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2015 年度 実績報告書

生物環境試料中の超微量有機および金属化学種の新規な絶対定量法

研究課題

研究課題/領域番号 25288064
研究機関金沢大学

研究代表者

井村 久則  金沢大学, 物質化学系, 教授 (60142923)

研究分担者 永谷 広久  金沢大学, 物質化学系, 准教授 (90346297)
森田 耕太郎  東邦大学, 理学部, 講師 (70396430)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード絶体定量 / 環境分析 / キラル分離 / 微量化学種 / 同位体
研究実績の概要

昨今のグローバル化の進展により,あらゆる分野で化学分析の重要性が広く認識され,国境を超えて分析法の信頼性を保証する方法が求められている。研究代表者らが提案する安定同位体およびキラリティーを利用した絶対定量法は,検量線を用いずに簡便・迅速な操作で正確な定量を可能とする。今年度の主な成果は以下の通りである。1)シクロデキストリン修飾キャピラリー電気泳動(CD-CZE)によるキラル分離の解明と応用への高性能化,2)偏光変調全内部反射蛍光分光法等によるポルフィリン類の界面吸着状態の解明,3)銅の化学種分析のための新規な分離試薬およびセンシング試薬の開発と評価。
1)CD-CZEにより,エリトロ3-メトキシ-2-メチル-4-フェニル酪酸と各種シクロデキストリン(CD)との包接錯体生成定数を求めた。ベータ-CDがエリトロ体と最も安定な包接錯体を生成し,非解離のエナンチオマーでのみ,それらの生成定数に差が生じることを明らかにした。得られた定数から最適キラル分離条件をもとめ,完全分離を達成した。
2)プロトポルフィリンIXの界面吸着量や界面特異的に生成する会合体の吸着状態の電位依存性を初めて明らかにした。さらに,種々の水溶性ポルフィリンの吸着状態が非イオン界面活性剤共存下で変化することを見出した。遠心液膜法を用い,ポルフィリンのプロトン付加体および会合体形成を,共通イオンを溶解させるだけで制御できることを明らかにした。
3)7-ヨード-5-オクチルオキシメチル-8-キノリノールを新規に合成し,有機溶媒-水間の分配定数が10の7乗に達することを示した。また銅(II)の抽出定数並びに抽出速度定数を求め界面反応性を明らかにした。一方,新規な発光プローブとしてカーボンナノドットを合成し,カドミウムや鉛などの有害重金属とは反応せず,銅(II)イオンに対し迅速・高選択的に応答することを見出した。

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

標的有機化合物である3-メトキシ-2-メチル-4-フェニル酪酸のエナンチオマーと各種シクロデキストリンとのキラル相互作用を明らかにすることができ,得られた諸定数より最適キラル分離条件を求める方法を確立できた。本研究で開発に着手した新規な界面分光計測法である偏光変調全内部反射蛍光分光法の研究が,アメリカ化学会誌に掲載され,本法が液液界面に吸着配向したポルフィリン化学種に対して,高感度・高選択的に測定できる精密状態分析法であることが認められた。さらに,種々の水溶性ポルフィリンの界面吸着状態が非イオン界面活性剤によって影響されることを見いだし,今後の応用への展開が期待される。

今後の研究の推進方策

研究最終年度に向けて,数種の強毒性ミクロシスチンを用いて,キラリティー利用絶対定量法の実証実験を行うとともに,新しいキラリティー計測・定量法の開発を継続する。具体的には,キラル界面会合体を用いた偏光変調全内部反射蛍光分光法によるキラル計測と定量への応用,金などの貴金属表面プラズモン共鳴を利用した高感度キラル光学測定法の開発を行う。

次年度使用額が生じた理由

実験操作をミクロ化し,標的カルボン酸およびミクロシスチン標準品の使用量を当初予定より少なくできた。また,研究の展開に応じてキラルカラムの購入を見送った。

次年度使用額の使用計画

標準試薬級のミクロシスチン-LR,-RR,-YRをそれぞれ複数購入予定である。また,キラルカラムを購入予定である。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 非イオン界面活性剤水溶液の相分離に及ぼす多価フェノールの効果とアンチモン(V)の曇り点抽出への応用2016

    • 著者名/発表者名
      池端浩紀,平山直紀,井村久則
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 65 ページ: 65-70

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ion Transfer and Adsorption Behavior of Ionizable Drugs Affected by PAMAM Dendrimers at the Water|1,2-Dichloroethane Interface2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Sakae, Hirohisa Nagatani, and Hisanori Imura
    • 雑誌名

      Electro. Chim. Acta

      巻: 191 ページ: 631-639

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2016.01.122

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Potential-Dependent Adsorption and Orientation of meso-Substituted Porphyrins at Liquid|Liquid Interfaces Studied by Polarization-Modulation Total Internal Reflection Fluorescence Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Sho Yamamoto, Hirohisa Nagatani, Kotaro Morita, and Hisanori Imura
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 120 ページ: 7248-7255

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b02178

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescent Detection of Nitrite with Carbon Nanodots Prepared by Microwave-assisted Synthesis2015

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Morita, Akane Kobayashi, Hirohisa Nagatani, Hisanori Imura
    • 雑誌名

      Anal. Sci.

