JPH06315371A - 石炭飛散灰から金属酸化物を抽出する方法 - Google Patents
石炭飛散灰から金属酸化物を抽出する方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バイオ誘導方法により石炭飛散灰から金属酸
化物を抽出する。 【構成】 pHの範囲が5〜8の食塩水溶液中にその灰
を懸濁させ、この懸濁液に、食塩水溶液中で増殖可能で
ありそして金属酸化物と結合し得る微生物株を接種し、
そして得られる凝集体を分離する。GIN−1と表示し
そしてロドコッカス属の一員である新規なグラム陽性バ
クテリアを記述する。これは、スコットランドのアバデ
ィーンにある産業および海洋バクテリアの国家収集株式
会社(NCIMB)に番号40340で寄託されている。G
IN−1は、石炭飛散灰からの金属酸化物に関するバイ
オ技術処理に特に適切である。
化物を抽出する。 【構成】 pHの範囲が5〜8の食塩水溶液中にその灰
を懸濁させ、この懸濁液に、食塩水溶液中で増殖可能で
ありそして金属酸化物と結合し得る微生物株を接種し、
そして得られる凝集体を分離する。GIN−1と表示し
そしてロドコッカス属の一員である新規なグラム陽性バ
クテリアを記述する。これは、スコットランドのアバデ
ィーンにある産業および海洋バクテリアの国家収集株式
会社(NCIMB)に番号40340で寄託されている。G
IN−1は、石炭飛散灰からの金属酸化物に関するバイ
オ技術処理に特に適切である。
Description
【0001】
【発明の分野】本発明は、一般に、石炭飛散灰の処理分
野において、そこから金属酸化物を除去することに関す
る。金属酸化物の除去は、望まれるならば、互いに分離
した後、精製して、商業的に価値のある量の元素状金属
または金属化合物を生じさせ、そしてこの汚染物が除去
された石炭飛散灰を繰り返し使用のため再利用するか、
さもなければ埋め立て用として廃棄してもよい。この除
去された金属酸化物と互いに分離した後、精製して、商
業的に価値の量の金属または金属化合物を得てもよい。
野において、そこから金属酸化物を除去することに関す
る。金属酸化物の除去は、望まれるならば、互いに分離
した後、精製して、商業的に価値のある量の元素状金属
または金属化合物を生じさせ、そしてこの汚染物が除去
された石炭飛散灰を繰り返し使用のため再利用するか、
さもなければ埋め立て用として廃棄してもよい。この除
去された金属酸化物と互いに分離した後、精製して、商
業的に価値の量の金属または金属化合物を得てもよい。
【0002】本発明はまた、新規なバクテリア株、人工
環境からのその単離、並びに石炭飛散灰から金属酸化物
を除去するための使用に関する。
環境からのその単離、並びに石炭飛散灰から金属酸化物
を除去するための使用に関する。
【0003】
【発明の背景】石炭飛散灰が種々の金属、例えばアルミ
ニウム、チタン、亜鉛、銅、コバルトなどを通常不溶金
属酸化物の形態で含有していることは知られている。こ
れらの金属およびそれらの酸化物の多くは、この石炭飛
散灰が埋め立て用として廃棄されたとき、金属酸化物が
溶け出した海もしくは他の水路において、そして飲用
水、そして人が消費するための動物性および植物性食物
にそれらが入り込んだとき、環境上有害である。例え
ば、アルミニウムで汚染された食物源は脳に悪影響を与
えそしてアルツハイマー病の原因となると報告されてい
る。
ニウム、チタン、亜鉛、銅、コバルトなどを通常不溶金
属酸化物の形態で含有していることは知られている。こ
れらの金属およびそれらの酸化物の多くは、この石炭飛
散灰が埋め立て用として廃棄されたとき、金属酸化物が
溶け出した海もしくは他の水路において、そして飲用
水、そして人が消費するための動物性および植物性食物
にそれらが入り込んだとき、環境上有害である。例え
ば、アルミニウムで汚染された食物源は脳に悪影響を与
えそしてアルツハイマー病の原因となると報告されてい
る。
【0004】従って、多くの工業国における年間数百万
トンから成る石炭飛散灰の廃棄が重大な環境問題を引き
起こすことは明らかである。
トンから成る石炭飛散灰の廃棄が重大な環境問題を引き
起こすことは明らかである。
【0005】それらの性質および濃度に応じて、酸化物
として石炭飛散灰中に存在している金属はそれ自身工業
的な価値を有している。従って、一方において、石炭飛
散灰の廃棄に関連して生じる環境問題の比重、そして他
方、上記廃棄物からの金属の回収それ自身が経済的価値
を有すること、それらの両方は長い間認識されており、
そしてこの分野において、石炭飛散灰から金属酸化物を
除去する方法を探索するための早急な研究が長い間望ま
れていた。
として石炭飛散灰中に存在している金属はそれ自身工業
的な価値を有している。従って、一方において、石炭飛
散灰の廃棄に関連して生じる環境問題の比重、そして他
方、上記廃棄物からの金属の回収それ自身が経済的価値
を有すること、それらの両方は長い間認識されており、
そしてこの分野において、石炭飛散灰から金属酸化物を
除去する方法を探索するための早急な研究が長い間望ま
れていた。
【0006】いくつかの提案により、通常の化学的リー
チング方法で石炭飛散灰から金属が抽出されてはいる
が、しかしながら、これらは経済的魅力に欠けている、
と言うのは、それらを行うには強酸および他の化学品そ
して更に高価な耐酸装置の使用が必要とされているから
である。また、石炭飛散灰に関連してバイオリーチング
方法を用いることが提案されたが、この方法で用いられ
ている公知の微生物は増殖に強酸性条件を必要としてお
り、そして更にまた、それ自身が酸を生産し、その結
果、再び同様な処理上の問題を生じさせている。更に、
技術的に手間がかかることに加えて、これらの公知の化
学的そしてバイオ技術的酸消費方法は、多量の酸を取り
扱いそして廃棄する必要があるため、それら自身生態学
的に有害である。
チング方法で石炭飛散灰から金属が抽出されてはいる
が、しかしながら、これらは経済的魅力に欠けている、
と言うのは、それらを行うには強酸および他の化学品そ
して更に高価な耐酸装置の使用が必要とされているから
である。また、石炭飛散灰に関連してバイオリーチング
方法を用いることが提案されたが、この方法で用いられ
ている公知の微生物は増殖に強酸性条件を必要としてお
り、そして更にまた、それ自身が酸を生産し、その結
果、再び同様な処理上の問題を生じさせている。更に、
技術的に手間がかかることに加えて、これらの公知の化
学的そしてバイオ技術的酸消費方法は、多量の酸を取り
扱いそして廃棄する必要があるため、それら自身生態学
的に有害である。
【0007】原則として、バイオ技術的リーチングは、
石炭飛散灰から金属酸化物を除去することに関する課題
に対して環境に優しい解決を与えるものであるが、但
し、それらを穏やかな条件下で行うことを条件としてい
る。しかしながら、環境に優しい作業条件と共に金属酸
化物の有効な抽出を行い得るいかなる適切な微生物も今
まで見いだされていなかった。
石炭飛散灰から金属酸化物を除去することに関する課題
に対して環境に優しい解決を与えるものであるが、但
し、それらを穏やかな条件下で行うことを条件としてい
る。しかしながら、環境に優しい作業条件と共に金属酸
化物の有効な抽出を行い得るいかなる適切な微生物も今
まで見いだされていなかった。
【0008】本発明の目的は、石炭飛散灰から金属酸化
物をバイオ抽出するための、生態学的そして経済的に価
値ある方法を提供することにある。
物をバイオ抽出するための、生態学的そして経済的に価
値ある方法を提供することにある。
【0009】本発明の更に一層の目的は、その目的に使
用できる微生物を提供することにある。
用できる微生物を提供することにある。
【0010】
【発明の要約】本発明は、pHの範囲が5〜8の食塩水
溶液中で増殖可能な特定の微生物が水環境下の金属酸化
物を吸着する能力を有することを見い出したことを基に
している。
溶液中で増殖可能な特定の微生物が水環境下の金属酸化
物を吸着する能力を有することを見い出したことを基に
している。
【0011】従って、本発明は、pHの範囲が5〜8の
食塩水溶液中に石炭飛散灰の懸濁液を生じさせ、上記懸
濁液に、食塩水溶液中で増殖可能でありそして金属酸化
物と結合し得る微生物株の純粋培養細胞を加えることで
反応混合物を生じさせ、微生物細胞/金属酸化物の吸着
質凝集体を生成させるに充分な期間上記反応混合物を培
養し、そして該反応混合物から上記凝集体を分離する、
ことから成る、石炭飛散灰から金属酸化物を抽出する方
法を提供する。
食塩水溶液中に石炭飛散灰の懸濁液を生じさせ、上記懸
濁液に、食塩水溶液中で増殖可能でありそして金属酸化
物と結合し得る微生物株の純粋培養細胞を加えることで
反応混合物を生じさせ、微生物細胞/金属酸化物の吸着
質凝集体を生成させるに充分な期間上記反応混合物を培
養し、そして該反応混合物から上記凝集体を分離する、
ことから成る、石炭飛散灰から金属酸化物を抽出する方
法を提供する。
【0012】望まれるならば、その分離した微生物細胞
/金属酸化物の吸着質凝集体を、例えばその分離した凝
集体を該微生物が焼失する温度に加熱することにより、
そこから金属酸化物を回収するため処理してもよい。
/金属酸化物の吸着質凝集体を、例えばその分離した凝
集体を該微生物が焼失する温度に加熱することにより、
そこから金属酸化物を回収するため処理してもよい。
【0013】本発明の1つの具体例に従って、該石炭飛
散灰の上記懸濁液に少量の微生物細胞を接種した後、そ
こにその微生物を増殖させ、それにより上記反応混合物
を生じさせる。
散灰の上記懸濁液に少量の微生物細胞を接種した後、そ
こにその微生物を増殖させ、それにより上記反応混合物
を生じさせる。
【0014】本発明のもう1つの具体例に従って、所望
量の該微生物細胞を最初に食塩水溶液中で増殖させた
後、上記石炭飛散灰懸濁液に加えることで上記反応混合
物を生じさせる。
量の該微生物細胞を最初に食塩水溶液中で増殖させた
後、上記石炭飛散灰懸濁液に加えることで上記反応混合
物を生じさせる。
【0015】本発明の実施に必要な食塩水溶液は、海水
であるか、さもなければ標準的水供給源から供給される
淡水もしくは蒸留水から構成されており、この中に所望
量の適切な組成物から成る塩混合物が溶解されているも
のである。
であるか、さもなければ標準的水供給源から供給される
淡水もしくは蒸留水から構成されており、この中に所望
量の適切な組成物から成る塩混合物が溶解されているも
のである。
【0016】培養温度は、好適には約25〜約32℃の
範囲内であり、環境に応じてその培養期間は非常に短期
間、例えば30秒、或は比較的長期間、例えば1時間で
あってもよい。好適には、この反応混合物を培養中撹拌
する。
範囲内であり、環境に応じてその培養期間は非常に短期
間、例えば30秒、或は比較的長期間、例えば1時間で
あってもよい。好適には、この反応混合物を培養中撹拌
する。
【0017】この培養終了時に、この微生物細胞/金属
酸化物の吸着質凝集体を該混合物から分離する。例え
ば、浮沈分類方法、例えば約200rpmの範囲の弱い
遠心分離、自発的浮遊、或は誘発させた浮遊を用いても
よい。これらの浮沈分類方法のいずれかで、該微生物細
胞/金属酸化物の吸着質凝集体が沈降画分を生じる一
方、この反応混合物中に懸濁している残りの固体が浮遊
する。
酸化物の吸着質凝集体を該混合物から分離する。例え
ば、浮沈分類方法、例えば約200rpmの範囲の弱い
遠心分離、自発的浮遊、或は誘発させた浮遊を用いても
よい。これらの浮沈分類方法のいずれかで、該微生物細
胞/金属酸化物の吸着質凝集体が沈降画分を生じる一
方、この反応混合物中に懸濁している残りの固体が浮遊
する。
【0018】浮沈分類を用いる代わりに、この反応混合
物から該微生物細胞/金属酸化物の吸着質を除去するた
め、磁気分離を使用してもよい。この終わりに、該微生
物細胞を磁鉄鋼の如き常磁性化合物と会合させる必要が
ある。
物から該微生物細胞/金属酸化物の吸着質を除去するた
め、磁気分離を使用してもよい。この終わりに、該微生
物細胞を磁鉄鋼の如き常磁性化合物と会合させる必要が
ある。
【0019】従って、上で定義した方法の修飾により、
本発明は、食塩水溶液中の石炭飛散灰の第一懸濁液を生
じさせ、pHの範囲が5〜8の食塩水溶液中で特定種類
の微生物純粋培養物を個別に増殖させ、上記微生物の細
胞と会合し得る常磁性化合物を上記純粋培養物に混合す
ることで微生物細胞/常磁性化合物の複合体粒子を保持
している第二水懸濁液を生じさせ、その第一および第二
懸濁液を混合することで水系反応混合物を生じさせ、こ
の水系反応混合物を25〜32℃の温度で培養すること
で微生物細胞/常磁性化合物/金属酸化物の複合吸着質
凝集体を含有している第三懸濁液を生じさせ、上記第三
懸濁液に対して磁気分離を行い、それによって上記複合
吸着質を該第三懸濁液から分離し、そして上記複合吸着
質から該常磁性化合物を解離および分離し、それにより
微生物細胞/金属酸化物の吸着質を得る、ことから成
