2015 Fiscal Year Annual Research Report
ナノバブルをプラットホームとするハイブリッド分離システムの開発
| Project/Area Number |
25288062
|
|---|
| Research Institution | Saitama University |
|---|
Principal Investigator |
渋川 雅美 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (60148088)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 伸吾 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (60343018)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | ナノバブル / 疎水性ナノ細孔 / 界面水 / ハイブリッド固定相 / HPLC / 表面気泡変調液体クロマトグラフィー |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，疎水性ナノ空間に気相を固定化し，気体を分離場のプラットホームとする新しいハイブリッド分離システムを構築することを目的としており，昨年度までにハイブリッド固定相と水溶液移動相で構成される表面気泡変調液体クロマトグラフィー(SBMLC)を開発した。これにより，ハイブリッド固定相のうち，水／疎水性物質界面がイオンや親水性官能基を持つ有機化合物の保持に最も大きく寄与していることが明らかになった。本年度は，疎水性物質表面における水の構造と性質に関する情報を得ることを目的として，水／疎水物質界面におけるアラニルプロリン(Ala-Pro)のシス‐トランス異性化反応の速度論的解析を，独自に開発した温度ジャンプHPLCと動的オンカラム反応HPLCを用いて行った。その結果，アルキル結合型シリカやポリスチレン樹脂と水の界面におけるAla-Proの異性化反応速度はバルク水相中よりも大きいこと，またそれは活性化エンタルピーの減少によるものであることが明らかになった。またバルク水中ではシス体とトランス体がほぼ同じ割合で存在するのに対して，界面においてはシス体の割合が大きいことが分かった。量子力学計算により2つの異性体の最安定構造を推定したところ，シス体は双極子モーメントが小さい構造をとることが示された。これらの結果から，疎水性物質表面におかれた水はバルク水に比べて低極性であることが示唆された。
ハイブリッド固定相中の気相の溶質保持への寄与は小さいことが予想されたが，実際にSBMLCによりこのことが明らかになった。そこで気体ではなく超臨界流体を固定化することを目指して，二酸化炭素の飽和水溶液をアルキル結合型シリカカラムに通液し，各種溶質の保持体積を調べた。その結果，カラムを二酸化炭素が超臨界状態となる温度と圧力に設定することによって，超臨界二酸化炭素を疎水性細孔内に固定化することに成功した。
|
| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
|
