| 研究課題/領域番号 |
21K12226
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| 研究機関 | 群馬工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
羽切 正英 群馬工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (70435410)
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| 研究分担者 |
加島 敬太 小山工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (90710468)
間中 淳 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90413757)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | 分析デバイス / 目視定量 / 重金属 / 環境分析 / 比色法 |
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| 研究実績の概要 |
本課題では，水を『すくい取る』というワン・モーションで液中の微量有害金属を定量できる電力不要の分析デバイスの開発を目指している。具体的には液中の有害金属イオン種と反応する発色層をマイクロプレートのウェル内に形成し，プレートで水を掬ことで金属イオンを検知できるデバイスを開発する。この発色層は発色剤・妨害剤（発色抑制剤）によって構成され，意図的に妨害剤を添加することによって発色を抑制することで特定濃度以上でのみ発色するよう工夫される。この様な仕組みにより，色調ではなく色のON/OFFによって，また検体を掬うだけでイオン濃度の定量分析が可能となる。
その実現のため，これまでに (1)金属イオン濃縮能と金属イオン検知発色能を併せ持つ生体高分子素材の不溶化層（発色層）を形成する手法の開拓，ならびに(2) 一定以上の特定イオン濃度で発色する仕組みの構築について，実験的な検討を行った。その結果，水溶性バイオポリマーを基材とした銅イオン濃縮能を有するイオン検知発色層の構築が達成され，銅の環境基準である1～3 mg/L近傍において発色がON/OFFする比色検出系を構築できた。令和4年度は，金属イオン検知発色能を持つ生体高分子素材の不溶膜を，さらに高精度な定量分析が可能なものへ改良するとともに，論文発表と学会発表を行う成果を得た。一方，これをデバイス化するにあたっては，マイクロプレートのウェル底部への固定化方法，指示薬の変質の防止方法等，課題が多いことが明らかとなった。目的の達成のため，マイクロプレートのウェル内への固定化方法，固定化に用いる媒質の選択など種々の検討を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
生体高分子と比色定量指示薬の組み合わせからなるイオン検知発色層の検討については，分担者との連携によって順調に成果が得られている。一方，色の有無によるON/OFF型比色検出系，ならびにそのデバイス化については，進捗がやや遅れている状況にある。これは研究代表者の異動により研究環境を再構築する必要が生じたことに起因する。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画では，イオン検知発色層ならびに色の有無によるON/OFF型比色検出系の構築が完了し，令和4年度にデバイス化を完了する予定であったが，上記の理由で遅れが生じている。このため，令和5年度には遅れを取り戻すべく，デバイス化と分析性能の検証を実施する。また，令和3年度に得られた成果については論文化の準備が完了しているので，論文投稿ならびに国際会議発表を行う計画である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究の進捗ならびに学内の機器整備計画との兼ね合いから，配備予定にあった一部機器の導入を見合わせた。また，海外での発表が困難な社会情勢であったことなどから，旅費額等に変更が生じた。これらの理由から繰越使用額が生じており，次年度以降に機器の導入，消耗品購入，学会への参加によってこれらを使用する計画である。
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