界面機能光化学の基礎と展開

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 14050001
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 喜多村 昇 北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (50134838)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2006
• キーワード: 油 / 水界面 / 固 / 液界面 / マイクロチップ / 触媒 / 光化学反応 / マイクロリアクター / 微粒子 / 光ダイナミク

研究概要

顕微鏡下においてブタノール水溶液に集光1064nmレーザー光を照射することにより、水による1064nm光の吸収による光熱変換過程を経てレーザー光の焦点に単一ブタノール油滴を形成させることができるとともに、この油滴のレーザー捕捉と顕微計測が可能であることを明らかにしてきた。さらに、このレーザー誘起単一油滴形成法をマイクロ流路やキャピラリー電気泳動法と組み合わせることにより、油滴/水界面機能を利用した高効率な微量試料の抽出・濃縮・計測法へと展開した。特に、マイクロ流路を利用することにより、試料の連続的な濃縮・計測が再現性良く可能であること、さらに、キャピラリー電気泳動分離法と組み合わせることにより分離モードと試料の濃縮・高感度計測を両立することができることを明らかにした。
マイクロチャンネル中に集積化した酸化還元活性なフェロセン基を有するアルカンチオール自己組織化単分子膜/金電極により、電気化学的な電極/水間の接触角やチャンネル中の溶液のフロー制御を達成するとともに、溶液/電極界面で起こる素過程を接触角測定や表面増強赤外スペクトル測定などから解明した。特に、自己組織化単分子膜の酸化還元によりフェロセン誘導体の対イオンとしての過塩素酸陰イオンの吸着・脱着が起こるとともに、水分子の自己組織化膜ヘの吸脱着を通して、電極/溶液間の濡れ性が変化することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] A Thermodynamic Study on Molecular Recognition between Riboflavin and Diaminotriazine Derivative- Mediated by Triple Hydrogen Bonds at Water/Oil Interfaces (2006)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Analytical and Bioanalytical Chemistry 386 ページ: 749-758
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raman Microspectroscopy/Imaging Study on Phase-Vanishing Processes of Fluorous Biphase Systems in MicroChannel -Microheater Chips (2006)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Analytical Sciences 22 ページ: 1283-1289
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photodecomposition of Phenol by Silica-Supported Porphyrin Derivative in Polymer MicroChannel Chips (2006)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Journal of Photochemistry and Photobiology A Chemistry 184 ページ: 170-176
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Thermodynamic Study on Molecular Recognition between Riboflavin and Diaminotriazine Derivative Mediated by Triple Hydrogen Bonds at Water/Oil Interfaces (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Ishizaka, Y. Nishijima, N. Kitamura
  • 雑誌名: Analytical and Bioanalytical Chemistry 386 ページ: 749-758
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Raman Microspectroscopy/Imaging Study on Phase-Vanishing Processes of Fluorous Biphase Systems in MicroChannel-Microchannel Chips (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Araki, N. Kitamura
  • 雑誌名: Analytical Sciences 22 ページ: 1283-1289
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photodecomposition of Phenol by Silica-Supported Porphyrin Derivative in Polymer MicroChannel Chips (2006)
  • 著者名/発表者名: N. Kitamura, K. Yamada, K. Ueno
  • 雑誌名: Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry 184 ページ: 170-176
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photoanalytical Chemistry in Small Domains (in Japanese) (2006)
  • 著者名/発表者名: N. Kitamura
  • 雑誌名: Photochemistry, Blue Backs Series(Kodansha, Tokyo) ページ: 170-202
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Laser-Induced Liquid-to-Droplet Extraction of Chlorophenol : Photo-Thermal Phase Separation of Aqueous Triethylamine Solutions ・ (2005)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 77 ページ: 6055-6061
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laser-Induced Liquid-to-Droplet Extraction of Chlorophenol : Photo-Thermal Phase Separation of Aqueous Triethylamine Solutions (2005)
  • 著者名/発表者名: N. Kitamura, M. Yamada, S. Ishizaka. K. Konno
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 77 ページ: 6055-6061
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photochemistry at Liquid/Liquid Interfaces (2005)
  • 著者名/発表者名: S. Ishizaka, N. Kitamura
  • 雑誌名: Interfacial Nanochemistry(Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York) ページ: 249-269
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] An Application of Plastic Microchannel-Microheater Chip to a Thermal Synthetic Reaction (2004)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Analytical Sciences 20 ページ: 783-786
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-Resolved Total Internal Reflection Fluorescence Study on Hybridization of Complementary Single-Strand DNAs at a Water/Oil Interface (2004)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 76 ページ: 5075-5079
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-Step Electrochemical Cyanation Reaction of Pyrene in Polymer Microchannel-Electrode Chips (2004)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Bulletin of Chemical Society Japan 77 ページ: 1331-1339
