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表1：距離規制の実施状況

第一標榜科目	標本数	標榜科目 対 標榜科目	新規参入者	標榜科目(新規参入) 対 標榜科目
平均最短距離	最小值	平均最短距離	最小值
内科	73	888	125	11	2029	495
消化	17	1480	308	4	3777	3591
整形外科	13	1443	590	5	2898	2618
外科	9	1892	430	1	-	4380
小児科	9	2654	738	3	3991	2394
産婦人科	6	2670	943	1	-	2817
皮膚	5	2981	1052	2	5030	5030
耳鼻科	5	1885	929	1	-	929
精神	3	5914	3006	0	-	-
心療内科	2	-	3428	1	-	3428
泌尿器科	1	-	-	0	-	-
リハビリ	1	-	-	1	-	-
計	144	30

(単位: メートル)
国会、裁判所、会计检查院、内阁、内阁府、复興厅、総務省、法務省、外務省、財務省、文部科学省、厚生労働省、農林水産省、経済産業省、国土交通省、環境省及び防衛省所管 東日本大震災復興特別会計

歲 出
所管·組織·項·事項	目 の 区 分	平成25年度成立予算額(千円)	補 正 予 定	改平成25年度予定額(千円)	積 算 内 訳
内 閣 府	4,019,350	389,037	0	389,037	4,408,387	航空機購入費
警 察 厅
34 警察活動基盤整備費
95 警察活動基盤の整備に必要な経費	95014-204-15 防災対策推進航空機購入費	3,883,732	389,037	0	389,037	4,272,769
内 閣 本 府	135,618	0	0	0	135,618
復 興 庁
復 興 庁	2,903,681,200	495,235,284	△	9,861,192	485,374,092	3,389,055,292
01 復興庁共通費	4,458,145	348,290	△	262,586	85,704	4,543,849
95 復興庁一般行政に必要な経費	4,404,250	348,290	△	262,586	85,704	4,489,954
95016-111-02 職 員 基 本 給	789,545	4,647	△	58,373	△	53,726	735,819
02-01 職 員 俸 給	643,739	3,679	△	29,280	△	25,601	618,138	一般職行政職俸給表(一)11人[内1簡月11人]

02-02 扶 養 手 当	28,407	259	△	8,173	△	7,914	20,493	11人
02-03 地 域 手 当	117,399	709	△	20,920	△	20,211	97,188	11人
95016-111-03 職 員 諸 手 当	378,859	399	△	2,203	△	1,804	377,055	11人
03-03 通 勤 手 当	20,555	92	0	92	20,647	11人
03-07 期 末 手 当	175,984	0	△	854	△	854	175,130
03-08 勤 勉 手 当	106,023	0	△	1,349	△	1,349	104,674
03-19 本府省業務調整手当	19,512	307	0	307	19,819	11人
03-01 管理職手当外6目細	56,785	0	0	0	56,785	11人
95016-111-04 超 過 勤 務 手 当	141,015	820	0	820	141,835	11人
所管·組織·項·事項	目 の 区 分	平 成 25 年 度 成立 算 額 (千円)	補 正 予 定	改平成25年度予 定 額 (千円)	積 算 内 訳
追 加 額(千円)	修正減少額(千円)	差 引 額(千円)
12 (生活基盤行政復)與政策費	防火衣除染事業費 6,480千円消防隊員緊急安全管理事業費 2,572地 方 公 共 団 体 10/10
95 (消防災体制等)の整備に必要な(經費)

95014-865-16 緊急消防援助隊活動費負担金外1目	607,695	0	0	0	607,695
(その他の事項)	5,030,344	0	0	0	5,030,344
54 法務行政復興政策費	1,916,439	0	38,731	38,731	1,877,708
95 保護観察等に必要な経費	79,347	0	2,724	2,724	76,623
95014-123-09 更生保護業務庁費	75,706	0	2,724	2,724	72,982
95014-123-09 土地建 物 借 料	3,641	0	0	0	3,641
95 登記事務処理に必要な経費	1,837,092	0	36,007	36,007	1,801,085
95014-111-05 委 員 手 当	31,106	0	31,106	31,106	0
95014-129-06 諸 謝 金	89	0	89	89	0
95014-122-08 登 記 業 務 旅 費	38,106	0	2,226	2,226	35,880
95014-122-08 委 員 等 旅 費	1,371	0	1,371	1,371	0
95014-123-09 登 記 業 務 庁 費	1,468,433	0	1,215	1,215	1,467,218
95014-123-09 庁 費 外 2 目	297,987	0	0	0	297,987
14 財務行政復興事業費
60 政府関係金融機関の運営に必要な経費	60062-959-24 株式会社日本政策金融公庫出資金	27,500,000	16,000,000	0	16,000,000	43,500,000

