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ドープ氷中のナノ・マイクロ液相の界面計測と分離への展開

Research Project

Project/Area Number 17J07704
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Analytical chemistry
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

稲川 有徳  東京工業大学, 理学院, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords電気泳動 / サイズ分離 / 氷 / 制限空間 / 粘性率 / ゼータ電位 / 不凍たんぱく質 / 界面
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、水溶液を凍結した際に生じるマイクロ~ナノサイズの凍結濃縮溶液(FCS)の物性解明とそれを利用した新規計測法の開発である。本年度は以下
の検討を行った。
1)バルク氷中にマイクロチャネルを形成しその中を泳動するプローブ粒子の泳動速度から、氷のゼータ電位の決定を検討した。氷のゼータ電位の値が負の値を示したことから、氷表面は負に帯電していることがわかった。また氷のゼータ電位の塩濃度依存性やpH依存性も検討し、陰イオンの氷表面への吸着や氷内への取り込み、およびOHダングリングボンドでのプロトン解離の議論を行った。また、本手法が氷だけではなく、凍結有機溶媒にも適用可能であることを示した。
2)当該研究者らが考案した氷グレインバウンダリー(IGB)電気泳動法を用いて氷とAFPの相互作用の大きさを定量的評価する手法を確立した。糖の水溶液を凍結させると、チャネル状のIGBが形成する。2つの電極間に直線状のIGBを形成し、その中で印加電圧を変化させながらAFPを修飾した粒子を電気泳動させた。氷と粒子の間に科学的相互作用が存在するとき、粒子が泳動を始める時の電位は相互作用がない場合の時よりも大きくなる。その電位の差分に対応する力がAFPの相互作用力に対応する。これにより氷とAFPの間に働く相互作用を定量的に評価した。
3)氷に囲まれた凍結濃縮溶液内における熱フォノン共鳴測定を行うため、単一光束を用いた光ビートブリュアン散乱法の確立を検討した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Charging of the Ice/Solution Interface by Deprotonation of Dangling Bonds, Ion Adsorption, and Ion Uptake in an Ice Crystal As Revealed by Zeta Potential Determination2019

    • Author(s)
      Inagawa Arinori、Harada Makoto、Okada Tetsuo
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 123 Issue: 10 Pages: 6062-6069

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b12435

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Zeta potential determination with a microchannel fabricated in solidified solvents2018

    • Author(s)
      Inagawa Arinori、Fukuyama Mao、Hibara Akihide、Harada Makoto、Okada Tetsuo
    • Journal Title

      Journal of Colloid and Interface Science

      Volume: 532 Pages: 231-235

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2018.07.137

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrophoresis in ice surface grooves for probing protein affinity to a specific plane of ice crystal2018

    • Author(s)
      Inagawa Arinori、Okada Yusuke、Okada Tetsuo
    • Journal Title

      Talanta

      Volume: 183 Pages: 345-351

    • DOI

      10.1016/j.talanta.2017.12.073

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Viscosity of Freeze-Concentrated Solution Confined in Micro/ Nanospace Surrounded by Ice2017

    • Author(s)
      Arinori Inagawa, Tomoki Ishikawa, Takuma Kusunoki, Shoji Ishizaka, Makoto Harada, Takuhiro Otsuka, and Tetsuo Okada
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 121 Issue: 22 Pages: 12321-12328

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b03792

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 氷グレインバウンダリー電気泳動による不凍たんぱく質と氷の相互作用評価2018

    • Author(s)
      稲川有徳、岡田哲男
    • Organizer
      第78回分析化学討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 氷を用いたサイズチューナブルな分離場の創出”、東日本分析化学若手交流会2018

    • Author(s)
      稲川有徳
    • Organizer
      東日本分析化学若手交流会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 氷マイクロチャネルを利用した氷表面へのイオン吸着挙動の解明2018

    • Author(s)
      稲川有徳・福山真央・火原彰秀・原田誠・岡田哲男
    • Organizer
      日本分析化学会第67年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 氷壁面からの物理的干渉の制御による粒子のサイズ分離2018

    • Author(s)
      藤野紗央里・稲川有徳・原田誠・岡田哲男
    • Organizer
      日本分析化学会第67年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ドープ氷共存液相中における Ru(II)錯体からの発光の Fe(III)錯体にのる消光反応2018

    • Author(s)
      大塚拓洋 ・稲川 有徳 ・ 岡田哲男 ・海津洋行
    • Organizer
      第30回配位化合物の光化学討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 氷マイクロチャネルによる氷ゼータ電位測定と氷表面へのイオン吸着挙動の解明2018

    • Author(s)
      稲川有徳・上原伸夫・岡田 哲男
    • Organizer
      北海道大学低温研究所・氷化学研究会共同研究集会「H2Oを科学する・2018」
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Size-Selective Separation with Ice Grain Boundaries as Size-Tunable Channels2018

    • Author(s)
      Arinori Inagawa, Makoto Harada, Tetsuo Okada
    • Organizer
      The Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ドープ氷共存液相の粘性率測定とその評価2017

    • Author(s)
      稲川有徳、大塚拓洋、石川朋己、石坂昌司、岡田哲男
    • Organizer
      第77回分析化学討論会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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