研究課題/領域番号 |
22K12673
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分80040:量子ビーム科学関連
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研究機関 | 福岡大学 |
研究代表者 |
吉田 亨次 福岡大学, 理学部, 准教授 (00309890)
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研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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キーワード | 深共晶溶媒 / イオン液体 / 液体構造 / 中性子散乱 / 生体分子 |
研究開始時の研究の概要 |
新規溶媒として最近注目されている深共晶溶媒(DES)の液体構造とそのユニークな物性の関係を熱測定、分光学的手法ならびに中性子およびX線散乱を手段として明らかにする。さらに、DESが生体分子との親和性が高いことに着目し、タンパク質など生体分子との相互作用を明らかにする。本研究では、分子間相互作用に基づくDESの液体構造を調べることにより、DESを利用した生体分子の分離精製や保存など生体関連技術へのDESの適用の可能性を見出し、目的に適したDESの合成指針を明らかにする。
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研究実績の概要 |
塩化コリンに尿素またはグリセロールを混合させることにより、深共晶溶媒(III型)を合成した。また、塩化亜鉛に尿素またはエチレングリコールを混合させた深共晶溶媒(IV型)も合成した。これらの深共晶溶媒の融点を示差走査熱量測定により測定した。タンパク質(βーラクトグロブリン)をこれら深共晶溶媒と水の混合溶液に溶解し、X線小角散乱を測定した。定量的な解析のために平板構造の試料セルを自作する必要があった。窓材は透過性を考慮して、雲母の薄膜を使用した。タンパク質の濃度を固定して、水と深共晶溶媒の比率を変化させて、タンパク質の散乱プロファイルの違いを検討した。水の量の違いにより、タンパク質の会合状態が変化した(単分子状態から分子同士がつながったネットワークを形成)。また、示差走査熱量測定により、タンパク質の熱変性温度を調べたが、水と深共晶溶媒の比率に対して、変性温度の違いは見られなかった。しかし、変性に伴うエンタルピー変化は水の量が減少するにつれて小さくなり、天然状態と熱変性状態のそれぞれにおけるタンパク質の溶媒和に関する情報が得られた。これらの結果について、まだ統一的な解釈は得られておらず、今後研究を進める。 下部臨界温度を示すイオン液体と水の混合溶液の中性子小角散乱を測定し、相分離温度近傍での分子集合体の大きさを測定した。今後、この溶液のミクロ構造をX線回折で調べ、相分離メカニズムを明らかにする予定である。 計画では、深共晶溶媒中でタンパク質の構造や運動を調べるために中性子散乱を行う予定であった。そこでは重水素化された深共晶溶媒が必要である。重水素化深共晶溶媒の入手や合成試みたが、予算や技術面で困難であることがわかった。今後は、試料の重水素化の必要がないX線散乱を中心に用いて、深共晶溶媒と水の混合系について液体構造解析を進める予定である。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
重水素化深共晶溶媒の合成方法の検討に時間を要した。
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今後の研究の推進方策 |
試料の重水素化の必要がないX線散乱を中心に用いて、深共晶溶媒と水の混合系について液体構造解析を進める。
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