2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of on-site rotary rod device for collection and removal of biogenic ions from surface of cells and tissue
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19K05523
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
服部 敏明 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80198762)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 回転デバイス / アセチルコリンエステラーゼ / ゾルゲル法 / カルシウムイオン / キレート樹脂 / 電気泳動 / 電位差測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度の研究では、まずアセチルコリン回収デバイスの開発に注力し、回転ロッドデバイスの開発に成功した。前年度までに、アセチルコリン分解酵素（アセチルコリンエステラーゼ）をデバイに固定する方法として、アミド結合による酵素の化学固定法、ポリイオンコンプレックス包括固定法、有機無機ハイブリッドのゾルゲル包括固定法を検討した結果、ゾルゲル法が有効であることが分かっていた。しかし、回転ロッドデバイスであるガラス・石英の円盤に固定して回転させると、固定した酵素膜がはがれることが確認された。そこで、2段階で酵素膜を固定する方法を開発した。まず、下地であるガラス・石英などの円盤に無機ゾルゲル膜を高温で作製し、その上に熱に弱い酵素を含む有機無機ハイブリッドゾルゲル膜を低温で作製した。この酵素膜は、回転装置に装着して回転させても複数回の使用ができ、分解率も低下しなかった。
キレート樹脂によるカルシウムイオン回収に対して、電気泳動力があるならば、樹脂と溶液間に大きな電位差があると仮定してその測定法を確立し電位差の変化を調べた。キレート樹脂やイオン交換樹脂で、樹脂内と溶液間に数十mVの電位差があることが分かった。ただし、シミュレーションによる結果を考慮すると、イオンの動きを促進するような大きな電位差ではなかった。これらの結果から、目視で確認できる対流のようなものではなく、樹脂内で構造的な変化により、急速なイオン回収になるものと推測された。
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