学位論文要旨 - 渕脇雄介
学位論文要旨 - 渕脇雄介
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分 子 認 識 用 人 工 レセプターを 用 いた 6-chloro-N,N-diethyl-1,3,5-<br />
triazine-2,4-diamine (CAT) 電 気 化 学 センサーシステムの 開 発<br />
Development of an electrochemical sensor system for 6-chloro-N,N-diethyl-1,3,5-<br />
triazine-2,4-diamine (CAT) utilizing molecularly imprinted artificial receptor<br />
04D5503 渕 脇 雄 介<br />
指 導 教 員 久 保 いづみ<br />
SYNOPSIS<br />
CAT has been used as one of the most popular herbicides, and is reported to be an endocrine disrupting chemical.<br />
We aimed to develop a CAT-sensing system based on biomimetic receptor of molecularly imprinted polymer for<br />
CAT (CAT-MIP) and electrochemical determination of CAT. Molecularly imprinted polymer for CAT was prepared<br />
by using methacrylic acid (MAA) as a functional monomer and ethylene glycol dimethacrylate (EDMA) as a<br />
cross-linker. The CAT-MIP prepared with the ratio of these monomers (CAT : MAA : EDMA = 1 : 7.5 : 20) showed<br />
most selective rebinding to CAT. The binding amount of CAT to CAT-MIP was 24 % more than atrazine and 72 %<br />
more than propazine. CAT sensor system was composed of the CAT-MIP packed column and a voltammetry<br />
analyzer. The electrochemical reduction of CAT was investigated by an amalgamated gold electrode, which was<br />
alloyed with mercury. The detection procedure is composed of a solid phase extraction with the CAT-MIP column<br />
and electrochemical determination of CAT in the eluent from the column. Reductive current of CAT depended on<br />
the concentration of CAT up to 30 μM with the system. CAT was detected selectively in aqueous samples by<br />
washing non-specifically adsorbed contaminant from the column with dichloromethane. Fifteen nM of CAT, as<br />
legally regulated in Japan, was detected with the system.<br />
Keywords: CAT; molecularly imprinted polymer (MIP); amalgamated electrode; reductive current; solid phase<br />
extraction (SPE)<br />
1. 緒 言<br />
CAT はイネ 科 及 び 広 葉 の 雑 草 に 有 効 な 塩 化 トリアジ<br />
ン 系 除 草 剤 として、 世 界 中 で 広 く 使 用 されており、 内 分<br />
泌 攪 乱 作 用 がある 事 が 疑 われている。 環 境 中 では 主 に 土<br />
壌 中 や 水 中 に 存 在 し、それらが 周 りに 流 出 及 び 蒸 発 する<br />
