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超音波による新しい電気化学発光反応場の創出と分析化学への展開

研究課題

研究課題/領域番号 16K05813
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 分析化学
研究機関信州大学

研究代表者

金 継業  信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (40252118)

研究分担者 高橋 史樹  信州大学, 学術研究院理学系, 助教 (40754958)
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: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード電気化学発光 / 超音波 / キャビテーション / 電位変調 / 金ナノ粒子 / 薬物分析 / リドカイン / ネライストキシン系農薬 / 電位変調電気化学発光計測 / 超音波キャビテーション / 電気化学発光量子収率 / 超音波化学発光 / 薬物検出 / 電気分析化学 / 超音波化学
研究成果の概要

電気化学反応系に超音波を照射されると電極界面での物質移動の促進,電極表面の活性化などの効果が期待され、電気分析化学の領域において注目されている。一方、超音波の電気化学発光(ECL)反応にどのような影響に及ぼすかについて、研究がほとんど進んでいない。本研究では,超音波の周波数によって超音波の物理的な反応場と音響キャビテーションによる化学的反応場の影響をそれぞれ検討し,種々の分析ニーズに応じた新しいECL検出原理の創出に関する基礎研究を行った。それに加えて、超音波により安定性に優れたエマルション、金ナノ粒子/グラフェンの機能性複合ナノ材料の調製にも成功し、環境水分析のセンサーを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電気分析化学の分野では,超音波をボルタンメトリーに用いた研究が多数報告されているが,ECL反応に適した報告は極めて少ない。反応系の制御が困難であることに加えて,計測の難しさが原因と考えられる。本研究は超音波による物理的または化学的効果を最大限に利用することを工夫して,ECLにおける新規反応の探索と反応機構解析を行うものであり,それらの特徴を充分に活かした新しいECL計測法を提案している。電気化学の基礎的な分野および分析化学の分野を始めとした種々の領域の発展にも広く資する,独創的かつ有意義な研究であると考えられている。

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

    (32件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (27件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Electrochemical Determination of Chromium(VI) in River Water with Gold Nanoparticles–Graphene Nanocomposites Modified Electrodes2018

    • 著者名/発表者名
      T. K. Sari, F. Takahashi, J. Jin, R. Zein, and E. Munaf
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 34 号: 2 ページ: 155-160

    • DOI

      10.2116/analsci.34.155

    • NAID

      130006342063

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sonochemical preparation of gold nanoparticles for sensitive colorimetric determination of nereistoxin insecticides in environmental samples2018

    • 著者名/発表者名
      F. Takahashi, N. Yamamoto, M. Todoriki, J. Jin :
    • 雑誌名

      Talanta

      巻: 188 ページ: 651-657

    • DOI

      10.1016/j.talanta.2018.06.042

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrochemiluminescence and voltammetry of tris(2,2′-bipyridine)ruthenium (II) with amphetamine-type stimulants as coreactants: an application to the discrimination of methamphetamine2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Fumiki、Nitta Saki、Shimizu Ryo、Jin Jiye
    • 雑誌名

      Forensic Toxicology

      巻: 36 号: 1 ページ: 185-191

    • DOI

      10.1007/s11419-017-0388-3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sonochemiluminescence of lucigenin: Evidence for superoxide radical anion formation by ultrasound irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      M. Matsuoka, F. Takahashi, Y. Asakura, J. Jin
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロ波加熱装置を用いた水溶性テルル化カドミウム量子ドットの合成と電気化学発光への応用2018

    • 著者名/発表者名
      中山雅之、北野拓磨、髙橋史樹、金継業
    • 学会等名
      日本分析化学会 中部支部・近畿支部 合同夏期セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Ru(bpy)32+ / リドカイン系の電気化学発光反応に対する超音波照射効果の検討2018

    • 著者名/発表者名
      清水亮、髙橋史樹、金継業
    • 学会等名
      日本分析化学会 中部支部・近畿支部 合同夏期セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超音波法によって調製した機能性金ナノ粒子によるネライストキシン農薬成分の高感度比色分析2018

    • 著者名/発表者名
      等々力深雪、山本直人、金継業、髙橋史樹
    • 学会等名
      日本分析化学会 中部支部・近畿支部 合同夏期セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 油水混和系における共反応物型ルテニウム錯体の電気化学発光挙動2018

    • 著者名/発表者名
      中澤朝之、清水亮、金継業、髙橋史樹
    • 学会等名
      日本分析化学会 中部支部・近畿支部 合同夏期セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超音波合成法を利用した機能性金ナノ微粒子の調製と簡便な高感度ネライストキシン農薬分析への応用2018

    • 著者名/発表者名
      髙橋 史樹、山本 直人、等々力 深雪、金 継業
    • 学会等名
      日本法中毒学会第37年会,昭和大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超音波照射条件下でのルテニウム錯体/リドカイン系の電気化学発光挙動2018

    • 著者名/発表者名
      清水亮・金継業・高橋史樹
    • 学会等名
      第49回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会、名古屋大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ルミノールのカソ-ディック電気化学発光による茶葉の抗酸化能評価2018

    • 著者名/発表者名
      森角祐馬、長井滉也、髙橋史樹、金継業、原哲史、ロイドテイサートン、柴田路子
    • 学会等名
      第49回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会、名古屋大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] closed式バイポーラ電極を用いるルミノールの電気化学発光反応による過酸化水素の定量2018

