2017 Fiscal Year Research-status Report
光ファイバーを利用した液体クロマトグラフィックセンサーの開発と現場分析への応用
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16K21052
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
岡崎 琢也 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 研究員 (60772556)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 光ファイバーセンサー / 長周期ファイバーグレーティング / 全反射減衰法 / 屈折率検出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，多成分分析を可能とする光ファイバークロマトグラフィックセンサーの開発を目的としている。本年度では，まず光ファイバーセンサーにフローセルと送液ポンプを取り付け，装置系を最適化した。光ファイバーセンサーは，コアをむき出しにした光ファイバーで光源，分光検出器を接続したもので構成されている。
陽イオン性色素のメチレンブルーをモデルとし，センサーによって応答を評価した。その結果，センサー表面へ電荷に起因した吸着が起こる色素に関して，明瞭な吸光度スペクトルが得られたものの，経時変化としては激しいテーリングが見られた。そこで，溶離液の水：アセトニトリル比を調整することで，センサー表面への色素の残存を防ぐことができた。センサーの感度は，注入量と流速，フローセルの内径によって異なった。流速の上昇と注入量の減少によって感度は減少するが，その割合がフローセル内径の減少によって緩和されることを見出した。以上までのように，これまで石英で構成されるセンサー表面の負電荷を利用することで陽イオン性色素の検出を行ってきた。そのため，電荷が中性な分子の検出には至らなかった。そこで，センサー表面をシランカップリング剤によって疎水性とし，中性分子の検出を試みた。その結果，オクチル基の修飾でアントラセンの明瞭な吸収スペクトルを観測できた。
屈折率検出に関しては，長周期ファイバーグレーティングセンサーを利用し，同様にフローセルの装置系を構築した。測定モデルをスクロースとして性能の評価を行った。その結果，色素と同様に注入量と流速，フローセルの内径によって応答は異なった。最適な条件を選択し，検量線を作製したところ良好な直線性が得られたが，感度は10%オーダーに留まった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現時点で，溶離液中を流れる色素の分析を達成した。また長周期ファイバーグレーティングを用いて屈折率検出への応用にも成功した。一方で，シランカップリング剤による表面修飾によってアントラセンなどの電荷が中性の分子の検出に成功している。
これは，センサーの応用の幅を大きく広げる可能性を示している。シランカップリング剤には様々な官能基のものが市販されており，当初に予期しなかった詳細な検討を必要としている。
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| Strategy for Future Research Activity |
それぞれ確立したフローシステムによる検出系に対して，カラムを導入することで分離された分析物の逐次的な検出を試みる。また，電気的に中性な分子の検出のためのシランカップリング剤の選択と修飾条件について最適化を進める。得られた測定系を利用して，環境試料への応用を試みる。
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| Causes of Carryover |
当初予定していなかった化学表面修飾の詳細な検討のために費用を必要としたため次年度使用額が生じた。使用額使用計画としては，試薬や消耗品の購入に充てる予定である。
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