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ハイブリッド高分子マイクロチャンネルによるゼロエミッション型オンサイト環境分析

研究課題

研究課題/領域番号 13558076
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 環境保全
研究機関東京都立大学

研究代表者

内山 一美  東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40151899)

研究分担者 下坂 琢哉  東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40295473)
中釜 達朗  東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50244421)
保母 敏行  東京都立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00087321)
前田 恒昭  産業技術総合研究所, 科長付(研究職)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
11,400千円 (直接経費: 11,400千円)
2003年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2002年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
2001年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
キーワードマイクロ分析化学 / 電気泳動分析 / 機能性高分子 / 発光ダイオード / 蛍光検出 / 環境分析 / 現場分析 / ラベル化 / マイクロチャネル / 電気泳動分析法 / オンサイト分析 / ポリジメチルシロキサン / 高分子 / 三次元テンプレート
研究概要

従来チップ材料としてポリジメチルシロキサン(PDMS)をマイクロチャネルの素材として採用した。PDMSはマイクロチャネルテンプレート上に触媒を添加したモノマーを流し込み重合固化した。まずPDMSマイクロチャネルの作成方法について検討した。光源の発光ダイオード(LED)にはこれまで通り青色LED及び緑色LEDの発光面をマイクロチャネルに近接し、これと垂直に光ファイバーを設置しPDMSを流し込み重合させた。倒立型顕微鏡下でLEDを点灯した状態で発光部位及び光ファイバーの位置の微調整を行った。結果ポリエステルでは重合時に収縮するため光ファイバーが流路に近い場合マイクロ流路が歪むが、PDMSではこのようなことはなく極めて良好な再現性でチップを作製できた。この方法により作成したマイクロチップにより、ローダミン色素及びフルオレセインの定量性について検討した。ローダミン系色素にはスルフォローダミン101及びスルフォローダミンBを用い、LEDには緑色LEDを、フルオレセインの場合は青色LEDを用いた。それぞれの場合ともに検出限界から10^<-4>M程度まで極めて良好な直線上の検量線が描けた。検出限界はいずれの色素ともアトモルレベルであった。YAGレーザーの第2高調波を用いたLIFと感度の比較を行ったところ、マイクロチャネルに照射される単位光量あたりの感度はほぼ同等であった。本マイクロチャネルの作製から定量までの再現性はチップ間では30%程度と良好で、作製の歩留まりもほぼ100%であった。光ファイバーの見込み角を十分利用するための三次元テンプレートを試作した。即ち幅100μm高さ15μmのマイクロチャネルの検出部分を幅15μm高さ100μmとなるように徐々に幅を狭め高さを高くなるように設計した。レーザーを光源としてこれまでのチップと感度を比較したところ約2.5倍の高感度化が達成された。更なる最適化により10倍以上の高感度化が期待される。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (28件)

