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光ファイバーを利用した液体クロマトグラフィックセンサーの開発と現場分析への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K21052
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 環境技術・環境負荷低減
グリーン・環境化学
研究機関明治大学 (2018)
富山大学 (2016-2017)

研究代表者

岡崎 琢也  明治大学, 理工学部, 助教 (60772556)

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
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード光ファイバーセンサー / 全反射減衰法 / 長周期ファイバーグレーティング / クロマトグラフィー / 屈折率検出 / HPLC / エバネッセント波 / 液体クロマトグラフィー / 現場分析 / ATR検出 / LPFGセンサー
研究成果の概要

本研究では,液体クロマトグラフィーによって分離された分析物を検出できる光ファイバーセンサーの開発を目的とした。実験では,全反射減衰(ATR)センサーおよび長周期ファイバーグレーティングという二種類の光ファイバーセンサーを用い,流路内に直接組み込むことによってフローセルが作製できた。それぞれのセンサーについて,ポンプ流速とフローセル内径,試料量の関係を明らかにした。ATRセンサーを用い,ODSカラムで分離したメチレンブルーおよびニューメチレンブルーが検出できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

環境水質分析における採水後の迅速な測定は,分析物のその場の化学形態により近い状態を反映するため重要な役割を担っている。現在,様々な分析機器の可搬化が進められているが高速液体クロマトグラフィーなどの分離分析に関する検討は報告が少ない。本研究では,光ファイバーATRセンサー可搬性や選択性,必要試料量の少なさを利用し,液体クロマトグラフィーと融合した分析システムの開発を目指した。成果として,センサーの検出感度に課題が残ったものの,分析物の連続検出に成功し,疎水性の異なるメチレンブルーとニューメチレンブルーの分離分析を達成した。

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

    (26件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Micro-organic Ion-associate Phase Extraction/micro-volume Back-extraction for the Preconcentration and GF-AAS Determination of Cadmium, Nickel and Lead in Environmental Water2018

    • 著者名/発表者名
      Mushahida-AL-NOOR Syeda、MURASHIMA Ryo、OKAZAKI Takuya、TAGUCHI Shigeru、KURAMITZ Hideki、HATA Noriko
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 34 号: 12 ページ: 1445-1448

    • DOI

      10.2116/analsci.18N011

    • NAID

      130007528619

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 年月日
      2018-12-10
    • 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] Adsorptive Voltammetry for the Determination of Ochratoxin A Using Enrichment Effect by Cationic Surfactants2018

    • 著者名/発表者名
      Sultana Ayesha、Sazawa Kazuto、Okazaki Takuya、Islam Md. Saiful、Hata Noriko、Sugawara Kazuharu、Kuramitz Hideki
    • 雑誌名

      Electroanalysis

      巻: 30 号: 10 ページ: 2265-2272

    • DOI

      10.1002/elan.201800226

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous Multiselective Spectroelectrochemical Fiber-Optic Sensor: Sensing with an Optically Transparent Electrode2018

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, Eri Shiokawa, T. Orii, T. Yamamoto, N. Hata, A. Taguchi, K. Sugawara, H. Kuramitz
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 90 号: 4 ページ: 2440-2445

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.7b03957

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of mercury (II) ions in water by polyelectrolyte gold nanoparticles coated long period fiber grating sensor2018

    • 著者名/発表者名
      S. Y. Tan, S. C. Lee, T. Okazaki , H. Kuramitz, F. A. Rahman
    • 雑誌名

      Optics Communications

      巻: 419 ページ: 18-24

    • DOI

      10.1016/j.optcom.2018.02.069

    • 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] Fiber Optic Sensor for Real-Time Sensing of Silica Scale Formation in Geothermal Water2017

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, T. Orii, A. Ueda, A. Ozawa and H. Kuramitz
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1038/s41598-017-03530-1

    • 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] Fiber Optic Sensor with an Optically Transparent Electrode for Monitoring CaCO3 Scale Formation in Geothermal Water2017

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, T. Yamamoto, A. Taguchi, A. Ueda, H. Kuramitz
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Letters

      巻: 1 号: 5 ページ: 00-00

    • DOI

      10.1109/lsens.2017.2739806

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Reusable Fiber Optic Sensor for the Real-time Sensing of CaCO3 Scale Formation in Geothermal Water2017

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, T. Orii, A. Ueda, H. Kuramitz
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 17 号: 5 ページ: 1207-1208

    • DOI

      10.1109/jsen.2016.2639561

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an Attenuated Total Reflection Based Fiber Optic Sensor for Real-time Sensing of Biofilm Formation2017

    • 著者名/発表者名
      T. Orii, T. Okazaki, N. Hata, F. A. Rahman, H. Kuramitz
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 印刷中

    • NAID

      130005950224

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Simultaneous Multiselective Spectroelectrochemical Fiber- Optic Sensor2018

