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高分子薄膜被覆に基づく高性能化学センサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 01470064
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 工業分析化学
研究機関東京農工大学

研究代表者

小山 昇  東京農工大学, 工学部, 教授 (40134845)

研究期間 (年度) 1989 – 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
1991年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1990年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1989年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード被覆膜電極 / 二酸化炭素センシング / タ-ピリジン錯体薄膜 / カテコ-ルアミン / コレステロ-ル検出 / フロ-インジェクション分析 / 水晶振動子電極 / ジメチルアニリン / 高分子修飾電極 / タ-ピリジン配位子コバルト錯体薄膜 / ポリ(ジアルキルアニリン)膜 / フロ-インジェクション分析素子 / フェロセン修飾シロキサン膜 / グルコ-スセンサ- / 高分子薄膜被覆 / グルコ-スセンサ / フロ-インジェクション分析用素子 / アンペロメトリックセンサ / クレ-被覆 / ポルフィリン重合膜 / 荷電膜
研究概要

本研究では、まずCO_2およびO_2などを選択的に検知するための薄膜被覆電極を作製し、その特性評価を行った。ビニル置換基およびアミノ基を有するタ-ピリジン4'ーアクリル誘導体を合成し、その重合膜を作製しCO_2触媒還元能を調べた。低い過電圧でCO_2還元反応が進行することがわかった。センサとして最適な膜を探索するため、反応機構の解明および反応生成物を同定するための新しい計測システムを作製し測定を行った。CO_2の還元生成物としてギ酸およびCOが生成することを見い出した。コレステロ-ル検出など他の体液成分検出のための新しい二層高分子膜被覆電極型のセンサ素子を作製し、その特性を詳しく検討した。このセンサは、炭素電極表面にコバルトのアミノフェニルポルフィリン錯体の高分子薄膜が固定され、次にコレステロ-ルオキシダ-ゼ膜が固定され作製されたものである。センサの電流応答はコレステロ-ルの0.1から0.5mMまでの濃度範囲で直線関係を満足し、センサとして動作していることがわかり、人間の血清に含まれるコレステロ-ルを検出できることも実験により例証された。炭素電極にポリ(N,Nージメチルアニリン)などの荷電性薄膜を被覆したセンサ素子を作製し、ド-パミン,1ーノルエピネヒリン,およびDLー3,4ージヒドロキシフェニルアラニンなどの陽イオンを含む混合液からカテコ-ルアミン類など神経伝達物質を高選択的に検出できるセンサ素子を例証した。さらに、上記のようにして作製したセンサ素子について、高速液体クロマトグラフィ-/フロ-インジェクションアナリシスシステムの検出素子およびin vivo測定用センサとしての特性評価を行った。特性の応答反応機構の解明、センサの耐久性、in vivo測定の可能性を調べるために、反応生成物の検出は重要であり、そのためのガス分析計の一部を購入し検出システムを作製し反応生成物の検出を行った。さらに、上記膜および類似膜を被覆した水晶発振子電極を作製し、膜と被検知物質との相互作用およびセンサ動作時のイオン、溶媒および膜の形態変化を"Inーsitu"測定した。

報告書

(4件)
  • 1991 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1990 実績報告書
  • 1989 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (44件)

