ナノ分子集合体界面における分子の共同作用による分子認識系の構築と抽出分離への応用

• 研究課題/領域番号: 13750719
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 反応・分離工学
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 塩盛 弘一郎 宮崎大学, 工学部, 助教授 (80235506)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 2002年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 2001年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: 分子集合体 / 逆ミセル / 機能性界面 / 分子間相互作用 / 抽出 / タンパク質 / アミン / 陰イオン性界面活性剤 / 分子認識 / 抽出分離 / アミノ酸 / バイオセパレーション

研究概要

ジ(2-エチルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウム(AOT)が形成する逆ミセル有機相と水相との抽出系に,トリオクチルアミンなどの長鎖アミンを有機相側,または,ジエタノールアミン(DEA)などの水溶性アミンを水相側に添加した場合の水およびタンパク質の抽出に及ぼす影響を調べた.
長鎖アルキルアミンを添加した系ではリゾチームの逆抽出過程について詳細に調べ,リゾチームの逆抽出は,アミンからアンモニウムイオンの生成,逆ミセルを形成しているAOTとアミンの結合による逆ミセルの破壊,リゾチームと相互作用しているAOTとアミンとの結合によるリゾチームからのAOTの除去の3つの過程を経て起こっていることを明らかにした.
水溶性アミンの逆ミセル相への抽出挙動と水の抽出量の増加について詳細に調べ,水溶性アミンの抽出と水の抽出の定量的関係を明らかにした.DEAを添加した系で,BSA(Bovine Serum Albumin)をモデルタンパク質として抽出挙動を明らかにした.DEAを添加すると,抽出可能なpHの範囲が等電点より高いpH側へ拡大し,抽出率も増加した.このことより,DEAを添加するとAOTとの静電相互作用によりアミンが逆ミセルへ抽出されて逆ミセルの膨潤が起こるとともにAOTとBSAの静電反発が抑制されることが示唆された.さらに,DEA濃度を増加させることにより,抽出されたBSAの逆抽出も行えることが明らかとなった.DEA濃度のみを変化させることにより,タンパク質の正抽出と逆抽出プロセスを構築できることを明らかにした.
添加するアミンの疎水性の違いにより,疎水性が高い場合には逆ミセルの破壊,親水性が高い場合には逆ミセルの膨潤と構造変化を引き起こすことが出来,この逆ミセルの構造変化を利用して高効率なタンパク質の抽出プロセスが構築できることを明らかにした.

研究成果

• [文献書誌] K.Shiomori, T.Honbu, T.Sana, Y.Kawano, R.Kuboi: "Back-extraction Mechanism of Lysozyme from Reverse Micelles in Sodium Bis 2-Ethylhexyl Sulfosuccinate and Long Chain Alkyl Amine Mixed Systems"ARS SEPARATORIAACTA. Vol.1 (印刷中). (2003)
• [文献書誌] T.Sana, R.Fujii, K.Shiomori, Y.Kawano.K.Nagayoshi: "Extraction Rate and Mechanism of Nickel from Aqueous Ammonium Sulphate Solution with LIX860 in Kerosene"ARS SEPARATORIAACTA. Vol.1 (印刷中). (2003)
• [文献書誌] K.Shiomori, J.Taniguchi, Y.Kawano, S.Kiyoyama, Y.Hatate: "Preparation and Characteristics of Biodegradable Microcapsules Encapsulating Activated Carbon Impregnated with Pesticide by Solvent Evaporation Method"Proceedings of 9th APCChE Congress. 449 (2002)
• [文献書誌] S.Kiyoyama, K.Shiomori, Y.Kawano, Y.Hatate: "Adsorption of Organic Acid by Biodegradable Microcapsule"Proceedings of 9th APCChE Congress. 443 (2002)
• [文献書誌] Y.Kawano, K.Shiomori, S.Kiyoyama, Y.Hatate: "Development of Semi-batch Preparation System for Microparticles"Journal of Chemical Industry and Engineering, China. 269-270 (2002)
• [文献書誌] S.Kiyoyama, K.Shiomori, Y.Kawano, Y.Hatate: "Enrapment Efficiencies of Inorganic Salt into Cross-linked or Biodegradable Microcapsules"Journal of Chemical Industry and Engineenng, China. 273-274 (2002)
• [文献書誌] K.Shiomori, T.Honbu, Y.Kawano, R.Kuboi: "Back-extraction Characteristics of Lysozyme extracted with Reverse Micellar Systems Using Sodium Bis(2-ethylhexyl)Sulfosuccinate and Long Chain Alkyl Amines"Proc. the XVIth International Symposium on Physico-Chemical Methods o the Mixtures Separation. 263-265 (2001)
• [文献書誌] Y.Kawano, K.SHiomori, T.Sana, R.Fujii: "Extraction Rate of Nickel with 5-Dodecylsalicylaldoxime(LIX860)in Kerosene"Proc. the XVIth International Symposium on Physico-Chemical Methods o the Mixtures Separation. 263-265 (2001)
• [文献書誌] 塩盛弘一郎, 本部貴洋, 河野恵宣, 久保井亮一: "長鎖アルキルアミンとAOTの静電相互作用を利用した混合逆ミセル系によるタンパク質の抽出"化学工学シンポジウムシリーズ76-高機能界面・分子集合体の基礎構築と応用分野の新展開-. 125-132 (2001)
• [文献書誌] K.Shiomori, T.Honbu, Y.Kawano, R.Kuboi: "Extraction and Back-extraction Characteristics of Lysozyme Using Sodium Bis(2-Eghylhexyl) Sulfosuccinate-Long Chain Alkyl Amines Mixed Reverse Micellr System"Proc. 6th World Congress of Chemical Engineering. (CD-ROM). P3-P069 (2001)
• [文献書誌] K.Shiomori, T.Honbu, Y.Kawano, R.Kuboi, I.Komasawa: "Reverse Micellar Extraction of Proteins Using pH Responsible Mixed Micellar System"Solvent Extraction for the 21st Century. 1. 95-99 (2001)
• [文献書誌] Y.Kawano, T.Sana, K.Shiomori, K.Nagayoshi: "Extraction Equilibria of Nickel in Aqueous Sulfuric Acid with LIX860 and DEHPA in Kerosene"Solvent Extraction for the 21st century. 2. 1181-1185 (2001)