る、石炭飛散灰から金属酸化物を抽出する方法を提供す
る。
本発明は、食塩水溶液中の石炭飛散灰の第一懸濁液を生
じさせ、pHの範囲が5〜8の食塩水溶液中で特定種類
の微生物純粋培養物を個別に増殖させ、上記微生物の細
胞と会合し得る常磁性化合物を上記純粋培養物に混合す
ることで微生物細胞/常磁性化合物の複合体粒子を保持
している第二水懸濁液を生じさせ、その第一および第二
懸濁液を混合することで水系反応混合物を生じさせ、こ
の水系反応混合物を25〜32℃の温度で培養すること
で微生物細胞/常磁性化合物/金属酸化物の複合吸着質
凝集体を含有している第三懸濁液を生じさせ、上記第三
懸濁液に対して磁気分離を行い、それによって上記複合
吸着質を該第三懸濁液から分離し、そして上記複合吸着
質から該常磁性化合物を解離および分離し、それにより
微生物細胞/金属酸化物の吸着質を得る、ことから成
る、石炭飛散灰から金属酸化物を抽出する方法を提供す
る。
【0020】望まれるならば、このようにして得られた
微生物細胞/金属酸化物の吸着質を、例えば該微生物が
焼失する温度に加熱することにより、そこから金属酸化
物を回収するため処理してもよい。
微生物細胞/金属酸化物の吸着質を、例えば該微生物が
焼失する温度に加熱することにより、そこから金属酸化
物を回収するため処理してもよい。
【0021】好適には、特定された種類の該微生物細胞
と会合し得る該常磁性化合物は磁鉄鋼である。
と会合し得る該常磁性化合物は磁鉄鋼である。
【0022】該純粋微生物細胞の培養物を増殖させるた
めと、上記第一懸濁液を生じさせるための両方で用いら
れる該食塩水溶液は、海水であるか、さもなければ、標
準的水供給源から供給される淡水もしくは蒸留水から構
成されており、この中に所望量の適切な組成物から成る
塩混合物が添加されているものである。
めと、上記第一懸濁液を生じさせるための両方で用いら
れる該食塩水溶液は、海水であるか、さもなければ、標
準的水供給源から供給される淡水もしくは蒸留水から構
成されており、この中に所望量の適切な組成物から成る
塩混合物が添加されているものである。
【0023】磁気分離は、詳細に記述する必要のない公
知の技術である。本発明に従う方法に関する上記修飾の
実施において、該反応混合物を保持している容器を横切
って磁場を与え、それによって、上記第三水懸濁液を取
り出すとき該複合吸着質を該容器の壁に保持させる。次
に、この保持されている吸着質物質をフラッシュ洗浄し
た後、後者を回収するため、得られる複合吸着質の水懸
濁液を処理し、そして再び懸濁させて、この常磁性化合
物を該複合体から解離させる処理を受けさせる。二者択
一的に、その複合吸着質物質をフラッシュ洗浄すること
により得られる上記水懸濁液に対して、直接、上記処理
を行ってもよい。
知の技術である。本発明に従う方法に関する上記修飾の
実施において、該反応混合物を保持している容器を横切
って磁場を与え、それによって、上記第三水懸濁液を取
り出すとき該複合吸着質を該容器の壁に保持させる。次
に、この保持されている吸着質物質をフラッシュ洗浄し
た後、後者を回収するため、得られる複合吸着質の水懸
濁液を処理し、そして再び懸濁させて、この常磁性化合
物を該複合体から解離させる処理を受けさせる。二者択
一的に、その複合吸着質物質をフラッシュ洗浄すること
により得られる上記水懸濁液に対して、直接、上記処理
を行ってもよい。
【0024】この解離処理は本質的に機械的である。例
えば、該複合吸着質からの常磁性化合物の解離は、例え
ばマグネチックスターラーを用いて、水懸濁液中の該複
合吸着質を激しく撹拌し、それによって、該常磁性化合
物をその複合吸着質から解離させることで、浮遊してい
る微生物細胞/金属酸化物の吸着質を存在させる一方、
その常磁性化合物集積物を沈降物として存在させる。
えば、該複合吸着質からの常磁性化合物の解離は、例え
ばマグネチックスターラーを用いて、水懸濁液中の該複
合吸着質を激しく撹拌し、それによって、該常磁性化合
物をその複合吸着質から解離させることで、浮遊してい
る微生物細胞/金属酸化物の吸着質を存在させる一方、
その常磁性化合物集積物を沈降物として存在させる。
【0025】本発明に従って、異なる金属酸化物は、特
定種の微生物細胞の吸着速度によって互いに差異を示す
ことを見い出した。従って、本発明により、選択的吸着
が生じるように反応混合物の培養期間を調節すること
で、石炭飛散灰から特定の酸化物もしくは酸化物類の混
合物を選択的に除去することが可能になる。例えば、特
定種の微生物株を用い、この培養期間を例えば約30秒
〜約5分間に制限することで、石炭飛散灰から優先的に
酸化チタン(TiO2)が除去できる。TiO2を除去し
た後、他の酸化物、例えばAl2O3を除去するため培養
を繰り返してもよく、そしてこの操作を数回繰り返して
もよい。
定種の微生物細胞の吸着速度によって互いに差異を示す
ことを見い出した。従って、本発明により、選択的吸着
が生じるように反応混合物の培養期間を調節すること
で、石炭飛散灰から特定の酸化物もしくは酸化物類の混
合物を選択的に除去することが可能になる。例えば、特
定種の微生物株を用い、この培養期間を例えば約30秒
〜約5分間に制限することで、石炭飛散灰から優先的に
酸化チタン(TiO2)が除去できる。TiO2を除去し
た後、他の酸化物、例えばAl2O3を除去するため培養
を繰り返してもよく、そしてこの操作を数回繰り返して
もよい。
【0026】二者択一的に、本発明に従い、石炭飛散灰
中に存在している実際上全ての金属酸化物に対してその
微生物細胞を吸着させるに充分な程比較的長い培養時
間、例えば1時間処理し、それにより、金属酸化物の混
合物を生じさせ、その後これに対して、従来から公知の
方法による分離操作を行ってもよい。
中に存在している実際上全ての金属酸化物に対してその
微生物細胞を吸着させるに充分な程比較的長い培養時
間、例えば1時間処理し、それにより、金属酸化物の混
合物を生じさせ、その後これに対して、従来から公知の
方法による分離操作を行ってもよい。
【0027】本発明に従い、石炭飛散灰から金属酸化物
を除去した後残存する抽残物は、本質的に、未燃焼の炭
素、酸化ケイ素および恐らくはいくつかのケイ酸塩から
なっている。望まれるならば、この抽残物は燃料として
再利用されるか、さもなければ安全な埋め立て用として
廃棄されてもよい。
を除去した後残存する抽残物は、本質的に、未燃焼の炭
素、酸化ケイ素および恐らくはいくつかのケイ酸塩から
なっている。望まれるならば、この抽残物は燃料として
再利用されるか、さもなければ安全な埋め立て用として
廃棄されてもよい。
【0028】本発明に従う方法を実施するために用いら
れる微生物は、好適には、グラム陽性海洋バクテリア株
から成る群から選択される。
れる微生物は、好適には、グラム陽性海洋バクテリア株
から成る群から選択される。
【0029】本発明に従って、上記微生物の特に有益な
株は、人工環境から単離された後、同定された。従っ
て、本発明のもう1つの点において、ここでGIN−1
と表示しそしてロドコッカス(Rhodococcus)属の一員
であるグラム陽性バクテリア株の純粋培養物を提供す
る。このGIN−1株のサンプルは、スコットランドの
アバディーンにある産業および海洋バクテリアの国家収
集株式会社(National Collections of Industrial and
Marine Bacterial Ltd.)(NCIMB)に番号40340
で寄託した。
株は、人工環境から単離された後、同定された。従っ
て、本発明のもう1つの点において、ここでGIN−1
と表示しそしてロドコッカス(Rhodococcus)属の一員
であるグラム陽性バクテリア株の純粋培養物を提供す
る。このGIN−1株のサンプルは、スコットランドの
アバディーンにある産業および海洋バクテリアの国家収
集株式会社(National Collections of Industrial and
Marine Bacterial Ltd.)(NCIMB)に番号40340
で寄託した。
【0030】
【発明の詳細な記述】次に示す非制限的実施例および付
随する表および図を用いてここに本発明を更に詳細に説
明する。
随する表および図を用いてここに本発明を更に詳細に説
明する。
【0031】
【実施例】実施例1:石炭灰成分に粘着し得る微生物の単離 a. 微生物源 イスラエルのHaderaにある石炭火力Hadera発電所または
その近くで約20個のサンプルから成る水流出液、貯水
および土壌を収集した。これらのサンプルの各々に対し
て予備的顕微鏡写真検査を行った。標準的方法およびそ
のための装置を用いてこれらのサンプル中のpHおよび
伝導度を測定することにより、流出水サンプルの追加的
特徴付けを行った。
その近くで約20個のサンプルから成る水流出液、貯水
および土壌を収集した。これらのサンプルの各々に対し
て予備的顕微鏡写真検査を行った。標準的方法およびそ
のための装置を用いてこれらのサンプル中のpHおよび
伝導度を測定することにより、流出水サンプルの追加的
特徴付けを行った。
【0032】b. 石炭灰サンプル 前述したHadera発電所から15kgの石炭灰混合物サン
プルを採取し、そしてDepartment of Biotechnology、 T
el-Aviv University、 Tel-Aviv、 Israelに室温で保存し
た。
プルを採取し、そしてDepartment of Biotechnology、 T
el-Aviv University、 Tel-Aviv、 Israelに室温で保存し
た。
【0033】c. 単離した微生物株の富裕化培養物 沈澱プールから得られる上記流出水サンプルの1つを、
上述した石炭灰混合物が25%(w/v)入っている複
合富裕媒体に接種した。この複合富裕媒体は海水を基に
して、次のように調合した:0.22ミクロンのフィル
ターで濾過することにより滅菌した海水1L、栄養ブロ
スの25%(w/v)無菌溶液20mL、10%(w/
v)の無菌NH4Cl溶液10mL、0.5Mの無菌燐
酸カリウム緩衝液(pH=6.5)10mL、250g
の石炭灰。
上述した石炭灰混合物が25%(w/v)入っている複
合富裕媒体に接種した。この複合富裕媒体は海水を基に
して、次のように調合した:0.22ミクロンのフィル
ターで濾過することにより滅菌した海水1L、栄養ブロ
スの25%(w/v)無菌溶液20mL、10%(w/
v)の無菌NH4Cl溶液10mL、0.5Mの無菌燐
酸カリウム緩衝液(pH=6.5)10mL、250g
の石炭灰。
【0034】接種した富裕媒体を副次的に個々の試験培
養物に分割した後、次のようにして微生物株の単離を生
じさせるための富裕化操作を行った: i) 第一段階の富裕化 図1に図式的に示した連続富裕化システムを用いた。示
したように、このシステムは、上記複合富裕媒体が入っ
ている貯水槽1、ぜん動性のポンプ2、吸着反応槽3、
反応槽出口レベル調節装置4、そして液体を分析するた
めの複数のサンプリング用ビーカー5、から成ってい
る。
養物に分割した後、次のようにして微生物株の単離を生
じさせるための富裕化操作を行った: i) 第一段階の富裕化 図1に図式的に示した連続富裕化システムを用いた。示
したように、このシステムは、上記複合富裕媒体が入っ
ている貯水槽1、ぜん動性のポンプ2、吸着反応槽3、
反応槽出口レベル調節装置4、そして液体を分析するた
めの複数のサンプリング用ビーカー5、から成ってい
る。
【0035】これらの培養物を、最初に旋回撹拌(20
0rpm)下、異なる温度25℃、30℃、32℃、3
5℃および40℃で培養した。微生物の増殖を顕微鏡お
よび生菌培養試験で観察した。
0rpm)下、異なる温度25℃、30℃、32℃、3
5℃および40℃で培養した。微生物の増殖を顕微鏡お
よび生菌培養試験で観察した。
【0036】これらの培養物各々のサンプル10mLを
上記連続富裕化システムに接種した。このシステム中の
反応3は、連続的に撹拌されている熱調節(32℃)さ
れたガラス製の容器(500mL)を基としており、こ
の中で、吸着用材料のサンプルが該複合海水媒体中に懸
濁されている。吸着させるべき候補細胞が入っているサ
ンプルをこの容器に注入した後、15分間その固体状粒
子と接触させる。この吸着段階に続いて、濾過した複合
海水媒体を連続して(D=0.5h-1)該吸着反応槽に
送り込むことでフラッシュ洗浄し、そして反応槽液1容
積当たり約10容積の媒体を用いて未吸着細胞を洗浄す
る。最終的フラッシュ洗浄は、濾過した海水のみを用い
て行った。保持されている粒子状の石炭灰物のサンプル
を取り出した後、石炭灰粘着株を単離するため、栄養寒
天平板培養上に広げた。
上記連続富裕化システムに接種した。このシステム中の
反応3は、連続的に撹拌されている熱調節(32℃)さ
れたガラス製の容器(500mL)を基としており、こ
の中で、吸着用材料のサンプルが該複合海水媒体中に懸
濁されている。吸着させるべき候補細胞が入っているサ
ンプルをこの容器に注入した後、15分間その固体状粒
