太陽光下の水環境系における光機能界面での活性酸素の生成と計測

阳光下水生环境光功能界面活性氧的产生和测量

• 批准号: 14050038
• 负责人: 大坂 武男
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14050038/
• 关键词: 光機能界面; 活性酸素; 過酸化水素; 酸素; スーパーオキシドイオン; 電気化学測定; 自己組織化単分子膜; 光触媒

本研究は,自然界の太陽光下水環境系での光機能界面モデルとして,光照射下の空気/水溶液界相を設定し,この界相での活性酸素生成の検証及びそのための新たな検出法の開発を目的として行われ、次の成果を得た。1.水環境系での活性酸素の測定には,その寿命や生成環境を考えるとオンサイト測定法が必要であり,そのための新たな電気化学的検出法を提案した。(1)H_2O_2分解触媒の存在下ビオロゲンの自己組織化単分子膜(SAM)修飾電極(直径:1.6mm)を用いることにより、0.1μM〜10mMのH_2O_2を検出できることを明らかにした。(2)直径15μmの金ディスクを300μmの間隔で配列させた"金マイクロデスク配列電極"を用いることにより0.1μM〜100μMのH_2O_2の検出が可能であることを明らかにした。(3)金電極に構築したシステインSAM上にスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)が安定に固定され,その直接電極反応が著しく促進されること,そしてこのSOD修飾電極が"第3世代のスーパーオキシドイオンバイオセンサー"として機能することをはじめて明らかにした。2.酸素/水溶液(飽和の腐植酸を含む)界面に光照射した場合(Xeランプ,98 mW/cm^2),1.9n mol/hのH_2O_2の生成を確認した。また,光を照射しない場合及び窒素雰囲気下ではH_2O_2は生成しないことがわかった。

This study aims to establish the optical functional interface of water environment system under sunlight in nature, and to establish the phase boundary between air and water solution under light irradiation, and to demonstrate the formation of active acids in this phase boundary and to develop new methods for the development of active acids. 1. A new method for the determination of active acids in aqueous systems is proposed. (1)H Self-organizing molecular membrane (SAM) modified electrode (diameter:1.6mm) in the presence of H_2O_2 decomposition catalyst can be used to detect H_2O_2 from 0.1μM to 10 mM. (2)The gold electrode with diameter of 15μm is arranged at intervals of 300μm, and the detection of H_2O_2 of 0.1μM ~ 100μM is possible. (3)The gold electrode structure is stable and fixed, and the direct electrode reaction is promoted. The SOD modified electrode has the function of "third generation". 2. The formation of H_2O_2 at 1.9nmol/h at the interface of humic acid/aqueous solution (saturated humic acid) under light irradiation (Xe = 98 mW/cm^2) was confirmed. H_2O_2 is produced under the condition of light irradiation.

项目成果

T.Oritani: "Simultaneous Electroanalysis of Nitric Oxide and Nitrite"J.Korean Electrochem.Soc.. 5・4. 209-211 (2002)

T.Oritani：“一氧化氮和亚硝酸盐的同时电分析”J.Korean Electrochem.Soc.. 209-211 (2002)。

T.Okajima: "Chemiluminescence of Lucigenin by Electrogenerated Superoxide Ions in Aqueous Solutions"Luminescence. 18. 49-57 (2003)

T.Okajima：“水溶液中电生超氧离子的光泽精化学发光”发光。

T.Okajima: "Electrogenerated Chemiluminescence of Lucigenin Enhanced by the Modification of Electrodes with Self-Assembled Monlayers and of Solutions with Surfactants"J.Electroanal.Chem.. 524. 181-187 (2002)

T.Okajima：“通过自组装单层电极和表面活性剂溶液的修饰增强光泽精的电化学发光”J.Electroanal.Chem.. 524. 181-187 (2002)

大木成政: "アルカリ性水溶液中におけるポリアニリンスルホン酸修飾電極を用いたスーパーオキシドイオンの電解生成"Electrochemistry. 70・1. 100-110 (2002)

Narumasa Ohki：“在碱性水溶液中使用聚苯胺磺酸改性电极电解产生超氧离子”电化学70・1（2002）。

C.R.Raj: "Square Wave Voltammetric Sensing of Uric Acid Using the Self-Assembly of Mercaptobenzimidazole"Analyst. 127. 1155-1158 (2002)

C.R.Raj：“利用巯基苯并咪唑的自组装对尿酸进行方波伏安传感”分析师。