亜鉛還元による影響 — 微小流体紙ベースの分析デバイスを用いた亜硝酸塩および硝酸塩イオンの測定

私たちは、微小流体紙ベースの分析デバイス（μPAD）を使用して、自然水試料における亜硝酸塩および硝酸塩イオンの測定に対する亜鉛還元の影響を調査しました。μPADは、亜鉛粉末を用いて硝酸塩を亜硝酸塩に還元し、その後、グリエス試薬を用いて亜硝酸塩を検出するための層状チャンネルで構成されています。亜鉛の量、層の数、還元の反応時間を最適化して、硝酸塩に対して強い信号を得ることができました。最初は、硝酸塩に対する感度は亜硝酸塩の55%に相当し、これは還元が不完全であることを示唆していました。しかし、亜鉛がμPADおよび分光光度計の両方において亜硝酸塩に対する感度を低下させることがわかりました。分光光度計では感度が48%、μPADでは68%低下しました。感度低下の一因は、反応によって亜鉛がアンモニアを生成することに起因していると考えられます。私たちは、亜硝酸塩と硝酸塩の両方が亜鉛との反応を通じてアンモニアを生成することを明らかにしました。結果は、亜鉛による亜硝酸塩のキャリブレーション曲線を構築し、硝酸塩についての亜鉛のキャリブレーション曲線と亜硝酸塩についての非亜鉛のキャリブレーション曲線を開発することで、亜硝酸塩および硝酸塩の総濃度を補正する必要があることを示唆しています。これらのキャリブレーション曲線を使用すると、異なる濃度比の亜硝酸塩および硝酸塩イオンの吸光度を、亜鉛を利用した亜硝酸塩および硝酸塩のキャリブレーション曲線を用いて計算することで再現できました。最終的に、開発されたμPADは自然水試料における亜硝酸塩および硝酸塩イオンの測定に適用され、その結果は従来の分光光度法で得られた結果と比較されました。μPADの結果は従来の分光光度法の結果と良く一致しており、μPADが自然水試料における亜硝酸塩および硝酸塩イオンの測定に信頼できることを示唆しています。