事 によって、 環 境 中 に 広 がる 事 が 懸 念 されている 1 。 数<br />
ppb の CAT が 水 道 水 中 へ 混 入 した 場 合 、その 水 道 水 は 有<br />
害 であるが、 一 方 で、 水 中 に 混 入 した CAT を 通 常 の 浄<br />
水 装 置 で 除 去 する 事 は 困 難 である。そこで、 水 中 に 混 入<br />
している 低 濃 度 の CAT を 検 出 できるセンサーや 分 析 シ<br />
ステムの 開 発 が 望 まれている。<br />
CAT に 対 するセンサーの 報 告 は 少 なく、ほとんどは 抗<br />
体 を 用 いた 免 疫 センサーである 2,3 。それら 免 疫 センサー<br />
は 数 ppb~ 数 ppm 程 度 の 検 出 感 度 であるが、 生 体 分 子 の<br />
抗 体 は、 調 製 の 煩 雑 さ、 高 価 格 、 化 学 的 安 定 性 が 乏 しい<br />
という 欠 点 から、センサー 開 発 を 妨 げる 要 因 となってい<br />
る。これらの 問 題 を 解 決 するため、 天 然 の 生 体 分 子 に 代<br />
わる 人 工 レセプターとして、モレキュラーインプリント<br />
ポリマー(MIP)が 注 目 を 集 めている。MIP は、 任 意 の<br />
鋳 型 物 質 の 共 存 下 で 合 成 される 事 により、その 物 質 に 対<br />
する 特 異 結 合 サイトを 担 持 された 合 成 高 分 子 である。<br />
MIP は 生 体 分 子 に 比 べ、 合 成 法 がシンプルで、 低 コスト<br />
かつ 化 学 的 安 定 性 に 優 れており、センサーレセプターと<br />
しての 生 体 分 子 の 欠 点 を 解 決 する。<br />
本 研 究 は、この MIP を 用 いて CAT を 検 出 するセンサ<br />
ーの 開 発 を 目 的 とした。センサーレセプターとして 用 い<br />
る、CAT に 対 する MIP (CAT-MIP) 合 成 はこれまで 報 告 が<br />
無 いため、 構 造 式 の 類 似 した atrazine に 対 する MIP の 合<br />
成 を 参 考 に 4 、CAT-MIP 合 成 の 検 討 を 行 った 5 。<br />
CAT に 対 するセンサーの 検 出 部 に、 装 置 の 小 型 化 と 低<br />
価 格 化 が 可 能 な、 電 気 化 学 検 出 を 行 う 事 とした。 塩 化 ト<br />
リアジン 系 除 草 剤 の 電 気 化 学 反 応 は、 滴 下 水 銀 電 極 を 使<br />
ってポーラログラフィー 法 で、 還 元 電 流 を 検 出 した 報 告<br />
がある 6 。しかし、 滴 下 水 銀 電 極 はセンサーの 検 出 装 置<br />
として 使 用 する 事 が 難 しいため、 本 研 究 では 金 電 極 表 面<br />
に 水 銀 を 合 金 化 させたアマルガム 電 極 を 作 製 し、 検 出 装<br />
置 としての 使 用 を 検 討 した。<br />
CAT-MIP とアマルガム 電 極 を 組 み 合 わせた CAT セン<br />
サーの 構 築 は、CAT-MIP を 充 填 したカラム(CAT-MIP)<br />
を 分 子 認 識 素 子 として 使 い、この CAT-MIP カラムから<br />
R 1<br />
N R 2<br />
N<br />
X<br />
1. R 1 =C 2 H 5 , R 2 = C 2 H 5 , X=Cl<br />
2. R 1 =C 2 H 5 , R 2 =CH(CH 3 ) 2 , X=Cl<br />
3. R 1 =CH(CH 3 ) 2 , R 2 = CH(CH 3 ) 2 , X=Cl<br />
Fig. 1 Structures of 1,3,5-triazine derivatives used<br />
in the study: 1, CAT; 2, Atrazine; and 3, Propazine<br />
N
溶 離 した 液 を 電 気 化 学 測 定 する 事 によって 検 出 を 行 っ<br />
た。CAT に 対 する 選 択 性 評 価 は、CAT と 構 造 式 が 類 似 し<br />
た atrazine と propazine を 用 い(Fig. 1)、それぞれの 検 出 応<br />
答 を 比 較 し 検 討 した。また、 法 律 で 規 制 されている 環 境<br />
基 準 濃 度 の CAT を 検 出 するための 検 討 も 行 った。<br />
2. CAT-MIP<br />
2.1 CAT-MIP の 合 成<br />
CAT-MIP の 合 成 は、 鋳 型 の CAT を 含 む 重 合 溶 媒 の<br />
