The exploratory study of flow separation and biochemical conversion system of lignin in the water phase

木质素水相流动分离及生化转化体系探索性研究

• 批准号: 20K21333
• 负责人: 西村 裕志
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K21333/
• 关键词: リグニン; マイクロ流体デバイス; バイオマス; リグノセルロース; グリーンケミストリー; フロー分離

リグニンは疎水性芳香族高分子であり、3次元網目構造で水不溶性の不定形ポリマーであると考えられてきた。植物バイオマスから抽出したリグニンは、ジオキサン、 DMSO/ピリジン、 DMF、 Nメチルイミダゾールなどの有機溶媒に溶解するが、 通常、 水や親水性のアルコールにはほとんど溶解しない。誘導体として、例えばリグニンスルホン酸、 PEG修飾リグニンとすると水溶性を付与できる。アセチル化誘導体はクロロホルムやTHFに溶解できる。近年ではイオン液体による可溶化が注目されている。最近、我々はリグニンを水中で均一分散体として展開できることを見出した。本研究では、この現象を起点として、詳細な分析と分離法の検討を実施した。2020年度はリグニンの水中分散条件の最適化、分子構造解析、微粒子分析を実施した。分散条件として、リグニンの濃度と溶液環境を検討した。分散体は光学顕微鏡(明視野、位相差)、および蛍光顕微鏡による形態観察を行った。調製したリグニンの分子構造は2次元NMR法による分子構造解析を実施した。また取得した分散体の粒径分布測定を行った。さらに電子顕微鏡においても観察することに成功した。光学顕微鏡観察は溶液での分散体であるが、電子顕微鏡観察は乾燥体であるため、当初想定していなかったが高分解能に観察することができた。次に、リグニン分散体の微粒子サイズに基づくフロー分離法についても検討を実施し、マイクロ流体デバイスを用いたサイズ分離が可能であることを実証した。

Water insoluble aromatic polymer with three-dimensional mesh structure The organic solvent in which the plant is extracted from the solvent is dissolved in DMSO, DMF, DMF, water, or hydrophilic solvent. Inducers, such as Tritonisole acid, PEG modified Tritonisole, and water solubility can be achieved. The enzyme is soluble in THF. In recent years, the liquid phase has been dissolved and attention has been paid to it. Recently, I have seen a homogeneous dispersion in water. This study is based on a detailed analysis of this phenomenon. In 2020, the optimization of dispersion conditions in water, molecular structure analysis and particle analysis were carried out. Dispersion conditions, concentration and solution environment are discussed. Dispersions are observed by optical microscopy (bright field, phase difference), optical microscopy and morphological observation. Molecular structure analysis of modulation and modulation is carried out by 2D NMR method. The particle size distribution of the dispersion was measured. The electronic microscope was successful. Optical microscoping of the dispersion, electronic microscoping of the dry body, initial determination of the high decomposition energy In addition, the separation method of micro-particles in dispersion can be used to realize the separation of micro-particles in dispersion.