五十嵐 幸一 (イガラシ コウイチ)

IGARASHI Koichi

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職名

准教授

研究室所在地

杉本キャンパス

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 大阪市立大学 -  博士(工学)

  • 大阪市立大学 -  工学修士

研究分野 【 表示 / 非表示

生物化学工学, 晶析

研究キーワード 【 表示 / 非表示

晶析操作, バイオマスの有効利用

研究歴 【 表示 / 非表示

  • 木質系バイオマスの処理、有効利用に関する研究

    (機関内共同研究)

    研究課題キーワード:  木質系バイオマス、水熱分解、リグニン

  • 晶析装置の開発と結晶特性の制御

    (個人研究)

    研究課題キーワード:  晶析、晶析装置、結晶特性

  • 医薬品の晶析、多形制御

    (個人研究)

    研究課題キーワード:  晶析、医薬化合物、多形

担当教育概要 【 表示 / 非表示

  • 学部教育では、化学バイオ工学概論、化学バイオ工学演習I、バイオ工学実験、化学工学I、物理化学II、実線生物化学工学、卒業研究I, II、化学バイオ工学特論I,IIを担当している。
    大学院教育では、レーザー化学・分離工学特論(分担)、特別演習、ゼミナール、前期特別研究、後期特別研究を担当している。

所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 化学工学会

  • 分離技術会

  • 日本生物工学会

受賞歴 【 表示 / 非表示

  • Best Poster Award

    2018年06月22日   Asian Crystallization Technology Symposium

  • ベストポスター賞, BIWIC 2004, Gyeongju, Korea

    2004年  

  • 分離技術会技術賞

    2001年  

  • 優秀論文賞, Journal of Chemical Engineering of Japan

    2013年  

  • ベストポスター賞, アジア工業晶析国際会議

    2011年  

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現在の職務 【 表示 / 非表示

  • 大阪市立大学   工学研究科   化学生物系専攻   准教授  

出身大学院 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1998年

    大阪市立大学  工学系研究科  生物応用化学  修士課程

 

論文 【 表示 / 非表示

  • Simultaneous Control of Crystal Habit and Particle Size of Ecabet Sodium Hydrate with Rapid Cooling Crystallization and Temperature Cycling

    Kishida Muneki, Igarashi Koichi, Azuma Masayuki, Ooshima Hiroshi

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN  52 ( 5 ) 455 - 464 2019年05月  [査読有り]

     概要を見る

    <p>A practical strategy for the simultaneous control of particle size and shape of active pharmaceutical ingredients has been investigated using ecabet sodium (Na-ECA) hydrate, which tends to generate large plate-like crystals, as a model compound. In conventional batch-cooling crystallization, particle size and relative thickness decreased with increasing cooling rates. However, the particle size was still too large following fast cooling at a rate of 40°C/h. In rapid cooling crystallization with water, achieved by mixing hot Na-ECA solution with cold water, the particle size and relative thickness became 1/3.8 and 1/3, respectively, compared to that under batch-cooling crystallization at a rate of 40°C/h. It was also revealed that both the particle size and relative thickness increased with temperature cycling; however, the morphology of the obtained particles was still plate-like. In rapid cooling crystallization in aqueous NaCl, the particle size was reduced further to 1/4.7, and the relative thickness of the particle increased sixfold over that obtained in water. Moreover, the shape of the particle evolved effectively by temperature cycling. Consequently, granular and smaller particles could be obtained successfully. The mechanism of shape evolution was also discussed with respect to contact angles. Based on the qualitative analysis results obtained using Young's equation, we propose that shape evolution is induced by surface free energy, which drives the progression towards equilibrium shape during repeated partial dissolution and crystal growth.</p>

    DOI CiNii

  • Recovering metals from aqueous solutions by biosorption onto phosphorylated dry baker's yeast

    Ojima Yoshihiro, Kosako Shogo, Kihara Maya, Miyoshi Norikazu, Igarashi Koichi, Azuma Masayuki

