AROUS Academic Repository of Okayama University of Science / 岡山理科大学学術リポジトリ

徳澤, 啓一

トクサワ, ケイイチ

Tokusawa, Keiichi

Japanese

ハクブツカン ニ カンスル カモク ノ アタラシイ カリキュラム オヨビ リシュウ システム ノ サクテイ タンイ ノ ジッシツカ オ ハカル タメノ トリクミ

三輪, 有志朗

ミワ, ユウシロウ

Miwa, Yushiro

渋谷, 光

シブタニ, ヒカル

Shibutani, Hikaru

永谷, 尚紀

ナガタニ, ナオキ

Nagatani, Naoki

亜硝酸ナトリウムを定量可能なペーパーベースセンサ
三輪 有志朗・渋谷 光・永谷 尚紀 1)＊ 
岡山理科大学工学部バイオ・応用化学科 
1)岡山理科大学工学部応用化学科
1. はじめに
１-１ 緒言
今日, 我々が普段口にするソーセージやハムといっ
た食肉製品の多くに食品添加物として亜硝酸ナトリウ
ムが用いられている. 食品衛生法第 4 条第 2 項 1)で
は,「食品の製造の過程において又は食品の加工若し
くは保存の目的で, 食品に添加, 混和, 浸潤その他の
方法によって使用する物」と定義されている. 実際に
亜硝酸ナトリウムは, 食品自体の外観を良くするため
の発色剤, 食品の保存性を向上させる酸化防止剤など
様々な効果を持つ食品添加物として知られている.
厚生労働省 2)によると、令和 4 年度 10 月 26 日現
在, 日本の食品添加物の数は 831 品目（香料を含む）
あるとされており, その安全性においては, 動物を用
いた毒性試験結果等の科学的なデータに基づき, 食品
添加物ごとに「一日摂取許容量」（ADI）が個別に指
定されている. 使用基準
3)
によると, 食品添加物と
して亜硝酸ナトリウムは, 亜硝酸根として, 食肉製品
1 kg につき 0.070 g を超える量を残存しないよう使
用しなければならないとされている. 
 我々が普段スーパーなどで購入する食料品に含まれ
る個々の食品添加物の使用量は, 全て規定値以内であ
ることが大前提である. しかしながら, 亜硝酸ナトリ
ウムでは, 辛子明太子の原材料であるたらこにおける
90％の検体が基準値に極めて近い値を検出されたと報
告 4)もされている. たとえ検査されているとはいえ,
我々がそれを知ることは困難である．実際に食品添加
物の使用量や安全性を確認するとなると，高価な装置
や精密な機械などが必要となり，時には，時間までも
必要になってくる．
 本研究では， 高価な装置や複雑な手順を必要とせ
ず， 食品に残留する亜硝酸ナトリウムを亜硝酸根と
してその量を簡易的に検出できないかと考える．そこ
で，比較的安価な製作が可能で，かつ，廃棄性に優れ
た紙をベースとするセンサを設計し，ジアゾ化反応を
利用した比色法 5)により亜硝酸根を目視定量できるセ
ンサの検討を行った．
１-２ 比色法の概要
本法の原理は，亜硝酸ナトリウム分析法 6)に基づ
き，亜硝酸ナトリウムが酸性条件下で，スルファニル
アミドによりジアゾ化することでジアゾニウム塩が生
成し，さらに N-1-ナフチルエチレンジアミン（NED）
とジアゾカップリングを形成することによって赤紫色
のアゾ化合物を生成したのち，吸収極大波長 540 nm
にて吸光度測定を行う（Fig. 1）． 
１-３ 紙ベースセンサについて
紙をベースとする測定手法は, 古くから利用されて
いる技術である. 溶液の酸性・アルカリ性を判定する
リトマス紙, コロナウイルスの簡易検査や妊娠診断薬
として利用されているイムノクロマト法も紙をベース
とする測定手法である. 2007 年, 米国の Whitesides
らによるフォトリソグラフィ技術による多項目測定可
能な µPADs（microfluidic paper-based analytical
devices）が報告されて以来, 紙をベースとするセン
シング技術が注目され, 日米を中心に多数報告されて
いる 6)～ 8). 紙自体は非常に安価であることからコス
ト効率がよく，水の蒸発量が一定である日常の環境下
においては安定した結果が得られるため， 場所を問
わず様々な分野で利用されている．
 Fig. 2 に本研究で使用したセンサの鋳型の構造を
示す．プリンタを用いてワックス（インク）で紙に鋳
型を印刷し，送液の途中に反応物を配置してジアゾ化
を行いながら検出部に送液することで溶液中に含まれ
る亜硝酸根が定量可能であるか検討を行った． 
本研究では，あらかじめ送液部分の途中にスルファ
ニルアミドおよび NED を固定しておくことにより，現
場では亜硝酸ナトリウムが含まれた溶液を検出部に送
液し，色素が現れる原理となっている．亜硝酸ナトリ
ウムを含む溶液の濃度に応じて検出部に現れる色素の
濃淡を，作製した色調表と比較することによって，身
