リン酸化バクテリアセルロースの調製と金属吸着剤としての機能評価

磷酸化细菌纤维素的制备及其金属吸附剂功能评价

基本信息

批准号：
15760561
负责人：
大島達也
金额：
$ 1.92万
依托单位：
University of Miyazaki (2004-2005)Saga University (2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、リン酸化バクテリアセルロース(以下PBCと略す)による各種アミノ酸、生理活性アミン、タンパク質などの生体関連分子の吸着回収について検討した。PBCは弱酸性領域においてドーパミンなどのカテコールアミン類、アミノ酸エステルなどを吸着することができた。リン酸基を導入していないバクテリアセルロースは吸着性を示さなかった。吸着はリン酸基によるイオン交換反応に基づいて進行しており、アミン類の吸着選択性は低かった。吸着等温線より飽和吸着量を求めた結果、PBCへのアミン類の吸着はLangmuir単層吸着モデルで説明され、トリプトファンメチルの飽和吸着量は0.35mol/kgだった。アミン類の吸着は共存塩の影響を受け、100倍量の塩化ナトリウム存在下では吸着が大きく減少した。一方、PBCによるタンパク質の吸着についても検討した。PBCはカチオン性タンパク質であるシトクロムcを酸性領域で吸着し、吸着率はpHが低いほど大きかった。市販される植物由来のリン酸セルロースとPBCの吸着能力を比較したところ、分子量の低いアミン類の吸着は市販物の方が吸着容量に優れていたが、タンパク質の吸着容量はPBCの方が優れていることが示唆された。これはPBCがその微細繊維構造によりタンパク質を吸着しうる大きな比表面積を有しているためだと推察できる。研究の総括として、PBCは各種金属イオン、生体関連分子の吸着剤として機能することが示された。金属イオンやアミノ酸類等の小分子の吸着においてはPBCの吸着特性は従来のリン酸セルロースとの違いは少なく、素材特性に着目することが重要といえる。一方、タンパク質などの生体高分子の吸着においてはバクテリアセルロースの微細繊維構造が有利に働き吸着回収能力に優れると期待されるため、今後はこの観点から研究を継続する予定である。

今年，我们研究了使用磷酸化细菌纤维素（以下简称为PBC）对各种氨基酸、生理活性胺和蛋白质等生物相关分子的吸附和回收。 PBC能够在弱酸性区域吸附多巴胺等儿茶酚胺和氨基酸酯。没有磷酸基团的细菌纤维素不表现出吸附性能。吸附基于与磷酸基团的离子交换反应进行，对胺类的吸附选择性较低。由吸附等温线计算饱和吸附量的结果，胺类对PBC的吸附可以通过Langmuir单层吸附模型来解释，色氨酸甲基的饱和吸附量为0.35mol/kg。胺类的吸附受共存盐的影响，在100倍量的氯化钠存在下吸附明显下降。另一方面，我们还研究了 PBC 对蛋白质的吸附。 PBC在酸性区域吸附细胞色素c这种阳离子蛋白，并且吸附率随着pH值降低而增加。当我们比较市售植物源磷酸纤维素和PBC的吸附能力时，我们发现市售产品对低分子量胺具有更好的吸附能力，但PBC对蛋白质具有更好的吸附能力。可以推断，这是因为PBC因其细小的纤维结构而具有较大的比表面积，能够吸附蛋白质。作为研究的总结，PBC 可以作为各种金属离子和生物相关分子的吸附剂。在吸附金属离子、氨基酸等小分子时，PBC的吸附性能与传统磷酸纤维素相差不大，重点关注材料性能。另一方面，细菌纤维素的细纤维结构预计将有利于蛋白质等生物聚合物的吸附，并有望具有优异的吸附和回收能力，因此我们计划从这个角度继续进行研究未来。