レーザーアブレーション試料導入法を組み合わせたICP質量分析計（LA-ICP-MS）を用いることで，固体試料におけるナノ粒子の粒径分析に加え，分布情報（イメージ）を引き出すことが可能である．ICP-MSを用いた計測では，ナノ粒子から得られる信号は短時間かつ高い計数率を有するパルス状の信号として検出されるため，ナノ粒子の信号は溶液噴霧導入で得られる平滑した信号と区別して計測できる．この特徴を利用することで，分析対象元素の存在形態（ナノ粒子あるいは溶存体）を区別してのイメージング分析が行える．そこで本研究では，分析試料としてタマネギの細胞組織を用い，60 nmのAgナノ粒子を1日間暴露したのちにAgナノ粒子及びAg溶存成分のイメージング分析を行った．分析の結果，ナノ粒子，溶存成分ともに細胞内に浸透しており，溶存成分は細胞壁に濃集していることが明らかとなった．本論文では，データの可視化の手法や，ナノ粒子と溶存成分の弁別法について言及する．

バイオエタノール等のアルコール脱水用に開発された管状のNaA型ゼオライト（Na-LTA）膜につき，その新規な分析方法を確立した上で，膜の微細構造と水の透過性能との関連を種々明らかにした．集束イオンビーム（FIB）による加工（薄片化）と組合せた透過型電子顕微鏡（TEM）観察（FIB-TEM），減衰全反射方式でのフーリエ変換赤外分光法（FTIR-ATR），並びに平行ビーム方式でのX線回折法（XRD）と斜入射XRD法（GIXRD）を，管状の多孔質アルミナ支持体の上に水熱合成で製膜されたNa-LTA膜へ適用した．FIB-TEMは膜の構成要素（カラム状結晶と微粒子状結晶，アモルファス，粒界）を，FTIR-ATRは膜の緻密さ（結晶とアモルファスの混合状態）を,平行ビームXRDとGIXRDはNa-LTAの結晶構造変化をそれぞれ示した．その結果，次の知見を得た．浸透気化分離や蒸気透過分離プロセスで，水分子がカラム状Na-LTA結晶内部を通過する際の結晶構造変化と水の透過流束変化は密接に関係している．しかし，Na-LTA膜はカラム状Na-LTA結晶だけでは膜として機能せず,その周囲と支持体内部をアモルファスや微粒子状のNa-LTA結晶が埋めることで初めて緻密な膜となり，水選択性を発揮する．

著者らは微細加工基板上に細胞構造を模したバイオデバイスの創出を目指し，デバイス設計やモデルチャネルの導入を行ってきた．しかし，膜タンパク質など必要な生体分子のデバイスへの導入に関しては，その効率向上や導入位置と量の制御に関していまだ課題がある．膜タンパク質が再構成されたベシクル（プロテオリポソーム）の人工膜への導入制御を目指し，本稿では静電相互作用によってベシクルの融合を制御することを紹介する．支持膜側にカチオン性脂質，ベシクル側にアニオン性脂質を含ませることによりベシクルの融合する位置や量への効果を評価した．

走査型プローブ顕微鏡は，固液界面でのナノスケールの計測に有効であり，微小電極やナノピペットをプローブとして用いる走査型電気化学顕微鏡（SECM）及び走査型イオンコンダクタンス顕微鏡（SICM）は，生きた細胞表面近傍での代謝物や形状の計測が可能である．ここでは，著者らがこれまで行ってきたSECMの高解像度化のためのナノスケールの電極や装置開発，膜タンパク質の電気化学イメージング，胚性幹細胞の分化状態の電気化学的な評価，SECMとSICMの融合技術によるバイオイメージングや神経伝達物質の計測，SICMの高速化，ケミカル電界効果トランジスタなどの新しい技術や応用研究に関して紹介する．

糖やポリオールをはじめとするオスモライト（浸透圧調節物質）により，タンパク質の変性や凝集が抑制され，酵素の失活が防がれることが古くから知られている．中でも非還元性二糖のトレハロースは，極限環境への耐性をもつ生物が生産することから優れた安定化作用をもつと考えられ，いまなお盛んに研究が行われている．今回著者らは放射光広角X線散乱（SR-WAXS）を用い，pH 3.5の酸性溶媒中で凝集した牛ミオグロビンをトレハロースが解離させ, 天然構造に近い構造にフォールドさせることを見いだした．凝集阻害剤として種々のオスモライトが有効であることは既知であるが，凝集体を解離させる添加剤としてよく知られるものは，変性剤や界面活性剤といった細胞毒性を示すものがほとんどである．したがって本報告は，トレハロースが人体に無害なタンパク質凝集解離剤として有望であることを示唆すると同時に，共存分子存在下のタンパク質構造解析における，広角散乱法の有用性を示すものである．

Natural levels of the concentration of water-soluble species of cadmium and lead as toxic elements in fresh snow and summer rain collected on remote and/or rural areas in Japan were observed. During the winter, it is a trivial event that snow interferes by trivial amounts of long-range transported aerosols from the East Asian continent which is collected in Japan with the exception of snow fall from cold air masses remaining over Japan for over 24 h. During the summer, it is possible to collect clean rain water without any interference of East Asia. Three snow samples, at Shobara (315 m alt.), Hiroshima; Mt. Dainitigatake (1250 m), Gifu; Mt. Shimokura (1130 m), Hachimantai Iwate, and seventeen samples of rain, at Mt. Kajigamori (1400 m), Kochi, were collected as background samples. Cadmium and lead were determined by the ICP-MS technique without any pre-concentration, where the limits of detection LOD (3σ) of Cd and Pb were 0.1 ng L⁻¹ and 0.5 ng L⁻¹. Blank tests of Cd and Pb were carried out. Those blanks were lower than their LOD values. Natural levels of the concentrations of Cd and Pb were 1.4±2.1 ng L⁻¹ and 3.1±1.3 ng L⁻¹ in summer rain samples, and 0.96 ng L⁻¹ and 24.3 ng L⁻¹ in snow samples, respectively. The natural levels of the [nss-SO₄²⁻] values were 3.77±2.00 μmol L⁻¹ in rain samples and 3.94 μmol L⁻¹ in snow samples. These values were in agreement to those within the errors obtained on high-altitude remote areas on the Earth such as Antarctica, Greenland and Everest. Additionally, a trivial event involving eruption of a volcano at Mt. Sakurajima (Kagoshima prefecture) allowed the [nss-SO₄²⁻] value in rain samples (July 4 ∼ 9, 2013) to also be observed.

At the present time, organic chelating agents are mainly used as a method for immobilizing harmful metals in fly ash at waste treatment facilities. However it is a problem that lead may be re-eluted by chemical decomposition of the chelate complex in a long-term landfill period. In this study, immobilization of lead in fly ash from a general waste was carried out by addition of inorganic compounds such phosphates. We also conducted a long-term stability test assuming a long-term landfill period, and a pH dependence test assuming pH changed of soil. In the result, it was found that potassium dihydrogen phosphate and sodium dihydrogen phosphate dihydrate had high immobilizing ability, because they had much PO₄³⁻ released by hydrolysis in elution pH 6 – 9. In the simplification of the system using the model compound containing lead chloride in place of fly ash, where the Pb concentration is assumed to be 10 times higher, Pb elution concentration is less than 0.01 mg L⁻¹ in the model compound mixed with potassium dihydrogen phosphate. It was found out that the potassium dihydrogen phosphate had the highest immobilizing ability in elution pH 6 – 10.