分光分子検出の新機軸：多色多光子光熱変換分光法の開拓
キーワード：2色2光子励起 光熱変換 超高感度検出 非蛍光性化学種 溶液物理化学
2018.04.
| 原田 明（はらた あきら） | データ更新日：2024.04.02 |
主な研究テーマ
X線－紫外～可視相関分光法の開発
キーワード：X線吸収、紫外可視吸収、相関分光、Fe錯体、合成、触媒
2012.04.
キーワード：X線吸収、紫外可視吸収、相関分光、Fe錯体、合成、触媒
2012.04.
液中無蛍光性単一分子計数法の開発と分離分析への展開
キーワード：多色励起熱レンズ信号増幅, ヨクトモル化学（単一分子計測）, 無輻射過程，細胞, ミクロHPLC
1999.01.
キーワード：多色励起熱レンズ信号増幅, ヨクトモル化学（単一分子計測）, 無輻射過程，細胞, ミクロHPLC
1999.01.
単一細胞内無蛍光化学種の超高感度計測
キーワード：細胞、無蛍光性化学種、イメージング、酵母
2005.04.
キーワード：細胞、無蛍光性化学種、イメージング、酵母
2005.04.
水面分子挙動の分光計測法開発と分子論的理解
キーワード：共焦点レーザー蛍光顕微鏡 非線形レーザー分光法（第2高調波発生・多光子イオン化） シンクロトロン放射光
1997.05.
キーワード：共焦点レーザー蛍光顕微鏡 非線形レーザー分光法（第2高調波発生・多光子イオン化） シンクロトロン放射光
1997.05.
超高速光熱変換現象の計測法の開発と界面フェムトケミストリーへの展開
キーワード：過渡反射格子 過渡レンズ 過渡反射率 電極界面
1995.01～2010.03.
キーワード：過渡反射格子 過渡レンズ 過渡反射率 電極界面
1995.01～2010.03.
従事しているプロジェクト研究
量子ビーム連携によるソフトマテリアルのグリーンイノベーション（光・量子融合連携研究開発プログラム）
2014.04～2018.03, 代表者：高原 淳, 九州大学, 日本.
2014.04～2018.03, 代表者：高原 淳, 九州大学, 日本.
有機合成用鉄触媒の高機能化（CREST 戦略的創造研究推進事業 元素戦略を基軸とする物質・材料の革新的機能の創出）
2011.04～2017.03, 代表者：永島 英夫, 九州大学, 日本.
2011.04～2017.03, 代表者：永島 英夫, 九州大学, 日本.
分子系の極微構造反応の計測とダイナミクス
2004.04～2007.03, 代表者：増原 宏, 大阪大学, 日本.
2004.04～2007.03, 代表者：増原 宏, 大阪大学, 日本.
研究業績
主要原著論文
| 1. | Shiori Sakurai, Miki Isoda, Akira Harata, Two-photon photoacoustic spectroscopy of liquid solutions under degenerate and non-degenerate laser excitation, JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 10.35848/1347-4065/acb063, 62, SJ, 2023.07, A new apparatus to measure the two-photon (2P) absorption of a dilute liquid solution is designed using tunable laser excitation with an optical parametric oscillator and photoacoustic (PA) detection. Two-photon absorption of non- or less-fluorescent solute molecules in dilute liquid solutions was investigated. When PA signal intensity was plotted versus half of an excitation laser wavelength, a degenerate 2P PA spectrum of nitrobenzene showed a shape similar to that of the absorption spectrum, as expected from Laporte's selection rule, with a slight red shift. The non-degenerate 2P PA spectrum of diphenylacetylene was compared with the degenerate 2P PA spectrum and good matching was observed. Results demonstrate that this method is suitable for observing 2P absorption for weakly fluorescent substances.. |
| 2. | ＠Miki ISODA, Toshihiko ABE, Kai AOKI and Akira HARATA, Ultraviolet and Deep-Ultraviolet Excitation Photothermal Heterodyne Interferometer Combined with Semi-Micro HPLC, Analytical Sciences, 10.2116/analsci.20P328, 37, 6, 911-916, 2021.06, A detection system consisting of a photothermal heterodyne interferometer (PHI) combined with semi-micro HPLC (high-performance liquid chromatography) has been designed and investigated. An ultraviolet (UV) or deep-UV laser emitting at 375 or 213 nm, respectively, was used for the excitation of nitro-polycyclic aromatic hydrocarbons (NPAHs) and amino acids. A photothermally induced change in the refractive