| 研究概要 |
これまで、なだれ型界面移動の基礎をなすエマルション生成の研究の過程で、界面の電気化学的不安定性の規準を見出し、その実験的検討を行ってきた。不安定性の理論的検討を進めると同時に、不安定性を可視化して実験的に検証することを試みた。
水溶液中に1,2-dichloroethane(DCE)液滴を吊り下げ、界面の電位差を掃引しながら、その挙動をピデオカメラで撮像した。電流-電圧曲線に異常電流が認められる不安定性領域では、液滴が左右上下に振動し、液滴周囲の水溶液が異常流動することが確認された。また、電気化学的不安定性の規準から予想されるように、不安定電位領域が界面活性イオンの標準イオン移動電位を含んだ数百mVの電位窓の形で存在することが確認された。
DCE|W界面が平面の場合、異常電流の出現に伴う界面の形状変化は目視では確認できないので、不安定領域の存在を、界面からの反射光をモニターすることにより検出した。液滴型界面の場合と同様に、電流異常が認められる電位領域で、反射光の変化が認められた。
これらの実験と平行して、不安定性の理論的検討を深めた。界面活性イオンの濃度、支持電解質濃度、界面活性イオンの標準イオン移動電位と電気毛管極大の相対的位置、に応じて、界面の安定性が変化することを示し、これを実験的に確認した。
ii)なだれ型融合によるルミネッセンスパルスの誘起 Aerosol-OT(AOT, dioctyl sodium sulphosuccinate)をもちいて西洋わさびペルオキシダーゼ(HRP)をDCE中にW/Oエマルションとして可溶化した。これをDCE/W界面のDCE側に分散させると、このW/Oエマルション粒子が界面に融合することを、電流パルスとして検出できる。界面の水相側にluminolとH_2O_2を加えたところ、電流パルスと同期した化学発光パルスを検出することができた。
本研究の中ですでに明らかにしたように、なだれ型融合は界面電位差に依存する。界面のDCE相側が正の時、融合が頻繁に起こるが、負(Eがより正)になると、図2に示すように、融合事象はほとんど観察されなくなる。化学発光パルスについても同様の電位依存性が観察された。これらの実験結果は、数百mVの界面電位差の変化によって化学発光のオン・オフが可能なことを示している。
|
