2009 Fiscal Year Annual Research Report
酵素様活性を示す新規有機ホスト無機複合体による有害物質の高効率除去と無害化
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21710078
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
松宮 弘明 Nagoya University, 工学研究科, 助教 (10362287)
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| Keywords | チアカリックスアレーン / 複核錯体 / セリウム / 有機リン系農薬 / カーバメイト系農薬 / エステル加水分解 / 界面活性剤 / アドミセル |
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| Research Abstract |
近年のバイオ技術の発展に伴い、天然の酵素や微生物を環境浄化に利用する試みが数多く行われている。しかし、一般に生物分解は操作条件に敏感であり、処理時間も長い。また、微生物の場合はそれ自身が捕捉と分解の両方を行うが、酵素の場合は物質捕集能が殆ど無いため、汚染物質との接触効率が低いなどの問題点がある。酵素を固相吸着剤などの捕集媒体に固定するアプローチもあるが、固定化処理の際に酵素が失活することも多い。本研究では、これらの諸問題をバイオ技術とは別のアプローチで解決することを考え、酵素様活性を示す新規有機ホスト無機複合体を調製し、これに水中の汚染物質を捕集した後そのまま分解・無害化する高効率な環境浄化システムの構築を目指している。本年度は以下の事項について検討を進めた。
有機ホスト分子チアカリックスアレーンは金属イオンと複核錯体を形成し、天然の金属酵素の活性中心と類似の構造を与える。Lewis酸性が高いセリウム(IV)の二核錯体はフォスファターゼ様活性を示し、フェニトロチオンやカルバリルなどの有機リン系およびカーバメイト系農薬のエステル部位の加水分解を促進した。これらの農薬の毒性はエステル部位による酵素阻害に起因するため、エステル部位が分解されると毒性は低減する。また、界面活性剤共存下ではフォスファターゼ様活性が増大し、イムノアッセイにおける発色反応にも応用できた。
一方、イオン性界面活性剤は帯電した無機酸化物表面に吸着し、分子集合体アドミセルを形成する。通常のミセルと同様にアドミセルには疎水性化合物や金属錯体が取り込まれ、あらかじめチアカリックスアレーン錯体を取り込ませたアドミセルを用いると、有機リン系およびカーバメイト系農薬を捕集してそのまま分解できた。また、アドミセルは大量の水に分散させても起泡分離により容易かつ迅速に回収された。
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