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2019 年度 実績報告書

フェムト秒レーザーが解き明かす結晶多形制御の原理

研究課題

研究課題/領域番号 18J40134
研究機関大阪大学

研究代表者

丸山 美帆子  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(RPD)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
キーワード結晶多形制御 / フェムト秒レーザー / 医薬品化合物 / 結晶欠陥制御 / 結石 / 多形相転移
研究実績の概要

多形制御が困難な物質として、新たにシュウ酸カルシウムをモデル物質として導入した。シュウ酸カルシウムは生体内で尿路結石として結晶化し、病気を引き起こす物質で、安定形(COM)と準安定形(COD)が存在する。従来、実験的に得られたCOMやCODのサイズはせいぜい10μm前後にとどまるものばかりであった。そこで、これまでに培った多形制御の知見に基づき、大型(少なくとも100 μm角程度)のCOMやCODを作り分けるための条件探索を行った。その結果、300 μmサイズに届くCOM結晶と100μmサイズのCOD結晶を得ることに成功した。これは従来報告と比べて大型な結晶となっている。次に、より大きいCOMとCODの単結晶を得るために、シュウ酸カルシウムの過飽和溶液にレーザーを照射して核形成誘起を試みた。しかし、レーザーにより結晶化を促すことができなかった。この理由として、シュウ酸カルシウムの溶解度が他の有機低分子材料と比べて極めて低く、準安定条件の範囲が狭いために、核形成を促す条件を探索しきれなかったと考えている。このように、特に難溶性の物質で結晶成長が著しく遅い物質においては、より精密な条件検討が必要になる。
次に、得られたCOMとCODを同じ溶液内に共存させて相転移の観察を試みたが、数ヶ月経過しても結晶の溶解を伴う相転移は観察されなかった。これまでのモデル物質では、安定相と準安定相が混在すると速やかに(数秒~数時間程度)相転移が進んでいたため、シュウ酸カルシウムのこの結果は極めて驚くべき現象であった。この結果を逆手に取り、なぜCODからCOMへの相転移が起こらないのかを詳しく調べることで、別の物質において多形相転移が加速する要因をより明確化できると考えている。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] "Growth of large and high quality CsLiB6O10 crystals from self-flux solutions for high resistance against UV laser-induced degradation"2019

    • 著者名/発表者名
      R. Murai, T. Fukuhara, G. Ando, Y. Tanaka, Y. Takahashi, K. Matsumoto, H. Adachi, M. Maruyama, M.Imanishi, K. Kato, M. Nakajima, Y. Mori and M. Yoshimura
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 12(7) ページ: 075501-1/6

    • DOI

      10.7567/1882-0786/ab25aa

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] “Intergrowth of two aspirin polymorphism observed with Raman spectroscopy”2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsuri, M. Maruyama, H. Y. Yoshikawa, S. Okada, H. Adachi, K. Takano, K. Tsukamoto, M. Imanishi, M. Yoshimura, and Y. Mori
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 532 ページ: 125430-1/6

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2019.125430

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] IDENTIFICATION OF MICRO CRYSTALS AND VISUALIZATION OF ORGANIC COMPONENTS IN KIDNEY STONES -FOR THE ELUCIDATION OF THE FORMATION MECHANISM OF KIDNEY STONES-2019

    • 著者名/発表者名
      M. Maruyama, Y. Tanaka, K.P. Sawada, K. Momma, R. Tajiri, Y. Furukawa, et al.
    • 学会等名
      19th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A NEW METHODOLOGY FOR CRYSTAL PHASE IDENTIFICATION OF KIDNEY STONE THIN SECTION BY MICROSCOPIC FT-IR2019

    • 著者名/発表者名
      K.P. Sawada, M. Maruyama, Y. Tanaka, R. Tajiri, K. Momma, Y. Furukawa, et al.
    • 学会等名
      19th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy
    • 国際学会
  • [学会発表] 尿路結石の結晶相 マッピングに向けた顕微赤外分光法によるシュウ酸カルシウム一水和物及び二水和物の定量分析2019

    • 著者名/発表者名
      澤田紘一, 丸山美帆子, 田中勇太朗, 岡田淳志, 安井孝周, 門馬鋼一, 吉村政志, 森勇介
    • 学会等名
      第48回結晶 成長国内会議
  • [学会発表] 溶液媒介相転移が尿路結石形成に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      丸山美帆子, 澤田紘一, 田中勇太朗, 岡田敦志, 安井孝周, 門馬綱一, 吉村政志, 森勇介
    • 学会等名
      第48回結晶 成長国内会議
  • [学会発表] PD38-05 A NEW METHOD OF MULTIFACETED STRUCTURE ANALYSIS: TWO-DIMENSIONAL MAPS OF “CHEMICAL ELEMENTS” AND “MATRIX PROTEIN” IN CALCIUM-CONTAINING STONES.2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, Y., A. Okada, M. Maruyama, T. Sugino, R. Unno, K. Taguchi, S. Hamamoto, R. Ando, M. Yoshimura, Y. Mori, K. Kohri and T. Yasui
    • 学会等名
      114th American Urological Association Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 隕石学・鉱物学的手法を用いた尿路結石の無機成分・有機成分の二次元マッピング法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      田中勇太朗、岡田淳志、丸山美帆子、澤田紘一、田尻理恵、門馬鋼一、古川善博 他
    • 学会等名
      第29回 日本尿路結石症学会

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公開日: 2021-01-27  

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