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LB法による水溶性タンパク・単分子膜の調製法開発-無機ナノシートとES法の活用

研究課題

研究課題/領域番号 16K05762
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機能物性化学
研究機関防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

研究代表者

梅村 泰史  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 教授 (70531771)

研究分担者 山岸 晧彦  東邦大学, 医学部, 非常勤研究生 (70001865)
宮内 良広  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 准教授 (70467124)
平原 将也  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 講師 (90609835)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードエレクトロスプレー法 / 水溶性タンパク / LB膜 / 粘土ナノシート / オクタデシルアンモニウムイオン / 噴射速度 / リゾチーム / オクタデシルアンモニウム / 有機/無機複合薄膜 / LB法 / エレクトロ・スプレー法 / 噴霧速度 / 両親媒性イオン / アルキルアンモニウムイオン / 薄膜形成メカニズム / 無機ナノシート / 水溶性両親媒性陽イオン / 水溶性両親媒性分子 / ラングミュア-ブロジェット(LB)法 / エレクトロ・スプレー(ES)法 / タンパク / 機能性超薄膜
研究成果の概要

両親媒性イオンを含む溶液を希薄な無機ナノシート分散液上に滴下すると、液面上で会合して複合単層膜が形成される。これまで溶液の滴下にはマイクロシリンジを用いて手で行っていたが、本研究ではエレクトロスプレー法により溶液を水面上に噴霧した。アルキルアンモニウムイオンの溶液を粘土分散液上に噴霧して形成された複合膜の性質は噴霧速度に大きく依存した。水に対する溶解度が大きいアミノ酸やタンパクの溶液を噴霧しても薄膜は形成されなかったが、リゾチームでは安定な複合膜が形成された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

水に対してやや溶解する両親媒性イオンでも、無機ナノシート水分散液上に展開すると安定な単分子膜が形成されることは知られていた。本研究では両親媒性イオン溶液の展開にエレクトロスプレー法を初めて用いた結果、展開速度を定量的に評価することが可能となり、薄膜の性質が噴霧速度に大きく依存することが示された。マイクロシリンジを使って手で展開すると薄膜の性質に個人差が生じたが、今回の方法では個人差はない。すなわち、将来の産業化において、均一な品質の保持にも対応可能である。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Real-Time Monitoring of Low Pressure Oxygen Molecules over Wide Temperature Range: Feasibility of Ultrathin Hybrid Films of Iridium(III) Complexes and Clay Nanosheets2020

    • 著者名/発表者名
      Sato Hisako、Takimoto Kazuyoshi、Kato Masaru、Nagaoka Shin-ichi、Tamura Kenji、Yamagishi Akihiko
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 93 号: 2 ページ: 194-199

    • DOI

      10.1246/bcsj.20190277

    • NAID

      130007798346

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of electrospray spreading to a modified Langmuir-Blodgett technique for organo-clay hybrid film preparation2019

    • 著者名/発表者名
      Masanari Hirahara, Hiroki Kaida, Yoshihiro Miyauchi, Hiroki Goto, Akihiko Yamagishi, Yasushi Umemura
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A

      巻: 580 ページ: 123714-123714

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2019.123714

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple-peak resonance of optical second harmonic generation arising from band nesting in monolayer transition metal dichalcogenides TX2 on SiO2/Si(001) substrates (T = Mo, W; X = S, Se)2019

    • 著者名/発表者名
      Y.Kikuchi, Y. Miyauchi, R. Takaoka, T. Suzuki, M. Tanaka, and S. Ohno
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 100 号: 7

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.075301

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoisomerization and thermal isomerization of ruthenium aqua complexes with chloro-substituted asymmetric bidentate ligands2019

    • 著者名/発表者名
      M. Hirahara, H. Goto, Rei. Yamamoto, M. Yagi, and Y. Umemura
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 9 号: 4 ページ: 2002-2010

    • DOI

      10.1039/c8ra08943d

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Observation by optical second harmonic generation of the mean tilt angle of cyanine dyes during compression with a phase transition in a Langmuir-Blodgett trough2019

    • 著者名/発表者名
      Y.Miyauchi, R. Yukutake, K. Tsuchida, Y. Umemura, A. Tsukamoto, and T. Suzuki
    • 雑誌名

      Chemical Physics

      巻: 517 ページ: 85-90

    • DOI

      10.1016/j.chemphys.2018.09.028

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microscopic chiral pockets in a tris(chelated) iridium(iii) complex as sites for dynamic enantioselective quenching2018

    • 著者名/発表者名
      Takimoto Kazuyoshi、Tamura Kenji、Watanabe Yutaka、Yamagishi Akihiko、Sato Hisako
    • 雑誌名

