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化学科 分析・物理化学系 教員

石垣 美歌(いしがき みか) 助教(尾崎幸研究室)

専門分野:分光分析,物理化学,生体応用

ラマン分光法・近赤外分光法の生体・医用応用研究を行っています。ラマン分光法・近赤外分光法などの振動分光分析技術では,光を対象物に照射することで,その対象物に含まれる分子組成の情報を非破壊・非侵襲的に取得することができます。そのため,次世代の生体分析・医療診断技術の1つとして注目されています。 まず生体応用として,特に受精卵の発生メカニズムや卵質評価に興味を持っており,メダカやゼブラフィッシュ,マウス受精卵を分子レベルで非破壊・非侵襲的に評価する研究を行っています。受精卵から取得された生体スペクトルの解析により,脂質・タンパク質などの生体物質の局在や濃度勾配,構造変化を示唆する結果が得られており,受精卵のモニタリングツールとして期待されています。また医用応用では,食道がんや口腔がんの分析を行っています。ステージ0やステージIといった,非常に初期のがんの組織内で起こる生体分子組成の変化を検出できており,高い精度でがんを判別できる結果が得られています。今後,分光分析技術の実用応用へ向けた研究をさらに進めて行きたいと考えています。


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小笠原 一禎(おがさわら かずよし) 教授

専門分野:無機材料化学、無機量子化学、量子材料設計

構造材料・電子材料・光学材料・磁性材料など、現在の私たちの生活は様々な材料によって支えられています。量子力学に基づく電子状態計算によって物質の性質を解明する学問は「量子化学」と呼ばれますが、近年の計算機の著しい進歩により、重元素を含む複雑な無機物質についても電子状態計算が可能となり、「無機量子化学」という新しい学問分野が開拓されつつあります。

従来、新材料の開発研究では物質を片端から合成して性質を調べるという実験主体の網羅的探索が行われてきました。しかし、時間・労力・コスト・資源・エネルギーの浪費や廃棄物による環境汚染などの問題を考えると、今後は実験をある程度計算機に肩代わりさせ、本当に使える物質のみを実際に合成するという理論主体の材料開発が望まれます。

この研究室では新しい「無機量子化学」の計算手法の開発と、それを用いた新材料の設計、「量子材料設計」を2本柱として研究に取り組んでいます。

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尾崎 幸洋(おざき ゆきひろ) 教授

専門分野:分子分光学、機能性物質、分子構造

最近、高度な機能を持ついろいろな物質が注目を集めている。光エレクトロニクス材料や超電導物質はそのよい例である。私の研究の目的は興味深い機能を示す物質の構造を調べ、その構造と機能との関係を明らかにすることにある。そうすることによって初めて機能発現のメカニズムを理解することができる。また、構造―機能相関の研究は新しい機能性材料をデザインするのにも非常に役立つ。私が実際に研究している機能性物質は有機機能性材料、高分子、生体機能性物質などである。

分子の構造を調べる手段としては分子分光学的方法を用いている。この方法は分子に電磁波を照射し、その吸収や散乱を調べることによって分子の構造や性質を研究する方法である。私は単に既存の分子分光学的方法を用いるのではなく、新しい分光学的方法の開発や既存の方法の改良にも力を入れている。

ozaki@kwansei.ac.jp
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片山 哲郎(かたやま てつろう) 助教(玉井研究室)

専門分野:光物理化学、時間分解レーザー分光、ナノ・マイクロ光化学

微細加工技術と分子設計指針に基づいた合成技術の発展により有機エレクトロニクスはプリンタブルデバイスとして産業的に応用化されつつあります。特に有機エレクトロニクス素子の中で量子ドットや有機無機ハイブリッド化合物を光捕集物とした材料系は、光捕集物の高い吸光係数と大きな励起子長を持つ利点だけでなく、中には一つの光子で二個の励起子が生成し、原理的には100%を超える変換効率を可能とする多重励起子生成が生じる系も存在するため注目されています。一方で、これら量子ドットや有機-無機ハイブリッド化合物では相界面や試料形状の不均一性が大きいため、光捕集後のエネルギー伝達のメカニズムを理解することは困難です。そこで、パルスレーザーを用いた時・空間分解測定システムを用いて有機物と無機物との相界面、有機物と有機-無機ハイブリッド化合物系の相界面におけるメゾスコピックな不均一化学反応追跡が必要となってきます。私たちは超解像技術を組み合わせて顕微鏡の空間分解能向上を並行しつつ、微小領域における化学反応機構を解明し、マクロおよびメゾスコピックの両観点からの新規光化学システムを構築していきます。


