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紫外線LEDを用いた活性酸素生成デバイスの創出と光化学的な物質動態評価への展開

研究課題

研究課題/領域番号 16K00516
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 環境動態解析
研究機関広島大学

研究代表者

竹田 一彦  広島大学, 統合生命科学研究科, 准教授 (00236465)

研究分担者 佐久川 弘  広島大学, 生物圏科学研究科, 教授 (80263630)
中谷 暢丈  酪農学園大学, 農食環境学群, 教授 (90423350)
研究協力者 藤澤 克成  
加藤 稜太  
植木 隆太  
野嶋 仁志  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードヒドロキシルラジカル / 亜硝酸イオン / 紫外線LED / テレフタル酸 / 除草剤 / 殺虫剤 / 競争反応 / 環境計測 / 活性酸素 / LED
研究成果の概要

本研究では紫外線LEDと亜硝酸イオンを用いて高効率で選択的なヒドロキシルラジカルの発生デバイスを作成し、それを用いてヒドロキシルラジカルと物質の迅速で簡易な反応速度定数を計測するためのフロー分析装置を開発した。この装置を持いて環境中に放出される可能性のある殺虫剤や除草剤などの農薬や医薬品のヒドロキシルラジカルとの反応速度数を決定した。また、これらの物質の光化学的な分解速度を計測した。その上でこれらの物質の環境中での光化学的寿命を推定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では数多くの低分子有機化合物や無機塩、殺虫剤や除草剤などの農薬、医薬品のヒドロキシルラジカルとの反応速度定数を決定することができた。これまでの報告値との比較から本法の有効性を証明することが来た。また、これらの反応速度定数の結果から個々の物質の光化学的な半減期の推定を行うことができた。
さらに、本研究では紫外線LEDと亜硝酸イオンの組み合わせによって高効率でヒドロキシルラジカルが発生できることを示し、これらの様々な応用の可能性を示した。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] テレフタル酸とフェントン反応を利用した河川水中過酸化水素の定量における分析条件の最適化2019

    • 著者名/発表者名
      植木隆太, 加藤稜太, 今泉圭隆, 岩本洋子, Waqar A. Jadoo, 佐久川弘, 竹田一彦
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 68 号: 2 ページ: 125-131

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.68.125

    • NAID

      130007607786

    • ISSN
      0525-1931
    • 年月日
      2019-02-05
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nanomolar Determination of Hydrogen Peroxide in Coastal Seawater Based on the Fenton Reaction with Terephthalate2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko TAKEDA, Hitoshi NOJIMA, Kengo KUWAHARA, Russel Chrispine CHIDYA, Adeniyi Olufemi ADESINA, Hiroshi SAKUGAWA
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 34 号: 4 ページ: 459-464

    • DOI

      10.2116/analsci.17P536

    • NAID

      130006682596

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Iodide and Iodate Distribution in the Seto Inland Sea, Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko TAKEDA, Kengo YAMANE, Yuuta HORIOKA, Kazuaki ITO
    • 雑誌名

      Aquatic Geochemistry

      巻: 23 号: 5-6 ページ: 315-330

    • DOI

      10.1007/s10498-017-9324-8

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pesticides and heavy metals in sediment core samples from a coastal area in Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Chikumbusko Chiziwa KAONGA, Kazuhiko TAKEDA, Hiroshi SAKUGAWA, Hideo YAMAZAKI
    • 雑誌名

      GEOCHEMICAL JOURNAL

      巻: 51 号: 6 ページ: 525-536

    • DOI

      10.2343/geochemj.2.0489

    • NAID

      130006243136

    • ISSN
      0016-7002, 1880-5973
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of Levels, Sources and Health Hazards of Road-Dust Associated Toxic Metals in Jalalabad and Kabul Cities, Afghanistan2017

    • 著者名/発表者名
      Jadoon Waqar Azeem、Khpalwak Wahdatullah、Chidya Russel Chrispine Garven、Abdel-Dayem Sherif Mohamed Mohamed Ali、Takeda Kazuhiko、Makhdoom Masood Arshad、Sakugawa Hiroshi
    • 雑誌名

      Archives of Environmental Contamination and Toxicology

      巻: 74 号: 1 ページ: 32-45

    • DOI

      10.1007/s00244-017-0475-9

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydroxyl radical generation with a high power ultraviolet light emitting diode (UV-LED) and application for determination of hydroxyl radical reaction rate constants2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Takeda, Katsunari Fujisawa, Hitoshi Nojima, Ryota Kato, Ryuta Ueki, Hiroshi Sakugawa
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 340 ページ: 8-14

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2017.02.020

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] UV-LEDを用いた農薬と活性酸素との反応速度定数の測定と環境中の光化学分解過程の解明2018

    • 著者名/発表者名
      加藤稜太, 竹田一彦, 岩本洋子, 佐久川弘
    • 学会等名
      2018年日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 河川水中における過酸化水素の起源および生成過 程の解明2018

    • 著者名/発表者名
      植木隆太, 岩本洋子, 佐久川弘, 竹田一彦
    • 学会等名
      2018年日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Hydroxyl radical generation with a high power ultraviolet light emitting diode (UV-LED) and application for determination of hydroxyl radical (OH) reaction rate constants2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Takeda, K. Fujisawa, R. Kato
    • 学会等名
      Asia/CJK symposium on analytical science 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高出力紫外線LEDを用いた ヒドロキシルラジカルの反応度定数計測法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      竹田 一彦
    • 学会等名
      第60回放射線化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 紫外線LEDを用いたヒドロキシルラジカル反応速度定数の測定法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      藤澤 克成, 竹田 一彦, 佐久川 弘
    • 学会等名
      日本分析化学会第65年会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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