細胞壁構成全成分の分子特性に関する統合的研究 -バイオマスの高機能化のために-

细胞壁各成分的分子特性综合研究 - 实现生物质的更高功能性 -

基本信息

批准号：
20H00433
负责人：
上高原浩
金额：
$ 24.04万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

1.カラマツ木材細胞壁中の主要ヘミセルロース成分であるO-アセチルグルコマンナン、アラビノ-4-O-メチル-グルクロノキシラン、セルロースを木材から直接単離し、その反応性を検討したところ、木材を直接反応させる場合と比較して、反応性が低いことがわかった。すなわち、木材を反応させる方が、個々の成分を誘導体化し易いことが明らかとなった。2.Cx, x=2のエーテル化物について、詳細な構造-物性相関に関する研究を推進した。エチル化反応生成物を三成分分離しその成分を詳細に検討した結果、リグニンフラクションに含まれているヘミセルロースはリグニンと共有結合している可能性が高く、リグニンと共有結合していないヘミセルロースは両親媒性の物質としてヘミセルロースフラクションとして単離されることが示唆された。これらの結果について特許を出願した。3.ヒノキ木材ブロックからリグニンを除去した材料を作成し、細胞壁中および、細胞内腔にミネラルを析出させた。続いて、圧縮したところ、透明な木質系無機-有機複合材料を作成することに成功した。得られた材料は非常に高強度である。これらの結果について特許を出願した。4.木質細胞壁成分由来ブロックコポリマーの高機能化を目指し、細胞接着因子含有温度応答性バイオマスヒドロゲルの合成を行なった。次いで、合成したヒドロゲル上で細胞培養実験を行ったところ、細胞をシート状に培養することに成功し、温度を下げることにより、細胞シートを培地から剥離することに成功した。これらの結果について特許出願準備中である。

1.直接从木材中分离落叶松木材细胞壁中的主要半纤维素成分O-乙酰葡甘聚糖、阿拉伯-4-O-甲基-葡糖醛酸木聚糖和纤维素，并对其反应性进行了研究，结果发现其反应性较低。与情况相比换句话说，很明显，通过木材反应更容易衍生出各个成分。 2.我们对Cx、x=2的醚化化合物的详细构效关系进行了研究。分离乙基化反应生成物的3种成分，详细考察其成分，结果表明，木质素级分中含有的半纤维素很可能与木质素共价键合，未与木质素共价键合的半纤维素很可能是与木质素共价键合的半纤维素。它被分离为半纤维素级分，作为介质样物质。已针对这些结果提交了专利申请。 3. 我们通过从柏木块中去除木质素并在细胞壁和细胞腔中沉淀矿物质来创造一种材料。然后，当压缩时，他们成功地创造了一种透明的木质无机有机复合材料。所得材料具有非常高的强度。已针对这些结果提交了专利申请。 4.为了提高木质细胞壁成分嵌段共聚物的功能，我们合成了含有细胞粘附因子的温度响应型生物质水凝胶。接下来，当对合成的水凝胶进行细胞培养实验时，细胞成功地以片材的形式培养，并且通过降低温度，细胞片材成功地从培养基上剥离。我们目前正在准备有关这些结果的专利申请。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

木材由来材料の製造方法

木材衍生材料的制造方法

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

京都大学大学院農学研究科森林科学専攻複合材料化学分野

京都大学研究生院农学研究科复合材料化学系、林学系

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Fabrication of wood-inspired high-performance composites through fermentation routes

通过发酵途径制造木质高性能复合材料

DOI：
10.1007/s10570-021-04354-z
发表时间：
2022-01-14
期刊：
Cellulose
影响因子：
5.7
作者：
Prodyut Dhar;Kazuki Sugimura;M. Yoshioka;A. Yoshinaga;Hiroshi Kamitakahara
通讯作者：
Hiroshi Kamitakahara

Methylation-triggered fractionation of lignocellulosic biomass to afford cellulose-, hemicellulose-, and lignin-based functional polymers via click chemistry

木质纤维素生物质的甲基化触发分馏，通过点击化学提供纤维素、半纤维素和木质素基功能聚合物

DOI：
10.1039/d0gc00451k
发表时间：
2020-05-11
期刊：
Green Chemistry
影响因子：
9.8
作者：
Kentaro Miki;Hiroshi Kamitakahara;A. Yoshinaga;Y. Tobimatsu;T. Takano
通讯作者：
T. Takano

Methylation-triggered fractionation of lignocellulosic biomass to afford cellulose-, hemicellulose-, and lignin-based functional polymers via click chemistry

甲基化引发的木质纤维素生物质分馏，通过点击化学提供纤维素、半纤维素和木质素基功能聚合物

DOI：
10.1039/d0gc00451k
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
9.8
作者：
Miki Kentaro;Kamitakahara Hiroshi;Yoshinaga Arata;Tobimatsu Yuki;Takano Toshiyuki
通讯作者：
Takano Toshiyuki