脂質二分子膜でのイオン透過過程および振動過程の解析と分析化学的利用

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07454200
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 木原 壮林 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (60161543)
• Keywords: 脂質二分子膜でのイオン透過過程 / 水相・膜界面イオン移動 / イオンの膜透過ボルタモグラム / 脂質二分子膜と液膜 / 自発イオン濃縮 / イオンの性質 / 膜の性質 / 膜電位・膜電流の振動

Research Abstract

本研究は、イオンの脂質二分子膜(BLM)透過反応の一般的特徴を明らかにするとともに、膜構成脂質やイオンの違いによる透過反応の差異、共存物の透過反応に及ぼす影響などを把握し、膜の機能(選択的イオン透過、振動の発現など)との関係を考察すること、およびBLMの分析化学的利用を目的としている。平成7年度には、特性の定まったBLMを作成するためのBLM作成装置および微少な膜電流の高精度測定のための電流増幅器を購入した。また、膜電位の印加走引用電圧源を自作し、膜物性評価のための全反射吸収観察法および電気容量測定法を確立した。その上で、各種のBLMを介した各種イオンの移動ボルタモグラム(膜電位-膜電流曲線)を測定し、これを液膜でのイオン移動ボルタモグラムと比較して、BLMでのイオン透過反応を解析した。
本年度得られた主な知見を以下に記す。1.BLM作成装置で作成したBLMでのボルタモグラムは刷毛塗り法で作成したBLMでのそれとほぼ一致する。2.BLMがイオンを自発濃縮して低抵抗であるとき、超薄膜であるBLMでのイオン透過反応といえども、厚膜である低抵抗液膜でのそれと類似し、イオン透過過程は膜系に存在する2つの水相/膜界面でのイオン移動反応によって制御される。3.2の知見に基づくと、BLMを介したイオン移動ボルタモグラムを容易に解析できるのみならず、2界面で生じる異種イオンの相関した移動反応の理解も容易である。4.イオンのBLMへの自発濃縮性は、イオンの疎水性およびBLMを形成する脂質が持つ官能基とイオンの錯生成の強さに依存する。5.BLMでのイオン移動ボルタモグラムは、BLMへのイオンの自発濃縮性を反映して4つのタイプに分類できる。

Research Products

• [Publications] O.Shirai,S.Kihara他: "Ion transfer through a membrane in the presence of sufficient electrolytes" J. Electroanal. Chem. 389. 61-70 (1995)
• [Publications] 白井理、木原壮林、吉田裕美: "液膜および脂質二分子膜を介したイオン透過反応のボルタンメトリー的解釈" 分析化学. 44. 905-920 (1995)
• [Publications] 木原壮林: "液々界面の電気化学と溶媒抽出" Denki Kagaku. 63. 363-368 (1995)
• [Publications] S.Kihara,Y.Yoshida他: "Voltammetry for charge transfer at the liquid/liquid interface and its application to the elucidation of interfacial reactions" Memories of the Faculty of Engineering and Design Kyoto Institute of Technology. (印刷中) (1995)