の回りの食肉製品に含まれる亜硝酸根の簡易定量が視
覚的に可能となっている．
Fig. 1 比色法の原理 
(2024年10月29日受付、2024年12月3日受理)
岡山理科大学紀要　第60号 A pp. 49-53 (2024)
2. 実験方法
２-１ 試料・試薬
検量線および色調表の作製のため，亜硝酸ナトリウ
ム（富士フィルム 和光純薬株式会社）を使用した.
pH8 の緩衝液調製のため，リン酸水素二ナトリウム
（富士フィルム 和光純薬株式会社）およびリン酸二
水素ナトリウム（富士フィルム 和光純薬株式会社）
を使用した．試薬としてスルファニルアミド（富士フ
ィルム 和光純薬株式会社），NED（富士フィルム 和
光純薬株式会社）を使用した．スルファニルアミドの
溶解および酸性条件下で反応させるための溶媒として
2 mol/L-塩酸（キシダ化学株式会社）を使用した．
試料は食肉ウインナーソーセージ 2 種（ⓐ福留ハム
株式会社 岡山昴工場，ⓑ株式会社 グリーンポートリ
ー），スライスベーコン（ⓒ丸大食品株式会社），生
ハムロース（ⓓ滝沢ハム株式会社 西方工場）を使用
した．
２-２ 鋳型・センサの試作
PowerPoint で鋳型（Fig.2）となる流路の設計を行
い，B5 サイズに裁断したクロマト紙(WhatmanTM ，
FILTER PAPER Grade 4 QUALITATIVE 460×570 mm)に
ソリッドインクプリンター（Xerox，ColorQube
8580DN）を使用し鋳型の印刷を行った．印刷したクロ
マト紙を定温乾燥機（ETTAS，OF-600S）で 120℃，3
分の条件のもと焼き入れを行い，インクをクロマト紙
に十分浸透させた．ラミネートフィルム（Asmix，B5
サイズ フィルム厚 100 µm）の試料滴下部分を切り抜
き，印刷したクロマト紙にラミネート加工を行った．
２-３ 試薬・試料の調製
緩衝液作成支援ツール 9)を使用し，リン酸二水素ナ
トリウムおよびリン酸水素二ナトリウムを用いて 100
mM pH8 緩衝液を作製した．検量線の作製のため，pH
8 緩衝液を使用し 0～100 µg/mL の亜硝酸ナトリウム
溶液を調製した.スルファニルアミド溶液としてスル
ファニルアミド 0.50 g を塩酸 100 mL に溶解し，NED
溶液として NED 0.12 g を純水 100 mL に溶解した．
測定試料として細かく攪拌したウインナー0.5 g
を 1.6 mL マイクロチューブに採取し，pH 8 緩衝液 1 
mL を加えた．85℃で 20 分間加温後，一定時間放置し
溶液を室温に戻した．その他の食肉製品においても同
様に操作し，それぞれの試料溶液とした． 
 上記の試薬および試料溶液はすべて 4℃の暗室冷蔵
にて保存を行った． 
２-４ 検量線の作製・試料の濃度定量
試料溶液を遠心分離機（ベックマン・コールター株
式会社 Microfuge®20R）にて 12000 rpm，4℃下で 3
分間遠心分離を行った． 
 96 穴マイクロプレート（Thermo ScientificTM 
469949）に各試料溶液の上澄み溶液および 0～5 
µg/mL の亜硝酸ナトリウム溶液を 100 µL ずつ分注し
た．純水 60 µL，スルファニルアミド溶液 20 µL，NED
溶液 20 µL の順に続けて加え攪拌後，20 分間室内に
て静置した．分光光度計（BioTek Multi-Mode 
Microplate Reader SynergyTM HT）を用いて波長 540 
nm における吸光度を測定し，作製した検量線から各
試料に含まれる亜硝酸根の定量を検討した． 
２-５ ペーパーベースセンサの性能評価
ラミネート加工を施したクロマト紙における Fig.
2 の鋳型の②の位置にスルファニルアミド溶液，③の
位置に N-1-ナフチルエチレンジアミン溶液を各 1.5 
µL×2 回滴下し，4℃下で 24 時間乾燥させ固定するこ
とで亜硝酸ナトリウムセンサとした．0～100 µg/mL
の亜硝酸ナトリウム溶液および各試料の上澄み液 15 
µL を①の位置に滴下し，10 分静置後検出部に現れた
発色の様子を観察した．亜硝酸ナトリウム溶液にて作
製した色調表の検出感度を選定し，各試料の発色の様
子を比較検討した． 
3. 結果と考察
３-１ 検量線の作製・試料の濃度測定
スルファニルアミド，NED と反応後の 0～5 µg/mL
亜硝酸ナトリウム溶液の吸光度（540 nm）を測定し，
亜硝酸ナトリウム溶液の検量線を作製した（Fig.3）. 
0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
1.200
0 1 2 3 4 5
吸
光
度
(A
)
亜硝酸ナトリウム濃度 (µg/mL)
y = 0.1965x + 0.0493
R2 = 0.9997
Fig. 3 検量線（亜硝酸ナトリウム） 
0.6 cm 
2.5 cm 
0.6 cm 0.7 cm 
0.18 cm 0.8 cm 
① ③ ②
Fig. 2 センサの鋳型 
2.5 cm 
 0.7 cm  0.6 cm 
 0.18 cm 
 0.8 cm 
0.6 cm 
① ②  ③ 
50 三輪有志朗・渋谷光・永谷尚紀
ウインナーソーセージⓐ ⓑ，スライスベーコンⓒ
および生ハムロースⓓ試料の上澄み液から得られた吸
光度, 平均値を Table 1 に示した。 
Table 1 試料溶液の吸光度 
試料 吸光度 (A) 平均 
ⓐ 0.699 0.671 0.677 0.682 
ⓑ 0.426 0.387 0.405 0.406 
ⓒ 0.405 0.439 0.432 0.425 
ⓓ 0.439 0.498 0.442 0.460 
Table 1 の結果より検量線から試料中の亜硝酸根濃
度を算出した（Table 2）．  
各中の亜硝酸根濃度から測定法 6)に従い，製品中の
亜硝酸根含量を計算した結果，ウインナーⓐは
0.00966 g/kg，ウインナーⓑは 0.00546 g/kg，ベー
コンⓒは 0.00573 g/kg，生ハムⓓは 0.00627 g/kg と
いう結果が得られた．本研究での定量方法において，
用いた各既製品に残留する亜硝酸根の量はすべて厚生
労働省が定める使用基準 3)（0.070 g/kg）を満たして
いると分かった．
３-２ ペーパーベースセンサの性能評価
各種濃度（0～100 µg/mL）の亜硝酸ナトリウム溶液
15 µL をペーパーベースセンサの①の部分に滴下し，
10 分静置後の③の検出部の発色を観察した. その結
果, 目視では 0.25 µg/mL 以上の亜硝酸ナトリウム溶
液で薄い赤紫色の発色が確認された. 溶液の亜硝酸ナ
トリウムの濃度が高くなるにつれ着色もより濃く現
れ, 50 µg/mL 以上の濃度では, 濃い赤紫色の同程度
の発色となった（Fig. 4）．本実験にて検討したセン
サの感度は，0.25 µg/mL 以上 50 µg/mL 以下の亜硝酸
ナトリウムを含む溶液を簡易定量可能であると期待で
きる．
 試料（ウインナー, ベーコン, ハム）の遠心後の上
澄み溶液 15 µL を亜硝酸ナトリウム溶液と同様に測定
した. その結果, 亜硝酸根濃度の最も高いウインナー
ⓐが濃く発色し, ２番目に亜硝酸根濃度が高い生ハム
ⓓも濃く発色している.  亜硝酸根がほぼ同じウイン
ナーⓑ, ベーコンⓒの発色は同程度であった（Fig.
5）. 各種濃度の亜硝酸ナトリウム溶液の結果（Fig. 
4）と比較するとウインナーⓐは亜硝酸ナトリウム
2.5 µg/mL よりは濃く 5 µg/mL は薄い発色であり, 生
ハムⓓは 2.5 µg/mL に近い発色であり, ウインナー
ⓑ, ベーコンⓒは 1 µg/mL よりは濃く 2.5 µg/mL の発
色よりは薄い発色であり,色の発色を比較することで
ある程度の亜硝酸ナトリウムの測定が可能であった.
4. 結言
ジアゾ化, ジアゾカップリングの原理を用いた亜硝
酸ナトリウムの定量を紙ベースセンサ上にて行った本
研究の方法は，既製品の食肉製品中に残留する亜硝酸
根の定量を行えるほど十分な感度を有していた．  
 本研究では，場所を選ぶことなく使用できるセンサ
の検討のため，厚生労働省が定める亜硝酸ナトリウム
検出手順 5)を元にしてより簡易的に行った．したがっ
て，精度の高い測定方法ではないが，ただ溶液を上か
ら滴下するだけで場所を選ばず目視で定量が可能とな
る手段の一つとなることが期待できる．  
 本報告では，亜硝酸ナトリウム検出のため流路に試
薬を乾燥してセンサとしているが，鋳型の設計や固
定,  乾燥する試薬を変えることで様々な検出が可能
となる．発色する反応はもちろん，発色試薬によって
定量可能であればすべての検出方法に応用可能な簡便
な検出技術となり得る. 
Table 2 試料中の亜硝酸根濃度 
試料 濃度 (µg/mL) 
ウインナーⓐ 3.22 ± 0.04 
ウインナーⓑ 1.82 ± 0.06 
ベーコンⓒ 1.91 ± 0.05 
生ハムⓓ 2.09 ± 0.10 
Fig. 4 各種濃度の亜硝酸ナトリウム溶液測定結果 
ⓐ ウインナー, ⓑ ウインナー, ⓒ ベーコン, ⓓ ハム
Fig. 5 各試料の測定結果（ペーパーベースセンサ） 
100 75 50 25 10 
7.5 5 2.5 1 0.75 
0.5 0.25 0.1 0 µg/mL 
ⓐ ⓑ ⓒ ⓓ
3.22 1.82 1.91 2.09
Ctrl 
0 µg/mL 
亜硝酸ナトリウムを定量可能なペーパーベースセンサ 51
参考文献 
1)食品衛生法 （昭和二十二年十二月二十四日法律第二百三
十三号）
2)厚生労働省，食品添加物，よくある質問（消費者向け），Q3，
Q4，（2021）https://qr.paps.jp/IGq6B
3)厚生労働省，第 10 版食品添加物公定書 F 使用基準，3