index of the solvent causes an optical phase difference between two arms of the interferometer, one beam passing through the photoexcited region and another used as a reference, which was sensitively detected with the PHI. The separation and detection of NPAHs and amino acids were successfully demonstrated via semi-micro HPLC with the PHI and a UV detector. The detection limits of the UVexcitation PHI for NPAHs were 1.2 – 5.2 times better than that of the commercial UV detector, although the first demonstration of deep-UV excitation suffered from significant baseline fluctuation.. |
| 3. | ＠Miki ISODA, Makoto FUKUMA, and Akira HARATA, Ultraviolet-Excitation Photothermal Heterodyne Interferometer as a Micro-HPLC Detector, Analytical Sciences, 10.2116/analsci.19P190, 35, 12, 1311-1315, 2019.12, [URL], The first demonstration of a photothermal heterodyne interferometer (PHI) combined with micro-HPLC (high-performance liquid chromatography) is reported. A semiconductor laser (375 nm) was used for excitation, and the temperature change caused by heat released from photoexcited species was detected with a He–Ne laser (632.8 nm). The temperature-dependent refractive index change of the solvent modified the optical path of the probe beam. The phase difference between two arms of the interferometer, one passing through the heated sample and another as a reference, was sensitively detected with the PHI. The nitro-polycyclic aromatic hydrocarbon and vitamin mixture separated via micro-HPLC was successfully detected with the PHI as well as a UV detector. The detection limit of the PHI for riboflavin in the absorbance units was 77 times better than that of the commercial UV detector. The detection limit of the PHI with a small flow cell (6 nL) was the same as that with a large flow cell (18 nL) for 1-nitropyrene.. |
| 4. | Akira HARATA, Kenji FUKUSHIMA, and Yoshihiko HATANO, Magnification in Excess of 100 Times of a Microscopic Photothermal Lensing Signal from Solute Molecules by Two-Color Excitation with Continuous-Wave Lasers, Anal. Sci., 18巻1367-1373号, 2002.12. |
| 5. | Xue-Ying ZHENG and Akira HARATA, Confocal Fluorescence Microscope Studies of the Adsorptive Behavior of Dioctadecyl-Rhodamine B Molecules at a Cyclohexane-Water Interface, Anal. Sci, 10.2116/analsci.17.131, 17, 1, 131-135, 17巻131-135頁, 2001.01. |
| 6. | Miki SATO, Takeshi KAIEDA, Kohshin OHMUKAI, Hirofumi KAWAZUMI, Akira HARATA, and Teiichiro OGAWA, Acid-Base Equilibrium Constants at the Water Surface and Distribution Coefficients between the Surface and the Bulk as Studied by the Laser Two-Photon Ionization Technique, J. Phys. Chem., 10.1021/jp001646g, 104, 42, 9873-9877, 104巻42号9873-9877頁, 2000.11. |
| 7. | Akira HARATA, Naoyasu ADACHI, and Tsuguo SAWADA, Sub-Nanosecond Transient Reflecting Grating Measurements and Depth Profiling Analysis of Mesoscopic Subsurface Properties of a Nickel Single Crystal, Phys. Rev. B, 10.1103/PhysRevB.58.7319, 58, 11, 7319-7327, 58巻11号7319-7327頁, 1998.10. |
