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ナノ気泡およびナノ超臨界流体を構成要素とする複合分離場の創製と高機能化

研究課題

研究課題/領域番号 16H04161
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 分析化学
研究機関埼玉大学

研究代表者

渋川 雅美  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60148088)

研究分担者 齋藤 伸吾  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60343018)
半田 友衣子  埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (20586599)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2016年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワードナノ気泡 / 超臨界流体 / 界面水 / 疎水性ナノ細孔 / 表面気泡変調液体クロマトグラフィー / HPLC / クロマトグラフィー / 疎水性ナノ空間 / ナノ超臨界流体
研究成果の概要

水溶液中で気体が疎水性ナノ細孔に安定に固定化される現象に基づいて,気相,水/疎水性物質界面,および疎水性物質相が複合的に分離場として作用する表面気泡変調液体クロマトグラフィーを開発した。この技術は,アルキル結合型シリカだけでなく,他の疎水性多孔質材料を充填したカラムでも実施可能であることを示すとともに,これを用いて,水溶液中の化合物の分離分析に最も多用されている逆相液体クロマトグラフィーの分離機構を定量的に解明することに成功した。また,この技術に基づいて超臨界二酸化炭素を疎水性ナノ細孔に固定化し,これを固定相とする超臨界流体固定化液体クロマトグラフィーを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,気体(水蒸気)と超臨界二酸化炭素を分離媒体の構成要素とする新しい液体クロマトグラフィーを開発した。これらのクロマトグラフィーは移動相溶媒として水のみを用いる環境にやさしい分離法であり,通常は有機溶媒を添加して最適分離系を作り出すのに対して,圧力と温度を変えることによって分離を制御することができるという,大きな特長を持つ。また,これまで解明することが困難であった水溶液中の化合物の分離法として最も汎用されている逆相分離系の分離メカニズムを,開発した液体クロマトグラフィーによって明らかにすることに成功した。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 5件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of Acetonitrile on the Solute Distribution at the Heterogeneous Interface Region between Water and Hydrocarbonaceous Silica Revealed by Surface-Bubble-Modulated Liquid Chromatography2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Nakamura, Ryusuke Ubukata, Hisashi Mizuno, Shingo Saito, Masami Shibukawa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 50 ページ: 28674-28683

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b08435

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synergistic Effect of Temperature and Background Counterion on Separation Selectivity in Ion-Exchange Chromatography2018

    • 著者名/発表者名
      Masami Shibukawa, Masaru Yanagisawa, Ryota Morinaga, Tomomi Shimasaki, Shingo Saito, S. Wang, Y-Q. Feng
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 8 号: 47 ページ: 26849-26856

    • DOI

      10.1039/c8ra03309a

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Adsorption at water/hydrophobe interface versus partition into the interior of the hydrophobe: quantitative evaluation of the solute retention selectivity at water/hydrocarbon interface2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Nakamura, Shingo Saito, Masami Shibukawa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 8 ページ: 4409-4418

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b12413

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] HPLCおよびキャピラリー電気泳動を用いた化学反応速度計測2017

    • 著者名/発表者名
      渋川雅美
    • 雑誌名

      ぶんせき

      巻: 4 ページ: 140-147

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 表面気泡変調液体クロマトグラフィーの開発とその水/疎水性物質界面における溶質分子分布計測への応用2017

    • 著者名/発表者名
      渋川雅美
    • 雑誌名

      CACS FORUM

      巻: 8 ページ: 6-13

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 超高温水イオン交換クロマトグラフィー2016

    • 著者名/発表者名
      渋川雅美,森永遼太,齋藤伸吾
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 65 ページ: 615-623

    • NAID

      130005179319

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Adsorption at Water/Hydrophobe Interface versus Partition into the Interior of the Hydrophobe: Experimental Evaluation of the Solute Retention Selectivity at Water/Hydrophobe Interface2018

    • 著者名/発表者名
      Masami Shibukawa, Keisuke Nakamura, Shingo Saito
    • 学会等名
      2018 China-Japan-Korea Symposium on Analytical Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ポリスチレン樹脂カラムを用いた超臨界流体固定化液体クロマトグラフィー2018

    • 著者名/発表者名
      水野 恒,齋藤 伸吾,渋川 雅美
    • 学会等名
      第78回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 表面気泡変調液体クロマトグラフィーによる前濃縮を用いた水試料中の揮発性有機化合物のHPLC分析2018

    • 著者名/発表者名
      中野陽介,半田友衣子,齋藤伸吾,渋川雅美
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 表面気泡変調液体クロマトグラフィーのカラム効率に及ぼす温度効果2018