    SCIENTIFIC REPORTS  9 2019年01月  [査読有り]

    DOI

  • Pharmaceutical Microcrystal Formation by Supersaturation Control with an Electrolyte

    Muneki Kishida, Koichi Igarashi, Masayuki Azuma and Hiroshi Ooshima

    Journal of Chemical Engineering of Japan  51 ( 7 ) 1 - 6 2018年07月  [査読有り]

     概要を見る

    Methods to control the particle sizes of active pharmaceutical ingredients were investigated using sodium ecabet (Na-ECA) hydrate, which tends to generate large plate-like crystals, as a model compound. In batch-cooling crystallization in H2O, the particle size decreased as the cooling rate was increased. Although the particle size reached 97 µm at a cooling rate of 40°C/h, this may be too large for formulation without further physical processing. A series of semi-batch crystallization experiments was conducted by adding aqueous Na-ECA solution to aqueous NaCl. In these experiments, the particle sizes decreased to less than 7 µm as the NaCl concentration was increased to >1.2% w/w. The particles yielded by semi-batch crystallization showed improved particle size distributions compared to those obtained by the batch-cooling crystallization method. The solubility of Na-ECA hydrate decreased to less than 10% of that in pure water as the NaCl concentration was increased to 3.0% w/w. This solubility change enabled the production of a highly supersaturated environment, allowing facile generation of microcrystals with a narrow particle size distribution.

  • Behavior of t-Butoxycarbonyl-L-asparagine (Boc-Asn) during the Initial Stage of Crystallization

    Igarashi Koichi, Aoki Masako, Masuda Yoshiko, Azuma Masayuki, Ooshima Hiroshi

    Journal of Chemical Engineering of Japan  51 ( 1 ) 111 - 115 2018年01月  [査読有り]

     概要を見る

    <p>The crystallization mechanism of amino acid derivative <i>t</i>-butoxycarbonyl-L-asparagine (Boc-Asn) was investigated. NMR spectroscopy was used to observe the behavior of Boc-Asn molecules in under- and supersaturated solution. Nuclear Overhauser Effect (NOE) NMR measurements were performed to provide information concerning the intra- or intermolecular access of a particular hydrogen atom to other hydrogen atoms in solution. We compared the interactions identified by NOE measurements for under- and supersaturated solutions of Boc-Asn with those in the crystal, as determined by X-ray analysis. According to the X-ray analysis, intramolecular NOE should not be observed, but intermolecular NOE might be observed between the methyl protons of the <i>t</i>-butoxycarbonyl group and the protons belonging to other functional groups. The time course of the NOE intensity was followed for three solutions with different saturation ratios <i>S</i> (=concentration of solute/solubility). For undersaturated and nearly saturated conditions (<i>S</i>=0.8 and 1.12 at 0°C), the NOE intensity did not change for at least for 250 h. However, for the supersaturated solution (<i>S</i>=1.62 at 10°C), the NOE intensity increased suddenly and rapidly after about 120 h, and no crystals were observed during the NOE measurements. As the observed NOEs agreed with those expected from the arrangement of molecules in the crystal, it was suggested that Boc-Asn molecules aggregated after about 120 h with the same structure as that in the crystal. In addition to the behavior of the Boc-Asn solution before nucleation, we also investigated the effect of aggregation on the crystallization process. Solutions that were preincubated at 10°C for various periods were further cooled and crystallized at −30°C. It was found that when the solution was preincubated under the supersaturated condition for a long time before crystallization, nucleation was enhanced, and consequently, the crystal size distribution became homogeneous.</p>

    DOI CiNii

  • Localized Solvent Effects on the Crystal Habit of tert-Butoxycarbonyl-L-asparagine (BocASN)

    Hirano Masaru, Igarashi Koichi, Ooshima Hiroshi

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN  50 ( 3 ) 207 - 212 2017年03月  [査読有り]