DMF 中 へ、 機 能 性 モノマーの Methacrylic acid (MAA)を<br />
加 える 事 で、CAT と MAA を 水 素 結 合 させ、 次 に 架 橋 性<br />
モノマーの Ethylene dimethacrylate (EDMA)と 重 合 開 始 剤<br />
の α,α’-Azobisisobutyronitrile (AIBN) を 混 合 し、4 ℃で 一<br />
定 時 間 紫 外 線 照 射 し 重 合 した。ポリマー 内 に 存 在 する<br />
CAT は、メタノール/ 酢 酸 (3:7 v/v)で 除 去 した (Fgi. 2)。<br />
リファレンスポリマー (Non-MIP)は、 鋳 型 の CAT を 加<br />
えず、 同 じ 方 法 により 合 成 した。 鋳 型 CAT を 除 去 した<br />
CAT-MIP 粒 子 10 mg を CAT 溶 液 に 加 え、 一 定 時 間 攪 拌<br />
させて、CAT の 再 結 合 ( 吸 着 ) 実 験 を 行 った。 吸 着 させる<br />
前 後 の CAT 溶 液 の 濃 度 変 化 を、 吸 光 度 測 定 する 事 によ<br />
り CAT-MIP への 吸 着 量 を 求 めた。<br />
CAT<br />
CAT-MIP<br />
Formation of<br />
Hydrogen Bond<br />
UV irradiation, 4℃<br />
Removal of<br />
simazine<br />
Methanol /<br />
Acetic acid<br />
solution<br />
Fig. 2 Preparation procedure of CAT-MIP<br />
2.2 CAT-MIP の 最 適 配 合 成 分 比 率 の 検 討<br />
CAT-MIP に 高 い 選 択 性 能 を 賦 与 するためには、 重 合<br />
溶 媒 中 で CAT と MAA が、 安 定 な 複 合 体 を 形 成 する 事<br />
が 重 要 である。そこで NMR を 用 いて、DMF 中 の CAT<br />
へ MAA を 滴 定 し、CAT のアミノ 基 と、MAA のカルボ<br />
キシル 基 のケミカルシフト 値 の 変 化 を 調 べ、 複 合 体 形 成<br />
の 検 討 を 行 った (Fig. 3)。MAA/CAT が 1 から 7 まで 増<br />
加 するにつれ、CAT のアミノ 基 と MAA のカルボキシル<br />
基 のケミカルシフト 値 が 徐 々に 変 化 し 2/4、それ 以 上<br />
はほとんど 変 化 しなかった。この 事 から、1 分 子 の CAT<br />
に 対 し 7 分 子 の MAA が 相 互 作 用 し 複 合 体 を 形 成 する 事<br />
が 示 唆 された。<br />
また 選 択 性 のある CAT-MIP を 合 成 するため、 各 モノ<br />
マーの 最 適 な 配 合 成 分 比 を 調 べた (Fig. 4)。DMF 溶 媒 中<br />
での、CAT-MIP と Non-MIP に 対 する CAT の 結 合 量 の 差<br />
が 大 きい 程 、CAT が MIP に 特 異 的 結 合 する 割 合 が 大 き<br />
いと 考 えられる。MAA / CAT を 1~15、EDMA/ CAT を<br />
ppm<br />
ppm<br />
Relative amount of CAT<br />
bound to MIP (%)<br />
7.68<br />
7.67<br />
7.66<br />
7.65<br />
7.64<br />
7.63<br />
7.62<br />
11.48<br />
11.47<br />
11.46<br />
11.45<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
0 2 4 6 8 10<br />
MAA / CAT<br />
CAT-MIP<br />
Non-MIP<br />
(a)<br />
(b)<br />
11.44<br />
0 2 4 6 8 10<br />
MAA / CAT<br />
Fig. 3 Effect of the MAA ratio to CAT on the chemical<br />
shift of amino protons of CAT (a) and carboxyl protons<br />
of MAA (b) of 1H-NMR in DMF-d7<br />
1 2.5 5.0 7.5 10<br />
MAA / CAT polymer ratio<br />
Fig. 4 The effect of the ratio of MAA / CAT in the<br />
polymerization to CAT binding<br />
