2022 Fiscal Year Research-status Report
貝殻と高等植物細胞壁の構造複合化 -地球環境負荷低減への挑戦-
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22K19208
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
上高原 浩 京都大学, 農学研究科, 教授 (10293911)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉永 新 京都大学, 農学研究科, 准教授 (60273489)
金森 主祥 京都大学, 理学研究科, 助教 (60452265)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Keywords | セルロース / 木材 / 炭酸カルシウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当初、脱リグニン化木材を用い、その表面反応を検討する予定であったが、単純なモデル材料として純粋なセルロースのみからなるろ紙を実験材料に用い、木材表面への多段階反応のモデルとすることとした。固体表面の反応を定量的に評価することは難易度が高いが、我々は３段階の反応、すなわち(1) セルロース表面への高反応性官能基の導入、(2) 蛍光性官能基およびアジド基が導入されたグルコースの反応、(3) アルキン基が導入されたオリゴアミノ酸の反応を行い、従来の方法よりも精密なセルロース表面反応のモニタリング法を検討した。反応は、蛍光分光光度計、ラマン分光光度計、蛍光顕微鏡により追跡し、各段階で導入された化合物の導入量を評価することとした。
(1)ではセルロースのヒドロキシ基への反応により、イソシアネート基を材料表面に導入することに成功した。(2)ではピレン残基をエステル結合でグルコース誘導体に導入することに成功した。このグルコース誘導体をイソシアネート基を介して、ろ紙表面に結合させることに成功した。(3)ではオリゴアミノ酸を固相合成装置を用いて合成し、クリック反応により(2)で得られたろ紙材料表面に結合させた。
反応段階(1)では、接触角計を用い試料表面が疎水化していること、反応段階(2)では、顕微鏡観察により蛍光性色素がろ紙表面に存在すること、反応段階(3)では、反応段階(2)により得られた材料表面より接触角が低下したことがわかった。現在、蛍光色素を用い、表面反応による表面に存在する官能基密度の定量を検討しているところである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画から反応させる材料を脱リグニン化木材からろ紙に変更したが、ろ紙を利用したモデル反応により、固体表面の反応から得られるデータを解析し易くなった。そのため、結果的に固体表面に対する反応への理解が深まり、研究期間３年間のうち１年目として、順調に基礎実験を積み重ねることができたと考えているから。
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| Strategy for Future Research Activity |
1.引き続き表面反応の定量について、データを蓄積する。
2.脱リグニン化木材の調製を、既存の方法に加え、新しい方法を検討する。
3.ろ紙上で検討した多段階反応を脱リグニン化木材に適用する。
4.植物細胞壁の構造中に炭酸カルシウムを析出・複合化させ、炭酸カルシウム結晶の構造を調べる
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| Causes of Carryover |
本年度、顕微鏡観察を行う必要がある実験が少なかったため、また論文投稿予定であったが投稿が遅れているため、次年度使用額が生じた。次年度は顕微鏡観察を行う必要がある実験を予定している。そのための消耗品等を購入する予定である。また、論文も投稿する予定である。
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