pH/イオン濃度分布の可視化が拓く新たな固液界面反応評価

通过 pH/离子浓度分布可视化开辟新的固液界面反应评估

基本信息

批准号：
21K18798
负责人：
川野潤
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18798/
关键词：
可視化 pH 固液界面反応

项目摘要

本研究は、研究代表者が近年開発した、反応界面における局所的なpHおよびCaイオン濃度変化を蛍光プローブを用いて可視化する技術を、多様な材料に適用できるように高精度化・汎用化することを目的としている。2022年度においては、以下について研究を進め、成果を得ている。[1]ゲル内二重拡散法によって合成される炭酸カルシウムについて、形成環境のpHの可視化に成功した。ゲル全体のpH変化を可視化した結果、多形によって形成環境のpHの変化の傾向が異なることが明らかになった。さらにレーザー共焦点顕微鏡を用いた詳細な観察により、カルサイト成長時の結晶近傍のpHに局所的な不均一が生じることを初めて確認した。しかし、アラゴナイト形成場の近傍にはこのような傾向は観察されず、このような形成場の局所的な環境の違いも多形形成に影響を与えている可能性が示唆された。[2]従来までに観察可能であることが示されている炭酸カルシウム以外の材料についての適用を進めた。特に、リン酸カルシウム系の材料について、溶解時のpH変化およびCaイオン濃度分布の変化を可視化したところ、アパタイトやリン酸八カルシウムなど、物質によって異なる傾向を示すことが観察された。さらに、同じ物質であっても、Naが含有しているものは、含有していないものとは大きく異なるpH変化の傾向を示すことが明らかになった。このことは、生体材料としてリン酸カルシウムを用いたり、生体内でのリン酸カルシウムの形成過程を理解する際の指針となる。

这项研究旨在提高主要研究者开发的技术的精确和概括，该技术使用荧光探针可视化反应界面处的pH和CA离子浓度的局部变化，以便将其应用于多种材料。在2022年，对以下研究进行了研究并取得了结果。 [1]我们成功地看到了由内 - 凝胶双扩散法合成的碳酸钙碳酸钙的pH值。可视化整个凝胶的pH值变化表明，pH值的趋势因多态性而异。此外，使用激光共聚焦显微镜的详细观察首次证实，在方解石生长过程中，局部不均匀性发生在晶体附近。然而，在库拉尼特形成场附近没有观察到这种趋势，这表明在形成场的局部环境中的这种差异也可能影响多态发生。 [2]我们已经开始应用以外的碳酸钙以外的材料，以前已显示出可观察到的材料。特别是，当可视化磷酸钙材料溶解过程中pH和CA离子浓度分布的变化时，可以观察到根据物质（例如磷灰石和磷酸二钙）表现出不同的趋势。此外，已经揭示出，即使使用相同的物质，包含NA的物质也表现出与不包含它们的pH显着不同的pH值的趋势。这是将磷酸钙用作生物材料的指南，并了解体内形成磷酸钙的过程。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

水溶液中における鉱物溶解/形成過程の理解に向けたpHおよびイオン濃度分布のイメージング

对 pH 值和离子浓度分布进行成像，以了解水溶液中矿物质的溶解/形成过程

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Liu Shiyao;Tanabe Yoshiaki;Kuriyama Shogo;Sakata Ken;Nishibayashi Yoshiaki;川野潤・矢崎誠・松本信二・豊福高志・長井裕季子・大野和也・永隆哉
通讯作者：
川野潤・矢崎誠・松本信二・豊福高志・長井裕季子・大野和也・永隆哉

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