4)福岡市保健環境研究所，NO.168 Le Message 食品衛生情報
誌～メサージュ～ “たらこ及び辛子めんたいこの亜硝酸
根検査結果”，(2021 年 2 月発行)
5)厚生労働省，発色剤 亜硝酸ナトリウム Sodium Nitrite
NaNO2：69.00
6)A.W.Martinez, S.T.Phillips, M.J.Butte,
G.M.Whitesides, “Patterned Paper as a Platform for
Inexpensive, Low-Volume, Portable Bioassays”,
Angewandte Chemie, 2007, 46, 1318-1320
7)Shingo Karita; Takashi Kaneta; “Chelate titrations
of Ca2+ and Mg2+ using microfluidic paper-based
analytical devices” Analytica Chimica Acta, 924,
60-67 (2016)
8)Abdollahi-Aghdam A, Majidi MR, Omidi Y. Microfluidic
paper-based analytical devices (µPADs) for fast and
ultrasensitive sensing of biomarkers and monitoring
of diseases. Bioimpacts. 2018;8(4):237-240.
9)市岡隆幸，緩衝液作成支援ツール
https://www.ls.toyaku.ac.jp/~bioinfo/cgi-
bin/buffer_calc.c
52 三輪有志朗・渋谷光・永谷尚紀
Paper –based sensor for quantifying sodium nitrite 
Yushiro Miwa, Hikaru Shibutani, and Naoki Nagatani1)* 
Department of Applied Chemistry and Biotechnology, Faculty of Engineering, 
1) Department of Applied Chemistry, Faculty of Engineering,
Okayama University of Science, 
1-1 Ridai-cho, Kita-ku, Okayama 700-0005, Japan
In this study, we investigated a paper-based sensor for quanting sodium nitrite that does not require 
complicated procedures and expensive equipment for measurement. The sensor can measure quantify sodium 
nitrite by colorimetric using diazotization reaction and diazo coupling. The paper-based sensor can be 
manufactured inexpensively by simply printing, and has excellent disposability. The sesor can measure only 15 μL 
sample volume in 10 minutes and the detection limit of sodium nitrite is 0.25 μg/mL, and it can measure up to 50 
μg/mL. The detection limit is sufficient to measure the standard value by the Japanese Ministry of Health, Labour 
and Welfare, which requires that the amount remaining must not exceed 0.070 g per kg of meat product. The paper-
based sensor can detect various substances by changing the template design, fixation reagents, and is expected to 
be used in a wide range of fields. 
Keywords: paper-base; sensor; sodium nitrite; colorimetric. 
(Received October 29, 2024; accepted December 3, 2024)
亜硝酸ナトリウムを定量可能なペーパーベースセンサ 53


