JP2012034576A - 亜酸化窒素分解装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】亜酸化窒素還元酵素1を有する酵素電極からなるカソード11と、該カソード11に接続されたアノード12とを備える亜酸化窒素分解装置であって、カソード11において亜酸化窒素還元酵素1の働きにより、アノード12で生成した電子を用いて、常温で亜酸化窒素を分解することができる。
【選択図】図2
Description
N2O+2H++2e−→N2+H2O (1)
亜酸化窒素還元酵素1による亜酸化窒素の分解には、上記式(1)から明らかなように電子(還元力)が必要である。したがって、単に亜酸化窒素還元酵素1と亜酸化窒素を接触させても亜酸化窒素の分解は生じない。本実施形態に係る亜酸化窒素分解装置においては、この分解に必要な電子を、有機物分解手段2による有機物の分解に伴って生成する電子として供給することにより、亜酸化窒素を常温で省エネルギー的に分解することが可能となる。
亜酸化窒素還元酵素は、国際公開WO2009/031652パンフレットに記載の方法により、Wolinella succinogenes ATCC29543株から得た。また、国際公開WO2009/031652パンフレットに記載の方法により、亜酸化窒素還元酵素を固定化した電極(N2OR電極)を得た。
N2OR電極をカソードとして用いた。一方、アノードには、亜酸化窒素還元酵素に変えてグルコース脱水素酵素(FADGDH)を用いた以外はN2OR電極と同様にして作製したグルコース脱水素酵素を固定化した電極(GDH電極)を用いた。これらの電極を100mMリン酸緩衝液(pH7.0)が満たされた反応槽に設置し、イオン交換膜でカソード側の試料液とアノード側の試料液を仕切った。アノード側の試料液に10mMとなるようグルコースを添加し、カソード側の試料液に2mMとなるようmPMSを電子メディエーターとして添加した。また、カソードとアノードはポテンショスタットに接続した(構成は図1を参照)。カソード側の試料液に、アルゴンガス又は亜酸化窒素ガスをバブリングし、その際の電流値をポテンショスタットにより計測した。
N2OR電極をカソードとして、GDH電極をアノードとして用いた。これらの電極を100mMリン酸緩衝液(pH7.0)が満たされた反応槽に設置した。実施例2とは異なり、カソード側の試料液とアノード側の試料液はイオン交換膜で仕切らずに一槽式の反応槽とした。また、電子メディエーターは添加しなかった。試料液に10mMとなるようにグルコースを添加し、カソードとアノードをポテンショスタットに接続した(構成は図2を参照)。試料液に、アルゴンガス又は亜酸化窒素ガスをバブリングし、その際の電流値をポテンショスタットにより計測した。
Claims (7)
- 亜酸化窒素還元酵素を有する酵素電極からなるカソードと、該カソードに接続されたアノードとを備える亜酸化窒素分解装置。
- 前記アノードが、有機物から電子を生成することのできる生物由来触媒を含むものである、請求項1に記載の亜酸化窒素分解装置。
- 前記生物由来触媒が、酵素、微生物及びバイオフィルムからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載の亜酸化窒素分解装置。
- 前記亜酸化窒素還元酵素が、チトクロームCと複合体を形成しているものである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の亜酸化窒素分解装置。
- 前記亜酸化窒素還元酵素が、チトクロームCをドメインに有するものである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の亜酸化窒素分解装置。
- 前記亜酸化窒素還元酵素が、Wolinella succinogenes由来のものである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の亜酸化窒素分解装置。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の亜酸化窒素分解装置を用いた亜酸化窒素分解方法であって、
前記カソードと亜酸化窒素を含む試料とを接触させ、前記アノードにおいて生成される電子を利用して、前記亜酸化窒素還元酵素の作用により前記亜酸化窒素を分解する亜酸化窒素分解方法。
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