子と接触させる。この吸着段階に続いて、濾過した複合
海水媒体を連続して(D=0.5h-1)該吸着反応槽に
送り込むことでフラッシュ洗浄し、そして反応槽液1容
積当たり約10容積の媒体を用いて未吸着細胞を洗浄す
る。最終的フラッシュ洗浄は、濾過した海水のみを用い
て行った。保持されている粒子状の石炭灰物のサンプル
を取り出した後、石炭灰粘着株を単離するため、栄養寒
天平板培養上に広げた。
【0037】ii) 第二段階の富裕化 7つの純粋培養物を増殖させた後、該石炭灰を純粋な二
酸化チタンに置き換えた連続吸着反応槽に再び注入す
る。吸着段階後、複合媒体を用いてこの反応槽をフラッ
シュ洗浄した後、濾過した海水で洗浄して、非吸着細胞
を除去した。保持されているTiO2粒子のサンプルを
栄養寒天平板培地上に広げて、最終的な粘着微生物の単
離を行った。
酸化チタンに置き換えた連続吸着反応槽に再び注入す
る。吸着段階後、複合媒体を用いてこの反応槽をフラッ
シュ洗浄した後、濾過した海水で洗浄して、非吸着細胞
を除去した。保持されているTiO2粒子のサンプルを
栄養寒天平板培地上に広げて、最終的な粘着微生物の単
離を行った。
【0038】iii) 純粋培養物 上記第二段階の富裕化操作により選択したTiO2粘着
微生物の純粋培養物を次のようにして得た:この選択し
た培養物からサンプルを採取した後、TiO2が入って
いる新鮮な培養物に接種することで、石炭灰およびTi
O2に対するそれらの吸着特性を確認した。上述した同
様の複合媒体を用いた。最終濃度が25%(w/v)に
なるように石炭灰を添加し、そして10%(w/v)に
なるようにTiO2を添加した。旋回撹拌下、異なる温
度でこれらの培養物を保温した。これらの単離物の大部
分に対して最良の増殖を支持する温度範囲は28〜32
℃であることが見いだされた。
微生物の純粋培養物を次のようにして得た:この選択し
た培養物からサンプルを採取した後、TiO2が入って
いる新鮮な培養物に接種することで、石炭灰およびTi
O2に対するそれらの吸着特性を確認した。上述した同
様の複合媒体を用いた。最終濃度が25%(w/v)に
なるように石炭灰を添加し、そして10%(w/v)に
なるようにTiO2を添加した。旋回撹拌下、異なる温
度でこれらの培養物を保温した。これらの単離物の大部
分に対して最良の増殖を支持する温度範囲は28〜32
℃であることが見いだされた。
【0039】iv) 単離操作の結果 選択された石炭灰およびTiO2に対して吸着能力を有
する7つの微生物株を単離し、純粋培養物を調製した
後、次に行う試験のため保存した。
する7つの微生物株を単離し、純粋培養物を調製した
後、次に行う試験のため保存した。
【0040】上述操作で得られた7つの単離物は全てグ
ラム陽性バクテリアであることが見いだされ、このこと
は、この富裕下培養物中の選択的圧力に対してこの群の
バクテリアが適合性を有している可能性を示唆してお
り、この圧力は、一般に、該石炭灰中に存在している金
属酸化物、特にそのTiO2によって示される。この適
合性は、これらの金属酸化物と結合する能力、即ち粘着
性、を有するバクテリアの細胞を与えるが、これらの酸
化物がその細胞に悪影響を与えるのを阻止しているとこ
ろの、これらのバクテリアの外側表面上の多糖類膜に関
係していると考えられる。
ラム陽性バクテリアであることが見いだされ、このこと
は、この富裕下培養物中の選択的圧力に対してこの群の
バクテリアが適合性を有している可能性を示唆してお
り、この圧力は、一般に、該石炭灰中に存在している金
属酸化物、特にそのTiO2によって示される。この適
合性は、これらの金属酸化物と結合する能力、即ち粘着
性、を有するバクテリアの細胞を与えるが、これらの酸
化物がその細胞に悪影響を与えるのを阻止しているとこ
ろの、これらのバクテリアの外側表面上の多糖類膜に関
係していると考えられる。
【0041】石炭灰成分、特にTiO2、に粘着するこ
とを予め見つけ出したところの、この単離したバクテリ
アの2つを、それらの細胞およびコロニー形態学、そし
てそれらの生理学および予備保存条件、に関するいくつ
かの基本的な点に関して顕微鏡を用い特徴付けした。両
方のバクテリアは色素を生産し、そして他の株もしくは
不純物から容易に区別され得る。
とを予め見つけ出したところの、この単離したバクテリ
アの2つを、それらの細胞およびコロニー形態学、そし
てそれらの生理学および予備保存条件、に関するいくつ
かの基本的な点に関して顕微鏡を用い特徴付けした。両
方のバクテリアは色素を生産し、そして他の株もしくは
不純物から容易に区別され得る。
【0042】この単離されたバクテリアの1つを、石炭
灰から金属酸化物を抽出するための以後記述する本発明
の方法を実施する目的で選択した。この選択は、それら
が有する特に良好な増殖、生存、並びにTiO2への粘
着特性、に関する観察を基にして行った。この株はサー
モンピンクに着色した色素を生産し、そしてこれをGI
N−1と名付けた。半固体状の栄養寒天培地が入ってい
るペトリ皿上で増殖させたGIN−1株の純粋培養物を
図2に示す。このGIN−1株の液体培養物中にもその
典型的なサーモンピンク色の色素が現れたことも特記す
る。
灰から金属酸化物を抽出するための以後記述する本発明
の方法を実施する目的で選択した。この選択は、それら
が有する特に良好な増殖、生存、並びにTiO2への粘
着特性、に関する観察を基にして行った。この株はサー
モンピンクに着色した色素を生産し、そしてこれをGI
N−1と名付けた。半固体状の栄養寒天培地が入ってい
るペトリ皿上で増殖させたGIN−1株の純粋培養物を
図2に示す。このGIN−1株の液体培養物中にもその
典型的なサーモンピンク色の色素が現れたことも特記す
る。
【0043】実施例2: GIN−1の微生物学的特性
記述 実施例1に従って精製したGIN−1株を次のように更
に特徴付けした: i) 増殖用培地の栄養必要条件および確立 このバクテリアの特性記述における第一必須段階は、選
択された酸化物に対するそれが有する粘着能力が充分に
発現される最適な増殖用培地を確立することであった。
この培地はこのバクテリアの常規培養に用いられる。
記述 実施例1に従って精製したGIN−1株を次のように更
に特徴付けした: i) 増殖用培地の栄養必要条件および確立 このバクテリアの特性記述における第一必須段階は、選
択された酸化物に対するそれが有する粘着能力が充分に
発現される最適な増殖用培地を確立することであった。
この培地はこのバクテリアの常規培養に用いられる。
【0044】異なる液状もしくは半固体状媒体上でのG
IN−1の培養を行って、このバクテリアが利用する炭
素源は何であるかを試験した。これに関して、糖類、ア
ルコール類、有機酸類、トリグリセリド類、炭化水素
類、そして他のいくつかの入手可能複合混合物(これら
の全ては科学グレードの純度を有する)、例えば異なる
給源(肉、大豆など)から得られる蛋白質の加水分解
物、を試験した。
IN−1の培養を行って、このバクテリアが利用する炭
素源は何であるかを試験した。これに関して、糖類、ア
ルコール類、有機酸類、トリグリセリド類、炭化水素
類、そして他のいくつかの入手可能複合混合物(これら
の全ては科学グレードの純度を有する)、例えば異なる
給源(肉、大豆など)から得られる蛋白質の加水分解
物、を試験した。
【0045】GIN−1が利用する窒素源に関しても同
様の分析を行い、その試験した窒素源は、アンモニウム
イオン、硝酸塩、アミノ酸または蛋白質であった。
様の分析を行い、その試験した窒素源は、アンモニウム
イオン、硝酸塩、アミノ酸または蛋白質であった。
【0046】表1および2に、GIN−1が利用する炭
素および窒素源を要約する。表3には、このGIN−1
株に関するより完全な化学分類学的分析を要約する。こ
れらの表中に示したデータは、このGIN−1株を完全
に同定しそして分類分けすることを目的とした診断試験
を含む一連の標準的試験から得られた。従って、これら
の表中に示した結果を基にすることで、密接に関係した
菌株と比較したとき、このGIN−1株の特徴的性質を
見分けることが可能であった。
素および窒素源を要約する。表3には、このGIN−1
株に関するより完全な化学分類学的分析を要約する。こ
れらの表中に示したデータは、このGIN−1株を完全
に同定しそして分類分けすることを目的とした診断試験
を含む一連の標準的試験から得られた。従って、これら
の表中に示した結果を基にすることで、密接に関係した
菌株と比較したとき、このGIN−1株の特徴的性質を
見分けることが可能であった。
【0047】この細胞壁の構成およびこのGIN−1株
の脂肪酸概要に対して行った標準的操作による分析の結
果、次のことが分かった:GIN−1の細胞壁ジアミノ
酸はメソ−DAPである。ミコール酸もまた存在してい
る。GIN−1の主要な酸は直鎖の飽和および不飽和酸
であり、そしてC10上にCH3基を有する分枝酸、特に
ツベルクロステアリン酸(10−メチルオクタデカン
酸)が存在していることを、上記脂肪酸概要は示してい
る。
の脂肪酸概要に対して行った標準的操作による分析の結
果、次のことが分かった:GIN−1の細胞壁ジアミノ
酸はメソ−DAPである。ミコール酸もまた存在してい
る。GIN−1の主要な酸は直鎖の飽和および不飽和酸
であり、そしてC10上にCH3基を有する分枝酸、特に
ツベルクロステアリン酸(10−メチルオクタデカン
酸)が存在していることを、上記脂肪酸概要は示してい
る。
【0048】
【表1】
【0049】
【表2】 確定培地中で各々の窒素源に関して試験した。
【0050】+=良好な増殖 ±=弱い増殖
−=増殖せず
−=増殖せず
【0051】
【表3】表3 特定の炭素および窒素源を分解しそして種々の単一炭素
源および特定の増殖条件下で増殖するGIN−1株が有
する能力。
源および特定の増殖条件下で増殖するGIN−1株が有
する能力。
【0052】分解 : 分解能力 アデニン − チロシン + 尿素 −単一炭素源上の増殖 増殖 イノシトール1 − マルトース − マンニトール + ラムノース − ソルビトール + m−ヒドロキシ安息香酸2 + アジピン酸ナトリウム − 安息香酸ナトリウム + クエン酸ナトリウム + 乳酸ナトリウム + テストステロン − L−チロシン + グリセロール1 − トレハロース − p−ヒドロキシ安息香酸2 (+) 5%NaCl中の増殖 + 10℃での増殖 (+) デキストロースアジド3中の増殖 − ONPG −1 1%w/v2 0.1%w/v3 0.02%w/v (+) 弱い陽性実施例3: GIN−1の確定増殖用培地および増殖条
件 海水を基とする半確定的増殖用培地組成を、実施例2に
示す結果を基にして確立した。この培地はこのバクテリ
アの良好な増殖を支持する。しかしながら、この組成は
最初、いくらかの塩(主に燐酸塩)が沈澱したため、バ
クテリアの増殖を迅速に見積もることに関していくらか
の困難を示した。結果として、一定した細胞増殖に重要
なところの、海水を通常特徴付けている実際上の塩濃度
および他の条件を模擬した最終的確定培地組成を確立
し、そしてこれらに関する他の条件は主にpHと浸透ポ
テンシャルである。
件 海水を基とする半確定的増殖用培地組成を、実施例2に
示す結果を基にして確立した。この培地はこのバクテリ
アの良好な増殖を支持する。しかしながら、この組成は
最初、いくらかの塩(主に燐酸塩)が沈澱したため、バ
クテリアの増殖を迅速に見積もることに関していくらか
の困難を示した。結果として、一定した細胞増殖に重要
なところの、海水を通常特徴付けている実際上の塩濃度
および他の条件を模擬した最終的確定培地組成を確立
し、そしてこれらに関する他の条件は主にpHと浸透ポ
テンシャルである。
【0053】上述した培地は溶解した塩類の混合物から
成っており、これらの塩類は、窒素、燐酸塩、硫黄およ
び微量要素に関する要求を網羅し、そしてこの海洋バク
テリアのための均衡の取れた浸透環境を支える。炭素源
としてグルコースを添加する。確定した少量の酵母抽出
物を加えることで窒素源として用い、そして特定の、し
かし同定されていない、栄養要求量を与える。他の一連
の複合富裕混合物から選択した最良の補足物として次に
示す酵母抽出物を選択した:栄養ブロス、トリプトース
・ソイ・ブロス(Tryptose Soy Broth)、キャシトン
(Casitone)。フラスコ中で増殖するバッチ培養物に対
していかなる制限も与えないように、表4a中に示す酵
母抽出物の濃度を過剰に用いる。
成っており、これらの塩類は、窒素、燐酸塩、硫黄およ
び微量要素に関する要求を網羅し、そしてこの海洋バク
テリアのための均衡の取れた浸透環境を支える。炭素源
としてグルコースを添加する。確定した少量の酵母抽出
物を加えることで窒素源として用い、そして特定の、し
かし同定されていない、栄養要求量を与える。他の一連
の複合富裕混合物から選択した最良の補足物として次に
示す酵母抽出物を選択した:栄養ブロス、トリプトース
・ソイ・ブロス(Tryptose Soy Broth)、キャシトン
