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月刊バイオインダストリー 2007年1月号

【特集】 超臨界バイオテクノロジー

商品コード: I0701

  • 発行日: 2006年12月12日
  • 価格(税込): 4,860 円
  • 体裁: B5判
  • ISBNコード: 0910-6545

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目次

【特集】 超臨界バイオテクノロジー


―特集にあたって―
超臨界流体の性質と最新の研究開発動向

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長浜邦雄 (東京都立産業技術高等専門学校 荒川キャンパス担当校長;東京都立航空工業高等専門学校 校長)


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超臨界二酸化炭素を用いた森林資源由来有用物質の効率的抽出・変換技術
Conversion of Useful Compounds from Forest Resources Using Supercritical Carbon Dioxide

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大平辰朗((独)森林総合研究所 バイオマス化学研究領域 樹木抽出成分研究室 研究室長)

 未利用の森林資源には微量であるが付加価値の高い有用物質が含まれている。これらを効率よく利用するための方法として,超臨界二酸化炭素を用いる利点について概説する。また,この方法により多種類の樹木の葉部,木部,樹皮部に含まれている抗菌性物質,殺虫活性物質,抗がん性物質,抗酸化性物質等が極めて効率的に抽出・分離あるいは変換が可能であった研究例も紹介する。  

【目次】
1. はじめに
2. 超臨界流体の抽出・分離溶媒としての特徴
3. 超臨界二酸化炭素による森林資源からの生物活性天然物の抽出・分離
3.1 樹木の葉部からの効率的な抽出・分離
3.1.1 アオモリトドマツ(Abies mariesii Masters)葉部からマルトールの抽出
3.1.2 クスノキ(Cinnamomum camphora)葉部から(+)-カンファーの抽出
3.1.3 サワラ(chamaecyparis pisifera)葉からピシフェリン酸類の抽出
3.1.4 イスノキ(Distylium racemosum)葉部に含まれるブラシノステロイド類の抽出
3.1.5 ユーカリ葉部から熱的に不安定な成分の抽出
3.2 樹木の木部からの効率的な抽出・分離
3.2.1 青森ヒバ(Thujopsis dolabrata)材部からヒノキチオールの抽出
3.2.2 ベイスギ(Thuja plicata D.Don)材部からトロポロン類の抽出
3.2.3 ヤクスギ(Cryptomeria japonica D.Don)材部からの含酵素セスキテルペン類の抽出
3.2.4 ダグラスファー(Pseudotsuga mensiesii)材部からのベンゼン誘導体の抽出
3.3 樹木の樹皮部からの効率的な抽出・分離
3.3.1 西洋イチイ(Taxus brevifolia)樹皮からパクリタキセルの抽出
3.3.2 スギ(Cryptomeria japonica D.Don)樹皮部からフェルギノールの抽出
3.3.3 トドマツ(Abies sachalinensis)樹皮部からシス-アビエノールの抽出
3.3.4 カバノキ属(Berula)樹木の樹皮からベチュリン等の抽出
3.3.5 ホオノキ(Magnoliae cortex)の樹皮からのマグノロールの抽出
3.4 木・竹酸液に含まれる有用成分の抽出(濃縮)
4. 森林資源から有用成分への効率的変換法
4.1 超臨界二酸化炭素を用いた抽出―熱分解逐次処理の試み―
5. おわりに



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超臨界水中での生体物質の直接観察
Direct Observation of Biological Substances in Supercritical Water

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出口茂((独)海洋研究開発機構 極限環境生物圏研究センター グループリーダー)

 超臨界水を含めた,高温・高圧の水中の試料を,高い光学解像度で直接観察可能な高温・高圧光学顕微鏡システムを開発した。本システムを用いて,高温・高圧水中での,ポリスチレンの熱分解,シリカの溶解,セルロースの結晶から無定形への転移,キチンの溶解,深海酵母およびエノキの細胞構造の崩壊などの様子を観察した。  

【目次】
1. はじめに
2. 高温・高圧光学顕微鏡
3. 観察例
4. セルロースの結晶―無定形転移
5. 微生物細胞
6. おわりに



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超臨界二酸化炭素を利用した生体触媒反応の開発
Biocatalysis in Supercritical Carbon Dioxide

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松田知子(東京工業大学 大学院生命理工学研究科 生物プロセス専攻 講師)
北爪智哉(東京工業大学 大学院生命理工学研究科 生物プロセス専攻 教授)
原田忠夫(龍谷大学 理工学部 物質化学科 教授)
中村薫(京都大学 化学研究所 助教授)

 生体触媒を利用し,超臨界CO2を溶媒や反応剤とする合成反応の開発を行った。その結果,リパーゼ,アルコール脱水素酵素および脱炭酸酵素が効率的に働くことを見出した。ここでは特に,光学活性体等の有用物質を合成した最近の研究について紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. リパーゼによるラセミ体アルコールの立体選択的アセルチル化反応
2.1 反応の加速
2.2 立体選択性の制御
2.3 光学活性アルコールの大量合成
2.4 光学活性リン化合物の合成
3. アルコール脱水素酵素によるケトンの不斉還元反応
4. 脱炭酸酵素によるカルボキシル化反応
5. おわりに



