Instrumental Analysis ｜ Syllabus data

開講年度

2025Year

開講学期

Second Semester

科目名

Instrumental Analysis

授業種別

Lecture

科目名（英語）

Instrumental Analysis

授業情報(授業コード・クラス・授業形態)

A1100177 Instrumental Analysis

担当教員

null

単位数

2.0Credits

曜日時限

Thu.2Period

キャンパス

Shinjuku Campus

教室

A-0715教室

学位授与の方針

1 基礎知識の修得 0 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得 100 ％
3 汎用的問題解決力の修得 0 ％
4 道徳的態度と社会性の修得 0 ％

具体的な到達目標

様々な分野で用いられている最新の機器分析法の原理、理論、応用等を理解し、それらに伴う周辺技術や専門的な分析手法の習得を目的とする。

受講にあたっての前提条件

分析化学Ⅰ、分析化学Ⅱを履修し、内容を十分に理解していること。

授業の方法とねらい

機器分析は工学、理学、医学、薬学および農学等すべての理系分野において基礎研究、研究開発、応用研究等のツールとして広く用いられており、その重要性を増している。本講義では最新の分析機器を例に講義を行い、毎回、講義終了時に理解度を確認するため小テストを行う。化学を専攻する学生に必要な機器分析法の原理、装置の構造、および長所・短所等の知識、さらに実際の測定における様々な干渉抑制方法や妨害除去方法、試料の前処理方法等に対応できる能力を身に着けることをねらいとする。

AL・ICT活用

Not used

第1回

授業形態

対面

事前学習

分析化学Ⅱで用いた教科書(当講義では用いません)「クリスチャン分析化学Ⅱ機器分析編」の当該箇所(本講義で学ぶ分析法)を熟読する。機器分析全般に関する資料をKU-LMSにアップするので講義前に予習し、要点をまとめておく。

1.5時間

授業内容

1. 機器分析とは　
機器分析の種類
電磁波分析、電気分析、分離分析、その他(質量分析、放射化分析等)
機器分析法の長所・短所、構成、性能比較、機器分析利用における注意点を解説する。

事後学習・事前学習

授業内容を復習する。授業終了後に提出した課題の解答を見直す。次回の授業、X線分析の内容に関する資料はKU-LMSにアップするので講義前に予習し、要点をまとめておく。

2時間

第2回

授業形態

対面

授業内容

2. X線分析法1　X線分析の基礎
X線とは?
固有Ｘ線と連続Ｘ線、物質とX線の相互作用、放射光、X線回折の原理、概要および応用について解説する。

事後学習・事前学習

授業内容を復習する。授業終了後に提出した課題の解答を見直す。蛍光X線についての資料はKU-LMSにアップするので講義前に予習し、要点をまとめておく。

2時間

第3回

授業形態

対面

授業内容

3. X線分析法2 　蛍光X線分析法について
波長分散とエネルギー分散、全反射蛍光Ｘ線分析、蛍光Ｘ線分析法の特徴、試料調整法。
定性分析と定量分析、ファンダメンタルパラメーター(FP)法について解説する。

事後学習・事前学習

授業内容を復習する。授業終了後に提出した課題の解答を見直す。X線・電子線分析法についての資料はKU-LMSにアップするので講義前に予習し、要点をまとめておく。

2時間

第4回

授業形態

対面

授業内容

4. X線・電子線分析法
表面分析(XPS, AES, EPMA等)の原理と特徴、定性分析と定量分析。
電子顕微鏡(SEM, TEM)の原理と特徴。
走査型プローブ顕微鏡の原理と応用等について解説する。

事後学習・事前学習

授業内容を復習する。授業終了後に提出した課題の解答を見直す。紫外・可視・蛍光・赤外分光法は「クリスチャン分析化学Ⅱ機器分析編」の「分光化学的方法」の章を熟読する。さらに、KU-LMSにアップした資料を講義前に予習し、要点をまとめておく。

