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2015 年度 実績報告書

生体膜構造を模倣した超高透水性逆浸透膜の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26820340
研究機関神戸大学

研究代表者

佐伯 大輔  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 特命助教 (70633832)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード膜分離 / 逆浸透膜 / 生体模倣 / リポソーム / 脂質二分子膜
研究実績の概要

平成27年度は下記の項目について検討した。
III. 物理的強度の向上
前年度に確立した手法を用い、物理的強度に優れる有機多孔体上への脂質二分子膜の展開について検討した。アルキル鎖を導入した有機多孔膜を支持体として、リポソームを接触させたところ、支持体の孔径、リポソームの粒径を制御することで、脂質二分子膜を形成できることがわかった。また、脂質二分子膜の形成には、支持体上に導入されているアルキル鎖の密度も重要であることがわかった。
IV. 膜性能・膜構造の評価及び最適化
Gramicidin Aを導入した固定化脂質二分子膜について、膜性能におけるGramicidin Aの導入量の最適化、及び水チャネルとしての構造の評価を行った。Gramicidin A濃度については、脂質分子に対して3 mol%以下の低濃度では膜性能は発現せず、4 mol%以上で膜性能が発現し、5 mol%で市販膜より2桁高い透水性を示し、それ以上の濃度では膜性能は低下した。円偏光二色性スペクトルにて脂質二分子膜内でのGramicidin Aの構造を評価したところ、5 mol%ではチャネル構造に特有のスペクトルを確認することができた。以上の結果より、Gramicidin Aの導入量には最適値が存在することがわかった。さらに、Gramicidin A以外のチャネル物質の探索も行ったところ、Amphotericin Bも同様に水チャネルとして機能することがわかった。
以上、本研究の成果により、生体膜の構成成分である脂質二分子膜と水分子を透過する生体由来の水チャネルを用いることで、既存の分離膜より高い透水性を有する分離膜が作製できることがわかった。生体模倣的アプローチが分離膜の性能向上に有用であることを示す、重要な知見が得られた。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Reverse osmosis membranes based on a supported lipid bilayer with gramicidin A water channels2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Saeki, Tsuyoshi Yamashita, Akihiro Fujii, Hideto Matsuyama
    • 雑誌名

      Desalination

      巻: 375 ページ: 48-53

    • DOI

      10.1016/j.desal.2015.07.030

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 水処理膜への応用を指向したsupported lipid bilayerへのAmphotericin Bの導入に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      高井徹、佐伯大輔、松山秀人
    • 学会等名
      第18回化学工学会学生発表会(福岡大会)
    • 発表場所
      福岡県福岡市(福岡大学)
    • 年月日
      2016-03-05 – 2016-03-05
  • [学会発表] 多孔体上へのリン脂質二分子膜形成における表面物性の影響2015

    • 著者名/発表者名
      佐伯大輔、宮下若菜、迫郁弥、松山秀人
    • 学会等名
      膜シンポジウム2015
    • 発表場所
      兵庫県神戸市(神戸大学)
    • 年月日
      2015-11-25 – 2015-11-26
  • [学会発表] 有機多孔膜上へのSLB形成における支持体の表面物性の影響2015

    • 著者名/発表者名
      宮下若菜、佐伯大輔、松山秀人
    • 学会等名
      膜シンポジウム2015
    • 発表場所
      兵庫県神戸市(神戸大学)
    • 年月日
      2015-11-25 – 2015-11-26
  • [学会発表] 機膜上に展開した 無機膜上に展開したGramicidin A導入脂質二分子膜の安定性向上に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      佐伯大輔、迫郁弥、松山秀人
    • 学会等名
      化学工学会第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道札幌市(北海道大学)
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-11
  • [学会発表] 有機多孔膜を支持体としたsupported lipid bilayerの 安定性向上に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      宮下若菜、佐伯大輔、松山秀人
    • 学会等名
      化学工学会第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道札幌市(北海道大学)
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-11
  • [学会発表] Development of forward osmosis membranes using lipid bilayer and gramicidin A on porous alumina via hydrophobic interaction2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Saeki, Fumiya Sako and Hideto Matsuyama
    • 学会等名
      The 9th Conference of Aseanian Membrane Society
    • 発表場所
      Taipei, TAIWAN
    • 年月日
      2015-07-19 – 2015-07-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Immobilization of phospholipid bilayers onto an organic porous substrate by hydrophobic interaction2015

    • 著者名/発表者名
      Wakana Miyashita, Daisuke Saeki, Hideto Matsuyama
    • 学会等名
      The 9th Conference of Aseanian Membrane Society
    • 発表場所
      Taipei, TAIWAN
    • 年月日
      2015-07-19 – 2015-07-21
    • 国際学会
  • [学会発表] アルキル化ポーラスアルミナ上へのリン脂質二分子膜の形成2015

    • 著者名/発表者名
      佐伯大輔、迫郁弥、松山秀人
    • 学会等名
      第61回高分子研究発表会
    • 発表場所
      兵庫県神戸市(兵庫県民会館)
    • 年月日
      2015-07-17 – 2015-07-17
  • [学会発表] ポーラスアルミナ膜上へのリン脂質二分子膜の形成と水処理膜としての評価2015

    • 著者名/発表者名
      佐伯大輔、迫郁弥、松山秀人
    • 学会等名
      日本膜学会第37年会
    • 発表場所
      東京都新宿区(早稲田大学)
    • 年月日
      2015-05-14 – 2015-05-15
  • [学会発表] 疎水化セルロース膜上へのリン脂質二分子膜の形成2015

    • 著者名/発表者名
      宮下若菜、佐伯大輔、松山秀人
    • 学会等名
      日本膜学会第37年会
    • 発表場所
      東京都新宿区(早稲田大学)
    • 年月日
      2015-05-14 – 2015-05-15
  • [産業財産権] 選択性透過膜及びその製造方法、該選択性透過膜を用いる水処理方法2016

    • 発明者名
      松山秀人、佐伯大輔、高井徹、川勝孝博
    • 権利者名
      松山秀人、佐伯大輔、高井徹、川勝孝博
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-042103
    • 出願年月日
      2016-03-04
  • [産業財産権] 選択性透過膜及びその製造方法2016

    • 発明者名
      松山秀人、佐伯大輔、迫郁弥、藤井昭宏、川勝孝博
    • 権利者名
      松山秀人、佐伯大輔、迫郁弥、藤井昭宏、川勝孝博
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2016/054523
    • 出願年月日
      2016-02-17
    • 外国

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公開日: 2017-01-06  

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