分子認識能を有する磁性材料の創製

具有分子识别能力的磁性材料的创造

• 批准号: 13750718
• 负责人: 多湖 輝興
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Hokkaido University (2002)Kyushu University (2001)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750718/
• 关键词: フェライト系磁性物質; シリカ被覆; マイクロエマルション; アミノ基; 還流; マグネタイト; コバルトフェライト; シリカ包接フェライト微粒子; 亜鉛フェライト; ナノスケール; シリカ表面修飾

磁性物質をシリカで被覆したナノスケールのシリカ包接磁性微粒子を調製し、シリカ包接磁性微粒子に酵素を固定化すれば反応後の酵素を磁力によって速やかに回収することができ連続操作が可能になると考えられる。そこで本研究では、磁性物質をシリカによって被覆したナノスケールの微粒子を調製すると共に、酵素などのタンパク質の固定化を可能とする表面処理について検討した。1.フェライト系磁性物質のSiO_2への固定化(1)ポリオキシエチレンセチルエーテル系界面活性剤/シクロヘキセン/水系(塩化鉄水溶液)マイクロエマルションの中で、フェライト微粒子合成とシリカの原料アルコキシドの加水分解を行うことにより、粒子径約10nmのフェライト系磁性微粒子がシリカによって被覆された球状超微粒子(粒子径約50nm)を調製することができた。また、フェライト系磁性微粒子合成時にコバルトイオンを添加することにより、磁力特性に優れたコバルトフェライト微粒子をシリカによって被覆することができた。(2)有磯溶媒にヘキサノールを用いた掲合、シリカ形状は不均一であったが、針状のフェライト微粒子(長さ約30nm、幅10nm)をシリカに固定化することができた。この磁性材料は、フェライト粒子径が上記(1)の場合より大きいため、保持力、飽和磁化ともに優れていた。2.SiO_2包接磁性微粒子へのアミノ基の導入 タンパク質の固定化を可能とするために、SiO_2包接フェライト系磁性微粒子のシリカ層にアミノ基を導入することを検討した。分子中にアミノ基を有するアミノプロピルテトラエトキシシラン(APTES)とSiO_2包接フェライト系磁性微粒子をトルエン中に投入し、110℃で還流処理を施すことにより、SiO_2表面にアミノ基を導入することができた。これは、SiO_2表面の-OH基とAPTESが反応したためである。また、APTES投入量、及び還流時間を制御することにより、SiO_2包接フェライト系磁性微粒子へのアミノ基導入量を制御することができた。

Magnetic materials を シ リ カ で coating し た ナ ノ ス ケ ー ル の シ リ カ inclusion magnetic particles を modulation し, シ リ カ inclusion magnetic particles を に enzyme immobilization す れ ば の enzyme after anti 応 を magnetic に よ っ て speed や か に back 収 す る こ と が で き may even 続 operation が に な る と exam え ら れ る. そ こ で this study で は, magnetic material を シ リ カ に よ っ て coating し た ナ ノ ス ケ ー ル の particles を modulation す る と に, enzyme な ど の タ ン パ ク qualitative の immobilized を may と す る surface 処 Richard に つ い て beg し 検 た. 1. フ ェ ラ イ ト series magnetic materials の SiO_2 へ の immobilized (1) ポ リ オ キ シ エ チ レ ン セ チ ル エ ー テ ル system interface active tonic / シ ク ロ ヘ キ セ ン / water system (salt aqueous solution iron objects) マ イ ク ロ エ マ ル シ ョ ン の で, フ ェ ラ イ ト particulate synthetic と シ リ カ の materials ア ル コ キ シ ド の hydrolytic decomposition line を う こ と に よ り, particle Diameter is about 10 nm の フ ェ ラ イ ト series magnetic particles が シ リ カ に よ っ て coating さ れ た globular utrasmall particle (about 50 nm) particle diameter を modulation す る こ と が で き た. ま た, フ ェ ラ イ ト series magnetic particles synthesized に コ バ ル ト イ オ ン を add す る こ と に よ り, magnetic properties に れ た コ バ ル ト フ ェ ラ イ ト particles を シ リ カ に よ っ て coating す る こ と が で き た. (2) has a rocky solvent に ヘ キ サ ノ ー ル を with い た first white jasmines, シ リ カ shape は heterogeneity で あ っ た が, needle の フ ェ ラ イ ト particles (about 30 nm, long さ 10 nm) を シ リ カ に immobilized す る こ と が で き た. は こ の magnetic materials, フ ェ ラ イ ト が particle diameter is written (1) の occasions よ り big き い た め, retention, and saturation magnetization と も に optimal れ て い た. 2. SiO_2 inclusion magnetic particles へ の ア ミ ノ base の import タ ン パ ク qualitative の immobilized を may と す る た め に, SiO_2 inclusion フ ェ ラ イ ト series magnetic particles の シ リ カ layer に ア ミ ノ base を import す る こ と を beg し 検 た. Molecule に ア ミ ノ を has an す る ア ミ ノ プ ロ ピ ル テ ト ラ エ ト キ シ シ ラ ン (APTES) と SiO_2 inclusion フ ェ ラ イ ト series magnetic particles を ト ル エ ン に input し, 110 ℃ で haven flow 処 を shi す こ と に よ り, SiO_2 surface に ア ミ ノ base を import す る こ と が で き た. <s:1> れ れ, と -OH groups on the surface of SiO_2 とAPTESが anti-応 たためである たためである たためである. ま た, APTES inputs, and び also flow time を suppression す る こ と に よ り, SiO_2 inclusion フ ェ ラ イ ト series magnetic particles へ の ア ミ ノ base import quantity を suppression す る こ と が で き た.

项目成果

多湖: "シリカで包接されたコバルト修飾マグネタイトナノ微粒子の調整とその磁気特性"化学工学論文集. 27・2. 288-290 (2002)

Takashi：“二氧化硅包合的钴改性磁铁矿纳米颗粒的制备及其磁性”，《化学工程杂志》27・2（2002）。

T.Tago, et al.: "Synthesis and Optical Properties of SiO2-coated CeO2 nanoparticle"Journal of Nanoparticle Research. (in press).

T.Tago 等人：“SiO2 包覆的 CeO2 纳米颗粒的合成和光学性质”纳米颗粒研究杂志。

T.Tago, et al.: "Synthesis of Silica-Coated Rhodium Nanoparticles in Reversed Micellar Solution"Journal of Materials Science. 37・5. 977-982 (2002)

T.Tago 等人：“反胶束溶液中二氧化硅涂覆的铑纳米粒子的合成”材料科学杂志 37・5（2002 年）。

多湖 輝興, 初田 隆俊, 長瀬 亮, 岸田 昌浩, 若林 勝彦: "シリカで包接されたコバルト修飾マグネタイトナノ微粒子の調製とその磁気特性"化学工学論文集. 27. 288-290 (2001)

Teruoki Tago、Takatoshi Hatsuda、Ryo Nagase、Masahiro Kishida、Katsuhiko Wakabayashi：“二氧化硅包合的钴改性磁铁矿纳米粒子的制备及其磁性”化学工程杂志 27. 288-290 (2001)。

T.Hanaoka, H.Hayashi, T.Tago, M.Kishida, K.Wakabavashi: "In situ immobilization of ultrafine particles synthesized in a water/oil microemulsion"Journal of Colloid and Interface Science. 235. 235-240 (2001)

T.Hanaoka、H.Hayashi、T.Tago、M.Kishida、K.Wakabavashi：“水/油微乳液中合成的超细颗粒的原位固定”胶体与界面科学杂志。