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超臨界二酸化炭素中での酵素反応を利用したDNA増幅反応
Amplification of DNA by Enzymatic Reaction in Supercritical Carbon Dioxide

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三島健司(福岡大学 工学部 化学システム工学科 助教授)
松山清(福岡大学 工学部 化学システム工学科 併任講師)

 超臨界二酸化炭素中での酵素反応を利用した生体関連物質(ペプチド,ポリラクトン,DNA)の合成や増幅法について検討した。W/Oエマルション法で調製した界面活性剤被覆酵素を用いることにより,非水媒体である超臨界二酸化炭素中においてもペプチドやポリラクトンの合成,DNAの増幅が可能であることを示した。界面活性剤被覆処理により酵素の活性が著しく向上することがわかった。   

【目次】
1. はじめに
2. 界面活性剤被覆酵素を用いたペプチドおよびポリラクトンの合成
3. 超臨界二酸化炭素中での遺伝子増幅反応(PCR)
4. おわりに


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超臨界流体を用いたバイオマスの有効利用―超臨界水ガス化―
Effective Utilization of Biomass Using Supercritical Water‐Supercritical Water Gasification‐

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松村幸彦(広島大学 大学院工学研究科 機械システム工学専攻 助教授)

 バイオマスの超臨界水ガス化は,含水性バイオマスを高温高圧の水中で迅速かつほぼ完全にガス化できる技術であり,従来のメタン発酵の有する長い反応時間と残渣・排水処理という問題を解決することができる。既に数トン/日のパイロットプラントの運転が行われている段階であり,実用化が期待される。

【目次】
1. はじめに
2. バイオマスのガス化
3. 超臨界水ガス化の特徴
4. 超臨界水ガス化のプロセス
5. バイオマスの超臨界水ガス化の技術開発状況
6. おわりに



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ハイブリッド量子ドットを用いたバイオイメージング
Development of Hybrid-Quantum Dots for Bioimaging

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鈴木和男(国立感染症研究所 生物活性物質部)
星野昭芳(国立感染症研究所 生物活性物質部;国立国際医療センター研究所)
長尾朋和(国立感染症研究所 生物活性物質部;コーネル大学 医学部)
猪原登志子(京都大学 大学院医学系研究科 腎臓内科;田附興風会医学研究所 北野病院)
宇野賀津子(ルイパスツール医学研究所)
武曾恵理(田附興風会医学研究所 北野病院)
山本健二(国立国際医療センター)

【目次】
1. はじめに
2. 量子ドットQDとはなにか?
2.1 ナノテクノロジーとして脚光をあびるQD
2.2 QD蛍光ナノ粒子の特徴と性質
2.3 新しいQDの必要性
2.4 組織標的分子・薬剤分子の水溶性QDへのタギング
2.5 QDを用いたモニタリング技術による診断法と薬剤評価法の開発を行った
3. 量子ドット蛍光を用いた好中球細胞質内殺菌酵素Myeloperoxidase(MPO)の検出システム:ナノ粒子による好中球顆粒内酵素MPOの検出
3.1 好中球顆粒内酵素MPOと血管炎
3.2 蛍光ナノ粒子による好中球細胞表面MPOの検出
3.3 好中球表面MPOと糸球体腎炎の病態判定
4. おわりに



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超臨界水酸化反応によるオンサイト医療廃棄物処理
Development of Novel On-site Treatment System for Medical Solid Wastes Using Supercritical Water Oxidation

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大島義人(東京大学 大学院新領域創成科学研究科 教授)

 超臨界水酸化反応は,超臨界状態の水を媒体とし,有害な有機物を完全閉鎖系で高速に完全分解する技術である。本研究では,近年問題が深刻化する医療廃棄物に超臨界水酸化反応を適用する可能性について検討した。感染性医療廃棄物のモデルとしてポリプロピレンおよび大腸菌を用いた基礎実験により,容器の完全分解と菌の死滅および毒素の分解を含む完全無害化を同時に達成できる可能性が示された。

【目次】
1. はじめに
2. 実験方法
2.1 超臨界水酸化法によるポリプロピレンの分解
2.2 超臨界水酸化法による大腸菌の滅菌実験
3. 実験結果および考察
3.1 ポリプロピレンの分解挙動
3.2 大腸菌の死滅実験
4. おわりに



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超臨界CO2 を用いて粉体に液体を封入する技術
CPF-Concentrated Powder Form-Technology

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小野村雅史((株)セイシン企業 開発部 部長)