15 教育·科学技術等復興政策費	41,279,905	0	457,043	457,043	40,822,862
11 義務教育費国庫負担金に必要な経費	11071-815-16 義務教育費国庫負担金	2,075,000	0	5,883	5,883	2,069,117
95 原子力损害賠償紛争審查会等に必要な経費	4,607,395	0	451,160	451,160	4,156,235
95199-111-05 委 員 手 当	1,094,525	0	451,160	451,160	643,365
95199-129-06 原子力损害賠償業務謝金外5目	3,512,870	0	0	0	3,512,870
所管·組織·項·事項	目 の 区 分	平 成 25 年 度 成立 予算 額 (千円)	補 正 予 定	改平成25年度予 定 額 (千円)	積 算 内 訳
追 加 額(千円)	修正減少額(千円)	差 引 額(千円)
15(教育·科学技術)等復興政策費
(その他の事項)	34,597,510	0	0	0	34,597,510
16教育·科学技術等復興事業費	37,175,530	5,128,046	0	5,128,046	42,303,576
14 公立文教施設整備に必要な経費	29,319,891	5,128,046	0	5,128,046	34,447,937
14074-825-16 公立諸学校建物其他災害復旧費補助金	4,141,376	3,559,752	0	3,559,752	7,701,128	地 方 公 共 団 体 2/3
14074-825-16 公立社会教育施設災害復旧費補助金	8,086,468	0	0	0	8,086,468
14074-825-16 公立諸学校建物其他災害復旧費負担金	17,092,047	1,568,294	0	1,568,294	18,660,341	地 方 公 共 団 体 基本率 2/3
(その他の事項)	7,855,639	0	0	0	7,855,639
20 社会保障等復興政策費	76,683,425	44,800,000	△	54,000	44,746,000	121,429,425
05保健所の地域保健活動の推進等に必要な経費	119,000	0	△	54,000	54,000	65,000
05086-825-16 保健衛生施設等設備整備費補助金	65,000	0	0	0	65,000
05088-825-16 保健衛生施設等設備災害復旧費補助金	54,000	0	△	54,000	54,000	0
06 高年齢者就業機会確保事業等に必要な経費	78,508	44,800,000	0	44,800,000	44,878,508
06085-865-16 緊急雇用創出事業臨時特例交付金	0	44,800,000	0	44,800,000	44,800,000	累 定 額
06085-609-06 職業転換特別給付金外1目	78,508	0	0	0	78,508
(その他の事項)	76,485,917	0	0	0	76,485,917
21 社会保障等復興事業費	7,594,089	2,909,408	△	2,839,141	70,267	7,664,356
05保健衛生施設等施設整備に必要な経費	05088-825-16 保健衛生施設等災害復旧費補助金	589,761	0	△	586,584	586,584	3,177
04 児童福祉施設等施設整備に必要な経費	04088-825-16 社会福祉施設等災害復旧費補助金	3,301,982	0	△	2,252,557	2,252,557	1,049,425
04 社会福祉施設等施設整備に必要な経費	732,346	0	0	0	732,346
04 介護保険制度の適切な運営等に必要な経費	04088-825-16 社会福祉施設等災害復旧費補助金	2,970,000	2,909,408	0	2,909,408	5,879,408	2/3·1/2
23 農林水産業復興政策費	49,357,044	1,854,252	△	3,182,049	1,327,797	48,029,247
所管·組織·項·事項	目 の 区 分	平 成 25 年 度 成立 算 額 (千円)	補 正 予 定	改平成25年度予 定 額 (千円)	積 算 内 訳
追 加 額(千円)	修正減少額(千円)	差 引 額(千円)
23 (農林水產業復興)政策費
65 食の安全と消費者の信頼確保対策に必要な経費	787,979	0	△	274,685	△	274,685	513,294
65061-815-16	食の安全·消費者の信頼確保対策推進交付金	374,166	0	△	274,685	△	274,685
65061-122-08	食の安全·消費者の信頼確保対策業務旅費外2目	413,813	0	0	0	0	413,813
65 国産農畜産物·食農連携強化対策に必要な経費	166,574	0	△	36,015	△	36,015	130,559
65061-125-14	国産農畜産物·食農連携強化対策調査等委託費	126,000	0	△	36,015	△	36,015
65061-815-16	国産農畜産物·食農連携強化対策事業費補助金	40,574	0	0	0	0	40,574
65 農業經營対策に必要な経費	7,390,958	0	△	451,103	△	451,103	6,939,855
65061-955-16	農業經營金融支援対策費補助金	1,745,000	0	△	280,801	△	280,801
65061-815-16	被災農家經營再開支援交付金	2,149,082	0	△	161,466	△	161,466
65061-405-16	株式会社日本政策金融公庫補給金	37,721	0	△	8,836	△	8,836
65061-715-16	農業經營対策事業費補助金外3目	3,459,155	0	0	0	0	3,459,155
95 農業生産基盤保全管理等推進に必要な経費	1,930,000	200,000	0	0	200,000	2,130,000	2,130,000
95061-123-09	土地利用調整等調查費	996,000	200,000	0	200,000	1,196,000	1,196,000
95061-815-16	農業生産基盤保全管理等推進地方公共団休事業費補助金	934,000	0	0	0	0	934,000
65 農山漁村6次産業化対策に必要な経費	446,744	1,604,252	0	1,604,252	2,050,996	2,050,996	福島発農産物等戦略的情報発信事業費福島県定額
65061-125-14	農山漁村6次産業化対策調査等委託費	60,000	0	0	0	60,000	60,000
65061-815-16	農山漁村6次産業化対策事業費補助金	386,744	1,604,252	0	1,604,252	1,990,996	1,990,996

95 林業振興対策に必要な経費	570,742	0	△	21,304	△	21,304	549,438
95061-405-16	林業振興事業費補助金	447,742	0	△	21,304	△	21,304
所管·組織·項·事項	目 の 区 分	平 成 25 年 度 成立 予 算 額 (千円)	補 正 予 定	改平成25年度予 定 額 (千円)	積 算 内 訳
追 加 額(千円)	修正減少額(千円)	差 引 額(千円)
36(東日本大震災災(害復旧等事業費)
49(河川等災害復旧事業に必要な経費)	49053-204-00 河川等災害復旧費	18,772,688	2,334,000	0	2,334,000	21,106,688	地方 公共 団 体	基本率 2/3·1/2
49053-204-00 道路災害復旧費	3,718,000	664,000	0	664,000	4,382,000
49053-204-00 港湾災害復旧費	13,440,597	3,993,000	0	3,993,000	17,433,597
49053-825-00 都市災害復旧事業費補助	0	105,000	0	105,000	105,000
49053-825-00 河川等災害復旧事業費補助	199,535,000	21,601,000	0	21,601,000	221,136,000
49053-825-00 港湾施設災害復旧事業費補助	38,000,000	0	0	0	38,000,000
49河川等災害関連事業に必要な経費	49053-825-00 河川等災害関連事業費補助	287,000	113,000	0	113,000	400,000	地方 公共 団 体	基本率 1/2

