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超臨界二酸化炭素を用いた新しい機能高分子薄膜の合成と性質

研究課題

研究課題/領域番号 16550128
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機能物質化学
研究機関東京理科大学

研究代表者

湯浅 真  東京理科大学, 理工学部, 教授 (40192801)

研究分担者 小柳津 研一  東京理科大学, 総合研究機構, 助教授 (90277822)
村田 英則  東京理科大学, 理工学部, 助手 (50367075)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2006年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2005年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2004年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード超臨界二酸化炭素 / 電解重合 / ポリチオフェン / ポルフィリン / 薄膜 / センサー / 助溶媒 / 導電性
研究概要

ナノレベルで集積した緻密かつ平坦な機能高分子薄膜を作製するため、超臨界二酸化炭素環境下における電解重合を、独自に工夫した反応装置を活用し実施した。ポリ(チオフリルポルフィリン)誘導体を対象に、斬新な多重応答性センサーを目指した研究を推進した。具体的には、物質拡散が常温・常圧環境下よりも1000倍程度大きい超臨界環境下において、ポリチオフェン誘導体を量合成し、分子構造を正確に把握した。さらに、各種の薄膜物性(膜厚、表面形態、表面粗さ、電気伝導特性、レドックス特性、エレクトロクロミズム性、誘電特性など)を詳細に評価した。多重バイオセンサーを指向した新材料としての各種基礎物性を、重合物質の分子構造と相関させて正確にまとめた。
超臨界二酸化炭素環境下における電解重合によって合成されたポルフィリン薄膜を用いて、活性酸素種(特にスーパーオキシドアニオンO_2^-)や一酸化窒素の同時検出用センサー材料としての性質を解明した。具体的には、側面を絶縁保護したファイバー電極(数十μm径)の底面に、超臨界環境下での電解重合により機能性薄膜を作製し、ついでファイバーの周囲を対極が取囲む形の一体型微小電極を工夫した。電極材料や絶縁被覆材料について系統的に検討し、基質の酸化電流を安定度高く取り出すことのできる構造を明らかにした。
生体内でのシグナル伝達や恒常性維持に重要な役割を果たしているO_2^-やNOを検出対象として、作製したバイオセンサーを実地に生体に挿入してこれらの濃度をリアルタイムで検出を試みた。超臨界重合法による緻密で再現性の高い均質膜に複合された薄膜を対象に、検出基質の膜内拡散や電位勾配などの基礎データを踏まえ、バイオセンサーとして最適の電極構造を構築した。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (23件)

  • [雑誌論文] Fabrication of sensor for reactive oxygen species using gold electrodes modified with electropolymerized porphyrins and application for detection of stress of plants2007

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu, H.Murata, T.Kobayashi, T.Kobayashi, C.Kobayashi
    • 雑誌名

      J. Oleo Sci. 56(2)

      ページ: 81-86

    • NAID

      130000055503

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ポテンショメトリーによる活性酸素種の定量検出2007

    • 著者名/発表者名
      湯浅 真, 小柳津研一, 村田英則, 江口勝哉, 豊田裕次郎
    • 雑誌名

      高分子論文集 64(2)

      ページ: 90-95

    • NAID

      10018576401

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantitative Analysis of Active Oxygen Species by Potentiometry2007

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu, H.Murata, K.Eguchi, Y.Toyoda
    • 雑誌名

      Kobunshi Ronbunshu 64(2)

      ページ: 90-95

    • NAID

      10018576401

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication of sensor for reactive oxygen species using gold electrodes modified with electropolymerized porphyrins and application for detection of stress of plants2007

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu, H.Murata, T.Kobayashi, T.Kobayashi, C.Kobayashi
    • 雑誌名

      J.Oleo Sci. 56(2)

      ページ: 81-86

    • NAID

      130000055503

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] チオフェン共存下でのチエニルポルフィリンの電解重合によるスーパーオキシド高感度検出電極の作製と活性酸素センサーヘの応用2006

    • 著者名/発表者名
      湯浅 真, 小柳津研一, 村田英則, 石川満寿英, 筒井 暁, 南波真広
    • 雑誌名

      高分子論文集 63(6)

      ページ: 427-431

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of π-Conjugated Hybrid of Oligothiophene and Porphyrin2006

    • 著者名/発表者名
      K.Oyaizu, M, Hoshino, M.Ishikawa, T.Imai, M.Yuasa
    • 雑誌名

      Journal of Polymer Science : Part A : Polymer Chemistry 44

      ページ: 5403-5412

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Investigation of Carbon Materials as Supports for Metalloporphyrins Directed for Cathode Catalysts in Fuel Cells2006

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu, H.Murata, M.Kitao, K.Fujita
    • 雑誌名

