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| 説明 |
研究分野は、「フリーラジカル化学」を基盤として、電子スピン共鳴(ＥＳＲ)法の開発と応用について研究を行っている。
研究グループは、大きく分けて２つあり、「計測法の開発研究グループ」と「応用研究グループ」である。それぞれの分野の具体なテーマについて下記に示す。
1.計測法の開発研究グループ
・In vivo (インビボ) ＥＳＲ時空間計測法の開発
時系列画像法
局所マイクロ波ＥＳＲ法
局所磁場焦点法
・ポータブルＥＳＲ装置の開発
・スピントラップ法・スピンプローブ法の開発
2.応用研究グループ
・生体（小動物（ラット、マウス）、サクラマス、植物）の酸化還元状態計測
・植物のストレス応答計測
・素材（炭素1)・ガラス2)・食品・EDLC）の機能計測
・ＥＳＲ法による過酸化水素3)の濃度測定
・排気ガス
○場所
Ｃ１講座（磁気共鳴計測グループ実験室）4)5)
Ｃ１講座（磁気共鳴計測グループ測定室）6)
電子スピン共鳴装置室7)
( 1) 炭素, Carbon, C, ( 元素). ( 2) 二酸化珪素, , SiO2, FW = 60.0843 g/mol, ( 化学種). ( 3) 過酸化水素, Hydrogen peroxide, H2O2, FW = 34.01468 g/mol, ( 化学種). ( 4) 3-3301 Ｃ１講座（磁気共鳴計測グループ実験室）, 場所. ( 5) 3-3301 3-3301入口区画, 場所. ( 6) 3-3303 Ｃ１講座（磁気共鳴計測グループ測定室）, 場所. ( 7) 2-ESR 電子スピン共鳴装置室, 場所. |
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| 研究テーマ |
イネ，コムギ，トウモロコシなどの穀類は人間や家畜の主要なエネルギー源となっており，人類にとって最も重要な植物である．一方で世界人口は増加の一途をたどっており，2050年には世界人口は89億人に達すると予測されている．人口増加に伴い懸念される食糧不足に対応するために，主要穀類の収量（生産力）増加につながる研究成果が求められている．イネはこれら穀類中でゲノムサイズが最も小さく，形質転換技術も普及しているとともに，全ゲノム配列が解読されていることなどから，主要穀類であると同時に単子葉のモデル植物として位置づけられている．イネでの研究成果はゲノム構造上の類似性（ゲノムシンテニー）を有する他の穀類（トウモロコシ，コムギなど）にも応用できる可能性を秘めている．これら穀物の育種効率の向上のためには，植物のストレス応答特性を把握しストレス耐性能力を検定する評価方法が求められている．本研究では，スピンプローブＥＳＲ法によってストレス応答の機構解明を試みると同時に，種々のストレスを与えたときの応答特性を追跡した． ルチル, 山形大学 卒業論文（）, (2007). |
うこぎに含まれている主な有用成分としてポリフェノールがある。ポリフェノールはほとんどの植物に含有され、その数は3000 種以上に及ぶ。光合成によってできた植物の色素で苦味の成分であり、植物細胞の生成、活性化などを助ける働きをもっている。そのポリフェノールは人間に対し動脈硬化・老人性痴呆症・脳梗塞・リウマチ性疾患・心筋梗塞・痛風・糖尿病・ガンなどの病気の原因となる活性酸素の働きを抑える抗酸化作用がある。これはポリフェノールのベンゼン環上にあるフェノール性水酸基が酸化還元電位が低く、容易に自身が酸化されることにある。その中でもうこぎ葉中には主にルチン⇒#2320@材料;、クロロゲン酸⇒#1315@材料;というポリフェノールが含まれていることがわかっている。
本研究ではうこぎ葉の抽出方法や抽出時間を変化させ、ルチン,クロロゲン酸含有量の変化を追った。これにより、うこぎ飲料製造時に葉からの抽出工程の成分抽出最適値を検討する。
アスコルビン酸（ビタミンC)⇒#2181@材料;は、フォーリン-チオカルト法の影響を受けるが、アスコルビン酸オキシダーゼ(ASOD)⇒#1785@材料;によって、 さやえんどう, 山形大学 修士論文（）, (2007). |
