Evaluation of amino acid effect on the dissolution rates of amorphous silica

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K05711
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 河野 元治 鹿児島大学, 理工学域理学系, 教授 (80224814)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: アミノ酸 / アモルファスシリカ / 溶解速度 / 吸着

Outline of Annual Research Achievements

アミノ酸によるアモルファスシリカの溶解速度への影響と反応メカニズムを明らかにするため、pH4、5、6条件下でアミノ酸を含む溶液中でのアモルファスシリカの溶解実験で得られた溶解速度の増大量とアモルファスシリカに対する各アミノ酸の反応性について検討した。なお、実験ではアミノ酸試料として、酸性アミノ酸（システイン、アスパラギン）、中性アミノ酸（セリン、トリプトファン、アラニン）、塩基性アミノ酸（ヒスチジン、リシン、アルギニン）を使用した。溶解実験の結果、酸性アミノ酸＜中性アミノ酸＜塩基性アミノ酸の順に溶解速度の増大傾向が確認され、アモルファスシリカの溶解速度はアミノ酸との反応で増大する傾向を示すものの、アミノ酸の種類によって溶解速度に及ぼす影響は大きく異なることが明らかとなった。全体的には塩基性アミノ酸による溶解速度増大への寄与が最も大きく、中性アミノ酸及び酸性アミノ酸についてはpH6条件では溶解速度への影響はほとんど認められず、pH5及び4条件でpH低下に伴って溶解速度増大への寄与が確認された。一方、各アミノ酸のアモルファスシリカ表面への吸着実験から得られた反応性は、酸性アミノ酸≒中性アミノ酸＜塩基性アミノ酸の傾向を示し、塩基性アミノ酸の大きな吸着量に対して中性及び酸性アミノ酸は相対的にきわめて小さい吸着量を示した。これらの結果はアモルファスシリカの溶解速度増大量とアモルファスシリカ表面へのアミノ酸吸着量の正の相関を示し、アミノ酸によるアモルファスシリカの溶解速度増大はアモルファスシリカ表面への各アミノ酸吸着反応により促進されていることが示唆された。