磁気泳動速度解析による単一微粒子の磁化率測定法の開発

摘要

ナノ・マイクロメートルサイズの微粒子は自然界に多く存在し，重要な役割を担っているにもかかわらず，現在それらに対する非浸襲な分析方法が極めて限られている．著者らの研究グループでは，物理的外場による微小作用力を利用した微粒子の新規な分離分析法の開発を行ってきている．磁気泳動法は，外部場に不均一磁場を用いた泳動分析法であり，単一微粒子に対する高感度な磁化率測定法である．本論文では，磁気泳動の原理と大きな磁場勾配の作成，二つの応用例について報告する．測定感度を大きくするため超伝導磁石と一対のポールピースを用いて大きな磁場勾配を作成し，磁気泳動挙動を観測する装置を作製した．この装置を用い，界面に常磁性のDy（Ⅲ）錯体を吸着した液滴の磁化率を測定し，そのサイズ効果を観測，界面のDy（Ⅲ）錯体の定量に成功した．また．co－Feプルシアンブルー類似体の光誘起スピン転移挙動を磁気泳動法から観測することができた．%It has been highly required to analyze environmental or biological micro-particles noninva-sively and nondestructively, since they have each characteristic function in the surface and inside the individual particle. Magnetophoretic velocimetry is a novel migration method, that allows us to measure the magnetic susceptibility of a single micro-particle, and can satisfy this requirement. A high magnetic field gradient generated by a superconducting magnet and a pair of pole pieces were used, in order to enhance the sensitivity of magnetophoretic velocimetry. The apparatus for observation of magnetophoresis in the gradient was constructed. The magnetic susceptibility of a micro-droplet adsorbed by a paramagnetic Dy(III) complex was measured, and reciprocally depended on the radius of the droplet. Dy(III) on the interface could be determined from this dependency. Furthermore, a photo-induced spin transition of single micro-crystal of Co-Fe Prussian blue analogues could be observed from an abrupt increase of magnetophoretic velocity after pulse laser irradiation.