超臨界流体中で機能する酵素複合体の創製とその工業的利用

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12650759
• 研究機関: 福岡大学
• 研究代表者: 三島 健司 福岡大学, 工学部, 助教授 (40190623)
• 研究分担者: 松山 清 福岡大学, 工学部, 助手 (40299540)
• キーワード: 超臨界二酸化炭素 / コソルベンシー / 酵素 / 界面活性剤 / マイクロカプセル / 生体関連物質

研究概要

近年の科学技術の発展に伴い、タンパク質、酵素、薬剤、無機粒子などの微小粒子の高分子などによるコーティング技術の開発が望まれている。粒子径が100ミクロンm以下の微小粒子は、コーティング材の癒着がおこりやすく、従来の流動層などの生産技術が使用できず、有害な界面活性剤や有機溶媒を用いた手法が検討されている。しかし、これらの工業的生産には有害な有機溶媒や生体に危険な界面活性剤の使用が必要であり、これらの有害な化学物質の使用量の削減が急務とされている。これにともない、従来の有機溶媒に代わる生体に優しい溶媒としての超臨界二酸化炭素の利用が注目されている。しかしながら、一般に超臨界二酸化炭素に対する分子量の大きな高分子やタンパク質等の溶解度が極めて小さいため、超臨界二酸化炭素を用いた高分子材料の開発や生体関連物質を生成に関する研究はほとんど行われていないようである。
本研究では、本研究者が開発した超臨界二酸化炭素の欠点である高分子に対する低い溶解力を1000倍以上に上昇させる超臨界二酸化炭素とエタノール等の貧溶媒とのコソルベンシー技術を用いて、超臨界二酸化炭素中で酵素やタンパク質を微小コーティングすることにより、機能性微粒子を工業的に生産する技術を開発することである。さらに、本研究で微小コーティングした高分子被覆酵素を超臨界二酸化炭素中で生体触媒として機能発現させることで、ペプチドやタンパク質、生分解性高分子等の生体関連物質の合成に利用することを目標とする。さらに種々の無機粒子の対するマイクロコーティング技術を適用することで、新規な画像素子、コピートナー、機能性触媒、化粧品などの新たな製造技術を確立した。

研究成果

• [文献書誌] K.Mishima, K.Matsuyama, D.Tanabe, S.Yamauchi, T.J.Young, K.P.Johnston: "Microencapsulation of Proteins by Rapid Expansion of Supercritical Solution with a Nonsolvent"AIChE Journal. 46. 857-865 (2000)
• [文献書誌] K.Mishima, K.Matsuyama, M.Baba, T.Hirabaru, S.Yamauchi, K et al.: "Solubilities of Undecanolide and Pentadecanolacton in Supercritical Carbon Dioxide"J. Chem. Eng. Data. 46. 69-72 (2001)
• [文献書誌] 三島健司, 松山清: "超臨界二酸化炭素を用いたマイクロカプセル化技術の開発"オレオサイエス. 1. 13-19 (2001)
• [文献書誌] K.Matsuyama, K.Mishima, S.Yamaguchi, M.Umemoto: "Environmentally Formation of Polymeric Microspheres Using Supercritical Carbon Dioxide Solution with a Nonsolvent"Environ. Sci. Technol.. 35. 4149-4155 (2001)
• [文献書誌] 三島健司, 松山清, 古川敦史, 藤井卓, 志田純, 野尻尚材, 久保英明, 片田直樹: "超臨界二酸化炭素のコソルベンシーを利用した無機微粒子マイクロカプセルに対するポリマーコーティング厚みの制御"化学工学論文集. 27. 700-706 (2001)
• [文献書誌] K.Mishima, K.Matsuyama, H.Ishikawa, K.Hayashi, S.Maeda: "Measurement and Correlation of Solubilities of Azo Dyes and Anthraquinone in Supercritical Carbon Dioxide"Fluid Phase Equilibria. (印刷中). (2002)