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レアメタル代謝細菌における生物気化メカニズムの解明と気化回収開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06876
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

山下 光雄  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40220347)

研究協力者 堀池 巧  
大塚 治  
福澤 文人  
小竹 史哉  
宇田川 賢登  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードレアメタル / セレン / 生物気化 / メカニズム / 回収
研究成果の概要

セレン気化能を有するPseudomonas stutzeri NT-Iはセレン酸から揮発性ジメチルジセレニド(DMDSe)を合成する。NT-I株を用いてセレン含有廃液からDMDSeを約39%硝酸に回収した。硝酸中のセレン化合物を中和、酸化、還元反応によって純度99.7%の元素態セレンに資源化できた。NT-I由来のDMDSe合成遺伝子をラクトースプロモーターの下流に連結した大腸菌DH5a(lac-ME-His)を作製した。この組換え体はNT-Iと同様に元素態セレンを還元し、揮発化DMDSeを合成した。以上のように、組換え体でのセレン還元を含み廃水からセレン回収技術の開発に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

太陽電池に使用されているレアメタルの1種類であるセレンに注目し、セレン還元細菌Pseudomonas stutzeri strain NT-Iの気化能(セレンバイオボラタリゼーション)を活用してセレンを含む廃水から高純度の元素態セレンを精錬し、浄化回収資源化技術開発に成功した。生物由来の特異なバイオボラタリゼーションを利用したレアメタル浄化回収技術は廃水や廃棄物から有価資源を回収するという特色のある手法であり、「循環型社会」形成の一助となると期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Fundamental Studies on Oxidizing Roasting of the “Bioselenium”2016

    • 著者名/発表者名
      Osamu Otsuka, Yutaka Yanaba, Takeshi Yoshikawa, and Mitsuo Yamashita
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 57 号: 7 ページ: 1183-1191

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2016060

    • NAID

      130005158409

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Bioremediation of selenate-contaminated soils using Pseudomonas stutzeri NT-I2018

    • 著者名/発表者名
      Osamu Otsuka, Ryo Nishizato, Minoru Okuno, Hiroyuki Mutou, Naoto Watanabe, Tsutomu Matsuo, Fumiya Kotake, Mitsuo Yamashita
    • 学会等名
      The 7th International Selenium Conference (Se2018) Selenium in Biology, Chemistry and Medicine
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] セレン酸還元細菌内包ポリマーカプセルによる新たなセレン廃水の浄化と資源化2018

    • 著者名/発表者名
      平谷朋之、小竹史哉、永直文、大塚治、山下光雄
    • 学会等名
      日本生物工学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] バイオレメディエーションによるセレン汚染土壌浄化2018

    • 著者名/発表者名
      山下光雄、小竹史哉、大塚治、西里亮、奥野稔、武藤宏行
    • 学会等名
      日本生物工学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 好気性セレン酸還元細菌Pseudomonas stutzeri NT-I株のDimethyl Diselenide合成特徴(その2)2018

    • 著者名/発表者名
      山下光雄、大塚 治、黒田真史、池道彦
    • 学会等名
      第 4 回日本セレン研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] セレン酸還元細菌Pseudomonas stutzeri NT-I株を利用したセレン汚染土壌の不溶化処理(その3)2018

    • 著者名/発表者名
      小竹史哉、大塚治、山下光雄、西里亮、奥野稔、武藤宏行、佐々木雄一
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] セレン酸還元細菌Pseudomonas stutzeri NT-I株を利用したセレン汚染土壌の不溶化処理(その1)2017

    • 著者名/発表者名
      福澤文人、大塚治、山下光雄、西里亮、奥野稔、武藤宏行
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] セレン酸還元細菌Pseudomonas stutzeri NT-I株を利用したセレン汚染土壌の不溶化処理(その2)2017

    • 著者名/発表者名
      大塚治、福澤文人、山下光雄、西里亮、奥野稔、武藤宏行
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Pseudomonas stutzeri NT-Iのセレン酸還元関連遺伝子群の同定と解析2017

    • 著者名/発表者名
      黒田真史、櫻井柴乃、池道彦、山下光雄
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] セレン酸還元細菌Pseudomonas stutzeri NT-I株によるセレン酸汚染土壌のバイオレメディエーション2017

    • 著者名/発表者名
      大塚治、福澤文人、堀池巧、山下光雄、西里亮、奥野稔、武藤宏行
    • 学会等名
      土木学会平成29年度全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Pseudomonas stutzeri NT-Iのセレン酸還元関連遺伝子群の同定と解析2017

    • 著者名/発表者名
      黒田真史、櫻井柴乃、山下光雄、池道彦
    • 学会等名
      第69回日本生物工学会大会(2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 好気性セレン酸還元細菌Pseudomonas stutzeri NT-I株のDimethyl Diselenide合成特徴2017

    • 著者名/発表者名
      大塚 治、黒田雅史、池道彦、山下光雄
    • 学会等名
      第 3 回日本セレン研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 海洋性微生物のセレン・テルル還元能の特徴解析2017

    • 著者名/発表者名
      堀池巧、寺原猛、今田千秋、山下光雄
    • 学会等名
      第 3 回日本セレン研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimization of Dimethyl diselenide synthesis by Pseudomonas stutzeri NT-I2016

    • 著者名/発表者名
      Osamu Otsuka, Masashi Kuroda, Michihiko Ike, and Mitsuo Yamashita
    • 学会等名
      13th International Conference on the Chemistry of Seleniumu and Tellurium
    • 発表場所
      Nagaragawa Convention Center at Gifu, Japan
    • 年月日
      2016-05-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Microbial Removal and Recovery of Metals from Wastewater2018

    • 著者名/発表者名
      Michihiko Ike, Mitsuo Yamashita, Masashi Kuroda
    • 総ページ数
      595
    • 出版者
      Adavanced Biotechnology Vol. 5. Wiley Biotechnology Series
    • ISBN
      9783527340750
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] Removal and Recovery of Metals from Wastewater. entitled "Metal resources recovery from wastes". Applied Bioengineering (Adavanced Biotechnology Vol. 5)2017

    • 著者名/発表者名
      Michihiko Ike, Mitsuo Yamashita, Masashi Kuroda
    • 総ページ数
      623
    • 出版者
      WILEY-VCH
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] レアメタルバイオリサーチセンター

    • URL

      http://www.sic.shibaura-it.ac.jp/^yamashi/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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