単一微粒子計測法による細孔内物質移動とクロマトグラフィーによる分離過程の解明

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本研究は，単一微粒子マニピュレーション法と顕微分析法を組み合わせた手法で，アセトニトリル-水混合溶媒等で低分子のODS-シリカゲル系での物質移動過程を，また，多点吸脱着を伴う高分子の細孔内拡散過程や高分子/細孔サイズ比の効果を明らかにし，細孔内物質移動とクロマトグラフィーによる分離過程との関係を解明することを目的とした。前年度に開発した手法を用いて，アセトニトリル-水混合溶媒系でクマリン102が分配平衡に達した直径~3マイクロメートル, 細孔直径12ナノメートルの単一ODSシリカゲル粒子をマイクロ流路セルに入れ，クマリン102の分配速度の温度依存性を測定した。粒子内拡散について，活性化エネルギーの観点から解析できるようになった。また，アセトニトリルだけでなく，1-ブタノールを用いて，細孔内拡散の混合溶媒依存性を検討した。細孔内拡散は，ポア拡散及び表面拡散の両者が関与することが予想されるが，表面拡散の寄与が極めて大きいことを明らかにした。さらに粒子外拡散と粒子内拡散を考慮した解析プログラムを作成し，粒子内物質移動の詳細な検討を可能とした。高分子の細孔内拡散の検討を行った。直径~3マイクロメートルのシリカゲル粒子にミオグロビン誘導体が分配する過程の計測を試みたが，蛍光計測できるレーザー強度ではミオグロビン誘導体が退色し，定量的なデータ取得が困難であった。そこで数10マイクロメートルのシリカゲル粒子を用いて，共焦点顕微蛍光分析を行った。粒子外拡散と粒子内拡散を考慮した解析プログラムで粒子内拡散の細孔サイズ依存性の検討に着手し，低分子-シリカゲル系の細孔内物質移動と大きく異なることを見出した。