(Casitone)。フラスコ中で増殖するバッチ培養物に対
していかなる制限も与えないように、表4a中に示す酵
母抽出物の濃度を過剰に用いる。
【0054】塩類の1つ、即ちKClの濃度が良好な増
殖を支持するに重要であることが見いだされた。海水、
特にこのGIN−1株が発生した地中海の、全体的塩濃
度に類似した濃度に合致させるように注意深く濃度を最
適化した。
殖を支持するに重要であることが見いだされた。海水、
特にこのGIN−1株が発生した地中海の、全体的塩濃
度に類似した濃度に合致させるように注意深く濃度を最
適化した。
【0055】GIN−1が増殖するために最適なpHは
6.5〜7.2の範囲内であることが見いだされた。
6.5〜7.2の範囲内であることが見いだされた。
【0056】GIN−1の優れた増殖を支持する確定培
地の最終的組成を表4aおよび4b中に示す。
地の最終的組成を表4aおよび4b中に示す。
【0057】
【表4】 * ストック用溶液(20倍の濃度)を製造し、個々に
滅菌した後、所望の濃度になるまで無菌培地に添加し
た。
滅菌した後、所望の濃度になるまで無菌培地に添加し
た。
【0058】** 次の表4bに従う微量塩溶液。
【0059】
【表5】 これらの塩類を水に溶解した後、濃H2SO4を加えるこ
とで酸性化してpH=2.0にすることにより、この微
量塩溶液を製造した。滅菌が要求されている場合、この
溶液を膜フィルターにかけた。
とで酸性化してpH=2.0にすることにより、この微
量塩溶液を製造した。滅菌が要求されている場合、この
溶液を膜フィルターにかけた。
【0060】GIN−1が増殖できる温度に関する分析
を行った結果、この株は10℃、37℃および45℃で
増殖できることが分かった。
を行った結果、この株は10℃、37℃および45℃で
増殖できることが分かった。
【0061】しかしながら、GIN−1の増殖に最適な
温度範囲は28〜32℃であることが分かった。この範
囲以下の温度(25℃以下)でも良好な増殖を支持し
た。しかしながら、この最適温度以上の温度では、ゆっ
くりとした増殖を生じさせた(最適増殖速度の10〜2
0%)。
温度範囲は28〜32℃であることが分かった。この範
囲以下の温度(25℃以下)でも良好な増殖を支持し
た。しかしながら、この最適温度以上の温度では、ゆっ
くりとした増殖を生じさせた(最適増殖速度の10〜2
0%)。
【0062】上で確定した培地を、バイオ吸着試験並び
に大規模の発酵装置中で細胞培養のために使用した。
に大規模の発酵装置中で細胞培養のために使用した。
【0063】このGIN−1細胞(32℃)をこの確定
培地から該海水媒体に移植しても、活力を低下させるこ
となく、また誘導期間を有意に変化させることもなかっ
た。これらの細胞を富裕複合培地から海水環境もしくは
該確定培地に移植しても同様の結果が得られた。
培地から該海水媒体に移植しても、活力を低下させるこ
となく、また誘導期間を有意に変化させることもなかっ
た。これらの細胞を富裕複合培地から海水環境もしくは
該確定培地に移植しても同様の結果が得られた。
【0064】前述した確定培地組成中の全ての成分は商
業的に入手可能である。その糖類および酵母抽出源を、
糖類の濃縮混合物そして糖蜜およびコーン・スティープ
・リカーの如き給源からの栄養物、或は食品産業から容
易に入手可能の他の副産物で置き換えてもよい。これら
の媒体成分の置き換えによっても、GIN−1の増殖に
対していかなる悪影響も与えない。
業的に入手可能である。その糖類および酵母抽出源を、
糖類の濃縮混合物そして糖蜜およびコーン・スティープ
・リカーの如き給源からの栄養物、或は食品産業から容
易に入手可能の他の副産物で置き換えてもよい。これら
の媒体成分の置き換えによっても、GIN−1の増殖に
対していかなる悪影響も与えない。
【0065】実施例4: GIN−1の小規模細胞培養 i) GIN−1の細胞量測定 蛋白質含有量測定による細胞量の評価は、バクテリア培
養物に適用したとき、並びに石炭灰中の或は純粋な形態
の関係する酸化物を用いた吸着試験に適用したとき、有
益であることが見いだされた。蛋白質含有量の決定に
は、細胞を0.2NのNaOH中に再懸濁させた後この
懸濁液を100℃で20分間加熱することによる、初期
のアルカリ処理が必要であった。次に、この沸騰した懸
濁液に関して、本分野でよく知られている標準の蛋白質
測定分析法、例えば記述されているLowry方法により、
これが有する蛋白質含有量を評価した。
養物に適用したとき、並びに石炭灰中の或は純粋な形態
の関係する酸化物を用いた吸着試験に適用したとき、有
益であることが見いだされた。蛋白質含有量の決定に
は、細胞を0.2NのNaOH中に再懸濁させた後この
懸濁液を100℃で20分間加熱することによる、初期
のアルカリ処理が必要であった。次に、この沸騰した懸
濁液に関して、本分野でよく知られている標準の蛋白質
測定分析法、例えば記述されているLowry方法により、
これが有する蛋白質含有量を評価した。
【0066】ii) GIN−1の増殖速度 上記培地(実施例3)中でのこのバクテリアの32℃好
気性増殖は速かった。1.2〜1.8時間から成る倍加
時間(0.3〜0.5h-1の比増殖速度)が容易に達成
され、このことは大スケールでの迅速で便利な培養が可
能であることを示唆していた。標準的三角フラスコ中で
の常規好気性細胞培養では、30時間以内に1リットル
当たり4〜6gの細胞(乾燥細胞重量)から成る細胞増
殖が得られた。GIN−1の典型的な増殖曲線を図4に
示し、ここでの増殖条件は下記の通りであった:上述し
た確定培地が入っている三角フラスコ中で細胞を培養し
た。旋回振とう下撹拌しながらこれらの培養物を32℃
で増殖させた。定期的に培養サンプルを取り出し、次の
ようにしてそれらの細胞量を測定した:(a)標準的分
光光度計を用いた660nmの吸収分光光学的測定、
(b)上記(i)中に示したLowry方法による蛋白質測
定、そして(c)洗浄した細胞を80℃で乾燥した後の
乾燥細胞重量の測定。
気性増殖は速かった。1.2〜1.8時間から成る倍加
時間(0.3〜0.5h-1の比増殖速度)が容易に達成
され、このことは大スケールでの迅速で便利な培養が可
能であることを示唆していた。標準的三角フラスコ中で
の常規好気性細胞培養では、30時間以内に1リットル
当たり4〜6gの細胞(乾燥細胞重量)から成る細胞増
殖が得られた。GIN−1の典型的な増殖曲線を図4に
示し、ここでの増殖条件は下記の通りであった:上述し
た確定培地が入っている三角フラスコ中で細胞を培養し
た。旋回振とう下撹拌しながらこれらの培養物を32℃
で増殖させた。定期的に培養サンプルを取り出し、次の
ようにしてそれらの細胞量を測定した:(a)標準的分
光光度計を用いた660nmの吸収分光光学的測定、
(b)上記(i)中に示したLowry方法による蛋白質測
定、そして(c)洗浄した細胞を80℃で乾燥した後の
乾燥細胞重量の測定。
【0067】iii) 蛋白質とGIN−1全細胞量と
の比率 上記(ii)中で得られた結果から計算した蛋白質と乾
燥細胞重量との得られた比率が約0.24g/gである
ことにより、このバクテリア細胞が他の多くのバクテリ
ア株に比較して多量の非蛋白質材料を含有していること
が示された(大部分の単細胞バクテリア中において、こ
の比率は0.6g/gに近い)。上記蛋白質と乾燥細胞
重量との比率は、この細胞を取り巻きそしてこの細胞の
ための保護用の殻として働きそしてまた石炭灰中の酸化
物に対するそれらが有する吸着能力に関係している可能
性のあるところの、厚いポリマー状の膜が存在している
ことを示唆している。これに関して、グラム陽性バクテ
リアは一般に、特定のバイオポリマー類、例えばテイコ
イル酸、β−ポリヒドロキシ酪酸塩およびペプチドグリ
カン類の厚い層を有しておりそしてそれらを蓄積し、そ
してしばしば細胞外膜の形態でこれらのバイオポリマー
を分泌することを特記する。これに関連して、実施例2
で上述したように、細胞外膜中に組み込まれ得るところ
の、このGIN−1株細胞壁のジアミノ酸、即ちメソ−
DAP、ミコール酸および他の主要脂肪酸、特にこの菌
株のツベルクロステアリン酸が、石炭灰中の酸化物を吸
収するこの株が有する能力に関係している可能性があ
る。
の比率 上記(ii)中で得られた結果から計算した蛋白質と乾
燥細胞重量との得られた比率が約0.24g/gである
ことにより、このバクテリア細胞が他の多くのバクテリ
ア株に比較して多量の非蛋白質材料を含有していること
が示された(大部分の単細胞バクテリア中において、こ
の比率は0.6g/gに近い)。上記蛋白質と乾燥細胞
重量との比率は、この細胞を取り巻きそしてこの細胞の
ための保護用の殻として働きそしてまた石炭灰中の酸化
物に対するそれらが有する吸着能力に関係している可能
性のあるところの、厚いポリマー状の膜が存在している
ことを示唆している。これに関して、グラム陽性バクテ
リアは一般に、特定のバイオポリマー類、例えばテイコ
イル酸、β−ポリヒドロキシ酪酸塩およびペプチドグリ
カン類の厚い層を有しておりそしてそれらを蓄積し、そ
してしばしば細胞外膜の形態でこれらのバイオポリマー
を分泌することを特記する。これに関連して、実施例2
で上述したように、細胞外膜中に組み込まれ得るところ
の、このGIN−1株細胞壁のジアミノ酸、即ちメソ−
DAP、ミコール酸および他の主要脂肪酸、特にこの菌
株のツベルクロステアリン酸が、石炭灰中の酸化物を吸
収するこの株が有する能力に関係している可能性があ
る。
【0068】実施例5: GIN−1の分類および同定 i) 標準的診断用培地および分析法 それらの生理学的特性をより良く理解する目的で、単離
した菌株を分類分けしそして同定するため選択性を示す
診断用培地を用いた。これらの特性はそれらの外部表面
特性、特に金属酸化物に対するそれらの吸着能力に関す
るものである。更に、上記バクテリアの取り扱いに関す
る安全上の理由のため、これらの特性は重要である。
した菌株を分類分けしそして同定するため選択性を示す
診断用培地を用いた。これらの特性はそれらの外部表面
特性、特に金属酸化物に対するそれらの吸着能力に関す
るものである。更に、上記バクテリアの取り扱いに関す
る安全上の理由のため、これらの特性は重要である。
【0069】このGIN−1株の生化学的および生理学
的同定を、標準の同定分析方法で行った。
的同定を、標準の同定分析方法で行った。
【0070】Biomerieux(フランス)の標準キット(ap
i 20 ne; ATB G- #1401; ATB Staph #1402-OF)をこ
の同定の目的で用いた。これらのキットのいくつかは、
特定の生化学的詳細に関する解明に貢献し、一方、他の
ものは、GIN−1の抗生物質感受性概要の測定に対し
て貢献した。
i 20 ne; ATB G- #1401; ATB Staph #1402-OF)をこ
の同定の目的で用いた。これらのキットのいくつかは、
特定の生化学的詳細に関する解明に貢献し、一方、他の
ものは、GIN−1の抗生物質感受性概要の測定に対し
て貢献した。
【0071】GIN−1の特性同定の要約を下記の表5
および6に示す。
および6に示す。
【0072】このGIN−1株の同定に関する上述した
集積データに従い、これは、コリネ型の種であり、ロド
コッカス(Rhodococcus)属に属し、そして恐らくは新
規なロドコッカス種であると結論づけた。
集積データに従い、これは、コリネ型の種であり、ロド
コッカス(Rhodococcus)属に属し、そして恐らくは新
規なロドコッカス種であると結論づけた。
【0073】GIN−1を他の公知のロドコッカス種と
比較したとき、GIN−1はこれらの種の生化学的概要
に完全には一致していないと結論づけた。更に、公知種
のロドコッカス・ロドクロウス(Rhdococcus rhodochro
us)はGIN−1のそれと非常に類似した生化学的概要
を有しているが、しかしながら、それは単一炭素源とし
てマルトース、アジピン酸ナトリウム、テストステロ
ン、グリセロールおよびトレハロースを利用することが
できるが、GIN−1はそれらのどれも単一炭素源とし
て利用できない点において、GIN−1とは異なってい
る(表3)。
比較したとき、GIN−1はこれらの種の生化学的概要
に完全には一致していないと結論づけた。更に、公知種
のロドコッカス・ロドクロウス(Rhdococcus rhodochro
us)はGIN−1のそれと非常に類似した生化学的概要
を有しているが、しかしながら、それは単一炭素源とし
てマルトース、アジピン酸ナトリウム、テストステロ
ン、グリセロールおよびトレハロースを利用することが
できるが、GIN−1はそれらのどれも単一炭素源とし
て利用できない点において、GIN−1とは異なってい
る(表3)。
【0074】前述したように、このGIN−1株のサン
プルを、スコットランドのアバディーンにある産業およ
び海洋バクテリアの国家収集株式会社(National Colle
ctions of Industrial and Marine Bacteria Ltd.)
