23.07.2026 by Aileen Sammler
レオダイアライシス：NETZSCH Kinexusレオメータで化学変化とせん断を同時に制御
化学環境とせん断条件が同時に変化すると、材料はどのように応答するのでしょうか。
NETZSCH Kinexus回転型レオメータの新しい「レオダイアライシス（Rheodialysis）」ソリューションをご紹介します。
化学変化と力学特性を同時に評価する新しいアプローチ
実際のプロセスにおいて、ソフトマテリアルは機械的な力だけを受けることはほとんどありません。
材料には、せん断と化学環境の変化が同時に作用しています。
これまで市販の回転型レオメータでは、応力やひずみといった機械的条件は精密に制御できても、測定中に化学環境を動的に変化させることは困難でした。
そのため、ゲル、バイオポリマー、医薬品、食品、生体材料などの評価では、実際の使用環境を再現できないという課題がありました。
NETZSCH Kinexus用の新しい レオダイアライシス は、この課題を解決します。
なぜレオダイアライシスが重要なのか
例えば、薬剤を封入したアルギン酸ハイドロゲルを考えてみましょう。
カルシウムイオンに接触すると、アルギン酸は液体からゲルへと変化し始めます。同時にイオン拡散が進み、内部構造や機械特性も刻々と変化していきます。
従来は、
- 化学変化を観察する
- レオロジー特性を測定する
のどちらか一方しか行えないことが一般的でした。
レオダイアライシスでは、化学環境がリアルタイムで変化する中で、材料の力学応答を同時に測定できます。
これにより、実際の使用環境により近い条件で材料挙動を評価できるようになりました。
リバプール大学・ダラム大学・NETZSCHによる共同開発
レオダイアライシス（Rheodialysis）は、
- リバプール大学（Dr. Anders Aufderhorst-Roberts）
- ダラム大学（Prof. John Girkin、Dr. Lai Zhang）
- NETZSCH Analyzing & Testing
の共同研究によって開発されました。
目的は、レオロジー測定中に化学環境と機械的刺激を同時に制御できる技術を実現することです。
また、本技術はクローズドなシステムではなく、研究コミュニティ全体で活用できるオープンソースコンセプトとして公開されています。
レオダイアライシスとは？
レオダイアライシスでは、NETZSCH Kinexus回転型レオメータの下部に、多孔質膜を備えた専用フローセルを組み込む技術です。
この膜を介して、緩衝液、溶媒、酸、酵素、イオンなどを受動拡散によって試料へ導入します。
その一方で、振動、せん断、応力制御など、通常のレオロジー試験を継続できます。
その結果：
化学環境が変化する様子と、材料のレオロジー特性をリアルタイムで同時に観察できます。
試料へ直接液体を流し込まないため、試料を乱すことなく測定を継続できる点も大きな特長です。
「レオダイアライシス」という名前の由来
「Rheodialysis」は、
- Rheology（レオロジー）：材料の流動・変形を扱う学問
- Dialysis（透析）：膜を介して物質を選択的に移動させる技術
を組み合わせた名称です。
透析と同様に膜を介して物質を交換しながら、同時にレオロジー測定を行えることから、この名前が付けられました。
これにより、イオンの拡散、溶媒交換、酵素への曝露、pHの変化、栄養素の輸送など、実際の環境変化を模擬しながら材料挙動を解析できます。
ソフトマテリアル研究への新たな可能性
多くのソフトマテリアルは、：
- 機械的応力
- 化学的環境
- 時間依存の拡散過程
の影響を同時に受けています。
例としては、次のようなものがあります：
- 血栓の形成と分解
- アルギネートのゲル化
- 胃内環境下での食物の消化
- 生理的せん断下での薬物放出
- 塩分や酵素にさらされるクリームや化粧品
実際の使用環境をレオメータ内で再現
多くの柔らかい素材は、周囲の環境に応じて反応するように設計されています。
例えば：
アルギネートハイドロゲル
海藻由来のアルギネートは、薬物送達、組織工学、細胞カプセル化などで広く利用されています。カルシウムイオンに曝露されると、Ionic 架橋反応により材料はゲル化します。レオダイアリシスを利用することで、研究者はこのゲル化プロセスをリアルタイムで監視しながら、変化する粘弾性特性を測定することができます。
食品の消化に関する研究
食品の構造は、摂取中に機械的な変形を受けるだけではありません。同時に、pH値の変化、塩分、消化酵素の影響も受けます。レオダイアライシスにより、研究者は消化過程により近い条件下で、食品の食感や構造がどのように変化するかを研究することができます。
医薬品製剤
薬物送達システムは、多くの場合、拡散制御プロセスに依存しています。レオダイアライシスを利用することで、研究者は、機械的力が加えられている間に、緩衝液、イオン、その他の試薬が材料の構造や放出挙動にどのような影響を与えるかを調査することができます。
これらの例は、化学的要因とせん断力を同時に制御することで、従来のレオロジー測定では捉えきれない知見が得られる理由を示しています。
レオダイアライシスにより、研究者は以下のことが可能になります：
✔ ポンプの設定や濃度を調整して化学的拡散速度を制御する
✔Ionic 交換中にゲル化点を精密にIdentify する
✔ 実際の処理条件をより正確にモデル化する
新しいホワイトペーパーで示されているように、異なる周波数における振動位相角の収束により、その場でのIonic 交換中の正確なゲル化点を特定することができます。
ホワイトペーパーはこちらからダウンロードしてください：
Kinexusならではのメリット
レオダイアライシスは、モジュール設計を採用したKinexusプラットフォーム専用に設計されています
主な特長は、：
- 既存システムへのシームレスな統合
- せん断および軸方向の測定に対する高感度
- 複数ユーザーが利用する実験室向けのプラグアンドプレイ式カートリッジコンセプト
などです。
通常のレオメータを、化学反応とレオロジーを同時に評価できる高度な解析プラットフォームへ進化させます。
活用が期待される分野：
- 高分子のゲル化速度のモニタリング
- 構造化食品の消化過程のシミュレーション
- 医薬品の放出メカニズムの解明
- 化学的および機械的負荷が複合的に作用する下での接着剤の劣化の研究
- 制御された環境下における生体材料の応答の解明
など、幅広い研究開発に新しい可能性をもたらします。
実際の使用環境を実験室で再現しながら評価できる、新しいレオロジー測定手法です。
Customize, Integrate, Innovate
NETZSCH Kinexus回転式レオメーター は、柔軟な拡張性を備えたオープンプラットフォームとして設計されています。
✔️ サードパーティ製ツールの統合が可能。
✔️ カスタムアクセサリーの装着が可能。
✔️ 当社のNETZSCH 専門スタッフと共同で新しいソフトウェアソリューションを開発できます。
など、お客様の研究ニーズに合わせたカスタマイズが可能です。
レオダイアリシスは、研究機関とNETZSCHの共同開発から生まれたイノベーションの一例です。
次の革新的なアプリケーションは、皆様の研究から生まれるかもしれません。ぜひお気軽にNETZSCHまでお問い合わせください。
