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【研究計画:プロジェクト3】

 3−1.固定化生体触媒電極反応によるバイオセンサーの開発研究

 3−2. 金属コロイドSERSスペクトルを利用した高感度センサーの開発研究

年度

年度別の研究内容

H17

1-1) フェノール系物質および塩素化有機物をモデル化合物として、微生物のスクリーニングと有機物分解特性の評価を行う。具体的にはこれまで検討してきた土壌細菌と白色腐朽菌を中心に検討。

1-2) 活性のみられた微生物について分解酵素の抽出・分離。

1-3) 電極触媒反応を実現するための適当な酸化還元メディエータの検討。具体的には各種の酸化還元色素、キノン化合物などについて電気化学的酸化還元特性を明らかにする。

2-1) モデル分子として各種の窒素原子含有分子あるいは硫黄原子含有分子を選び、それらについて、現有のラマン散乱観測装置を使用してラマン及びSERSスペクトルを測定。

2-2) 金属コロイドの種類、及び、サイズと、得られるSERSスペクトルとの関連について調査。

H18

1-1) 前年度に引き続き微生物のスクリーニングと有機物分解特性の評価。

1-2) 前年度に引き続き活性のみられた微生物について分解酵素の抽出・分離と生化学的特性解析ならびに活性評価。

1-3) 生体触媒、メディエータのいずれも遊離の状態で電極触媒反応を試み、基質分解活性の向上を確認。

1-4) 活性の微生物と酸素電極を組み合わせたDO測定方式のBODセンサの作製と評価。

2-1) コロイド系で顕微ラマンを測定するための技法を開発し、モデル分子について顕微ラマン装置によるラマン及びSERSスペクトルの測定を行い、解析する。

2-2) 金属コロイドの種類、サイズ、及び、分散状態と、顕微ラマンから得られるSERSスペクトルとの関連についての知見を得る。

H19

1-1) 微生物と酵素の固定化担体と固定化方法の検討を行なう。具体的には微生物についてはゲル包括法、酵素については共有結合法、イオン結合法などを検討。

1-2) 電極上へのメディエータの固定化法について検討する。具体的には、共有結合法、イオン結合法、物理吸着法などを試み、最適な方法を確立。

1-3) 遊離の生体触媒とメディエータ固定化電極を用いた電極触媒反応による有機物分解特性の評価。

1-4) 固定化微生物と酸素電極を組み合わせてDO測定方式のBODセンサの作製と評価。

2-1) 18年度に実施したことに基づいて、モデル分子の分析についてさらに制御するべき条件はないか検討し、モデル分子による高感度分析の実現。

2-2) 実試料に関してSERSスペクトルの観測を行い、前処理を検討。

H20

1-1) 電極上にメディエータと生体触媒の両方を固定化し、電極触媒反応による有機物分解特性の評価。具体的にはゲルに微生物を包括固定化し、メディエータをイオン結合によりゲルに固定化する。

1-2) 遊離の生体触媒を用いた場合と分解特性の比較検討。

1-3) 企業の参画を募り、実際の排水を用いて実用化に向けた処理プロセスの構築。

1-4) メディエータを固定化した電極と固定化酵素膜を組み合わせてメディエータの還元電流を測定する方式のBODセンサの作製と評価。

2-1) 実試料の検知及び計測に関する問題点を探り、それを解決する方法を検討。

2-2) 試料の前処理が必要な場合は、最適な前処理方法を得るために各種の前処理を検討。さらなる高感度計測方法の検討。

H21

1-1) 電極触媒反応を実現させるための、メディエータの条件、反応器の運転条件などについて考察をまとめる。

1-2) 分解装置のスケールアップを図り、それに伴う問題点の検討と解明。

1-3) DO測定方式とメディエータの還元電流を測定する方式のBODセンサの特性を比較検討するとともに、実際の排水の測定に応用して実用性の評価を行なう。

2-1) 実試料の検知及び計測に関する問題点を解決し、高感度分析を実現する。