权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

ダイヤモンド電極のバイオプロセスにおけるin situ計測への応用

金刚石电极在生物过程原位测量中的应用

基本信息

批准号：
08J04521
负责人：
渡辺剛志
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

バイオプロセスの効率化には、バイオリアクター中の原料物、生成物、副生成物など様々な物質の濃度のモニターと制御のオートメーション化が必要とされる。そのためには、プロセス中in situで濃度を正確に測定できるシステムの構築が必要となる。グルコースや乳酸の電極反応には金属表面などの触媒を必要とし、計測は困難である。バイオセンサーを利用しても、酵素がオートクレーブ処理に耐えられないために、その使用には制約が生じてしまう。その点で、機械的にも化学的にも安定なダイヤモンド電極の使用は、過酷な条件においても長期的に安定な運用が期待できる。本研究では、ダイヤモンド電極に高電位を印加した時に生成されるOHラジカルを利用したグルコースと乳酸の濃度計測法についての検討を行った。ダイヤモンド電極は表面が不活性なため、触媒性に乏しくグルコースと乳酸ともに電位窓内では直接的な電極反応は生じない。一方で、電位窓が広いために、高電位においてOHラジカルなどの様々な活性種が生成する。これらは、有機物を酸化分解するためダイヤモンド電極は水処理にも利用されている。実際に、フローインジェクション分析法により、リン酸緩衝溶液をキャリヤとして、グルコースと乳酸それぞれについて測定を行ったところ、共に2.1Vvs.Ag/AgClにおいて酸化シグナル最大となり、濃度に応じた酸化電流シグナルの増加が確認された。これは電極表面では、OHラジカルの生成→電極表面に吸着したOHラジカルと有機物の反応→OHラジカル生成のサイクルが繰り返され、有機物の電極表面への物質輸送が律速過程であることを示唆している。そのため間接的な酸化ではあるが、有機物の濃度に比例した酸化電流が得られたと考えられる。この手法は、カラムなどの分離機構を組み合わせることで、バイオプロセス中の様々な物質のin situの濃度計測に有用であると考えられる。

The efficiency of the raw materials, products and by-products in the production process is necessary for the concentration and control of the raw materials, products and by-products. It is necessary to construct a system for the correct determination of the concentration in situ. It is necessary to measure the electrode reaction of lactic acid on the metal surface and the catalyst. For example, the use of enzymes and enzymes in the treatment of diseases is restricted. The application of electrode is expected to be stable for a long time due to mechanical and chemical conditions. In this study, the detection of OH in the presence of a high potential on the electrode was studied by using the method of lactic acid concentration measurement. The surface of the electrode is inactive, catalytic, and reactive. The active species are generated at high potential and high potential. The electrode is used in water treatment for acid decomposition of organic matter. In the meantime, the acid buffer solution was used for the determination of the acid buffer solution, and the acid buffer solution was used for the determination of the acid buffer solution. A total of 2.1 V vs. Ag/AgCl was used for the determination of the acid buffer solution. The maximum acid buffer solution concentration and the acid buffer solution concentration were confirmed. This process is described as follows: formation of OH molecules on electrode surface, adsorption of OH molecules on electrode surface, reaction of organic substances, formation of OH molecules on electrode surface, and material transport of organic substances on electrode surface. Indirect acidification, organic matter concentration ratio, acidification current ratio This method is useful for measuring the concentration of substances in situ by combining the separation mechanisms.