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoinduced Redox Cycle of Riboflavin at a Water/Oil Interface (2004)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Analytical Sciences 20 ページ: 1587-1592
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Application of Plastic MicrochanneWVficroheater Chip to a Thermal Synthetic Reaction (2004)
  • 著者名/発表者名: N. Kitamura, Y. Hosoda, K. Ueno, S. Iwata
  • 雑誌名: Analytical Sciences 20 ページ: 783-786
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Time-Resolved Total Internal Reflection Fluorescence Study on Hybridization of Complementary Single-Strand DNAs at a Water/Oil Interface (2004)
  • 著者名/発表者名: S. Ishizaka, Y. Ueda, N. Kitamura
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 76 ページ: 5075-5079
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] One-Step Electrochemical Cyanation Reaction of Pyrene in Polymer Microchannel-Electrode Chips (2004)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, N. Kitamura
  • 雑誌名: Bulletin of Chemical Society Japan 77 ページ: 1331-1339
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photoinduced Redox Cycle of Riboflavin at a Water/Oil Interface (2004)
  • 著者名/発表者名: S. Ishizaka, N. Kitamura
  • 雑誌名: Analytical Sciences 20 ページ: 1587-1592
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Spectroscopic Analysis of Individual Microparticles (in Japanese) (2004)
  • 著者名/発表者名: N. Kitamura
  • 雑誌名: Interface, Nanotechnology, Molecular Electronics, and Nanoanalysis (Maruzen, Tokyo) ページ: 289-297
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Channel Shape Effects on Solution-Flow Characteristics and Liquid/Liquid Extraction Efficiency in Polymer MicroChannel Chips (2003)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Analytical Sciences 19 ページ: 391-394
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristic Electrochemical Responses of Polymer Microchannel-Microelectrode Chips (2003)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 75 ページ: 2086-2091
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal Phase Transition of an Aqueous Poly(N-isopropylacrylamide)Solution in a Polymer Microchannel-Microheater Chip (2003)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Langmuir 19 ページ: 8484-8489
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Trapping-Chemical Analysis of Single Microparticles in Solution (2003)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Journal of Photochemistry and Photobiology C : Reviews 4 ページ: 227-247
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Observation of Molecular Recognition Mediated by Triple Hydrogen Bonds at a Water/Oil Interface : Time-Resolved Total Internal Reflection Fluorometry Study (2003)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 75 ページ: 6035-6042
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Spectroelectrochemical Study on Perylene Cation Radical in Polymer Microchannel-Microelectrode Chip (2003)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Analyst 128 ページ: 1401-1405
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Channel Shape Effects on Solution-Flow Characteristics and Liquid/Liquid Extraction Efficiency in Polvmer MicroChannel Chins (2003)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, H. -B. Kim, N. Kitamura
  • 雑誌名: Analytical Sciences 9 ページ: 391-394
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Characteristic Electrochemical Responses of Polymer MicrochannelMicroelectrode Chips (2003)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, H. -B. Kim, N. Kitamura
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 75 ページ: 6035-6042
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Thermal Phase Transition of an Aqueous Poly(N-isopropylacrylamide) Solution in a Polymer Microchannel-Microheater Chip (2003)
  • 著者名/発表者名: N. Kitamura, Y. Hosoda, C. Iwasaki, K. Ueno, H. -B. Kim
  • 雑誌名: Langmuir 19 ページ: 8484-8489
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Optical Trapping-Chemical Analysis of Single Microparticles in Solution (2003)
  • 著者名/発表者名: N. Kitamura, F. Kitagawa
  • 雑誌名: Journal of Photochemistry and Photobiology C : Reviews 4 ページ: 227-247
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Direct Observation of Molecular Recognition Mediated by Triple Hydrogen Bonds at a Water/Oil Interface: Time-Resolved Total Internal Reflection Fluorometry Study (2003)
  • 著者名/発表者名: S. Ishizaka, N. Kitamura
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 75 ページ: 6035-6042
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A Spectroelectrochemical Study on Perylene Cation Radical in Polymer Microchannel-Microelectrode Chip (2003)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, N. Kitamura
  • 雑誌名: Analyst 128 ページ: 1401-1405
