科学技術振興機構の広報誌「JSTnews」 第55回

【JSTnews12月号掲載】創発的研究支援事業（FOREST） 研究課題「無給電式バイポーラ電解反応システムの構築」

環境モニタリングへの応用も期待される、“液体の流れで生じる電位差”を利用した電気化学発光法を開発

　電気エネルギーによる化学反応で標的物質を発光させ、光量を検出して標的物質の量を測定する電気化学発光法は、高感度でノイズが少ないことから、優れた検体分析手法として知られています。近年では装置の小型化・ポータブル化が進んでいますが、通常は化学反応を起こすための電源が必要不可欠です。

　東京科学大学物質理工学院の稲木信介教授らの研究チームは、液体を固体面に接触させ、流す時に上流と下流に発生する電位差を利用することで、電源装置不要の電気化学発光法を開発しました。研究ではまず、樹脂製の多孔質材料を充填（じゅうてん）した電気化学セルを作製。低濃度の電解質を含むアセトニトリルと水との混合溶液をポンプで送り込むことで、流路の両端に約10ボルトの電位差を発生させました。さらに、この手法を用いて、溶液中のアミン化合物を検出することに成功。アミン化合物が存在すると発光するベンゾチアジアゾール‐トリフェニルアミン化合物をセルの電極に固定し、溶液に含まれるアミン化合物を検出できることを確認しました。また、条件検討の結果、蒸留水や水道水に微量に含まれる脂肪族アミン化合物も検出できることがわかりました。

電源を必要としない無給電電気化学反応に用いる電気化学セルの構成。電解液を流路に送り込んだ際に上流と下流のバイポーラ電極間に発生する電位差を利用して酸化還元反応を起こし、標的物質を発光させる。

　稲木教授らは以前から電源装置を用いない電気化学反応に関する研究をしており、今回の研究は、その応用の1つです。河川や配水管の流れの力を利用してアミン化合物などの有害物質を検出するなど、環境モニタリングや水質検査の分野への応用が考えられます。

■関連サイト

• JSTnews最新号
• 科学技術振興機構（JST）