    • 著者名/発表者名
      菅沼福仁・中山雅之・長井滉哉・高橋史樹・金継業
    • 学会等名
      第49回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会、名古屋大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超音波法を用いて調製した機能性金ナノ微粒子によるネライストキシン農薬成分の高感度比色分析2018

    • 著者名/発表者名
      等々力 深雪 ・ 山本 直人 ・ 金 継業 ・ 髙橋 史樹
    • 学会等名
      本分析化学会第67年会、東北大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CdTe量子ドットの電気化学発光反応における粒子サイズ効果の考察2018

    • 著者名/発表者名
      中山 雅之 ・ 今井 勇勝 ・ 北野 拓磨 ・ 高橋 史樹 ・ 金 継業
    • 学会等名
      本分析化学会第67年会、東北大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学発光とソノケミルミネッセンスによる抗酸化能評価法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      金継業
    • 学会等名
      日本分析化学会第77回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] メトキシフェナミン鎮咳成分の高感度検出に向けた電位変調-電気化学発光挙動の解析と応用2017

    • 著者名/発表者名
      新田咲,金継業,髙橋史樹
    • 学会等名
      日本分析化学会第77回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ルミノールのカソ-ディック電気化学発光によるポリフェノール化合物の抗酸化能評価の検討2017

    • 著者名/発表者名
      森角 祐馬,長井 滉哉,髙橋 史樹,金 継業,原 哲史,ロイド テイ サー トン, 柴田 路子
    • 学会等名
      日本分析化学会第66年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] リドカインを共反応物としたルテニウム錯体(Ru(bpy)32+)系の電気化学発光反応の解析2017

    • 著者名/発表者名
      清水亮,金継業,髙橋史樹
    • 学会等名
      日本分析化学会第77回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] グラフェン-金ナノコンポジット修飾グラッシーカーボン電極によるグルコースの電気化学的検出2017

    • 著者名/発表者名
      長嶋 恵里佳,Trisna Kumala, Sari,髙橋 史樹,金 継業
    • 学会等名
      日本分析化学会第66年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Cu(II)イオンの電気化学還元過程における超音波照射の影響2017

    • 著者名/発表者名
      金 継業,菅沼 福仁,Sri Mulyati, 村上 竜
    • 学会等名
      第26回ソノケミストリー討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] リドカイン麻酔薬を共反応物とした[Ru(bpy)3]2+系の電気化学発光反応における超音波照射の影響2017

    • 著者名/発表者名
      高橋 史樹,清水 亮,金 継業
    • 学会等名
      第26回ソノケミストリー討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 脂肪族アミンを共反応物としたルシゲニンの超音波化学発光反応2017

    • 著者名/発表者名
      菅沼 福仁,春山 直紀,高橋 史樹,金 継業
    • 学会等名
      第26回ソノケミストリー討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 金ナノ粒子の凝集効果を利用したネライストキシン農薬成分の化学センシング2017

    • 著者名/発表者名
      山本 直人,等々力 深雪,高橋 史樹,金 継業
    • 学会等名
      第48回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Closed式バイポーラ電極を用いるルミノールの電気化学発光反応の基礎検討2017

    • 著者名/発表者名
      長井滉哉,森角祐馬,高橋史樹,金継業
    • 学会等名
      第48回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛍光プローブを用いた光触媒界面に生じたスーパーオキシドアニオンラジカルの定量2017

    • 著者名/発表者名
      春山 直紀,菅沼 福仁,松岡 聖典,金 継業
    • 学会等名
      第48回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波反応場におけるスーパーオキシドアニオンラジカルの生成反応と検出2016

    • 著者名/発表者名
      春山 直紀、松岡 聖典、金 継業
    • 学会等名
      第25回ソノケミストリー討論会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2016-10-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気化学発光によるスーパーオキシドアニオンに対する特異的抗酸化能評価法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      金 継業、松岡 聖典、高橋 史樹、原 哲史、ロイド テイ サー トン、柴田 路子
    • 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
  • [学会発表] 電位変調-電気化学発光法を利用したメトキシフェナミン鎮咳成分の高感度検出法の開発と応用2016

    • 著者名/発表者名
      新田 咲、金 継業、 高橋 史樹
    • 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
  • [学会発表] エマルションによるルミノール電気化学発光反応の増感と超音波の照射効果2016

    • 著者名/発表者名
      長井 滉哉、松岡 聖典、高橋 史樹、金 継業
    • 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
  • [学会発表] CdTe量子ドット修飾電極の作成とそれを用いた共反応物型電気化学発光反応の考察2016

    • 著者名/発表者名
      北野 拓磨、松岡 聖典、高橋 史樹、金 継業
    • 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
  • [学会発表] 超音波反応場におけるスーパーオキシドラジカルアニオンの生成と検出2016

    • 著者名/発表者名
      春山 直紀、松岡 聖典、金 継業
    • 学会等名
      日本分析化学会第76回分析化学討論会
    • 発表場所
      岐阜薬科大学・岐阜大学
    • 年月日
      2016-05-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 電気化学発光を用いた薬物の検出システム2017

    • 発明者名
      金 継業,高橋 史樹,ロイド テイサ一トン,柴田 路子,原 哲史
    • 権利者名
      金 継業,高橋 史樹,ロイド テイサ一トン,柴田 路子,原 哲史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-174488
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 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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