49廃棄物処理施設災害復旧事業に必要な経費	49088-825-00 廃棄物処理施設災害復旧事業費補助	0	120,000	0	120,000	120,000	河川等災害関連事業費補助	基本率 1/2
(その他の事項)	13,255,000	0	0	0	13,255,000	双葉地方広域市町村圈組	80/100
41治水事業費等社会資本整備事業特別会計へ線入	6,723,312	627,000	△	5,943	621,057	7,344,369
41治水事業等の財源の社会資本整備事業特別会計治水勘定へ線入	41051-306-00 治水事業等財源社会資本整備事業特別会計へ線入	6,361,000	627,000	△	5,943	621,057	6,982,057
49河川等災害復旧事業工事諸費財源の社会資本整備事業特別会計治水勘定へ線入	49052-306-00 道路整備事業財源社会資本整備事業特別会計へ線入	362,312	0	0	0	362,312
42道路整備事業費社会資本整備事業特別会計へ線入	138,383,000	15,148,000	△	7,755	15,140,245	153,523,245
42道路整備事業の財源の社会資本整備事業特別会計道路整備勘定へ線入に必要な経費	42052-306-00 道路整備事業財源社会資本整備事業特別会計へ線入	138,271,000	15,148,000	△	7,755	15,140,245	153,411,245
国会、裁判所、会计検査院、内閣、内閣府、復興庁、総務省、法務省、外務省、財務省、

文部科学省、厚生労働省、農林水産省、経済産業省、国土交通省、環境省及び防衛省所管 東日本大震災復興特別会計

所管·組織·項·事項	目 の 区 分	平 成 25 年 度 成立 予算 額 (千円)	補 正 予 定	改平成25年度予 定 額 (千円)	積 算 内 訳
追 加 額(千円)	修正減少額(千円)	差 引 額(千円)
42	道路整備事業費 社会資本整備事業特別会計へ線入
44	道路環境整備事業の財源の社会資本整備事業特別会計道路整備勘定へ線入れに必要な経費	112,000	0	0	0	112,000
43	港湾整備事業費 等社会資本整備 事業特別会計へ線入	15,635,002	1,864,000	△	5,466	1,858,534
41	海岸事業工事諸費財源の社会資 本整備事業特別 会計港湾勘定へ線入れに必要な経費	41051-306-00	海岸事業工事諸費財 源社会資本整備事業 特別会計へ線入	599	0	20	20
43	港湾整備事業等 の財源の社会資 本整備事業特別 会計港湾勘定へ 線入れに必要な経費	43052-306-00	港湾整備事業等財源 社会資本整備事業特 別会計へ線入	15,375,000	1,864,000	△	5,446
49	港湾災害復旧事 業工事諸費財源 の社会資本整備 事業特別会計港 湾勘定へ線入れ に必要な経費	259,403	0	0	0	259,403
(その他の項)	85,741,412	0	0	0	85,741,412
財 務 省	666,476,706	844,631,824	△	479,967,761	364,664,063
財 務 本 省	666,154,493	844,631,824	△	479,942,562	364,689,262
01 復 興 債 費	66,154,493	844,631,824	△	29,942,562	814,689,262
20	一般会計から受 け入れた決算上 の剩余金の国債 整理基金特別会 计へ線入れに必要な経費	20100-306-22	復興債債還財源等国 債整理基金特別会計 へ線入	0	844,631,824	0	844,631,824
20	復興債に係る利 子等の支払財源 の国債整理基金 特別会計へ線入 れに必要な経費	20100-306-22	復興債債還財源等国 債整理基金特別会計 へ線入	65,785,834	0	29,942,562	29,942,562
課題名 B-0806 擬似分子鋳型を用いた環境汚染物質の選択的捕捉技術の開発

課題代表者名 細矢 憲 （京都府立大学 大学院生命環境科学研究科 教授）

研究实施期间 平成20～24年度

累計予算額 累計予算額 78,680千円（うち24年度14,400千円）

予算額は，間接経費を含む。

平成20年度はナノテクノロジーを活用した環境技術開発推進事業予算にて実施

本研究のキーカラムスイッチング，自動濃縮，環境化学物質，計測技術，高速液体クロマトグラフィー，擬ワード（5～10個似分子鋳型，官能基間距離固定，ポリ塩素化ビフェニル，医薬品及びパーソナルケア製以下程度）品，スポンジモノリス

研究体制

（１）高感度分析システムの実用化に関する研究（京都府立大学，京都大学，（株）島津製作所）

（２）高選択性分離膜の開発と実用化に関する研究（京都府立大学，京都大学，（株）カネカ）

## 研究概要

### 1. はじめに(研究背景等)

微量の環境化学物質を定量分析する際には，濃縮操作が不可欠になる。しかし，用手法による現在の環境水試料前処理では，再現性不良，煩雑な処理がもたらす非効率さなどの問題がある。そのため，吸着選択性の大きな前処理媒体を，オンラインで高速液体クロマトグラフ（HPLC）などの分析機器と接続することにより，これらの問題点を大幅に改善する新規システムの開発が求められている。実際，オンサイトの分析者からも同様な希望，提言を聞くことは稀ではない。定量分析すべき微量化学物質の濃度は1 ng/L程度の低濃度であることもしばしばである。このような要求に対応できる分析システムとその手法を一般化し提供することには，社会的意義があると考えられる。

排水中の汚染物質は河川や湖沼等に流入する際に除去することが望ましいとされるが，既存の分離・吸着剤では，通水性あるいは吸着選択性の観点から，効率的な除去が不完全で，既存品に替わる高通水性を有した新たな分離・吸着剤が求められている。

また，現在特定の分子を選択的に吸着する方法として，分子インプリント法と呼ばれる分子鋳型法が注目されているが，いくつかの問題点があるため，多くの環境汚染物質に従来の分子インプリント法を直接適用することは困難である。そこで，これらの問題点を克服する応用技術が求められている。

さらに，ポリ塩素化ビフェニル(PCB)やダイオキシン類などの，塩素を含む芳香族化合物の一般的な分析前処理法であるジメチルスルホキシド(DMSO)処理は，煩雑な操作を伴う場合があり，これに代わる効率的な前処理が求められている。

