2021 Fiscal Year Research-status Report
生体物質が切り拓くイオン液体研究のパラダイムシフト-高機能性食品へ-
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19K05622
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
北岡 賢 近畿大学, 工学部, 准教授 (50457602)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
信岡 かおる 大分大学, 理工学部, 准教授 (10398258)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | イオン液体 / 深共晶溶媒 / グリーンケミストリー / 生体親和性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、カチオン、アニオンともに生体物質のみで構成されるイオン液体を開発する。当該年度は、イオン液体と非常によく似た性質を示す深共晶溶媒に注目し、生体物質のみからなる深共晶溶媒の開発に着手した。本項目では複数の生体物質を組み合わせて深共晶溶媒を形成する。作成した深共晶溶媒が室温で液体化するかに注目し、正確な融点、粘度を評価する。令和3年度は、水素結合ドナー（HBD）として、有機酸の、リンゴ酸やコハク酸のようなジカルボン酸とクエン酸、アコニット酸のようなトリカルボン酸を選択し、組み合わせる水素結合アクセプター(HBA)としては、コリンクロリドやベタイン、また、GABA、グリシンなどのアミノ酸を選択した。合成法としては研魔法を採用した。この手法は低エネルギーであるため反応が起こりにくいが、副反応が起こりにくい利点がある。最初にGABAを基本としたGABA型新共晶溶媒の合成を行った。GABAをクエン酸、リンゴ酸と組み合わせたGABA:cit、GABA:malを各種のHBA:HBD比で合成した。その結果、GABA:mal (2:1)、GABA:mal(1:1)、GABA:mal (1:2)は全て室温で液体となることが明らかとなった。ただ、非常に粘度の高い液体となることがわかった。また、GABA:cit (2:1)、GABA:cit(1:1)、GABA:cit (1:2)も全て室温で高粘度の液体となることが分かった。GABAの様に両性イオンを用いると液体の深共晶溶媒を得ることができるが、粘度が非常に高くなる結果となった。今後は、より低粘度の生成物を得るために、両性イオンではない、コリンクロリドと組み合わせた深共晶溶媒に展開しようと考えている。
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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
当該年度は、生体物質のみで構成される深共晶溶媒の合成に着手した。最初にGABAを基本としたGABA型新共晶溶媒の合成を行った。GABAをクエン酸、リンゴ酸と組み合わせたGABA:cit、GABA:malを各種のHBA:HBD比で合成した。合成した全ての深共晶溶媒は全て室温で液体となり、目的を達成できたと考えられる。ただ、その液体の粘度は非常に高いことが明らかになり、今後の課題と考えられる。深共晶溶媒は元々、コリンベースとベタインベースが大部分であるが、ベタインベースのものは粘度が非常に高い傾向にある。GABAはベタインと同じ両性イオンであり、この性質により深共晶溶媒の粘度が高騰した可能性が高い。今後、両性イオンのGABAからコリンベースの深共晶溶媒化に展開することで粘度の低下が期待されることから概ね順調に進行していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和３年度までに、GABAと有機酸酸からなるイオン液体や深共晶溶媒の開発を展開した。それら研究において室温で液体状態を示すイオン液体や深共晶溶媒を複数種開発してきた。今後は、それら知見を活かし、ビタミンやオルニチン、カルニチンなどで構成されるイオン液体、深共晶共晶に展開していきたいと考えている。ビタミンとしては、アスコルビン酸、ビタミンB1のイオン液体に展開し、オルニチンはアニオンとして、カルニチンはカチオンとしてイオン液体構造に組み込もうと考えている。また、開発した生体イオン液体、深共晶溶媒の細胞親和性を評価していく予定である。本研究はイオン液体の機能性食品への応用を目的としており、細胞親和性の評価は必須である。具体的には、Hela細胞に対する生体イオン媒体の添加効果を評価し、生体イオン媒体を構成する生体分子との添加効果との比較により、細胞親和性を評価しようと計画している。細胞親和性が高かった生体イオン媒体の構造が分かり次第、イオン媒体の体内輸送法の実験に着手しようと考えている。
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| Causes of Carryover |
研究代表者が次年度使用額が生じた理由は、新型コロナウイルスによる影響により大学への入構制限措置により研究時間に制限されたことが挙げられる。また、参加予定であった学会がオンライン開催になったことも影響した。研究分担者に次年度使用額が生じた理由は、新型コロナウイルスによる影響により参加予定であった国際会議がオンライン開催になったためである。これら繰越金の使用計画は、現在準備中の英語論文の投稿料として支出予定である。また、国内外の学会参加費、旅費として計画している。
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Research Products
(11 results)