| 8. | Yao Qun LI, Shin-ya SASAKI, Takanori INOUE, Akira HARATA, and Teiichiro OGAWA, Spatial Imaging Identification in a Fiber-Bundle Confocul Fluorescence Microspectrometer, Appl. Spectrosc., 10.1366/0003702981944832, 52, 8, 1111-1114, 52巻8号1111-1114頁, 1998.08. |
| 9. | Kazuki ITO, Makiko MUTOH, Akira HARATA, and Tsuguo SAWADA, Ultrafast Lensing Effect of β-carotene in n-Hexane Solution, Chem. Phys. Lett., 275巻3-4号349-354頁, 1997.08. |
| 10. | Takayuki TANAKA, Akira HARATA, and Tsuguo SAWADA, Imagings of Picosecond-Photoexcited Carriers and Enhanced Auger Recombination Rate by Transient Reflecting Grating Measurements, Jpn. J. Appl. Phys., 35巻3642-3647頁, 1996.07. |
| 11. | Takuya SHIMOSAKA, Takehiko KITAMORI, Akira HARATA, and Tsuguo SAWADA, Fuzzy Linear Regression Method in Ultratrace Analysis and Analytical Interpretation, Anal. Sci., 12巻385-391頁, 1996.05. |
| 12. | Tsuguo SAWADA and Akira HARATA, GHz Ultrasonic Micro-Spectroscopy of Surfaces Using Transient Reflecting Gratings, Proceedings of 15th International Congress on Acoustics, 417-420 (1995, Trondheim, Norway),, 1995.12. |
| 13. | Hiroyuki NISHIMURA, Akira HARATA, and Tsuguo SAWADA, Fast Photothermal Relaxation Processes in Metals and Semiconductors Studied Using Transient Reflecting Grating, Jpn. J. Appl. Phys., 32巻5149-5154頁, 1993.09. |
| 14. | Satoshi TAKAHASHI, Akira HARATA, Takehiko KITAMORI, and Tsuguo SAWADA, In-Situ Monitoring of Monolayer Formation on Chemically Oscillating Oil/Liquid Interface by Quasielastic Laser Scattering, Anal. Sci., 7巻Supplment. 645-648頁, 1991.09. |
| 15. | Yu-Ming HSUEH, Akira HARATA, Takehiko KITAMORI, and Tsuguo SAWADA, Photoacoustic Determination of Trace Species Absorbed on a Single Microparticle, Anal. Sci., 6巻67-70頁, 1990.11. |
| 16. | Akira HARATA and Tsuguo SAWADA, Photoacoustic Quantitative Depth Profiling of an Ion-Pair Absorbed Polyvinylchloride Film Using an Approximation of the Inverse Laplace Transform, Opt. Sci., 62巻64-66頁, 1990.08. |
学会活動
学協会役員等への就任
2024.03～2025.02, 日本分析化学会, 九州支部常任幹事.
2020.04～2022.03, 日本分析化学会, 副会長.
2015.03～2017.04, 日本分析化学会, 理事.
2014.03～2015.04, 日本分析化学会, 九州支部監事.
2013.03～2014.04, 日本分析化学会, 九州支部支部長.
2011.12～2013.12, 日本分光学会, 九州支部長.
2012.01～2013.12, 日本分光学会, 九州支部支部長.
2012.03～2013.04, 日本分析化学会, 九州支部次期支部長.
2010.03～2012.05, 日本化学会, 監事.
1999.03, 日本分析化学会九州支部, 幹事.
1996.03, 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム, 論文委員、実行委員.
2005.03～2006.02, 日本化学会九州支部, 幹事.
1995.01～2001.02, 日本分析化学会, 21世紀基金企画運営委員、委員長.
1995.08～1997.05, 日本表面科学会, 企画委員会委員.
1996.04～1998.03, 日本化学会, 化学と工業誌トピックス編集委員.
2002.06～2004.03, 日本分光学会, 出版委員.
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2023.09.13～2023.09.15, 日本分析化学会第72年会, 実行委員.
2015.09.10～2015.09.12, 日本分析化学会第64年会, 座長（Chairmanship）.
