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ダイヤモンド電極を利用した新規電気化学発光システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 19F19333
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分32020:機能物性化学関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

栄長 泰明  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00322066)

研究分担者 FIORANI ANDREA  慶應義塾大学, 理工学部, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2019-11-08 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2021年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード電気化学発光 / ダイヤモンド電極
研究開始時の研究の概要

ダイヤモンド電極は活性化学種を効率的に生成できるため、新規な反応開拓が期待できる。本研究では、この特徴を生かした新規な反応系を利用した電気化学発光システムの開拓を行うとともに、そのシステムを利用した免疫測定装置等への応用展開を目指す。

研究実績の概要

ホウ素をドープした導電性の「ダイヤモンド電極」の機能として、近年電気化学発光用の電極材料としての機能が見出されており、注目を集めている。例えば、通常電極では起こらない「共反応物フリー」のECLシステムの構築が可能である。しかしながら、ダイヤモンド電極を用いたECLシステムに関する研究は多くなく、さらなる高機能システムの構築が期待されている。本研究、特に本年度は、特に活性化学種を効率的に生成できるダイヤモンド電極の特徴を生かしたさらなる新規な電気化学発光システムの開拓、およびそのシステムを利用した免疫測定装置等への応用展開を目指して、以下の検討を行った。
本年度は、新しい系として、炭酸イオン/ルミノールの系を用いたシステムにおける電気化学発光について詳細に調べたところ、非常に大きな発光を実現した。一方、従来システムであるトリス(ビビリジン)ルテニウム錯体/トリプロピルアミンの系における電気化学発光についてダイヤモンド電極のホウ素濃度依存性など、定量的な評価についても詳細に調べた。さらに、抗体を修飾したビーズを用いた不均一系においても発光を観測し、免疫センサーへの応用展開に道筋をつけることに成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Universitas Padjadjaran(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Bologna(イタリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Bologna(イタリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Bologna(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Boron-Doped Diamond Electrode Outperforms the State-of-the-Art Electrochemiluminescence from Microbeads Immunoassay2022

    • 著者名/発表者名
      Sakanoue Kohei、Fiorani Andrea、Santo Claudio Ignazio、Irkham、Valenti Giovanni、Paolucci Francesco、Einaga Yasuaki
    • 雑誌名

      ACS Sensors

      巻: 7 号: 4 ページ: 1145-1155

    • DOI

      10.1021/acssensors.2c00156

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of Boron-Doping Level and Surface Termination in Diamond on Electrogenerated Chemiluminescence2021

    • 著者名/発表者名
      Sakanoue Kohei、Fiorani Andrea、Irkham、Einaga Yasuaki
    • 雑誌名

      ACS Applied Electronic Materials

      巻: 3 号: 9 ページ: 4180-4188

    • DOI

      10.1021/acsaelm.1c00620

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An efficient, formic acid selective CO2 electrolyzer with a boron-doped diamond cathode2021

    • 著者名/発表者名
      Du Jinglun、Fiorani Andrea、Einaga Yasuaki
    • 雑誌名

      Sustainable Energy & Fuels

      巻: 5 号: 10 ページ: 2590-2594

    • DOI

      10.1039/d1se00309g

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantification of electrogenerated chemiluminescence from tris(bipyridine)ruthenium(ii) and hydroxyl ions2020

    • 著者名/発表者名
      Fiorani Andrea、Valenti Giovanni、Irkham、Paolucci Francesco、Einaga Yasuaki
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 22 号: 27 ページ: 15413-15417

    • DOI

      10.1039/d0cp02005b

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electrogenerated Chemiluminescence by in Situ Production of Coreactant Hydrogen Peroxide in Carbonate Aqueous Solution at a Boron-Doped Diamond Electrode2019

    • 著者名/発表者名
      Irkham、Fiorani Andrea、Valenti Giovanni、Kamoshida Naoki、Paolucci Francesco、Einaga Yasuaki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 142 号: 3 ページ: 1518-1525

    • DOI

      10.1021/jacs.9b11842

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [産業財産権] ダイヤモンド電極を用いた電気化学発光2020

    • 発明者名
      栄長泰明・坂ノ上航平・フィオラニアンドレア
    • 権利者名
      栄長泰明・坂ノ上航平・フィオラニアンドレア
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-193649
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-11-29   更新日: 2024-03-26  

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