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Safe and rapid development of capillary electrophoresis for ultratrace uranyl ions in radioactive samples by way of fluorescent probe selection for actinide ions from a chemical library

化学ライブラリーから選択したアクチノイドイオン用蛍光プローブを用いた放射性試料中のウラニルイオンに対する安全かつ迅速なキャピラリー電気泳動法の開発

原賀 智子; 大内 和希; 佐藤 義行; 星野 仁*; 田中 玲*; 藤原 隆司*; 黒川 秀樹*; 渋川 雅美*; 石森 健一郎; 亀尾 裕; 齋藤 伸吾*

Haraga, Tomoko; Ouchi, Kazuki; Sato, Yoshiyuki; Hoshino, Hitoshi*; Tanana, Rei*; Fujihara, Takashi*; Kurokawa, Hideki*; Shibukawa, Masami*; Ishimori, Kenichiro; Kameo, Yutaka; Saito, Shingo*

放射性試料中のアクチノイドイオンを安全、迅速、高感度に分析するため、蛍光プローブを用いたキャピラリー電気泳動法による分析法を開発した。本研究では、化学ライブラリーを用いて、アクチノイドイオンの検出に必要となる蛍光プローブを選択し、大環状および非環状の多座配位骨格を有するプローブ群を整備した。アクチノイドのうち、ウラニルイオンに対して、4座の配位骨格を有する蛍光プローブを用いることにより、従来のキャピラリー電気泳動法の検出限界(ppmレベル)を大幅に改善し、pptレベルの検出限界を達成するとともに、実際の放射性廃液試料の分析に適用できることも示した。

The development of safe, rapid and highly sensitive analytical methods for radioactive samples, especially actinide (An) ions, represents an important challenge. Here we propose a methodology for selecting appropriate emissive probes for An ions with very low consumption and emission of radioactivity by capillary electrophoresis-laser-induced fluorescence detection (CE-LIF), using a small chemical library of probes with eight different chelating moieties. It was found that the emissive probe, which possesses the tetradentate chelating moiety, was suitable for detecting uranyl ions. The detection limit for the uranyl-probe complex using CE-LIF combined with dynamic ternary complexation and on-capillary concentration techniques was determined to be 0.7 ppt. This method was successfully applied to real radioactive liquid samples collected from nuclear facilities.

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