アショウサン ナトリウム オ テイリョウ カノウナ ペーパー ベース センサ

T(目次、総目次)departmental bulletin pape

第 6 0 号 B 
 
人 文 ・ 社 会 科 学 
 
目 次 
 
【文学】 
荻原桂子 : 田村俊子から佐藤俊子へ ―鈴木悦とのカナダ労働問題における活動―  ……………………… 1 
藤城孝輔 : Japan’s Postwar Youth and the Residue of Imperialism  
―The Representation of the Crown Prince in Kodoku no hito (1957)― …………………… 11 
【人文科学】 
保森智彦 : LLM(Large Language Model)を用いた授業中の発話分析の検討  
―「主体的・対話的で深い学び」に関する教師の発話に着目して― ………………………… 19 
【社会科学】 
紙田路子 : 古代史学習における社会的レリバンスの保障  
―パブリックアーケオロジーに基づく小学校古代史学習の構想―   ………………………… 37 
深瀬徹・中村有加里・菊池恒毅 : 東京都内のレストランにおける愛媛県産農畜水産物を用いたイタリア  
料理フェアの開催 ―地域産業活性化の１つの試み―   ……………………………………… 53 
飯塚都・中村有加里・深瀬徹 : 行政データからみた愛知県における人口と犬の登録頭数,小動物等を対象 
とする飼育動物診療施設数の推移 ―円滑な動物病院運営を阻害する要因の抽出―  ……… 61 
奥西有理・田代夏子・田中共子 : 在日留学生の異性との関わりにおける対人行動上の困難と対処 ……… 71 
【教育学】 
山下浩之 : 「平成 30 年 7 月豪雨」後の大学生の災害に関する意識の変化 ………………………………… 81 
笹井香・奥野新太郎 : 「「型」を用いた文章法」による教育実践  
―文章作成能力の向上をめざす取り組みとその効果―   ……………………………………… 91 
土井貴子 : イングランドにおける初任者教員研修に関する一考察  
―認定プロバイダーによるECFに基づく研修― ……………………………………………… 109 
 
  