      New Journal of Chemistry

      巻: 42 号: 7 ページ: 4818-4823

    • DOI

      10.1039/c7nj04688j

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chiral Tectonics: VCD and ECD Application for Epimerization of a Star-Burst Tetranuclear Complex with a Labile Central Core2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Hisako、Sato Fumi、Yamagishi Akihiko
    • 雑誌名

      Inorganics

      巻: 6 号: 3 ページ: 70-70

    • DOI

      10.3390/inorganics6030070

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stereoselective interactions as manifested by vibrational circular dichroism spectra: the interplay between chiral metal complexes co-adsorbed in a montmorillonite clay2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Hisako、Takimoto Kazuyoshi、Mori Hirotoshi、Yamagishi Akihiko
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 20 号: 39 ページ: 25421-25427

    • DOI

      10.1039/c8cp04753g

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solid state vibrational circular dichroism towards molecular recognition: chiral metal complexes intercalated in a clay mineral2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Hisako、Tamura Kenji、Takimoto Kazuyoshi、Yamagishi Akihiko
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 20 号: 5 ページ: 3141-3147

    • DOI

      10.1039/c7cp05114j

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hybrid film formation of a water-insoluble quaternary alkylammonium cation with clay-mineral-layers2017

    • 著者名/発表者名
      Hirahara Masanari、Umemura Yasushi
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 642 ページ: 377-383

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2017.09.058

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mechanistic Insight into Reversible Core Structural Changes of Dinuclear μ-Hydroxoruthenium(II) Complexes with a 2,8-Di-2-pyridyl-1,9,10-anthyridine Backbone Prior to Water Oxidation Catalysis2017

    • 著者名/発表者名
      Hirahara Masanari、Nagai Sho、Takahashi Kosuke、Watabe Shunsuke、Sato Taisei、Saito Kenji、Yui Tatsuto、Umemura Yasushi、Yagi Masayuki
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 56 号: 17 ページ: 10235-10246

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.7b00978

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxygen Sensing by the Hybrid Langmuir-Blodgett Films of Iridium(III) Complexes and Synthetic Saponite on the Basis of Energy Transfer2017

    • 著者名/発表者名
      Sato Hisako、Tamura Kenji、Yamagishi Akihiko
    • 雑誌名

      Chemosensors

      巻: 5 号: 4 ページ: 27-27

    • DOI

      10.3390/chemosensors5040027

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Characterization of LB monolayers composed of quaternary ammonium cations and clay nanosheets prepared by electro-spray spreading2020

    • 著者名/発表者名
      Yasushi UMEMURA, Masanari HIRAHARA
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Application of electrospray spreading to organo-clay hybrid film preparation by a modified Langmuir-Blodgett technique2019

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Umemura, Masanari Hirahara, Yoshihiro Miyauchi, Hiroki Goto
    • 学会等名
      Euroclay 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In-situ SHG measurements in the monolayer during the compression process with a phase transition in a Langmuir-Blodgett trough2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Miyauchi, K. Nakamura, Y. Umemura, A, Tsukamoto, and T. Suzuki
    • 学会等名
      ALC '19
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アルキル鎖長の異なる4級アルキルアンモニウムイオンと粘土ナノシートとのエレクトロ・スプレー法による複合薄膜調製2019

    • 著者名/発表者名
      梅村泰史,平原将也
    • 学会等名
      第63 回粘土科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 外部刺激応答性を示すルテニウムアクア錯体単分子膜の性質2019

    • 著者名/発表者名
      後藤寛紀, 平原将也, 梅村泰史
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 外部刺激応答性を示すルテニウムアクア錯体単分子膜の性質2019

    • 著者名/発表者名
      後藤寛紀, 平原将也, 梅村泰史
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] エレクトロ・スプレー法を用いた両親媒性4級アンモニウムイオンと粘土ナノシートとの複合薄膜調製2018

    • 著者名/発表者名
      梅村 泰史, 平原 将也
    • 学会等名
      第62回粘土科学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] エレクトロ・スプレー法を用いた有機/粘土複合LB膜の調製2018

    • 著者名/発表者名
      梅村泰史, 平原将也, 後藤寛紀, 宮内良広
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 可視光により異性化するルテニウムアクア錯体を用いて調製された単分子膜の性質2018

    • 著者名/発表者名
      後藤寛紀, 平原将也, 梅村泰史
    • 学会等名
      第8回CSJ化学フェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 合成サポナイトに吸着したキラルイリジウム錯体の発光挙動2018