     概要を見る

    <p>Solvent selection is one of the most important factors for the control of crystal habits. However, this relationship is poorly understood. The aim of this study was to determine the solvent selectivity to obtain a desired crystal habit using <i>tert</i>-butoxycarbonyl-L-asparagine (BocASN) as a model compound. The [110], [100], and [001] faces were dominant for the BocASN crystals obtained from acetone and ethanol. However, the [011], [100], and [001] faces were dominant for those obtained from methanol. The interactions between the solvent molecules and the functional groups exposed on the crystal surface were examined. The solvent-surface interactions on each surface of the BocASN crystal were dependent on the type of solvent. The different solvent-surface interactions along the <i>a</i>-, <i>b</i>-, and <i>c</i>-axes affected the growth rate and aspect ratio of the crystal. The analysis of the solvent-surface interactions is useful to predict the crystal habit.</p>

    DOI CiNii

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その他記事(Misc) 【 表示 / 非表示

  • 微結晶を製造するための晶析操作

    大嶋 寛

    化学工学  79 ( 12 ) 892 - 895 2015年12月

  • WWDJ回分式晶析装置を用いる結晶粒子形分布および多形制御

    五十嵐幸一

    分離技術  32 ( 6 ) 362 - 366 2002年  [依頼有り]

  • 技術シリーズ 晶析(最近の研究動向)

    久保田徳昭,前田光治,滝山博志,横田昌明,他

    化学工学会誌  65 ( 1 ) 28 - 37 2001年

講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • 界面自由エネルギーに着目した結晶形状変化メカニズムの解析

    岸田 宗己、五十嵐 幸一、大嶋寛

    化学工学会中国四国支部・関西支部合同徳島大会  2018年12月 

  • アルギン酸で固定化した微生物を用いた炭酸カルシウムの結晶化の制御

    西川怜里、五十嵐幸一、長崎 健

    化学工学会中国四国支部・関西支部合同徳島大会  2018年12月 

  • Promotion of crystal nucleation of L-alanine by plastic piece moving in the solution

    K. Igarashi, T. Kobayashi, H. Ooshima  [招待有り]

    13th Korea-Japan Symposium on Materials and Interfaces  2018年11月 

  • Determination of solubility of Extremely Poor water solubility co-crystal melamine cyanurate

    Koichi Igarashi, Ryoto yanagita, Joop ter Horst

    13th International Workshop of the Crystal Growth of Organic Material  2018年08月 

  • 小型連続式晶析装置による有機化合物の微粒子作成

    五十嵐幸一  [招待有り]

    近畿化学協会合成部会フロー・マイクロ合成研究会 第32回公開講演会  2018年07月 

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知的財産権 【 表示 / 非表示

  • 晶析装置 [特許]

    発明(考案)者名: 大嶋 寛, 五十嵐 幸一, 森北 達弥, 西村 午良, 野田 秀夫

     概要を見る

    【課題】微結晶を含む液体、スラリーなどを撹拌槽の内壁に散布することなく微結晶が溶解し、粒径の揃った大きな結晶が得られる晶析装置を提供すること。
    【解決手段】本発明の晶析装置は、撹拌槽と、撹拌軸と、結晶溶解手段と、該結晶溶解手段を加熱するための加熱手段とを備え、該結晶溶解手段が、該撹拌槽の内部において、該撹拌軸の周りを回転するように備えられており、該結晶溶解手段の回転に伴って、該撹拌槽内の内容物が、該結晶溶解手段に導入されて、該内容物中の微結晶が溶解するように構成されている。

  • 結晶化制御方法 [特許]

    発明(考案)者名: 五十嵐 幸一, 大嶋 寛

     概要を見る

    【課題】 比較的簡単な装置構成で、粒径分布が狭い、結晶化制御方法を提供する。
    【解決手段】 本発明の結晶化制御方法では、晶析させるべき化合物の溶液または懸濁液に、マイクロ波を照射して結晶核を形成する。