  • [文献書誌] Noboru Oyama: "A Redox-Active Polymer Film Mediated Enzyme Electrode for Amperometric Determination of Free Cholesterol." Electroanal.3. 655-671 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeo Ohsaka: "Electrocatalysis of Poly(2,3-diamininaphthalene)-filmed Electrodes for Reduction of Oxyger_4" J.Chem.Soc.Chem.Commun.7. 487-488 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.J.Kelly: "Determination of Ion and Solvent Transport in an Osmium Polymer Film using a Quartz Crystal Microbalance." J.Phys.Chem.95(23). 9579-9584 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noboru Oyama: ""in-situ" Quartz Crystal Microbalance Responses and Electrochemistry Regarding LB Film of Viologen Polyion Complexes on Electrode Surfaces." J.Electroanal.Chem.(1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeo Ohsaka: "Electrocatalysis of O_2 Reduction at Poly(o-phenylenediamine) and Poly(o-aminophenol)-filmed Glassy Carbon Electrodes." J.Chem.Soc.Chem.Commun.16. 1072-1073 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.J.Kelly: "電気化学マイクロバランス法による電解重合ポリピロ-ル膜におけるイオンの動的挙動のin situ解析" 分析化学. 40. 835-841 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noboru Oyama: ""Voltammetric Diagnosis of Charge Transport on Polymer Coated Electrodes."" John Wiley, 333-402 (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小山 昇: "「高分子錯体ー動的相互作用と電子過程」ー第4編4章、パルス法による電荷移動反応の観測ー" 学会出版センタ-, 243-262 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noboru Oyama: "A Solid-State Reference Electrode Based on Bilayer Coating with Poly (p, p, -biphenol) and Polyimide Films for the Gate of Field Effect Transistor." Anal. Sci.5. 729-734 (1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideharu Daifuku: "A study of the redox reaction mechanisms of polyaniline using a quartz crystal microbalance." J. Electroanal. Chem.274. 313-318 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeo Ohsaka: "Surface-Modified Electrochemical Detector for Flow Injection Analysis. Poly (N, N-dimethylaniline) -Coated Glassy Carbon Electrodes." Denki Kagaku. 58. 1136-1142 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Andrew J. Kelly: "Determination of in-situ solvent transport by isotopic substitution in an osmium polymer film using a quartz crystal microbalance." J. Electroanal. Chem.287. 185-190 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeo Ohsaka: "A New Amperometric Glucose Sensor Based on Bilayer Film Coating of Redox-Active Clay Film and Glucose Oxidase Enzyme Film." Bull. Chem. Soc. Jpn. 63. 2646-2652 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noboru Oyama: "Polymer-Complex Mediated Enzyme Electrodes for Amperometric Determination of Glucose." J. Macromol. Sci. -Chem.A27(9-11). 1203-1216 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideharu Daifuku: "Quartz Crystal Microbalance Study on Redox Reaction Mechanism of Polyaniline." Synthetic Metals. 41-43. 2897-2900 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noboru Oyama: "A Redox-Active Polymer Film Mediated Enzyme Electrode for Amperometric Determination of Free Cholesterol." Electroanalysis. 3. 665-671 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeo Ohsaka: "Electrocatalysis of Poly (2, 3-diaminonaphthalene)-filmed Electrodes for Redustion of oxygen." J. Chem. Soc. Chem. Commun.487-488 (1991)

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    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeo Ohsaka: "Electrocatalysis of O_2 Redustion at Poly (o-phenylenediamine)-and Poly (o-aminophenol)-coated Glassy Carbon Electrodes." J. Chem. Soc. Chem. Commun.1072-1073 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Andrew J. Kelly: "Determination of lon and Solvent Transport in an Osmium Polymer Film Using a Quartz Crystal Microbalance." J. Phys. Chem.,. 95. 9579-9582 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeyoshi Okajima: "Electrical Equivalent Circuit Parameters for Montmorillonite Clay Film-Coated Quartz Crystal Oscillators in Contact with Air, Moisture and Electrolyte Solutions"

