触媒増殖反応を用いる超微量指標金属種の高性能化学計測法の開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555259
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 金子 恵美子 東北大学, 工学部, 助手 (00241539)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宗林 孝明 三菱化学(株), 横浜総合研究所, 主任研究員 ; 四ツ柳 隆夫 東北大学, 工学部, 教授 (00001199)
• Keywords: 自己触媒反応 / 速度論的分析法 / 定感度計測法 / 超微量コバルトイオン / フローインジェクション分析 / 吸光光度法 / 反応機構

Research Abstract

当研究室が開発した自己触媒増殖反応を利用する速度論的分析法は,目的成分濃度に関わらず一定のシグナル強度変化を与える定感度測法の実現を可能にしたものであり,理論的には定量下限が無限という優れた特徴も持っている.
この自己触媒増殖反応を終点検知反応とするよう設計したものが,コバルト(II)イオン-ピリジルアゾフェノール系コバルト(III)錯体-ペルオキソ-硫酸で構成されるコバルト(II)イオン定量システムである.この反応を解析するためコンピューターシミュレーションを行い,誘導期間の差が過剰試薬の分解速度差によって生じていることを明らかにした.この結果は自己触媒反応を利用する高感度簡易目視定量法を開発する際の,有用な設計指針である.
この自己触媒増殖反応をフロー系に導入することにより,本法の拡張を試みた.フロー系として循環流路フローインジェクション分析法を採用し,ピリジルアゾフェノール系コバルト(III)錯体の自己触媒酸化分解反応を指示系としたコバルト(II)イオンの自動計測化について検討を行った.最適条件の探索の結果,10^<-9>〜10^<-7>mol dm^<-3>のコバルト(II)イオンの自動計測に成功した.
また化学計測システムの設計の際には,その化学反応の情報取得が必須の条件となるため,分光光度計を利用した速度実験およびラジカル捕捉剤添加実験を行い反応メカニズムを検討した.その結果,配位子および金属錯体の分解反応はともに接触反応と非接触反応の併発系で構成されているが,その分解機構は異なっていることが明らかになり,理想系システム構築のための指針を得ることができた.

Research Products

• [Publications] Masatoshi Endo: "Autocatalytic Decomposition of Cobalt Complexes as Indicator System for the Determination of Trace Amounts of Cobalt and Effectors" Analyst. 391-394 (1996)
• [Publications] 四ツ柳 隆夫、: "超微量金属イオンセンシング-化学増幅システムからのアプローチ-" 化学と工業. 49、(11). 1534-1536 (1996)