      Kobunshi Ronbunshu 63(6)

      ページ: 427-431

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of π・Conjugated Hybrid of Oligothiophene and Porphyrin2006

    • 著者名/発表者名
      K.Oyaizu, M, Hoshino, M.Ishikawa, T.Imai, M.Yuasa
    • 雑誌名

      Journal of Polymer Science : Part A : Polymer Chemistry 44

      ページ: 5403-5412

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] チオフェン共存下でのチエニルポルフィリンの電解重合によるスーパーオキシド高感度検出電極の作製と活性酸素センサーへの応用2006

    • 著者名/発表者名
      湯浅 真, 小柳津研一, 村田英則, 石川満寿英, 筒井 暁, 南波真広
    • 雑誌名

      高分子論文集 63(6)

      ページ: 427-431

    • NAID

      10018146315

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrochemical sensor for superoxide anion radical using polymeric iron porphyrin complexes containing axial 1-methylimidazole ligand as cytochrome c mimics2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu, A.Yamaguchi, M.Ishikawa, K.Eguchi, T, Kobayashi, Y.Toyoda, S.Tsutsui
    • 雑誌名

      Polym. Adv. Technol. 16(4)

      ページ: 287-292

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] In vivo活性酸素種センサーの研究開発2005

    • 著者名/発表者名
      湯浅真, 小柳津研一
    • 雑誌名

      化学と教育 53(3)

      ページ: 128-131

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electropolymerized iron meso-tetrakis(3-thienyl)porphyrin film as a sensing element for superoxide anion radical2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu, A.Yamaguchi, M.Ishikawa, K.Eguchi, T.Kobayashi, Y.Toyoda, S.Tsutsui
    • 雑誌名

      Polym. Adv. Technol. 16(8)

      ページ: 616-621

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electrochemical detection and sensing of reactive Oxygen Species2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu
    • 雑誌名

      Curr. Org. Chem. 9(16)

      ページ: 1685-1697

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 電解重合性ポルフィリン錯体の設計と活性酸素センサーヘの応用2005

    • 著者名/発表者名
      小柳津研一, 湯浅真
    • 雑誌名

      表面 43(5)

      ページ: 227-232

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electrochemical sensor for superoxide anion radical using polymeric iron porphyrin complexes containing axial 1-methylimidazole ligand as cytochrome c mimics2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu, A.Yamaguchi, M.Ishikawa, K.Eguchi, T.Kobayashi, Y.Toyoda, S.Tsutsui
    • 雑誌名

      Polym. Adv. Technol. 16(4)

      ページ: 287-292

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Research and Development of in vivo Reactive Oxygen Sensor2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu
    • 雑誌名

      Chemical Education 53(3)

      ページ: 128-131

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electropolymerized iron meso-tetrakis(3-thienyl) porphyrin film as a sensing element for superoxide anion radical2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu, A.Yamaguchi, M.Ishikawa, K.Eguchi, T.Kobayashi, Y.Toyoda, S.Tsutsui
    • 雑誌名

      Polym. Adv. Technol. 16(8)

      ページ: 616-621

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular Design of Electropolymerizable Metalloporphyrins and Their Application to ROS Sensors2005

    • 著者名/発表者名
      K.Oyaizu, M.Yuasa
    • 雑誌名

      Hyomen 43(3)

      ページ: 227-232

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electrochemical Sensor for Superoxide Anion Radical Using Polymeric Iron Porphyrin Complexes Containing Axial 1-Methylimidazole Ligand as Cytochrome c Mimics2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu, A.Yamaguchi, M.Ishikawa, K.Eguchi, T.Kobayashi, Y.Toyoda, S.Tsutsui
    • 雑誌名

      Polym.Adv.Tech. 16

      ページ: 287-287

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] In vivo活性酸素種センサーの研究開発2005

    • 著者名/発表者名
      湯浅真, 小柳津研一
    • 雑誌名

      化学と教育 53

      ページ: 128-128

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure and Redox Properties of Electropolymerized Film Obtained from Iron meso-Tetrakis(3-thienyl)porphyrin2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu, A.Yamaguchi, M.Ishikawa, K.Eguchi, T.Kobayashi, Y.Toyoda, S.Tsutsui
    • 雑誌名

      Polym.Adv.Tech. 16

      ページ: 616-616

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrochemical Detection and Sensing of Reactive Oxygen Species2005

    • 著者名/発表者名
      M.Yuasa, K.Oyaizu
    • 雑誌名

      Curr.Org.Chem. 9

      ページ: 1685-1685

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 電解重合性ポルフィリン錯体の設計と活性酸素センサーへの応用2005

    • 著者名/発表者名
      小柳津研一, 湯浅真
    • 雑誌名

      表面 43

      ページ: 227-227

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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