2014.09.17～2014.09.19, 日本分析化学会第63年会, 座長（Chairmanship）.
2013.05.18～2013.05.19, 第73分析化学会討論会, 座長（Chairmanship）.
2012.11.13～2012.11.15, 第33回 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム, 座長（Chairmanship）.
2012.05.19～2012.05.20, 第72分析化学会討論会, 座長（Chairmanship）.
2011.09.14, 分析化学会2011年会, 座長（Chairmanship）.
2010.12.06～2010.12.08, 第31回 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム, 座長（Chairmanship）.
2010.04.21～2010.04.23, 5th International Symposium on Novel Carbon Resource Sciences, 座長（Chairmanship）.
2009.11.18～2009.11.20, 第30回 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム, 座長（Chairmanship）.
2008.09, 分析化学会2008年会, 座長（Chairmanship）.
2008.05, ナノ学会第6回大会, 座長（Chairmanship）.
2007.09, 分析化学会200７年会, 座長（Chairmanship）.
2006.10, 第51回音波と物性討論会, 座長（Chairmanship）.
2006.09, 分析化学会2006年会, 座長（Chairmanship）.
2004.05, 第65回分析化学討論会, 座長（Chairmanship）.
2001.08, 3rd International Congress on Analytical Sciences (ICAS 2001), 座長（Chairmanship）.
2000.06, International Conference on Photoacoustic and Photothermal Phenomena 2000, 座長（Chairmanship）.
1998.08, International Seminer on Photothermal Phenomena and their Applications, 座長（Chairmanship）.
2015.09.05～2015.09.08, 日本分析化学会第64年会, 実行委員会委員.
2011.03.01～2011.05.20, 第72回分析化学討論会, 実行委員会委員.
2010.11.12～2010.11.13, 6th International Symposium on Novel Carbon Resource Sciences, Organising Committee.
2010.04.21～2010.04.23, 5th International Symposium on Novel Carbon Resource Sciences, Organising Committee.
2010.03.15～2010.03.15, 九州大学シンクロトロン光利用研究センター設立記念講演会, 実行委員.
2009.11.18～2009.11.20, 第30回 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム, 論文委員会委員.
2008.11.11～2008.11.13, 第29回 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム, 論文委員会委員.
2008.09, 第2回分子科学討論会, 実行委員会委員（会計担当）.
2008.09, 分析化学会57年会, 実行委員会委員.
2008.07, 第45回化学関連支部合同九州大会, 世話役代表.
2008.05, ナノ学会第6回大会, 実行委員会委員.
2006.11, 第4回化学イノベーションシンポジウム, 企画実行委員会委員.
2006.10, 第51回音波と物性討論会, 実行委員長.
2005.09, 光化学討論会, 実行委員会委員.
2004.05, 日本分析化学会第65分析化学討論会, 実行委員会委員.
2002.10, 第38回Ｘ線分席討論会, 実行委員会委員.
2002.10, 第45回放射線化学討論会, 実行委員会委員.
2001.08, ASIANALYSIS VI, Organizing committee.
学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況
2000.03～2023.07, Japanease Journal of Applied Physics, 国際, 編集委員.
2020.04～2022.03, X-ray Structure Analysis Online, 国際, 担当副会長.
2020.04～2022.03, 分析化学, 国際, 担当副会長.
2020.04～2022.03, Analytical Sciences, 国際, 担当副会長.
2020.04～2022.03, ぶんせき, 国内, 担当副会長.
2009.04～2012.02, Analytical Sciences, 国際, 編集委員.
2000.06～2001.03, Analytical Sciences, 国際, 編集委員.