20~40 の 間 で、それぞれ CAT-MIP と Non-MIP への 結 合<br />
量 を 比 較 検 討 した。その 結 果 、MAA / CAT が 7.5、EDMA<br />
/ CAT が 20 の 時 、CAT-MIP と Non-MIP の CAT 結 合 量 の<br />
差 が 最 大 になった。 従 って、CAT-MIP は、CAT : MAA :<br />
EDMA = 1 : 7.5 : 20 が 最 適 な 配 合 比 である 事 が 示 された。<br />
2.3 CAT-MIP の 結 合 特 性<br />
CAT-MIP への CAT の 最 大 結 合 量 と 解 離 定 数 を 求 めるた<br />
め、DMF 中 での 結 合 特 性 を Scatchard 分 析 により 検 討 を 行<br />
った。 勾 配 と 横 軸 との 接 点 を、 最 大 結 合 量 と 考 えた。 傾 きの<br />
異 なる 2 つの 直 線 成 分 が 認 められ、この 事 から CAT-MIP は<br />
2 種 類 の 結 合 性 を 有 する 事 が 示 唆 された。それぞれの 直 線<br />
から 求 められた 解 離 定 数 は、25 μM と 120 μM であった。 最<br />
大 結 合 量 は、1.5 μmol / g と 3.0 μmol / g となった。<br />
2.4 水 溶 液 中 での CAT-MIP 結 合 特 性<br />
CAT は 一 般 に 自 然 環 境 下 では 水 溶 液 中 にある。そこで、<br />
異 なる pH の 水 溶 液 中 で CAT-MIP に 対 する CAT の 結 合<br />
量 の 変 化 を 調 べたところ、pH が 7 より 高 くなると、CAT<br />
の 結 合 量 が 大 きく 減 少 した。CAT の pKa は 2 程 度 のた<br />
め、pH7 で CAT のプロトネーションはなく、MAA と<br />
イオン 結 合 はしない。 従 って、CAT の 結 合 量 の 減 少 は
MAA 由 来 のカルボキシル 基 が 解 離 して H + を 放 出 し、 結<br />
果 として CAT と 水 素 結 合 できなくなったために 考 えた<br />
(Fig. 5)。そこで、CAT-MIP を 水 溶 液 中 に 混 入 する 前 と<br />
後 での pH 変 化 を 調 べる 事 で、カルボキシル 基 からの H +<br />
の 解 離 を 調 べたところ、 水 溶 液 の pH が 7 より 高 い 時 、<br />
CAT-MIP 混 入 による pH 減 少 量 が 大 きくなる 事 が 分 かっ<br />
た。この 事 は、MIP のカルボキシル 基 の 解 離 が、pH7 以<br />
上 で 大 きく 起 こっている 事 を 示 す。よって、 高 い pH の<br />
水 溶 液 中 では、CAT は MAA のカルボキシル 基 と 水 素 結<br />
合 出 来 なくなるため、 結 合 実 験 は pH7 以 下 の 水 溶 液 中 で<br />
行 う 事 とした。<br />
Binding<br />
Increasing of pH<br />
Decreasing of pH<br />
No binding<br />
Fig. 5 Schematic diagram the effect of pH on<br />
CAT-MIP – template binding.<br />
2.5 CAT-MIP の 選 択 性<br />
CAT-MIP に 対 する CAT 吸 着 量 を 100%とし、CAT-MIP<br />
と Non-MIP に 対 する atrazine と propazine の 吸 着 量 を 比<br />
較 した 結 果 、CAT-MIP に 対 する CAT の 吸 着 量 は、CAT<br />
と 構 造 式 が 類 似 したアトラジンより 24%、プロパジンよ<br />
り 72% 多 かった。この 事 から、CAT-MIP は CAT を 他 の<br />
トリアジン 系 化 合 物 より 選 択 的 に 結 合 させる 事 が 示 さ<br />
れた。 一 方 、Non-MIP に 対 する 吸 着 量 はプロパジンが 最<br />
も 多 かった。プロパジンの 分 子 量 は 他 の2つの 除 草 剤 よ<br />
り 大 きいため、Non-MIP の 網 目 構 造 に 吸 着 し 易 かったた<br />
めであると 考 えた。<br />
3. CAT の 電 気 化 学 特 性<br />
塩 化 トリアジン 系 除 草 剤 の 電 気 化 学 活 性 は、 滴 下 水 銀<br />
電 極 を 用 いたポーラログラフィー 法 で、 負 電 位 側 に 還 元<br />
