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タンパク質結晶の熱伝導率および熱拡散率測定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06215
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 熱工学
研究機関明石工業高等専門学校

研究代表者

藤原 誠之  明石工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (90335985)

研究分担者 田中 誠一  明石工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (00599251)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード熱伝導率 / 熱拡散率 / リゾチウム / 磁気アルキメデス効果 / 二液法 / 塩析 / 非定常短細線加熱法 / 磁器アルキメデス効果 / 塩化ナトリウム / フロリナート / 非定常細線法 / 結晶育成
研究成果の概要

本研究ではタンパク質結晶育成の研究分野においてモデルタンパク質として用いられている卵白リゾチーム(HEWL)に対し,磁気アルキメデス効果を用いた磁気浮揚および二液法で結晶育成したHEWL結晶に対して熱伝導率および熱拡散率の測定を行った.両者の熱伝導率の測定結果は概ね0.4W/mKで水の熱伝導率より約30%低いことがわかった.そして,温度の上昇にともない熱伝導率も上昇することがわかった.熱拡散率に関しては塩による電気漏れ等の影響で信頼性の高いデータを得るには至っていないが,本測定法で基本的に測定可能であることがわかった.また,磁気浮揚法の方が現段階では二液法より優れていることがわかった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究はタンパク質の熱伝導率や熱拡散率(熱の伝わりやすさを示す物性値)の測定法を開発する.タンパク質の結晶構造を理解することは,薬品の開発などに重要である.しかし,タンパク質は結晶を作ることが難しく,その結晶育成法が重要な課題となっている.結晶を育成するには温度管理が重要となって来るが,その温度を制御するために必要な物性値がわかっていないのが現状である.タンパク質は非常にもろく,物性値を計測することが難しい.本研究では超電導磁石を用いて結晶を浮遊させた状態で育成し,物性値を計測する方法を開発した.本成果を結晶育成に活用し,最適な結晶育成法がわかれば,薬や生命体を理解するための研究が加速する.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Measurements of Thermal Conductivity and Thermal Diffusivity of Hen Egg-White Lysozyme Crystals and Its Solution Using the Transient Short Hot Wire Method2017

    • 著者名/発表者名
      Seiji Fujiwara, Syou Maki, Ryunosuke Maekawa, Seiichi Tanaka and Masayuki Hagiwara
    • 雑誌名

      International Journal of Thermophysics

      巻: 38 号: 8 ページ: 123-123

    • DOI

      10.1007/s10765-017-2258-y

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] タンパク質結晶の熱物性値における結晶異方性の影響について2019

    • 著者名/発表者名
      牧 祥 , 田中 誠一 , 藤原 誠之 , Eka Erzalia , 加藤 瑞葵 , 肥後 克匡 , 井阪 優希 , 萩原 政幸 , 荒田 敏昭
    • 学会等名
      第32回バイオメディカル・ファジー・システム学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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