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2014 年度 実績報告書

化学修飾カーボンナノドットによる生体関連物質・イオンの蛍光センシング

研究課題

研究課題/領域番号 25810083
研究機関金沢大学

研究代表者

森田 耕太郎  金沢大学, 物質化学系, 助教 (70396430)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード分析科学 / カーボンナノドット / 熱分解合成 / 発光スペクトル
研究実績の概要

前年度に引き続き、グルタチオンを原料として合成したカーボンナノドット(以下、GSHーCND)の発光挙動について検討を進めた。電気炉による加熱分解反応の条件は、原料1g、加熱温度250°C、加熱時間2時間が最適であることが分かった。限外ろ過フィルターによって精製したGSHーCNDは、紫外可視吸収スペクトルにおいて、326nmに酸素を含んだ表面官能基に由来するnーπ*遷移の吸収極大を示し、吸収極大波長における吸光度は100mg/L程度まで直線性を示すことが分かった。励起波長を吸収極大波長とした発光スペクトルでは、373nmの発光極大における発光強度は20mg/L程度までGSHーCNDの濃度に対して直線的に増加することが確認された。
酸化還元剤の添加によるGSHーCNDの発光挙動変化について詳細に検討した。代表的な4種の酸化剤(KMnO4、K2CrO7、KClO3、NaClO)と、3種の還元剤(H2O2、NaBH4、Na2S2O3)とGSHーCNDを混合し、発光強度変化を計測したところ、KMnO4とNaClOで発光強度減少が確認された。CNDの発光機構は、表面官能基による励起子のトラップによる緩和過程が有力である。KMnO4やNaClOによって表面官能基が酸化されることで、励起子がトラップされる確率が低下したために、発光強度が減少したものと考えられる。また、酸化剤によって発光強度が減少したGSHーCNDに対して、還元剤を追加しても発光強度の回復が見られなかったことから、KMnO4やNaClOによるGSHーCNDの酸化は不可逆的であることが分かった。一方で、K2CrO7でも発光強度の減少が見られたが、内部フィルター効果によるものであり、GSHーCNDそのものは酸化されていないことが確認された。以上により、CNDの発光過程には表面官能基の酸化状態が密接に関連していることが示された。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件)

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

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

      Anal. Sci.

      巻: 31 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Highly selective synergism for the extraction of lanthanoid (III) ions with β-diketones and trioctylphosphine oxide in an ionic liquid2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Okamura, Hitomi Takagi, Taku Isomura, Kotaro Morita, Hirohisa Nagatani, Hisanori Imura
    • 雑誌名

      Anal. Sci.

      巻: 30 ページ: 323-325

    • DOI

      10.2116/analsci.30.323

    • 査読あり
  • [学会発表] 畠山瑞央, 岡村浩之, 森田耕太郎, 永谷広久, 下条晃司郎, 長縄弘親, 井村久則2014

    • 著者名/発表者名
      佐伯匡哉, 森田耕太郎, 永谷広久, 井村久則
    • 学会等名
      第33回溶媒抽出討論会
    • 発表場所
      ホテルプラザ神戸(神戸市)
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-12
  • [学会発表] 一連の β-ジケトンと疎水性中性配位子を用いるランタノイド(III)のイオン液体抽出とその分離特性2014

    • 著者名/発表者名
      畠山瑞央, 岡村浩之, 森田耕太郎, 永谷広久, 下条晃司郎, 長縄弘親, 井村久則
    • 学会等名
      第33回溶媒抽出討論会
    • 発表場所
      ホテルプラザ神戸(神戸市)
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-12
  • [学会発表] シクロデキストリン修飾キャピラリーゾーン電気泳動によるミクロシスチン分解化合物のキラル分離2014

    • 著者名/発表者名
      鳥屋子やまと, 森田耕太郎, 永谷広久, 井村久則
    • 学会等名
      平成26年度日本化学会北陸地区講演会と研究発表会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス(富山市)
    • 年月日
      2014-11-21 – 2014-11-21
  • [学会発表] 熱分解合成カーボンナノドットの発光特性に対するヘテロ原子導入の効果2014

