2011 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ反応場を利用した白金族金属の革新的リサイクル技術の開発とナノ粒子資源化
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21560855
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
三田村 久吉 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究部門, 研究員 (80354869)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下条 晃司郎 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究部門, 研究員 (50414587)
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| Keywords | 溶媒抽出法 / 逆ミセル / 貴金属・白金族金属 / ナノ粒子 / ペプチド / 固定化 / イムノアッセイ |
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| Research Abstract |
金(Au)や白金族金属(Pt,Pd,Rh)は電子部品、自動車用排ガス触媒をはじめ、様々な分野で使用されている。しかし、金や白金族金属に対するニーズの高まりと稀少性から、価格は急騰し、その安定確保が大きな課題となっている。そこで、本研究では配位子と界面活性剤からなる混合逆ミセルを用いて、産業廃棄物から金や白金族金属を高選択的に抽出し、逆ミセルのナノ反応場を利用して、抽出した金属イオンをナノ粒子化する技術を開発する。さらに、ナノ粒子のサイズを自在に制御できる手法を構築することを目的としている。
1年目は、テトラオクチルジグリコールアミド(TODGA)と名付けた新規抽出剤を用い、模擬産業廃液(AuCl^-_4,PtCl^<2->_6,PdCl^<2->_4,Zn^<2+>,Cu^<2+>,Ni^<2+>,Fe^<3+>)から金イオンのみを選択的に抽出する検討を行った。その結果、7種の金属を含む模擬産業廃液から金イオンのみを選択的に抽出分離し、1回の工程で金イオンのみを回収することに成功した。
2年目は、TODGAと界面活性剤(AOT)からなる混合逆ミセル内のナノ空間に金イオンのみを濃縮し、還元を行うことで、単一な粒子径サイズを有する金ナノ粒子(7nm)を合成することに成功した。
3年目は、より迅速、簡便、高効率に金ナノ粒子を合成するために、金結合能力と金還元能力を併せ持つペプチドを用いることで、室温、20分間で44±1.6nmの金ナノ粒子を合成することを可能にした。また、ペプチド融合タンパク質を用いることで、抗体の配向性や活性を維持しながら金ナノ粒子に固定化することに成功した。また、得られた金ナノ粒子は6ヶ月以上凝集することなく安定であることを確認した。さらに、抗原抗体反応を利用することで、金ナノ粒子の免疫沈降を誘発し、目視によって簡便に抗原を検出することに成功した。
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