私たちの健康を考える上で活性酸素が注目されている．活性酸素とはスーパーオキシド(O2-)，2電子還元である過酸化水素⇒#313@材料;(H2O2)，電子励起状態の酸素分子である一重項酸素(１O2)，ヒドロキシルラジカル（・OH）⇒#1619@化学;等をいう．活性酸素は本来，動物の体内に存在し，白血球の殺菌作用や免疫機構の中で働き，体を守る上で必要である．しかし，過労やストレスなどで過剰につくられると細胞膜破壊，遺伝子の損傷を起こし様々な悪影響を及ぼす．
活性酸素の検出及び定量法として電子スピン共鳴法（ＥＳＲ法）が使われている．しかし，活性酸素である過酸化水素についてはＥＳＲによる分析法がほとんど検討されていない．本研究では，diethylenetriamine-N,N,N’,N”,N”-pentaacetic acid-Fe(Ⅱ)(DTPA⇒#2169@材料;-Fe(II))錯体と過酸化水素の反応（フェントン反応⇒#472@反応;）により生成したヒドロキシルラジカルをスピントラップ法でトラップする方法⇒#468@反応;⇒#27@グラフ;やラジカル化試薬であるＨＴＩＯ⇒#1572@材料 ＨＮ, 山形大学 卒業論文（）, (2006). |
現在炭素材料には様々な種類があり、その使用目的も様々である。炭素材料は不対電子(フリーラジカル)を持っており、ＥＳＲ(電子スピン共鳴)法による分析が可能であるが、炭素材料の機能評価に用いられる資料として、このフリーラジカルに注目した研究は十分ではない。本研究では種々の炭素材料のフリーラジカルについてのデータベースの作成を目的としており、今回はマイクロ波出力の上昇によるエネルギー飽和についての実験を行った。炭素材料⇒#25@グラフ; ＨＮ, 山形大学 卒業論文（）, (2006). |
一般に煙と呼ばれているものは我々の周りに多く存在し、また多くの種類がある。例えば自動車、特にディーゼル車から排出される排気ガスは肺がんやアレルギー性疾患を引き起こす原因として知られている。またタバコの煙は4000種類の化学物質が含まれており、そのうち200種類以上は有害物質とされている。このようにこれらの煙のほとんどは体に有毒とされている。また、光を受けた煙は光化学オキシダントとなり体に悪影響を与えることが問題となっている。
本研究では，電子スピン共鳴（ＥＳＲ）法を用いて様々な煙の酸化還元能を測定することで、含有フリーラジカルとの関係性や、近年問題視されている光による影響についても明らかにする。それにより酸化還元能の面から、煙の種類によってどのような違いが現れるか、そしてまた、それぞれの煙が生体や環境に与える影響について明らかにする。主に，スピンプローブ剤と煙の化学反応性や含有フリーラジカルの変化を測定している．
CROWD, 山形大学 卒業論文（）, (2006). |
ESR法による種々の食品の抗酸化力の評価 お～ふ, 山形大学 卒業論文（）, (2006). |
一般に煙と呼ばれているものは身体に有毒とされていて，生体に関する研究は行われているが，化学反応性に関する研究は不十分である．現在，安全と思われている煙や危険と思われている煙を酸化還元能の面から評価する事により，煙の危険性の有無を確認できるはずである．
本研究では数千年以上の昔から使われていて，気分転換や鎮静に効果があると言われているお香と肺癌になるリスクを増大させる原因とされている葉巻の煙をＥＳＲ法を用いて酸化還元能を評価する．
ＴＫ, 山形大学 卒業論文（）, (2006). |
炭素材料の特性は外観,形状,性質等多岐にわたり,それに伴い人造黒鉛電極,自動車のタイヤゴム用材,核燃料皮覆材や人工心臓弁,人口関節等の生体材料,環境浄化のための活性炭素など炭素材料には広い用途がある.そして製品の性能は各炭素材料の特性に左右されるため,様々な角度からの特性評価が重要になる.特性評価の方法として,Ｘ線回析（ＸＲＤ）やＳＥＭ等の粒系分析,導電率などの電気特性の研究がなされていが,炭素材料に含まれているフリーラジカルに着目した特性評価研究はあまりされていない.
本研究では,このフリーラジカルに着目し,ＥＳＲスペクトル信号⇒#25@グラフ;から各炭素材料に固有の値であるｇ値の算出と,様々な気体の炭素材料吸着などの特性評価を目的とした.
