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2008 年度 実績報告書

広範な物質次元に対応する分離概念の構築

研究課題

研究課題/領域番号 18205011
研究機関東京工業大学

研究代表者

岡田 哲男  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20183030)

研究分担者 原田 誠  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (60313326)
キーワード粒子 / 電場 / 超音波 / 高速分離 / 反応速度
研究概要

1. 粒子分離 超音波利用の粒子分離では前年度から引き続きイオン交換樹脂1粒で起きるイオン交換過程の動的評価を行い、Nernst-Planck式との比較から粒子内でのイオンの拡散係数を評価できることを明らかにした。また、ワイドボアハイドロダイナミッククロマトグラフィー(WHDC)の高速化を行い、フルオレセイン、蛍光ラベルナノ粒子などを最短0.5秒で分離できる実験系の実現に成功した。これに関連して、高速超微量試料注入装置の開発を行った。また、分離の間に反応を伴うWHDCに関する、流れと分離のシミュレーション手法を開発した。これにより、WHDCの速度論的な利用と、そこから定量的なデータを取り出すことが可能になった。
また、切り替え電場による粒子のマニピュレーションでは、単一粒子のトラジェクトリーの追跡を可能とし、計算で求めた電場との整合性を議論した。さらに、アガロースゲルを用いて分子の拡散を抑制することにより、ローダミン6Gの切り替え電場内での挙動を追跡し、予想した通りの電場が生じており、粒子だけでなく分子のマニピュレーションの可能性を得た。
2. 分離の分子過程 アイスクロマトグラフィーでは、氷表面と溶質間の相互作用を明らかにするためのモデル化を行い、当初から予想していた通り同時に2点程度の水素結合が生じていることを明らかにした。溶質が3個以上の極性基を含む場合であっても、3つ以上の水素結合が同時に生じることはなく、これは分子構造に基づく立体的制約によると考えられる。また、このような精密な議論ができるような再現性と分離能の高い固定相調整法を確立した。
イオン交換系ではX線吸収微細構造を用いて陽イオン交換樹脂中のカリウムイオンとルビジウムイオンの水和状態を解明した。バルク水中におけるこれらのイオンの水和から類推される予想に反し、前者の脱水和が進んでいることを見出した。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Multivariate Analysis of DSC-XRD Simultaneous Measurement Data : a Study of Multistage Crystalline Structure Changes in a Linear Poly(ethylene imine)Thin Film2009

    • 著者名/発表者名
      H. Kakuda, T. Okada, M. Otsuka, Y. Katsumoto, T. Hasegawa
    • 雑誌名

      Analytical and Bioanalytical Chemistry 393

      ページ: 367-376

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrophoretic Levitation of Particles by Field Switching2009

    • 著者名/発表者名
      M. Yamada, M. Harada. T. Okada
    • 雑誌名

      Analytical Sciences 25

      ページ: 279-284

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wide-bore Hydrodynamic Chromatography in Sub-second Range2009

    • 著者名/発表者名
      R. Umehara, M. Harada, T. Okada
    • 雑誌名

      Journal of Separation Science 32

      ページ: 472-478

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Consideration of Ion Recognition Selectivity Based on Hydration of Ions in Confined Spaces2009

    • 著者名/発表者名
      T. Okada, T. Ohki, M. Harada
    • 雑誌名

      Analytical Sciences 25

      ページ: 167-175

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 氷の化学-宇宙や地球環境でも注目されている物性と機能2009

    • 著者名/発表者名
      岡田哲男
    • 雑誌名

      化学 64

      ページ: 68-69

  • [雑誌論文] 有機イオン交換体対イオンの水和2009

    • 著者名/発表者名
      岡田哲男
    • 雑誌名

      高分子 58

      ページ: 87

  • [雑誌論文] Ice Chromatography. Modification of Solute Retention on Water-ice Stationary Phase2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Tasaki, T. Okada
    • 雑誌名

      Journal of Chromatography A 1189

      ページ: 72-76

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydration of Counterions in Cation-Exchange Resins Studied by X-ray Absorption Fine Structure2008

    • 著者名/発表者名
      M. Harada, T. Okada
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      ページ: 5182-5184

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Perturbation of Second and Farther Hydration Shells of Alkali Cations and Bromide in Concentrated Aqueous Protein as a Water-Shortage Medium2008

    • 著者名/発表者名
      T. Ohki, M. Harada, T. Okada
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 112

      ページ: 11863-11867

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic Molecular Structure in Dip-Coated Films of Linear Poly(ethylene imine) Studied by Infrared Multiple-Angie Incidence Resolution Spectrometry"2008

    • 著者名/発表者名
      H. Kakuda, T. Okada, T. Hasegawa
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry B 112

      ページ: 12940-12945

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 新しい分離場の設計と分析化学的展開2008

    • 著者名/発表者名
      岡田哲男, 田崎友衣子
    • 雑誌名

      分析化学 57

      ページ: 921-935

    • 査読あり
  • [学会発表] Water-ice for Developing Novel Analytical Methodology2008

    • 著者名/発表者名
      T. Okada
    • 学会等名
      HPLC Kyoto 2008
    • 発表場所
      京都大学(桂キャンパス)
    • 年月日
      2008-12-05
  • [学会発表] Hydration of Counterions in Ion-exchange Resin2008

    • 著者名/発表者名
      T. Okada, M. Harada, T. Ohki
    • 学会等名
      Polyelectrolytes 2008
    • 発表場所
      Coimbra, Portugal
    • 年月日
      2008-06-19

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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