の観察に利用されています。本講義では、生物試料を観察すると共に、そこに含まれる遺伝子を、リアルタイム遺伝子増幅装置を用いて増幅し、解析します。
13	共焦点レーザー顕微鏡を用いた顕微鏡観察（唐原）	共焦点レーザー顕微鏡は、細胞内の特定の分子を蛍光色素や蛍光抗体で標識し、その局在を観察するために用います。用途は蛍光観察法に限られますが、レーザー光源と共焦点光学系を用いることで、焦点面（XY平面）と深さ（Z）方向の全ての方向で分解能を高め、光学顕微鏡の分解能の理論的限界に迫る分解能を実現し、いまや細胞レベルでの生命科学研究にとっては必須の機器となっています。この授業では、蛍光観察法の基礎について説明を行います。
14	実習４　共焦点レーザー顕微鏡観察（唐原）	実際に共焦点レーザー顕微鏡を用いて、植物試料の蛍光観察の実習（デモ測定）を行います。
15	まとめ（岡田・小野）	まとめとして、質疑応答をおこない、本講義で得た成果を検討する。