超ミクロの世界を覗く：ナノグラム(ng)とピコグラム(pg)

超ミクロの世界を覗く：ナノグラム(ng)とピコグラム(pg)

今回は、志向を変えて、以前分析した河川水と雨水のレアメタルやレアアース

のミクロの世界を紹介させていただくことにしました。

　

最近、IT技術の進展に伴い、ナノテクノロジーといった熟語が登場してきました。

ラテン語でNano(ナノ)は小人を、Pico(ピコ)は尖った先をそれぞれ意味し、ともに

小さい代名詞です。これらが長さや重さの単位に使用され、ナノは10億分の1

（１９^－９）を、ピコは1兆分の1(10^－12)をそれぞれ表わす単位の接頭語です。例え

ば、1ナノメートルは10億分の1メートル、1ナノグラムは10億分の1グラムです。

　おなじみの単位ppm（parts per million）は百万分の幾つです。その千分の1の

単位がppb（parts per billion）で10億分の1、さらにその千分の1がppt（parts per

 trillion）で1兆分の1、さらにその千分の1がppq（parts per trillion）で千兆分の1

と気が遠くなるような超ミクロな単位が存在します。

　例えば、1ppm(水溶液)は1ℓの水に1mgの物質(Na, Feなど)が (1mg/ℓ)、

1ppb は同０．００１mg(1µg/ℓ))の物質が、1pptは同０．０００００１mg(1ng/ℓ)の物質

が、1ppqは同０．００００００００1mg(1pg/ℓ)の物質がそれぞれ解けている状態です。

ｇ(グラム)を千分の1ずつ小さくした単位は、それぞれmｇ(ミリグラム )、 µg (マイク

ログラム )、 ng(ナノグラム) 、pg(ピコグラム ) です。

　このようなpptや ppqレベルの極微量元素の測定を可能にしたのが高分解能

ICP-MS（誘導結合プラズマ質量分析装置）の開発でしょう。幸運にも、つくばの

農業環境技術研究所に超高価な世界第一号機、“高分解能ICP-MS”（英国製）が

水質動態研究室（山崎慎一室長）に1988年導入されたのです。

　この器械の導入は全国の注目を集め、大学、官民の研究者による利用が盛んにお

こなわれ、今まで困難であった分析を可能にしたのです。ハイテク関係では超高純

度試薬、超純水などの不純物分析が、生物、環境分野では河川水、雨水、土壌、生物

体などのレアメタル（希少金属）やレアアース（希土類元素）の分析が行われたので

す。また、約4000年前の南極の氷のレアメタルの分析や環境放射能の測定などにも

広く利用されました。

 

レアメタル（希少金属）：地球上での存在量が極めて少ない、存在量は少なくないが、これら

の資源が少なく、また、精錬が極めて困難な元素で５２元素（レアメタルハンドブックによる）

がこれに属し、わが国では３６元素が定義されています。

レアアース：レアメタルの内で、スカンジウムとイットリウムを含む周期律表のランタニド元素

（ランタンからルテチウムまで）。

導入された世界最強超微量元素分析装置

出典：プラズマイオン源質量分析

日本分光学会測定法シリーズ２８

５章高分解能ICP質量分析：山崎慎一・津村昭人。

ぶんせき（日本分析化学会、１９９２）に紹介されました。

 

 高分解能ICP－質量分析装置で河川水・雨水の超微量元素の分析を

行いました。

全国８２の一級河川８２箇所から河川水を採取しました。

大変でした（多くの方のご協力を得ました）。

 

濃度レベルはppt~ppqが多い。縦のジグザグ線は平均値。

 ランタノイド以外のレアメタルを除く。

 

わが国の雨のレアメタル・レアアース濃度レベル。図が小さく読みずらい

ので申し訳ありません。

コメント 2

舎人公園近くに住んでます..
バイオ関連ですが..
by Koji (2011-03-01 16:40) 

舎人公園近くに住んでます..
バイオ関連ですが..
[e-mail]
by [e-mail] (2011-03-01 16:41)