• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Development of super-selective ion separation membranes via biomimetic approarch

Research Project

Project/Area Number 20H02502
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 27010:Transport phenomena and unit operations-related
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

Saeki Daisuke  信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (70633832)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Keywords膜分離 / イオン分離 / 生体模倣 / 脂質二分子膜 / イオンチャネル
Outline of Research at the Start

液中から目的のイオンのみを分離する技術は、水処理を始めとして電池や医療など、様々な分野において求められているが、高効率、選択的かつ連続的に分離する技術は未だ確立されていない。一方、生体膜においては膜タンパク質などの機能性分子により効率的かつ選択的な物質輸送が行われている。本研究では、生体膜のイオン透過現象に着目し、生体分子の一種であるイオンチャネルを分離素子とした、特定のイオンのみを分離可能な超選択的イオン分離膜の創製を行う。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we investigated the posibility of new-generation ion separation membranes based on the biomimetic approarch of the permeation mechanism of biological membranes. First, we quantitatively evaluated the ion peameation rate of biological ion channel molecules and clarified the difference of the permeation rate between ion species. Then, we formed supported lipid bilayers (SLBs) containing the biological ion channel molecules on a polymeric porous substrate. The evaluation of the fabricated SLBs as ion separation membranes showed the posibility of the ion separation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体模倣型の水処理膜は、近年、従来の高分子材料を超える性能が実現できると期待されている。しかしながら、その検討は水分子を選択的に透過するアクアポリンなどの水チャネルを用いた逆浸透膜が中心である。本研究は、生体模倣的アプローチによりイオン分離を試みた初めての研究であり、高分子系材料からなるイオン分離膜とは全く異なる構造、性能を持つ次世代のイオン分離膜の可能性を示した点は、分離工学において重要な学術的知見である。

Report

(3 results)
  • 2022 Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2021 2020 Other

All Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Presentation] 高分子固体表面への支持脂質二分子膜形成と応用2021

    • Author(s)
      佐伯大輔
    • Organizer
      日本膜学会第43年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 脂質組成とポリエチレングリコール添加が静電相互作用を用いたリポソーム融合法によるSLB形成に与える影響2021

    • Author(s)
      藤崎龍, 佐伯大輔, 奥村幸久
    • Organizer
      日本膜学会第43年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ポリアミド系水処理膜の高機能化のための表面設計2021

    • Author(s)
      佐伯大輔
    • Organizer
      表面技術協会関東支部第99回講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 液液界面を利用した平面固体表面への支持脂質膜形成に関する検討2021

    • Author(s)
      栃谷一樹, 佐伯大輔, 奥村幸久
    • Organizer
      化学工学会第86年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 静電相互作用を用いたリポソーム融合法におけるSLB形成挙動に及ぼす脂質組成と融合誘発剤の影響2020

    • Author(s)
      谷河怜, 佐伯大輔, 奥村幸久
    • Organizer
      日本膜学会第41年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 静電相互作用を用いたリポソーム融合法によるSLB形成における脂質組成と融合誘発剤の影響2020

    • Author(s)
      谷河怜, 佐伯大輔, 奥村幸久
    • Organizer
      化学工学会第51回秋季大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] The effect of the lipid composition and fusion-inducing reagents on SLB formation behavior in the liposome rupture method2020

    • Author(s)
      Ryo Tanigawa, Daisuke Saeki, Yukihisa Okumura
    • Organizer
      International Congress on Membranes & Membrane Processes 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 信州大学工学部物質化学科 分子集合体化学研究室

    • URL

      http://www.shinshu-u.ac.jp/faculty/engineering/chair/chem004/

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 信州大学工学部物質化学科 分子集合体化学研究室

    • URL

      http://www.shinshu-u.ac.jp/faculty/engineering/chair/chem004

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 脂質膜の製造方法2021

    • Inventor(s)
      佐伯大輔、他
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人信州大学、他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-034558
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 選択性透過膜および水処理方法2020

    • Inventor(s)
      佐伯大輔、他
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人信州大学、他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-078340
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-03-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi