ハイブリッド高分子マイクロチャンネルによるゼロエミッション型オンサイト環境分析

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13558076
• 研究機関: 東京都立大学
• 研究代表者: 内山 一美 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40151899)
• 研究分担者: 下坂 琢哉 東京都立大学, 工学研究科, 助手 (40295473) ; 中釜 達朗 東京都立大学, 工学研究科, 助手 (50244421) ; 保母 敏行 東京都立大学, 工学研究科, 教授 (00087321) ; 前田 恒昭 産業技術総合研究所, 科長付
• キーワード: マイクロ分析化学 / 電気泳動分析 / 機能性高分子 / 発光ダイオード / 蛍光検出 / 環境分析 / 現場分析 / ラベル化

研究概要

平成13年度に引き続きポリエステルマイクとチャネルを用いたハイブリッド化について検討した。光源として青色及び緑色発光ダイオードを,検出器への信号の伝達にファイバーを埋め込んだハイブリッド型ポリエステル分離チップの作製方法をほぼ確立した。チャネル内壁にはSDSを吸着させ大きな電気浸透流下でミセル動電クロマトグラフィー分離を行った。試料の蛍光ラベル化試薬について詳細に検討した。用いた青色または緑色LEDの特性により種々のラベル化試薬について検討し、オンチップラベル化の場合の最適条件を求めた。比較のためにグリーンHe-Neレーザー,アルゴンイオンレーザーを利用した。これらにより本年度以下のことが明らかとなった。
1)青色または緑色LEDはインコヒーレントな光源であるが発光面をマイクロチャンネル直近に設置することにより十分な光量を得ることができた。さらにショートパス干渉フィルター(厚さ0.5mm)をLED発光面とマイクロチャネルの間におくことにより迷光が減少した。
2)蛍光導光のために用いた光ファイバーの直径について検討した。ファイバー直径が100μmのものを用いたとき、マイクロチャネルまでの距離は100μm以上はなすと再現性のよいチップ作製が可能であることがわかった。それ以下の距離の場合ポリエステル重合時に若干の縮小が起こるため作製の再現性が低下した。
3)オンチップラベル化のための流路を設計した。幅50μmのジグザグ型の混合流路に反応チャンバーを組み合わせることによりオンチップラベル化が可能となった。
4)ラベル化試薬は反応の迅速性、励起波長がLEDの発光波長に適合すること、ポリエステルの吸収特性に適合することなどを考慮し、NBD-Fが最適であることがわかった。
5)NBDラベル化アミノ酸の検出限界は10-3M程度でオフチップラベル化よりも1桁程度大きかったが、今後ヒーターの導入、流路の工夫により1桁以上改善できると思われる。

研究成果

• [文献書誌] Wei Xu, Katsumi Uchiyama, Toshiyuki Hobo: "Studies on Polyester Chips with Modified Inner Surface for Open-Chennel Electrochromatography"Chromatography. 23(3). 131-138 (2002)
• [文献書誌] Z.Chen, K.Uchiyama, T.Hobo: "Chemically modified chiral monolithic silica column for the enantioseparation by m-HPLC"J. Chromatogr. A. 942. 83-91 (2002)
• [文献書誌] Z.Chen, M.Niidzma, N.Tatsuro, K.Uchiyama, T.Hobo: "Enantioseparations of dansyl amino acids unsing Cu(II) complexes with L-amino acylamides as chiral selectors in electrolytes by capillary electrophoresis"J. Sep. Sci. 25. 1197-1201 (2002)
• [文献書誌] J-M.Lin, M.Nakagawa, K.Uchiyama, T.Hobo: "Comparison of three different anionic surfactants for the separation of hydrophobic compounds by nonaqueous capillary electrophoresis"Electrophoresis. 23. 421-425 (2002)
• [文献書誌] 内山一美: "高分子マイクロチャネルを用いるキャピラリー電気泳動"ぶんせき. No.5. 252-256 (2002)
• [文献書誌] 内山一美, 保母敏行: "マイクロチップ上の分析システム 高分子を用いたマイクロチャンネルの作製と電気泳動分析"化学と教育. 50(10). 682-685 (2002)