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Elucidation of the manifestation mechanism for the concerted effect of fine bubbles and immobilised biocatalysts and its application to water treatment technology

Research Project

Project/Area Number 20K04295
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 19010:Fluid engineering-related
Research InstitutionAriake National College of Technology

Principal Investigator

Okobira Tadashi  有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (60629210)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords電子線グラフト重合 / 固定化酵素 / 水処理 / ファインバブル / グラフト重合 / ラッカーゼ
Outline of Research at the Start

本研究課題では、超微泡水(ウルトラファインバブル水)が有するユニークな特性(溶存酸素値上昇効果、洗浄効果)と膜処理技術を駆使し、医薬品やパーソナルケア製品(合成香水、洗剤、消毒剤など)などの難分解性の化学物質(PPCPs:Pharmaceuticals and Personal Care Products)を連続運転にて高効率に分解除去可能な技術の確立を目的とする。

Outline of Final Research Achievements

Immobilized enzymatic methods are attracting attention as methods that can continuously utilize complex reactions that occur in vivo. Recently, we have established a process that enables continuous treatment of persistent phenolic compounds by immobilizing laccase, an oxidoreductase, on a substrate by electron beam graft polymerization. In this study, ultra-fine bubbles (UFB) was applied to further improve this process. The results obtained in this study suggest that the application of UFB to immobilized laccase can be expected to further improve the efficiency of removal of persistent substances.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、固定化酵素技術とファインバブルの特性を組み合わせた革新的な技術について検討したものであり、従来の固定化酵素技術では成しえなかった高い酵素活性や、ファインバブル由来のユニークな効果を見出すことに成功した。これらの効果は固定化酵素への利用に限らず、様々な実験系、評価系へ応用できることが期待され、その学術的・社会的意義は高いと考える。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] A highly efficient laccase-immobilized bioreactor prepared by radiation induced graft polymerization for removal of persistent pollutants2023

    • Author(s)
      Nagatani Ayasa、Mokhtar Ashkan、Okobira Tadashi
    • Journal Title

      Bioresource Technology Reports

      Volume: 22 Pages: 101444-101444

    • DOI

      10.1016/j.biteb.2023.101444

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 難分解性化学物質の処理に有効なラッカーゼ固定化膜の開発2022

    • Author(s)
      大河平紀司
    • Organizer
      第32回日本MRS年次大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ラッカーゼ固定化バイオリアクターにおけるメディエーター分子内のヘテロ原子の役割に関する考察2022

    • Author(s)
      谷口竜輝, 大河平紀司
    • Organizer
      第32回日本MRS年次大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 固定化ラッカーゼ膜におけるメディエーター効果発現メカニズムの解明2022

    • Author(s)
      谷口竜輝, 田中颯, 大河平紀司
    • Organizer
      第59回化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ウルトラファインバブルと固定化ラッカーゼの協奏効果による難分解性物質の高効率除去2022

    • Author(s)
      田中颯, 谷口竜輝, 大河平紀司
    • Organizer
      第59回化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Biodegradation system for refractory dissolved organic matter using laccase-immobilized hollow fiber membranes2021

    • Author(s)
      Ayasa Nagatani, Tadashi Okobira
    • Organizer
      第31回日本MRS年次大会 2021年12月
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] RIGP法によるラッカーゼ積層固定化法の確立2021

    • Author(s)
      長谷彩沙, 大河平紀司
    • Organizer
      第31回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ラッカーゼ固定化バイオリアクターにおけるレドックスメディエーターの有効利用2021

    • Author(s)
      谷口竜輝, 長谷彩沙, 大河平紀司
    • Organizer
      第58回化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ラッカーゼ積層固定化バイオリアクターによる難分解性有機物質の分解2021

    • Author(s)
      第58回化学関連支部合同九州大会
    • Organizer
      長谷彩沙, 谷口竜輝, 大河平紀司
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 中空担体へのラッカーゼ積層固定化法の改良と機能評価2021

    • Author(s)
      長谷彩沙, 北田総磨, 立野野乃花, 大河平紀司
    • Organizer
      第23回化学工学会学生発表会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ラッカーゼ固定化膜における酸化還元メディエーターの有効活用2020

    • Author(s)
      立野 野乃花, 北田 総磨, 長谷 彩沙, 大河平 紀司
    • Organizer
      第30回日本MRS年次大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ラッカーゼ固定法の改良とその効果の評価2020

    • Author(s)
      長谷 彩沙, 北田 総磨, 立野 野乃花, 大河平 紀司
    • Organizer
      第30回日本MRS年次大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ラッカーゼ固定化多孔性中空糸膜とナノバブルの協奏効果による高効率生分解システム2020

    • Author(s)
      北田 総磨, 立野 野乃花, 長谷 彩沙, 大河平 紀司
    • Organizer
      第30回日本MRS年次大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 大河平研究室HP

    • URL

      http://www.ce.ariake-nct.ac.jp/lab/okobira/index.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 大河平研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ce.ariake-nct.ac.jp/lab/okobira/index.html

    • Related Report
      2021 Research-status Report 2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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