2015 Fiscal Year Annual Research Report
磁場により誘起される音響・発熱・緩和現象を制御する磁性ナノ粒子材料の創製
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15H05414
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
清野 智史 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90432517)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / 磁性 / 磁場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
磁気緩和現象・励磁音響現象・磁気発熱現象について、新規MRI磁気造影剤の研究、励磁音響効果の物理的基礎現象の解明、外部磁場による酵素結合磁性ナノ粒子の機能制御という3つのテーマを具体的な研究対象とした。
磁気緩和現象の検討に適した磁性ナノ粒子の合成を行った。共沈法による磁性ナノ粒子合成において、表面被覆材の分子量を適宜制御することにより、一次粒子径は同じで二次粒子径のみが異なる磁性ナノ粒子を得た。これにより二次粒子径と磁気特性の相関について議論することが可能となった。
励磁音響現象については、物理現象を理解する為に適した実験系を構築し、市販磁性流体による検討を行った。その結果、交流磁場印加時に磁性粒子間に働く磁気力と外部磁場の強さとの相関について一定の知見が得られた。また励磁音響波の周波数が磁場周波数の2倍になる現象について、妥当な説明を与える発音機構モデルを提案した。さらに、発音が交流磁場印加後僅かに遅れて生じる要因が磁気緩和現象であることが指摘された。
磁気発熱現象については、発熱現象を理解するための磁性ナノ粒子キャリアの構築に注力した。より具体的には、中空構造で内部にのみ金ナノ粒子が修飾された磁性ナノ粒子キャリアの合成に成功した。シリカ粒子（約1マイクロメートル）を担体とし、その表面に放射線還元法を利用して金ナノ粒子を担持させた。得られた金担持シリカをテンプレートとしてフェライトめっきを行い、磁性ナノ粒子を高密度に修飾した。アルカリ処理によってシリカを溶解析出させることで、最終的な粒子を得た。生体分子結合のタグとして利用する金粒子は中空構造の内部にみ存在しており、チオールとの結合活性を維持していることを確認している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究の遂行に大きな障害は発生していない。
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| Strategy for Future Research Activity |
磁気緩和現象・励磁音響現象・磁気発熱現象のそれぞれについて、平成27年度までに得られた知見を相互にフィードバックすることで、研究を高度化していく。特に、励磁音響現象と磁気発熱現象に注力して研究を進める。
【磁気緩和現象】昨年度までの検討により、励磁音響現象の発現機構の一部が磁気緩和現象で説明される可能性が高いことが示唆されている。本項目の今年度の検討は、励磁音響現象の検討の一部として進めることとする。
【励磁音響現象】昨年度までの市販磁性流体を用いた検討により、励磁音響現象における発音機構のモデルを構築するに至っている。このモデルの検証を進めるには、磁性ナノ粒子分散液の物性（例：一次粒子径、二次粒子径、粒子径分布、表面保護状態、磁化、濃度、粘度）が巧みに制御された磁性ナノ粒子を用いた検討が必須である。今年度の主要な検討項目の一つとして、これらの物性が制御された磁性流体の合成法を確立し、粒子物性と励磁音響現象との相関を評価する。
【磁気発熱現象】昨年度までの検討により、内部に生体分子結合の足場として金ナノ粒子が固定化された、中空構造の磁性ナノ粒子の構築に成功した。しかし、粒子内部に機能性分子を固定化するには、中空構造表面に存在する孔径の制御が必要である。粒子構造の最適化を進め、内部に酵素等の機能性分子が固定化された複合体の構築を狙う。また、より高い発熱が得られる交流磁場発生装置の設計と試作を進める。
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Research Products
(7 results)
