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2022 Fiscal Year Research-status Report

Unpowered Device for Determination of Heavy Metals in Liquid Phase by One-Motion Analysis

Research Project

Project/Area Number 21K12226
Research InstitutionGunma National College of Technology

Principal Investigator

羽切 正英  群馬工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (70435410)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加島 敬太  小山工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (90710468)
間中 淳  富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90413757)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Keywords分析デバイス / 目視定量 / 重金属 / 環境分析 / 比色法
Outline of Annual Research Achievements

本課題では,水を『すくい取る』というワン・モーションで液中の微量有害金属を定量できる電力不要の分析デバイスの開発を目指している。具体的には液中の有害金属イオン種と反応する発色層をマイクロプレートのウェル内に形成し,プレートで水を掬ことで金属イオンを検知できるデバイスを開発する。この発色層は発色剤・妨害剤(発色抑制剤)によって構成され,意図的に妨害剤を添加することによって発色を抑制することで特定濃度以上でのみ発色するよう工夫される。この様な仕組みにより,色調ではなく色のON/OFFによって,また検体を掬うだけでイオン濃度の定量分析が可能となる。
その実現のため,これまでに (1)金属イオン濃縮能と金属イオン検知発色能を併せ持つ生体高分子素材の不溶化層(発色層)を形成する手法の開拓,ならびに(2) 一定以上の特定イオン濃度で発色する仕組みの構築について,実験的な検討を行った。その結果,水溶性バイオポリマーを基材とした銅イオン濃縮能を有するイオン検知発色層の構築が達成され,銅の環境基準である1~3 mg/L近傍において発色がON/OFFする比色検出系を構築できた。令和4年度は,金属イオン検知発色能を持つ生体高分子素材の不溶膜を,さらに高精度な定量分析が可能なものへ改良するとともに,論文発表と学会発表を行う成果を得た。一方,これをデバイス化するにあたっては,マイクロプレートのウェル底部への固定化方法,指示薬の変質の防止方法等,課題が多いことが明らかとなった。目的の達成のため,マイクロプレートのウェル内への固定化方法,固定化に用いる媒質の選択など種々の検討を進めている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

生体高分子と比色定量指示薬の組み合わせからなるイオン検知発色層の検討については,分担者との連携によって順調に成果が得られている。一方,色の有無によるON/OFF型比色検出系,ならびにそのデバイス化については,進捗がやや遅れている状況にある。これは研究代表者の異動により研究環境を再構築する必要が生じたことに起因する。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画では,イオン検知発色層ならびに色の有無によるON/OFF型比色検出系の構築が完了し,令和4年度にデバイス化を完了する予定であったが,上記の理由で遅れが生じている。このため,令和5年度には遅れを取り戻すべく,デバイス化と分析性能の検証を実施する。また,令和3年度に得られた成果については論文化の準備が完了しているので,論文投稿ならびに国際会議発表を行う計画である。

Causes of Carryover

研究の進捗ならびに学内の機器整備計画との兼ね合いから,配備予定にあった一部機器の導入を見合わせた。また,海外での発表が困難な社会情勢であったことなどから,旅費額等に変更が生じた。これらの理由から繰越使用額が生じており,次年度以降に機器の導入,消耗品購入,学会への参加によってこれらを使用する計画である。

  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] アルギン酸膜固定化試験紙とスマートデバイスを測定装置に用いた銅イオンの簡易分析法の開発2022

    • Author(s)
      立野 巧真、間中 淳、柴田 慶之、羽切 正英、加島 敬太
    • Journal Title

      銅と銅合金

      Volume: 61 Pages: 354~358

    • DOI

      10.34562/jic.61.1_354

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] セルロース誘導体により固定化されたジフェニルカルバジドを用いる六価クロムのマイクロプレート分析2023

    • Author(s)
      羽切 正英、木村 優佑、福原 至音、間中 淳
    • Organizer
      第28回高専シンポジウム
  • [Presentation] ヒドロキシアパタイトを複合したグルコマンナン膜の作製とフッ化物イオン捕捉能の評価2023

    • Author(s)
      野村 佑太、加島 敬太、羽切 正英
    • Organizer
      第28回高専シンポジウム
  • [Presentation] 活性炭複合グルコマンナン膜に対するテオフィリン吸着能のin vitro評価2022

    • Author(s)
      猪狩 大成、加島 敬太、羽切 正英、押手 茂克
    • Organizer
      第8回関東磐越地区化学技術フォーラム
  • [Presentation] モンモリロナイト複合グルコマンナン膜のキサンチン類吸着挙動2022

    • Author(s)
      松本 優奈、矢之目 結佳、加島 敬太、羽切 正英、押手 茂克
    • Organizer
      第8回関東磐越地区化学技術フォーラム
  • [Presentation] ヒドロキシアパタイトを複合したグルコマンナン膜の作製と膜性状の評価2022

    • Author(s)
      野村 佑太、加島 敬太、羽切 正英
    • Organizer
      第8回関東磐越地区化学技術フォーラム
  • [Presentation] 天然高分子の分析化学的応用2022

    • Author(s)
      間中 淳、立野 巧真、大田 一華、羽切 正英、加島 敬太
    • Organizer
      第8回関東磐越地区化学技術フォーラム
  • [Presentation] 生体高分子を活用した分離材料・分析技術の開発2022

    • Author(s)
      羽切 正英
    • Organizer
      第172回群嶺テクノセミナー
    • Invited
  • [Presentation] 比色試薬封入型天然高分子を用いる銅(Ⅱ)イオンのワンモーション分析法の開発2022

    • Author(s)
      大田 一華、立野 巧真、柴田 慶之、間中 淳、羽切 正英
    • Organizer
      日本銅学会第62回講演大会
  • [Presentation] A型ゼオライトを複合したバイオポリマー膜の作製と銅(Ⅱ)イオン交換特性の評価2022

    • Author(s)
      羽切 正英、馬目 由季、渡邉 隆也、蛭田 愛未、加島 敬太
    • Organizer
      日本銅学会第62回講演大会

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Published: 2023-12-25  

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