臨界点近傍のCO2を用いた新しい高圧抽出法によるバイオ物質の分離

使用接近临界点的 CO2 进行新型高压萃取方法分离生物材料

基本信息

批准号：
04F04423
负责人：
加藤覚 (2005-2006)
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04423/
关键词：
超臨界二酸化炭素バイオ物質クラスターアミノ酸無限希釈過剰エントロピー無限希釈過剰エンタルピー熱力学的手法高圧抽出法超臨界流体二酸化炭素アルコールドイツ臨界点高圧抽出 1-プロパノール+水系 CO2 分離

项目摘要

バイオ物質は我々の生活を豊かにする。ところが、バイオ物質の分離・濃縮法は現状では限られている。本研究は新しい高圧抽出法によってバイオ物質を分離する方法の可能性について検討する。特に、これまで明らかにされることのなかった超臨界二酸化炭素溶媒によるクラスターの形成について、熱力学手法を用いて、その形成条件を明らかにすることを目的としている。本研究は、研究員がドイツにおいて得た検討結果である高圧抽出の相図が契機となっている。クラスターの形成を(1)式の無限希釈活量係数の値によって評価する方法を始めて試みた。温度依存性かち分子間相互作用の強さと分子配置の効果が明らかになる。lnγ_i^∞=(h_i^<E,∞>)/(RT)-(S_i^<E,∞>)/R (1)左辺にある無限希釈活量係数は高圧相平衡に対する状態方程式から計算した。方程式に含まれる相互作用パラメーターは文献にある実測値から決定し、その妥当性を無限希釈における実測値から確認した。このような手法はこれまで試みられておらず、本研究において初めて用いた方法である。特に、相互作用パラメーターの実測値による確認手法に本研究の独自性が存在する。本研究では状態方程式から分子配置効果(部分モル過剰エントロピー)と分子間相互作用(部分モル過剰エンタルピー)を推算し、圧力が高くなると二酸化炭素は整然と配列してクラスターを形成すること、および、分子間相互作用が強まることを、本研究に独自な熱力学手法によって初めて明らかにした。さらに、クラスターが形成される温度と圧力条件が明らかになった。この関係はこれまで部分的に主張されているに過ぎない既往の研究の結果を統合するものであり、極めて大きな学術的意義をもっている。超臨界二酸化炭素によるバイオ物質の抽出実験をクラスター形成領域で行った。バイオ物質の例としてアミノ酸誘導体を取り上げた。抽出実験を行って溶解度と温度および圧力の関係を得た。アミノ酸をカフェインと同じ程度に溶解させる技術は本研究において初めて開発された。

生物材料丰富了我们的生活。然而，目前分离和浓缩生物材料的方法是有限的。这项研究探讨了使用新的高压萃取方法分离生物材料的可能性。特别是，我们的目标是利用热力学技术来阐明使用超临界二氧化碳溶剂形成簇的条件，这一点迄今为止尚未阐明。这项研究的动机是高压萃取相图，这是德国研究人员进行的一项研究的结果。我们首次尝试使用方程（1）的无限稀释活度系数值来评估团簇的形成。温度依赖性揭示了分子间相互作用的强度和分子排列的影响。 lnγ_i^∞=(h_i^<E,∞>)/(RT)-(S_i^<E,∞>)/R (1) 左边的无限稀释活度系数是根据高的状态方程计算出来的压力相平衡。方程中包含的相互作用参数是根据文献中的实际测量确定的，并且使用无限稀释的实际测量来确认其有效性。这种方法以前从未尝试过，这是本研究中首次使用的方法。特别是，这项研究的独特之处在于使用相互作用参数的实际测量值的确认方法。在这项研究中，我们从状态方程估计了分子排列效应（部分摩尔过剩熵）和分子间相互作用（部分摩尔过剩熵），发现随着压力的增加，二氧化碳有序地排列并形成团簇，并且分子这项研究首次使用本研究特有的热力学方法揭示了分子之间的相互作用此外，还明确了团簇形成的温度和压力条件。这种关系具有极其重大的学术意义，因为它整合了迄今为止仅得到部分断言的现有研究结果。在簇形成区域进行了使用超临界二氧化碳的生物材料的提取实验。以氨基酸衍生物作为生物材料的例子。进行萃取实验以获得溶解度与温度和压力之间的关系。这项研究首次开发了一种能够将氨基酸溶解到与咖啡因相同程度的技术。