  • [文献書誌] K.Uchiyama, H.Nakajima, T.Hobo: "Detection method for micro chip separations,"J.Biomed.Chromatogr.. (in press). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Uchiyama, M.Yang, T.Sawazaki et al.: "Development of a Bio-MEMS for evaluation of dioxin toxicity by immunoassay method,"Sens. & Actuat. B. (in press). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.Chen, T.Nishiyama, K.Uchiyama, T.Hobo: "Electrochromatographic enantioseparation using chiral ligand exchange monolithic sol-gel column,"Anal.Chim.Acta.. 501. 17-23 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nakagama, T.Meada, K.Uchiyama, T.Hobo: "Monitoring nano-flow rate of water by atomic emission detection using helium radio-frequency plasma"Analyst. 128. 543-546 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.Chen, T.Nakayama, T.Nakagama, K.Uchivama, T.Hobo: "Thermodynamic approaches to intermolecular interaction and retention behavior in liquid chromatography"J. Liquid Chromatogr.. 26. 2809-2838 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.Chen, H.Ozawa, K.Uchiyama, T.Hobo: "Cyclodextrin-modified monolithic columns for resolving dansyl amino acid enantiomers and positional isomers by capillary electrochromatography"Electrophoresis. 24. 2550-2558 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Uchiyama, H.Nakajima, T.Hobo: "Detection method for micro chip separations"J.Biomed.Chromatogr. (in press). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Uchiyama, M.Yang, T.Sawazaki et al.: "Development of a Bio-MEMS for evaluation of dioxin toxicity by immunoassay method"Sens. & Actuat.B. (in press). (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.Chen, T.Nishiyama, K.Uchiyama, T.Hobo: "Electrochromatographic enantioseparation using chiral ligand exchange monolithic sol-gel column"Anal.Chim.Acta.. 501. 17-23 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Nakagama, T.Meada, K.Uchiyama, T.Hobo: "Monitoring nano-flow rate of wager by atomic emission detection using helium radio-frequency plasma"Analyst. 128. 543-546 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.Chen, T.Nishiyama, T.Nakagama, K.Uchiyama, T.Hobo: "Thermodynamic approaches to intermolecular interaction and retention behavior in liquid chromatography"J.Liqid Chromatogr.. 26. 2809-2838 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.Chen, H.Ozawa, K.Uchiyama, T.Hobo: "Cyclodextrin-modified monolithic columns for resolving dansyl amino acid enantiomers and positional isomers by capillary electrochromatography"Electrophoresis. 24. 2550-2558 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.Chen, T.Nishiyama, K.Uchiyama, T.Hobo: "Electrochromatographic enantioseparation using chiral ligand exchange monolithic sol-gel column"Anal.Chim.Acta. 501. 17-23 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Z.Chen, T.Nakayama, T.Nakagama, K.Uchiyama, T.Hobo: "Thermodynamic approaches to intermolecular interaction and retention behavior in liquid chromatography"J.Liqid Chromatogr.. 26/17. 1809-2838 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Z.Chen, H.Ozawa, K.Uchiyama, T.Hobo: "Cyclodextrin-modified monolithic columns for resolving dansyl amino acid enantiomers and positional isomers by capillary electrochromatography"Electrophoresis. 24. 2550-2558 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 内山一美, 坂井宣子, 下坂琢哉, 保母敏行: "マイクロチャネルによる分離分析"化学学工業. 422-427 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Wei Xu, Katsumi Uchiyama, Toshiyuki Hobo: "Studies on Polyester Chips with Modified Inner Surface for Open-Chennel Electrochromatography"Chromatography. 23(3). 131-138 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Z.Chen, K.Uchiyama, T.Hobo: "Chemically modified chiral monolithic silica column for the enantioseparation by m-HPLC"J. Chromatogr. A. 942. 83-91 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Z.Chen, M.Niidzma, N.Tatsuro, K.Uchiyama, T.Hobo: "Enantioseparations of dansyl amino acids unsing Cu(II) complexes with L-amino acylamides as chiral selectors in electrolytes by capillary electrophoresis"J. Sep. Sci. 25. 1197-1201 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] J-M.Lin, M.Nakagawa, K.Uchiyama, T.Hobo: "Comparison of three different anionic surfactants for the separation of hydrophobic compounds by nonaqueous capillary electrophoresis"Electrophoresis. 23. 421-425 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 内山一美: "高分子マイクロチャネルを用いるキャピラリー電気泳動"ぶんせき. No.5. 252-256 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 内山一美, 保母敏行: "マイクロチップ上の分析システム 高分子を用いたマイクロチャンネルの作製と電気泳動分析"化学と教育. 50(10). 682-685 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 内山一美, 除偉, 保母敏行: "マイクロチャンネルを用いたキャピラリー電気クロマトグラフィー"Chromatography. 22・3. 181-186 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Z.Chen, K.Yamada, M.Niitsuma K.Uchiyama, T.Hobo: "Separation selectivity in micellar electrokinetic chromatography using different anionic surfactants as pseudo-stationary phases"Chromatographia. 54・9/10. 629-633 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Katsumi Uchiyama, Wei Xu, Jingmiao Qiu, Toshiyuki Hobo: "Polyester microchannel chip for electrophoresis -incorporation of blue LED as light source"Fresenius' J Anal. Chem.. 371(2). 209-211 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Zilin Chen, Katsumi Uchiyama, Toshiyuki Hobo: "Interaction between 18-crown-6tetracarboxylic acid and positional substituents of enantiomers and simultaneous separation of positional....capillary electrophoresis"Electrophoresis,. 22. 2136-2142 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Zlilin Chen, Katsumi Uchiyama Toshiyuki Hobo: "18-Crown-6-Tetracarboxylic Acid as a Chiral Additive for the Simultaneous Separation of 0-m-and p-Enantiomers of Phenylalanine Family by Capillary Electrophoresis"Enantiomer. 6. 19-25 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakagama, Kazuya Hirasawa, K.Uchiyama, T.Hobo: "Photo-responsive Retention Behavior of Azobenzene-modified Cyclodextrin Stationary Phase in Micro-HPLC"Analytical Sciences. 17. 119-124 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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