1996 Fiscal Year Annual Research Report
環境感応型高分子ゲルを用いた酵素活性制御に関する研究
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07650920
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| Research Institution | TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY |
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Principal Investigator |
中野 義夫 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (30092563)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清田 佳美 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (60216504)
中崎 清彦 静岡大学, 工学部, 助教授 (70180263)
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| Keywords | 環境感応型高分子ゲル / 自律応答機能 / 物質移動 / 膨潤・収縮速度 / 温度スイング / 吸着 / 酵素活性 |
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| Research Abstract |
感温性ゲルであるN-イソプロピルアクリルアミドゲル内に固定化されたインベルターゼの活性に及ぼす温度刺激の効果を検討した。N-イソプロピルアクリルアミドのモノマー溶液中にインベルターゼを導入し、pH=4のフタル酸緩衝溶液中でラジカル重合により酵素固定したゲル粒子を合成した。ゲルの粒径は425μm以下であった。本ゲル粒子を所定量の蔗糖溶液中に投入し、定温もしくは温度スイング下で酵素活性の測定を行った。酵素の活性は、プロダクトのグルコースをグルコーステストワコ-により定量化することによって求めた。温度操作によりゲルの網目孔径を制御し、基質のゲル内流入を調整することによって、酵素活性を制御できることが分かった。固定化酵素の活性に及ぼすゲルの動的挙動の効果を検討した。この結果、ゲルの動的挙動を制御する(温度スイングによりゲルを脈動させる)ことによって、酵素活性の制御・向上を図ることが可能であると分かった。酵素活性に及ぼすゲルの操作条件として、次の操作が有効であると分かった。1)ゲルの膨潤収縮の幅。2)ゲルの収縮状態の時間。3)ゲルの膨潤・収縮速度。従って、膨潤収縮挙動が三角波を描くような脈動を起こすことが酵素活性向上の最適条件となることが示唆された。これらの結果から、スキン相を形成せず、応答速度ならびに膨潤収縮の変位の大きなゲルの分子設計、応答速度を速くする操作条件に関する知見を得た。
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[Publications] 中野義夫: "自律応答機能を有する感温型ゲル複合体粒子による有機物の水相吸着分離" 化学工学シンポジウムシリーズ「微粒子設計」、化学工学会編. (印刷中). (1997)
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[Publications] Y.NAKANO: "Effect of water structure on adsorption of thermosensitive polymer hydrogel in salt solution" Proc.of the 5th World Congress of Chem.Eng.,Tech.Critical to a Changing World,AIChE,San Dlego. Vol.III. 471-476 (1996)
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[Publications] 中野義夫: "感温性高分子ゲルの環境条件と応答特性" 化学工学会第61年会研究発表講演要旨集. 第1分冊. 151 (1996)
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[Publications] 中野義夫: "感温型脈動担体を用いた固定化酵素の高活性化" 化学工学会第29回秋季大会研究発表講演要旨集. 第2分冊. 159 (1996)
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[Publications] 中野義夫: "可変物性機能を有する感温型微粒子の構造設計" 化学工学会第29回秋季大会研究発表講演要旨集. 第2分冊. 267 (1996)
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[Publications] 中野義夫: "感温型高分子ゲル-無機複合体微粒子の表面特性と有機物の水相吸着分離" 日本吸着学会第10回研究発表会講演要旨集. 99-100 (1996)
