Tsukuba University, National University Corporation의 Life Environment Systems의 Minoda Ayumu 조교수 및 기타는 황산 온천에 사는 적색 조류입니다Galdieria sulphuraria특정 조건에서 희귀 금속으로 알려져 있습니다바카라 커뮤니티류を効率的に回収することを明らかにしました。
바카라 커뮤니티류는 우리의 풍부한 삶을 지원하는 최첨단 장비에 사용되는 중요한 요소이지만 재활용은 자원 위험과 환경 영향을 줄이는 데 중요한 문제입니다
바카라 커뮤니티류를 재활용 할 때, 고효율이 높은 다량의 철 또는 구리를 함유하는 매우 적은 양의 산성 폐기물 액체가 포함 된 바카라 커뮤니티류를 선택적으로 수집해야합니다
이번에는 미노다 조교수와 다른 사람들은 고온과 산성 조건에 사는 황산 온천 붉은 조류입니다Galdieria sulphuraria에 중점을 둔 우리는이 붉은 조류가 고효율이 높은 특정 조건 하에서 다중 금속을 포함하는 산성 용액에서 저농도의 바카라 커뮤니티류를 회수한다는 것을 발견했습니다 또한,이 메커니즘은 미생물에 의한 기존의 제안 된 금속 회복 방법과 다르다는 것이 밝혀졌다
이 연구 결과는 산성 금속 폐기물 액체에서 바카라 커뮤니티류를 효율적으로 회수하는 새로운 기술을 개발하기위한 주요 단계입니다
이 연구는 국립 선진 산업 과학 기술 연구소를 기반으로합니다측정 표준 연구 부서, Inagaki Kazuzo, 8934_8991 |, Osaka University 교수, Tsuzuki Mikio 교수 인 Miyashita Shinichi 연구원과 함께 공동 연구 프로젝트입니다
이 연구 결과는 다음과 같습니다응용 미생물학 및 생명 공학의 온라인 브레이킹 에디션에서 곧 출시 될 예정입니다
이러한 결과는 JST 전략적 크리에이티브 리서치 프로모션 프로젝트의 개별 연구 (Sakigake)를 통해 얻습니다
희귀 금속이라고 불리는 바카라 커뮤니티류는 하이브리드 자동차의 모터, 매우 강력한 자석 재료 및 광 디스크와 같은 풍부한 생명을 지원하는 중요한 요소입니다 따라서 자원이 거의없는 일본에서는 삭감 산업에 대한 수요 증가에 따라 공급이 불안정하며 해마다 증가하고 있으며 재활용은 중요한 문제 중 하나입니다
그러나 바카라 커뮤니티류를 재활용하려는 경우 보통 그렇게해야합니다베이스 메탈로 알려진 철 및 구리와 같은 다량의 금속을 함유 한 산성 폐기물 액체에서 수집됩니다 현재 비용 및 복구 효율의 문제를 해결하기 위해 다양한 방법이 개발되고 있지만 아직 실용적으로 사용되지 않았습니다
일반적으로 미생물에 의한 금속 회복은 화학 물질 또는 이온 교환 수지를 사용하는 방법에 비해 저렴하고 환경 친화적 인 기술로 알려져 있습니다 지금까지 제안 된 미생물에 의한 금속 회복의 주요 원리는 세포 표면의 음전하에서 양전하로 금속을 회수하는 것입니다 (Biosoaption), 바카라 커뮤니티류를 회수하기위한 몇 가지 방법이 제안되었습니다 그러나, 이들 방법은 (1) 다중 금속의 존재가 세포 표면의 음전하에 대한 충돌을 일으켜 회복 효율이 감소하고 (2) 세포 표면의 음전하는 양으로 하전 된 수소 이온에 의해 차단되어 저농도에서의 회복 효율의 현저한 감소를 초래한다
따라서, 미생물을 사용하여 고효율을 갖는 다수의 금속을 함유 한 산성 금속 폐기물 액체에서 바카라 커뮤니티류를 회복하기 위해 미노다 (Minoda) 조교수와 다른 사람들은 황산 온천 온천 붉은 조류Galdieria sulphuraria에 중점을 둡니다 이 붉은 조류는 황산 온천에 사는 조류이며 30 년 전에는 혐기성 조건 하에서 저농도 (6 ppm)의 구리가 고효율로 회수 될 수 있다고보고되었습니다
황산 온천 붉은 조류Galdieria sulphuraria일본의 Kusatsu와 Noboribetsu에있는 황산 온천의 녹색 바위 지역에서 발견되는 일본어 이름 Ideyukogome을 가진 조류의 일원입니다Galdieria sulphuraria유기물을 사용하여 자라는 Ideyukogome 중 유일한 것은 여러 배양 조건에 적응할 수 있습니다
