2014 Fiscal Year Research-status Report
超好酸性細菌を利用したレアメタル資源の新規バイオ回収技術の開発
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26820394
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
沖部 奈緒子 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30604821)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | レアメタル / 貴金属 / パラジウム / バナジウム / バイオ回収 / ナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①Acidocella PFBC/Acidiphilum SJHによるバナジウム(V)の還元・析出能評価：今回、V(V)濃度80 ppmにて生育耐性を有するPFBC株に焦点をあてた。微好気および嫌気条件下である程度V(V)は還元したものの、不動化に至ったのは嫌気条件のみであった。実験開始後、溶液中にV(IV)が検出された後、灰褐色の沈殿物が形成した。Day14にて70%以上のVが不動化した。なお、Cu(II)の存在は、酵素学的（微生物学的）なV(V)還元を阻害した。回収した沈殿物は、XRDより非晶質であり、SEM・TEM観察より細胞以外の固体物は認められなかった。TEM-EDSにて細胞表面のVのシグナル強度が高いことから、この沈殿物は細胞表面に吸着していると考えられる。
②Acidocella PFBC/Acidiphilum SJHによるパラジウム(Pd)の還元・析出能評価およびBio-Pd(0) ナノ粒子の触媒機能解析： 嫌気条件下でのPd(II)還元能検証実験において、電子供与体として単糖およびギ酸を用いたいずれの系でも、無菌系と比べてPd(II)濃度が急激に減少した。特にギ酸系でそれが顕著であった。この反応には微生物による酵素的還元と、ギ酸による化学的還元が同時に関与することが示唆された。Cu(II)共存下では酵素的還元が阻害されることで無菌系と同じ緩やかな還元挙動が観測された。酵素的還元では細胞表面にBio-Pd(0)の核が生成し、それに続いてギ酸の水素への分解により化学的にBio-Pd(0)が核成長したと考えられる。なお、電子供与体を単糖とした場合に、両株による水素発酵能は現時点で確認できてない。
③極限環境からの新規超好酸性鉄還元細菌の探索： 大分県の別府温泉より、好熱・好酸性古細菌を単離することに成功した。さらに、本菌には鉄還元能が認められた。今回対象としているようなレアメタル・貴金属の還元能を有することが期待できる。今後の実験で検証を行う。
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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
具体的な研究スケジュールは、交付申請書に示した通りである。上記に示した研究実績の概要から、この研究スケジュールに沿って順調に進んでいると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
①Acidocella PFBC/Acidiphilum SJHによるバナジウム(V)の還元・析出能評価： 不動化の機構を解明するため、今後は実験後の細胞ペレットを洗浄し、XPSおよびXANESにて解析を進める。XPS V2p軌道スペクトル、および、XANESではV K-edgeのpre-edgeピーク位置および吸収端を解析する予定である。
②Acidocella PFBC/Acidiphilum SJHによるパラジウム(Pd)の還元・析出能評価およびBio-Pd(0) ナノ粒子の触媒機能解析： ギ酸を電子受容体とした場合に、化学的ギ酸分解による水素発生以外に、水素発生に微生物学的な作用が関与しているかどうかを明確にする必要がある。また、今後、ギ酸濃度によるナノ粒子径の違い、およびPdナノ粒子の触媒能を検証していく。
③極限環境からの新規超酸性鉄還元細菌の探索： 今回単離に成功した鉄還元性古細菌について、これが今回対象としたようなレアメタル・貴金属類の還元回収に適用可能かどうかを一連の実験で検証していく。
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