高分子ゲル複合ＱＣＭを用いた簡易砒素モニタリングシステムの開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23510092
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 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): 2011 – 2013
• キーワード: QCM－A / ハイドロゲル / センシング / 粘弾性 / クライオ測定 / 吸着 / 水和・脱水和

研究概要

刺激応答型高分子ハイドロゲルの物質吸着に伴う自律的相変化・体積変化を応用して、これを水晶振動子マイクロバランス（QCM）と複合する事によって水環境中におけるハザード物質の吸着・センシングシステムの開発を試みた。ターゲット物質とアフィニティーのある吸着剤の探索するとともに、ゲル体をQCMと複合化した際におけるゲルの相挙動とQCM応答の相関性およびそのメカニズムを明らかにした。ゲル体を複合化した際にQCMとして負荷が非常に大きすぎるため著しい感度低下を伴うことから、これを回避する測定手法、解析手法を開発し、ターゲット物質の高感度センシングを図るゲルーQCM複合システムを構築した。

研究成果

• [雑誌論文] QCM-A を用いたゲルの特性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清田
  • 雑誌名: ゲルテクノロジーハンドブック (NTS) 巻: (発刊予定(校正中))
  • 査読あり
• [雑誌論文] 感温型高分子ゲルによる温度スイング吸着分離システム (2014)
  • 著者名/発表者名: 清田、中野義夫
  • 雑誌名: ゲルテクノロジーハンドブック (NTS) 巻: (発刊予定(校正中))
  • 査読あり
• [雑誌論文] Viscoelastic behavior of O/W emulsion in its freezing-thawing processes characterized by QCM-A (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Seida
  • 雑誌名: Trans. Mat. Res. Soc. Jpn 巻: (submitted)
  • 査読あり
• [雑誌論文] QCM によるハイドロゲルの粘弾性特性観察, ゲルの安定化と機能性付与・次世代への応用開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清田
  • 雑誌名: ゲルの測定・評価・解析 (技術情報協会, 東京) 巻: 第3章, 第3節 ページ: 238-242
• [雑誌論文] Viscoelastic behavior of thermo - responsive hydrogel during temperature swing process- measurement of viscosity free mass effect via QCM-A - (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Seida
  • 雑誌名: Tans. Mat. Res. Soc. Jpn 巻: 38(4) ページ: 651-654
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adsorption property of clay - polymer conjugates for rare earth elements (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Seida
  • 雑誌名: 東洋大学紀要・自然科学篇 巻: 57 ページ: 83-93
• [雑誌論文] 層状無機化合物の層間有機分子配向と乳化特性 -エマルションの構造安定性に及ぼす層間電荷密度の影響- (2013)
  • 著者名/発表者名: 清田
  • 雑誌名: 東洋大学紀要・自然科学篇 巻: 57 ページ: 73-81
• [雑誌論文] Demonstration of Molecular Sensing Using QCM Device Coated with Stimulisensitive Hydrogel (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Seida, Y. Nakano, Y. Nakano
  • 雑誌名: Material Research Society Online Procs. Library (Cambridge University Press) ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] 層状複水酸化物の界面活性剤吸着特性および乳化ゲル体の構造安定性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 清田
  • 雑誌名: 東洋大学紀要・自然科学篇 巻: 56 ページ: 43-52
• [雑誌論文] Actuation dynamics of polymer hydrogel in electric field (2012)
  • 著者名/発表者名: 清田
  • 雑誌名: 東洋大学紀要・自然科学篇 巻: 56 ページ: 43-52
• [雑誌論文] 廃棄物処分のバリア材性能評価における吸着技術の応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 清田
  • 雑誌名: 分離技術 巻: 41(2) ページ: 35-40
• [雑誌論文] Preparation of adsorbent for phosphate recovery from aqueous solutions based on condensed tannin gel (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ogata, S. Morisada, Y. Oinuma, Y. Seida, Y. Nakano
  • 雑誌名: J. Hazardous Materials 巻: 192(2) ページ: 698-703
  • 査読あり
• [学会発表] Viscoelastic Characterization of Soft Material Using QCM-A (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Seida, T. Suzuki
  • 学会等名: The 15^<th> IUMRS- International Conference in Asia (IUMRSICA 2014)
  • 発表場所: Fukuoka Univ (scheduled)
  • 年月日: 2014-08-26
• [学会発表] 高分子ゲル複合 QCM センサの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 北村、清田、徳山
  • 学会等名: 分離技術会2014年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-05-30
• [学会発表] 完全混合槽吸着装置を用いた樹脂吸着剤粒子内拡散係数の決定法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川北、清田、中山、古谷
  • 学会等名: 分離技術会2014年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-05-30
• [学会発表] 解析解の利用による濃度減衰曲線を用いた粒子内拡散係数の簡便な決定法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高曽根、清田、中山、古谷
  • 学会等名: 化学工学会第79年会
  • 発表場所: 岐阜大学
  • 年月日: 2014-03-20
• [学会発表] QCM Observation of Soft Material under Cryo-condition (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Seida
  • 学会等名: 第23回日本 MRS 年次大会
  • 発表場所: 横浜市開港記念会館、横浜
  • 年月日: 20131209-10
• [学会発表] クライオ QCM によるゲル体の粘弾性測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清田、若本
  • 学会等名: 化学工学会第45回秋季大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2013-09-17
• [学会発表] Demonstration of molecular sensing using QCM device coated with stimuliresponsive hydrogel (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Seida, Y. Nakano, Y. Nakano
  • 学会等名: Mater. Res. Soc. Fall Meeting 2012
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 20121125-30
• [学会発表] QCM Observation of viscoeleastic behavior of collapsed Poly(NIPAm) Gel in Response to Protein Adsorption (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Sedia, Y. Nakano, Y. Nakano
  • 学会等名: Polymer Networks Group
  • 発表場所: Jackson hole, WY, USA
  • 年月日: 20120812-16
• [学会発表] Viscoelastic behavior of hydrogel observed by quartz crystal microbalance with impedance analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Seida
  • 学会等名: 10th Japan-Korea Symposium on Materials & Interfaces, International Symposium on Frontiers in Chemical Engineering-
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2012-11-08
  • 招待講演
• [学会発表] Evaluation of Mass Effect Free from Viscosity Influence of Loading Viscoelastic Media in Quartz Crystal Microbalance Measurement (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Seida, T. Suzuki
  • 学会等名: 22nd Academic Symposium of MRSJapan 2012 Advanced Ecomaterials Research for Emerging Ecoinnovations
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] QCM を用いたハイドロゲルの局所粘弾性挙動観察における一考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 清田、鈴木
  • 学会等名: 化学工学会第44回秋季大会
  • 発表場所: 東北大学(仙台)
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] ハイドロゲルの水和挙動の QCM 観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 清田
  • 学会等名: 分離技術会年会2012
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2012-06-01
• [学会発表] Local viscoelastic behavior of hydrogel in its collapse phase ; the dependence of viscoelastic behavior of hydrogel on the intrinsic resonation frequency of QCM (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Seida
  • 学会等名: The 21st MRS-Japan Academic Symposium
  • 発表場所: The Materials Research Society of Japan、Yokohama
  • 年月日: 20111219-21