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後藤 剛喜(ごとう たけよし) 助教

専門分野:分析化学、物理化学、界面分光学

教育内容 (週8コマ)
・ 講義: 大学院理工学研究科の留学生を対象に, 以下の科目を英語で担当。 (1)化学概論, (2)分析化学, (3)物理化学, (4)分子分光学。
・ 学生実験: 学部生を対象とした基礎化学実験, 物理化学実験を担当。
・ 研究の指導: 化学専攻尾崎研所属の学生(4回生, 院生)の研究指導を担当。

研究内容: 固液界面分子の分光分析法の開発
(1) 遠紫外分光法を用いたアルミナ表面上液体水分子の電子遷移と水素結合構造に関する研究
液体水分子の第一電子遷移に対応する光吸収バンド(波長150nmに極大値)の測定は, 吸収強度が非常に強いため, その測定は困難でした。我々は, 減衰全反射法を用いることで, 液体水分子の電子状態に関する研究を世界に先駆けて進めています。
(2) 化学洗浄工程に適用可能な水溶液中オゾンの促進酸化反応のリアルタイムモニタリングに関する研究
水溶液中のオゾン分子とその促進酸化反応で生成するOHなどのラジカル中間種は, 様々な化学物質の酸化分解します。そのため, 界面活性剤などの薬剤を用いる必要が無い洗浄方法として注目されています。我々は, 促進反応中のオゾン水溶液の酸化力の評価を, 遠紫外分光法でリアルタイムに行う研究を企業と共同で進めています。


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重藤 真介(しげとう しんすけ) 准教授

専門分野:振動分光学、イメージング、生物物理化学

私たちの肉眼ではとても見ることのできない、ナノメートル(10億分の1メートル)サイズの微小な分子の世界を、光を使って照らす学問が分子分光学です。私はとくに、分子の構造や分子のまわりの環境を鋭敏に反映する振動分光法という手法を駆使して、液体・溶液から結晶、生きた細胞、バイオフィルム(排水管のぬめりがその一例)まで幅広く研究を展開しています。最近では、振動分光の一種であるラマン散乱(インドの物理学者C.V.ラマンが発見者)と顕微鏡を組み合わせた手法で、細胞のなかの生体物質の分布やダイナミックなふるまいを細胞が生きたままの状態で調べる研究に力を入れています。この生細胞物理化学とも呼べる新しい分野を開拓し、「細胞の個性はどこから生じるのか?」、「孤立した細胞と集団のなかの細胞は機能的にどう違うのか?」といった生物学の基礎的で重要な問いに化学からの答えを与えたいと考えています。また将来的には、さまざまな病気につながる細胞異常の仕組みの解明なども目指しています。


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玉井 尚登(たまい なおと) 教授

専門分野:光化学反応、時間分解レーザー分光、走査プローブ顕微鏡

分子は光励起により様々な光学反応、緩和過程をたどる。特に化学結合の開裂、異性化、電子移動反応、プロトン移動などの化学反応はピコ秒からフェムト秒の時間スケールで起こることが多い。研究室では、種々のフェムト秒時間分解レーザー分光法を用い、フォトクロミック反応や光触媒反応などの化学反応初期過程のメカニズムを解明し、効率の良い光化学反応や光触媒反応を設計する事を目的とする「超高速現象の化学」の研究を行っている。さらに、固体表面の分子や分子クラスターの構造を調べる手段として、走査トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡などの顕微鏡技術が大きく進展しているが、光反応やエネルギー緩和過程を空間・時間分解して解析することは出来ない。研究室では、フェムト秒レーザーと走査プローブ顕微鏡技術を組み合わせ、微小領域の化学反応を時間分解して解明したり、微小領域の加工や操作を行う「メゾスコピック化学」の研究も行っている。

tamai@kwansei.ac.jp
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山口 宏(やまぐち ひろし) 教授

専門分野:タンパク質結晶学、構造生物学、構造機能相関

生命反応を担っている物質の一つにタンパク質がある。タンパク質は、生体を形作る筋肉などの構造タンパク質、触媒として働く酵素、免疫に関与する抗体、その他エネルギーや情報の獲得や伝達など全ての生命現象に関与している。このような機能を生体内の穏和な条件で実現するために、タンパク質は大きな分子量を持ち、非常に複雑な構造をしている。生命現象や化学反応を理解するため、タンパク質がどのような構造を持ち、どうやって機能を発現するのかを知ることは重要である。微少な物体の構造を見るためには、一般には顕微鏡を思い浮かべるが、原子レベルでの物質の構造を見るためには、可視光ではなくX線のような波長の短い波を用いることが必要である。そこで、私は、X線結晶解析法を用いることにより、目的のタンパク質の構造を決定し、立体構造と機能の相関を明らかにすることを目的として研究を行っている。

hiroshi@kwansei.ac.jp
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Last Modified : 2016-03-31 18:48

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