2019 Fiscal Year Research-status Report
カチオン吸着性微細藻類カプセルによる金属イオンの制御
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19K06347
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| Research Institution | Miyakonojo National College of Technology |
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Principal Investigator |
高橋 利幸 都城工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (50453535)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 微細藻類 / バイオソープション / 元素分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、化学的な凝集沈殿法に替わる重金属類の回収法として、微細藻類を用いた生物吸着（バイオソープション）を用いた方法の開発を目的にした。まず初めに、微細藻類含有担体として、微細藻類を包括固定した微細藻類カプセルを作製した。作製した微細藻類カプセルに重金属吸着能があるか、金属イオン溶液と反応させ、当該藻類カプセルの金属吸着能力を元素分析で評価した。今回は、金属イオン溶液として、硫酸銅溶液と硫酸亜鉛溶液を用いた。また、元素分析は、各種金属用の比色定量試薬キットを用いた。なお、金属吸着量と微細藻類数との相関性を検討する必要があるが、通常の浮遊培養状態の微細藻類と異なり、カプセル内に包括した微細藻類の細胞数を正確に評価することは難しい。今回、その予備検討として、藻類カプセルを物理・化学的に分解し、その後、微細藻類の個体数の指標として、DNAを取り出す方法を検討した。
実験の結果、微細藻類包括剤として使用した物質自体も、金属種によっては高い吸着能を示した。また、金属元素種により程度の差はあるが、比較的低濃度範囲では、吸着とは逆に、溶液中の金属元素濃度が増える現象が起きた。これは、微細藻類細胞内に元々ある該当の金属成分が漏出したと考えられる。それに対して、高濃度範囲では、期待していた金属吸着挙動が観察された。いずれにしても、微細藻類を含まない担体だけの場合よりは高い金属吸着を示したことから、一応は、当初想定していたことを確認できた。さらに、DNA量に基づき、藻類カプセル中の藻類数を評価する方法を検討し、概ね、安定してDNAを回収できる条件を確立した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究実績の概要で記載のように、当初の想定と異なり、使用する微細藻類カプセルの状態により、吸着とは逆の反応の現象を起こす条件が分かった。その現象の分析と考察に時間を要した。
また、年度末の1、2カ月間において、新型コロナウイルスの対策をする必要性が起き、関係会議等への出席など研究に時間を割くことが容易でなくなった。さらに、実験を行う学生の登校が難しくなり、実験の進行が大きく影響を受けた。
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| Strategy for Future Research Activity |
カプセル内の微細藻類の状態により、金属イオンの濃度によって、正反対の現象が起きることが分かった。今後、金属吸着反応のみに焦点を絞り反応を捉えるには、微細藻類カプセルに何らかの前処理を行い、吸着反応だけが起きる状態にして使用する必要がある。この条件を、今後検討する必要がある。
1年目に測定の対象にしたが、測定値が安定しなかった元素種に関しては、分析方法を再検討する。また、今回測定対象としなかった元素種のうち、産業廃棄量が多く、回収価値のある元素種を新たに調査し、分析対象にする。さらに、金属吸着量と微細藻類数との相関性を検討する。
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| Causes of Carryover |
年度末の1、2カ月において、新型コロナウイルスの対策をする必要性が起きた、研究に時間を割くことが容易でなくなった。また、年度末は、新型コロナウイルスの影響を受け、納入の目途が立たない品目も増え、実質的に予算を執行できなかった。次年度使用額になった分については、初年度に購入予定していた試薬の購入等に使用する予定である。
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