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

通过单颗粒测量方法和色谱分离过程阐明孔内传质

• 批准号: 21K05107
• 负责人: 中谷 清治
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05107/
• 关键词: 細孔内拡散; 物質移動; 多孔性粒子; 顕微分析; クロマトグラフィー; 多孔質粒子

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。

In this study, a microparticle microanalysis method was used to determine the molecular weight of low molecular weight ODS- compounds, such as mixed solvent, water, and so on. The process of transport, absorption and desorption of compounds with high molecular weight in the pore was studied. The object in the hole is moved. The system is separated from each other. The purpose of the separation process is to understand the purpose of the operation. In the previous year, the method was used to determine the distribution balance of the water mixed solvent system in the previous year. The diameter of the hole is 12%, and the temperature dependence of the distribution speed of 102 is determined. The particles are scattered and activated. The points are parsed. In the hole, the mixture of mixed solvents depends on the dependence of the mixture. The hole is scattered, the surface is scattered, and the surface is scattered. When the particles are dispersed outside the particles, the particles are scattered inside the particles, and the particles are dispersed inside the particles, and the objects in the particles may be affected. The polymer is dispersed in the hole. The diameter of the particles is much higher than that of the particles in the diameter. in the diameter of the particles, the distribution process is measured. The light intensity is measured. The color of the body fades, and the quantitative measurement results are obtained. On the count of 10 times, the particles are in the same focus as the micro-light analysis line. The external dispersion of the particles and the internal dispersion of the particles, the analysis of the internal dispersion of the particles, the determination of the dependence of the holes in the particles, and the movement of the substances in the holes of the low molecular weight particles.

项目成果

Evaluation of Intraparticle Diffusion Behavior in Porous Particle by Confocal Fluorescence Microspectroscopy

共焦荧光显微光谱法评价多孔颗粒的颗粒内扩散行为

• DOI: 10.2116/bunsekikagaku.72.1
• 发表时间: 2023
• 期刊: BUNSEKI KAGAKU
• 影响因子: 0.2
• 作者: MIYAGAWA Akihisa;NAKATANI Kiyoharu
• 通讯作者: NAKATANI Kiyoharu

単一ODSシリカゲル/有機溶媒-水系における細孔内拡散の混合溶媒依存性

单一 ODS 硅胶/有机溶剂-水体系中孔扩散的混合溶剂依赖性

• 发表时间: 2023
• 作者: 齊藤考亮;高瀬舞;Kosei Yamauchi;山田 一輝，長友 重紀，宮川 晃尚，中谷 清治
• 通讯作者: 山田 一輝，長友 重紀，宮川 晃尚，中谷 清治

単一多孔質粒子/溶液及び単一液滴/溶液系における分配・放出過程の速度論的解析

单多孔颗粒/溶液和单液滴/溶液系统中分配和释放过程的动力学分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 植村一広;長谷川遥;高森敦志;中谷 清治
• 通讯作者: 中谷 清治

レーザー捕捉・顕微分光法による ODSシリカゲル/アセトニトリル-水混合溶媒系における物質移動過程の解析

激光捕获和显微光谱分析ODS硅胶/乙腈-水混合溶剂体系中的传质过程

• 发表时间: 2022
• 作者: 山田 一輝;長友 重紀;宮川 晃尚;中谷 清治
• 通讯作者: 中谷 清治

筑波大学数理物質系化学域中谷研究室

筑波大学数学·材料化学系中谷实验室