2017 Fiscal Year Annual Research Report
Simple evaluation of adsorption property of miicro-substances using gelled test solutions
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15K00586
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| Research Institution | Toyo University |
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Principal Investigator |
清田 佳美 東洋大学, 経済学部, 教授 (60216504)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 孝弘 東洋大学, 経済学部, 教授 (30192131)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | QCM / ナノ粒子 / 吸着 / ゲル化溶媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金電極を備えたQCM表面に末端にカルボキシル基を有する自己組織化膜を形成し，末端カルボキシル基に静電的相互作用を利用してハイドロキシアパタイトのナノ粒子を固定した。アパタイトのナノ粒子は市販されている球状アパタイトおよびロッド状アパタイトを用いた。本電極を用いて極微量のタンパク質の吸着応答評価を液相系で試みたところS/Nが非常に悪く，十分な観測ができなかった。固定する自己組織化膜の直鎖は短く，単独の固定段階におけるQCMの共振抵抗は大きくならなかった。一方，これにアパタイトのナノ粒子を固定したのちには共振抵抗が非常に大きくなり共振周波数の不安定化を招いた。このことから，無機吸着剤ナノ粒子（本系ではハイドロキシアパタイト）の固定が弱く，溶媒と接触することによって大きく揺らいでしまうことが原因と考えられた。ついで，液相系で紅茶の成分吸着を行ったところ，優位に吸着にともなうQCM応答を取得することができた。この系で，片面を液相もしくはゲル層と接触させるようにQCMを固定するテフロン製のセルを用い溶媒の量と応答の関係を得た。溶液をゲル化したものをQCMと接触させて共振周波数と共振抵抗の経時変化を測定した。液相接触系に比べ，ゲル化溶液接触系では共振周波数の低周波側シフトおよび共振抵抗値の増加が認められた。吸着プロセスの測定においては，系全体の温調が重要であること，乾燥を抑制する措置を施す必要性を把握した。また，ゲル化溶液の負荷状況下で全ての吸着質が吸着した場合に到達する時間が非常に長いため，吸着平衡の判断および平衡での共振周波数および共振抵抗を確定することが困難であった。一連の実験とは別に，シミュレーションにより吸着質の拡散係数や分配係数を決定する解析手法について検討を行って，吸着層の濃度変化と拡散係数や分配係数の関係を評価する解析を行った。
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