以上のことから、上述のモニタリングを目的とした高感度分析システムの開発に加え、下水処理施設等の最終排水地点での上記汚染物質の選択的、効率的な除去を可能とする、新規高通水性分離媒体（膜）の開発が求められている。

### 2. 研究開発目的

高感度分析システムの実用化のために，環境水試料の前処理に有効な前処理カラムを組み込んだカラムスイッチングHPLCの構築，同システムの基本性能および，河川水等実試料分析への適応性の確認，前処理カラムを含む同システムの実用に必要な技術開発と製品化を最終の目的とした。

さらに本研究では，環境汚染物質の効率的な除去のための新規分離膜開発を目指し，分子インプリント法に基づく種々の応用技術を新たに創成することで，物理的・化学的性質の異なる種々の難捕捉有機分子と難捕捉親水性物質を選択的に吸着・分離する新規分子認識材料，高通水性分離材料およびそれらのハイブリッド膜の開発を目的とした。
### 3. 研究開発の方法

## (1) 高感度分析システムの実用化に関する研究

メタクリル酸スルホプロピルカリウム塩(MASK)を表面修飾したポリマー粒子を充てんした前処理カラムを用いて，カラムスイッチングHPLCシステムの信頼性，耐久性向上のために必要な流路構成（多バルブ化による洗浄，流路の構成及び最適化など），および汎用的な前処理手順を最適化した。次に河川水にいくつかの化学物質を添加した試料を用い，組み合わせる検出方法として，紫外-可視吸光検出器，蛍光検出器，質量分析計（MS）などの検出器を用いて実用的な定量分析に必要な，再現性，直線性，回収率，耐久性などの諸元性能評価を行った。さらにバルブ操作等を容易に行うために専用ソフトウェアの開発を行い，市販化および普及に必要な資料類を整えた。

## (2) 高選択性分離膜の開発と実用化に関する研究

## 1 )難捕捉有機分子に対する疑似分子鋳型

### a. 揮発性有機化合物の選択的吸着に関する研究

本検討では，まず，架橋剤としてエチレングリコールジメタクリレート（EDMA），多孔質化溶媒としてベンゼン，トルエン，クロロホルムを用い，バルク重合法により目的とするポリマーを合成した。また，機能性モノマーとしてメタクリル酸（MAA），鋳型分子としてピリジンを用いて作製した分子インプリントポリマー（Gas-MIP）も同様の方法で合成した。合成したポリマーの評価として，窒素吸着法を用いた比表面積の算出，および単一ガス，混合ガス中でのガス吸着評価を行い，各ポリマーにおけるインプリント効果を検討した。

### b. スポンジモノリスの調製と保持特性

基材ポリマー（エチレン-酢酸ビニル共重合体，EVA）とペンタエリスリトール（孔形鋳型）を130℃で熱溶解・混練した後，押出加工により円柱状にし，スポンジモノリス（SPM）を作製した。加水分解SPM（EVA25-HYDと表記）は6 M NaOH水溶液/メタノール混合溶媒中70℃で24時間加熱することで調製した。カチオン交換型SPM（EVA25-HYD-SC）は，EVA25-HYDを無水アセトニトリル中，トリエチルアミン存在下でコハク酸クロリドを24時間室温で反応させ，調製した。アニオン交換型SPM（EVA-HYD-DEA）は，EVA25-HYDをジメチルホルムアミド中，ピリジン存在下でアクリル酸クロライドと48時間60℃で反応後，洗浄・乾燥した後，さらにジエチルアミン中，室温で72時間反応させて調製した。酢酸ビニル含量15%及び25%のSPM（EVA15，EVA25と表記），低密度ポリエチレン（PE），メタクリレート系ポリマー充てん剤（EDMA，グリセリンジメタクリレート；GDMA）及びシリカゲルC_{18}充てん剤を内径4.6 mm，長さ100 mmのカラムに充てんし，HPLCにより評価した。SPMのクロマトグラフィー特性は極性や立体構造に特徴のある溶質の保持挙動及びシリカゲルC_{18}カラムの評価に用いられる分析条件により，分離剤の疎水性，立体選択性及び水素結合性等を評価した。

### c. PCBの選択的分離を目的としたスルホキシド含有型分子インプリント固相剤の開発

## ～油中PCBの捕捉について～

固相剤の合成については，基材となる架橋剤の選定，分子インプリント効果を発現させる多孔質溶媒の選定，スルホキシドの導入手法を考慮し，実施した。

合成検討に際して使用した試薬は，重合開始剤として2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(ADVN)，多孔質化溶媒としてキシレン(3異性体混合品)，ペンタメチルベンゼン(PMB)，ジクロロベンゼン(1,3-DB)，トリクロロベンゼン(1,3,5-TB)，架橋剤として，ジビニルベンゼン(DVB)，GDMA，EDMA，機能性モノマーとして，クロロメチルスチレン(CMS)，フェニルビニルスルホキシド(PVS)を用いた。

まず，最初に3種類のモノマーと2種類の多孔質化溶媒を用いて基材ポリマーの合成を行った。次に，DMSOに分級した基材ポリマーを加え反応させた後，チオフェノールを加えた後に酸化し，スルホキシド固相ポリマーを得た。得られたポリマーをポリプロピレン製カートリッジに充てんし，分画試験を行った。また，基材ポリマーの合成時に，スルホキシドを有するモノマーと同時に共重合する方法で作製したポリマーについても検討を行った。

## 2 )難捕捉親水性物質に対する疑似分子鋳型

### d. 親水性化合物のためのトラップ層開発の検討

本検討ではまず，モノマーにGDMAを用い，多段階膨潤重合法により粒子径均一ポリマーを調製し，さらにその表面を機能性モノマーを用いて修飾した。調製したポリマーは，HPLC用カラムに充てんし，その保持特性を評価した。
### e. 官能基間距離認識による高親水性化合物の選択的分離に関する研究

本検討では，様々な鋳型分子を用いて，多段階膨潤重合法により粒子径均一ポリマーを調製した。調製したポリマーをHPLC用カラムの充てん剤として評価することで，鋳型分子に対する選択的認識能を比較した。また，サキシトキシン（STX）に対する認識能を評価するために，無毒のSTX同族体（デカルバモイルSTX，dcSTX）を用いてバッチ吸着実験を行った。