山下, 浩之

ヤマシタ, ヒロユキ

Yamashita, Hiroyuki

ヘイセイ 30ネン 7ガツ ゴウウ ゴ ノ ダイガクセイ ノ サイガイ ニ カンスル イシキ ノ ヘンカ

No.7
Okayama University of Science Educational Practice Research
CONTENTS
【Research paper】
The influence of children's understanding of mistakes on the PCK of university students at a teacher training 
university　　	  1
Active learning using mylog in English education courses in the Department of Elementary Education　　	  15
A study on the effectiveness of online English conversation lessons　　	  31
Research Regarding the Ideas and Attitudes about Training and Students Leadership Training Instructors 
Have　　	  45
Evaluation of Educational Effectiveness in "Learning Kenya Social Forestry Project from the Masai"　　	  61
Current Status and Issues of Lectures Related to Teaching Practice in Pre-Service Teacher Education　　	  75
【Educational Practice Report】
Experience of Remote Teaching of Graduation Research via an Internet System under Corona Disaster　　	  83
Launch and operation of research projects in the Department of Information and Computer Engineering, 
Faculty of Engineering　　	  91
Development and implementation of educational content through the making of an African elephant 
skeletal specimen　　	  101
Practical examples of consumer education for elementary school students by university students　　	  107
The influence of Project Based Learning on university students' job hunting　　	  123
Implementation of career development support seminar for veterinary students and the survey on attitude 
of them toward courses and jobs　　	  143
Curriculum Consulting Practices and Educational Effectiveness and Future Issues Based on the Results of 
Student Comment Analysis　　	  153
Survey on Learning Support Using Interactive Generative AI　　	  161
University Students' Misconceptions about Gas Pressure　　	  169
Application and Accreditation for OUS MDASH　　	  181
Development of a Worksheet for Visualization of the Adventure Education Experience　　	  187
Establishing Geohistrorical Ecomuseum in the Campus of Okayama University of Science　　	  205
【Note】
Analyzing the Results of Out-of-class Study in "Practice for English Language Certification (Introductory)" 
Classes　　	  215


English

 
 
 
 
   
 
  はしがき 
    
      この冊子は、学位規則(昭和２８年４月１日文部省令第９号)第８条の規定 
        
            による公表を目的とし、本学において博士の学位を授与した者の論文内容の 
        
             要旨及び論文審査の結果を収録したものである。 
        


はしがき

福江, 紘幸

フクエ, ヒロユキ

ﾌｸｴ ﾋﾛﾕｷ
氏名・(本籍) 福江 紘幸  (岡山県) 
学 位 の 種 類 博士(工学) 
学 位 記 番 号 甲第工58号
学位授与の日付 ２０２４年３月２０日 
学位授与の要件      学位規程第４条第３項該当(課程博士) 
学位論文題目    高周波-大電力パルススパッタリング法の開発とDLC 
分光スペクトルのケモメトリックス応用による化学構 
造解明に関する研究 
論文審査委員 主査  教授  中谷 達行 
副査  教授 清水 一郎 
副査  教授  中川 惠友 
  副査  教授   中井 賢治 
副査  教授 古閑 一憲 
（九州大学大学院システム情報科学研究院） 
-26-
-27-
-28-
-29-
-30-
-31-


高周波-大電力パルススパッタリング法の開発とDLC 分光スペクトルのケモメトリックス応用による化学構造解明に関する研究

岡山理科大学博士 (学術)2023PDFdoctoral thesi

八木, 力俊

ヤギ, リキトシ

インターナル・マーケティング視点による従業員主導型人材開発に関する研究〜福祉業界を対象として

小野, 恭裕

オノ, ヤスヒロ

教育DXに伴うビ ジネスモデルの変容と企業行動に関する研究

S(会告など)departmental bulletin pape

2023ネンド ジギョウ ウンエイ ホウコク

Not a member yet

ハクブツカンニカンスルカモクノアタラシイカリキュラムオヨビリシュウシステムノサクテイタンイノジッシツカオハカルタメノトリクミ

アショウサンナトリウムオテイリョウカノウナペーパーベースセンサ

目次

ヘイセイ 30ネン 7ガツゴウウゴノダイガクセイノサイガイニカンスルイシキノヘンカ

Table of contents

はしがき

高周波-大電力パルススパッタリング法の開発とDLC 分光スペクトルのケモメトリックス応用による化学構造解明に関する研究

インターナル・マーケティング視点による従業員主導型人材開発に関する研究〜福祉業界を対象として

教育DXに伴うビジネスモデルの変容と企業行動に関する研究

2023ネンドジギョウウンエイホウコク

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