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ドープ氷中のナノ・マイクロ液相の界面計測と分離への展開

研究課題

研究課題/領域番号 17J07704
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 分析化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

稲川 有徳  東京工業大学, 理学院, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード電気泳動 / サイズ分離 / 氷 / 制限空間 / 粘性率 / ゼータ電位 / 不凍たんぱく質 / 界面
研究実績の概要

本研究の目的は、水溶液を凍結した際に生じるマイクロ~ナノサイズの凍結濃縮溶液(FCS)の物性解明とそれを利用した新規計測法の開発である。本年度は以下
の検討を行った。
1)バルク氷中にマイクロチャネルを形成しその中を泳動するプローブ粒子の泳動速度から、氷のゼータ電位の決定を検討した。氷のゼータ電位の値が負の値を示したことから、氷表面は負に帯電していることがわかった。また氷のゼータ電位の塩濃度依存性やpH依存性も検討し、陰イオンの氷表面への吸着や氷内への取り込み、およびOHダングリングボンドでのプロトン解離の議論を行った。また、本手法が氷だけではなく、凍結有機溶媒にも適用可能であることを示した。
2)当該研究者らが考案した氷グレインバウンダリー(IGB)電気泳動法を用いて氷とAFPの相互作用の大きさを定量的評価する手法を確立した。糖の水溶液を凍結させると、チャネル状のIGBが形成する。2つの電極間に直線状のIGBを形成し、その中で印加電圧を変化させながらAFPを修飾した粒子を電気泳動させた。氷と粒子の間に科学的相互作用が存在するとき、粒子が泳動を始める時の電位は相互作用がない場合の時よりも大きくなる。その電位の差分に対応する力がAFPの相互作用力に対応する。これにより氷とAFPの間に働く相互作用を定量的に評価した。
3)氷に囲まれた凍結濃縮溶液内における熱フォノン共鳴測定を行うため、単一光束を用いた光ビートブリュアン散乱法の確立を検討した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Charging of the Ice/Solution Interface by Deprotonation of Dangling Bonds, Ion Adsorption, and Ion Uptake in an Ice Crystal As Revealed by Zeta Potential Determination2019

    • 著者名/発表者名
      Inagawa Arinori、Harada Makoto、Okada Tetsuo
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 123 号: 10 ページ: 6062-6069

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b12435

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zeta potential determination with a microchannel fabricated in solidified solvents2018

    • 著者名/発表者名
      Inagawa Arinori、Fukuyama Mao、Hibara Akihide、Harada Makoto、Okada Tetsuo
    • 雑誌名

      Journal of Colloid and Interface Science

      巻: 532 ページ: 231-235

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2018.07.137

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrophoresis in ice surface grooves for probing protein affinity to a specific plane of ice crystal2018

    • 著者名/発表者名
      Inagawa Arinori、Okada Yusuke、Okada Tetsuo
    • 雑誌名

      Talanta

      巻: 183 ページ: 345-351

    • DOI

      10.1016/j.talanta.2017.12.073

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Viscosity of Freeze-Concentrated Solution Confined in Micro/ Nanospace Surrounded by Ice2017

    • 著者名/発表者名
      Arinori Inagawa, Tomoki Ishikawa, Takuma Kusunoki, Shoji Ishizaka, Makoto Harada, Takuhiro Otsuka, and Tetsuo Okada
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 121 号: 22 ページ: 12321-12328

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b03792

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 氷グレインバウンダリー電気泳動による不凍たんぱく質と氷の相互作用評価2018

    • 著者名/発表者名
      稲川有徳、岡田哲男
    • 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] 氷を用いたサイズチューナブルな分離場の創出”、東日本分析化学若手交流会2018

    • 著者名/発表者名
      稲川有徳
    • 学会等名
      東日本分析化学若手交流会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 氷マイクロチャネルを利用した氷表面へのイオン吸着挙動の解明2018

    • 著者名/発表者名
      稲川有徳・福山真央・火原彰秀・原田誠・岡田哲男
    • 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] 氷壁面からの物理的干渉の制御による粒子のサイズ分離2018

    • 著者名/発表者名
      藤野紗央里・稲川有徳・原田誠・岡田哲男
    • 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] ドープ氷共存液相中における Ru(II)錯体からの発光の Fe(III)錯体にのる消光反応2018

    • 著者名/発表者名
      大塚拓洋 ・稲川 有徳 ・ 岡田哲男 ・海津洋行
    • 学会等名
      第30回配位化合物の光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 氷マイクロチャネルによる氷ゼータ電位測定と氷表面へのイオン吸着挙動の解明2018

    • 著者名/発表者名
      稲川有徳・上原伸夫・岡田 哲男
    • 学会等名
      北海道大学低温研究所・氷化学研究会共同研究集会「H2Oを科学する・2018」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Size-Selective Separation with Ice Grain Boundaries as Size-Tunable Channels2018

    • 著者名/発表者名
      Arinori Inagawa, Makoto Harada, Tetsuo Okada
    • 学会等名
      The Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ドープ氷共存液相の粘性率測定とその評価2017

    • 著者名/発表者名
      稲川有徳、大塚拓洋、石川朋己、石坂昌司、岡田哲男
    • 学会等名
      第77回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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