ナノザイムによる染料汚染物質の触媒分解

各産業の継続的な発展に伴い、人々の生産活動および日常生活における染料需要は年々増加しており、その結果、染料由来汚染物質の排出量も増大しています。しかし、多くの工場では排水処理設備が十分に整備されていないため、染料含有廃水の大部分が自然水域へ直接放流されています。放出された染料分子は他の汚染物質と化学反応を起こすことが多く、新規汚染物質の生成につながり、排水処理の難易度およびコストを増加させます。多くの染料は分解に対して高い安定性を有し、生物連鎖を介して体内に取り込まれ、がん等の疾患を引き起こす可能性があります。

酵素は生産および生活のあらゆる側面において重要な役割を担っています。ナノザイムは優れた安定性により天然酵素の代替となり得る利点を有し、汚染物質分解においても大きなポテンシャルを示します。Creative Enzymes は、染料汚染物質の触媒分解に用いる各種ナノザイムを提供し、ナノザイム分野におけるお客様の研究を支援します。

ナノザイムによるローダミンBの分解

• ローダミンB（Rh B）は、一般的に使用されるキサンテン系有機染料の一つです。
• Creative Enzymes は、Fe₂GeS₄ 表面における鉄イオンの均一触媒作用および水相中での均一共触媒作用に基づき、Fe₂GeS₄ ナノザイムを調製しています。Fe₂GeS₄ は、各種有機染料に対して優れた分解効率を示すことが確認されています。

図1　TMBの酸化およびRh Bの分解に対する高効率触媒としてのVO_Xナノザイム（Shi X, et al., 2018）

• 当社は、高効率なフェントン試薬として機能するVO_Xナノザイムを調製しており、60秒以内にRh Bを完全分解可能です。VO_Xナノザイムは、ペルオキシダーゼ様活性によりTMBを高効率に酸化します。これらの結果は、VO_Xナノザイムが環境汚染物質の高効率分解に利用可能であることを示唆しています。

ナノザイムによるオレンジGの分解

• オレンジG（OG）は、繊維分野で一般的に使用されるアゾ染料です。
• 当社はCuO / Ti₆O₁₃ ナノザイム複合体の調製に成功し、これを不均一系の模擬酵素フェントン触媒として使用しています。中性pH条件下においてOG分解に対する高い触媒活性が観察されました。本研究は、廃水処理における有機染料処理の改善に向けた新たなアプローチを提供します。

ナノザイムによるエリオクロムブラックTの分解

• エリオクロムブラックT（EBT）は従来型のアゾ染料であり、その分解生成物にはナフトキノン等が含まれます。ナフトキノンは発がん性物質として同定されており、水生生態系において長期間残留し得ます。

図2　食品品質評価のために効率的に合成された鉄系ナノザイム（Kaur N, et al., 2018）

• 当社は、共沈法によりFe₃O₄ナノザイムの安定性および表面特性を改質し、酵素模倣活性を増強しています。本ナノザイムは、ペルオキシド模倣酵素活性によりH₂O₂の分解を触媒し、その結果、多量の活性ヒドロキシル基を生成します。これらは水系環境におけるEBTの分解に利用可能です。

Creative Enzymes は、数十年にわたる貴重な酵素関連の知見を活かし、お客様を支援することに注力しています。お客様は、直面されている課題を十分に理解し、解決へ導くことができる専門チームと連携いただけます。当社サービスにご関心をお持ちの場合、またはご不明点がございましたら、どうぞお気軽に お問い合わせ いただくか、オンラインでのお問い合わせ をご利用ください。