課題番号 ：S-16-MS-1010
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：キュリー・ワイスの法則に基づくフリーラジカル定量分析法の精確さ向上を目的とした高周波ESR測定
Program Title (English) ：High frequency ESR measurement for improvement of accuracy on a quantitative free radical analysis based on Curie-Weiss law
利用者名（日本語） ：松本信洋1)
Username (English) ：N. Matsumoto1)a
所属名（日本語） ：1) 産業技術総合研究所計量標準総合センター
Affiliation (English) ：1) NMIJ、AIST

１．概要（Summary ）
利用者は，キュリー・ワイスの法則と磁気モーメントの加算則、ESR基本方程式を組み合わせることにより、高純度粉末試料に含まれているフリーラジカル数（フリーラジカルとしての純度）を直接測定可能な新規定量分析法“有効磁気モーメント法”の研究に取り組んでいる。実験としては、SQUIDによる磁気モーメントの温度依存性測定、及び、電子スピン共鳴測定による g値測定を行う。これまでは，TEMPOL, TEMPO、および、安息香酸4-ヒドロキシTEMPO(4HTB)の高純度粉末のQバンドESR測定を試みてきた。その結果，室温のQバンドESRスペクトルの形状とキュリー・ワイスの法則に基づくフリーラジカル純度分析値との間に，定性的な相関がある事を見出した。本申請では，さらにこの研究を進展させるために，ESR 定量分析で使用される頻度が高い DPPH の高周波ESR測定を実施する。また、TEMPOおよび4HTBの液体He温度付近までのESR測定を実施する。
２．実験（Experimental）
・電子スピン共鳴装置Bruker E500、Bruker EMX
・SQUID　Quantum Design MPMS-7 (with horizontal totator), MPMS-XL
３．結果と考察（Results and Discussion）
二つの試薬メーカーから購入した高純度DPPH粉末のQバンドESRスペクトルを測定した結果、片方のメーカーの試薬粉末において、不純物によるものと推定されるピークが検出された.現在、DPPHについて有効磁気モーメント法による純度分析を実施している最中であり、今後、両メーカーのDPPH粉末における純度分析値結果とQバンドESRスペクトル間の関連性の有無を調べる予定である。TEMPOと4HTB粉末については、液体He温度付近までのQバンドスペクトル測定を試みたが、飽和してしまい、公表できるスペクトルを得るには至らなかった。しかしながら、Xバンドでは10 K以上の良好なXバンドスペクトルを得た。4HTBは室温から10 Kまでローレンツ型に近いスぺクトルを示し、有効g値も一定である事が確認できた。また、TEMPOは50 K以下でガウス型に近いスぺクトルを示し、50 Kから10 Kまで温度低下と共に有効g値が約0.1%増加したものの、現状のSQUIDによる磁気モーメント測定値の不確かさと比較すると無視できる変化である。両物質ともに有効g値が室温から10 Kまで一定とみなせる事が確認できた事により、有効磁気モーメント法によるフリーラジカル純度分析値の相対拡張不確かさ(k=2)が1%まで向上した。
４．その他・特記事項（Others）
なし
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) 松本信洋,ぶんせき,2016(2),（2016）p.p.63-67.
(2) 松本信洋,下坂拓哉，日本分析化学会第65年会, 平成28年9月14日
(3) 松本信洋,下坂拓哉，電子スピンサイエンス学会(SEST2016), 平成28年11月11日
(4) 松本信洋，分子研研究会「物質および生体機能の起源にせまる先端的電子スピン分光計測」, 平成29年12月7日
(5) 松本信洋, 2016年度計量標準総合センター成果発表会ポスターセッション, 平成29年1月26日
６．関連特許（Patent）
なし