2019 Fiscal Year Research-status Report
炭酸カルシウム系シングルソースマルチターゲット吸着剤の開発
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19K05117
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山中 真也 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30596854)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
門田 和紀 大阪薬科大学, 薬学部, 准教授 (50709516)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | メソポーラス炭酸カルシウム / 難溶性物質溶出特性 / 重金属イオン吸着能 / フェルラ酸 / カドミウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アモルファス炭酸カルシウムコロイドの相転移と自己組織化を利用したメソポーラス炭酸カルシウムの合成に関する基礎研究から、メソポーラス炭酸カルシウムを各種吸着剤として利用する応用研究へ展開するために、本年度は、(1)炭酸カルシウムの多形（カルサイト、バテライト）が重金属イオンの吸着能に及ぼす影響を調べた。(2)比表面積の異なるメソポーラスカルサイト粒子に難溶性物質を担持して、その溶出特性を調べた。
（1）同程度の比表面積を有するカルサイト型、およびバテライト型のメソポーラス炭酸カルシウムを用いて、カドミウムイオンの吸着量を調べた。その結果、合成したメソポーラス炭酸カルシウムはカドミウムイオンに対して、高い吸着能を有することが分かり、吸着量は、他の文献で報告されている吸着剤と同等かそれ以上の値を示した。また、吸着量はバテライトの方がカルサイトの約二倍多かった。そこで、バテライトとカルサイトが混在するメソポーラス炭酸カルシウムを合成して、多形の割合がカドミウムイオンの吸着量に及ぼす影響を調べた。以上の結果を踏まえて、SEM、XRDを用いて吸着メカニズムを検討した。
（2）メソポーラス炭酸カルシウムにBezafibrateを担持することで、その溶解性が数倍改善することが明らかとなった。比表面積が30～200 m2/gのカルサイト型メソポーラス炭酸カルシウムにフェルラ酸を担持して、フェルラ酸の担持状態と溶出特性を調べた。その結果、溶出量はフェルラ酸原末に比べて担持試料の方が多くなり、また比表面積の高い試料ほど多くなった。蛍光測定により、フェルラ酸がどのような構造で炭酸カルシウムに担持されているのか推定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は、多孔性炭酸カルシウムの構造と吸着剤としての機能を明らかにして、実際的な用途を提案することである。初年度に計画した研究項目は、（1）比表面積・結晶多形とカドミウムイオン吸着量との関係、（2）比表面積・結晶多形とBezafibrate溶解性との関係、をそれぞれ明らかにすることであり、研究実績の概要で述べたとおり、ほぼ予定どおり進めることができた。
さらに、（2）については当初最終年度（2021年度）での実施を予定していた機能性食品分野への応用展開について一部実験を開始するに至った。以上の理由により、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、当初の計画どおり下記2つの研究項目を実施する。
（1）メソポーラス炭酸カルシウムの構造と重金属イオン吸着能の関係：
カドミウムイオン以外の重金属イオンを対象として、比表面積、多形の異なるメソポーラス炭酸カルシウムを用いた吸着実験を実施する。得られた結果から、イオン交換反応の必要条件を明らかにする。
（2）メソポーラス炭酸カルシウムの構造と難水溶性物質溶解性の関係：
多形の異なるメソポーラス炭酸カルシウムを用いて、結晶多形がフェルラ酸の溶出改善および溶出特性に及ぼす影響を検討する。加えて、比表面積、多形の異なる種々のメソポーラス炭酸カルシウムを用いて、他の難溶性機能性物質を対象とした溶出特性を試験する。
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