2021 Fiscal Year Research-status Report
Environmentally friendly separation and concentration method focusing water function
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20K12242
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
西本 右子 神奈川大学, 理学部, 教授 (70241114)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 凍結融解 / 共融混合物 / 分離濃縮 / 環境水 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
河川水・海水や下水等の環境水中の微量成分を塩と水の共融混合物を利用して、凍結融解により分離・濃縮するシステムの構築が目的である。
これまでに塩化カリウムや硝酸カリウムなどの共融点が高い塩では融解過程における分離条件が限定されるが、塩化ナトリウムをマトリックスとする系では、効率のよいシステムを構築することできた。ホウ素を含む塩の水溶液を完全に凍結後、5℃に保持したサーモグローブボックス内で融解させると融解初期の部分にホウ素を濃縮できた。その際の最適塩化ナトリウム濃度は5 mMであった。
サーモグローブボックスを2台にしたことで、効率化がはかれた。ホウ素に対しては溶存酸素濃度が低い方が濃縮効率がよいこともわかった。またホウ素についてはホウ素濃度が比較的高濃度である箱根の早川中流の河川水へ適用し、良好な結果を得ることができた。溶存酸素量が濃縮に影響することがわかったことは、環境水への適用において重要な知見あり、溶存酸素量に応じた前処理を行うことで効率よく濃縮できると考えている。
さらにアミノ酸へ展開し、セリン、トレオニン、アラニンの濃縮にも適用できた。特にセリンでは塩化ナトリウム濃度5ｍMが最適であることもわかった。有機物へも適用可能であることが明らかとなった。現在アミノ酸の水和構造や水溶液中での構造との関連を検討し、ペプチドや生分解性高分子への適用へと進めている。また有機物と無機物が共存する系での検討から、実試料への応用へと進める予定である。
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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
2021年度の目標であった「システムの適用範囲の明確化」は有機化合物としてアミノ酸まで進めることができた。これまでのところ、磁場の有効性が十分確認できていない。進める中で塩等のマトリックスが重要であることがわかってきた。2022年度の目標であるシステムの応用につなげることができたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
環境水への応用において、塩濃度や溶存酸素濃度が重要であることがわかってきた。共存塩を塩化カルシウムへ変更した際の条件検討を行う。下水や食品の洗浄水などモデル系でのリサイクルシステムを確立し、実サンプルへ応用する。成果の公表として、論文投稿する。引き続き日本化学会・日本分析化学会・MRSでの発表を予定している。
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| Causes of Carryover |
当初予定していたアルバイト等による計測がコロナの影響が残り，行えなかったため、グローブボックスを2台にして効率化をはかった。結果として残金が生じた。この残金を合わせて次年度にリサイクルシステムの構築に使用予定である。
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