    • 著者名/発表者名
      森田耕太郎, 中田美寿々, 永谷広久, 井村久則
    • 学会等名
      日本分析化学会第63年会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス(東広島市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] 液液界面におけるイオン性色素の吸着・配向挙動の偏光変調蛍光測定2014

    • 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
      日本分析化学会第63年会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス(東広島市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] トロポロン-二座アミン協同効果系を用いたランタノイド(III)イオンの液膜分離2014

    • 著者名/発表者名
      佐伯匡哉, 森田耕太郎, 永谷広久, 井村久則
    • 学会等名
      日本分析化学会第63年会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス(東広島市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] β-ジケトン-TOPO-イオン液体抽出系における重希土類選択的な協同効果2014

    • 著者名/発表者名
      畠山瑞央, 岡村浩之, 森田耕太郎, 永谷広久, 下条晃司郎, 長縄弘親, 井村久則
    • 学会等名
      日本分析化学会第63年会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス(東広島市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] デンドリティック分子共存下の液液界面における薬剤分子のイオン移動・吸着反応挙動2014

    • 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
      日本分析化学会第63年会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス(東広島市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] 液液界面における蛍光性イオン種の界面反応挙動と配向特性の分光電気化学的評価2014

    • 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33回分析化学中部夏期セミナー
    • 発表場所
      いこいの村磯波風(富山市), P-20, 2014.9.5
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-05
  • [学会発表] トロポロン-二座アミン協同効果系を用いたランタノイド(III)イオンの液膜分離2014

    • 著者名/発表者名
      佐伯匡哉, 森田耕太郎, 永谷広久, 井村久則
    • 学会等名
      第33回分析化学中部夏期セミナー
    • 発表場所
      いこいの村磯波風(富山市)
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-05
  • [学会発表] イオン液体系における β-ジケトンと疎水性中性配位子によるランタノイド(Ⅲ)の抽出挙動2014

    • 著者名/発表者名
      畠山瑞央, 森田耕太郎, 永谷広久, 井村久則
    • 学会等名
      第33回分析化学中部夏期セミナー
    • 発表場所
      いこいの村磯波風(富山市)
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-05
  • [学会発表] Ion Transfer and Adsorption Behavior of Organic Ions Associated with PAMAM Dendrimers at Liquid|Liquid Interfaces2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Sakae, Hirohisa Nagatani, Kotaro Morita, Hisanori Imura
    • 学会等名
      65th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      Lausanne, Switzerland
    • 年月日
      2014-08-31 – 2014-09-05
  • [学会発表] Spectroelectrochemical Characterization of Ionic Dyes at Liquid|Liquid Interfaces by Polarization-Modulation Total Internal Reflection Fluorescence Spectroscopy2014

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Nagatani, Sho Yamamoto, Kotaro Morita, Hisanori Imura
    • 学会等名
      65th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      Lausanne, Switzerland
    • 年月日
      2014-08-31 – 2014-09-05
  • [学会発表] ジエチルアニリン修飾炭素電極における次亜塩素酸イオンの電気化学応答2014

    • 著者名/発表者名
      森田耕太郎, 林拓人, 永谷広久, 井村久則
    • 学会等名
      第74回分析化学討論会
    • 発表場所
      日本大学工学部(郡山市)
    • 年月日
      2014-05-24 – 2014-05-25
  • [学会発表] β-ジケトンと疎水性中性配位子を用いたイオン液体協同効果によるランタノイドの選択的抽出分離2014

    • 著者名/発表者名
      岡村浩之, 髙木仁美, 磯村拓, 畠山瑞央, 森田耕太郎, 永谷広久, 井村久則
    • 学会等名
      第31回希土類討論会
    • 発表場所
      タワーホール船堀 (船橋市)
    • 年月日
      2014-05-22 – 2014-05-23

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公開日: 2016-06-01  

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