### f. 残留医薬品の分析前処理を目的とした分子鋳型の開発

基材ポリマーとして，EDMAのみをモノマーとして用いたポリマー粒子を合成した。メトクロプラミド用分離剤に関しては，共重合により得られたポリマー粒子を合成した。また，スルピリドに対しては，EDMA粒子5.25 gに対して，テトラブチルアンモニウムクロリド(TBA，2 mmol)もしくは4,4'-ビス-(トリブチルアンモニウムメチルクロリド)ビフェニル(BTAB，1 mmol)とp-スチレンスルホン酸(SSA)のイオン結合型錯体を反応させ，距離固定型の分子鋳型，MIP-Iおよび非距離固定型のNIP-Iを得た。得られた分子鋳型をカラムに充てんし，HPLC評価およびオンラインカラムスイッチングシステムの前処理カラムとしての可能性を評価した。

### g. 光触媒ハイブリッド分子認識材料による高親水性化合物の選択的吸着・分解に関する研究

本研究では，酸化チタン(P25)表面に化学的修飾を施すことで，イオン性官能基の修飾を試みた。評価として，まず，メチレンブルー(MB)に対する吸着・分解性能および修飾部位の光安定性を評価した。さらに，擬似環境水中でのSTXsに対する選択的吸着能および分解性能を評価した。

### h. 多孔性膜と分子鋳型のハイブリッド化技術に関する検討

EDMA, MAA, 4-ビニルピリジン(4Vp), 多孔質化溶媒として, トルエンを用いて多段階膨潤重合法によりポリマー粒子を合成した。また, スルホ基含有のポリマー粒子について, EDMAのみで合成した基材粒子をメタノール中に分散し, SSAをTBA錯体化状態で混合し, 開始剤と共に70℃で反応させることで, 粒子を得た。ハイブリッド体の合成は, EVA, 孔形剤(ペンタエリスリトール), 孔径助剤, および粒子を混合し, 150℃で熱混練し, その後, 130℃で外径4.8 mmとなるように射出成型した。また, 得られたスポンジモノリスおよびハイブリッド体は, 水中での超音波洗浄による孔形剤除去の後, メタノールで超音波洗浄し, 走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて, 表面観察した。さらに, 合成したハイブリッド体は, 4.6 mm内径のカラムに充てんし, HPLCにより評価した。同様に, ポリウレタン等の他の基材についても評価を行った。

### i. 距離認識を利用した伸縮性ヒドロゲルの開発とタンパク質の選択的吸着に関する研究

架橋剤としてエチレンオキシドユニット数の異なるポリエチレングリコールジメタクリレート(PEG-DMA)，機能性モノマーとしてSSAを用いて，組成の異なる種々のPEGゲルを合成した。合成したPEGゲルの評価として，平衡吸水量（単位質量当りの吸水量），および種々の溶液に対する相対膨張率を評価した。さらに，鋳型分子を導入して合成したPEGゲルにおける，分子認識に対するゲルの膨潤・収縮挙動と選択的吸着性能を評価した。

### 4. 結果及び考察

## (1) 高感度分析システムの実用化に関する研究

MASK修飾型充てん剤を前処理剤として用いることで，環境水試料中のフミン質を有効に除去できることを確認した。これによりMS感度の大幅な向上，分析カラムの耐久性向上が確認できた。切換バルブは1-3個でそれぞれの特長を比較し，実用性を考慮して，前処理流路の洗浄，置換機能を強化した2バルブシステムの作動手順を最適化した。これを環境化学物質であるビスフェノールA，17β-エストラジオール，さらには多環芳香族炭化水素（PAHs）の分析に適応し，ng/Lレベルの検出限界など，目的とする良好な性能を得た。これより，環境水試料中の微量化学物質の定量分析には，HPLCを基本にしたカラムスイッチングシステムによる自動濃縮分析が有効であることが確認できた。さらに煩雑なバルブ切換プログラムを対話形式で作成できる専用ソウトウェアの開発に成功し，周辺資料を整え，平成25年初頭より市販化した。

## (2) 高選択性分離膜の開発と実用化に関する研究

## 1 )難捕捉有機分子に対する疑似分子鋳型

### a. 揮発性有機化合物の選択的吸着に関する研究

まず，合成したポリマーの比表面積を測定した結果，各ポリマーの比表面積は溶媒のオクタノール-水分配係数log $ P_{ow} $ と架橋剤のlog $ P_{ow} $ に依存していることが示され，両者のlog $ P_{ow} $ が近いほど比表面積が大きくなることが示唆された。次に，ターゲット化合物を合成時の多孔質化溶媒として用いた場合，得られたポリマーは合成時の
多孔質化溶媒に対して選択的吸着を示すことが示唆された。さらに，混合ガスを用いた場合にも同様の効果が得られた。加えて，機能性モノマー，鋳型分子を加えたGas-MIPの吸着性能を評価した結果，溶媒インプリント効果，機能性モノマーの効果および鋳型分子の効果が観察され，分子インプリント法がガス状物質にも有効であることが示された。

### b. スポンジモノリスの調製と保持特性

HPLC評価の結果，SPMは立体的な分子を排除し，平面状疎水分子に対する保持選択性を持つことが明らかとなった。また，極性基を持つ芳香族の保持特性を検討したところ，SPMは極性物質の保持が特徴的に小さく，既存のポリマー系分離剤とは異なる分離選択性を示した。次に，SPMを実試料分析に用いたところ，高流速下において竹酢液中のベンツ[a]ピレンの効率的な濃縮・定量が可能となった。また，SPMを生体試料の分離に適用したところ，夾雑物の吸着による分離性能低下が少なく，既存分離剤では実行困難な血清試料の直接分析やタンパク試料の分離が可能であった。さらに，化学修飾SPMは，環境ならびに生体試料の分離において，高い通液性を確保した選択的濃縮機能を持つ分離剤であることを確認した。

