2020 Fiscal Year Research-status Report
A novel fiber optic sensor combined with a paper-based analytical device for on-site analysis
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19K20467
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
岡崎 琢也 明治大学, 理工学部, 助教 (60772556)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 光ファイバーセンサー / フェナントロリン / ペーパー分析デバイス / マイクロPADs / 全反射減衰法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境水の分析において，夾雑物の影響を受けない高い選択性をもつ簡易分析法の開発は重大な課題である。本研究では，ペーパー分析デバイスと光ファイバー全反射減衰法を融合したデバイスを作製し，多様な環境水質に対して，前処理なしの滴下のみで分析値が得られる新しい簡易分析法の開発を目指す。本年度は，鉄フェナントロリン錯体法にも基づく鉄の分析を，ペーパー上で反応から測定までワンステップで行う機構の開発を行った。
前年度に最適化したフェナントロリン濃度と界面活性剤，ドデシル硫酸ナトリウム（SDS）濃度に基づく試薬をろ紙に含浸・乾燥させた場合，反応は遅く，著しい応答の低下が見られた。実験の結果，ろ紙そのものに生成したイオン会合体が分配している挙動が観測された。そのため，界面活性剤やシリコーン，過飽和の分析物など様々な物質をろ紙にあらかじめ含浸させたが，劇的な改善は見られなかった。そこで再度，紙に含浸させる試薬量や溶液の添加量を検討し，試薬量の増加によって溶液のみで得られたものと同等の感度を得ることができた。この方法に基づく検量線を作成し，直線性や検出限界を得た。また，センサーを内蔵したセルを構築し，溶液が流れながら夾雑物の流れを遅らせ，試薬を含浸した紙へ溶液を運ぶ仕組みを達成した。
このセンシングは，鉄（II）を含む溶液の添加によってワンステップで完了し，一般の分光光度計を用いた吸光光度法レベルの感度を有することがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は，新型コロナウイルスの影響があり，実験室の入室などの活動制限により当初計画の進行に遅れが生じている。今年度も引き続き状況を見ながら，効率よく遂行する。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続きセンサーの基礎開発を行い，夾雑物の分離やその影響評価，セルの構築を行う。また，確立したセンサーを用いて１）吸収波長の違う分析物の多成分一斉分析，２）フッ素を対象とした分析条件の確立，３）実際の環境分析への応用を進めていく。１では，作製したろ紙デバイスを連続して光ファイバーコアに取り付けて，同一の水試料から複数の分析結果が得られる仕組みを構築する。３では，河川水または温泉水を想定しており，分析物の濃度が低い場合は添加回収実験を行う。
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| Causes of Carryover |
本年度は最終年度としなかったため，特別に調整はしなかったことから差額が生じた。
試薬や消耗品の購入に充てる予定である。
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