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photoredox Chemistry of Single Microdroplets in Water (2003)
  • 著者名/発表者名: F. Kitagawa, N. Kitamura
  • 雑誌名: Single Organic Nanoparticles ページ: 267-284
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A Mechanistic Study on Photocyanation of Pyrene in Oil-in-Water Emulsion System (2002)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Journal of Organic Chemistry 67 ページ: 2524-2531
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Laser Trapping-Spectroscopy Study on Photocyanation of Perylene across Single Micrometer-Sized Oil Droplets/Water Interface : Droplet-Size Effects on Photoreaction Quantum Yield (2002)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 4 ページ: 4495-4503
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocyanation of Pyrene across an Oil/Water Interface in a Polymer MicroChannel Chip (2002)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 雑誌名: Lab on a Chip 2 ページ: 231-234
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Mechanistic Study on Photocyanation of Pyrene in Oil-in-Water Emulsion System (2002)
  • 著者名/発表者名: F. Kitagawa, N. Kitamura
  • 雑誌名: Journal of Organic Chemistry 67 ページ: 2524-2531
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Laser Trapping-Spectroscopy Study on Photocyanation of Perylene across Single Micrometer-Sized Oil Droplets/Water Interface: Droplet-Size Effects on Photoreaction Quantum Yield (2002)
  • 著者名/発表者名: F. Kitagawa, N. Kitamura
  • 雑誌名: Physical Chemistry Chemical Physics 4 ページ: 4495-4503
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photocyanation of Pyrene across an Oil/Water Interface in a Polymer MicroChannel Chip (2002)
  • 著者名/発表者名: K. Ueno, F. Kitagawa, N. Kitamura
  • 雑誌名: Lab on a Chip 2 ページ: 231-234
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Laser-Induced Single Droplet Formation and Its Application to Liquid/Liquid Extraction. (2007)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 学会等名: 2007 Korean-Japan Bilateral Symposium on FrontierPhotoscience
  • 発表場所: Korea
  • 年月日: 2007-11-22
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Laser-Induced Single Droplet Formation and Its Application to Liquid/Liquid Extraction (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Kitamura
  • 学会等名: 2007 Korean-Japan Bilateral Symposium on Frontier Photoscience
  • 発表場所: Korea
  • 年月日: 2007-11-22
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] 単一微粒子計測法の開発と分析化学的展開 (2006)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 学会等名: 日本分析化学会第55年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20060913-20060915
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Development and Applications of Single Microparticle Analys is Methods (2006)
  • 著者名/発表者名: N. Kitamura
  • 学会等名: 55 th Annual Meeting of Japan Society Analytical Sciences
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20060913-20060915
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] 単一微粒子の分光分析 (2003)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 学会等名: 日本化学会第83春季年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20030318-20030321
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Spectroscopic Analysis of Single Microparticles (2003)
  • 著者名/発表者名: N. Kitamura
  • 学会等名: 83th Annual Meeting of Chemical Society
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20030318-20030321
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Chemical Applications of Polymer MicroChannel Chip (2003)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 学会等名: Second International Conference on MolecularElectronics and Bioelectronics
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20030305-20030307
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Chemical Applications of Polymer MicroChannel Chip (2003)
  • 著者名/発表者名: N. Kitamura
  • 学会等名: 2nd Int'l Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20030305-20030307
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] ブルーバックスシリーズ「光化学の驚異」 (2006)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 総ページ数: 232
  • 出版者: 講談社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Interfacial Nanochemistry (2005)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 総ページ数: 321
  • 出版者: Kluwer Academic/Plenum Publishers
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 先端化学シリーズVI, 界面・ナノテクノロジー・分子エレクトロニクス・ナノ分析 (2004)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 総ページ数: 303
  • 出版者: 丸善
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Single Organic Nanoparticles (2003)
  • 著者名/発表者名: 喜多村 昇
  • 総ページ数: 402
  • 出版者: Springer Verlag
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より