| 研究課題/領域番号 |
21H03578
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分63010:環境動態解析関連
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| 研究機関 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
中嶋 秀 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 准教授 (10432858)
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| 研究分担者 |
茅根 創 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (60192548)
森岡 和大 東京薬科大学, 薬学部, 助教 (70794056)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | pHセンサー / イオン感応性電界効果トランジスタ / ISFET / 海洋酸性化 / センサー / pH |
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| 研究開始時の研究の概要 |
海洋酸性化の影響が顕著である海底堆積物中の間隙水のpHをモニタリングすることは，海洋酸性化の進行度を評価する上で極めて需要である。しかし，海底堆積物中の間隙水のpHを連続的に計測する技術は未だ確立されていない。そこで本研究では，微小な拡張ゲート電極をアレイ化したイオン感応性電界効果トランジスタ（ISFET）センサーを開発し，これを海底堆積物中に設置することにより，周囲の環境を維持した状態で，海底堆積物中の間隙水の深度方向のpHを連続的に計測する技術を開発する。
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| 研究成果の概要 |
海底堆積物中の間隙水のpHプロファイルを計測できれば，海洋酸性化の進行度と炭酸カルシウムの溶解によるCO2吸収を評価することができる。しかし，海底堆積物中の間隙水のpHプロファイルを連続的に計測できる分析技術は未だ確立されていない。そこで本研究では，微小な拡張ゲート電極をアレイ化したイオン感応性電界効果トランジスタ（ISFET）センサーを開発し，これを用いて海底堆積物中の間隙水のpHプロファイルを連続的に計測することに成功した。これにより，海水のpHは海底堆積物中の間隙水のpHよりも0.1-0.3程度高いこと，また，夜間の海水のpHは日中よりも0.3程度低くなることが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発したISFETアレイセンサーは，海底堆積物中の間隙水のpHプロファイルを高い分解能で連続的に計測することができるセンサーである。したがって，本センサーが実用化されれば，「海底堆積物中の間隙水のpHプロファイルが短期あるいは長期的にどのように変動するか？」という未知の事象が明らかになり，サンゴ礁の砂地に棲息する海洋生物に対する酸性化の影響や，砂地の溶解速度などに関する新たな知見が得られる。したがって，本研究で開発したセンサーは，海洋での計測技術を飛躍的に発展させるとともに，海洋酸性化に関する研究の進歩に大きく貢献する可能性が高いと考えられる。
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