電 流 応 答 がある 事 が 報 告 されている。そこでアマルガム<br />
電 極 を 作 製 し CV 法 で、 負 電 位 側 での CAT 還 元 電 流 応 答<br />
を 調 べたところ、-1.02 V 付 近 に CAT 濃 度 に 対 応 した 還<br />
元 電 流 の 増 加 が 観 察 された (Fig. 6)。よって、アマルガ<br />
ム 電 極 で CAT を 測 定 出 来 る 事 がわかった。<br />
CAT 還 元 電 流 応 答 に 対 する pH の 影 響 を、pH 2.0~7.0<br />
の 範 囲 で 調 べた。これらの pH の 中 で、pH 3.0 における<br />
CAT の 還 元 電 流 応 答 が 最 大 であった。 一 方 、pH が 3.0<br />
より 増 加 するにつれ、 電 流 応 答 は 減 少 した。CAT の 電 気<br />
化 学 還 元 反 応 は、Higuera et al 6 によって、 溶 液 中 のプロ<br />
トンが CAT にプロトネーションして 起 こる 事 が 報 告 さ<br />
れている。 従 って CAT 電 気 化 学 還 元 反 応 は、 測 定 溶 液<br />
のプロトン 濃 度 が 高 い 方 が 望 ましい。 結 果 として、 溶 液<br />
の pH が 3 より 低 くなるにつれ、CAT 還 元 電 流 は 小 さく<br />
なったと 考 えられる。また、pH 2.0 における 還 元 電 流 は、<br />
pH 3.0 より 低 くなるが、これは CAT が 強 い 酸 性 条 件 下<br />
で 分 解 するためであると 考 えられる。<br />
Current (µA)<br />
-1.0<br />
-0.5<br />
30 µM<br />
20 µM<br />
10 µM<br />
0 µM<br />
0<br />
-1.15 -1.10 -1.05 -1.00 -0.95 -0.90<br />
Potential (V)<br />
Fig. 6 Cyclic voltamograms in 0.1 M KCl at a scan rate<br />
of 100 mV s -1 for amalgamated gold electrode.<br />
4. CAT 電 気 化 学 センサーシステム<br />
4.1 CAT の 検 出 応 答 の 確 認<br />
CAT-MIP カラムとアマルガム 電 極 を 組 み 合 せて、CAT<br />
電 気 化 学 センサーシステムを 構 築 した。まずサンプル 溶<br />
液 をカラムに 送 液 し、CAT-MIP に 吸 着 させる。 次 に、 吸<br />
着 している 物 質 を 取 り 出 すため、 溶 離 液 として 1 ml の<br />
メタノールを 送 液 し、 溶 離 した 液 は、9 ml の 0.1M KCl<br />
溶 液 を 混 合 し 測 定 する。<br />
CAT が、センサーシステムによって 検 出 できるかどう<br />
か 調 べるため、CAT-MIP カラムへ 送 液 する 前 の CAT 溶<br />
液 の 還 元 電 流 応 答 と、 送 液 した 後 の 電 流 応 答 を、 比 較 し<br />
たところ、それらの 電 流 応 答 は 同 程 度 の 値 であった。こ<br />
の 事 から、 構 築 したセンサーシステムが、CAT を 認 識 し、<br />
検 出 できる 事 が 分 かった。そして、30 µM 以 下 で CAT<br />
濃 度 と 応 答 電 流 に 直 線 関 係 が 得 られた (Fig. 7)。<br />
Current (µA)<br />
-0.9<br />
-0.8<br />
-0.7<br />
-0.6<br />
-0.5<br />
-0.4<br />
-0.3<br />
-0.2<br />
-0.1<br />
0<br />
0 10 20 30<br />
CAT (µM)<br />
Fig. 7 Calibration curve of CAT in eluting solution.<br />
Current differences at –1.02 V in 0.1 M KCl (pH 3.0)<br />
were plotted.<br />
4.2 選 択 的 検 出 方 法 の 検 討<br />
選 択 性 評 価 は、atrazine と propazine の 検 出 応 答 と 比 較<br />
する 事 により 行 った。atrazine と propazine も 電 気 化 学 活<br />
性 があり、CAT と 同 じようにアマルガム 電 極 で 還 元 電 流<br />
応 答 を 検 出 できる。CAT-MIP カラムに 送 液 する 前 は、<br />
propazine の 電 流 応 答 が 最 大 であったが、 溶 離 した 液 の 電<br />
