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ダイヤモンド電極を利用した新規電気化学発光システムの構築

Research Project

Project/Area Number 19F19333
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 32020:Functional solid state chemistry-related
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

栄長 泰明  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00322066)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) FIORANI ANDREA  慶應義塾大学, 理工学部, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2019-11-08 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords電気化学発光 / ダイヤモンド電極
Outline of Research at the Start

ダイヤモンド電極は活性化学種を効率的に生成できるため、新規な反応開拓が期待できる。本研究では、この特徴を生かした新規な反応系を利用した電気化学発光システムの開拓を行うとともに、そのシステムを利用した免疫測定装置等への応用展開を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

ホウ素をドープした導電性の「ダイヤモンド電極」の機能として、近年電気化学発光用の電極材料としての機能が見出されており、注目を集めている。例えば、通常電極では起こらない「共反応物フリー」のECLシステムの構築が可能である。しかしながら、ダイヤモンド電極を用いたECLシステムに関する研究は多くなく、さらなる高機能システムの構築が期待されている。本研究、特に本年度は、特に活性化学種を効率的に生成できるダイヤモンド電極の特徴を生かしたさらなる新規な電気化学発光システムの開拓、およびそのシステムを利用した免疫測定装置等への応用展開を目指して、以下の検討を行った。
本年度は、新しい系として、炭酸イオン/ルミノールの系を用いたシステムにおける電気化学発光について詳細に調べたところ、非常に大きな発光を実現した。一方、従来システムであるトリス(ビビリジン)ルテニウム錯体/トリプロピルアミンの系における電気化学発光についてダイヤモンド電極のホウ素濃度依存性など、定量的な評価についても詳細に調べた。さらに、抗体を修飾したビーズを用いた不均一系においても発光を観測し、免疫センサーへの応用展開に道筋をつけることに成功した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Universitas Padjadjaran(インドネシア)

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Bologna(イタリア)

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      2021 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Bologna(イタリア)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Bologna(イタリア)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Boron-Doped Diamond Electrode Outperforms the State-of-the-Art Electrochemiluminescence from Microbeads Immunoassay2022

    • Author(s)
      Sakanoue Kohei、Fiorani Andrea、Santo Claudio Ignazio、Irkham、Valenti Giovanni、Paolucci Francesco、Einaga Yasuaki
    • Journal Title

      ACS Sensors

      Volume: 7 Issue: 4 Pages: 1145-1155

    • DOI

      10.1021/acssensors.2c00156

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effect of Boron-Doping Level and Surface Termination in Diamond on Electrogenerated Chemiluminescence2021

    • Author(s)
      Sakanoue Kohei、Fiorani Andrea、Irkham、Einaga Yasuaki
    • Journal Title

      ACS Applied Electronic Materials

      Volume: 3 Issue: 9 Pages: 4180-4188

    • DOI

      10.1021/acsaelm.1c00620

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An efficient, formic acid selective CO2 electrolyzer with a boron-doped diamond cathode2021

    • Author(s)
      Du Jinglun、Fiorani Andrea、Einaga Yasuaki
    • Journal Title

      Sustainable Energy & Fuels

      Volume: 5 Issue: 10 Pages: 2590-2594

    • DOI

      10.1039/d1se00309g

    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantification of electrogenerated chemiluminescence from tris(bipyridine)ruthenium(ii) and hydroxyl ions2020

    • Author(s)
      Fiorani Andrea、Valenti Giovanni、Irkham、Paolucci Francesco、Einaga Yasuaki
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 22 Issue: 27 Pages: 15413-15417

    • DOI

      10.1039/d0cp02005b

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Electrogenerated Chemiluminescence by in Situ Production of Coreactant Hydrogen Peroxide in Carbonate Aqueous Solution at a Boron-Doped Diamond Electrode2019

    • Author(s)
      Irkham、Fiorani Andrea、Valenti Giovanni、Kamoshida Naoki、Paolucci Francesco、Einaga Yasuaki
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 142 Issue: 3 Pages: 1518-1525

    • DOI

      10.1021/jacs.9b11842

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ダイヤモンド電極を用いた電気化学発光2020

    • Inventor(s)
      栄長泰明・坂ノ上航平・フィオラニアンドレア
    • Industrial Property Rights Holder
      栄長泰明・坂ノ上航平・フィオラニアンドレア
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-193649
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-11-29   Modified: 2024-03-26  

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