| 研究課題/領域番号 |
21K05119
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34020:分析化学関連
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| 研究機関 | 甲南大学 |
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研究代表者 |
茶山 健二 甲南大学, 理工学部, 教授 (10188493)
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| 研究分担者 |
岩月 聡史 甲南大学, 理工学部, 教授 (80373033)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | イオン液体 / 共抽出 / 色素 / 大麻代謝物 / カチオン水溶液 / アニオン水溶液 / 溶解度積 / 抽出デバイス / ３DCAD / ３Dプリンタ / リン酸イオン / 溶解度積定数 / 流体デバイス / 濃縮分離 / 共抽出法 / イミダゾリウムイオン / 抽出分離 / イオン液体生成平衡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
水溶液中に1-ブチル,3-メチル-イミダゾリウムイオン等の有機陽イオンとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドイオン等の疎水性陰イオンを順次添加することにより、溶解度積を超えた少量のイオン液体を生成させ、その際に溶存する化学種を、生成したイオン液体相中に抽出濃縮する新たな「共抽出濃縮分離法」を創成する。このイオン液体生成と同時に起こる化学物質の分配平衡挙動を詳細に研究し、新規のイオン液体生成、抽出分離法を確立し、実際の応用として、陸水及び海水中のリン酸イオンの定量を試みる。本法で生成するイオン液体は、プラスチックを侵さないため、マイクロプレート或いはマイクロチップでの応用が可能になる。
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| 研究成果の概要 |
抽出分離・濃縮したい物質を含む水溶液中から、水に難溶で、蒸気圧のないイオン液体を生成する手法で抽出を行うと、有機溶媒のように吸収毒性がなく、樹脂製の容器が使用でき、振とうの必要もない。この利点を平衡論的に色素の抽出を例に明らかにした。そして、回転による遠心力のみで抽出を可能にする多検体用ディスクを発明した。ディスクを駆動し、分離したイオン液体相を分取または直接分光法で分析する装置を開発が可能なステップまで研究は進行した。この抽出システムはあらゆる物質の抽出系に応用できるが、環境試料水中のリン酸イオンおよびDNAについて抽出法を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
今回の研究では、イオン液体生成を用いた、化学物質の抽出が、新たな自動抽出デバイスを創成できる可能性について明らかにした。データ駆動型社会のうち、化学から生み出される情報を加速する原動力となることが期待される。ケムインフォーマティクスの一段の飛躍は、デジタル化と結びつきにくい化学反応操作の自動化により大きく前進するものと考えられるが、これらの操作の中でも、最もハードルが高かった液液抽出の自動化を達成するイオン液体生成を利用する自動抽出装置はこのような目的をも達成するキーデバイスになるものと確信している。
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