DNAナノ粒子複合体を用いたレアメタルイオンの回収

• 研究課題/領域番号: 25410195
• 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: グリーン・環境化学
• 研究機関: 岡山理科大学
• 研究代表者: 山田 真路 岡山理科大学, 理学部, 准教授 (80443901)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: DNA / 金属ナノ粒子 / レアアースイオン / グリーン化学 / 環境材料 / 有機-無機ハイブリッド体 / 金属イオン回収 / 重金属イオン / レアメタルイオン

研究成果の概要

Fe3O4 微粒子と DNA、シランカップリング剤からDNA 担持磁性体（DNA磁性体）を作製した。DNA磁性体は磁石により水中から回収することができた。また、DNA磁性体は金属イオンを集積することが可能であった。更に、DNA磁性体は金属イオン選択性を有し、重金属およびレアアースイオンの集積に有効であった。その上、金属イオン集積 DNA磁性体はEDTAの洗浄により再利用が可能であった。以上の事から、DNA磁性体は磁石で回収できるDNA素材として利用できることが示された。今後、体内からの有害金金属イオンの集積や精密加工工場の排水からのレアアースイオンの回収等に利用できると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Utilization of milk protein as an environmental material. Accumulation of metal ions by a protein-inorganic hybrid material (2016)
  • 著者名/発表者名: Masanori Yamada and Mayuna Tsuruzumi
  • 雑誌名: Polym. J. 巻: 48 号: 3 ページ: 295-300
  • DOI: 10.1038/pj.2015.113
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Preparation of DNA-immobilized magnetic particles and their utilization as an accumulative material of metal ions (2016)
  • 著者名/発表者名: Masanori Yamada, Akira Fujisawa, Kunimitsu Morishige, and Eiji Hosono
  • 雑誌名: J. Mater. Res. 巻: 31 号: 3 ページ: 360-369
  • DOI: 10.1557/jmr.2016.14
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Preparation of pectin-inorganic composite material as accumulative material of metal ions (2015)
  • 著者名/発表者名: Masanori Yamada and Shuka Shiiba
  • 雑誌名: J. Appl. Polym. Sci. 巻: 132 号: 24 ページ: 42056-42063
  • DOI: 10.1002/app.42056
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anhydrous proton conductor consisting of pectin-inorganic composite material (2015)
  • 著者名/発表者名: Masanori Yamada and Takahiro Ogino
  • 雑誌名: J. Appl. Polym. Sci. 巻: 132 号: 34 ページ: 42433-42439
  • DOI: 10.1002/app.42433
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Polypeptide for anhydrous proton conductor (2014)
  • 著者名/発表者名: Masanori Yamada and Yuichi Moritani
  • 雑誌名: Electrochim. Acta 巻: 144 ページ: 168-173
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2014.08.076
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Double-stranded DNA stereo-selectively promotes aggregation of amyloid-like fibrils and generates peptide/DNA matrices (2014)
  • 著者名/発表者名: Masanori Yamada, Sachiko Hara, Tetsuya Yamada, Fumihiko Katagiri, Kentaro Hozumi, and Motoyoshi Nomizu
  • 雑誌名: Biopolymers 巻: 102 号: 6 ページ: 465-472
  • DOI: 10.1002/bip.22571
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Selective accumulation of rare earth metal and heavy metal ions by DNA-inorganic hybrid material (2014)
  • 著者名/発表者名: Masanori Yamada and Kazuhide Abe
  • 雑誌名: Polym. J 巻: 46 号: 6 ページ: 366-371
  • DOI: 10.1038/pj.2014.5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immobilization of double-stranded DNA onto glass beads by psolaren (2013)
  • 著者名/発表者名: Masanori Yamada, Yuka Kanamori, and Tetsuya Yamada
  • 雑誌名: Int. J. Biol. Macromol. 巻: 60 ページ: 39-44
  • DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2013.05.006
  • 査読あり
• [学会発表] DNA-シリカコンポジット体による金属イオンの集積と触媒材料への利用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村 朱十、山田 真路
  • 学会等名: 第65回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2016-05-25
• [学会発表] DNA-シリカコンポジット体による金属イオンの集積 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村 朱十、山田 真路
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] カゼイン-無機ハイブリッド体による金属イオンの除去 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鶴住真弓那、山田真路
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] DNA担持磁性体を用いた環境浄化材の創製（１） 金属イオンの集積 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤澤 祥、山田哲也、山田真路
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-05-27
• [学会発表] DNA担持磁性体を用いた環境浄化材の創製（２） 内分泌かく乱物質の除去 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三木沙彩、山田哲也、山田真路
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-05-27
• [学会発表] ポリペプチドを用いた非水系プロトン伝導体の創製
  • 著者名/発表者名: 守谷祐一、曽我部知輝、山田真路
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] DNA担持セルロースによる金属イオンの集積
  • 著者名/発表者名: 川崎貴司、山田真路
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢
• [学会発表] RNA-無機ハイブリッド体の創製とその利用
  • 著者名/発表者名: 遠山知佳、山田真路
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢
• [学会発表] ペクチン-無機ハイブリッド体を用いた金属イオンの集積
  • 著者名/発表者名: 椎葉秋香、山田真路
  • 学会等名: 第63回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] RNA-無機ハイブリッド体による金属イオンの集積
  • 著者名/発表者名: 遠山知佳、山田真路
  • 学会等名: 第63回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