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。

人们认为，通过制备与二氧化硅的纳米二氧化硅合并的磁性颗粒，并将酶固定在二氧化硅结合的磁性颗粒上，可以通过磁力快速回收反应后的酶，从而可以连续运行。因此，在这项研究中，我们研究了用磁性物质涂有二氧化硅的纳米级细颗粒，以及允许固定蛋白质（例如酶）的表面处理。 1。通过合成铁氧体细颗粒并在微乳液中合成二氧化硅原始烷氧的水解，将基于铁素铁氧体的磁颗粒固定在SIO_2（1）中，制备了粒子粒径约10 nm的粒子（粒子尺寸约50 nm）的颗粒粒子，在其基于二氧nm的粒子粒子中，粒度粒子粒子均匀地涂有10 nm的粒子。此外，通过在合成铁氧体的磁性细颗粒过程中添加钴离子，可以用二氧化硅涂有其出色磁性特性的钴铁岩精细颗粒。 （2）使用己醇作为岩石溶剂的火箭，尽管二氧化硅的形状不均匀，但针状铁氧体细颗粒（长度约为30 nm，宽度10 nm）可以固定在二氧化硅上。该磁性材料的铁氧体粒径比上述（1）更大，因此具有出色的保留力和饱和磁化。 2。将氨基组引入SIO_2包含磁细颗粒以实现蛋白质的固定化，我们研究了将氨基基团引入SIO_2包含铁素体的磁性磁细颗粒的二氧化硅层。通过将含有氨基氧基氧基硅烷（APTE）放置在分子中的氨基和SIO_2掺入的基于铁素铁氧体的磁性细颗粒中，并在110°C下进行反流处理，可以将氨基群引入SIO_2表面上。这是因为APTES与SIO_2表面上的-OH组反应。此外，通过控制输入含量和回流时间的量，可以控制引入基于SIO_2的基于铁氧体的磁性磁颗粒的氨基组量。

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.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。

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）。

T.Tago, Y.Shibata, T.Hatsuta, M.Kishida, S.Tashiro, K.Wakabavashi: "Synthesis of Silica-Coated Rhodium Nanoparticles in Reversed Micellar Solution"Journal of Materials Science, in press.

T.Tago、Y.Shibata、T.Hatsuta、M.Kishida、S.Tashiro、K.Wakabavashi：“在反胶束溶液中合成二氧化硅包覆的铑纳米粒子”材料科学杂志，正在出版。