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生物の機能を利用した温和な条件でのシリカ形成

技術の構成要素

1.深海に棲息する海綿動物カイロウドウケツは、アモルファスシリカを主成分とする骨格を形成する。 骨格内に含まれるタンパク質を同定し、グラシン(glassin)と名付けた。 グラシンは、室温・中性の水溶液中でシリカ形成を促進する。大腸菌による組換えグラシンの生産に成功し、このタンパク質の実用化に道を拓いた。
2.本技術によりシリカナノ粒子やメソポーラスシリカの迅速かつ温和な条件での合成、 温和な条件を生かした酵素や抗体のシリカ多孔体への固定化などが可能となる。 3Dプリンターによる造形材料としても利用可能性がある。

適用分野

ナノ粒子、メソポーラスシリカ、酵素・抗体固定(バイオセンサー)、3Dプリンター材料

関連特許

特許あり

技術の優位性(従来・競合技術との比較)

[従来の問題点]

一般に、シリカガラスの製造には、高温(溶融法)、酸・アルカリや有機溶媒(ゾルゲル法)などを必要とする。一方、生物は種ごとに我々の想像を超えた形態と、それぞれ個性的で優れた機能を備えている。 このような形態や機能を支える材料やその仕組みを学び、新たな機能を有する材料の創成に取り組んでいる。これまでに、海綿動物Tethya aurantiaのシリカ骨片からシリカテインと名付けたタンパク質を見出した。 シリカテインは温和な条件でシリカ合成や金属酸化物の合成に利用することができるが、立体構造が複雑で、組換えタンパク質の作製が難点であった。

[解決したポイント]

カイロウドウケツ由来のシリカ合成促進タンパク質グラシンを用いることにより、室温・中性pHで速やかにシリカを合成することが可能となった。今回見出したグラシンは、組換えタンパク質を作製するには比較的容易であることから、実用化に近いと考えている。

開発の進展状況

基礎研究は終了しており、市販化に向けた開発・研究が必要

参考図面

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