### c. PCBの選択的分離を目的としたスルホキシド含有型分子インプリント固相剤の開発

## ～油中PCBの捕捉について～

基材ポリマーにEDMAを用いることで，DMSO型シリカゲルを用いる従来法とは異なる溶出パターンが現れた。EDMAはインプリント効果が出やすく，平面認識が良好であった。これは，絶縁油（今回は鉱油，直鎖脂肪族）と芳香族環を持つPCBとの間で保持の差が起きたからであると考えられる。また，スルホキシドを導入していないポリマーでも，分子鋳型としたキシレンに対する保持が高くなった。スルホキシドを導入したポリマーについては，特定の異性体に対する高い保持が確認され，EDMAポリマーではその傾向が特に強く発現した。これらの結果より多孔質化溶媒としてのキシレン，機能性モノマーとしてのスルホキシドにより，インプリント効果による選択的分離が確認された。本検討の結果より，スルホキシドを用いる分子インプリント型固相剤が，PCBの選択的分離に寄与することが期待できる。

## 2 )難捕捉親水性物質に対する疑似分子鋳型

### d. 親水性化合物のためのトラップ層開発の検討

調製したポリマー粒子を充てんしたカラムにおける，移動相中のアセトニトリル比を変化させた時の一置換ベンゼンに対する保持変化をHPLCを用いて評価した。未修飾GDMA粒子充てんカラムでは，移動相中のアセトニトリル比の増加に伴い，全ての溶質の保持が順に減少した。しかし，機能性モノマーを用いて表面修飾したGDMA粒子充てんカラムでは，アセトニトリル比が90－100％で，ヒドロキシル基とカルボキシル基を含む溶質に対する保持が増加し，親水性物質に対する新たな濃縮方法の基礎を得た。

### e. 官能基間距離認識による高親水性化合物の選択的分離に関する研究

HPLCを用いて，鋳型分子に対する選択的認識能を比較した。まず，試料としてアルキルアンモニウム基を1つ有する化合物を注入した場合，全てのポリマーにおいて，保持特性に大きな差は見られなかった。次に，アルキルアンモニウム基を2つ有する化合物を注入した場合，同等の官能基間距離を有するポリマーにおいて高い保持性能が得られた。これらの結果から，各ポリマーにおいて，各々の官能基間距離を選択的に認識する分子認識場が構築されていると考えられた。次にdcSTXに対するバッチ吸着実験を行った結果，dcSTXと同等の距離を持つポリマーにおいて高い吸着が見られ，dcSTXに対する選択的な認識能の発現が示唆された。

### f. 残留医薬品の分析前処理を目的とした分子鋳型の開発

メトクロプラミド用分離剤に関しては，HPLC評価においてある程度の選択的分離能を確認できたが， $ pK_{a} $ の問題から，水系での選択的濃縮が困難であった。

スルピリド用分離剤では，HPLCによる分析結果から，MIP-Iでは官能基間距離認識に基づく高い選択的保持が見られた。さらに，非緩衝液，非水系溶媒中ではスルピリドの保持が大きく，溶出しないことから，潜在的には極めて高いスルピリドに対する保持能を有することが示唆された。

また，オンラインカラムスイッチングシステムにおいて，前処理カラム部にMIP-I充てんカラムを用いてスルピリド水溶液の濃縮を行った。検出器にMSを導入することで，ppt(ng/L)レベルの濃縮・定量を試みた。本検討では，スルピリド標準品を用いて，前処理段階におけるアセトニトリルによる洗浄工程を含む前処理を施し，定量性を検証した。その結果，オンラインSPE-HPLC-MSにおいてスルピリドの濃縮が達成され，10 pptスルピリド水溶液
を用いた場合の回収率は89％となった。これらの結果から，官能基間距離固定化法により合成したMIP-Iがスルピリドの分析前処理と定量分析に実用的に利用可能なことが明らかとなった。

さらに，同システムを用いて実試料（西高瀬川，京都市）中のスルピリド分析を行った結果，約90 pptのスルピリドが検出され，本手法が実試料の定量分析法としても有効であることを実証した。

### g. 光触媒ハイブリッド分子認識材料による高親水性化合物の選択的吸着・分解に関する研究

まず，MBに対する吸着・分解性能を評価した結果，ハイブリッド材料はP25に比べ，MBを効果的に吸着することが示された。また，UV照射によって，MBが分解され，酸化チタンとしての分解機能を失っていないことも示された。加えて，修飾した部位が光化学的に安定であることが示された。さらに，夾雑成分下で微量のSTXsを用いた分解実験においても，ハイブリッド材料がSTXsを効果的に吸着し，速やかに分解することが観察され，官能基間距離固定化法が無機材料の酸化チタンにも適用可能であることが示唆された。

### h. 多孔性膜と分子鋳型のハイブリッド化技術に関する検討

SEMを用いてハイブリッド体の表面を観察した結果，同時に評価した多孔性材料の中で，EVA基材のハイブリッド体のみが吸着性を有することがわかった。さらに，EVAハイブリッド体では，メタクリレート系の粒子のみがEVA骨格の細孔表面に固定化されていることがわかった。これらの結果から，EVAとポリマー粒子の親和性が寄与しており，メタクリレート系樹脂がハイブリッド体合成に好適であることが示唆された。

また，MAA，4Vpを用いて合成したハイブリッド体について，ポリマー粒子の仕込み比が異なるハイブリッド体を使用し，仕込み比に対する吸着選択性を観察した。その結果，MAA，4Vpいずれのハイブリッド体においても，合成時の配合比の増加に伴い，相対する溶質の保持が増加していることが示された。この保持の増加の定量性について，仕込み時のポリマー粒子量比に対する保持係数のプロットはいずれのハイブリッド体においても，直線的な結果を示し，相関係数が0.99以上となったことから，イオン交換能が定量的にハイブリッド化されたと考えられる。

さらに, 流速を変化させた時の保持変化を評価した結果, 高流速下でも保持力の変化はほとんど見られないことから, 得られたハイブリッド体は, 通水性とイオン交換能を維持したままであることが示唆された。