(NCIMB)に番号40340で寄託した。
プルを、スコットランドのアバディーンにある産業およ
び海洋バクテリアの国家収集株式会社(National Colle
ctions of Industrial and Marine Bacteria Ltd.)
(NCIMB)に番号40340で寄託した。
【0075】
【表6】 表5 GIN−1同定特性 コロニー、形状 サーモンピンク色;不透明;丸型;普通;完全; および形態 凸型;艶無し;そして直径0.5mm未満 * 不規則な束中に現れる。
【0076】 グラム 陽性 べん毛 存在、運動性観察されず 炭素源の利用、細胞壁構成および脂肪酸概要 (実施例2参照) ** 硝酸塩の亜硝酸への還元 + 亜硝酸の窒素への還元 − オキシダーゼ − カタラーゼ + アラニンデヒドロゲナーゼ + フェニルアラニンデアミナーゼ − プロリンアリールアミダーゼ + β−グルコロニダーゼ − β−D−グルコシダーゼ − β−D−キシロシダーゼ − β−D−ガラクトシダーゼ − ウレアーゼ − * 図3A〜D中に記述した顕微鏡分析から得た形態学
的データ。図3Aは、培養物中のGIN−1細胞の相顕
微鏡写真(倍率x1000)を示し、図3Bは、蛍光標
識が二酸化プロピジウムであるところの、図3AのGI
N−1細胞の蛍光顕微鏡写真(倍率x1000)を示し
ており、そして3CおよびDは、負の染色技術を用いた
ところの、GIN−1細胞の電子顕微鏡写真(倍率X4
0,000)を示している。
的データ。図3Aは、培養物中のGIN−1細胞の相顕
微鏡写真(倍率x1000)を示し、図3Bは、蛍光標
識が二酸化プロピジウムであるところの、図3AのGI
N−1細胞の蛍光顕微鏡写真(倍率x1000)を示し
ており、そして3CおよびDは、負の染色技術を用いた
ところの、GIN−1細胞の電子顕微鏡写真(倍率X4
0,000)を示している。
【0077】** 標準キット(Biomerieux(フラン
ス)供給のapi 20 ne)を用いた分析で得られた生化学
的データ。
ス)供給のapi 20 ne)を用いた分析で得られた生化学
的データ。
【0078】
【表7】 * データは、Biomerieux(フランス)のATB G- #1401
およびATB Staph #1402-OF分析キットを用いて得られた
結果を基にしている。
およびATB Staph #1402-OF分析キットを用いて得られた
結果を基にしている。
【0079】実施例6: 16リットルの発酵装置内で
のGIN−1の大規模細胞培養 稼働容積が12リットルの16リットル発酵装置(SF-1
16、 New-Brunswick)中で供給バッチ式発酵過程を実施
した。IBMRの互換性PC ATコンピューターにデー
タを送るNBSのM1−4100多重ループ制御装置に
よりこの発酵装置を制御した。この過程中の呼吸活性の
監視は、酸素の吸収速度と二酸化炭素の排出速度をオン
ラインで計算するための上記コンピューターと連結させ
た質量分析ガス分析装置Hal−100(Hiden、 英
国)を用いて行った。該確定培地組成を用い、そして細
胞量の上昇および細胞の呼吸活性に応じて右旋性ブドウ
糖(グルコース)および酵母抽出物を補足的に送り込み
ながら72時間好気性発酵を行った。温度を32℃に保
持し、エアレーション速度を6リットル/分に保持し、
そして撹拌を600rpmに保持した。この試験中のp
Hは、2Mの硫酸を添加することにより独立して自動的
に制御した。Dow-Corningのシリコン乳剤#1520(B
elgium、イスラエルのShubim供給)の10倍希釈溶液を
添加することによって発泡を自動的に制御した。
のGIN−1の大規模細胞培養 稼働容積が12リットルの16リットル発酵装置(SF-1
16、 New-Brunswick)中で供給バッチ式発酵過程を実施
した。IBMRの互換性PC ATコンピューターにデー
タを送るNBSのM1−4100多重ループ制御装置に
よりこの発酵装置を制御した。この過程中の呼吸活性の
監視は、酸素の吸収速度と二酸化炭素の排出速度をオン
ラインで計算するための上記コンピューターと連結させ
た質量分析ガス分析装置Hal−100(Hiden、 英
国)を用いて行った。該確定培地組成を用い、そして細
胞量の上昇および細胞の呼吸活性に応じて右旋性ブドウ
糖(グルコース)および酵母抽出物を補足的に送り込み
ながら72時間好気性発酵を行った。温度を32℃に保
持し、エアレーション速度を6リットル/分に保持し、
そして撹拌を600rpmに保持した。この試験中のp
Hは、2Mの硫酸を添加することにより独立して自動的
に制御した。Dow-Corningのシリコン乳剤#1520(B
elgium、イスラエルのShubim供給)の10倍希釈溶液を
添加することによって発泡を自動的に制御した。
【0080】この発酵中の細胞量は、30時間内に15
g/Lの細胞から成る濃度に到達した。次の30時間で
25g/L以上に到達した。上述した大規模(16L)
の制御された発酵におけるGIN−1細胞の増殖パター
ンを図5に示す。図5中の細胞増殖は、各々の段階で測
定した乾燥細胞重量(dcw)で表す。細胞の収量は糖
1g当たり約0.36gの細胞であった。細胞濃度およ
び細胞収量に関する更に一層の上昇には、使用したより
もより激しい酸素供給が必要である。
g/Lの細胞から成る濃度に到達した。次の30時間で
25g/L以上に到達した。上述した大規模(16L)
の制御された発酵におけるGIN−1細胞の増殖パター
ンを図5に示す。図5中の細胞増殖は、各々の段階で測
定した乾燥細胞重量(dcw)で表す。細胞の収量は糖
1g当たり約0.36gの細胞であった。細胞濃度およ
び細胞収量に関する更に一層の上昇には、使用したより
もより激しい酸素供給が必要である。
【0081】上記発酵過程にはまた、この培地の主要成
分として糖蜜が使用できる。
分として糖蜜が使用できる。
【0082】実施例7: GIN−1ストック用培養物
の保存 i)単離して精製したGIN−1株の長期保存は、10
%または20%のグリセロール溶液中の細胞懸濁液サン
プルを凍結することによって達成される。12カ月後の
成育能力に関する試験で、細胞の成育能力に関していか
なる有意な減少も示さなかった(2%未満の成育能力損
失)。
の保存 i)単離して精製したGIN−1株の長期保存は、10
%または20%のグリセロール溶液中の細胞懸濁液サン
プルを凍結することによって達成される。12カ月後の
成育能力に関する試験で、細胞の成育能力に関していか
なる有意な減少も示さなかった(2%未満の成育能力損
失)。
【0083】ii)栄養寒天斜面培養またはせん刺培養
により短期間保存を行った。常規培養操作のためペトリ
皿中の栄養寒天の半固体状培地上にこの菌株を保存し
た。
により短期間保存を行った。常規培養操作のためペトリ
皿中の栄養寒天の半固体状培地上にこの菌株を保存し
た。
【0084】iii)GIN−1サンプルの凍結乾燥は
可能な代替保存方法である。
可能な代替保存方法である。
【0085】実施例8: 金属酸化物へのGIN−1純
粋培養物の吸着 TiO2へのバクテリアGIN−1の吸着を、このバク
テリアの単離に関する選択パラメーターとして用いた
(前述したように)。我々の目的は、一度単離し精製し
た後のこの吸着を、与えられた酸化物に吸着されるバク
テリア細胞の量として定量することであった。吸着の度
合は、この酸化物の懸濁液の上澄み中に残存していると
ころの、吸着されていないバクテリアを測定した後、こ
れを仕込み濃度から差し引くことによって測定した。海
水中に懸濁させた一定量のTiO2に対して異なる量の
細胞を培養しそして定期的に激しく撹拌した後、吸着さ
れていない細胞を該酸化物および酸化物に吸着されたバ
クテリアから低速遠心分離により(200rpm)分離
した。アルカリ処理によってこれらの細胞から蛋白質を
遊離させた後、これをLowry操作(前に定義した)によ
り測定した。
粋培養物の吸着 TiO2へのバクテリアGIN−1の吸着を、このバク
テリアの単離に関する選択パラメーターとして用いた
(前述したように)。我々の目的は、一度単離し精製し
た後のこの吸着を、与えられた酸化物に吸着されるバク
テリア細胞の量として定量することであった。吸着の度
合は、この酸化物の懸濁液の上澄み中に残存していると
ころの、吸着されていないバクテリアを測定した後、こ
れを仕込み濃度から差し引くことによって測定した。海
水中に懸濁させた一定量のTiO2に対して異なる量の
細胞を培養しそして定期的に激しく撹拌した後、吸着さ
れていない細胞を該酸化物および酸化物に吸着されたバ
クテリアから低速遠心分離により(200rpm)分離
した。アルカリ処理によってこれらの細胞から蛋白質を
遊離させた後、これをLowry操作(前に定義した)によ
り測定した。
【0086】上述したように(実施例4および6)、こ
の細胞中の蛋白質の量は、図6中に示す如くそれらの量
と直線関係にあることが見いだされた。図7には、細胞
の全仕込み量の関数として、TiO2(1%w/v)上
に吸着された細胞パーセントが示されている。これらの
曲線から、仕込み細胞濃度が150mg細胞/Lのとき
吸着が飽和に到達するが、200mg細胞/Lの細胞を
仕込んだとき、或はTiO21g当たり20mgの細胞
を仕込んだとき(細胞とTiO2の質量比は1:5
0)、最も高効率の吸着が得られると結論づけた。与え
られた量の標準的TiO2粉末に結合できる細胞量を試
験した結果、この酸化物への細胞(蛋白質として)の飽
和質量比は、30gの酸化物当たり1gの細胞であるこ
とが示された。
の細胞中の蛋白質の量は、図6中に示す如くそれらの量
と直線関係にあることが見いだされた。図7には、細胞
の全仕込み量の関数として、TiO2(1%w/v)上
に吸着された細胞パーセントが示されている。これらの
曲線から、仕込み細胞濃度が150mg細胞/Lのとき
吸着が飽和に到達するが、200mg細胞/Lの細胞を
仕込んだとき、或はTiO21g当たり20mgの細胞
を仕込んだとき(細胞とTiO2の質量比は1:5
0)、最も高効率の吸着が得られると結論づけた。与え
られた量の標準的TiO2粉末に結合できる細胞量を試
験した結果、この酸化物への細胞(蛋白質として)の飽
和質量比は、30gの酸化物当たり1gの細胞であるこ
とが示された。
【0087】TiO2に関して記述したのと同様な条件
下の酸化物に吸着される細胞量を、異なる酸化物へのG
IN−1の結合選択性を測定するため用いた。
下の酸化物に吸着される細胞量を、異なる酸化物へのG
IN−1の結合選択性を測定するため用いた。
【0088】実施例9: 金属酸化物を含む種々の酸化
物へのGIN−1純粋培養物の吸着特異性 このGIN−1バクテリアが結合する金属酸化物の特異
性を測定する目的で、バクテリア細胞(TiO2に対し
て50%吸着を生じる量、即ち比率が1:100g/g
の細胞:酸化物、実施例8)を、種々の金属酸化物、並
びにBaSO4、カオリン(水和ケイ酸アルミニウ
ム)、およびタルク(ケイ酸マグネシウム)と一緒に培
養した。各々の酸化物に吸着された細胞の量を、TiO
2に関して上述(実施例8)したのと同様に測定した。
図8に示すように、酸化物と細胞の実験的比率の下では
ほとんど特異性が観察されなかった。試験した酸化物の
全てがこのバクテリアに吸着され、そして最大の吸着度
がカオリンに関して観察され(90%)、そして最低の
吸着がGeO2に関して観察された(25%)。
物へのGIN−1純粋培養物の吸着特異性 このGIN−1バクテリアが結合する金属酸化物の特異
性を測定する目的で、バクテリア細胞(TiO2に対し
て50%吸着を生じる量、即ち比率が1:100g/g
の細胞:酸化物、実施例8)を、種々の金属酸化物、並
びにBaSO4、カオリン(水和ケイ酸アルミニウ
ム)、およびタルク(ケイ酸マグネシウム)と一緒に培
養した。各々の酸化物に吸着された細胞の量を、TiO
2に関して上述(実施例8)したのと同様に測定した。
図8に示すように、酸化物と細胞の実験的比率の下では
ほとんど特異性が観察されなかった。試験した酸化物の
全てがこのバクテリアに吸着され、そして最大の吸着度
がカオリンに関して観察され(90%)、そして最低の
吸着がGeO2に関して観察された(25%)。
【0089】この比率は基本的にこの酸化物の粒子表面
積に依存していることを強調する必要がある。従って、
異なる粒子分布および密度を有する異なる酸化物への細
胞の吸着飽和レベルを比較する場合、特に注意を払うべ
きである。このように、上に示した方法では、異なる酸
化物に対する結合選択性は正確には測定できないし、そ
して比較もできない。従って、次のようにして、より信
頼性のある分析方法を開発した。
積に依存していることを強調する必要がある。従って、
異なる粒子分布および密度を有する異なる酸化物への細
胞の吸着飽和レベルを比較する場合、特に注意を払うべ
きである。このように、上に示した方法では、異なる酸
化物に対する結合選択性は正確には測定できないし、そ
して比較もできない。従って、次のようにして、より信
頼性のある分析方法を開発した。
【0090】実施例10: 速度選択性に関する分析方
法の確立 期待した如く、結合した細胞の蛋白質測定および蛍光標