流 応 答 は、CAT が 最 大 になった(Table 1)。この 事 から、<br />
CAT をより 選 択 的 に 認 識 し 検 出 出 来 る 事 が 分 かった。 一<br />
方 で、atrazine と propazine もある 程 度 検 出 されたが、こ
Table 1 Response of the eluent from the CAT-MIP<br />
column to that of loading sample (CAT, atrazine,<br />
propazine : 10 µM)<br />
CAT Atrazine Propazine<br />
Loading<br />
solution (µA)<br />
-0.480 -0.507 -0.521<br />
Eluting<br />
-0.411<br />
-0.352<br />
-0.301<br />
solution (µA)<br />
(±0.031)<br />
(±0.025)<br />
(±0.033)<br />
れは 構 造 式 が 類 似 しているため、 幾 らかは 結 合 サイトへ<br />
結 合 してしまうか、ポリマー 内 の 網 目 構 造 に 非 特 異 的 に<br />
吸 着 したものが、 検 出 されたためであると 考 えた。<br />
一 般 に CAT は、 環 境 中 では 夾 雑 物 を 含 む 水 溶 液 中 に<br />
存 在 するため、 夾 雑 物 を 含 む 水 溶 液 中 から CAT だけを<br />
検 出 する 事 が 重 要 である。そこで、CAT をより 選 択 的 に<br />
検 出 する 方 法 を 考 察 した。Fig. 8 に 示 すこの 方 法 の 原 理<br />
は、 最 初 に CAT と atarazine と propazine を 含 む 混 合 水 溶<br />
液 を、CAT-MIP へ 流 す。この 時 CAT のみが 結 合 サイト<br />
に 特 異 的 に 結 合 する。 次 に、 低 極 性 溶 媒 であるジクロロ<br />
メタンに 切 り 替 え、 水 素 結 合 ベースの 特 異 的 吸 着 を 保 持<br />
しつつ、 疎 水 性 相 互 作 用 によって 網 目 構 造 に 非 特 異 的 吸<br />
着 している atrazine や propazine のような 夾 雑 物 を 洗 い 流<br />
す。 最 後 に、 水 素 結 合 を 解 離 させる 極 性 溶 媒 のメタノー<br />
ルで、CAT を 回 収 する。<br />
ジクロロメタンによる 抽 出 効 果 を 調 べるため、まず、<br />
それぞれ 10 µM の CAT、atrazine、propazine 水 溶 液 を、<br />
ジクロロメタン 洗 浄 有 りと 無 しの 場 合 で、 比 較 検 討 した。<br />
この 結 果 、CAT はジクロロメタン 洗 浄 有 りと 無 しで、 電<br />
流 応 答 にほとんど 差 はなかったが、atrazine と propazine<br />
は、ジクロロメタン 洗 浄 すると、 電 流 応 答 が 見 られなく<br />
なった。これは、atrazine と propzine の CAT-MIP への 疎<br />
水 性 相 互 作 用 による 非 特 異 的 吸 着 が、ジクロロメタン 洗<br />
浄 で 取 り 除 かれた 事 を 示 す。そこで、CAT と 夾 雑 物 から<br />
成 る 混 合 水 溶 液 (1 ml 中 にそれぞれ 10 nmol 溶 解 )と、<br />
CAT を 含 まない atrazine, propazine だけの 混 合 水 溶 液 の、<br />
電 流 応 答 を 比 較 した (Table 2)。 結 果 として、CAT を 含 む<br />
混 合 水 溶 液 は CAT 濃 度 に 対 応 した 電 流 応 答 が 確 認 され<br />
たのに 対 し、 夾 雑 物 だけの 混 合 水 溶 液 の 電 流 応 答 はバッ<br />
クグラウンドと 変 わらなかった。この 事 から、CAT と 構<br />
造 式 が 類 似 し 電 気 化 学 活 性 がある 物 質 が 水 中 にあって<br />
も、CAT を 選 択 的 に 検 出 できる 事 が 示 唆 された。<br />
4.3 環 境 基 準 濃 度 の CAT の 検 出<br />
日 本 での CAT に 対 する 水 質 環 境 基 準 値 は 3 ppb である。<br />
そのような 低 濃 度 の CAT 検 出 を 行 う 事 は 重 要 である。<br />
10 µM で 10 ml の CAT 溶 液 を、 多 量 の 水 溶 媒 で 希 釈 する<br />
事 により、3 ppb の CAT 溶 液 を 調 製 した。 先 の 抽 出 手 順<br />
