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Construction and characterization of liquid crystalline separation membranes composed of filamentous viruses

Research Project

Project/Area Number 17K05987
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Polymer/Textile materials
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Sawada Toshiki  東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (20581078)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords分離膜 / 繊維状ウイルス / 液晶 / 界面重合 / 遺伝子工学 / ソフトマテリアル / 生体高分子 / バイオテクノロジー / ウイルス / 膜分離 / ファージ
Outline of Final Research Achievements

Membranes with selective separation capability are desirable for use in energy-efficient processes. In this study, a filamentous virus-based membrane prepared by chemical cross-linking at liquid/liquid interfaces for selective molecular separation was achieved. The virus membrane composed of oriented virus assemblies showed a molecularly porous structure, enabling the size-selective separation of small organic compounds. Furthermore, the pore structure was controlled by the initial concentration of virus solution, enabling broad size selectivity. Membrane preparation using virus modified with neodymium ions (Nd3+)-binding peptides was performed. The membrane preferentially adsorbed Nd3+ over iron ions (Fe3+), demonstrating that the molecular recognition capability of the peptide clearly remained even after the chemical cross-linking reaction. This broad-spectrum separation membrane has potential applicability in various fields.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

膜を用いた分離技術は、様々な分野で欠かすことのできない技術の一つである。近年では、望みの分子のみを迅速に分離して回収・除去できるような高性能な膜の開発が重要となっている。本研究では、自在に機能改変できる繊維状ウイルスを素材とし、望みの分子を選択的に回収可能な分離膜を構築した。様々な分子や物質に結合するウイルスを構築することができるため、望みの機能をもつ分離膜の構築に繋がると期待される。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 12 results)

  • [Journal Article] Filamentous virus-based membrane prepared by chemical cross-linking at liquid/liquid interface for a tailored molecular separation system2020

    • Author(s)
      Sawada Toshiki、Inomata Haruhiko、Serizawa Takeshi
    • Journal Title

      Journal of Membrane Science

      Volume: 595 Pages: 117595-117595

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2019.117595

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Macromolecular crowding for materials-directed controlled self-assembly2018

    • Author(s)
      Hata Yuuki、Sawada Toshiki、Serizawa Takeshi
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry B

      Volume: 6 Issue: 40 Pages: 6344-6359

    • DOI

      10.1039/c8tb02201a

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Filamentous Viruses as Building Blocks for Hierarchical Self-Assembly toward Functional Soft Materials2018

    • Author(s)
      Toshiki Sawada、Takeshi Serizawa
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 91 Issue: 3 Pages: 455-466

    • DOI

      10.1246/bcsj.20170428

    • NAID

      130006507061

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Filamentous virus-based soft materials based on controlled assembly through liquid crystalline formation2017

    • Author(s)
      Toshiki Sawada
    • Journal Title

      Polymer Journal

      Volume: 49 Issue: 9 Pages: 639-647

    • DOI

      10.1038/pj.2017.35

    • NAID

      40021299639

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  • [Presentation] 繊維状ウイルスからなるメンブレンの調製とその分離機能の評価2020

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      澤田敏樹、猪俣晴彦、芹澤武
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      澤田敏樹、猪俣晴彦、芹澤武
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  • [Presentation] Construction of Soft Materials Composed of Hierarchically Assembled Filamentous Viruses2018

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  • [Presentation] 繊維状ウイルスを素材としたソフトマテリアルの創製2018

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      澤田敏樹
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  • [Presentation] 繊維状ウイルスからなる 階層的な集合体の構築とその機能化2018

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      澤田敏樹
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  • [Presentation] 繊維状ウイルスを素材とするソフトマテリアルの構築2018

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      澤田敏樹
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  • [Presentation] 繊維状ウイルスからなる液晶性メンブレンの構築と分離特性評価2018

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      猪俣晴彦、澤田敏樹、芹澤武
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  • [Presentation] 液晶構造をもつ繊維状ウイルスに基づくメンブレンの分離特性2018

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      猪俣晴彦、澤田敏樹、芹澤武
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      第27回日本MRS年次大会
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  • [Presentation] 繊維状ウイルスを素材としたソフトマテリアルの構築2018

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      澤田敏樹
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      九州地区高分子若手研究会・冬の講演会2017
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  • [Presentation] 繊維状ウイルスからなる液晶性メンブレンの分離特性評価2017

    • Author(s)
      猪俣晴彦、澤田敏樹、芹澤武
    • Organizer
      平成29年度繊維学会年次大会
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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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