| 研究課題/領域番号 |
18K05163
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
金 幸夫 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (40186367)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | マイクロ流路 / バイポーラー電極 / 顕微分光 / 電気化学検出 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、バイポーラー電極（BPE）を、2本のマイクロ流路間に配し、一つを試料溶液をフローする試料流路、もう一つを溶液静止条件で使用する検出流路とする新規な2流路BPEセンサーの開発を目的とする。そのために、2流路BPEセンサーを、電極構造・サイズ、および流路サイズを変えて作製し、次の5課題を設定し研究を進めている：（課題1）電気化学応答特性の解明、（課題2）蛍光応答特性の解明、（課題3）検出流路形状依存性の検討、（課題4）BPE電極サイズおよび駆動電極間距離依存性の検討、（課題5）置換型ストリッピングボルタンメトリー（SV)への応用。
平成30年度は、課題1および2を並行して進め、BPEセンサーの基礎的な特性データを収集することを目指し、電極幅100 μmのBPEを用いて実験を行った。課題1については、通常の三電極系とBPE系を比較しながら、種々の電気化学測定、およびその応答の流速依存性を検討した。その結果、試料流路側の反応量は検出流路側の試料量に規定されること、検出流路側の試料量が過剰である条件では、三電極系と同様な電気化学応答を示すことがわかった。また、得られた流速依存性は、有限要素法を用いたシミュレーション結果と定性的に一致することがわかった。課題2については、レサズリンの酸化還元挙動を明らかにするとともに、還元に伴う蛍光強度の増加が、電流応答に対応することを確認した。また、本経費で購入したCCDカメラを用いた実験系を構築し、電極近傍の蛍光強度分布を測定した。さらに、その分布の時間依存性は、シミュレーション結果と一致し、提案する2流路型BPEセンサーで電流応答に対応する蛍光挙動を示すことが確認できた。
以上のことより、当初計画に沿って次年度以降の計画に移行できる結果を得たと考えている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成30年度計画で予定していた、2流路BPEセンサーの、電気化学応答特性および蛍光応答特性の検討が順調に進んだ。また、それらの結果が当初、想定した応答を示すことが確認でき、次年度計画を進める準備ができた。さらに、平成30年度は、電極幅100 μmの電極を用いて実験を進めたが、平成31年度計画で行う電極幅依存性の検討に向けて、準備を始めた。
以上のことより、おおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成31年度は、当初計画に従い、（課題3）検出流路形状依存性の検討、（課題4）BPE電極サイズおよび駆動電極間距離依存性の検討を行う。これらを行うにあたり必要な2流路型BPEセンサーの作製法は確立している。また、電気化学応答および蛍光測定法についても、平成30年度に新規購入したCCDカメラを組み込んだシステムを構築している。予定どおり、課題3および4を進めていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初、購入予定の試薬が不要になり、購入しなかったため、次年度使用額が生じた。次年度の経費とあわせて、試薬購入に用いる。
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