分子認識能を有する磁性材料の創製

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750718
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 多湖 輝興 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20304743)
• Keywords: フェライト系磁性物質 / シリカ被覆 / マイクロエマルション / アミノ基 / 還流 / マグネタイト / コバルトフェライト

Research Abstract

磁性物質をシリカで被覆したナノスケールのシリカ包接磁性微粒子を調製し、シリカ包接磁性微粒子に酵素を固定化すれば反応後の酵素を磁力によって速やかに回収することができ連続操作が可能になると考えられる。そこで本研究では、磁性物質をシリカによって被覆したナノスケールの微粒子を調製すると共に、酵素などのタンパク質の固定化を可能とする表面処理について検討した。
1.フェライト系磁性物質のSiO_2への固定化
(1)ポリオキシエチレンセチルエーテル系界面活性剤/シクロヘキセン/水系(塩化鉄水溶液)マイクロエマルションの中で、フェライト微粒子合成とシリカの原料アルコキシドの加水分解を行うことにより、粒子径約10nmのフェライト系磁性微粒子がシリカによって被覆された球状超微粒子(粒子径約50nm)を調製することができた。また、フェライト系磁性微粒子合成時にコバルトイオンを添加することにより、磁力特性に優れたコバルトフェライト微粒子をシリカによって被覆することができた。
(2)有磯溶媒にヘキサノールを用いた掲合、シリカ形状は不均一であったが、針状のフェライト微粒子(長さ約30nm、幅10nm)をシリカに固定化することができた。この磁性材料は、フェライト粒子径が上記(1)の場合より大きいため、保持力、飽和磁化ともに優れていた。
2.SiO_2包接磁性微粒子へのアミノ基の導入 タンパク質の固定化を可能とするために、SiO_2包接フェライト系磁性微粒子のシリカ層にアミノ基を導入することを検討した。分子中にアミノ基を有するアミノプロピルテトラエトキシシラン(APTES)とSiO_2包接フェライト系磁性微粒子をトルエン中に投入し、110℃で還流処理を施すことにより、SiO_2表面にアミノ基を導入することができた。これは、SiO_2表面の-OH基とAPTESが反応したためである。また、APTES投入量、及び還流時間を制御することにより、SiO_2包接フェライト系磁性微粒子へのアミノ基導入量を制御することができた。

Research Products

• [Publications] T.Tago, et al.: "Synthesis and Optical Properties of SiO2-coated CeO2 nanoparticle"Journal of Nanoparticle Research. (in press).
• [Publications] T.Tago, et al.: "Novel Synthesis of Silica-Coated Ferrite Nanoparticles Prepared Using Water-in-Oil Microemulsion"Journal of the American Ceramic Society. 85・9. 2188-2194 (2002)
• [Publications] T.Tago, et al.: "Synthesis of Silica-Coated Rhodium Nanoparticles in Reversed Micellar Solution"Journal of Materials Science. 37・5. 977-982 (2002)
• [Publications] 多湖: "シリカで包接されたコバルト修飾マグネタイトナノ微粒子の調整とその磁気特性"化学工学論文集. 27・2. 288-290 (2002)