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2017 年度 実績報告書

ゲル化溶液を用いる極微量物質の吸着特性簡易評価手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K00586
研究機関東洋大学

研究代表者

清田 佳美  東洋大学, 経済学部, 教授 (60216504)

研究分担者 鈴木 孝弘  東洋大学, 経済学部, 教授 (30192131)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードQCM / ナノ粒子 / 吸着 / ゲル化溶媒
研究実績の概要

金電極を備えたQCM表面に末端にカルボキシル基を有する自己組織化膜を形成し,末端カルボキシル基に静電的相互作用を利用してハイドロキシアパタイトのナノ粒子を固定した。アパタイトのナノ粒子は市販されている球状アパタイトおよびロッド状アパタイトを用いた。本電極を用いて極微量のタンパク質の吸着応答評価を液相系で試みたところS/Nが非常に悪く,十分な観測ができなかった。固定する自己組織化膜の直鎖は短く,単独の固定段階におけるQCMの共振抵抗は大きくならなかった。一方,これにアパタイトのナノ粒子を固定したのちには共振抵抗が非常に大きくなり共振周波数の不安定化を招いた。このことから,無機吸着剤ナノ粒子(本系ではハイドロキシアパタイト)の固定が弱く,溶媒と接触することによって大きく揺らいでしまうことが原因と考えられた。ついで,液相系で紅茶の成分吸着を行ったところ,優位に吸着にともなうQCM応答を取得することができた。この系で,片面を液相もしくはゲル層と接触させるようにQCMを固定するテフロン製のセルを用い溶媒の量と応答の関係を得た。溶液をゲル化したものをQCMと接触させて共振周波数と共振抵抗の経時変化を測定した。液相接触系に比べ,ゲル化溶液接触系では共振周波数の低周波側シフトおよび共振抵抗値の増加が認められた。吸着プロセスの測定においては,系全体の温調が重要であること,乾燥を抑制する措置を施す必要性を把握した。また,ゲル化溶液の負荷状況下で全ての吸着質が吸着した場合に到達する時間が非常に長いため,吸着平衡の判断および平衡での共振周波数および共振抵抗を確定することが困難であった。一連の実験とは別に,シミュレーションにより吸着質の拡散係数や分配係数を決定する解析手法について検討を行って,吸着層の濃度変化と拡散係数や分配係数の関係を評価する解析を行った。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うちオープンアクセス 4件、 査読あり 4件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] キャスト高分子膜の乾燥プロセスにおける粘弾性およびサーモグラフ2018

    • 著者名/発表者名
      清田 佳美
    • 雑誌名

      東洋大学紀要 自然科学篇

      巻: 61 ページ: 97-103

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Determination of intraparticle diffusivity and fluid-to-solid mass transfer coefficient from single concentration history curve in circulated-type fixed-bed reactor2018

    • 著者名/発表者名
      N. Sonetaka, Y. Seida, E. Furuya
    • 雑誌名

      Adsorption Science and Technology

      巻: 36 ページ: 571-585

    • DOI

      10.1177/0263617417707866

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Demonstration of QCM measurement of water during its freezing-thawing process2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi Seida
    • 雑誌名

      J. Chem. Eng. Jpn

      巻: 50 ページ: 195-200

    • DOI

      10.1252/jcej.16we013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adsorption properties of Stearyl Acrylate gel for VOC observed by QCM-A2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi Seida, Takahiro Suzuki
    • 雑誌名

      Macromolecular Symposia

      巻: 372 ページ: 132-139

    • DOI

      10.1002/masy.201600161

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Applicability of the KFav Model in the Prediction of Fixed Bed Breakthrough Curve2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kawakita, Y. Seida, A. Murota, J. Fujiki, E. Furuya
    • 雑誌名

      Adsorption Science and Technology

      巻: 35 ページ: 178-193

    • DOI

      10.1177/0263617416674013

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] オルガノゲルコーティング QCM の VOC 応答挙動2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木寛之,清田佳美*,徳山英昭,古谷英二
    • 学会等名
      分離技術回年会2018
  • [学会発表] Adsorption responses of thermos-responsive organogel coupled with quartz crystal microbalance in response to VOC gases2017

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, Y. Seida, H. Tokuyama, E. Furuya
    • 学会等名
      World Congress Chemical Engineering (WCCE) 2017, Barcelona, Spain
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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