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多点認識型希土類錯体によるリン酸イオンのイオン液体抽出発光センシングシステム開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K15605
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分34020:分析化学関連
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

岡村 浩之  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究員 (30709259)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードイオン液体 / 溶媒抽出 / 希土類錯体 / リン酸イオン / 発光センシング / ユウロピウム / アニオン / β-ジケトン / ランタノイド / 協同効果
研究開始時の研究の概要

環境水中のリン酸イオンは濃度が極めて低く,その挙動を解明するためには,高感度で検出できるセンサが必要とされているが,リン酸イオンを選択的に認識でき,高感度な光応答を示すセンサはほとんどない。本研究は,多点認識型希土類錯体を合成し,抽出発光センサとして用いることで,リン酸イオンの高効率かつ選択的なイオン液体抽出系を構築し,希土類錯体の発光特性の変化に基づいたリン酸イオンの高感度発光センシングシステムを開発することを目指す。

研究成果の概要

希土類錯体によるリン酸イオン及び種々のアニオンのイオン液体への抽出を研究し,ユウロピウム錯体の蛍光特性からリン酸イオンセンシング能を評価した。合成したユウロピウム錯体はリン酸イオンをほぼ定量的にイオン液体相に抽出できることを明らかにした。さらに,リン酸イオンと錯形成することによってユウロピウム錯体の蛍光特性に大きな変化が観測され,希土類錯体を用いたイオン液体抽出系により,リン酸イオンの発光センシングが可能であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ユウロピウム錯体がイオン液体中で特異的なアニオン受容性を示すことを抽出分離に応用し,リン酸イオンの高効率抽出分離を達成しただけでなく,ユウロピウム錯体の蛍光特性の変化に基づいたリン酸イオンの発光センシングに展開できることを示した。本手法は,操作の簡便性にも優れていることからオンサイト分析への適用も期待でき,環境保全にも役立つ可能性がある。本研究で得られた成果により,難分離性アニオン種の新たな抽出分離系の設計につながることも期待される。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Recent Progress in Ionic Liquid Extraction for the Separation of Rare Earth Elements2021

    • 著者名/発表者名
      OKAMURA Hiroyuki, HIRAYAMA Naoki
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 37 号: 1 ページ: 119-130

    • DOI

      10.2116/analsci.20SAR11

    • NAID

      130007966698

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 年月日
      2021-01-10
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Fluorous Phosphate for the Effective Extraction of LnIII from Nitrate media: Comparison with a Conventional Organic Phosphate2021

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ueda, Kei Kikuchi, Kohei Tokunaga, Tsuyoshi Sugita, Noboru Aoyagi, Kazuya Tanaka, Hiroyuki Okamura
    • 雑誌名

      Solvent Extraction and Ion Exchange

      巻: - 号: 5-6 ページ: 491-511

    • DOI

      10.1080/07366299.2021.1874115

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synergistic enhancement of the extraction and separation efficiencies of lanthanoid(III) ions by the formation of charged adducts in an ionic liquid2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Okamura, Masayoshi Mizuno, Naoki Hirayama, Kojiro Shimojo, Hirochika Naganawa, Hisanori Imura
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 59 号: 1 ページ: 329-340

    • DOI

      10.1021/acs.iecr.9b04998

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 革新的な液液系デバイス,“エマルションフロー装置”2020

    • 著者名/発表者名
      岡村浩之, 永野哲志, 長縄弘親
    • 学会等名
      令和元年度分析イノベーション交流会キックオフミーティング
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 希土類金属の相互分離のためのイオン液体抽出系の開発2020

    • 著者名/発表者名
      岡村浩之
    • 学会等名
      令和元年度分析イノベーション交流会キックオフミーティング
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液液系制御の新手法,“エマルションフロー法”2020

    • 著者名/発表者名
      長縄弘親, 永野哲志, 岡村浩之
    • 学会等名
      令和元年度分析イノベーション交流会キックオフミーティング
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 酸解離型ジアミド系配位子によるレアアースの抽出分離と抽出錯体構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      下条晃司郎, 笹貫武丸, Sebastian Schone, 杉田剛, 岡村浩之, 池田篤史
    • 学会等名
      第79回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ジルコニウム錯体のクラスター形成を考慮した溶媒抽出平衡解析2019

    • 著者名/発表者名
      岡村浩之, 上田祐生, 元川竜平, Junju Mu, Andrew J. Masters, Mark R. Antonio
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 三価ランタノイドのイオン液体キレート抽出におけるイオン液体アニオン側鎖の効果2019

    • 著者名/発表者名
      江口綾乃, 岡村浩之, 杉田剛, 上田祐生, 森田耕太郎, 下条晃司郎, 長縄弘親, 平山直紀
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属錯体によるナノクラスター化現象の精密構造解析に基づいた古典的平衡論解析の拡張2019

    • 著者名/発表者名
      岡村浩之, 上田祐生, 元川竜平, Junju Mu, Andrew J. Masters, Mark R. Antonio
    • 学会等名
      第38回溶媒抽出討論会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 界面反応場化学研究グループ

    • URL

      https://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/interfacial0/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 界面反応場化学研究グループ

    • URL

      http://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/interfacial0/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-01-27  

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