2018 Fiscal Year Research-status Report
LB法による水溶性タンパク・単分子膜の調製法開発－無機ナノシートとES法の活用
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16K05762
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
梅村 泰史 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 教授 (70531771)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山岸 晧彦 東邦大学, 医学部, 非常勤研究生 (70001865)
宮内 良広 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 准教授 (70467124)
平原 将也 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 助教 (90609835)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 有機/無機複合薄膜 / LB法 / エレクトロ・スプレー法 / 噴霧速度 / 両親媒性イオン / 粘土ナノシート / アルキルアンモニウムイオン / 薄膜形成メカニズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
電荷を有する無機ナノシートの水分散液上へ両親媒性イオンの溶液を滴下すると、気-液界面上でナノシートとイオンが会合して有機/無機複合単分子膜が形成される。従来法ではマイクロシリンジを用いて手で溶液を滴下していた。本研究ではエレクトロ・スプレー(ES)法を利用して溶液を霧状に分散液上に吹き付け、どのような複合薄膜が調製されるのかを調べている。霧状にして撒くことにより、薄膜調製における個人差がなくなり、また溶解性の高い両親媒性イオンでも単分子膜が調製されると期待される。実際の実験ではナノシートとして、陰電荷をもつ粘土ナノシートを用いている。
研究計画に従い平成３０年度には、水に対する溶解度が低くないために水上では単分子膜を形成しない物質(4級アルキルアンモニウムイオンおよびアミノ酸)を粘土分散液上にES法で噴霧し、複合薄膜形成について調べた。
トリメチルオクタデシルアンモニウムイオン(TMODA+)を用いて薄膜を調製し、これまで調べてきたオクタデシルアンモニウムイオン(ODAH+、1級アンモニウムイオン)を用いたときの結果と比較した。表面圧-分子面積等温曲線の結果は両者でほぼ同様の挙動を示した。一方、基板上に移しとられた薄膜の赤外吸収から、ODAH+薄膜に比べてTMODA+薄膜の方がアンモニウムイオンの膜中密度が低く、薄膜調製時に分散液中へTMODA+が多く溶解していることが分かった。TMODA+よりも炭素鎖が短くより溶解性の高いトリメチルヘキサデシルアンモニウムイオンを用いると、表面圧-分子面積曲線においてTMODA+と異なる挙動がみられた。今後、炭素鎖の長さを変えて、系統的に調べる必要がある。
アミノ酸であるL-チロシンとL-ロイシン塩酸塩を用いて複合薄膜の調製を試みた。分散液の濃度やpHを変えたり、イオン交換性の異なる数種の粘土鉱物を用いたが、複合薄膜は形成されなかった。
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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
研究計画通り、水溶性アルキルアンモニウムイオンを用いた薄膜系について調べた。ただし、これまで得られた結果が興味深くさらに系統的な研究を進める必要があると判断している。一方で、次年度に計画していた光学活性なアミノ酸を用いた薄膜調製についてはすでに着手した。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記のように、水溶性アルキルアンモニウムイオンを用いた薄膜系について継続して研究する。加えて、研究計画に従い、タンパクや多糖類を用いた複合薄膜調製を試みる。
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| Causes of Carryover |
研究代表者および各分担者において、いずれも目的の助成金使用には配分残額が不足したため、次年度分と合わせて使用することとした。
次年度は旅費のほか、フラクションコレクター、HPLC用カラム、赤外用窓板材、タンパクをはじめとする試薬類、汎用実験器具等の購入で使用する予定である。
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