2023 Fiscal Year Research-status Report
Development of Video Imaging Based Colorimetry Using Digital Microscope and Its Application to Flow Analysis
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21K05127
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
田中 秀治 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (40207121)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹内 政樹 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 准教授 (10457319)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 流れ分析法 / 測色検出法 / 表色値 / 色彩値 / フロー滴定 / RGB単位ベクトル / 色相 / pH測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
経済的かつ簡便で汎用性の高い動画撮影／測色検出法を開発し，研究代表者オリジナルのフィードバック／固定三角波制御フローレシオメトリー等に応用する。本年度は，昨年度までの研究を継続し，以下の1）~ 3）について取り組んだ。
1）ソフトウェア開発：デジタル撮影機器の自動補正機能をON/OFFでき，その設定値もDirectShowLib.NET4.5 (ver1.0.0）を用いて任意に変更できるプログラムを，Visual Studio 2022上で開発した。色素水溶液を用いてプログラムを検証したのち，色素法による界面活性剤の臨界ミセル濃度の決定に応用した（日本分析化学会第72年会および第59回フローインジェクション分析講演会で発表)。
2）フロー滴定の当量点判定における各表色値の評価：研究代表者らが考案したフィードバック／固定三角波制御フローレシオメトリーに応用した。有色・有色間，有色・無色間の変色などさまざまな場合でRGB単位ベクトル間の内積(IP)，色相，および輝度を用いた判定法を評価した。変色前後の色にかかわらず，IPが最も優れた分析性能（最大13.6滴定／分，相対標準偏差1.3 %未満）を与えた。局方医薬品（ホウ砂，硫酸亜鉛点眼液）の定量では，記載値との誤差5 %未満の分析値を得た。（第62回日本薬学会中国四国支部学術大会で発表）
3）pH測定への応用：広域緩衝液及び万能指示薬を用いて，pHと指示薬の色相との関係を求め，医薬品等のpH測定に応用した。研究協力者の博士後期課程大学院生 (エチオピア人留学生) の都合により，実験はあまり進展しなかったが，昨年度までの成果を原著論文としてまとめ，Talanta Openに公表するに至った。また，日本分析化学会第72年会および第59回フローインジェクション分析講演会でも，成果を発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究実績の概要に示した1）については，研究成果を学会で発表したものの，デジタルマイクロスコープの全ての自動補正機能を任意に解除あるいは設定できるレベルにまでは至らなかった。また，開発したプログラムの妥当性を証明するためには，さらなる実験データの蓄積が必要と考えられる状況でもある。2）については，データの再現性についての追試と，実試料を用いた検証が必要であり，実験の完了にまでは至っていない。3）については，原著論文の執筆と公表に時間を費やし，目標としていた万能指示薬の色相に基づくフロー滴定の終点決定に関する実験には進めなかった。その他，令和4年度中に実験を完了した液滴の動画撮影・測色検出法の研究に関しては，原著論文の執筆が中断している。
以上により，全体としては「遅れている」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
測色デバイスの研究では，市販デジタルマイクロスコープの自動補正機能の解除や制御を行うプログラムの開発から軌道を修正し，金沢工業大の鈴木保任教授から提供いただいたカラーセンサー（S9706）ベースの小型検出器を用いて，デバイスに依存した自動補正を受けることなく，分析対象のリアルな色を取得する方法を検討する。
フロー滴定への応用では，データの再現性を確認するための追試と，開発した分析法の有効性を実試料を用いて検証する追加実験行う。
pH測定への応用については，万能指示薬の色相に基づくpH測定法を，滴定終点検出に応用する実験を再開している。混合物の逐次滴定（示差滴定）にも対応できるよう，自作Visual Basic .NETプログラムの改良も進めている。
窓のない光学セルとして液滴を用いる動画撮影・測色検出法の研究については，令和6年度中に本研究者が原著論文を執筆し投稿する。
12月にタイ王国チェンマイで開催される23rdInternational Conference on Flow Injection Analysisで，研究成果を発表する予定である。
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| Causes of Carryover |
研究の遂行に想定以上の時間を要し，進行に遅れが生じたため，次年度使用額が生じた。
2024年度は，補助事業の目的をより精緻に達成するために，補助金を使用する。RGBセンサーによる測色検出の研究では，データの信頼性評価のために，参照データを取得できる分光測色計を購入する。表色値に基づく当量点判定の研究では，5年次卒論生が実務実習中から復帰（9月）しだい追試にとりかかる予定であり，そのための消耗品（主に試薬）の購入に使用する。万能指示薬の色相によるpH測定の研究では，有効性を実証するための実試料（主に医薬品）の購入に使用する。原著論文執筆のための参考図書購入にも使用する。
今年度は，国内学会（5月，第84回分析化学討論会）に加え，研究成果発表のための国際会議（The 23rd International Conference on Flow Injection Analysis，チェンマイ，タイ, 12月) への出張旅費および参加費にも使用する予定である。
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