流れの力で電気化学発光を実現

東京科学大学（Science Tokyo） 物質理工学院 応用化学系の稲木 信介 教授とビラニ・エレナ 特任助教（当時）、鈴木 倫太郎 大学院生（当時）らの研究チームは、電源装置を用いない電気化学発光法を開発し、溶液中のアミン化合物の検出応用に成功しました。

電気化学反応による発光現象（電気化学発光）に基づく分析法は、優れた検体分析手法として知られていますが、通常は電気化学反応を駆動するための電源装置が必要不可欠です。本研究では、送液により生じる流動電位を用いることで、電源装置を必要としない電気化学発光法の開発を目指しました。具体的には、樹脂モノリス製多孔質材料を充填（じゅうてん）した流路を備えた電気化学セルを用いて、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液するという単純な操作によって生じる流動電位を用いる分析法を確立しました。電極に固定化した発光体と分析対象である溶液中のアミン化合物が電極上で酸化反応することにより、電気化学発光の観測に成功しました。また、蒸留水や水道水に微量含まれるアミン化合物の検出も可能であることが分かりました。

電源装置を用いない電気化学発光分析法はこれまでにない技術であり、新しい応用展開につながる可能性があります。例えば、河川や配水管など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ことができれば、環境モニタリングや水質検査の分野での波及効果が期待されます。今後は検出感度の向上や、検体を特定できる実用的な分析手法として確立することを目指します。

本成果は、2025年9月8日付（英国時間）の「Nature Communications」誌に掲載されました。