Molecular mechanism for adsorption and adsorption of soil components formed on the surface of equipment wall during manufacturing and development of an efficient cleaning method

制造过程中设备壁表面形成的土壤成分吸附吸附的分子机理及高效清洗方法的开发

基本信息

  • 批准号:
    16206076
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 29.95万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2004
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2004 至 2007
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In various manufacturing processes, cleaning of the equipment and piping systems used for manufacturing of various products is requisite for maintaining sanitary conditions and/or functions of the equipments. In particular, in the food- and bio-products manufacturing processes, a large amount of energy and detergents are usually consumed in addition to time, since soils or residues of the products strongly interact with the equipment surface. In this study, we studied adsorption mechanisms of various proteins/peptides and low-molecular weight substances as a model soil component on the surfaces of various metal oxides, plastics, and glasses. We clarified the molecular mechanisms for reversible/irreversible adsorptions, states and orientation of the molecules adsorbed, the effects of the pI values of the metal oxide surfaces/solution pHs on the adsorption characteristics, and conformational change of the adsorbed proteins, on the basis of adsorption/desorption experiments, IR spectrum analyses, and molecular calculations. Furthermore, we investigated the effects of various factors such as the kinds of the co-existing salts and their concentrations on the removal rates of the metal oxide surface fouled with proteins, using H2O2-electrolysis cleaning method that was developed by the author's group. Furthermore, we developed a method to immobilize proteins with controlled orientation and structure for various uses in chip-based biotechnology, which was derived in the course of investigation on the adsorption mechanism of proteins.
在各种制造过程中,为了维持设备的卫生条件和/或功能,需要对用于制造各种产品的设备和管道系统进行清洁。特别是,在食品和生物产品的制造过程中,除了时间之外,通常还消耗大量的能源和清洁剂,因为产品的污垢或残留物与设备表面强烈相互作用。在这项研究中,我们研究了各种蛋白质/肽和低分子量物质作为模型土壤成分在各种金属氧化物、塑料和玻璃表面上的吸附机制。我们阐明了可逆/不可逆吸附的分子机制、吸附分子的状态和取向、金属氧化物表面的pI值/溶液pH对吸附特性的影响以及吸附蛋白质的构象变化,在此基础上吸附/解吸实验、红外光谱分析和分子计算。此外,我们利用作者团队开发的H2O2电解清洗方法,研究了共存盐的种类及其浓度等各种因素对蛋白质污染的金属氧化物表面去除率的影响。此外,我们开发了一种以受控方向和结构固定蛋白质的方法,用于基于芯片的生物技术的各种用途,该方法是在研究蛋白质吸附机制的过程中衍生出来的。

项目成果

期刊论文数量(99)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Effects of carboxyl groups on the adsorption behavior of low-molecular-weight substances on a stainless steel surface.
  • DOI:
    10.1016/j.jcis.2004.06.081
  • 发表时间:
    2004-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    T. Nagayasu;Chisato Yoshioka;K. Imamura;K. Nakanishi
  • 通讯作者:
    T. Nagayasu;Chisato Yoshioka;K. Imamura;K. Nakanishi
Adsorption characteristics of enzymes on the metal oxide surfaces and activity retaining
酶在金属氧化物表面的吸附特性及活性保持
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K.;Yamagoe;T.;Nagayasu;K.;Matsumoto;K.;Imamura;T.;Sakiyama;K.;Nakanishi
  • 通讯作者:
    Nakanishi
Desorption characteristics of nroteins adsorbed on various metal oxide surfaces
不同金属氧化物表面吸附蛋白质的解吸特性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K.;Imamura;M.;Oshita;Y.;Aramoto;H.;Imanaka;T.;Sakiyama;K.;Nakanishi
  • 通讯作者:
    Nakanishi
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shi Jiangshui;et al.;J.Fukuda et al.;中西一弘
  • 通讯作者:
    中西一弘
Desorption characteristics of proteins adsorbed on the metal oxide surfaces by H202 electrolysis treatment
H202电解处理金属氧化物表面吸附蛋白质的解吸特性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K.;Imamura;I.;Watanabe;M.;Shinohara;Y.;Aramoto;T.;Sakiyama;K.;Nakanishi
  • 通讯作者:
    Nakanishi
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知道了