識(図9A〜D)で立証された酸化物の結合は、低い細
胞濃度範囲でも観察された。図9A、Bは、蛍光顕微鏡
により可視化させたときの、GIN−1細胞無しで海水
中に懸濁させたTiO2粒子を表している(図9A−普
通の相顕微鏡;図9B−蛍光染料ヨウ化プロピジウム存
在下の背景蛍光;両方共倍率はx2000である)。
法の確立 期待した如く、結合した細胞の蛋白質測定および蛍光標
識(図9A〜D)で立証された酸化物の結合は、低い細
胞濃度範囲でも観察された。図9A、Bは、蛍光顕微鏡
により可視化させたときの、GIN−1細胞無しで海水
中に懸濁させたTiO2粒子を表している(図9A−普
通の相顕微鏡;図9B−蛍光染料ヨウ化プロピジウム存
在下の背景蛍光;両方共倍率はx2000である)。
【0091】図9C、Dはヨウ化プロピジウムを用いて
細胞を蛍光標識することによって可視化させたときの、
TiO2粒子に対する単離GIN−1バクテリアの付着
を表している。この付着は、細胞とTiO2との次に示
す2つの異なる比率で検査した:図9C−1:5000
の細胞/酸化物比;図9D−1:500細胞/酸化物
比。このバクテリアはより大きい酸化物粒子上の明るい
斑点として現れることを特記する。経済的観点から、よ
り低い細胞仕込み濃度範囲の方がより高い実際上の有意
性を有している。この理由により、この低い細胞仕込み
を行ったときに得られる吸着効率(約50%)に対して
影響を与える要因を試験し、その結果、より良好な均一
性および固体−固体集団移動を達成することによって、
該効率が著しく改良された。全体の容積が500mL以
下でありそして固体含有量が20%w/vのサンプルに
対して、撹拌速度が250rmp以上の羽根混合もしく
は旋回撹拌を用いたとき、95%以上から成る上昇した
吸着効率が得られた。数時間から成る長引いた混合下で
さえも、細胞がこの酸化物から解離することはなかっ
た。反対に、混合を長く続けるとより高い度合の結合が
観察され、仕込み細胞の99%に近い量が吸着された。
細胞を蛍光標識することによって可視化させたときの、
TiO2粒子に対する単離GIN−1バクテリアの付着
を表している。この付着は、細胞とTiO2との次に示
す2つの異なる比率で検査した:図9C−1:5000
の細胞/酸化物比;図9D−1:500細胞/酸化物
比。このバクテリアはより大きい酸化物粒子上の明るい
斑点として現れることを特記する。経済的観点から、よ
り低い細胞仕込み濃度範囲の方がより高い実際上の有意
性を有している。この理由により、この低い細胞仕込み
を行ったときに得られる吸着効率(約50%)に対して
影響を与える要因を試験し、その結果、より良好な均一
性および固体−固体集団移動を達成することによって、
該効率が著しく改良された。全体の容積が500mL以
下でありそして固体含有量が20%w/vのサンプルに
対して、撹拌速度が250rmp以上の羽根混合もしく
は旋回撹拌を用いたとき、95%以上から成る上昇した
吸着効率が得られた。数時間から成る長引いた混合下で
さえも、細胞がこの酸化物から解離することはなかっ
た。反対に、混合を長く続けるとより高い度合の結合が
観察され、仕込み細胞の99%に近い量が吸着された。
【0092】種々の表面へのバクテリアの吸着に関する
記述において、多くの場合、長引いたか或は激しい撹拌
はそれらが吸着されている表面からの細胞の剥離を生じ
させたと述べられていることを特記する。TiO2への
GIN−1細胞の結合に関して得られる安定な付着は、
この粘着性を示すGIN−1バクテリアの表面特性に由
来するものであろう。TiO2上に吸着されたこのバク
テリアの電子顕微鏡写真は、該酸化物にこの細胞壁成分
が結合するためこの吸着が生じるのであって、このTi
O2沈澱物内にそのバクテリアが捕捉されるため生じる
のではないことを示している(図10A、B;ここで、
図10Aは培養中の遊離GIN−1細胞を示しており、
そして図10BはGIN−1細胞に吸着したTiO2を
示している)。
記述において、多くの場合、長引いたか或は激しい撹拌
はそれらが吸着されている表面からの細胞の剥離を生じ
させたと述べられていることを特記する。TiO2への
GIN−1細胞の結合に関して得られる安定な付着は、
この粘着性を示すGIN−1バクテリアの表面特性に由
来するものであろう。TiO2上に吸着されたこのバク
テリアの電子顕微鏡写真は、該酸化物にこの細胞壁成分
が結合するためこの吸着が生じるのであって、このTi
O2沈澱物内にそのバクテリアが捕捉されるため生じる
のではないことを示している(図10A、B;ここで、
図10Aは培養中の遊離GIN−1細胞を示しており、
そして図10BはGIN−1細胞に吸着したTiO2を
示している)。
【0093】種々の酸化物に対するこのGIN−1細胞
の吸着選択性を測定し比較するためのより信頼性のある
パラメーターとして上で確立した吸着条件を用いて、吸
着速度を試験した。
の吸着選択性を測定し比較するためのより信頼性のある
パラメーターとして上で確立した吸着条件を用いて、吸
着速度を試験した。
【0094】実施例11: 酸化物へのGIN−1の吸
着速度 TiO2へのGIN−1細胞の吸着速度は際だって速か
った。上述した条件を用い(実施例9)、TiO2への
GIN−1細胞の吸着速度を測定したのと同時に、アル
ミナ(Al2O3)および磁鉄鉱(Fe2O3・FeO)へ
のGIN−1細胞の吸着速度を測定した。これらの金属
酸化物に対する比較吸着速度を図11に示し、ここで、
−−はTiO2の吸着速度を表しており、−−はAl2O
3の吸着速度を表しており、そして+はFe2O3・Fe
Oの吸着速度を表している。最初の60秒間で、GIN
−1の仕込み細胞の85%以上がTiO2に粘着するこ
とが見いだされた。次の3分間で仕込み細胞の95%が
吸着された。反対に、Al2O3およびFe2O3・FeO
はより低い速度でGIN−1細胞を吸着し、その結果、
完全な吸着には0.5〜3時間必要であった(図1
1)。
着速度 TiO2へのGIN−1細胞の吸着速度は際だって速か
った。上述した条件を用い(実施例9)、TiO2への
GIN−1細胞の吸着速度を測定したのと同時に、アル
ミナ(Al2O3)および磁鉄鉱(Fe2O3・FeO)へ
のGIN−1細胞の吸着速度を測定した。これらの金属
酸化物に対する比較吸着速度を図11に示し、ここで、
−−はTiO2の吸着速度を表しており、−−はAl2O
3の吸着速度を表しており、そして+はFe2O3・Fe
Oの吸着速度を表している。最初の60秒間で、GIN
−1の仕込み細胞の85%以上がTiO2に粘着するこ
とが見いだされた。次の3分間で仕込み細胞の95%が
吸着された。反対に、Al2O3およびFe2O3・FeO
はより低い速度でGIN−1細胞を吸着し、その結果、
完全な吸着には0.5〜3時間必要であった(図1
1)。
【0095】実施例12: TiO2を含む酸化物混合
物からのGIN−1細胞の移動 このバクテリアに対する種々の酸化物の親和性に関して
著しい差が認められた。GIN−1とTiO2との相互
作用は非常に強い。酸、塩基、アニオン系界面活性剤、
高塩濃縮物および種々の有機溶媒、を用いてこの細胞−
酸化物複合体を処理することによる、この吸着された細
胞を除去する試みは失敗に終わった。このバクテリアが
その他の酸化物に吸着される力は、TiO2に関して観
察されたそれよりも低かった。海水中に懸濁させたTi
O2粒子を、GIN−1細胞に予め吸着させたアルミナ
(Al2O3)または磁鉄鉱(Fe2O3・FeO)と混合
したとき、このバクテリアの大部分(90%)が、それ
らが最初に吸着されていた該酸化物から、未吸着(裸
の)TiO2表面に移動した。TiO2−細胞複合体か
ら、これらの他の酸化物への、細胞の逆移動の発生は失
敗に終わった。これらの結果は、このGIN−1細胞と
TiO2との高い付着係数を示唆している。これらの移
動に関する結果は表7に示されている。
物からのGIN−1細胞の移動 このバクテリアに対する種々の酸化物の親和性に関して
著しい差が認められた。GIN−1とTiO2との相互
作用は非常に強い。酸、塩基、アニオン系界面活性剤、
高塩濃縮物および種々の有機溶媒、を用いてこの細胞−
酸化物複合体を処理することによる、この吸着された細
胞を除去する試みは失敗に終わった。このバクテリアが
その他の酸化物に吸着される力は、TiO2に関して観
察されたそれよりも低かった。海水中に懸濁させたTi
O2粒子を、GIN−1細胞に予め吸着させたアルミナ
(Al2O3)または磁鉄鉱(Fe2O3・FeO)と混合
したとき、このバクテリアの大部分(90%)が、それ
らが最初に吸着されていた該酸化物から、未吸着(裸
の)TiO2表面に移動した。TiO2−細胞複合体か
ら、これらの他の酸化物への、細胞の逆移動の発生は失
敗に終わった。これらの結果は、このGIN−1細胞と
TiO2との高い付着係数を示唆している。これらの移
動に関する結果は表7に示されている。
【0096】第一段階として、細胞を磁鉄鉱に比較的速
く吸着させ、続く第二段階として、添加するTiO2に
迅速にこれを移動させ、そしてこの間に、両方の酸化物
に対する二重の吸着を生じさせる中間的段階を生じさせ
ることを組み合わせることによって達成されるところ
の、石炭灰からTiO2を抽出する操作を確立するため
には、この結果が非常に重要であった。この移動に続い
て、この解離した遊離磁鉄鉱と、このバクテリアに粘着
したTiO2との完全な分離が達成され得る。従って、
この操作はまた、この磁鉄鉱の有効な再利用を提供す
る。
く吸着させ、続く第二段階として、添加するTiO2に
迅速にこれを移動させ、そしてこの間に、両方の酸化物
に対する二重の吸着を生じさせる中間的段階を生じさせ
ることを組み合わせることによって達成されるところ
の、石炭灰からTiO2を抽出する操作を確立するため
には、この結果が非常に重要であった。この移動に続い
て、この解離した遊離磁鉄鉱と、このバクテリアに粘着
したTiO2との完全な分離が達成され得る。従って、
この操作はまた、この磁鉄鉱の有効な再利用を提供す
る。
【0097】
【表8】 a. 移動に関する2組の実験を次のようにして行っ
た: I. 磁鉄鉱上へのGIN−1細胞の初期吸着、それに
続くTiO2の添加。
た: I. 磁鉄鉱上へのGIN−1細胞の初期吸着、それに
続くTiO2の添加。
【0098】II. 逆の操作。TiO2上への初期吸
着、それに続く磁鉄鉱の添加。
着、それに続く磁鉄鉱の添加。
【0099】b. 初期細胞の仕込み量%として細胞回
収を括弧内に示す。
収を括弧内に示す。
【0100】実施例13: 石炭灰へのGIN−1細胞
の吸着 上述(実施例9および10)したのと同様な操作で試験
して、TiO2そして試験した他の大部分の酸化物とお
およそ同じレベルで石炭灰がGIN−1を吸着すること
を見い出した。このバクテリアを該石炭灰懸濁液と混合
したとき、明らかに、この石炭灰の炭素成分はこれらの
細胞に吸着されることなく、別の沈澱層を形成したが、
これは、バクテリアが入っていない対照の石炭灰懸濁液
(ここでは、この炭素成分は分離することなく沈澱も生
じなかった)とは相反するものであった。これらの観察
は図12と13に示されており、ここで図12は、GI
N−1バクテリアが入っていない懸濁液中の石炭灰材料
の電子顕微鏡写真(x850)を示しており、そして図
13は、このGIN−1細胞によって吸着された石炭灰
材料の電子顕微鏡写真(x3000およびx3500)
を示している。
の吸着 上述(実施例9および10)したのと同様な操作で試験
して、TiO2そして試験した他の大部分の酸化物とお
およそ同じレベルで石炭灰がGIN−1を吸着すること
を見い出した。このバクテリアを該石炭灰懸濁液と混合
したとき、明らかに、この石炭灰の炭素成分はこれらの
細胞に吸着されることなく、別の沈澱層を形成したが、
これは、バクテリアが入っていない対照の石炭灰懸濁液
(ここでは、この炭素成分は分離することなく沈澱も生
じなかった)とは相反するものであった。これらの観察
は図12と13に示されており、ここで図12は、GI
N−1バクテリアが入っていない懸濁液中の石炭灰材料
の電子顕微鏡写真(x850)を示しており、そして図
13は、このGIN−1細胞によって吸着された石炭灰
材料の電子顕微鏡写真(x3000およびx3500)
を示している。
【0101】実施例14: 磁気分離技術を用いた石炭
灰からのTiO2の抽出 i) TiO2が豊富な石炭灰からの抽出 この実施例では、この分離技術の有効性、そしてなんら
かの予測不可能な様式で上記技術が該GIN−1細胞に
影響を与えるか否かを決定する目的で、純粋なTiO2
粉末を該石炭灰材料に加えることを特記する。しかしな
がら、明らかに、ここに記述する磁気分離技術は、石炭
火力発電所から得られる如き石炭灰、そして、いかなる
純粋なTiO2粉末も添加していない石炭灰から金属酸
化物、特にTiO2を抽出するための使用を意図したも
のである。
灰からのTiO2の抽出 i) TiO2が豊富な石炭灰からの抽出 この実施例では、この分離技術の有効性、そしてなんら
かの予測不可能な様式で上記技術が該GIN−1細胞に
影響を与えるか否かを決定する目的で、純粋なTiO2
