| 研究課題/領域番号 |
19K20467
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分64010:環境負荷およびリスク評価管理関連
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
岡崎 琢也 明治大学, 理工学部, 助教 (60772556)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 光ファイバーセンサー / 全反射減衰法 / ペーパー分析デバイス / イオン会合体 / フェナントロリン / 光ファイバーATRセンサー / ろ紙 / 河川水 / ワンステップ / マイクロPADs / 鉄フェナントロリン錯体 / 簡易分析 / ATR |
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| 研究開始時の研究の概要 |
環境水の分析において，夾雑物の影響を受けない高い選択性をもつ簡易分析法の開発は重大な課題である。本研究では，多様な環境水質に対して前処理なしの滴下のみで分析値が得られる簡易分析法として，ペーパー分析デバイスと光ファイバー全反射減衰（ATR）法を融合した新しいデバイスの開発を行う。この方法ではペーパー分析デバイスに光ファイバーATRセンサーによる検出系を組み込むことで，懸濁物質や腐植物質など着色した共存成分の夾雑物の影響を受けずに，目的物質のみの明瞭な吸収スペクトルを検出できる。また，本法の発展形においては，広帯域の波長を利用することで，一組の装置系で多成分の一斉分析を可能としている。
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| 研究成果の概要 |
本研究ではペーパー分析デバイスと光ファイバー全反射減衰（ATR）法を融合したセンシング技術を開発した。測定のモデルをフェナントロリン吸光光度法に基づく鉄(II)とした。露出させた光ファイバーコアに試薬を含侵したろ紙を付着させ，ろ紙への試料溶液の滴下によって生じる鉄(II)フェナントロリン錯体を光ファイバーの透過光から測定できた。試料量は80～120 μLであり，高い感度と選択性を示し，試料をそのまま滴下するだけのワンステップで測定が完了する。流路としてのろ紙への吸着によって，夾雑物モデルとしての10 μMエチルバイオレットの影響を低減させることができ，地下水や河川水への応用も達成した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
環境水の分析において，夾雑物の影響を受けない簡易分析法の開発は重大な課題である。一般的な簡易分析法では，目視による色の比較で対象濃度を判定するため正確な測定値が得難く，測定値に個人差が影響する点にも課題がある。近年発展しているペーパー分析デバイスはワンステップで測定が完了し，極めて低コストで大量生産が可能である。一方で試薬の呈色を利用する系ではモル吸光係数が感度を制限する。本研究成果は，センサーの利用によって少試料量において高い選択性と感度を持ち，ペーパー分析のようなワンステップ分析を可能とした。測定機器が必要だが，低コストで可搬性が高いため，環境水のオンサイト分析などへの応用が期待できる。
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