  • 晶析装置および方法 [特許]

    発明(考案)者名: 五十嵐 幸一, 大嶋 寛

     概要を見る

    【課題】 短い処理時間で、粒径分布が狭く、結晶の形状が小さく、しかも目詰まりを起こしにくい晶析装置および晶析方法を提供する。
    【解決手段】 本発明の晶析装置は、晶析槽と、前記晶析槽内に内接して設けられた超高速攪拌装置と、前記晶析槽に第1の原料液体を供給する第1の原料液体供給口と、前記晶析槽に第2の原料液体を供給する第2の原料液体供給口と、前記晶析槽内から成長結晶を含む結晶スラリーを排出する排出口とを備える。

科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 過飽和溶液中の不均一界面の一方向移動よる結晶核発生の誘導

    研究課題/領域番号:18K04816  基盤研究(C) 代表者

    研究期間:

    2018年04月
    -
    2021年03月
     

  • 溶液構造に着目した有機結晶の核発生制御とナノ結晶製造への展開

    研究課題/領域番号:21560781  基盤研究(C) 分担者・その他

    研究期間:

    2009年
    -
    2011年
     

    分担者・その他:五十嵐 幸一

     概要を見る

    医薬の化学構造は、複雑で溶解しにくくなってきている。薬の効き目をよくするためには、医薬の結晶を微小にして溶解性を上げる必要がある。そのためには、結晶化の初期過程である結晶核形成の制御が重要である。しかし、結晶核形成のメカニズムは充分には解明されていなかった。本研究によって、溶液中の医薬分子会合体の構造変化と拡散(溶液中で分子自らが移動すること)を制御することが重要であることが初めてわかった。また、それを応用するプロセスをいくっか検討した。

  • 結晶核発生における不連続非平衡メカニズムの解明とナノ結晶製造への展開

    研究課題/領域番号:19560758  基盤研究(C) 分担者・その他

    研究期間:

    2007年
    -
    2008年
     

    分担者・その他:五十嵐 幸一, 五十嵐 幸一

     概要を見る

    医薬化合物のナノ結晶製造を目指して、結晶核発生のメカニズムを解析するとともに、核発生のタイミングを揃えるための晶析操作について検討した。核発生のタイミングを制御する手法として、「熱履歴操作による核発生のタイミング制御」と「マイクロ波照射による核発生タイミング制御」を考案し、新しい晶析装置の開発を行った。そして、それらの手法が均一な微細結晶を製造するための手段として有効であることを明らかにした

  • 有機化合物の結晶核発生メカニズムの解明と医薬のナノ結晶を製造するための晶析操作

    研究課題/領域番号:17560664  基盤研究(C) 分担者・その他

    研究期間:

    2005年
    -
    2006年
     

    分担者・その他:五十嵐 幸一

     概要を見る

    1.有機化合物結晶の核発生メカニズムを解明する目的で、有機化合物BPPI(C_<16>H_<12>Cl_2F_3N_3O_2)の結晶多形析出挙動と溶液構造との関係について検討した。その結果、BPPIのメタノール溶液からはBO2形結晶が、エタノール溶液からはBO1形結晶が析出することがわかった。両多形の結晶構造解析と溶液中の分子挙動について検討した結果、結晶核が発生する前に、析出する多形結晶の構造に類似したコンフォメーションおよび会合構造が溶液中で既に形成されていることがわかった。また、L-アラニンを用いて、核発生は既に存在する結晶の近くで起こり、順次周囲に広がっていくことがわかった。この結果は、核発生が溶液を通じて連鎖的に誘導されることを示唆するものであった。
    2.マイクロ波照射下における有機化合物の結晶核形成:イブプロフェン(IBP)の冷却晶析における結晶核形成に及ぼすマイクロ波照射の影響について検討した。冷却中にマイクロ波を照射しない場合には、約30分後に結晶が析出しはじめた。一方、マイクロ波を照射した場合は、少なくとも260分間結晶化せず、核発生が抑制された。また、マイクロ波照射を停止した後に種晶を添加すると微小結晶が析出した。この結果より、核形成のタイミング制御と結晶サイズの微小化にマイクロ波照射が有効であることが示された。
    3.高速撹拌機を装備したmLスケール連続式晶析装置を開発し、グリシンやアラニンの微小結晶を製造するとともに、多形の制御を行った。小スケールであるため0.33secという短い平均滞留時間を実現し、ビーカースケールで得られた結晶に比べて微小で均一な結晶が得られた。さらに、粒径分布や結晶の形状を制御できること、グリシンに関しては多形制御もできることがわかった。

