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Development of high-performance multi-functional reversed-phase HPLC with the stationary phase containing gas and supercritical fluid

Research Project

Project/Area Number 19H02741
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

Shibukawa Masami  埼玉大学, 理工学研究科, 名誉教授 (60148088)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 半田 友衣子  埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (20586599)
齋藤 伸吾  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60343018)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥14,040,000 (Direct Cost: ¥10,800,000、Indirect Cost: ¥3,240,000)
Keywords表面気泡変調液体クロマトグラフィー / 超臨界流体固定化液体クロマトグラフィー / 逆相液体クロマトグラフィー / 界面液相 / イオン分配法 / ナノ気泡 / VOC / 疎水性ナノ細孔 / 揮発性有機化合物 / 不活性ガス / ナノ超臨界流体 / HPLC / 二酸化炭素
Outline of Research at the Start

研究代表者は,ナノメートルサイズの疎水性微小空間が水溶液中で気体および超臨界流体を安定に保持する能力があることを明らかにし,疎水性ナノ細孔がもつこの特異的機能を利用して,気体および超臨界流体を固定相の構成要素とするこれまでにない液体クロマトグラフィーを創出した。本研究は,これらの研究成果に基づいて,多様な表面構造をもつ多孔質材料の内部に気体および超臨界流体を固定化し,ナノ空間における気体と超臨界流体の物性と分離媒体としての機能を解明するとともに,圧力や温度によって分離選択性を自在に変換できる,従来にない分離技術を生み出すことを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

This study aims to investigate the function of the gas phase and the supercritical fluid incorporated in porous hydrophobic packing materials in the columns of surface bubble-modulated liquid chromatography and supercritical fluid stationary phase liquid chromatography and develop unprecedented separation technologies. The effects of the structure of the interfacial liquid layer formed on the surface of the hydrophobic packing materials and the chemical structure of the surface of the hydrophobic materials on the separation selectivity were clarified. We also carried out the research with the aim of developing a method for determining volatile organic compounds in an aqueous solution and a high-speed analysis method for inert gases that does not require pretreatment by gas-liquid separation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

逆相液体クロマトグラフィー(RPLC)は水溶液中の化合物の分離に最も広く利用されている分析法であるが,その分離機構の実験的解明は進んでいない。研究代表者はイオン分配法と表面気泡変調液体クロマトグラフィー(SBMLC)を創案して,この問題に取り組んできた。本研究では,疎水性物質が水溶液と接したときに物質表面に形成される界面液相の構造と表面の化学構造によってRPLCの物質分離選択性がどのように変化するかを明らかにすることに成功した。さらにSBMLCとRPLCを用いて,人体に有害な水溶液中の揮発性有機化合物の精密分析法と,従来法では分離が難しい不活性ガスの新しい分離分析法を開発した。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Characterization of the Interfacial Liquid Layer Formed on Hydrophobic Packing Material Surfaces by Liquid Chromatographic Analysis of the Distribution of Ions and Molecules2022

    • Author(s)
      Masami Shibukawa, Hiroki Okutsu, Shingo Saito
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 7 Issue: 17 Pages: 15158-15166

    • DOI

      10.1021/acsomega.2c01184

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 水/疎水性物質界面近傍における物質分布-液体クロマトグラフィーと分子動力学計算で探る2021

    • Author(s)
      渋川雅美
    • Journal Title

      化学

      Volume: 76 Pages: 70-71

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Intrinsic difference between phenyl hexyl- and octadecyl-bonded silicas in the solute retention selectivity in reversed-phase liquid chromatography with aqueous mobile phase2020

    • Author(s)
      Keisuke Nakamura, Shingo Saito, Masami Shibukawa
    • Journal Title

      Journal of Chromatography A

      Volume: 1628 Pages: 461450-461450

    • DOI

      10.1016/j.chroma.2020.461450

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Facilitated Dehydration of Rb+ Ions in Cation‐Exchange Resin when Surrounded by Cs+ Ions: A Marked Phenomenon in Superheated Water2019

    • Author(s)
      M. Harada, T. Okada, K. Nakamura, S. Saito, M. Shibukawa
    • Journal Title

      Chemistry select

      Volume: 4 Issue: 16 Pages: 4718-4725

    • DOI

      10.1002/slct.201900388

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 表面気泡変調液体クロマトグラフィーによる気体の分離分析-C18シリカおよびシリカ粒子の混合充填カラムによるカラム効率の改善-2021

    • Author(s)
      渋川雅美,中野裕太,齋藤伸吾
    • Organizer
      日本分析化学会第70年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 親水性高分子ゲルカラムを用いる多段階pHピークフォーカシング液体クロマトグラフィーによる希土類金属の分離2020

    • Author(s)
      渋川雅美,小野山洋輔,半田友衣子,齋藤伸吾
    • Organizer
      第80回分析化学討論会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 表面気泡変調液体クロマトグラフィーによる気体の分離分析2020

    • Author(s)
      中野陽介,水野恒,半田友衣子,齋藤伸吾,渋川雅美
    • Organizer
      日本分析化学会第69年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 液体クロマトグラフィー2019

    • Author(s)
      渋川雅美
    • Organizer
      第50回湘南ハイテクセミナー
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      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 表面気泡変調液体クロマトグラフィーによるアセトニトリル水溶液/C18 シリカ界面における物質分離機構の解析-界面における物質分布におよぼす溶媒組成の影響の解明-2019

    • Author(s)
      中村圭介,生形竜介,水野恒,齋藤伸吾,渋川雅美
    • Organizer
      第79回分析化学討論会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 二酸化炭素水溶液を移動相とする逆相液体クロマトグラフィー2019

    • Author(s)
      水野 恒,半田友衣子,齋藤 伸吾,渋川 雅美
    • Organizer
      日本分析化学会第68年会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 水系分配クロマトグラフィーを利用した電解質精製法の開発2019

    • Author(s)
      槇原弘人,半田友衣子,齋藤 伸吾,渋川 雅美
    • Organizer
      日本分析化学会第68年会
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  • [Remarks] 埼玉大学 理工学研究科 渋川・齋藤研究室 (分析化学)

    • URL

      http://www.apc.saitama-u.ac.jp/sibukawa/index.html

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  • [Remarks] 埼玉大学 理工学研究科 渋川・齋藤研究室 (分析化学)

    • URL

      http://www.apc.saitama-u.ac.jp/sibukawa/Accomplishments.html

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  • [Remarks] 埼玉大学 理工学研究科 渋川・齋藤研究室 (分析化学)

    • URL

      http://www.apc.saitama-u.ac.jp/bunseki/index.html

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      2019 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 揮発性有機化合物の分析方法及び分析システム2021

    • Inventor(s)
      渋川雅美,中野裕太,緒方伸也
    • Industrial Property Rights Holder
      埼玉大学,一般財団法人化学物質評価研究機構
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-130900
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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