| 研究課題/領域番号 |
15K06550
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| 研究機関 | 奈良工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
直江 一光 奈良工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00259912)
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| 研究分担者 |
石神 徹 日本大学, 生物資源科学部, 助教 (70595850)
今井 正直 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (80193655)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | ピッカリングエマルション / 熱応答性 / 金ナノ粒子 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ピッカリングエマルションに熱応答性を導入することによって反応場であるエマルション界面の特性を温度制御し、反応・分離に最適なメンブレンリアクターシステムの構築を目的とした。そこで、H27年度は以下の項目について研究を実施した。
1) ナノ粒子ピッカリングエマルション系の調製条件の探索を行った。まず、モデルナノ粒子としてメルカプトカルボン酸被膜金ナノ粒子の調製を行った。得られたメルカプトカルボン酸被膜金ナノ粒子水溶液を用い、乳化条件の検討を行った。塩を添加した金ナノ粒子水溶液にtoluene溶液を同体積で添加し、超音波照射を行ったところ、有機相が白濁し、本粒子を用いたエマルションの形成が示された。そこで、水溶性蛍光試薬存在下において乳化を行い、得られた油相を蛍光顕微鏡観察したところ、発光が見られ、Water-in-oil (W/O)エマルションが形成されていることが確認された。また、サイズは1 マイクロメートル弱であった。このように本モデル粒子を用いてピッカリングエマルションの調製が行えたことは本エマルション系を酵素キャリアーかつ反応場として利用する本研究にとって重要な成果である。
2) 続いて、添加塩の影響について検討し、安定なエマルションを与える添加塩条件（塩種及び濃度）を見出した。また、エマルション相の顕微鏡観察によりエマルションのサイズ分布を求め、最適添加塩条件においてより単分散なエマルションが得られていることが明らかとなった。さらに得られたエマルション系への生体ポリマーの導入についても検討し、最適な生体ポリマー導入方法を見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成27年度では、上述の概要に示すように、成果として1) ナノ粒子ピッカリングエマルション系の調製条件の探索を行い、モデルナノ粒子であるメルカプトカルボン酸被膜金ナノ粒子水溶液/toluene系において超音波照射によりWater-in-oil (W/O)エマルションの調製に成功した。続いて2) 添加塩の影響について検討し、安定なエマルションを与える添加塩条件（塩種及び濃度）を見出した。さらに3) 得られたエマルション系への生体ポリマーの導入についても検討し、最適な生体ポリマー導入方法を見出している。
このようにほぼ当初計画通りの成果が得られており、おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
前年度に引き続き、ナノ粒子ピッカリングエマルション系の調製条件並びに生体ポリマーを導入したナノ粒子ピッカリングエマルション系の特性について調べるとともに、本系における酵素反応について検討する。具体的には、1) 前年度に得られたエマルション系に生体ポリマーを導入し、エマルションの安定性に及ぼす影響を調べ、安定性を高めたエマルション系の調製条件を明らかにする。さらに熱により物性が変化するポリマーの導入により、熱に対して応答性を示すピッカリングエマルション系の構築を目指す。2) 本エマルション系においてリパーゼ反応を行い、本系に適した酵素反応条件について検討する。
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