ＤＥＬ・ヒデート, 山形大学 卒業論文（）, (2006). |
本研究では，スピンプローブＥＳＲ法を用いて，植物のオゾンストレスの応答特性を調べ，作用部位の異なる阻害剤を用いてそのストレスの応答機構の解明を行い，インビボ ＥＳＲ/スピンプローブ法が応答機能解明に有効であるか検討する． えんどうまめ, 山形大学 卒業論文（）, (2006). |
最近、病気の原因や体に悪影響を与える物質として、活性酸素が注目されている。一方、身の回りの植物や食品はこの活性酸素を消去する抗酸化能力を持っている。この抗酸化能力が、植物や食品がどれくらい持っているのかを、スピントラップＥＳＲ法で調べてみることができる。本研究の目的は、昔から様々な健康効果があると言われ、西洋、東洋問わず広く親しまれている飲料（お茶、紅茶、カフェインなど⇒#2420@化学;）に注目してどんな条件で飲料がヒドロキシルラジカル⇒#1619@化学;に対して高い抗酸化能力を示すのかを調べる。 Mirror, 山形大学 卒業論文（）, (2006). |
植物はいろいろな場所でいろいろな生態系を創る．その植物に含まれる成分は私たちの生活や他の動物たちに多大な影響を与えている．近年はその成分が体内で有意的に働き，活動するということが注目されている．本研究では，活性酸素の一種である過酸化ラジカルについて注目し，桜，スギ，カエデ，サワグルミの葉を用いて植物の葉における過酸化ラジカル消去能をＸ－バンド ＥＳＲ装置を用いて測定し評価し示す． い～も, 山形大学 卒業論文（）, (2006). |
植物はいろいろな場所でいろいろな生態系を創る．その植物に含まれる成分は私たちの生活や他の動物たちに多大な影響を与えている．今日，人体に悪影響を与えるものとして活性酸素があげられている．本研究では活性酸素の一種であるヒドロキシルラジカル(・OH)⇒#1619@化学;に注目し，様々な葉におけるヒドロキシルラジカル消去能についてＸ－バンド ＥＳＲ装置を用いて測定した．そして，身近な植物の活性酸素消去能を評価し示す． な～ゆ, 山形大学 卒業論文（）, (2006). |
植物は低温や高音，強光，乾燥，病害虫による感染など環境条件に起因するストレスに曝されている．植物の適応範囲を超えたストレスは成長を抑制し，甚だしい場合は致死的ダメージを与える．よって，植物の生産性の向上を考える際，ストレス耐性能力の評価は重要な要素の一つである．現在，植物内レドックスを観察するために主にCarbamoyl-PROXYL（以下C-PRO）⇒#3000@材料;がスピンプローブ剤として使用されている．しかし，植物に対するスピンプローブ剤の検討はあまりされてこなかった．
本研究では実験により水溶性に優れていることが評価されたスピンプローブ剤であるC-PRO）⇒#3000@材料;,αおよびβ-glcose-TEMPO⇒#3008@材料;⇒#3010@材料;, Carbamoyl－TEMPO,CAT－1⇒#3017@材料;を植物に投与,ＥＳＲ測定装置にて観察し,その結果を比較，検討することで，より有用なスピンプローブ剤の選定を行う．
永遠の２０代, 山形大学 卒業論文（）, (2006). |
地球上のほぼ全ての生命を支えている酸素も、活性化すると多くの生体成分と反応してその機能や構造を破壊してしまう。従って生命機構を維持するためには、生体内の代謝の過程で発生する過剰な活性酸素を消去する必要がある。活性酸素の消去には、酵素反応によるものと、抗酸化物質によるものがある。植物系食材には様々な抗酸化物質が含まれているが、その中で最も強力なのがアスコルビン酸⇒#2330@化学;である。本研究では、アスコルビン酸を多く含む食材を対象にしてヒドロキシルラジカル⇒#1619@化学;（･OH）と過酸化ラジカル（ROO･）の消去能を計測し、消去能が最も高い食材を探索する。
【後輩】
過酸化ラジカル（仮）⇒#519@卒論; Reina, 山形大学 卒業論文（）, (2006). |
【後輩】
過酸化ラジカル（仮）⇒#519@卒論;
【先輩】
日～介らは，AIBN由来のラジカル（2-シアノ-2-プロピルラジカル=R⇒#930@化学種;)が酸素反応する速度が速く，ROO・が生成する．酸素が存在する場合，DMPOは，DMPO-OOR・が発生し，酸素が存在しない場合，DMPO-R・が発生している可能性が高いこと示している．⇒#531@卒論;。
【表】
量子計算によるAIBN由来生成ラジカルのDMPOアダクトの超微細結合定数⇒#16@表; 齋～, 山形大学 卒業論文（尾形研）, (2009). |
本研究の目的はEDLCにおける交流電圧印加時間tでの炭素表面ラジカルが炭素/電解液界面インピーダンスに及ぼす効果を検証することである。
○小林賢雄,…らは、2008年に〒812-8582 福岡市東区馬出3-1-1 九州大学医学部で開催された第47 回電子スピンサイエンス学会年会(SEST2008)において電気二重層キャパシタにおける炭素表面ラジカルが炭素/電解液界面インピーダンスに及ぼす効果について報告している⇒#239@学会;。
○伊藤智博,…らは、2009年に東京農工大学小金井キャンパス（小金井市中町2-24-16)で開催された2009年電気化学秋季大会においてIn situ電子スピン共鳴法による電気二重層キャパシタにおける炭素表面ラジカル濃度の依存性評価について報告している⇒#248@学会;。
