2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of Chemometrics Method using Near-IR Absorption of Lanthanide Complex
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20K05529
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
篠田 哲史 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (00285280)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 近赤外スペクトル / ランタノイド錯体 / ホストーゲスト化学 / 水溶液分析 / シリカゲル / 固体分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度はアセトニトリルなどの有機溶媒中でゲスト分子に顕著な近赤外吸収スペクトル変化を与えたランタノイド錯体である，Yb(III), Nd(III)のトリス（β-ジケトナート）錯体をガラスやシリカゲル層に担持し，固体上での定量分析法の開発について研究を行った．有機溶媒に溶かした錯体溶液を塗布，乾固させることにより錯体をこれら基盤上に高密度に担持し，透過法により近赤外スペクトルを測定したところ，十分な検出感度をもつシグナルが得られた．特に溶液中の測定で問題であった溶媒分子自体のシグナルとランタノイドイオンのシグナルとの重なりがなくなるとともに，測定可能な波数領域が広がったため，上記２種以外のランタノイド錯体の測定にも利用できることがわかった．シリカゲル層を担体に用いた場合には，光散乱による透過光の現象による影響が特に高波数領域で見られたものの，十分に分析に利用できることが判明した．
基質に対する応答性についてはこれまで水による強い近赤外吸収が現れることと，水によるランタノイドイオンへの基質配位の阻害により，溶液系の分析では水溶液試料に対する分析が十分に行えなかったが，本法では水溶液を基板上に直接加えることにより応答を調べることが可能となるため，分析対象を広げることが可能である．種々のアニオンやアミノ酸に対しての分析実験を行ったところ，ガラスに直接塗布した場合にはほとんど応答が得られず，固液界面での反応が迅速に起こらないことがわかった，一方シリカゲルを担体とした場合にはスペクトル変化が見られたものの，定量性の面では十分ではなく，またシリカゲルとランタノイド錯体の間の強い相互作用もあり，基質応答性が得られなかった．今後は固体基板上で応答性を示す基質の探索を進めるとともに，シリカゲル表面の修飾やランタノイド錯体の構造を変えるなど，固体分析に適した条件検討を進める予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
利用する基板の種類については幅広く探索を行ったが，分析条件を満たす基板の材質や厚みなどを決定するのにやや時間を要した．近赤外分光機については光源などの経年劣化により分析感度が悪くなっており，濃度条件などによる工夫を行ったが最終的に光源および電源の修理を行い，感度の回復を図る必要があると判断した．今後はより精度の高い測定実験が可能になると共に，基板材料についても目処がついたことから，本来の目的である定量分析の実験を進めることが可能である．
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| Strategy for Future Research Activity |
固体基板上でのスペクトル応答が見られた基質については，濃度条件を変えて実験を行い，定量性についての検討を進める．また基板の厚みや試料の広がりなどがスペクトル強度に直越影響を与えることから，溶液状態とは異なる解析方法を適用して分析に必要な化学情報の抽出方法を開拓する．
基板への固定方法については，これまでの検討からシリカゲル表面を親油性に改変し，中性ランタノイド錯体を吸着させる方法が有効であると考えている．実際にシリカゲル表面の化学修飾を種々検討し，本分析法に最適な錯体担持方法を開発する．
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| Causes of Carryover |
国内移動や海外渡航が制限されたり，学会発表がオンライン開催になったりするなど，研究発表に関わる費用が少なくなった．分光機の修理の一部（電源部の交換）は次年度に行うこととなったため，その分の費用が繰越分として生じた．
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Research Products
(4 results)