### i. 距離認識を利用した伸縮性ヒドロゲルの開発とタンパク質の選択的吸着に関する研究

合成したPEGゲルの平衡吸水量を評価した結果，架橋剤のエチレンオキシドユニット数が低くなるにつれて，また，架橋剤に対して機能性モノマー率が高くなるにつれて，PEGゲルの平衡吸水量は増加した。また，機能性モノマーの種類や全体積に占めるモノマーの割合，多孔質化溶媒を変えることで，PEGゲルの平衡吸水量を制御できることも示された。さらに，イオン性化合物に対する相対膨張率を評価した結果，酸，塩基，アニオン性化合物，一官能のカチオン性化合物と比較して，二官能のカチオン性化合物に対して，相対膨張率は大きく低下することが示された。これは，ゲル中のイオン基間の斥力の抑制に加えて，溶質の2つのイオン基がゲル骨格内の対イオン基を引き寄せるため，溶質のイオン基の距離に基づく収縮が起きたと考えられる。さらに，PEGゲル合成時に鋳型分子としてタンパク質を導入することによって，分子インプリント効果に基づく選択的吸着性能の発現，およびPEGゲルの特異的な収縮が観察された。

### 5. 本研究により得られた主な成果

## (1) 科学的意義

カラムスイッチングシステムの構築により，これまで長時間と煩雑な手間を要し，再現性の悪い環境水試料中の微量化学物質の定量分析が，極めて簡便に，且つ短時間で精度よく実施できるようになった。また，その手法を一般化，市販化するまでに至り，本研究で得られた成果がすでに社会還元寄与したと言える。さらに，この手法は，環境水以外にも，上水中の規制化学物質の定量分析等への応用も期待できる。

次に，これまで分子インプリント法の適用が困難であったガス状物質，親水性化合物，タンパク質の選択的吸着に成功した。これにより，物理的・化学的性質の異なる種々の環境汚染物質を選択的に吸着できる機能性材料開発の可能性を見出し，効率的な環境汚染物質除去技術開発に貢献した。特に，「疑似分子鋳型」を用いることで，目的物質の効率的な分離濃縮が達成できた。このことから，方法論としての科学的意義は高いと考えられる。また，官能基間距離固定化法は，2つ以上の親水性官能基を有する物質に対して有効であるため，その一般性も高いと判断できる。

また，SPMにより，新しい分離選択性や選択的濃縮機能を付与し，同時に通液性を大幅に改善した分離剤を創成した。その特性を利用し，環境分野や生体分野への分析化学的な貢献が期待される。また，SPMと機能性
のポリマー粒子とのハイブリッド膜は，高通水性を維持したまま粒子の機能を発現することが明らかとなった。この分子鋳型ハイブリッド膜は，高通水性かつ分子選択的な捕捉を可能とする新規分離膜として期待できる。

さらに，PCBやダイオキシン類のような多くの同族体を含む有機塩素化合物について，分子インプリント型固相カラムを用いることで選択的な離精製が可能となった。これまで，同類の研究成果は報告されておらず，さらなる研究の推進によって，本研究で得られた成果がPCB等の分離剤として利用されることが期待できる。

## (2) 環境政策への貢献

## ＜行政が既に活用した成果＞

特に記載すべき事項はないが、アプローチを進めている。

## ＜行政が活用することが見込まれる成果＞

アメリカ合衆国環境保護庁(EPA)も医薬品及びパーソナルケア製品(PPCP)の生態系への影響を懸念しており、継続的なモニタリングが今後求められる。その際、分析前処理における定量分析の高効率化は非常に重要であり、本課題の成果が環境モニタリングの低コスト化、自動化に寄与すると期待できるため、今後の環境政策に貢献できると予想される。特に環境水試料の前処理/分析の方法としてポンプ濃縮によるカラムスイッチング分析の公定法、通知法などへの適用が期待できる。つまり、広範囲に応用可能なプラットフォームを提供したことになる。

また，本研究で開発した分子認識技術を利用することで，これまで選択的吸着・分離が困難であった種々の環境汚染物質の定量分析や効率的な除去が可能になると考えられる。さらに，その他の材料との複合化技術を用いることで，工場排水，病院等の排水源で新たな浄化材として環境政策に貢献すると期待できる。

### 6. 研究成果の主な発表状況

## (1) 主な誌上発表

## く査読付き論文>

1) Selective Adsorption of Water-soluble Ionic Compounds by Interval Immobilization Technique Based on Molecular Imprinting

T. Kubo, Y. Tominaga, F. Watanabe, K. Kaya, K. Hosoya, Anal. Sci., 24, 1633-1636, 2008

2) High Throughput On-line Preconcentration Using ‘‘Spongy-monolith’’ Prepared by Pore Templates

T. Kubo, F. Watanabe, K. Kaya, K. Hosoya, Chem. Lett., 37, 950-951, 2008

3) 多バルブカラムスイッチング液体クロマトグラフィー/質量分析計を用いる河川水中ビスフェノール A および 17β-エストラジオール分析における前処理の自動化

小倉泰朗，渡部悦幸，藤田登美雄，細矢憲，久保拓也，彼谷邦光，分析化学，58，293–299，2009

4) Effective Recognition on the Surface of a Polymer Prepared by Molecular Imprinting Using Ionic Complex

Y. Tominaga, T. Kubo, K. Kaya, K. Hosoya, Macromolecules, 42, 2911-2915, 2009

5) Novel Separation Medium Spongy Monolith for High Throughput Analyses

F. Watanabe, T. Kubo, K. Kaya, K. Hosoya, J. Chromatogr. A, 1216, 7402-7408, 2009

6) Surface Modification of TiO $ _{2} $ for Selective Photodegradation of Toxic Compounds

Y. Tominaga, T. Kubo, K. Hosoya, Catal. Commun., 12, 785-789, 2011

7) Retention Properties of Macroporous Spongy Monolith and its Application for Concentration of Polyaromatic Hydrocarbons

