ナノスフェア固定化酵素を活用した抽出生物反応プロセスの開発

纳米球固定化酶提取生物反应工艺的开发

• 批准号: 06750797
• 负责人: 近藤 昭彦
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750797/
• 关键词: ナノスフェア; 固定化酵素; 水性二相分配; シリカ; α-アミラーゼ; 抽出生物反応プロセス; 超微粒子

本研究では、ポリエチレングリコール(PEG)/デキストラン水性二相系の一方の相に完全に分配されるナノスフェアに酵素を固定化して、水性二相系において、抽出生物反応を行うプロセスの構築を目指した。本プロセスは基本的にはミキサ-セトラ-型の反応プロセスであり、攪拌槽で酵素反応を行った後に、二相にわけ、ナノスフェア固定化酵素を含む上相(PEG相)はリサイクルする。一方、プロダクトは下相(デキストラン相)から吸着あるいは、膜分離により回収し、下相そのものはリサイクルする。ナノスフェアとしては、調製法が確立されているシリカ、チタニア、ジルコニアを使用した。これらのナノスフェアは、いずれも単分散性に優れた5〜20nm程度の粒子径をもち、工業的にも大量生産されており安価に入手できるものである。また、いずれも、PEG/デキストラン水性二相系において、完全に上相(PEG相)に分配されるものである。また、酵素としては、高分子基質デンプンを分解するα-アミラーゼを使用した。本研究では、(1)これらのナノスフェアに酵素をその等電点より僅かに高いpHで吸着させた後に、グルタルアルデヒドで架橋することで、高活性を示すナノスフェア固定化酵素を調製できる、(2)水性二相系においても固定化酵素は、水中と同程度の反応速度を示し、物質移動抵抗は小さい、(3)酵素反応後に反応生成物を下層に、また酵素固定化ナノスフェアを上層に回収でき、繰り返し抽出酵素反応を行うことができる、ことなどを明かにした。こうした結果から、ナノスフェア固定化酵素と水性二相分配法を組み合わせた抽出反応プロセスの有効性を示すことができたと言える。今後、ナノスフェアや水性二相系の最適化により、より優れた抽出反応プロセスの構築が期待される。

In this study, one of the two phases of the water-based two-phase system of PEG/PEG was completely distributed.ナノスフェアにEnzyme をImmobilized して, Water-based two-phase system において, Extracted biological reaction を行 うプロセスのconstructed した. This プロセスは basic にはミキサ-セトラ-type のreaction プロセスであり, stirring tank でenzyme reaction を line The upper phase (PEG phase) of った后に, two-phase にわけ, and ナノスフェアimmobilized enzyme をcontains PEG phase. One side, プロダクトは下phase (デキストランphase) から sucking あるいは, membrane separation and recovery, and lower phase recovery.ナノスフェアとしては, the modulation method is established, されているシリカ, チタニア, ジルコニアを uses した.これらのナノスフェアは、いずれも単にExcellent dispersion particle size of about 5~20nm Sub-path をもち, industrial にも mass-produced されており安価に starts with できるものである.また, いずれも, PEG/デキストラン water-based two-phase system において, complete upper phase (PEG phase) されるものである.また, enzyme としては, polymer matrix デンプンを decomposition するα-アミラーゼを use した. In this study, (1) これらのナノスフェアに enzyme をそのisoelectric point より only かに高いpH でsorption させた后に、グルタルアルデヒドでBridge することで, High activity すナノスフェアimmobilized enzyme をmodulated できる, (2) Water-based two-phase system においてもfixed The reaction speed of enzymes and water is the same as the reaction speed, and the material movement resistance is small. (3) The reaction product after enzyme reaction is the lower layer.たEnzyme immobilized ナノスフェアをupper layer recovery でき, 缲り return し extracted enzyme reaction を line うことができる, ことなどを明かにした. The result of こうしたから, ナノスフェアimmobilized enzyme and aqueous two-phase partitioning method を groupみ合わせたdraws out the effectiveness of the anti-プロセスのをshows すことができたと语える. From now on, we are looking forward to the optimization of the water-based two-phase system of Nana's water-based two-phase system, and the hope that we will draw out the anti-ボプロセスの structure.