タンパク質結晶の熱伝導率および熱拡散率測定法の開発

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K06215
• Research Institution: Akashi National College of Technology
• Principal Investigator: 藤原 誠之 明石工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (90335985)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 誠一 明石工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (00599251)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: リゾチウム / 磁器アルキメデス効果 / 熱伝導率 / 熱拡散率 / 塩化ナトリウム / 二液法 / フロリナート / 非定常細線法

Outline of Annual Research Achievements

2018年度は以下の項目に関して実施した。
塩化ナトリウムによる最適な結晶化条件の調査：これまで磁器アルキメデス法を用いて結晶を浮揚させる場合、強磁性体である塩化ガドリニウムを沈殿剤として使用していた。しかし、塩化ガドリニウム自体に毒性等はないが、取り扱いに注意が必要である。二液法を行う場合は、沈殿剤の磁性は必要ないため、より安全な沈殿剤として塩化ナトリウムに対する最適な結晶化条件を調査した。
二液法による測定試料容器の制作：二液法にはリゾチウム結晶より密度が高いフロリナートを使用する。しかし、結晶水溶液とフロリナートの表面張力の関係から、二液界面形状が多少湾曲し、細かい液面高さの調整が必要である。そこで、試料および測定プローブを設置後に液面高さの調整ができる試料容器を制作した。
二液法によるリゾチウム多結晶の熱伝導率および熱拡散率の測定：二液法で育成したリゾチウム結晶に対し、熱伝導率および熱拡散率の測定を実施した。その結果、熱伝導率は磁器アルキメデス法と概ね一致する結果を示したが、磁器アルキメデス法で測定した結果より若干低めの値を示すことがわかった。
測定精度の向上：二液法による熱拡散率の測定結果は測定データが大きくばらつくという現象が生じたため、測定回路のケーブルやADコンバータにおける差動入力の接地点の見直しを行い、現在効果を確認している。
超電導マグネット傾斜用支持台の開発：磁器アルキメデス法と二液法で若干熱伝導率が異なる原因として磁器力による結晶の配向性の影響が考えられる。そこで、超電導磁石を傾斜させ、結晶配向性を90度ずらした状態で測定できるように、超電導磁石を傾斜させる支持台を制作した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

磁器アルキメデス法および二液法により結晶化させたリゾチウムの熱伝導率および熱拡散率の測定に成功した。その結果、若干の測定データに差異が生じる可能性があることがわかった。これは、一つの原因として結晶の配向性の影響が考えられる。したがって、結晶の配向を90度変化させた状態で測定できるように超電導磁石を傾斜できる支持台を制作し、2019年度から計測を開始できる状態まで準備が整っているため。

Strategy for Future Research Activity

リゾチウム結晶の結晶配向性が熱伝導率、熱拡散率に影響を与えるか調査する。また、測定精度をさらに向上させるとともに、これまで準備してきた装置で測定を重ね、測定データの信頼性の向上を図る。

Causes of Carryover

予定していたより安く物品が購入できたため。