T. Tanigawa, K. Kato, Y. Watabe, T. Kubo, K. Hosoya, J. Sep. Sci., 34, 2193-2198, 2011
8) Determination of Bisphenol A with Effective Pretreatment Medium Using Automated Column Switching HPLC with Fluorescence Detection

T. Tanigawa, Y. Watabe, T. Kubo, K. Hosoya, J. Sep. Sci., 34, 2840-2846, 2011

9) Synthesis of Novel Polymer Type Sulfoxide Solid Phase Combined with the Porogen Imprinting for Enabling Selective Separation of Polychlorinated Biphenyls

Y. Tominaga, T. Kubo, A. Kobayashi, K. Yasuda, K. Kato, K. Hosoya, Chemosphere, 89, 378-382, 2012

10) Development of Molecularly Imprinted Porous Polymers for Selective Adsorption of Gaseous Compounds

Y. Tominaga, T. Kubo, K. Yasuda, K. Kato, K. Hosoya, Micro. Meso. Mater., 156, 161-165, 2012

11）分子選択的前処理を目的とした分子インプリント法の応用技術開発久保拓也，分析化学，61，371-381，2012

12) Specific Chromatographic Retentions on Polymer Pore Surface of Macroporous Spongy Monoliths

T. Tanigawa, T. Kubo, K. Hosoya, Chem. Lett., 41, 1265-1266, 2012

13) Trace Level Determination of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in River Water with Automated Pretreatment HPLC

Y. Watabe, T. Kubo, T. Tanigawa, Y. Hayakawa, K. Otsuka, K. Hosoya, J. Sep. Sci., 36, 1128-1134, 2013

14) Hybridization of Macroporous Sponge and Spherical Microporous Adsorbent for High Throughput Separation of Ionic Solutes

T. Kubo, Y. Tominaga, K. Yasuda, K. Hosoya, K. Otsuka, Anal. Sci., 29, 417-421, 2013

15) Synthesis of poly(ethylene glycol)-based hydrogels and its swelling/shrinking properties responsive for molecular recognitions

Y. Tominaga, T. Kubo, K. Hosoya, K. Otsuka, J. Polym. Sci. Part A, Polym. Chem., in press

## (2) 主な口頭発表 (学会等)

## $ ^{*} $ 下線は発表者

## <国際学会>

1) Effective molecular recognition for ionic compounds by the interval immobilization technique

Takuya Kubo, Yuichi Tominaga, Ken Hosoya, MIP 2008, Kobe (Japan), September 2008

2) High throughput on-line concentration by novel separation media, named “Spongy-monolith”

Takuya Kubo, Fuminori Watanabe, Ken Hosoya, HPLC2008 Kyoto, Kyoto (Japan), December 2008

3) Selective adsorption and degradation of toxic compounds by organic-inorganic hybrid material

Takuya Kubo, Yuichi Tominaga, Ken Hosoya, The Second French Research Organizations-Tohoku University Joint Workshop on Frontier Materials, Sendai (Japan), December 2009 (Invited Speaker)

4) Development of molecularly imprinted polymers enabling selective adsorption for gaseous compounds

Y. Tominaga, T. Kubo, K. Hosoya, ICAS2011, Kyoto (Japan), May 2011
5) The basic study of spongy monoliths and its applications

T. Kubo, K. Kato, T. Tanigawa, Y. Watabe, Y. Tanaka, K. Hosoya, ICAS2011, Kyoto (Japan),

May 2011 (Invite Speaker)

6) Effective separation and photodegradation of water-soluble toxic compounds by the molecularly imprinted adsorbents

T. Kubo, K. Otsuka, The 6th Shanghai International Symposium on Analytical Chemistry, Shanghai (China), October 2012 (Invited Speaker)

## <国内学会>

1）高速分析に適した新規カラムの開発

久保拓也，渡辺史憲，細矢憲，彼谷邦光，第15回クロマトグラフィーシンポジウム，静岡，2008年5月

2）分子認識材料の開発と環境分析の高効率化への応用

久保拓也，第11回機能構造と分析化学シンポジウム，仙台，2009年3月（依頼講演）

3）ハイスループット分離・分析を目指したスポンジ様カラムの開発

久保拓也，渡辺史憲，彼谷邦光，細矢憲，第70回分析化学討論会，和歌山，2009年5月

4）イオン性化合物に対して選択的吸着・分解を目的とした光触媒複合体の合成

富永雄一，久保拓也，細矢憲，平成21年度化学系学協会東北大会，郡山（福島），2009年9月

5）選択的吸着・分解機能を有する光触媒複合体の評価

富永雄一，久保拓也，細矢憲，日本分析化学会第58年会，札幌，2009年9月

6）イオン性官能基の距離認識による毒性化合物の選択的捕捉と光分解への応用

富永雄一，久保拓也，細矢憲，第20回クロマトグラフィー科学会議，東京，2009年11月

7) スポンジモノリスの固相抽出剤への応用

久保拓也，谷川哲也，田中良知，加藤啓太，渡辺史憲，細矢憲，第20回クロマトグラフィー科学会議，東京，2009年11月

8）光触媒への分子認識部位の導入と水質保全への応用

富永雄一，久保拓也，細矢憲，第17回クロマトグラフィーシンポジウム，広島，2010年6月

9）新着想スポンジモノリスの開発と分析前処理への応用

久保拓也，日本分析化学会第59年会，仙台，2010年9月（依頼講演）

10) みぢかな水環境のための高分子多孔質体の開発

細矢憲，第21回クロマトグラフィー科学会議，西宮，2010年10月（招待講演）

11) ガス状物質に対するインプリントポリマーの開発

富永雄一，久保拓也，細矢憲，第21回クロマトグラフィー科学会議，西宮，2010年10月

12) PCB類の選択的捕捉を目的とした新規スルホキシド固定相の開発

富永雄一，小林厚，久保拓也，細矢憲，第18回クロマトグラフィーシンポジウム，福岡，2011年5月

13) 分子インプリント法を用いた親水性化合物に対する分析前処理剤の開発久保拓也，日本分析化学会第60年会，名古屋，2011年9月（受賞講演）