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イオン応答性ゲート膜の開発

离子响应门膜的开发

基本信息

批准号：
09875189
负责人：
中尾真一
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09875189/
关键词：
イオンゲート膜ゲルプラズマグラフト重合クラウンエーテル

项目摘要

本研究では特定イオンを認識して開閉するゲート機能を持つ膜を開発する。特に生体内で重要な機能を演じるカリウムイオン濃度を認識するゲート膜を開発する。カリウムイオン濃度と生体の異常とは密接な関係があることが知られている。多孔性基材内部にカリウムを補足するクラウンエーテル(CE)を有する感温性ゲルをグラフト鎖として固定するCEがカリウムイオンを補足するとゲル中での親疎水性のバランスが変化するため、CEを含む感温性ゲルの相転移温度(LCST)は変化するはずである。一定温度で供給液中のカリウム濃度を変化させれば、カリウムを補足していない状態ではゲルは収縮しているが、カリウムを補足すると膨潤する事になる。つまり微妙なカリウム濃度の変化によりゲル中に補足されるイオン濃度が変化し、ひいてはゲル自体の親疎水性も変化する。これによりグラフト鎖の膨潤・収縮を行い、基材細孔を開閉する。基材として多孔性高密度ポリエチレンフィルム、重合モノマーとしてn-イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)および新たに合成したベンゾ18クラウンを有するモノマーを用い、プラズマグラフト重合法により基材細孔表面にグラフト共重合鎖を固定した。FT-IRマッピング法を用いた構造評価の結果、CEを有するNIPAM鎖がほぼ均一に多孔性基材細孔中に固定できたことを確認した。また、固定したゲル鎖はCEにより補足されるカリウムまたはバリウムが溶液中に存在するときにだけ選択的にLCSTを変化させ、CEに補足されないカルシウム、ナトリウム濃度には殆ど影響を受けなかった。全イオン濃度を一定とし、カリウムを添加した供給液および添加しない供給液を交互に流した透過実験結果では、カリウムを流したときにのみゲル鎖が膨潤し、細孔を閉塞したため、透過液フラックスは数十分の一にまで減少した。この変化は可逆的であり、サイクルを繰り返しても同様の結果が得られ、またその変化は1分以内に終了した。本研究で目指したカリウムイオンを認識する人工ゲート膜の開発に成功した。

This study is to understand the function of opening and closing the membrane. In particular, membranes must be developed to perform important functions in the body and to understand the concentration of greenhouse gases. The relationship between the concentration and the abnormality of the organism is closely related. The porous substrate has a temperature sensitive property (CE), a temperature sensitive property (CE), a phase shift temperature (LCST), and a phase shift temperature (CE). At a given temperature, the concentration of the liquid in the feed solution changes, and the liquid is replenished. The change of concentration in the subtlety of the substance, the change of concentration in the substance, the change of affinity in the substance, and the change of affinity in the substance are discussed. The expansion and contraction of the substrate and the opening and closing of the pores in the substrate are discussed. The substrate is porous, high density, high density The FT-IR method was used to evaluate the results and confirm the presence of NIPAM. For example, if the concentration of the solution is higher than the concentration of the solution, the concentration of the solution is higher than the concentration of the solution. All concentrations are constant, and the supply solution is added and the supply solution flows alternately. As a result, the supply solution flows alternately and the transmission solution decreases by ten percent. The result of this transformation is reversible, and the transformation is completed within 1 minute. This study aims to understand the success of artificial membrane development.