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2018 年度 実績報告書

ナノ気泡およびナノ超臨界流体を構成要素とする複合分離場の創製と高機能化

研究課題

研究課題/領域番号 16H04161
研究機関埼玉大学

研究代表者

渋川 雅美  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60148088)

研究分担者 齋藤 伸吾  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60343018)
半田 友衣子  埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (20586599)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードクロマトグラフィー / 疎水性ナノ空間 / ナノ気泡 / ナノ超臨界流体
研究実績の概要

本研究では,疎水性ナノ細孔が気相および超臨界流体を安定に保持するという特異的機能を利用して,気相から超臨界流体まで広範囲に密度変換可能なナノ空間を介在する複合分離場を有する液体クロマトグラフィーシステムを設計・開発して,従来法にない分離選択性と高機能性を発現することを目的としている。本年度はまず,すでに開発したナノ気泡を固定相の構成要素とするHPLCである表面気泡変調液体クロマトグラフィー(SBMLC)を用い,オクタデシルシリカ(ODS)カラムにおける溶質分子の保持挙動に及ぼす移動相への有機溶媒の添加効果を,一般に汎用されるアセトニトリルと水の混合溶液を移動相として検討した。その結果,アセトニトリルは主に移動相/ODS界面およびシリカゲル基材表面に保持されること,そのため界面への吸着が大きい化合物の保持体積を顕著に減少させる一方で,純水を移動相とした系でテーリングを示す化合物のピーク形状を改善することを明らかにした。
次に,粒子径の等しい多孔性および非多孔性ODS充填剤を重量比で1:1および1:2で均一混合したカラムを作製し,SBMLC系でカラム効率を測定した。その結果から,多孔性粒子内の細孔に固定化された気相は粒子間で接触してつながっていることが明らかになった。このことより,SBMLCの分離効率を高めるには,気体固定相の粒子間接触を防ぐこと,およびより高流速で分離を行わなくてはならないことがわかった。
SBMLCカラムが揮発性有機化合物(VOC)を選択的にカラム内に保持することを利用して,環境水中のVOCをSBMLCカラムに捕集濃縮し,ついでこれをアセトニトリル/水混合溶液で溶出してRPLCにより分離する方法を開発した。この方法を地下水中のVOC分析に適用し,高い精確さと感度でVOCを測定できることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of Acetonitrile on the Solute Distribution at the Heterogeneous Interface Region between Water and Hydrocarbonaceous Silica Revealed by Surface-Bubble-Modulated Liquid Chromatography2018

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Nakamura, Ryusuke Ubukata, Hisashi Mizuno, Shingo Saito, Masami Shibukawa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 ページ: 28674-28683

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b08435

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synergistic Effect of Temperature and Background Counterion on Separation Selectivity in Ion-Exchange Chromatography2018

    • 著者名/発表者名
      Masami Shibukawa, Masaru Yanagisawa, Ryota Morinaga, Tomomi Shimasaki, Shingo Saito, S. Wang, Y-Q. Feng
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 8 ページ: 26849-26856

    • DOI

      10.1039/C8RA03309A

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Adsorption at Water/Hydrophobe Interface versus Partition into the Interior of the Hydrophobe: Experimental Evaluation of the Solute Retention Selectivity at Water/Hydrophobe Interface2018

    • 著者名/発表者名
      Masami Shibukawa, Keisuke Nakamura, Shingo Saito
    • 学会等名
      2018 China-Japan-Korea Symposium on Analytical Chemistry
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ポリスチレン樹脂カラムを用いた超臨界流体固定化液体クロマトグラフィー2018

    • 著者名/発表者名
      水野 恒,齋藤 伸吾,渋川 雅美
    • 学会等名
      第78回分析化学討論会
  • [学会発表] 表面気泡変調液体クロマトグラフィーによる前濃縮を用いた水試料中の揮発性有機化合物のHPLC分析2018

    • 著者名/発表者名
      中野陽介,半田友衣子,齋藤伸吾,渋川雅美
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
  • [学会発表] 表面気泡変調液体クロマトグラフィーのカラム効率に及ぼす温度効果2018

    • 著者名/発表者名
      末井悠友,半田友衣子,齋藤伸吾,渋川雅美
    • 学会等名
      第24回LC&LC/MSテクノプラザ
  • [備考] 埼玉大学 理工学研究科 渋川・齋藤研究室 (分析化学)

    • URL

      http://www.apc.saitama-u.ac.jp/bunseki/index.html

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公開日: 2019-12-27  

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