研究部門

私たちはこの表面の物性（物理的・化学的特性）を任意にコントロールする技術の開発を行っています。ここでは、具体的に私たちが合成した特殊な高分子を”塗る”だけで材料表面の物性を制御することを目指しています。これにより、汚れない表面や、触媒機能を持った表面、分子を認識可能な表面の作製（分離・分析に応用）が可能となります。

薬理活性を有する新しい界面活性剤の開発

界面活性剤は洗剤等で既に身近な存在ですが、我々は”洗う“以外の全く新しい機能を有する界面活性剤を開発しております。たとえば抗がん活性を有する界面活性剤（ゲル化剤）や既存の薬を機能化する界面活性剤等です。ここでは我々が設計・合成した界面活性剤様分子が自己組織化・凝集することで酵素阻害や細胞ストレスを引き起こし、薬理活性を示すというものです。これらは新たな薬の作用機序や創薬アプローチになると期待しています。

膜材料に機能を付与するための官能基化ヘテロ芳香族化合物を幅広く合成する手法に取り組んでいます。具体的には、「ハロゲンダンス」と呼ばれる、官能基を導入するための起点となるハロゲン原子を移動させながら一度に二箇所を分子変換する反応を開発しています。

膜応用を目指した新規ナノ構造体の開発

独自の触媒設計・合成技術に基づき、膜応用が可能な新規ナノ材料の合成に取り組んでいます。具体的には、再生可能なバイオマス資源や廃プラスチックを効率的に高付加価値化合物へと変換する、高機能金属ナノ粒子触媒の開発を行っています。

バイオプロセスにおける目的物質の分離精製や生産性向上に向けて、膜分離技術の利用が期待されています。例えば、疎水性生産物は微生物に対して毒性を持つためバイオプロセスによる生産は困難ですが、中空糸膜を利用した膜抽出プロセスを導入することにより、疎水性生産物による被毒を防ぎ，さらには界面積の増加や連続的抽出操作が可能となり，飛躍的に生産性を高めることが可能です。本グループでは、様々な膜分離技術を駆使したバイオ由来化合物の高効率生産プロセスの開発を目指しております。

バイオマスを微生物発酵の原料として使用するには、[1]物理的前処理、そして[2]酵素による糖化処理が必要となります。微生物による発酵においては、一般的に高濃度の糖が必要とされていますが、バイオマス由来の酵素糖化液は、低濃度の糖濃度であり、かつバイオマス由来の多様な副生産物（酢酸、ギ酸、そしてフルフラールなど）が微生物発酵の阻害物として作用する事が明らかとされています。本研究では、バイオマス由来の酵素加水分解物を用いて、糖濃縮、および副生産物の除去を同時に行う技術の開発と評価を行っています。

微生物による発酵の後、発酵液から目的の代謝産物を選択的に分離(濃縮)する事は、物質清算を経済的に考えると、非常に重要な技術です。
一例ですが、酵母菌によるアルコール(エタノール)発酵は、近年、燃料として使用されるバイオエタノールの需要の増加に伴い、低コストで実施できるように、色々な技術開発が求められております。