      巻: 31 ページ: 481-485

    • DOI

      10.2116/analsci.31.481

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photoinduced Electron Transfer of PAMAM Dendrimer-Zinc(II) Porphyrin Associates at Polarized Liquid|Liquid Interfaces2015

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Nagatani, Hiroki Sakae, Taishi Torikai, Takamasa Sagara, Hisanori Imura
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 31 ページ: 6237-6244

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.5b01165

    • 査読あり
  • [学会発表] 多分岐高分子共存下の液液界面におけるフラビン化合物の吸着反応機構2015

    • 著者名/発表者名
      坂江広基, 藤沢政孝, 永谷広久, 井村久則
    • 学会等名
      第61回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 発表場所
      イーグレひめじ, 姫路
    • 年月日
      2015-11-25
  • [学会発表] 疎水性ポルフィリンによる液液界面プロトン移動反応の分光学的検討2015

    • 著者名/発表者名
      遠藤宏樹, 永谷広久,井村久則
    • 学会等名
      第61回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 発表場所
      イーグレひめじ, 姫路
    • 年月日
      2015-11-24
  • [学会発表] 液液界面におけるアニオン性ポルフィリンの電位依存吸着配向特性2015

    • 著者名/発表者名
      山本 翔, 永谷広久, 森田耕太郎, 井村久則
    • 学会等名
      第61回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 発表場所
      イーグレひめじ, 姫路
    • 年月日
      2015-11-24
  • [学会発表] Htta-TOPO-イオン液体協同効果系のランタノイドの抽出平衡と付加錯体生成の定量的評価2015

    • 著者名/発表者名
      岡村浩之, 水野正義, 平山直紀, 下条晃司郎, 長縄弘親, 井村久則
    • 学会等名
      第34回溶媒抽出討論会
    • 発表場所
      金沢工業大学, 野々市
    • 年月日
      2015-10-24
  • [学会発表] β-ジケトンと疎水性中性配位子を用いるイオン液体協同効果系におけるランタノイド(III) の抽出平衡2015

    • 著者名/発表者名
      畠山瑞央, 岡村浩之, 永谷広久, 下条晃司郎, 長縄弘親, 井村久則
    • 学会等名
      第34回溶媒抽出討論会
    • 発表場所
      金沢工業大学, 野々市
    • 年月日
      2015-10-23
  • [学会発表] 液液界面における金ナノ粒子の光電流増幅効果の粒径依存性2015

    • 著者名/発表者名
      澤田 諭, 永谷広久, 森田耕太郎, 井村久則
    • 学会等名
      日本分析化学会第64年会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス,福岡
    • 年月日
      2015-09-10
  • [学会発表] 液液界面における薬剤分子のイオン移動反応挙動に及ぼすPAMAMデンドリマーの効果2015

    • 著者名/発表者名
      坂江広基, 永谷広久, 井村久則
    • 学会等名
      日本分析化学会第64年会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス,福岡
    • 年月日
      2015-09-09
  • [学会発表] Potential-dependent adsorption of water-soluble porphyrins at liquid|liquid interfaces studied by polarization-modulation total internal reflection fluorescence spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Sho Yamamoto, Hirohisa Nagatani, Kotaro Morita, Hisanori Imura
    • 学会等名
      2nd Asian Symposium on Analytical Sciences
    • 発表場所
      Ito campus of Kyushu University, Fukuoka
    • 年月日
      2015-09-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Potential-Dependent Encapsulation of Ionic Species in Charged Dendrimers at Liquid|Liquid Interfaces2015

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Nagatani
    • 学会等名
      2nd Asian Symposium on Analytical Sciences
    • 発表場所
      Ito campus of Kyushu University, Fukuoka
    • 年月日
      2015-09-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photoluminescent properties of carbon nanodots prepared by pyrolytic synthesis2015

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Morita, Naoki Yamada, Misuzu Nakada, Hirohisa Nagatani, Naoki Hirayama, Hisanori Imura
    • 学会等名
      Royal Society of Chemistry Tokyo International Conference 2015
    • 発表場所
      Makuhari Messe, Chiba
    • 年月日
      2015-09-03
    • 国際学会
  • [学会発表] 化学検出法の基礎2015

    • 著者名/発表者名
      井村久則
    • 学会等名
      日本分析化学会中部支部第25回基礎及び最新の分析化学講習会と愛知地区講演会
    • 発表場所
      愛知工業大学,名古屋
    • 年月日
      2015-08-04
    • 招待講演
  • [学会発表] Selective Characterization of Dye Species Adsorbed at Liquid|Liquid Interfaces by Polarization-Modulation Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Nagatani
    • 学会等名
      48th Heyrovsky Discussion
    • 発表場所
      Trest, Czech Republic
    • 年月日
      2015-06-16
    • 国際学会
  • [学会発表] 酸化還元試薬共存下でのカーボンナノドットの発光挙動2015

    • 著者名/発表者名
      森田耕太郎, 山田尚希, 永谷広久, 井村久則
    • 学会等名
      第75回分析化学討論会
    • 発表場所
      山梨大学甲府キャンパス,甲府
    • 年月日
      2015-05-24
  • [学会発表] PAMAMデンドリマー共存下の液液界面におけるフラビン化合物の吸着反応機構2015

    • 著者名/発表者名
      坂江広基, 永谷広久, 森田耕太郎, 井村久則
    • 学会等名
      第75回分析化学討論会
    • 発表場所
      山梨大学甲府キャンパス,甲府
    • 年月日
      2015-05-23
  • [図書] 基礎から学ぶ分析化学2015

    • 著者名/発表者名
      井村久則,樋上照男(編)
    • 総ページ数
      231
    • 出版者
      化学同人
  • [備考] 金沢大学理工学域物質化学類化学コース分析化学研究室

    • URL

      http://chem.s.kanazawa-u.ac.jp/index.html

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公開日: 2017-01-06  

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