2016 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the oral biofilm prevention mechanism by photocatalytic devices and their practical application
Project/Area Number |
26670901
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Research Institution | University of Tsukuba |
Principal Investigator |
楊 英男 筑波大学, 生命環境系, 教授 (50561007)
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Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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Keywords | 光触媒デバイス / バイオフィルム / 口腔衛生 / 反応機構 |
Outline of Annual Research Achievements |
光により励起される光触媒の酸化還元力や超親水性の発現などを医学や医療に関連する周辺領域への応用の可能性を探り、実用化を検討することは光機能材料の持つ能力を有効に引出し、安全で豊かな環境の創造に役立つ重要な研究と考えられている。そこで、本研究では安全で耐久性に優れた光触媒膜の製作、またそれを用いて口腔内バイオフィルムと光触媒の相互作用によるバイオフィルム生成の抑制効果の検討及び活性種の生成とその同定を行うことによって、光触媒を用いたバイオフィルム処理のメカニズムを明らかにする。さらに、本材料を利用して、口腔内バイオフィルム抑制デバイスを作製し、実用化に向けての実証を目的とする。 本研究室が開発したP/Ag2O/Ag/Ag3PO4/TiO2新規光触媒材料をもとに、耐久性が優れているPEG修飾したP/Ag2O/Ag/Ag3PO4-TiO2新規光触媒材料を開発した。その新規光触媒材料は、最適割合条件で従来の材料に比べ高い光触媒活性と耐久性を持つことが確認できた。H28年度は、前年度開発したP/Ag2O/Ag/Ag3PO4/TiO2光触媒材料をもとに、さらに光活性の高いAg/Ag2O/BiPO4/Bi2WO6新規光触媒材料を開発した。本材料を用いて殺菌効果を検討し、108CFU/mlの大腸菌が30分以内で完全死滅したとの大変優れた結果が得られた。 さらに、材料への最適コーティング条件と反応機構を解明したことによって、デバイスの作成試みた。口腔内から採集したバイオフィルムの培養を行い、人工歯型を用いて、開発した材料によるバイオフィルム抑制効果を検討した結果、十分な殺菌効果があることが明らかになった。今後の実用化に向け貴重な情報を得られた。 この一年間の研究成果は国際誌4本登載、特許1本、国際学会9件、国内学会9件の実績が得られた。
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Research Products
(23 results)
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[Journal Article] Influence of cell size on cellular uptake of gold nanoparticles2016
Author(s)
Wang, X., Hu, X., Li, J., Adriana C. Mulero Russe, Kawazoe, N., Yang, Y. N. Chen, G
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Journal Title
Biomaterial Science
Volume: 4
Pages: 970-978
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Morphological and mechanical properties of osteosarcoma microenvironment cells explored by atomic force microscopy2016
Author(s)
8.Wang, X., Yang, Y. J., Hu, X., Kawazoe, N., Yang, Y. N. Chen, G.
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Journal Title
Analytical Sciences
Volume: 32
Pages: 1177-1182
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] An alternative anaerobic treatment process for treatment of heavy oil refinery wastewater containing polar organics.2016
Author(s)
Wang, Y., Wang, Q., Li, M., Yang, Y. N., He, W., Yan, G., Guo, S.
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Journal Title
Biochemical Engineering Journal
Volume: 105
Pages: 44-51
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Improvement of silver modified TiO2 solar-light-driven photocatalyst by hydrothermal method2016
Author(s)
Zhu, Q., Hu, X. H., Mishma, S. S., Yang, Y. N.
Organizer
68th SBJ Annual Meeting
Place of Presentation
Toyama International Conference Center,ANA Crowne Plaza Toyama, Toyama, Toyama-city
Year and Date
2016-09-28 – 2016-09-30
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[Presentation] Inactivation of Escherichia coli using P/Ag/Ag2O/Ag3PO4/TiO2 photocatalyst under LED irradiation2016
Author(s)
Liu, N., Zhu, Q., Xiao, R. D., Yang, Y. N.
Organizer
68th SBJ Annual Meeting
Place of Presentation
Toyama International Conference Center,ANA Crowne Plaza Toyama, Toyama, Toyama-city
Year and Date
2016-09-28 – 2016-09-30
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[Presentation] Development of P/Ag/Ag2O/Ag3PO4/TiO2 thin film modified by polyethylene glycol for water treatment2016
Author(s)
Ma, Q. S., Dong, Z. T., Zhu, Q., Hu, X. H., Yang, Y. N.
Organizer
68th SBJ Annual Meeting
Place of Presentation
Toyama International Conference Center,ANA Crowne Plaza Toyama, Toyama, Toyama-city
Year and Date
2016-09-28 – 2016-09-30
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[Presentation] Effects of experiment conditions on the inactivation of Escherichia coli using P/Ag/Ag2O/Ag3PO4/TiO2 photocatalyst under LED irradiation.2016
Author(s)
Liu, N., Zhu, Q., Negishi, N., Yang, Y. N.
Organizer
Ag-ESD Symposium 2016
Place of Presentation
University of Tsukuba, Tsukuba, Ibaraki, Japan
Year and Date
2016-09-18 – 2016-09-19
Int'l Joint Research
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[Presentation] Enhancement of P/Ag/Ag2O/Ag3PO4/TiO2 Solar-light-driven Photocatalyst by Hydrothermal Method2016
Author(s)
Zhu, Q., Hu, X. H., Stanislaus, M.S., Yang, Y. N.
Organizer
Ag-ESD Symposium 2016
Place of Presentation
University of Tsukuba,Tsukuba, Ibaraki, Japan
Year and Date
2016-09-18 – 2016-09-19
Int'l Joint Research
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[Presentation] Synthesization of PEG Modified P/Ag/Ag2O/Ag3PO4/TiO2 Photocatalyst2016
Author(s)
Dong, Z. T., Zhu, Q., Hu, X. H., Yang, Y. N.
Organizer
Ag-ESD Symposium 2016
Place of Presentation
University of Tsukuba,Tsukuba, Ibaraki, Japan
Year and Date
2016-09-18 – 2016-09-19
Int'l Joint Research
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[Presentation] Optimization of H2 and O2 Generation in Water-splitting Process by P/Ag/Ag2O/Ag3PO4/TiO2 photocatalyst under Solar Light2016
Author(s)
Hu, X. H., Shen, H. X., Zhu, Q., Yang, Y. N.
Organizer
Ag-ESD Symposium 2016
Place of Presentation
University of Tsukuba,Tsukuba, Ibaraki, Japan
Year and Date
2016-09-18 – 2016-09-19
Int'l Joint Research
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[Presentation] Preparation of Ag-based Bi2WO6 Thin Film on Glass Substrate with Enhanced Photocatalytic Activity for Decomposition of Organic Dye2016
Author(s)
Ma, Q. S., Hu, X. H., Zhu, Q., Yang, Y. N.
Organizer
Ag-ESD Symposium 2016
Place of Presentation
University of Tsukuba,Tsukuba, Ibaraki, Japan
Year and Date
2016-09-18 – 2016-09-19
Int'l Joint Research
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[Presentation] Comparing the Water Splitting Efficiency by Using Different Temperature of Hydrothermal Synthesis of Photocatalytic Composite Under Solar Light2016
Author(s)
Nagai, D., Zhu, Q., Shen, H. X., Yang, Y. N.
Organizer
Ag-ESD Symposium 2016
Place of Presentation
University of Tsukuba, Tsukuba, Ibaraki, Japan
Year and Date
2016-09-18 – 2016-09-19
Int'l Joint Research
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