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Development of electrochemiluminescence determination system with molecular recognition for forensic toxicological analysis

Research Project

Project/Area Number 20K10553
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 58040:Forensics medicine-related
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

Takahashi Fumiki  信州大学, 学術研究院理学系, 准教授 (40754958)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 金 継業  信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (40252118)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords電気化学発光 / 分子インプリントポリマー / 薬毒物分析 / オンサイト分析 / センサ / 医薬品分析 / リドカイン / モルヒネ / 電位変調 / GC-MS / 薬毒物 / 分析化学 / 電気化学分析
Outline of Research at the Start

電気化学発光(ECL)は高感度分析法として着目されている一方,選択性が比較的低いことが問題視されており,生体試料などの実試料分析への適用は限定的であった。
本研究では,目的化学種を鋳型分子として用いることで,特異的な分子認識が可能な分子インプリントポリマー(MIP)法に着目し,薬毒物分析を指向したECL検出法の確立を試みる。MIPの特異的な再結合特性を利用し,厳格な判定が必要な法科学分析領域にECL法を展開させる。この,① MIPによる目的化学種の選択濃縮 と ② ECL検出による高感度分析法の融合は,新しい選択的な薬毒物検出法の確立が期待されることから,法医化学および分析化学領域の適用範囲の拡張を図るものである。

Outline of Final Research Achievements

Electrochemiluminescence (ECL) has attracted attention as a highly sensitive analytical method. However, the selectivity of the technique has been low, and the analytical application has been limited to actual samples, such as biological samples.
In this study, we focused on the molecularly imprinting polymer (MIP) method and attempted to establish a specific ECL detection method for medicinal toxicants analysis. We utilized the specific recombination properties of MIPs synthesized using the target chemical species as a template. Subsequently, we have developed an ECL method for forensic analysis, which requires strict determination. A simple and selective detection protocol for regulated toxicants was proposed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題で得られたMIPによる目的化学種の選択濃縮ECL検出による高感度分析法の融合は,ECL法を今までにない新しい選択的な薬毒物検出法へ展開できることが期待された。特に,鋳型分子を用いる関係で合成の際に課題となる規制薬毒物分析への応用について,MIPに関する基礎的な知見が得られ,法医化学および分析化学領域の適用範囲を拡張できた。また,ポリマー内への分析対象化学種の再吸着挙動の詳細な解析が行われ,従来まで検討例が限定的であったMIP中の分子認識空間の特性が評価されたことで,分析結果の信頼性の向上が図られた。

Report

(4 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Synthesis and characterization of molecularly imprinted polymers for detection of the local anesthetic lidocaine in urine2022

    • Author(s)
      Takahashi Fumiki、Matsuda Kazusane、Nakazawa Tomoyuki、Mori Shuki、Yoshida Masachika、Shimizu Ryo、Tatsumi Hirosuke、Jin Jiye
    • Journal Title

      SEPARATION SCIENCE PLUS

      Volume: 6 Issue: 2 Pages: 2200081-2200081

    • DOI

      10.1002/sscp.202200081

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sensitive screening of methamphetamine stimulant using potential-modulated electrochemiluminescence2022

    • Author(s)
      Takahashi Fumiki、Nitta Saki、Shimizu Ryo、Shoji Taku、Tatsumi Hirosuke、Jin Jiye
    • Journal Title

      Analytica Chimica Acta

      Volume: 1191 Pages: 339229-339229

    • DOI

      10.1016/j.aca.2021.339229

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrochemiluminescence of Tris(2,2′-bipyridine)ruthenium(II)/Tri-<i>n</i>-propylamine with an Electric Contactless Power Transfer System2021

    • Author(s)
      TAKAHASHI Fumiki、TANAKA Ryutaro、ARAI Yuta、TATSUMI Hirosuke、JIN Jiye
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 37 Issue: 9 Pages: 1309-1313

    • DOI

      10.2116/analsci.21A002

    • NAID

      130008087333

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • Year and Date
      2021-09-10
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    • Author(s)
      Takahashi Fumiki、Kazui Yuko、Miyaguchi Hajime、Ohmori Takeshi、Tanaka Ryutaro、Jin Jiye
    • Journal Title

      Sensors and Actuators B: Chemical

      Volume: 327 Pages: 128902-128902

    • DOI

      10.1016/j.snb.2020.128902

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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