Tomohiroらは、2010年にApplied voltage dependence of carbon radical in electric double layer capacitor measured by in situ ESR spectroscopy an 小～, 山形大学 卒業論文（尾形研）, (2009). |
本研究の目的は、ラットに過度の運動を負荷することによる影響をIn vivo ESR/スピンプローブ法を用いて酸化還元機能の面から明らかにすることである。
「運動は健康に良い」ということで,心身の健康づくりを目的とした運動が盛んに行われるようになってきている.しかしその反面,運動時には体内の活性酸素の発生量が高まり,生体の損傷に繋がるともいわれている. 本研究では，In vivo ESR／スピンプローブ法において，Tempol反復投与法を適用し，運動負荷によるラットへの影響について検討した．また,岡田らが報告した，酸素暴露に対し酸化ストレスの緩和作用のある抗酸化剤（ビタミンE⇒#2161@化学種;,クロロゲン酸⇒#1510@化学種;）を２週間ラットに経口投与し，同様に運動を負荷後のTempol⇒#320@グラフ;⇒#24@グラフ;還元能を評価，比較することで抗酸化能に関する検討を行なった．
In this study, the change in oxidation-reduction state in living rats has been measured by usi 石～, 山形大学 卒業論文（尾形研）, (2009). |
本研究では、EDLC電極の炭素ラジカル発生についてin situ ESR法を用いて測定し、電解質カチオンと溶液中の溶存酸素がEDLC電極でのラジカル量に及ぼす電解条件との関係を調べることを目的とする。
○吉田らは、2008年に〒812-8582 福岡市東区馬出3-1-1 九州大学医学部で開催された第47 回電子スピンサイエンス学会年会(SEST2008)において電気二重層キャパシタの電極における炭素表面ラジカル発生に及ぼす電解質カチオンの影響について報告している⇒#238@学会;。
○伊藤智博,…らは、2009年に東京農工大学小金井キャンパス（小金井市中町2-24-16)で開催された2009年電気化学秋季大会においてIn situ電子スピン共鳴法による電気二重層キャパシタにおける炭素表面ラジカル濃度の依存性評価について報告している⇒#248@学会;。
Tomohiroらは、2010年にApplied voltage dependence of carbon radical in electric double layer capacitor measured by i 吉～, 山形大学 卒業論文（尾形研）, (2009). |
柿～, 山形大学 卒業論文（尾形研）, (2009). |
飛～, 山形大学 卒業論文（尾形研）, (2009). |
城～, 山形大学 卒業論文（尾形研）, (2009). |
富～, 山形大学 卒業論文（尾形研）, (2009). |
酸化的ストレス負荷ラットの生体内酸化還元状態計測と抗酸化剤の効果
近年，酸化的ストレス負荷が多くの疾患に関与していることが明らかになり，酸化的ストレスの軽減のための抗酸化剤に注目が集まっている．そこで，酸化的ストレス負荷時に抗酸化剤を投与したときの生体内レドックスバランスの変動を，in vivoで計測することにより，抗酸化剤の効果を定量的に評価する．とくに，本研究では，酸化的ストレスとして高純度酸素曝露（純度99.2%⇒#1997@試料;)および運動負荷(水泳運用、歩行運動）に及ぼす抗酸化剤の効果について検討する．
【後輩】城市⇒#450@卒論;、いしかわ⇒#452@卒論;
【調査】健康食品安全性の情報⇒#1258@ノート; 岡～, 山形大学 修士論文（尾形研）, (2009). |
スキャナによる多検体同時比色分析法の検討
Simultaneous colorimetric analysis of multi specimen by using image scanning
比色分析とは、溶液の色の濃さ、色調などを標準溶液と比較して定量する分析法である。問題点は、多検体を分析する際に非常に時間がかかることである。例えば、吸光光度計を用いて、簡略化されたうこぎ中の総ポリフェノール量の定量分析を16検体で行った場合、208分の時間を有する。一方、スキャナを用いた場合、利点は、一度に多くの検体を分析できること、分析時間を大幅に短縮できることである。しかし、画像の取り込み部位によって検量線の傾きが変わる問題がある。本研究の目的は、取り込み部位の違いを最小にするような工夫を施し、スキャナによる多検体同時比色分析の定量性の向上を目指すことである。
画像取得には、フラットベッドスキャナー(EPSON GT-S620,EPSON)を用いた⇒#537@測定装置;。
以前の研究では，「スキャン面-溶液」の構成であったが，「スキャン面-溶液-白色シート」の構成を 豊～朗, 山形大学 卒業論文（尾形・伊藤（智）研）, (2010). |
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