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Development of an ionic liquid extraction luminescence sensing system for phosphate ions with multipoint recognition-type rare earth complexes

Research Project

Project/Area Number 19K15605
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

Okamura Hiroyuki  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究員 (30709259)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsイオン液体 / 溶媒抽出 / 希土類錯体 / リン酸イオン / 発光センシング / ユウロピウム / アニオン / β-ジケトン / ランタノイド / 協同効果
Outline of Research at the Start

環境水中のリン酸イオンは濃度が極めて低く,その挙動を解明するためには,高感度で検出できるセンサが必要とされているが,リン酸イオンを選択的に認識でき,高感度な光応答を示すセンサはほとんどない。本研究は,多点認識型希土類錯体を合成し,抽出発光センサとして用いることで,リン酸イオンの高効率かつ選択的なイオン液体抽出系を構築し,希土類錯体の発光特性の変化に基づいたリン酸イオンの高感度発光センシングシステムを開発することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

The extraction of phosphate ions and various kinds of anions with rare earth complexes into an ionic liquid was investigated, and sensing ability for phosphate ions was evaluated from the fluorescence properties of the europium complex. The synthesized europium complex can extract phosphate ions into the ionic liquid phase almost quantitatively. Furthermore, a significant change in the fluorescence properties of the europium complex was observed by the complexation with phosphate ions, which enables the luminescence sensing of phosphate ions by the ionic liquid extraction system using rare earth complexes.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ユウロピウム錯体がイオン液体中で特異的なアニオン受容性を示すことを抽出分離に応用し,リン酸イオンの高効率抽出分離を達成しただけでなく,ユウロピウム錯体の蛍光特性の変化に基づいたリン酸イオンの発光センシングに展開できることを示した。本手法は,操作の簡便性にも優れていることからオンサイト分析への適用も期待でき,環境保全にも役立つ可能性がある。本研究で得られた成果により,難分離性アニオン種の新たな抽出分離系の設計につながることも期待される。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Recent Progress in Ionic Liquid Extraction for the Separation of Rare Earth Elements2021

    • Author(s)
      OKAMURA Hiroyuki, HIRAYAMA Naoki
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 37 Issue: 1 Pages: 119-130

    • DOI

      10.2116/analsci.20SAR11

    • NAID

      130007966698

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • Year and Date
      2021-01-10
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Fluorous Phosphate for the Effective Extraction of LnIII from Nitrate media: Comparison with a Conventional Organic Phosphate2021

    • Author(s)
      Yuki Ueda, Kei Kikuchi, Kohei Tokunaga, Tsuyoshi Sugita, Noboru Aoyagi, Kazuya Tanaka, Hiroyuki Okamura
    • Journal Title

      Solvent Extraction and Ion Exchange

      Volume: - Issue: 5-6 Pages: 491-511

    • DOI

      10.1080/07366299.2021.1874115

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synergistic enhancement of the extraction and separation efficiencies of lanthanoid(III) ions by the formation of charged adducts in an ionic liquid2020

    • Author(s)
      Hiroyuki Okamura, Masayoshi Mizuno, Naoki Hirayama, Kojiro Shimojo, Hirochika Naganawa, Hisanori Imura
    • Journal Title

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      Volume: 59 Issue: 1 Pages: 329-340

    • DOI

      10.1021/acs.iecr.9b04998

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 革新的な液液系デバイス,“エマルションフロー装置”2020

    • Author(s)
      岡村浩之, 永野哲志, 長縄弘親
    • Organizer
      令和元年度分析イノベーション交流会キックオフミーティング
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 希土類金属の相互分離のためのイオン液体抽出系の開発2020

    • Author(s)
      岡村浩之
    • Organizer
      令和元年度分析イノベーション交流会キックオフミーティング
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 液液系制御の新手法,“エマルションフロー法”2020

    • Author(s)
      長縄弘親, 永野哲志, 岡村浩之
    • Organizer
      令和元年度分析イノベーション交流会キックオフミーティング
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 酸解離型ジアミド系配位子によるレアアースの抽出分離と抽出錯体構造解析2019

    • Author(s)
      下条晃司郎, 笹貫武丸, Sebastian Schone, 杉田剛, 岡村浩之, 池田篤史
    • Organizer
      第79回分析化学討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ジルコニウム錯体のクラスター形成を考慮した溶媒抽出平衡解析2019

    • Author(s)
      岡村浩之, 上田祐生, 元川竜平, Junju Mu, Andrew J. Masters, Mark R. Antonio
    • Organizer
      日本分析化学会第68年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 三価ランタノイドのイオン液体キレート抽出におけるイオン液体アニオン側鎖の効果2019

    • Author(s)
      江口綾乃, 岡村浩之, 杉田剛, 上田祐生, 森田耕太郎, 下条晃司郎, 長縄弘親, 平山直紀
    • Organizer
      日本分析化学会第68年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 金属錯体によるナノクラスター化現象の精密構造解析に基づいた古典的平衡論解析の拡張2019

    • Author(s)
      岡村浩之, 上田祐生, 元川竜平, Junju Mu, Andrew J. Masters, Mark R. Antonio
    • Organizer
      第38回溶媒抽出討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] 界面反応場化学研究グループ

    • URL

      https://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/interfacial0/index.html

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 界面反応場化学研究グループ

    • URL

      http://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/interfacial0/index.html

    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2022-01-27  

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