デジタル光情報に基づく新規化学分析法の提案と化学センシングへの展開

基于数字光学信息的化学分析新方法的提出及其在化学传感中的应用

• 批准号: 09875206
• 负责人: 鈴木 孝治
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09875206/
• 关键词: デジタルカラーアナライザー; 化学センシング; イオンセンシング; カラーアナリシス; メロシアニン色素; オプトード; ケミカルセンサー; 試験紙; デジタルカラーライブラリー; 遮蔽色素; イオンセンシングプレート

従来の光分析においては、光スペクトルや吸光度などの光学的なシグナルを分光機器で測定し、精度の高い定量に用いるのが一般的である。本研究では、このようなスペクトロフォトメトリーではなく、色をデジタル情報として扱い、観測される色そのものをデジタルカラーアナライザーで測定する新たな分析法(Digital Color Analysis;DCA)を提案した。デジタルカラーアナライザーは簡便に色測定を行うことができる分析ツールであり、色を様々な方法で数値化したり、カラーライブラリー化したりすることができる。このため、スペクトロフォトメトリーよりも多くの情報を利用した多様な定量が可能となると同時に、色変化をシミュレートしてセンサー構築の最適化に用いることもできる。本年度の研究では、昨年のDCAに基づくオプトードデバイスの開発を目的とし、DCAに関するさまざまな基礎研究の結果をふまえ、最終的にナトリウムイオンセンサーへの応用を行った。ナトリウムイオノフォア(DD16C6)、脂溶性カチオン性色素(KD-M11)、脂溶性アニオン(TFPB)、膜溶媒(NPOE)をテトラヒドロフラン(THF)に溶解させてコート紙上でスピンキャストし、試験紙状のオプトード(光化学センサー)を作製し、このセンシシグペーパーに10^<-5>M〜1MのNa^+溶液を滴下して一定時間後に水分を拭い、デジタルカラーアナライザーにより反射スペクトルを測定した。メロシアニン系の変色色素であるKD-M11のみを含む試験紙の反射スペクトルを測定した結果より、試験紙の色変化と、さらにKD-M11および赤色のアゾ系遮蔽色素KD-S1を含む試験紙の色変化の数値処理を種々検討した。その結果、色度座標のひとつであるQxQy色座標が最適であり、この場合10^<-5>〜10^<-1>MNa^+の範囲での直線的検量線が得られた。また、デジタルカラーアナライザーを用いれば、1mMの濃度差で判別できることが分かった。

従 の light analysis に お い て は, light ス ペ ク ト ル や absorbance な ど の optical な シ グ ナ ル を spectral で determination し machine, high precision の quantitative に use い い る の が general で あ る. This study で は, こ の よ う な ス ペ ク ト ロ フ ォ ト メ ト リ ー で は な く, Color を デ ジ タ ル intelligence と し て Cha い, 観 さ れ る Color そ の も の を デ ジ タ ル カ ラ ー ア ナ ラ イ ザ ー で determination す る new た な Analysis method (Digital Color Analysis; DCA) を proposal し た. デ ジ タ ル カ ラ ー ア ナ ラ イ ザ ー は simple に color measurement line を う こ と が で き る analysis ツ ー ル で あ り, color を others 々 で な method the numerical change し た り, カ ラ ー ラ イ ブ ラ リ ー change し た り す る こ と が で き る. こ の た め, ス ペ ク ト ロ フ ォ ト メ ト リ ー よ り も more く の intelligence を using し た more than others in quantitative が な may と な る と に at the same time, color variations を シ ミ ュ レ ー ト し て セ ン サ ー constructing optimal の に with い る こ と も で き る. This annual の study で は, yesterday の DCA に base づ く オ プ ト ー ド デ バ イ ス の open 発 を purpose と し, DCA に masato す る さ ま ざ ま な の basic research results を ふ ま え, eventually に ナ ト リ ウ ム イ オ ン セ ン サ ー へ の 応 line with を っ た. ナ ト リ ウ ム イ オ ノ フ ォ ア (DD16C6) and fat-soluble カ チ オ ン pigment (KD - M11) and fat-soluble ア ニ オ ン (TFPB), membrane solvent (NPOE) を テ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン (THF) dissolve に さ せ て コ ー ト paper で ス ピ ン キ ャ ス ト し, test paper の オ プ ト ー ド (photochemical セ ン サ ー) を system し, こ の セ ン シ シ グ ペ ー パ ー に 10 ^ < - > 5 M ~ 1 M の Na ^ + solution を drop し て に after a certain time moisture dry い を, デ ジ タ ル カ ラ ー ア ナ ラ イ ザ ー に よ り reflection ス ペ ク ト ル を determination し た. メ ロ シ ア ニ ン is の - color pigment で あ る KD - M11 の み を containing む test paper の reflection ス ペ ク ト ル を determination し た results よ り, test paper の color variations と, さ ら に KD - M11 お よ び red の ア ゾ is the shelter KD - S1 を pigment containing む test paper の color variations change の the numerical 処 Richard を kind 々 beg し 検 た. そ の results, chromaticity coordinates の ひ と つ で あ る QxQy color coordinates the optimal で が あ り, こ の occasion 10 ^ < - > 5 ~ 10 ^ < 1 > MNa ^ + の van 囲 で が amount of 検 の straight line to ら れ た. ま た, デ ジ タ ル カ ラ ー ア ナ ラ イ ザ ー を with い れ ば, 1 mm の concentration difference discriminant で で き る こ と が points か っ た.

项目成果

Hideaki Hisamoto: "Preparation of Sodium Ion-Sensing Plates Based on a Thin Layer Liquid Membrane Containing a Neutral Ionophore and a Lipophilic Anionic Dye" Analytical Sciences. 14. 127-131 (1998)

Hideaki Hisamoto：“基于含有中性离子载体和亲脂性阴离子染料的薄层液膜制备钠离子传感板”分析科学。

Hideaki Hisamoto: "Molecular Design,Characterization,and Application of Multiinformation Dyes for Multi-Dimensional Optical Chemical Sensings.2.Preparation of the Optical Sensing Membranes for the Simultaneous Measurements of pH and Water Content in Organ

Hideaki Hisamoto：“用于多维光学化学传感的多信息染料的分子设计、表征和应用。2.用于同时测量器官中pH和水含量的光学传感膜的制备

Hideaki Hisamoto: "Molecular Design,Characterization,and Application of Multiinformation Dyes for Multi-Dimensional Optical Chemical Sensings.1.Molecular Design Concepts of the Dyes and Their Fundamental Spectral Characteristics" Analytical Chimica Acta.

Hideaki Hisamoto：“用于多维光学化学传感的多信息染料的分子设计、表征和应用。1.染料的分子设计概念及其基本光谱特征”分析化学学报。

Hideaki Hisamoto: "Preparation of Sodium Ion-Sensing Plates Based on a Thin Layer Liquid Membrane Containing a Neutral Ionophore and a Lipophilic Aniomic Dye" Analytical Sciences. 127-131 (1998)

Hideaki Hisamoto：“基于含有中性离子载体和亲脂性阴离子染料的薄层液膜制备钠离子传感板”分析科学。