2003 Fiscal Year Annual Research Report
機能向上を狙った内部構造を持つシングルナノ粒子の放射線場での合成
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03J03751
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
清野 智史 大阪大学, 産業科学研究所, 特別研究員(PD)
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| Keywords | 放射線 / 複合ナノ粒子 / 貴金属 / 磁性 / 磁気分離 |
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| Research Abstract |
貴金属と磁性酸化鉄ナノ粒子からなる複合ナノ粒子の合成を試みた。Auは-SH基と強く結合することからバイオ分野で近年活発に研究されており、またPt・Pd等は触媒材料として幅広くもちいられている。これら貴金属に磁性機能を付与することで、応用範囲の拡大が期待される。
金と磁性酸化鉄からなる複合ナノ粒子を、水溶液中でガンマ線を利用して合成した。磁性酸化鉄として、製造業者より入手したγ-Fe_2O_3(平均粒径23nm)とFe_3O_4(平均粒径100nm)を使用した。貴金属源として、HAuCl_4、K_2PtCl_4、Na_2PdCl_4を使用した。貴金属粒子の保護材としポリビニルアルコールを、還元反応を補助するために2-プロパノールを使用した。これらの原材料を含む水溶液をガラス容器に封入した。Pt、Pdの場合は、容器内の空気をArガスで置換した。ガンマ線の照射には^<60>Co線源を用い、3kGy/hで6時間照射した。照射後の水溶液を、永久磁石もしくは磁気分離カラムで分離し、磁性成分から磁性複合ナノ粒子を得た。
代表例として、Au/γ-Fe_2O_3複合ナノ粒子の結果を以下に記す。紫外-可視吸光度分析より、磁性成分中に金の表面プラズモン吸収を確認した。このことから、金と磁性酸化鉄の複合化を確認した。粉末試料のX線回折測定より、貴金属ナノ粒子の生成を確認した。電子顕微鏡観察より、平均粒径約5nmの金粒子がγ-Fe_2O_3ナノ粒子表面に分散して担持していることを確認した。出発溶液中の金イオンとγ-Fe_2O_3ナノ粒子の比によって金の担持率を制御できることも確認している。生体分子の磁気分離機能の評価には、モデル物質としてグルタチオン(-SH基を有するトリペプチド)を用いた。合成した複合ナノ粒子にグルタチオンは効率よく吸着したことから、複合ナノ粒子中の金粒子が-SH基と強く結合することを確認した。
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[Publications] S.Seino, T.Kinoshita, Y.Otome, K.Okitsu, T.Nakagawa, T.A.Yamamoto: "Magnetic Composite Nanoparticle of Au/γ-Fe_2O_3 Synthesized by Gamma-Ray Irradiation"Chemistry Letters. Vol.32,No.8. 690-691 (2003)
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[Publications] S.Seino, T.Kinoshita, Y.Otome, T.Nakagawa, K.Okitsu, T.Nakayama, T.Sekino, K.Niihara, T.A.Yamamoto: "Radiation-induced synthesis of Au/Fe oxide nanocomposite particles for magnetic separation of biomolecules."Journal of Ceramic Processing Research. (in press).
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[Publications] T.Kinoshita, S.Seino, H.Maruyamaa, Y.Otome, K.Okitsu, T.Nakayama, K.Niihara, T.Nakagawa, T.A.Yamamoto: "Influence of size distribution on the magnetocaloric effect of superparamagnetic gold-magnetite nanocomposite"Journal of Alloys and Compounds. 365. 281-285 (2004)
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[Publications] Y.Mizukoshi, S.Seino, K.Okitsu, T.Kinoshita, Y.Otome, T.Nakagawa, T.A.Yamamoto: "Sonochemical preparation of composite nanoparticles of Au/γ-Fe_2O_3 and magnetic separation of glutathione"Ultrasonics Sonochemistry. (in press). (2004)
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[Publications] 水越克彰, 興津健二, 仁谷浩明, 清野智史, 中山忠親, 新原晧一, 中川貴, 山本孝夫: "超音波による磁性複合ナノ粒子の合成と評価"粉体工学会誌. (in press).