2時間

第5回

授業形態

対面

授業内容

5. 分子分光分析
紫外・可視・赤外分光法および蛍光分光法の原理と特徴。
FTIR、ガス分析　燃焼−赤外線吸収法、ラマン分光法、テラヘルツ分光法、近赤外分光法の概要を解説する。

事後学習・事前学習

授業内容を復習する。授業中に解いた例題および授業終了後に提出した課題の解答を見直す。「クリスチャン分析化学Ⅱ機器分析編」の「原子分光分析法」の章の「原子吸光分析法」を熟読する。さらに、KU-LMSにアップした資料を講義前に予習し、要点をまとめておく。

2時間

第6回

授業形態

対面

授業内容

6. 原子分光分析1　原子吸光法の原理
フレーム原子吸光法、水素化物発生原子吸光法、還元気化原子吸光法の原理と測定の実際。
物理干渉、化学干渉、イオン化干渉および分光干渉およびバックグラウンド補正法について解説する。

事後学習・事前学習

授業内容を復習する。授業中に解いた例題および授業終了後に提出した課題の解答を見直す。黒鉛炉原子吸光法については「クリスチャン分析化学Ⅱ機器分析編」の「原子分光分析法」の章の「原子吸光分析法」を熟読する。さらに、KU-LMSにアップした資料を講義前に予習し、要点をまとめておく。

2時間

第7回

授業形態

対面

授業内容

7. 原子分光分析2　電気加熱 (黒鉛炉) 原子吸光法
電気加熱 (黒鉛炉) 原子吸光法の原理、特徴および応用。
固体試料直接分析について。分光干渉・化学干渉の抑制方法、マトリックス修飾剤について(実際の研究結果を基に解説する)。

事後学習・事前学習

授業内容を復習する。授業終了後に提出した課題の解答を見直す。分析化学Ⅱで用いた教科書「クリスチャン分析化学Ⅱ機器分析編」の「原子分光分析法」の章の「原子発光分析法:誘導結合プラズマ」を熟読する。さらに、KU-LMSにアップした資料を講義前に予習し、要点をまとめておく。

2時間

第8回

授業形態

対面

授業内容

8. 原子分光分析3　ICP-AES (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry: 誘導結合プラズマ発光分光分析)の原理
原子吸光法との相違点(長所・短所)、ICP-AESの構造および
分光干渉、物理干渉、化学干渉等について解説する。

事後学習・事前学習

授業内容を復習する。授業終了後に提出した課題の解答を見直す。「クリスチャン分析化学Ⅱ機器分析編」の「原子分光分析法」の章の「原子発光分析法:誘導結合プラズマ」を熟読する。さらに、KU-LMSにアップした資料を講義前に予習し、要点をまとめておく。

2時間

第9回

授業形態

対面

授業内容

9. 原子分光分析4　ICP-AES測定の実際
ICP-AESの実際の測定における様々な材料の試料調整法および干渉抑制法について解説する。

事後学習・事前学習

授業内容を復習する。授業終了後に提出した課題の解答を見直す。「クリスチャン分析化学Ⅱ機器分析編」の質量分析法を熟読する。さらに、KU-LMSにアップした資料を講義前に予習し、要点をまとめておく。

2時間

第10回

授業形態

対面

授業内容

10. 質量分析 1　質量分析の基礎
分子のイオン化、フラグメンテーション、平均質量とモノアイソトピック質量、
質量分析が用いられている分野、用途および放射性炭素年代測定等の概要について解説する。

事後学習・事前学習

授業内容を復習する。授業終了後に提出した課題の解答を見直す。質量分析のイオン化法について「クリスチャン分析化学Ⅱ機器分析編」の質量分析法を熟読する。さらに、KU-LMSにアップした資料を講義前に予習し、要点をまとめておく。

2時間

第11回

授業形態

対面

授業内容

11. 質量分析 2　イオン化法
イオン化法の種類と原理および各イオン化法の適用範囲。質量分離装置の特徴について解説する。

事後学習・事前学習

授業内容を復習する。授業終了後に提出した課題の解答を見直す。GC-MS, LC-MSは「クリスチャン分析化学Ⅱ機器分析編」のクロマトグラフィーと質量分析法を熟読する。MS-MSを含む全内容についてはKU-LMSにアップした資料を講義前に予習し、要点をまとめておく。