粉末を該石炭灰材料に加えることを特記する。しかしな
がら、明らかに、ここに記述する磁気分離技術は、石炭
火力発電所から得られる如き石炭灰、そして、いかなる
純粋なTiO2粉末も添加していない石炭灰から金属酸
化物、特にTiO2を抽出するための使用を意図したも
のである。
【0102】a) 150gから成る石炭灰サンプルを
1リットルのガラスビーカーに秤量した後、4.5gの
純粋なTiO2粉末と混合して、この酸化物の正味添加
量を3%とした。濾過した海水750mLにこの混合物
を懸濁させた(1:5の固体:液体の比率)。
1リットルのガラスビーカーに秤量した後、4.5gの
純粋なTiO2粉末と混合して、この酸化物の正味添加
量を3%とした。濾過した海水750mLにこの混合物
を懸濁させた(1:5の固体:液体の比率)。
【0103】b) 細胞/磁気量比が1:100の、予
め吸着させたGIN−1細胞が入っている海水中の磁鉄
鉱懸濁液を、石炭灰+TiO2の懸濁液に加えて最終濃
度を0.5%w/vとした。
め吸着させたGIN−1細胞が入っている海水中の磁鉄
鉱懸濁液を、石炭灰+TiO2の懸濁液に加えて最終濃
度を0.5%w/vとした。
【0104】c) 最初に(b)の混合物を撹拌した
後、第一磁気分離を行うことで、磁鉄鉱−GIN−1の
連成ソルベント(sorbent)に粘着した全ての成分が有
効に沈澱した。全体の固体仕込み量の24%を含有して
いる濃縮ペレットが得られた。このペレットは、そのT
iO2に粘着している磁鉄鉱−GIN−1複合体、そし
てこの石炭灰からの種々の他の金属酸化物、例えばAl
2O3、並びに追加的TiO2(石炭灰からの)から成っ
ている。
後、第一磁気分離を行うことで、磁鉄鉱−GIN−1の
連成ソルベント(sorbent)に粘着した全ての成分が有
効に沈澱した。全体の固体仕込み量の24%を含有して
いる濃縮ペレットが得られた。このペレットは、そのT
iO2に粘着している磁鉄鉱−GIN−1複合体、そし
てこの石炭灰からの種々の他の金属酸化物、例えばAl
2O3、並びに追加的TiO2(石炭灰からの)から成っ
ている。
【0105】d) 上記ペレットを再び海水250mL
中に懸濁させた後、この懸濁液を、磁気棒の付いていな
いHeidolphマグネチックスターラーの上に乗せた。この
マグネチックスターラーを250rpmで作動させてこ
の懸濁液中に乱流を生じさせ、そしてその磁気粒子上に
それを引きつけることで、それらをこのビーカーの底に
濃縮させた。
中に懸濁させた後、この懸濁液を、磁気棒の付いていな
いHeidolphマグネチックスターラーの上に乗せた。この
マグネチックスターラーを250rpmで作動させてこ
の懸濁液中に乱流を生じさせ、そしてその磁気粒子上に
それを引きつけることで、それらをこのビーカーの底に
濃縮させた。
【0106】e) このマグネチックスターラーにより
この液体に中程度の乱流が生じたため、懸濁している磁
気材料が回転し、その結果切断されて、その磁鉄鉱−細
胞の複合体から粒子の一部が離れてこの液体の上部に移
動した。明るい灰色の粒子混合物を含有しているところ
の、上部の液相200mLをデカンテーションで除いた
後、新しい250mL容積の海水を加えた。再び、磁場
により該懸濁液を中程度の乱流状態にさせることで、最
初に付着していた粒子の第二部分を遊離させて上部の液
相に移動させた。このような連続的操作段階を4回行っ
た。
この液体に中程度の乱流が生じたため、懸濁している磁
気材料が回転し、その結果切断されて、その磁鉄鉱−細
胞の複合体から粒子の一部が離れてこの液体の上部に移
動した。明るい灰色の粒子混合物を含有しているところ
の、上部の液相200mLをデカンテーションで除いた
後、新しい250mL容積の海水を加えた。再び、磁場
により該懸濁液を中程度の乱流状態にさせることで、最
初に付着していた粒子の第二部分を遊離させて上部の液
相に移動させた。このような連続的操作段階を4回行っ
た。
【0107】f) 上部の相画分の4つを一緒にし、遠
心分離(6000rpmで10分間)により、その若干
灰色の固体状材料をペレットの形状で集めた。
心分離(6000rpmで10分間)により、その若干
灰色の固体状材料をペレットの形状で集めた。
【0108】g) このペレットを乾燥した後、その重
量を測定し、9.3gの白色材料が得られた。
量を測定し、9.3gの白色材料が得られた。
【0109】h) この材料のサンプルを80℃の10
M硫酸に溶解した後、原子吸光分析によりその組成を分
析した。この結果、この材料は約57%のTiO2、約
35%のAl2O3を含有しており、そしてこの材料の残
りは主にカルシウム、マグネシウムおよび酸化鉄から成
っていた。
M硫酸に溶解した後、原子吸光分析によりその組成を分
析した。この結果、この材料は約57%のTiO2、約
35%のAl2O3を含有しており、そしてこの材料の残
りは主にカルシウム、マグネシウムおよび酸化鉄から成
っていた。
【0110】ii) 磁気分離技術による石炭灰からの
TiO2の抽出 抽出性を示す酸化物用給源として石炭灰のみを用いて、
上の(i)中に詳述したのと同様な実験を行った。全て
の段階を同様に行った。この抽出操作の最後に(上の段
階(g))、全体で5.3gの白色材料が集められた。
この最終的に乾燥した白色材料は、約11%のTi
O2、約42%のAl2O3を含有しており、そしてこの
材料の残りは主に追加的カルシウム、マグネシウムおよ
び酸化鉄から成っていた。
TiO2の抽出 抽出性を示す酸化物用給源として石炭灰のみを用いて、
上の(i)中に詳述したのと同様な実験を行った。全て
の段階を同様に行った。この抽出操作の最後に(上の段
階(g))、全体で5.3gの白色材料が集められた。
この最終的に乾燥した白色材料は、約11%のTi
O2、約42%のAl2O3を含有しており、そしてこの
材料の残りは主に追加的カルシウム、マグネシウムおよ
び酸化鉄から成っていた。
【0111】しかしながら、TiO2をこの細胞に添加
したとき、特に最初の数分間でTiO2への優先的吸着
を示すところの(実施例10および11に詳述したよう
に)、このGIN−1株の速度的吸着特性を用いれば、
この石炭灰から個々の金属酸化物を選択的に抽出するこ
とが可能であることを特記する。このように、この石炭
灰に対する該磁鉄鉱/細胞複合体の吸着期間は、短時
間、即ちこの吸着された複合体が磁気的に沈澱した後、
この吸着された粒子が分離する時間であるところの1分
以内、に限定されてもよい。これにより、主にTiO2
から成る最終抽出物が得られる。
したとき、特に最初の数分間でTiO2への優先的吸着
を示すところの(実施例10および11に詳述したよう
に)、このGIN−1株の速度的吸着特性を用いれば、
この石炭灰から個々の金属酸化物を選択的に抽出するこ
とが可能であることを特記する。このように、この石炭
灰に対する該磁鉄鉱/細胞複合体の吸着期間は、短時
間、即ちこの吸着された複合体が磁気的に沈澱した後、
この吸着された粒子が分離する時間であるところの1分
以内、に限定されてもよい。これにより、主にTiO2
から成る最終抽出物が得られる。
【0112】逆に、この石炭灰は、該バクテリアと長期
間培養させて、それにより全ての金属酸化物をその石炭
灰から除去した後、酸化物の混合物として回収されても
よい。この出発石炭灰材料の約40%から成る未吸着材
料もまた集められてもよい。この未吸着材料は未燃焼の
炭素およびケイ酸塩(砂)から成っており、そこから炭
素を分離してこれを発電所のための燃料として再利用す
る一方、有毒な金属酸化物が除去されたこの砂は安全な
埋め立て用として廃棄され得る。次に、この抽出した金
属酸化物の混合物を、GIN−1株の吸着速度特性を用
いた上記操作により分離してもよい。
間培養させて、それにより全ての金属酸化物をその石炭
灰から除去した後、酸化物の混合物として回収されても
よい。この出発石炭灰材料の約40%から成る未吸着材
料もまた集められてもよい。この未吸着材料は未燃焼の
炭素およびケイ酸塩(砂)から成っており、そこから炭
素を分離してこれを発電所のための燃料として再利用す
る一方、有毒な金属酸化物が除去されたこの砂は安全な
埋め立て用として廃棄され得る。次に、この抽出した金
属酸化物の混合物を、GIN−1株の吸着速度特性を用
いた上記操作により分離してもよい。
【0113】実施例15: 石炭灰からTiO2を抽出
するための磁気補助分離抽出方法の確立 図14中に図式的に示したように、この操作は次に示す
段階を伴う。
するための磁気補助分離抽出方法の確立 図14中に図式的に示したように、この操作は次に示す
段階を伴う。
【0114】a) 発酵槽10中で増殖させたGIN−
1バクテリアを、最初に吸着反応槽11で磁鉄鉱に吸着
させて、磁気バイオソルベントを生じさせる; b) 吸着反応槽11からの該磁気バイオソルベントを
添加した後、コンベヤー13により供給された石炭灰と
混合する; c) 第二反応槽12中で、この石炭灰から金属酸化物
を連続的に磁気分離し、その後、優先的なTiO2吸着
を生じさせるように、上述(実施例11および12)し
た如く速度的に調節された磁気分離装置14および15
に送る; d) 上述(実施例12)したように、GIN−1細胞
上の磁鉄鉱をTiO2粒子で置換することを基にして、
分離装置15中で該TiO2−GIN−1複合体から磁
鉄鉱16を脱離させた後、分離する; e) このGIN−1−TiO2複合体を分離槽15か
ら集め、それを乾燥した後、燃焼して細胞を除去するこ
とで、TiO2からGIN−1細胞を除去し、主として
TiO2を残す。
1バクテリアを、最初に吸着反応槽11で磁鉄鉱に吸着
させて、磁気バイオソルベントを生じさせる; b) 吸着反応槽11からの該磁気バイオソルベントを
添加した後、コンベヤー13により供給された石炭灰と
混合する; c) 第二反応槽12中で、この石炭灰から金属酸化物
を連続的に磁気分離し、その後、優先的なTiO2吸着
を生じさせるように、上述(実施例11および12)し
た如く速度的に調節された磁気分離装置14および15
に送る; d) 上述(実施例12)したように、GIN−1細胞
上の磁鉄鉱をTiO2粒子で置換することを基にして、
分離装置15中で該TiO2−GIN−1複合体から磁
鉄鉱16を脱離させた後、分離する; e) このGIN−1−TiO2複合体を分離槽15か
ら集め、それを乾燥した後、燃焼して細胞を除去するこ
とで、TiO2からGIN−1細胞を除去し、主として
TiO2を残す。
【0115】本発明の特徴および態様は以下のとおりで
ある。
ある。
【0116】1. pHの範囲が5〜8の食塩水溶液中
に石炭飛散灰の懸濁液を生じさせ、上記懸濁液に、食塩
水溶液中で増殖可能でありそして金属酸化物と結合し得
る微生物株の純粋培養細胞を加えることで、反応混合物
を生じさせ、微生物細胞/金属酸化物の吸着質凝集体を
生成させるに充分な期間上記反応混合物を培養し、そし
て該反応混合物から上記凝集体を分離する、ことを特徴
とする、石炭飛散灰から金属酸化物を抽出する方法。
に石炭飛散灰の懸濁液を生じさせ、上記懸濁液に、食塩
水溶液中で増殖可能でありそして金属酸化物と結合し得
る微生物株の純粋培養細胞を加えることで、反応混合物
を生じさせ、微生物細胞/金属酸化物の吸着質凝集体を
生成させるに充分な期間上記反応混合物を培養し、そし
て該反応混合物から上記凝集体を分離する、ことを特徴
とする、石炭飛散灰から金属酸化物を抽出する方法。
【0117】2. 該分離微生物細胞/金属酸化物吸着
質凝集体を、そこから金属酸化物を回収するため処理す
る第1項記載の方法。
質凝集体を、そこから金属酸化物を回収するため処理す
る第1項記載の方法。
【0118】3. 該分離凝集体を、該微生物が焼失す
る温度に加熱する第2項記載の方法。
る温度に加熱する第2項記載の方法。
【0119】4. 該石炭飛散灰に少量の微生物細胞を
接種した後、そこにその微生物を増殖させ、それによっ
て上記反応混合物を生じさせる第1項記載の方法。
接種した後、そこにその微生物を増殖させ、それによっ
て上記反応混合物を生じさせる第1項記載の方法。
【0120】5. 所望量の該微生物細胞を最初に食塩
水溶液中で増殖させた後、上記石炭飛散灰懸濁液に加え
ることで上記反応混合物を生じさせる第1項記載の方
法。
水溶液中で増殖させた後、上記石炭飛散灰懸濁液に加え
ることで上記反応混合物を生じさせる第1項記載の方
法。
【0121】6. 該微生物細胞/金属酸化物吸着質凝
集体を、適切な形態いずれかの浮沈分類により該反応混
合物から分離する第1〜5項いずれか1項記載の方法。
集体を、適切な形態いずれかの浮沈分類により該反応混
合物から分離する第1〜5項いずれか1項記載の方法。
【0122】7. 食塩水溶液中の石炭飛散灰の第一懸
濁液を生じさせ、pHの範囲が5〜8の食塩水溶液中で
特定種類の微生物純粋培養物を個別に増殖させ、上記微
生物細胞と会合し得る常磁性化合物を上記純粋培養物と
混合することで、微生物細胞/常磁性化合物の複合体粒
子を保持している第二水懸濁液を生じさせ、その第一お
よび第二懸濁液を混合することで水系反応混合物を生じ
させ、この水系反応混合物を25〜32℃の温度で培養
