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2014 年度 実績報告書

液体半導体を用いる端面発光型デバイスの開発とマイクロフロー光分析への応用

研究課題

研究課題/領域番号 25620117
研究機関九州大学

研究代表者

今任 稔彦  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50117066)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード液体半導体 / 電気化学発光 / マイクロフロー分析
研究実績の概要

昨年度の結果より、熱活性型遅延蛍光材料は、高効率な電気化学発光を与えることが分かった。特に、ジシアノベンゼンとカルバゾリル基から構成される分子(4CzIPN)は50%に近い発光効率を与えた。しかしながら、電極上での酸化によって生成するラジカルカチオンが重合することによって、電極表面にポリマー膜が形成された。これに伴い、電極が不活性化され、時間とともに、発光強度の減少が観察された。そこで、より安定な熱活性型遅延蛍光分を電気化学発光に用いるべく、ラジカルカチオンの安定性の向上を目的とし、カルバゾリル基の3,6位にmetyl, tert-butyl, phenyl基を導入した4CzIPNの誘導体、4CzIPN-Me, 4CzIPN-t-Bu, 4CzIPN-Phを合成し、その電気化学発光特性を系統的に評価した。結果として、4CzIPN-t-Buと4CzIPN-Phで安定な電気化学発光が得られた(50回の矩形波電圧印加による発光強度の減少は10%以内)。4CzIPN-Meでは、4CzIPNと比較してラジカルの重合は抑制されたが、発光強度が30%程度減少した。発光効率では4CzIPN-t-Buで最も高く、40%近い発光効率が得られた。
同時に、TbやEuといった希土類錯体を用いた電気化学発光についての検討を行った。これら錯体の発光スペクトルの半値幅は非常に小さく、光学フィルター等が不要な発光光源として期待される。サイクリックボルタンメトリー測定を行うと、これらの錯体のラジカルイオンは不安定であることが分かった。そこでペルオキシ二硫酸をcoreactantとして添加した場合、半値幅の狭い(8 nm)電気化学発光が観察された。この電気化学発光を吸光分析の光源に応用し、モリブドリン酸形成によるリン酸の定量を行ったところ、10-100 ppbの範囲でリン酸の定量が可能であることが示された。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Photometric flow injection determination of phosphate on a PDMS microchip using an optical detection system assembled with an organic light emitting diode and an organic photodiode2015

    • 著者名/発表者名
      Rong Liu, Ryoichi Ishimatsu, Masayuki Yahiro, Chihaya Adachi, Koji Nakano, Toshihiko Imato
    • 雑誌名

      Talanta

      巻: 132 ページ: 96-105

    • DOI

      10.1016/j.talanta.2014.08.057

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fluorometric flow-immunoassay for alkylphenol polyethoxylates on a microchip containing a fluorescence detector comprised of an organic light emitting diode and an organic photodiode2015

    • 著者名/発表者名
      Rong Liu, Ryoichi Ishimatsu, Masayuki Yahiro, Chihaya Adachi, Koji Nakano, Toshihiko Imato
    • 雑誌名

      Talanta

      巻: 134 ページ: 37-47

    • DOI

      10.1016/j.talanta.2014.10.055

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrogenerated Chemiluminescence of Donor-Acceptor Molecules Displaying Thermally Activated Delayed Fluorescence2014

    • 著者名/発表者名
      R. Ishimatsu, S. Matsunami, T. Kasahara, J. Mizuno, T. Edura, C. Adachi, K. Nakano, T. Imato
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 53 ページ: 6993-6996

    • DOI

      10.1002/anie.201402615

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Development of photometric and fluorometric detectors assembled with an organic light emitting diode and an organic thin film based photodiode and its application on flow analysis2014

    • 著者名/発表者名
      Rong Liu
    • 学会等名
      2014 China-Japan-Korea Symposium on Analytical Chemistry
    • 発表場所
      中国・瀋陽
    • 年月日
      2014-08-22 – 2014-08-25
  • [学会発表] Electrogenerated Chemiluminescence of Molecules Displaying Delayed Fluorescence2014

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Ishimatsu
    • 学会等名
      International Conference on Electrochemical Sensors 2014
    • 発表場所
      ハンガリー・ブダペスト
    • 年月日
      2014-06-15 – 2014-06-19
  • [学会発表] 有限要素法を用いたシミュレーションによる電気化学発光の解析2014

    • 著者名/発表者名
      石松亮一
    • 学会等名
      第74 回分析化学討論会
    • 発表場所
      郡山市 日本大学工学部
    • 年月日
      2014-05-24 – 2014-05-25

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公開日: 2016-06-01  

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