その他資金獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 大日本印刷/連続式晶析法の研究

    制度名:  寄付金 (教育研究奨励寄附)  代表者

    研究期間:

    2018年04月
     
     

  • ポリマーのナノコンポジットに

    制度名:  寄付金 (教育研究奨励寄附)  代表者

    研究期間:

    2018年04月
     
     

  • 有機化合物やタンパク質の

    制度名:  寄付金 (教育研究奨励寄附)  代表者

    研究期間:

    2018年04月
     
     

  • 難結晶性機能性化合物の結晶化

    制度名:  共同研究 (共同研究)  代表者

    研究期間:

    2018年04月
    -
    2019年03月

  • ポリマーのナノコンポジットに

    制度名:  教育研究奨励寄付金 (教育研究奨励寄附)  代表者

    研究期間:

    2017年04月
    -
    2018年03月

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担当授業科目(学内) 【 表示 / 非表示

  • 化学工学I

    (2018年度)大学 専門科目

  • 実線生物化学工学

    (2018年度)大学 専門科目

  • 化学バイオ工学概論

    (2018年度)大学 専門科目

  • バイオ工学実験I,II

    (2018年度)大学 専門科目

  • 化学バイオ工学特論

    (2018年度)大学 専門科目

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その他教育活動 【 表示 / 非表示

  • FD活動への貢献

    (2014年度)

     概要を見る

    工学部FD集会に参加した

教育活動実績 【 表示 / 非表示

  • 担当年度:2018年度

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    卒業論文審査数
    4名
    卒業論文審査数
    4件
    博士課程学生指導数(前期)
    2名
    博士課程学生指導数(後期)
    1名
    修士論文審査数(主査)
    1件
    修士論文審査数(副査)
    0件
    博士論文審査数(主査)
    0件
    博士論文審査数(副査)
    0件
  • 担当年度:2017年度

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    卒業論文審査数
    3名
    卒業論文審査数
    3件
    博士課程学生指導数(前期)
    3名
    博士課程学生指導数(後期)
    0名
    修士論文審査数(主査)
    2件
    修士論文審査数(副査)
    0件
    博士論文審査数(主査)
    0件
    博士論文審査数(副査)
    0件
  • 担当年度:2014年度

     詳細を見る

    卒業論文審査数
    5名
    卒業論文審査数
    2件
    博士課程学生指導数(前期)
    4名
    博士課程学生指導数(後期)
    0名
    修士論文審査数(主査)
    0件
    修士論文審査数(副査)
    1件
    博士論文審査数(主査)
    0件
    博士論文審査数(副査)
    0件
 

交流可能研究 【 表示 / 非表示

  • 晶析一般

    研究テーマ概要:***

    交流の種別:共同研究, 受託研究, 調査

    交流可能な時期・期間:いつでも

    キーワード:晶析, 有機物, タンパク質

     詳細を見る

    活用分野・応用方法等:***

    中核となる知識・技術・情報等:***

    予測される波及効果:***

 

その他の活動 【 表示 / 非表示

  • 活動期間:

    2017年03月
    -
    2017年06月

    活動内容:Strathclyde大学にて3ヶ月間、晶析に関する研究を行った。

    UK