    • 著者名/発表者名
      瀧本和誉・渡邉裕・山岸晧彦・佐藤久子
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会(2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of Alkylammonium Cation and Clay Nanosheet Ultrathin Hybrid Films by an Electrospray Method2017

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Umemura, Hiroki Kaida, Masasnari Hirahara
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] パーフルオロ基をもつゲル化剤の単分子膜の性質2017

    • 著者名/発表者名
      山岸晧彦、矢島知子、田村堅志、佐藤久子
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication of 3-Layer-Component Organo-Clay Hybrid Films with Reverse Deposition Orders by a Modified Langmuir-Schaefer Technique and their Pyroelectric Currents Measured by a Non-Contact Method2017

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Umemura, Masanari Hirahara
    • 学会等名
      XVI International Clay Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光異性化するRu(Ⅱ)錯体の粘土鉱物層間へのインターカレーション2017

    • 著者名/発表者名
      平原 将也, 辻本 真喜子, 石橋 和英, 今泉 仁志, 梅村 泰史
    • 学会等名
      錯体化学会第67回討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] エレクトロ・スプレー法を利用して調製された有機/粘土複合LB膜の解析2017

    • 著者名/発表者名
      梅村 泰史, 平原 将也
    • 学会等名
      第61回粘土科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] In-situ SHG measurements in the LB monolayer during the compression process2017

    • 著者名/発表者名
      2.Y. Miyauchi, R. Yukutake, K. Tsuchida, Y. Umemura and T. Suzuki
    • 学会等名
      8th International Symposium on Surface Science
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of Vibrational Circular Dichroism to Chiral Iridium and Ruthenium Complexes2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤久子,田村堅志,山岸晧彦
    • 学会等名
      第67回錯体化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 粘土鉱物へのイリジウム錯体吸着による発光キラルセンシグ2017

    • 著者名/発表者名
      山岸晧彦 ・瀧本和誉 ・田村堅志 ・渡邉裕 ・佐藤久子
    • 学会等名
      第61回粘土科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 水面上に浮遊する粘土ナノシート上での長鎖アルキルアンモニウム塩の自己集積2016

    • 著者名/発表者名
      梅村泰史、平原将也
    • 学会等名
      第60回粘土科学討論会
    • 発表場所
      九州大学病院キャンパス(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 粘土カラムを用いた光学異性体の分離技術:きっかけ、発展そして現状2016

    • 著者名/発表者名
      山岸晧彦
    • 学会等名
      第60回粘土科学討論会
    • 発表場所
      九州大学病院キャンパス(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 合成サポナイトとハイブリッド化したイリジウム錯体膜による酸素センシング2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤久子、田村堅志、渡辺裕、山岸晧彦
    • 学会等名
      第60回粘土科学討論会
    • 発表場所
      九州大学病院キャンパス(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] キラルなルテニウム錯体と酸化チタンナノシートとの複合薄膜における光電流挙動2016

    • 著者名/発表者名
      梅村泰史、平原将也
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学七隈キャンパス(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 発光性イリジウム(III)錯体とアミノ酸との相互作用2016

    • 著者名/発表者名
      山岸晧彦、佐藤久子,北澤孝史、佐藤二美
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学七隈キャンパス(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] イリジウム錯体LB膜のエネルギー移動を利用した酸素センシング2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤久子、瀧本和誉、渡辺裕、山岸晧彦
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学七隈キャンパス(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Visible-Light Induced Morphological Changes of Giant Vesicles by a Photoresponsive Ruthenium Aqua Complex2016

    • 著者名/発表者名
      Masanari Hirahara, Akira Tsukamoto, Hiroki Goto, Shigeru Tada, Masayuki Yagi, Yasushi Umemura
    • 学会等名
      錯体化学会第66回討論会
    • 発表場所
      福岡大学七隈キャンパス(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] "Preparation and application of clay mineral films" in "Developments in Clay Science", Vol. 9, Chap. 122018

    • 著者名/発表者名
      Y. Umemura
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      Elsevier
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] Inorganic Nanosheets and Related Materilas: Fumdamentals and Applications of Two-Dimensional Systems; (Chapter 2) Clay Minerals as Natural Nanosheets2017

    • 著者名/発表者名
      Robert Schoonheydt, Yasushi Umemura
    • 総ページ数
      21
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9784431564942
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Inorganic Nanosheets and Related Materilas: Fumdamentals and Applications of Two-Dimensional Systems; (Chapter 20) Chirality and its application2017

    • 著者名/発表者名
      Hisako Sato and Akihiko Yamagishi
    • 総ページ数
      18
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9784431564942
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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