 CPFプロセスとは,超臨界流体の極めて低い粘性と高い拡散性を利用して粉体に液体を封入する技術である。液体を封じ込める対象となる粉体(キャリア)には,セルロース,シリカ,砂糖,スターチなど多くの粉体に応用が可能である。そこに封じ込めたい液体を選ぶ。この液体には水系,油系,さらに2成分系でも構わない。あらゆる液体に適合する。一例として,粉体成分10wt%に対し,最大90wt%の液体成分が封入できた実施例もある。

【目次】
1. CPFプロセスを用いて粉体に液体を封入する製法
1.1 はじめに
1.2 スプレープロセス
1.3 材料
1.4 液体封入
1.5 影響因子
1.6 CPF製品をつくるために必要なステップ
1.7 まとめ
2. 化粧品素材産業でのCPF技術の応用
2.1 栄養オイルの入ったアイシャドー
2.2 保湿水の入ったファンデーション
2.3 粘性のある栄養分を粉末化
2.4 ボディーローションの粉末化
2.5 お風呂の乳液―入浴用のパウダーケア



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BIO R&D

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緑茶ポリフェノールの医療応用―保存と移植―
Medical Application of Green Tea Polyphenols

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松村和明(京都大学 再生医科学研究所 シミュレーション医工学研究領域 特任助手)
玄丞烋(京都大学 再生医科学研究所 シミュレーション医工学研究領域 助教授)

  緑茶ポリフェノールの一種であるエピガロカテキンガレート(EGCG)の細胞保護効果を利用して角膜,膵島,神経,血小板などの生体組織保存効果を調べた。また,EGCGによる移植免疫抑制効果を発見し,細胞表面抗原への吸着が主な原因であることを確認した。EGCG の細胞増殖抑制作用を用いて冠動脈バイパス手術後の血管内膜肥厚を抑制することが可能となった。

【目次】
1. はじめに
2. 臓器・組織移植と保存液
3. 角膜の保存
4. 膵島の保存
5. 血小板の保存
6. 神経の保存
7. 保存のメカニズム
8. 移植免疫反応の阻害作用
9. 内膜肥厚防止効果
10. おわりに



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CO2を有効利用した海洋植物の促成栽培
Forcing Cultivation of Marine Plants Using CO2

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嶌田智(北海道大学 創成科学共同研究機構 助手)
山崎悠(北海道大学 理学部 生物科学科 学部4年生)
四ツ倉典滋(北海道大学 北方生物圏フィールド科学センター 助手)
伊藤等(日本製紙ケミカル(株) 勇払製造所 所長)
近藤英昌((独)産業技術総合研究所 ゲノムファクトリー研究部門 主任研究員)
江端弘樹(芙蓉海洋開発(株) 水産システムセンター技術部 係長)

 地球温暖化の原因物質として排出削減を強く求められているCO2 は,一方で太陽光エネルギーと共に植物が陸上や水中で光合成を行い生長するために必要な要素でもある。CO2 濃度を通常の100倍にした海水中で各種海洋植物を栽培したところ,緑藻オオバアオサで通常海水中よりも約2倍の生長効果がみられた。

【目次】
1. はじめに
2. 実験に使用する培養株の準備
3. CO2の効率的な海水への取り込み
4. 好CO2種の探索
5. 生育環境の異なる藻体間での発現タンパク質解析
6. 今後の展開


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BIO BUSINESS

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アミノ酸の市場動向
Market of Amino Acid

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 アミノ酸は,機能性食品用,調味料・甘味料用,飼料用,医薬用・食品用,医薬中間体用,化成品などの用途がある。90年代後半からサプリメントや機能性食品に使われるようになり,特にアミノ酸のダイエット効果を期待したアミノ酸飲料ブームが2003年に起こり,これによってアミノ酸の市場は急拡大した。アミノ酸機能性食品の市場規模は,2001年度に250億円であったのが2003年度には1,600億円までになったが,2004年度以降,アミノ酸飲料のブームは落ち着いてきており,アミノ酸機能性食品市場は2005年には1,500億円と2003年より100億円減少した。一方,飼料用は家畜の排泄物を減らす効果が期待できることから環境規制対策(鶏インフルエンザ対策)として堅調な伸びを見せている。アミノ酸最大手メーカーの味の素も飼料用は伸びているが,機能性食品は伸び悩んでいる。今後のアミノ酸市場回復のポイントは多様な末端製品を持つ機能性食品市場の再活性化が必要であると考えられ,明確なエビデンスデータをもって消費者に訴求したり,アンチエイジングを訴求した商品づくりを行ったりすることが重要になってくるとみられる。

【目次】
1. 概要
2. 用途
2.1 機能性食品
2.2 調味料・甘味料
2.3 飼料
2.4 その他
3. 市場規模
3.1 機能性食品
3.2 飼料
3.3 その他
4. 価格
5. メーカー動向
5.1 味の素
5.2 協和発酵工業
5.3 デグサジャパン
5.4 住友化学工業
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