    • 著者名/発表者名
      末井悠友,半田友衣子,齋藤伸吾,渋川雅美
    • 学会等名
      第24回LC&LC/MSテクノプラザ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] On-Line Temperature-Jump Relaxation HPLC and Dynamic On-Column Reaction HPLC: Useful Tools for Investigation of the Stereodynamics of Molecules in Aqueous Solutions and at Water/Hydrophobic Interfaces2017

    • 著者名/発表者名
      Masami Shibukawa
    • 学会等名
      Advances in Pharmaceutical Analysis 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Characterization of the solute accumulation selectivity of water/hydrophobic interfaces by surface-bubble-modulated liquid chromatography2017

    • 著者名/発表者名
      M. Shibukawa, , K. Nakamura, S. Saito
    • 学会等名
      IUPAC International Conference on Analytical Sciences 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 液体クロマトグラフィー2017

    • 著者名/発表者名
      渋川雅美
    • 学会等名
      第46回湘南ハイテクセミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 表面気泡変調液体クロマトグラフィーによる逆相分離系の溶質分離選択性に及ぼす移動相組成の影響の解明2017

    • 著者名/発表者名
      中村圭介,生形竜介,齋藤伸吾,渋川雅美
    • 学会等名
      日本分析化学会第66年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] HPLCによる超高温水中の酸塩基平衡の温度依存性の解析と温度によるアミノ酸のイオン交換分離選択性制御への展開2017

    • 著者名/発表者名
      萩原将新,半田友衣子,齋藤伸吾,渋川雅美
    • 学会等名
      日本分析化学会第66年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Kinetic analysis of cis-trans isomerization reactions for proline dipeptides by temperature-jump relaxation HPLC incorporated with heart-cut two-dimensional separation system2017

    • 著者名/発表者名
      高橋健太,渋川雅美,齋藤伸吾
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative evaluation of the solute retention selectivity of water-hydrophobic interfaces by surface-bubble-modulated liquid chromatography2016

    • 著者名/発表者名
      Masami Shibukawa, Keisuke Nakamura, Shingo Saito
    • 学会等名
      13th Asian Conference on Analytical Sciences
    • 発表場所
      Chiang Mai, Thailand
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] HPLC with Supercritical CO2 stationary phase2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Yamashita, Shingo Saito, Masami Shibukawa
    • 学会等名
      13th Asian Conference on Analytical Sciences
    • 発表場所
      Chiang Mai, Thailand
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリスチレンジビニルベンゼン共重合体樹脂カラムを用いた表面気泡変調液体クロマトグラフィーの研究2016

    • 著者名/発表者名
      千葉国君,齋藤伸吾,渋川雅美
    • 学会等名
      第27回クロマトグラフィー科学会議
    • 発表場所
      慶応大学薬学部(東京都,港区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 超臨界CO2を固定相としたHPLC―分離選択性と分離効率の評価―2016

    • 著者名/発表者名
      山下貴大,齋藤伸吾,渋川雅美
    • 学会等名
      第27回クロマトグラフィー科学会議
    • 発表場所
      慶応大学薬学部(東京都,港区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 表面気泡変調液体クロマトグラフィーによる逆相分離系における溶質分離選択性に及ぼす充填剤表面化学構造の影響の解明2016

    • 著者名/発表者名
      中村圭介,齋藤伸吾,渋川雅美
    • 学会等名
      日本分析化学会第65年会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道,札幌市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 液体クロマトグラフィーを利用した固液界面分析2016

    • 著者名/発表者名
      渋川雅美
    • 学会等名
      日本分析化学会第65年会特別シンポジウム「界面現象を解明する分析化学」
    • 発表場所
      北海道大学(北海道,札幌市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 表面気泡変調液体クロマトグラフィーの創案と開発―逆相系物質分離機構解明への展開―2016

    • 著者名/発表者名
      渋川雅美
    • 学会等名
      第23回クロマトグラフィーシンポジウム
    • 発表場所
      山梨県立図書館(山梨県,甲府市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液体クロマトグラフィー2016

    • 著者名/発表者名
      渋川雅美
    • 学会等名
      第44回湘南ハイテクセミナー
    • 発表場所
      KUポートスクエア(神奈川県,横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 表面気泡変調液体クロマトグラフィーによるアルキル結合型シリカを用いた逆相分離系における溶質保持に対する水/疎水界面およびアルキル結合層の寄与の評価2016

    • 著者名/発表者名
      中村圭介,齋藤伸吾,渋川雅美
    • 学会等名
      第76回分析化学討論会
    • 発表場所
      岐阜大学(岐阜県,岐阜市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 埼玉大学 理工学研究科 渋川・齋藤研究室 (分析化学)

    • URL

      http://www.apc.saitama-u.ac.jp/bunseki/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書 2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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