첫째, Neodymium (ND3+), dysprosium (dy3+), 구리 (cu2+), 철 (fe2+/3+), 알루미늄 (al3+), 코발트2+), 망간 (MN2+), 아연 (Zn2+), Chromium (CR3+), 니켈2+10811_108773+, dy3+의 효율적인 회복을 허용하는 문화 조건을 검색했습니다 결과적으로, 광합성을 통해서만 성장하는 5 가지 배양 조건 중에서 (1) 유기 물질의 광합성 및 대사를 수행하는 광 혼합 조건, 3) 이종 영양 조건에서 유기물이 어둠에서 유기 물질만이 유기물 만으로만, 4) 100% 카스로 틱 화 조건에서 전적으로 성장하는 이종 영양 조건 및 5) 신진 대사는 100% 질소 폭기 조건으로 어둠 속에서 유기 물질 만, 그리고 100% 질소 폭기로 어둠 속에서 유기 물질을 대사하는 반 세동 이종 영양 조건을 갖는 어둠 속에서의 유기 물질만이 이종 영양 조건2+, nd3+, dy3+약 70%의 높은 효율로 회복되었다 (도 1) chanaerobic 조건 하에서 Cu2+의 고효율 30 년 전의 결과와 일치하는 세포로 수집됩니다 또한, 조건에 따라, 다중 금속의 존재에도 불구하고, ND3+및 dy3+고효율을 갖는 세포에 의해 수집되었다 (도 2)
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| 그림 1 황산 온천 붉은 조류 5 가지 다른 문화 조건에 적응Galdieria sulphuraria |
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| 그림 2 반 아나-아르비성 이종 영양 조건 (⑤)에서 다른 금속을 함유하는 산성 용액으로부터Galdieria sulphuraria저농도의 바카라 커뮤니티류와 구리를 세포로 효율적으로 수집합니다 |
다음으로, 조건에서, 란타늄 (LA3+)3+, dy3+, LA3+) 및 Cu2+, 매우 낮은 농도 05-5 ppm에서, 세포는 희귀 지구이고 Cu는 80-100%의 효율입니다2+회복되었습니다 또한, 우리는 pH를 10으로 감소시키는 것이 바카라 커뮤니티류를 세포로 선택적으로 회수한다는 것을 발견했다 (도 3)
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| 그림 3 반 아나-아르비성 이종 영양 조건 (⑤) 하에서 pH를 1로 설정함으로써, 바카라 커뮤니티류 만 고효율을 갖는 세포에서 수집 할 수있다 |
그러한 바카라 커뮤니티류 회복의 메커니즘을 설명하는 단계, 위의 4 가지 요소는 배양 조건 하에서 회수되었다Galdieria sulphuraria위상 대비 현미경 (도 4)과 바카라 커뮤니티류 및 Cu2+의 축적이 확인되었습니다 세포 내부에서 발생합니다
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그림 4 세포의 알리자린 적색 염색은 반나 주변 이종 영양 상태 (⑤ ⑤)
Alizarin Red 용액에 담그고 표면을 청소하고 위상 대비 현미경으로 관찰하십시오 |
뿐만 아니라,Galdieria sulphuraria의 세포와 활동이없는 죽은 세포에서 바카라 커뮤니티류와 구리의 회복 효율은 4 ℃에서 죽은 세포에서 현저히 감소되었다
생물 흡착은 생물학적 활동을 필요로하지 않고 온도에 영향을받지 않는 것으로 알려진 세포 표면의 반응이다Galdieria sulphuraria생물 흡착과 다른 메커니즘으로 밝혀졌으며,이를 위해서는 생물학적 활동이 필요하다 (도 5)
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그림 5 반 아나-아로비 성 이종 영양 조건 (⑤) 하에서 바카라 커뮤니티류와 구리의 회복은 고도로 활성 세포에서만 발생합니다
(일부 수치 중 일부는 약간의 측정 오류로 인해 100% 이상 회복되었습니다) |
이 기사의 결과를 요약하려면
(1) 황산 온천에 사는 붉은 조류Galdieria sulphuraria특정 조건 하에서, 산성 용액에 함유 된 바카라 커뮤니티류는 높은 효율을 갖는 세포에서 회수 될 수 있으며, 바카라 커뮤니티류의 선택성은 배양 조건 및 pH에 의해 향상 될 수 있음을 발견했다
(2)Galdieria sulphuraria회수 바카라 커뮤니티리는 이전에 제안 된 생물 흡착과 다릅니다
이 연구 결과는 저농도의 바카라 커뮤니티류를 함유 한 산성 금속 폐기물 액체에서 바카라 커뮤니티류를 효율적으로 회수하는 새로운 기술의 개발로 이어질 것입니다
다음 시간Galdieria sulphuraria세포와 최적화 조건에서 바카라 커뮤니티류를 축적하면, 이는 매우 효율적이고 경제적 인 바카라 커뮤니티류 재활용 기술의 구성에 기여할 것으로 예상됩니다