2時間

第12回

授業形態

対面

授業内容

12. 質量分析 3 　GC-MS, GC-MS-MS, LC-MS, LC-MS-MSについて
GCおよび LCの検出器としてのMS。GC-MS, LC-MSのイオン化法。
MS-MSの原理と優位差等について解説する。

事後学習・事前学習

授業内容を復習する。授業終了後に提出した課題の解答を見直す。ICP-MSについて「クリスチャン分析化学Ⅱ機器分析編」の誘導結合プラズマ質量分析法を熟読する。さらに、KU-LMSにアップした資料を講義前に予習し、要点をまとめておく。

2時間

第13回

授業形態

対面

授業内容

13. 質量分析 4 　ICP-MSの原理と測定の実際
四重極型ICP-MSと二重収束型ICP-MS 、スペクトル干渉と非スペクトル干渉および
干渉抑制法等について解説する。

事後学習・事前学習

全授業内容および授業終了後に提出した課題の内容および解答について復習する。特に、授業内で行った問題について見直しする。

2時間

第14回

授業形態

対面

授業内容

学修到達度の確認（授業内試験）

事後学習・事前学習

これまでの講義内容を復習する。

2時間

第15回

授業形態

遠隔（オンデマンド）

授業内容

授業内容の振り返り
試験問題の解答および全体の講評を行う。また、授業時間の関係で省略した分析方法等について解説する。

事後学習

試験問題の解答を公開するので各自回答を確認し、不正解の箇所があれば重点的に復習して問題点を克服する。

1時間

成績評価の方法

授業に出席することが成績評価の前提です。授業内実施の確認テスト(授業終了20分前に実施)30％、学期末筆記試験(第 14 回の授業内で授業内容すべてを範囲とする試験を実施)結果70％の成績をもとに理解度を6段階のGrade(A+,A,B,C,D,F)で評価する。合格点に僅かに届かなかった場合は後日、課題提出を求め、その内容を審査し、出席状況を確認の上D評価とする。 D以上を合格とする。

受講生へのフィードバック方法

オンデマンド授業となる「第 15 回」に、KU-LMS にて試験問題の解答および全体の講評をアップロードします。

教科書

指定教科書なし
授業前に授業で使う資料をKU-LMSにアップします。

参考書

クリスチャン分析化学Ⅱ機器分析編　原書7版　丸善
機器分析大谷肇編　エキスパート応用化学テキストシリーズ　講談社

オフィスアワー

簡単な質問は授業終了後、教室または講師室にて受け付けます。メールおよびKU-LMS 上にてbu41228@ns.kogakuin.ac.jpまたはbu41228@g.kogakuin.jpでも受け付けます。

受講生へのメッセージ

機器分析の応用範囲はきわめて広く、医学、薬学、生化学、環境化学、材料工学、海洋科学、宇宙科学、地質学、考古学、食品化学等の研究・開発から、農畜産物の産地判別、食品の安全性、スポーツにおけるドーピング検査、犯罪捜査等多方面に及んでいます。煩雑な操作と熟練を要する従来の古典的化学分析法に代わり、短時間で高感度、高精度分析が可能、さらに希土類元素の分析や非破壊分析もできる機器分析の需要は今後益々高まるでしょう。本講義では化学を専攻する学生にとって必要な最新の機器分析の原理と応用、さらにそれに伴う周辺技術を解説します。

実務家担当科目

Applicable

実務経験の内容

国立研究機関(特定国立研究開発法人物質・材料研究機構等)で長期にわたる研究活動の経験がある教員が、機器分析の原理、構造および特徴等と共に研究経験から得られた独自の成果を活かし、機器分析における干渉抑制方法、妨害元素除去方法および様々な試料の前処理方法等について講義する。

教職課程認定該当学科

Not applicable

その他の資格・認定プログラムとの関連