ウィルスや環境負荷物質の高速高選択濃縮を可能とする高特性鉄ナノ粒子磁性ビーズ開発

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では、生体材料向けに表面が清浄であり、無機被膜等により耐試薬性・耐腐食性を有し、抗体等付着と高分散性のために表面の特性制御(官能基や電位など)がなされた金属鉄ナノ粒子を開発する事で、ウィルスや環境負荷物質の高速高選択濃縮を可能とする高特性鉄ナノ粒子磁気ビーズ開発することを目的とする。水溶液中において鉄錯体が難還元性の酸化物や水酸化物を形成せずに安定に存在しつつ還元剤で還元可能な条件を、錯生成定数を用いた計算予測とESI-TOF-MS等の機器分析を用いて予測する。表面の汚染は、反応場となる水溶液中の電位を水素ガス飽和条件と合成される鉄ナノ粒子の電気二重層／表面官能基制御により抑制する。表面官能基制御による均質被膜形成を通じて耐腐食性及び耐試薬性を付与し、その上で、目的とするウィルス等を選択的に付着可能な抗体や官能基を付与する。これらを総合的に行う事で、ウィルスや環境負荷物質の高速・高選択濃縮を可能とする高特性鉄ナノ粒子磁気ビーズを開発する。研究期間内に4stepの研究開発を相互補完的に行い、目的を達成するために必須な要素を明らかにする事で、本研究の目的を達成する。2022年度は、表面官能基制御による耐試薬性・耐腐食性のためのSi等無機被膜形成技術開発を開始した。金属鉄ナノ粒子の表面は徐々に酸化される。高い特性を保持した材料化のためには、この腐食反応を抑制しつつ、抗体等の付与を可能とする制御技術の開発が必要となる。そこで、金属鉄ナノ粒子表面に被膜の足場となる官能基を付着可能な表面電位制御と官能基制御を試み、更に、独立分散粒子化することを目的にアミロペクチンによる保護法の開発とその安定な除去機構を開発した。その上で、水中に於いて無機被膜を形成する技術を開発した。