| 研究課題/領域番号 |
20K04295
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| 研究機関 | 有明工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
大河平 紀司 有明工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (60629210)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | ラッカーゼ / ファインバブル / 固定化酵素 / グラフト重合 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題は、ウルトラファインバブル（UFB）水が有するユニークな特性（溶存酸素値上昇効果、洗浄効果）と膜処理技術を駆使し、医薬品やパーソナルケア製品（合成香水、洗剤、消毒剤など）などの難分解性の化学物質（PPCPs：Pharmaceuticals and Personal Care Products）を連続運転にて高効率に分解除去可能な技術を確立することを目的としている。
令和3年度は、電子線グラフト重合法によりグリシジルメタクリレートをポリエチレン製の多孔性中空糸膜にポリマー鎖として導入し、官能基としてアミノエタノール（AE）を転化後、共有結合法にてAE膜にラッカーゼを固定し、UFBがラッカーゼの活性に及び影響について検討した。ラッカーゼ活性評価には、超純水または空気UFBにて種々のpHに調製した2,2'-アジノ-ビス(3-エチルベンゾチアゾリン-6-スルホン酸)(ABTS)溶液を採用し、酸化による吸光度変化を測定することで活性を算出した。
pH4.0およびpH7.0にて調製したABTS溶液を用いて活性評価を行ったところ、どちらのpHにおいても、低SV領域では活性に差が見られなかったが、高SV領域では空気UFBの方が高い活性を示した。これは、空気UFBのミクロブラウン運動により、ABTSの流動性が上昇するとともにラッカーゼとの接触面積または接触時間が増加することで、ラッカーゼ活性が上昇したと考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
新型コロナウイルスの影響により、研究活動に制限が設けられたため、当初の研究計画よりやや遅れている。また、これまでの研究では、静電相互作用によりラッカーゼをグラフト膜へ吸着させ、グルタルアルデヒドにて酵素間架橋を施すことで固定化を行っていたが、ラッカーゼの漏出が確認されたことから、固定化法の改善に取り組んだことも理由として挙げられる。しかし、改良法として共有結合で膜に固定化することで、ラッカーゼの活性が飛躍的に向上したことから、有意義な検討であった。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度の検討により、UFBの分散性が酵素活性に寄与する可能性が示唆された。つまり、UFBの有無により、基質の流れの状態に変化が生じたと考えれる。あるSVを境に、UFBがポリマーブラシまたはポリエチレン部位に何らかの影響を及ぼしたと考えられるため、令和4年度はこれらの解明に取り組む。また、ラッカーゼ固定量を任意の値に調整し、同様にUFBとの協奏効果について検討を行う。
上記の検討が終わり次第、難分解性物質のモデルとしてビスフェノールAを適用し、分解能力の評価を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
購入を計画していた試薬および消耗品の納期が間に合わなかったため、令和4年度執行分として購入する
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