することで、微生物細胞/常磁性化合物/金属酸化物の
複合吸着質凝集体を含有している第三懸濁液を生じさ
せ、上記第三懸濁液に対して磁気分離を行い、それによ
って上記複合吸着質を該第三懸濁液から分離し、そして
上記複合吸着質から該常磁性化合物を解離および分離
し、それにより微生物細胞/金属酸化物の吸着質を得
る、ことを特徴とする請求項1記載の方法の修飾。
濁液を生じさせ、pHの範囲が5〜8の食塩水溶液中で
特定種類の微生物純粋培養物を個別に増殖させ、上記微
生物細胞と会合し得る常磁性化合物を上記純粋培養物と
混合することで、微生物細胞/常磁性化合物の複合体粒
子を保持している第二水懸濁液を生じさせ、その第一お
よび第二懸濁液を混合することで水系反応混合物を生じ
させ、この水系反応混合物を25〜32℃の温度で培養
することで、微生物細胞/常磁性化合物/金属酸化物の
複合吸着質凝集体を含有している第三懸濁液を生じさ
せ、上記第三懸濁液に対して磁気分離を行い、それによ
って上記複合吸着質を該第三懸濁液から分離し、そして
上記複合吸着質から該常磁性化合物を解離および分離
し、それにより微生物細胞/金属酸化物の吸着質を得
る、ことを特徴とする請求項1記載の方法の修飾。
【0123】8. 上記常磁性物質が磁鉄鋼(FeO2
・FeO)である第7項記載の方法。
・FeO)である第7項記載の方法。
【0124】9. 上記複合吸着質から該常磁性物質を
解離させたとき残存する生成物を、そこから金属酸化物
を回収するため処理する第7または8項記載の方法。
解離させたとき残存する生成物を、そこから金属酸化物
を回収するため処理する第7または8項記載の方法。
【0125】10. 上記複合吸着質から該常磁性物質
を解離させたとき残存する生成物を、該微生物が焼失す
る温度に加熱する第9項記載の方法。
を解離させたとき残存する生成物を、該微生物が焼失す
る温度に加熱する第9項記載の方法。
【0126】11. 該反応混合物を保持している容器
を横切って磁場を与え、それによって、該第三水懸濁液
を取り出すとき上記複合吸着質を該容器の壁に保持させ
る第7〜10項いずれか1項記載の方法。
を横切って磁場を与え、それによって、該第三水懸濁液
を取り出すとき上記複合吸着質を該容器の壁に保持させ
る第7〜10項いずれか1項記載の方法。
【0127】12. 使用する食塩水溶液のいずれかが
海水である第1〜11項いずれか1項記載の方法。
海水である第1〜11項いずれか1項記載の方法。
【0128】13. 使用する食塩水溶液のいずれか
が、適切な組成から成る所望量の塩混合物を溶解させる
ことにより、淡水もしくは蒸留水から構成されている第
1〜11項いずれか1項記載の方法。
が、適切な組成から成る所望量の塩混合物を溶解させる
ことにより、淡水もしくは蒸留水から構成されている第
1〜11項いずれか1項記載の方法。
【0129】14. 該反応混合物の培養温度が約25
〜約32℃である第1〜13項いずれか1項記載の方
法。
〜約32℃である第1〜13項いずれか1項記載の方
法。
【0130】15. 該反応混合物を培養中撹拌する第
1〜14項いずれか1項記載の方法。
1〜14項いずれか1項記載の方法。
【0131】16. 該反応混合物の培養時間を適切に
調整することにより、特定の金属酸化物または金属酸化
物類から成る特定の混合物を該石炭飛散灰から選択的に
除去する第1〜15項いずれか1項記載の方法。
調整することにより、特定の金属酸化物または金属酸化
物類から成る特定の混合物を該石炭飛散灰から選択的に
除去する第1〜15項いずれか1項記載の方法。
【0132】17. 該反応混合物の培養時間を、本質
的に全ての金属酸化物が該石炭飛散灰から除去されるよ
うに調整する第1〜15項いずれか1項記載の方法。
的に全ての金属酸化物が該石炭飛散灰から除去されるよ
うに調整する第1〜15項いずれか1項記載の方法。
【0133】18. 個々の金属酸化物を個別に回収す
るため金属酸化物類から成る混合物を更に処理する第1
7項記載の方法。
るため金属酸化物類から成る混合物を更に処理する第1
7項記載の方法。
【0134】19. pH範囲が5〜8の食塩水溶液中
で増殖可能でありそして金属酸化物と結合し得る上記微
生物がグラム陽性海洋バクテリア株から成る群から選択
される第1〜18項いずれか1項記載の方法。
で増殖可能でありそして金属酸化物と結合し得る上記微
生物がグラム陽性海洋バクテリア株から成る群から選択
される第1〜18項いずれか1項記載の方法。
【0135】20. ロドコッカス属の一員でありそし
てスコットランドのアバディーンにある産業および海洋
バクテリアの国家収集株式会社(National Collections
of Industrial and Marine Bacteria Ltd.)(NCI
MB)に番号40340で寄託されているところの、GIN
−1と表示したグラム陽性バクテリア株の純粋培養物。
てスコットランドのアバディーンにある産業および海洋
バクテリアの国家収集株式会社(National Collections
of Industrial and Marine Bacteria Ltd.)(NCI
MB)に番号40340で寄託されているところの、GIN
−1と表示したグラム陽性バクテリア株の純粋培養物。
【0136】21. 第20項に明記したバクテリア株
GIN−1を用いることから成る第1〜19項いずれか
1項記載の方法。
GIN−1を用いることから成る第1〜19項いずれか
1項記載の方法。
【0137】22. 該反応混合物の培養時間を、約3
0秒〜約5分間に調整し、それによってTiO2を該石
炭飛散灰から選択的に除去する第21項記載の方法。
0秒〜約5分間に調整し、それによってTiO2を該石
炭飛散灰から選択的に除去する第21項記載の方法。
【図1】図1は、実施例1に記述するが如き本発明に従
う連続的微生物富裕化およびバイオ吸着システムの図式
的配置である。
う連続的微生物富裕化およびバイオ吸着システムの図式
的配置である。
【図2】図2は、実施例1に記述するようにして得られ
るところの、本発明に従うGIN−1株の純粋培養コロ
ニーの写真である。
るところの、本発明に従うGIN−1株の純粋培養コロ
ニーの写真である。
【図3】図3A−Dは、実施例5に記述するようにして
得られるところの、本発明のGIN−1株の相、蛍光お
よび電子顕微鏡写真である。
得られるところの、本発明のGIN−1株の相、蛍光お
よび電子顕微鏡写真である。
【図4】図4は、実施例4に記述したようにして測定し
たところの、本発明のGIN−1株の増殖曲線である。
たところの、本発明のGIN−1株の増殖曲線である。
【図5】図5は、実施例6に記述するところの、大規模
発酵条件における本発明のGIN−1株の増殖曲線であ
る。
発酵条件における本発明のGIN−1株の増殖曲線であ
る。
【図6】図6は、GIN−1培養物中の細胞量と全細胞
蛋白質との間の相関関係を示す曲線である。
蛋白質との間の相関関係を示す曲線である。
【図7】図7は、実施例8に記述するところの、TiO
2上に吸着されたGIN−1細胞のパーセントを示す曲
線である。
2上に吸着されたGIN−1細胞のパーセントを示す曲
線である。
【図8】図8は、実施例9に記述するところの、GIN
−1株に対する種々の金属酸化物の相対的吸着を示す棒
グラフである。
−1株に対する種々の金属酸化物の相対的吸着を示す棒
グラフである。
【図9】図9AおよびBは、実施例10に記述するとこ
ろの、GIN−1細胞を存在させていない海水中に懸濁
させたTiO2粒子の普通相および背景蛍光顕微鏡写真
である。CおよびDは、実施例10に記述するところ
の、TiO2粒子に吸着されたGIN−1細胞の普通相
および背景蛍光顕微鏡写真である。
ろの、GIN−1細胞を存在させていない海水中に懸濁
させたTiO2粒子の普通相および背景蛍光顕微鏡写真
である。CおよびDは、実施例10に記述するところ
の、TiO2粒子に吸着されたGIN−1細胞の普通相
および背景蛍光顕微鏡写真である。
【図10】図10AおよびBは、それぞれ、実施例10
に記述するところの、培養内のGIN−1細胞そして培
養内のTiO2粒子に吸着されたGIN−1細胞を示し
ている。
に記述するところの、培養内のGIN−1細胞そして培
養内のTiO2粒子に吸着されたGIN−1細胞を示し
ている。
【図11】図11は、実施例11に記述するところの、
TiO2、Al2O3およびFe2O3・FeOに対するG
IN−1細胞の吸着速度に関するグラフである。
TiO2、Al2O3およびFe2O3・FeOに対するG
IN−1細胞の吸着速度に関するグラフである。
【図12】図12は、実施例13に記述するところの、
バクテリア細胞無しの石炭灰材料に関する2枚の電子顕
微鏡写真を示している。
バクテリア細胞無しの石炭灰材料に関する2枚の電子顕
微鏡写真を示している。
【図13】図13は、実施例13に記述するところの、
GIN−1細胞に吸着された石炭灰に関する2枚の電子
顕微鏡写真を示している。
GIN−1細胞に吸着された石炭灰に関する2枚の電子
顕微鏡写真を示している。
【図14】図14は、実施例15に記述するところの、
磁気分離を用いた本発明に従う修飾方法の図式的表示で
ある。
磁気分離を用いた本発明に従う修飾方法の図式的表示で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12N 1/20 C12R 1:01)
Claims (3)
- 【請求項1】 pHの範囲が5〜8の食塩水溶液中に石
炭飛散灰の懸濁液を生じさせ、上記懸濁液に、食塩水溶
液中で増殖可能でありそして金属酸化物と結合し得る微
生物株の純粋培養細胞を加えることで、反応混合物を生
じさせ、微生物細胞/金属酸化物の吸着質凝集体を生成
させるに充分な期間上記反応混合物を培養し、そして該
反応混合物から上記凝集体を分離する、ことを特徴とす
る、石炭飛散灰から金属酸化物を抽出する方法。 - 【請求項2】 食塩水溶液中の石炭飛散灰の第一懸濁液
を生じさせ、pHの範囲が5〜8の食塩水溶液中で特定
種類の微生物純粋培養物を個別に増殖させ、上記微生物
細胞と会合し得る常磁性化合物を上記純粋培養物と混合
することで、微生物細胞/常磁性化合物の複合体粒子を
保持している第二水懸濁液を生じさせ、その第一および
第二懸濁液を混合することで水系反応混合物を生じさ
せ、この水系反応混合物を25〜32℃の温度で培養す
ることで、微生物細胞/常磁性化合物/金属酸化物の複
合吸着質凝集体を含有している第三懸濁液を生じさせ、
上記第三懸濁液に対して磁気分離を行い、それによって
上記複合吸着質を該第三懸濁液から分離し、そして上記
複合吸着質から該常磁性化合物を解離および分離し、そ
れにより微生物細胞/金属酸化物の吸着質を得る、こと
を特徴とする請求項1記載の方法の修飾。 - 【請求項3】 ロドコッカス属の一員でありそしてスコ
ットランドのアバディーンにある産業および海洋バクテ
リアの国家収集株式会社(National Collections of In
dustrial and Marine Bacteria Ltd.)(NCIMB)
に番号40340で寄託されているところの、GIN−1と
表示したグラム陽性バクテリア株の純粋培養物。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IL9661190A IL96611A (en) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | Extraction of metal oxides from coal fly ash by microorganisms and a new microorganism useful therefor |
IL96611 | 1990-12-10 | ||
IL096611 | 1990-12-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06315371A true JPH06315371A (ja) | 1994-11-15 |
JP2672224B2 JP2672224B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=11061845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3336047A Expired - Lifetime JP2672224B2 (ja) | 1990-10-12 | 1991-11-26 | 石炭飛散灰から金属酸化物を抽出する方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US5231018A (ja) |
JP (1) | JP2672224B2 (ja) |
CA (1) | CA2054932C (ja) |
IL (1) | IL96611A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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