学術論文等の審査
| 年度 | 外国語雑誌査読論文数 | 日本語雑誌査読論文数 | 国際会議録査読論文数 | 国内会議録査読論文数 | 合計 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2023年度 | 0 | 0 | 33 | 0 | 33 |
| 2022年度 | 5 | 0 | 36 | 0 | 41 |
| 2021年度 | 5 | 0 | 36 | 0 | 41 |
| 2020年度 | 6 | 0 | 38 | 0 | 44 |
| 2018年度 | 9 | 0 | 40 | 0 | 49 |
| 2017年度 | 9 | 0 | 35 | 0 | 44 |
| 2016年度 | 7 | 0 | 30 | 0 | 37 |
| 2015年度 | 6 | 0 | 33 | 0 | 39 |
| 2014年度 | 9 | 0 | 35 | 0 | 44 |
| 2013年度 | 3 | 0 | 40 | 0 | 43 |
| 2012年度 | 6 | 0 | 42 | 0 | 48 |
| 2011年度 | 38 | 0 | 15 | 0 | 53 |
| 2010年度 | 35 | 1 | 15 | 0 | 51 |
| 2009年度 | 27 | 1 | 15 | 0 | 43 |
| 2008年度 | 9 | 1 | 0 | 0 | 10 |
| 2007年度 | 5 | 3 | 0 | 0 | 8 |
| 2006年度 | 4 | 1 | 0 | 0 | 5 |
| 2005年度 | 5 | 1 | 0 | 0 | 6 |
| 2004年度 | 10 | 2 | 0 | 0 | 12 |
受賞
九州分析化学会賞, 公益社団法人 日本分析化学会 九州支部, 2015.11.
第8回井上研究奨励賞（Inoue Research Award for Young Scientists）, 井上財団, 1992.02.
日本分析化学会奨励賞授賞, 日本分析化学会, 1993.10.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2018年度～2022年度, 基盤研究(A), 代表, 分光分子検出の新機軸：多色多光子光熱変換分光法の開拓.
2017年度～2019年度, 挑戦的研究（萌芽）, 代表, 水面分子科学の開拓：深紫外共焦点レーザー分光顕微鏡の開発と半水和クラスターの観測.
2014年度～2017年度, 基盤研究(B), 代表, 非蛍光性化学種の無標識超高感度検出技術の革新.
2013年度～2015年度, 挑戦的萌芽研究, 代表, X線－深紫外～可視多次元相関分光法の開拓.
2011年度～2012年度, 挑戦的萌芽研究, 代表, 水面分子クラスター化学の開拓.
2010年度～2013年度, 基盤研究(B), 代表, 溶液中非蛍光性化学種の無標識超高感度分離検出最終形.
2004年度～2006年度, 特定領域研究, 代表, 単一細胞内反応の光熱変換分光と光イオン化分光.
2003年度～2006年度, 基盤研究(A), 代表, 液中単一無蛍光性分子の化学種選択的カウンティング法の開発.
2003年度～2004年度, 特定領域研究, 代表, 固液界面フェムト秒時間分解光電子分光.
2002年度～2003年度, 萌芽研究, 代表, 水面分子ケミストリー： 不均質化学反応のその場・超高感度検出.
2002年度～2002年度, 特定領域研究, 代表, 固液界面フェムト秒時間分解光電子分光.
2000年度～2001年度, 萌芽的研究, 代表, 界面単一分子分析：界面上で高速に動き回る分子をひとつずつ数えて分析する.
1999年度～2001年度, 基盤研究(B), 代表, 固液界面吸着分子の超高速スペクトロスコピーと界面フェムトケミストリ−.
1998年度～1998年度, 特定領域研究, 代表, 電極界面のフェムトケミストリー： 超高速非線形分光法による探索と解析.
1998年度～2000年度, 基盤研究(B), 代表, ３次元レーザー蛍光分光顕微鏡による細胞内物質の高選択定量と体液中ウイルスの計数.
1998年度～1998年度, 重点領域研究, 代表, 電極界面のフェムトケミストリー： 超高速非線形分光法による探索と解析.
1998年度～1998年度, 萌芽的研究, 代表, 液体中の１分子を核としたナノ空間内への並進エネルギー蓄積限界の解明.
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