2023 Fiscal Year Research-status Report

特異なフルオラス溶媒｜水界面反応場を利用した新規電気化学分析法の構築

Research Project

Project/Area Number	22K05175
Research Institution	Fukui Prefectural University
Principal Investigator	植松宏平福井県立大学, 生物資源学部, 准教授 (30547584)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	フルオラス溶媒 / フルオラスイオン / 有機フッ素化合物 / イオン移動ボルタンメトリー / 液膜
Outline of Annual Research Achievements	本申請研究では、特異なフルオラス溶媒｜水界面反応場を利用した新規電気分析法の構築を目的とする。当該年度では、昨年度構築した液膜系での測定法を用いて、近年問題となっている有機フッ素化合物の選択的高感度分析法構築の検討を行った。具体的に、有機フッ素化合物としてperfluorooctanoate ionを用い、フルオラスイオンと通常のイオン(非フルオラスイオン)の水相から非水溶媒相（フルオラス溶媒 or 有機溶媒)へのイオン移動反応を、液膜系を用いて検討した。フルオラスイオンは親フッ素性(もしくは疎油性)を、通常のイオンは疎フッ素性を示す。これらイオン間において、非水溶媒相をフルオラス溶媒から有機溶媒に変えたときの移動電位のシフトは逆方向となる結果が得られ、提案する手法によりフルオラスイオンを識別できることが分かった。また液膜系では測定対象イオンの水相から液膜相への電気化学的濃縮と、その逆移動（脱濃縮）過程を利用することでの高感度分析が可能となることが期待される。液膜の非分極性界面側の水相の電解質組成を適切に選択することで、目的イオンを液膜相に安定に濃縮でき、濃縮時間に応じた高感度分析が可能となることが分かった。実際に今回の測定系では、5分間の濃縮で100倍程度の高感度化、100 nMオーダーの分析が可能であった。また同濃縮過程はネルンスト拡散層を仮定した拡散律速過程により解析でき、1時間の濃縮で水相中の約90％の目的イオンを濃縮できることが分かった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 今年度の研究では、昨年度構築した液膜系での測定法を用いて、フルオラスイオンの選択的高感度分析法が可能であることを示せた。よって、研究は概ね順調に進展していると考えている。
Strategy for Future Research Activity	今年度検討したフルオラスイオンの選択的高感度分析法について、フルオラスイオンのフッ化炭素鎖長の評価など、分析性能に関するより詳細な検討を行う。またフルオラス溶媒｜水界面において非吸着性等の特異な界面特性が現れるか、電気化学的検討を行う。