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    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noboru Oyama: "A RedoxーActive Polymer Mediated Enzyme Electrode for Amperometric Determination of Free Cholesterol." Electroanal.3. 665-671 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Takeo Ohsaka: "Electrocatalysis of Poly(2,3ーdiamininaphthalene)ーfilmed Electrodes for Reduction of Oxygen." J.Chem.Soc.Chem.Commun.7. 487-488 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] A.J.Kelly: "Determination of Ion and Solvent Transport in an Oxmium Polymer Film using a Quartz Crystal Microbalance" J.Phys.Chem.95(23). 9579-9584 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Noboru Oyama: "“inーsitu" Quartz Crystal Microbalance Responses and Electrochemistry Regarding LB Film of Viologen Polyion Complexes on Electrode Surfaces." J.Electroanal.Chem.(1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Takeo Ohsaka: "Electrocatalysis of O_2 Reduction at Poly(oーphenylenediamine) and Poly(oーaminophenol)ーfilmed Glassy Carbon Electrodes" J.Chem.Soc.Chem.Commun.16. 1072-1073 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] A.J.Kelly: "電気化学マイクロバランス法による電解重合ポリピロ-ル膜におけるイオンの動的挙動のin situ解析" 分析化学. 40. 835-841 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Nobour Oyama: "“Voltammetric Diagnosis of Charge Transport on Polymer Coated Electrodes."" John Wiley, 333-402 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 小山 昇: "「高分子錯体ー動的相互作用と電子過程」ー第4編4章、パルス法による電荷移動反応の観測ー" 学会出版センタ-, 243-262 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Noboru Oyama: "PolymerーComplex Mediated Enzyme Electrodes for Amperometric Determination of Glucose." J.Macromol.Sci.ーChem.A27. 1203-1216 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Andrew J.Kelly: "Determination of inーsitu Solvent Transport by Isotopic Substitution in an Osmium Polymer Film Using a Quartz Crystal Microbalance." J.Electroanal.Chem.287. 185-190 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Takeo Ohsaka: "A New Amperometric Glucose Semsor Based on Bilayer Film Coating of RedoxーActive Clay Film and Glucose Oxidase Enzyme Film." Bull.Chem.Soc.Jpn.63(9). 2646-2652 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Takeo Ohsaka: "SurfaceーModified Electrochemical Detector for Flow Injection Analysis ーPoly(N,Nーdimethylaniline)ーCoated Glassy Carbon Electrodesー." Denki Kagaku. 58. 1136-1142 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Takeo Ohsaka: "Electrocatalysis of Poly(2,3ーdiaminonaphthalene)ーFilmed Electrodes for O_2 Reduction." J.Chem.Soc.Che.Commn.(1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Noboru Oyama: "A RedoxーActive Polymer Film Mediated Enzyme Electrode for Amperometric Determination of Free Cholesterol." J.Electroanalysis. (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 小山 昇: "電気化学法ー応用測定マニュアル" 講談社サイエンティフィク, (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 小山 昇: "高分子錯体ー動的相互作用と電子過程ーパルス法による電荷移動反応の観測ー" 学会出版センタ-, (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] N.Oyama,T.Ohsaka,S.Ikeda: "Polymer-complex Mediated Enzyme Electrodes for Amperometric Determination of Glucose" J.Macromol.Sci-chem.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] N.Oyama,T.Ohsaka,S.Ikeda,K.Okuaki: "A Solid-State Reference Electrode Based on Bilayer Coating with Poly(p,p´-biphenol)and Polymide Films for the Gate of Field Effect Transistor" Anal.Scie. 5. 729-734 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] H.Daifuku,N.Yamamoto,T.Ohsaka,N.Oyama: "A Study of the Redox Reaction Mechanisms of Polyaniline Using a Quartz Chrystal Microbalance" J.Electroanal.Chem.274. 313-318 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ohsaka,Y.Yamaguchi,N.Oyama: "A New Amperometric Glucose Sensor Based on Bilayer Film Coating of Redox-Active Clay Film and Glucose Oxidase Enzyme Film" Bull.Chem,Soc.Jpn.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] N.Oyama,N.Yamamoto,O.Hatozaki,T.Ohsaka: "Probing Absorption of Deuterium into Palladium Cathodes During D_2O Electrolysis with an in situ Electrochemical Microbalance Technique" J.J.Appl.Phys.in press.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] N.Oyama,T.Ohsaka,N.Yamamoto,O.Hatozaki: "The Determination of the Heterogeneous Electron-Transfer Rate Contants for the Redox Couples Using Fast Sweep Cyclic Voltammetry at Carbon Fiber Electrodes" J.Electroanal.Chem.265. 297-304 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 小山昇,大坂武男,逢坂哲弥: "講談社サイエンティフィク" 現代電気化学法-基礎マニュアル,応用マニュアル. 1989. (( )197+( )283)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Noboru OYAMA: "Elsevier" Chemical Sensor Technology Vol.2 ″Electropolymerized Films as Chemical Sensor Materials″. 1989. (18)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書

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公開日: 1989-04-01   更新日: 2016-04-21  

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