機器分析学

特になし

[主題]化学や生命科学の分野では、化学薬品からDNA、タンパク質まで様々な物質が扱われる。その研究・実験現場では、物質の定量や成分分析、構造解析などが分析機器を使って日常的に行われる。このような機器分析の多くは物理化学の理論に基づいた分析化学手法であり、その仕組みを理解することで分析機器がより有効に活用でき、場合によっては新たな方法論の開発や機器の発明にもつながり、科学と工学のブレイクスルーをもたらす可能性がある。以上を踏まえ、本講義では機器分析に関わる分析化学手法の基礎を学習する。
[達成目標]本講義では、機器分析に関わる物理化学の基礎理論を理解し、実践的な分析応用の利用例を学び、研究室で使える基礎学力を身に付ける。

基礎物理化学、分子生物学

化学概論第一、熱力学

教科書は特に指定しない。資料は授業ごとに配布して用いる。
なお、構造決定関係では、「有機化学」の講義の教科書が参考になる(「マクマリー 有機化学 生体反応へのアプローチ」, 柴崎正勝ほか監訳(東京化学同人))。

参考書:
・分析化学の基礎については、クリスチャン他原著, 今任ら訳「クリスチャン分析化学 原書7版 I.基礎編」および「クリスチャン分析化学 原書7版 II.機器分析編」(丸善)
・機器分析一般については、田中、飯田著「機器分析(三訂版)」(裳華房)
・有機化合物の構造決定では、(1) Manfred Hesse ら著, 野村ら訳 「有機化学のためのスペクトル解析法-UV、IR、NMR、MSの解説と演習」第二版(化学同人)、(2) シルバーシュタインら著, 岩澤ら訳 「有機化合物のスペクトルによる同定法―MS,IR,NMRの併用」第8版(東京化学同人)が良い教科書である。
・X線回折, 旋光分散, 円偏光二色性については、「新実験化学講座13 有機構造(II)」(丸善)
・次世代シーケンシング技術については、アルバート他原著「Essential 細胞生物学, 原書第4版」, 中村桂子・松原謙一監訳(南江堂)

[授業内容]*実施内容の順番を変更する場合があります。
第1回:分析化学の基礎(分析法、確度など)
第2回:二層分配の基礎(溶媒抽出)
第3回:クロマトグラフィーの基礎
第4回:様々なクロマトグラフィー
第5回:分光分析:UV-vis吸収と蛍光による定量分析
第6回:質量分析法
第7回:赤外吸収(IR)スペクトル解析による官能基の確認
第8回:核磁気共鳴法(NMR)の基礎
第9回:1H-NMRスペクトルの解析
第10回:13H-NMRスペクトルの解析と総合的な分子構造決定
第11回:X線分析1 X線の性質、吸収分析、蛍光X線分析
第12回:X線分析2 X線の散乱と回折、X線回折分析
第13回:旋光分散・円偏光二色性 偏光と旋光性、円偏光二色性
第14回:次世代シーケンシング技術1
第15回:次世代シーケンシング技術2

[授業の進め方]機器分析に関わる内容を項目ごとに講義する。第1～10回:平野、第11～13回:安井、第14,15回:三瓶がそれぞれ担当する。内容を身につけるため、授業内で演習問題を解く。

講師は有機化学(平野)、結晶化学(安井)、分子生物学(三瓶)の専門家である。それぞれの最先端研究を進めるために、化合物の精製、定量分析、分子構造決定、物性評価、結晶構造解析、シーケンシング法を日常的に利用しており、これらの実務経験を活かして、学習の重要ポイント、真に役立つ考え方を初学者の視点に立ってわかりやすく説明する。

(予習)授業内容の項目を見て、関連事項をすでに履修した講義を参考に興味のある事項を調査して予習する。
(復習)講義ノートを見返して内容を理解する。関連する参考書で復習することを薦める。

[評価方法]期末試験と授業中の演習・小テストで総合的に評価する。
成績評価(100点)=[演習・小テスト30点+期末試験 70点]

[評価基準]最低達成基準として「機器分析の基礎理論と実践的な分析応用の利用例」について70%以上理解し、説明できること。

質問等には適宜相談に応じますので、気軽に居室を訪ねて相談してください。

機器分析の基礎は物理化学ですが、実際に使える分析化学手法の具体例や応用を通して基礎理論の理解を深め、しっかりとした基礎学力を身に付けよう。

研究の現場で役立つ機器分析の基礎と応用をしっかり身に付けて欲しい。