により 検 出 を 行 ったところ、 予 想 される 還 元 電 流 応 答 値<br />
の、91.2%の 電 流 応 答 が 得 られた。 送 液 する 溶 媒 量 が 増<br />
えた 事 で、 電 流 応 答 が 僅 かに 減 少 したが、3 ppb の CAT<br />
を、 認 識 し 検 出 できる 事 がわかった。<br />
CAT + Contaminants<br />
Air CH 2 Cl 2<br />
1<br />
Waste<br />
2 3<br />
4<br />
Waste<br />
(contaminants)<br />
Methanol<br />
Extract<br />
(CAT)<br />
Fig. 8 The procedure of the solid-phase extraction : 1.<br />
loading of aqueous sample solution; 2. air passage for<br />
drying; 3. washing with dichloromethane; 4. extraction<br />
with methanol.<br />
Table 2 Comparison of the sensor response to mixed<br />
sample solutions<br />
Sample solution<br />
Sensor response (µA)<br />
0.1 M KCl solvent<br />
Atrazine + Propazine<br />
-0.246 ± 0.011<br />
-0.257 ± 0.010<br />
CAT + Atrazine + Propazine -0.534 ± 0.084<br />
5. 結 論<br />
CAT に 対 する 分 子 認 識 人 工 レセプターとして、CAT<br />
を 鋳 型 にした CAT-MIP を 合 成 した。CAT:MAA が 1:<br />
7.5 の 時 、CAT-MIP は CAT を 特 異 的 に 結 合 させるのに 最<br />
適 な 配 合 成 分 比 となった。また CAT-MIP は、 構 造 式 の<br />
類 似 した atrazine や propazine といった 除 草 剤 より、CAT<br />
に 対 して 選 択 性 を 示 した。CAT の 電 気 化 学 応 答 は、アマ<br />
ルガム 電 極 によって 濃 度 に 依 存 した 還 元 電 流 値 を 得 ら<br />
れる 事 が 分 かった。CAT-MIP カラムとアマルガム 電 極 を<br />
組 み 合 わせる 事 で、CAT を 認 識 し 検 出 する、センサーシ<br />
ステムの 構 築 が 可 能 であった。そのセンサーシステムは、<br />
不 純 物 を 含 む 混 合 水 溶 液 から、CAT を 選 択 的 に 検 出 でき、<br />
環 境 基 準 濃 度 の CAT も 検 出 可 能 であった。このように、<br />
CAT-MIP とアマルガム 電 極 を 用 いたセンサーシステム<br />
は、 十 分 な 選 択 性 と 低 濃 度 測 定 が 可 能 である 事 が 示 され<br />
た。また、このセンサーシステムは 簡 易 な 構 成 で 安 定 性<br />
があるため、 原 理 的 にさらなる 小 型 化 、 低 価 格 化 を 実 現<br />
する 事 が 可 能 であり、 今 後 更 なる 応 用 が 期 待 出 来 る。<br />
参 考 文 献<br />
1. M.T. Strandberg and J. J. Scott-Fordsmand, Sci Total<br />
Environ, 296,117 (2002)<br />
2. A. Brecht, B. Drapp, J. Piehler, G. Gauglitz, B. J. Luff, J. S.<br />
Wilkinson, J. Ingenhoff, Sens. Actuators B., 277, 38 (1997)<br />
3. N. F. Starodub, B. B. Dzantiev, V. M. Starodub, A. V.<br />
Zherdev, Anal. Chim. Acta., 424, 37, (2000)<br />
4. J. Matsui, Y. Miyoshi, O. Doblhoff-Dier and T. Takeuchi,<br />
Anal Chem, 67, 4404 (1995)<br />
5. Y. Fuchiwaki, A. Shimizu and I. Kubo, Anal Sci, 23, 49,<br />
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