結晶コロイド固定化ゲルの膨潤、収縮による回折光波長制御と可視化センサーへの応用

昨年度、結晶コロイド固定化ゲルの調製法を確立できたので、本年度は化学センサー構築の基礎を確立することを目的とした。研究の概要は次のとおりである。コロイド粒子としてシリカ粒子(直径:200nm)、ゲル素材としてアクリルアミドを用い、光重合により結晶コロイド固定化ゲルを得、加水分解により結晶コロイド固定化ゲルを得た。(1)pHおよび塩強度変化による回折波長の変化結晶コロイド固定化ゲルは塩強度が増加するに従い収縮し、その回折波長は可視光領域で減少し、赤から青色に変化した。また、塩濃度一定下で、pHを2からアルカリ側へ変化すると、結晶コロイド固定化ゲルは電離定数に従い膨潤し、その回折波長は青色から赤色へ変化した。これらの結果から、可視化センサーとしての可能性が示された。(2)ゲル膜の厚さによる応答時間厚さ0.1〜1mmの結晶コロイド固定化ゲルのpH変化の応答時間は、田中の膨潤速度式に従い、0.1mmではほぼ2分で平衡に達することが分かった。今後さらに短時間で平衡に達する方法を検討する必要がある。これらの研究成果により、結晶コロイド固定化ゲルの可視化センサーへの応用の可能性が明らかになった。

昨年度、結晶コロイド固定化ゲルの調製法を確立できたので、本年度は化学センサー構築の基礎を確立することを目的とした。研究の概要は次のとおりである。コロイド粒子としてシリカ粒子(直径:200nm)、ゲル素材としてアクリルアミドを用い、光重合により結晶コロイド固定化ゲルを得、加水分解により結晶コロイド固定化ゲルを得た。(1)pHおよび塩強度変化による回折波長の変化結晶コロイド固定化ゲルは塩強度が増加するに従い収縮し、その回折波長は可視光領域で減少し、赤から青色に変化した。また、塩濃度一定下で、pHを2からアルカリ側へ変化すると、結晶コロイド固定化ゲルは電離定数に従い膨潤し、その回折波長は青色から赤色へ変化した。これらの結果から、可視化センサーとしての可能性が示された。(2)ゲル膜の厚さによる応答時間厚さ0.1〜1mmの結晶コロイド固定化ゲルのpH変化の応答時間は、田中の膨潤速度式に従い、0.1mmではほぼ2分で平衡に達することが分かった。今後さらに短時間で平衡に達する方法を検討する必要がある。これらの研究成果により、結晶コロイド固定化ゲルの可視化センサーへの応用の可能性が明らかになった。