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, E. Shiokawa, N. Hata, A. Taguchi, K. Sugawara, H. Kuramitz
    • 学会等名
      Pittcon 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 地熱水から発生するスケールのための光ファイバーセンサーと電気化学的手法の応用2018

    • 著者名/発表者名
      岡崎 琢也,田口 明,上田 晃,倉光 英樹
    • 学会等名
      公益社団法人日本セラミックス協会第31 回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 分散微粒子抽出法 (1) -原理と鉄(II)及びホルムアルデヒドの簡易分析への応用-2018

    • 著者名/発表者名
      小濵 望,佐澤 和人,波多 宣子,倉光 英樹,田口 茂,岡崎 琢也
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 有機染料の分光電気化学的応答評価と光ファイバーセンシングへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      桑名 李沙,岡崎 琢也,佐澤 和人,波多 宣子,田口 明,菅原 一晴,倉光 英樹
    • 学会等名
      2018年電気化学秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スケールセンサーによる電磁処理温泉水からの炭酸カルシウムスケール沈殿防止評価2018

    • 著者名/発表者名
      岡崎 琢也,瀬戸 龍一,倉光 英樹,上田 晃,梅木 千真
    • 学会等名
      日本地熱学会平成30年東京大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Fiber Optic Sensor for Real-Time Sensing of Silica Scale Formation in Geothermal Water2017

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, T. Orii, A. Ueda, H. Kuramitz
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fiber Optic Sensor Based on Electrochemical-Localized Surface Plasmon Resonance2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kuramitz, T. Orii, T. Okazaki, N. Hata, A. Taguchi, K. Sugawara
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電気化学-光ファイバーセンサーから得られる酸化還元活性染料の応答特性と界面活性剤添加による効果2017

    • 著者名/発表者名
      山本 高一路,岡崎 琢也,織井 達也,波多 宣子,田口 茂,菅原 一晴,倉光 英樹
    • 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] 対流/蛍光分光電気化学法による薬物代謝酵素活性評価法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      加藤 千央,岡崎 琢也,山本 高一路,佐澤 和人,波多 宣子,倉光 英樹
    • 学会等名
      平成29年度北陸地区講演会と研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化インジウムスズ被覆光ファイバーを用いた分光電気化学センサーの応用2017

    • 著者名/発表者名
      桑名 李沙,岡崎 琢也,山本 高一路,佐澤 和人,波多 宣子,田口 明,菅原 一晴,倉光 英樹
    • 学会等名
      平成29年度北陸地区講演会と研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ITO被覆光ファイバーを用いた分光電気化学センサーの開発2016

    • 著者名/発表者名
      塩川恵理,織井達也,岡崎琢也,波多宣子,田口茂,田口明,菅原一晴,倉光英樹
    • 学会等名
      平成28年度北陸地区講演会と研究発表会
    • 発表場所
      福井県福井市
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 電磁処理による松代温泉水からの炭酸カルシウムスケールの沈殿防止研究2016

    • 著者名/発表者名
      坂口亜弥,上田晃,織井達也,岡崎琢也,梅木千真
    • 学会等名
      日本地熱学会 平成28年郡山大会
    • 発表場所
      福島県郡山市
    • 年月日
      2016-10-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気化学-長周期ファイバーグレーティングセンサーの開発2016

    • 著者名/発表者名
      岡崎 琢也,織井 達也,田口 明,波多 宣子,田口 茂,倉光 英樹
    • 学会等名
      日本分析化学会第65年会
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 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] 電気化学-局在表面プラズモン共鳴光ファイバーセンサーの開発2016

    • 著者名/発表者名
      織井達也,岡崎琢也,波多宣子,田口茂,田口明,菅原一晴,倉光英樹
    • 学会等名
      日本分析化学会第65年会
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 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] ピロリジンジチオカルバミン酸錯体の膜分離濃縮/モリブデン青吸光光度法による水中ヒ素の高感度簡易定量2016

    • 著者名/発表者名
      村居景太,奥村浩,岡内俊太郎,岡崎琢也,波多宣子,田口茂
    • 学会等名
      日本分析化学会第65年会
    • 発表場所
      北海道札幌市
    • 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] Electrochemical long-period fiber grating sensor2016

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, T. Orii, A. Taguchi, N. Hata, S. Taguchi, Y. T. Yong, F. A-Rahman, H. Kuramitz
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference 2016
    • 発表場所
      Chiba, Japan
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金ナノ粒子に由来する局在表面プラズモン共鳴を利用した電気化学-光ファイバーセンサーの開発2016

    • 著者名/発表者名
      織井達也,岡崎琢也,波多宣子,田口茂,田口明,菅原一晴,倉光英樹
    • 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
      岐阜県岐阜市
    • 年月日
      2016-05-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気化学-光ファイバーセンサーから得られる酸化還元活性染料の応答特性2016

    • 著者名/発表者名
      山本高一路,織井達也,岡崎琢也,波多宣子,田口茂,菅原一晴,倉光英樹
    • 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
      岐阜県岐阜市
    • 年月日
      2016-05-28
    • 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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