2015 Fiscal Year Annual Research Report
ＣＯ２からメタノールを直接合成するカプセルリアクター型人工光合成システムの構築
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24310052
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
鈴木 昇 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40134259)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 人工光合成 / 電子伝達物質 / 酵素 / マイクロカプセル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光触媒と酵素を複合化した電子伝達系を組込んだカプセル型リアクターを作製し，CO2からメタノールを光合成することを目標としたが，電子伝達物質の生成濃度が極めて低いことなどからメタノール合成を断念し，カプセル調製法および光照射下でのギ酸生成を新たな目的とするとともに，カプセル壁強化のためカラギーナン系カプセルの調製を並行して検討した。
１）アルギン酸系カプセルの調製法を検討し，亜鉛ポルフィリン（ZnTPP）と界面活性剤Tween20を混合したアルギン酸ナトリウム水溶液に，ポリビニルピロリドン（PVP），3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン（AAPTS），CaCl2，および所定の酵素を含むHEPES緩衝液（pH7.0）からなるコア液を滴下することでカプセル（P-AEA）を得た。次に，光照射によるメチルビオロゲン還元反応にZnTPP光触媒系が機能すること，および電極還元MV+を用いた酵素（ジアホラーゼ酵素DAHとギ酸脱水素酵素FDH）反応によるニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD+）からの還元体NADHとCO2からのギ酸生成を確認し，最終的に光触媒反応からギ酸生成反応までの一貫したプロセスを検討してギ酸の生成に成功し，P-AEAカプセルを用いたカプセル型人工光合成システムが機能することを実証した。
２）FDHを含むκ－カラギーナン（C）水溶液を3-アミノプロピルトリエトキシシラン(APTES)水溶液（pH7.3）に滴下し，しばらくゲル化を進行させて回収しCカプセルを調製した。これをグルタルアルデヒドで架橋してGA-Cカプセルを得た。このカプセルを用い，NAD+を含むギ酸ナトリウム水溶液におけるギ酸脱水素反応の繰り返し実験により，本カプセルが酵素固定化単体として利用できることを明らかにした。
今後はカプセル膜中拡散速度や酵素反応速度を考慮した研究を進めていく。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(2 results)
