イオン液体と微生物をハイブリッド化した新規生体触媒材料の開発

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21860059
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 中島 一紀 神戸大学, 自然科学系先端融合研究環重点研究部, 助教 (50540358)
• Keywords: 微生物固定化 / イオン液体 / 生物変換

Research Abstract

イオン液体はカチオンとアニオンからなるデザイン可能な機能性溶媒であり、近年新たな非水系酵素反応溶媒としても注目を集めている。イオン液体は溶媒であるが、有機化学的手法を用いることでイオン液体自身に重合性官能基を導入することができる。本研究では、イオン液体に重合基を導入し、ラジカル重合を行うことポリマー化イオン液体を作製し、このポリマー化イオン液体に細胞触媒(微生物)を固定化した新たなバイオハイブリッド触媒材料を作製した。本研究で開発する新規材料は、イオン液体の「溶媒のデザインが可能」という特徴を利用した「微生物固定化担体のデザインと機能付加が可能」な新たなハイブリッド材料であり、バイオプロセスにおける新規生体触媒材料として非常に興味深い。平成22年度は、微生物固定化担体(BSPs)へのイオン液体ポリマーの修飾を検討し、糸状菌Aspergillus oryzaeの固定化とwhole-cell biocatalystの触媒特性について評価した。BSPsへのイオン液体ポリマー修飾法として(1)非共有結合的修飾(2)共有結合的修飾、について検討した。(1)では重合性イオン液体をBSPs共存下で重合する手法であり、イオン液体ポリマーが非共有結合的にBSPsを被覆すると考えられる。(2)では、まずBSPsの水酸基(OH基)に対して重合基を化学修飾し、それを起点として重合性イオン液体をポリマー化する手法で、共有結合的にイオン液体ポリマーが修飾されると考えられる。(1)の場合、疎水性のイオン液体ポリマーを修飾したBSPsにおいて固定化菌体量が増加し、バイオディーゼル生産性が向上するという結果が得られたが、(2)の手法で修飾した場合は、非修飾の方が活性が高くなるということが明らかとなった。