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Development of a method for detecting degradation products of chemical warfare agents

Research Project

Project/Area Number 21K04562
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 25020:Safety engineering-related
Research InstitutionKyoto Institute of Technology

Principal Investigator

Kusukawa Takahiro  京都工芸繊維大学, 分子化学系, 准教授 (70300720)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords化学兵器 / サリン / ソマン / メチルホスホン酸 / 蛍光発光 / 使用痕跡 / アミジン / グアニジン / 化学剤 / ホスホン酸認識
Outline of Research at the Start

近年、テロなどでの化学兵器(化学剤)の使用が増加しており、その対策が急務となっている。化学剤は容易に気化や分解が進行するため、成分の特定やその使用を裏付けるのが困難であり、犠牲者の治療開始に時間を要することなどが問題となっている。本研究では、蛍光発光センサーを応用することで、テロ現場で使用可能な有機リン系化学剤分解物の検出法の開発を行い、化学兵器の使用を迅速に検知することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

Organophosphorus chemical agents such as sarin and soman are highly volatile and hydrolyze in air to produce methylphosphonic acid and its derivatives, making it difficult to detect them in victims' urine, blood, and other body fluids. Instead of detecting organophosphorus chemical agents directly, we have developed a sensor that selectively detects methylphosphonic acid and its derivatives, which are hydrolyzed products, and thereby developed an indirect detection method for organophosphorus chemical agents. The newly synthesized tetraphenylethylene-based diamidine can detect methylphosphonic acid without responding to inorganic acids.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

サリン、ソマンなどの有機リン系化学剤は大型の分析機器での検出は可能であるが、電気が使用できない戦場等の被災現場ではポータブル分析機器や試験紙などによる発色(発光)分析法が必要となる。さらに、有機リン系化学剤の多くは揮発性が高く、また空気中で加水分解し、メチルホスホン酸やその誘導体を生成する。我々が開発したセンサーはメチルホスホン酸およびその誘導体を、携帯型ブラックライトを用いて検出可能である。そのため電気のない戦場やテロ現場においても有機リン系化学剤の使用を検知することが可能であり、被災者の迅速な治療が開始できる。

Report

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

    (16 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] Highly-selective recognition of dicarboxylic acid using 9-(diphenylmethylene)fluorene-based diamidine2022

    • Author(s)
      Kusukawa Takahiro、Tsujimoto Shinya、Nakamura Mayuko
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: 129 Pages: 133139-133139

    • DOI

      10.1016/j.tet.2022.133139

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recognition of dicarboxylic acids and diphosphonic acids using anthracene-based diamidine: formation of amidinium-carboxylate and amidinium-phosphonate salt bridges in a protic solvent2021

    • Author(s)
      Takahiro Kusukawa, Keita Nakaguchi, Saya Nishimura and Akane Nakajima
    • Journal Title

      Supramol. Chem.

      Volume: 33 Issue: 3 Pages: 43-52

    • DOI

      10.1080/10610278.2021.1908545

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Carboxylic acid recognition of a tetraamidine having a tetraphenylethylene unit based on aggregation-induced emission2021

    • Author(s)
      Takahiro Kusukawa, Yuki Hoshihara and Kazuki Yamana
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: 92 Pages: 132254-132254

    • DOI

      10.1016/j.tet.2021.132254

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Carboxylic acid recognition of an N-ethyl-substituted diamidine having a diphenylnaphthalene unit in competing protic solvents2021

    • Author(s)
      Takahiro Kusukawa, Keisuke Matoba, Yuki Hoshihara, Syugo Tanaka Akane Nakajima
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: 96 Pages: 132373-132373

    • DOI

      10.1016/j.tet.2021.132373

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      犬塚健介・大江真史・楠川隆博
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      第31回有機結晶シンポジウム
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      中村真優子・中島茜音・楠川隆博
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      日本化学会第102春季年会
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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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