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2016 年度 実績報告書

氷で制限されたナノ-マイクロ空間の分析化学

研究課題

研究課題/領域番号 25248034
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, 理学院, 教授 (20183030)

研究分担者 大塚 拓洋  東京工業大学, 理学院, 助教 (20280993)
火原 彰秀  東京工業大学, 理学院, 准教授 (30312995)
原田 誠  東京工業大学, 理学院, 助教 (60313326)
山本 佳孝  国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (80358283)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード氷 / 共存液相 / 分離
研究実績の概要

今年度は以下の検討を行った。
1.凍結による金属イオンの挙動:遷移金属イオンを含むNaCl水溶液を凍結すると、コバルトイオンやマンガンイオンはNaClと共に水溶液に濃縮されるのに対し、亜鉛イオンは水溶液以外の部分に蓄積されることをXRFイメージングから明らかにした。亜鉛イオンの蓄積位置のX線吸収スペクトルから酸化亜鉛として蓄積されていること、XRFイメージングとの関係から氷内部に水酸化亜鉛が取り込まれ、その後脱水により酸化亜鉛が生成することが示唆された。
2.ビオロゲンの凍結ボルタンメトリー:2種類のビオロゲンの凍結ボルタンメトリーを行った。未凍結状態では、凍結により難(不)溶性の還元された化学種が炭素電極に吸着し、吸着波が出現するのに対し、凍結により吸着波が減少することを見出した。この現象は、凍結空間が小さくなるほど著しいことが認められた。また、シクロデキストリン共存化でも検討したところ、シクロデキストリンとの錯生成定数も凍結により変化し、吸着波同様疎水的な相互作用の現象で理解できることがわかった。
3.水系アイスクロマトグラフィーの検討:NaCl、エタノールと水の混合溶液を移動相として水系アイスクロマトグラフィーを検討した。氷に種々の添加物を加えることで、界面電位を変えることを検討したが、明確な保持は確認できなかった。そこで、不凍タンパク質を試料として氷への吸着を検討した。氷の成長界面に不凍タンパク質が吸着するとの報告があるので、このような条件で保持を確認した。氷カラムからの溶出液をタンパク質カラムで二次元分離により、主成分以外の有効成分の存在を確認した。
4.共存液相の粘性係数:凍結状態の液相の粘性係数をルテニウム錯体の発光スペクトルから決定するための基礎検討を行った。フェリシアン化物イオン共存化での発光クエンチングにより粘性件数を求められる可能性を見出した。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Voltammetry of Viologens Revealing Reduction of Hydrophobic Interaction in Frozen Aqueous Electrolyte Solutions2017

    • 著者名/発表者名
      Hui Qu, Makoto Harada, and Tetsuo Okada
    • 雑誌名

      ChemElectroChem

      巻: 4 ページ: 35-38

    • DOI

      10.1002/celc.201600560

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An efficient method for measuring excess adsorption isotherms of organic eluent components on reversed-phase packing materials2017

    • 著者名/発表者名
      Junji Ohashi, Makoto Harada, and Tetsuo Okada
    • 雑誌名

      Journal of Separation Science

      巻: 40 ページ: 842-848

    • DOI

      10.1002/jssc.201601032

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Freezing-Facilitated Dehydration Allowing Deposition of ZnO from Aqueous Electrolyte2017

    • 著者名/発表者名
      Kouki Tokumasu, Makoto Harada, and Tetsuo Okada
    • 雑誌名

      ChemPhysChem

      巻: 18 ページ: 329-333

    • DOI

      10.1002/cphc.201601192

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shear-Driven Flow Ice Chromatography as Possible Tool Probing Ice/Water Interface2016

    • 著者名/発表者名
      Masaya Shimizu, Makoto Harada, Akihide Hibara, and Tetsuo Okada,
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 32 ページ: 805-808

    • DOI

      10.2116/analsci.32.805

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 氷で制限された空間における特異的反応2016

    • 著者名/発表者名
      岡田哲男、原田誠
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 65 ページ: 119-128

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.65.119

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 分析プラットフォームとしての氷、凍結溶液2016

    • 著者名/発表者名
      岡田哲男
    • 学会等名
      日本分析化学会第65年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-09-14
    • 招待講演
  • [学会発表] 氷と共存する水溶液で起きる種々の現象2016

    • 著者名/発表者名
      岡田哲男
    • 学会等名
      日本分析化学会第65年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-09-14
    • 招待講演
  • [学会発表] Synergistic Effect of Histidine on Cyclodextrin Chiral Resolution in Aqueous Phase Supported by Silica Gel Stationary Phase2016

    • 著者名/発表者名
      Y.Iimura, T.Okada
    • 学会等名
      HPLC2016
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2016-06-21
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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