2020 Fiscal Year Annual Research Report
ダイヤモンド電極を利用した新規電気化学発光システムの構築
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19F19333
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
栄長 泰明 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00322066)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
FIORANI ANDREA 慶應義塾大学, 理工学部, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2019-11-08 – 2022-03-31
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| Keywords | 電気化学発光 / ダイヤモンド電極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ホウ素をドープした導電性の「ダイヤモンド電極」の機能として、近年電気化学発光用の電極材料としての機能が見出されており、注目を集めている。例えば、通常電極では起こらない「共反応物フリー」のECLシステムの構築が可能である（J. Am. Chem. Soc. 2016）。しかしながら、ダイヤモンド電極を用いたECLシステムに関する研究はほとんどなされておらず、さらなる高機能システムの構築が期待されている。本研究、特に本年度は、特に活性化学種を効率的に生成できるダイヤモンド電極の特徴を生かしたさらなる新規な電気化学発光システムの開拓、およびそのシステムを利用した免疫測定装置等への応用展開を目指して、以下の検討を行った。
本年度は、昨年度に引き続き、ベンチマークとして、従来電極材料で検討されてきた系である、トリス（ビビリジン）ルテニウム錯体／トリプロピルアミンの系における電気化学発光について詳細に調べた。安価な界面活性剤を適度に添加することによって、低電位での発光を観測したが、これについてメカニズムの考察を行い、研究を総括した。一方、トリス（ビビリジン）ルテニウム錯体／ヒドロキシルイオンの系における電気化学発光について定量的な評価を行い、その効果について調べた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、従来から検討されているシステムである、トリス（ビビリジン）ルテニウム錯体／トリプロピルアミンの系についてダイヤモンド電極に適用したところ特異な現象が見られ、そのメカニズムについても知見を得た。さらに、ヒドロキシルイオンの系について展開でき、おおむね当初の計画通り順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度に引き続き、トリス（ビビリジン）ルテニウム錯体／ルミノールの系、トリス（ビビリジン）ルテニウム錯体／トリプロピルアミンの系における電気化学発光について、特にダイヤモンド電極を用いたシステムについてのさらなる高機能化を目指したシステムについて総括する。特に、表面改質により高機能化したダイヤモンド電極用いる系、また界面活性剤の導入によって反応経路を制御し、発光効率を向上させる系についての成果をまとめる。
さらに、磁性微粒子に抗体を修飾した系を構築し、実際の免疫測定への応用を指向したシステムにおける成果も総括する。一方、ダイヤモンド電極を用いた過酸化水素の生成について、電気化学発光をプローブとしたセンシングに関する検討も行う。
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