二酸化チタン光触媒によるファージ不活化に及ぼす有機物の影響に関する速度論的考察  [in Japanese] Kinetic Consideration of the Effect of Organic Impurities on Photocatalytic Phage Inactivation with TiO_2  [in Japanese]

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Author(s)

    • 佐藤 尚志 SATO Takashi
    • 大阪大学大学院基礎工学研究科 物質創成専攻化学工学領域 Division of Chemical Engineering, Department of Materials Engineering Science, Graduate School of Engineering Science, Osaka University
    • 田谷 正仁 TAYA Masahito
    • 大阪大学大学院基礎工学研究科 物質創成専攻化学工学領域 Division of Chemical Engineering, Department of Materials Engineering Science, Graduate School of Engineering Science, Osaka University

Abstract

ブラックライト照射下のTiO<sub>2</sub>懸濁系において,モデル夾雑有機物としてグルコースまたはエタノールを添加し,大腸菌ファージMS2に対する不活化試験を行った.有機物質の非存在下では,ファージ相対力価の片対数プロットは1次反応速度式に従って直線的な低下を示したのに対し,有機物質存在下では,曲線的なプロフィルを描いて減少したことから,有機物質の添加による不活化速度論の変化が示唆された.そこで,シリーズイベントモデルに基づいた速度論解析を行ったところ,試験した範囲では,有機物質濃度の増加とともに致死反応段数<i>n</i>が増加し,見かけの不活化速度定数<i>k</i>′は減少した.このことから,反応液中に含まれる有機物質は,ファージ粒子表面に吸着して活性酸素種に対するスカベンジャー効果と,活性酸素種による酸化反応からファージ粒子を保護する効果をもたらすものと考察した.この考察は,グルコースの存在下で,反応温度(<i>T</i>=283–313 Kの範囲)の増加とともに<i>n</i>値が低下し<i>k</i>′が増加する結果とも一致するものであった.

Photocatalytic inactivation tests were conducted on TiO<sub>2</sub> suspensions containing bacteriophage MS2 under the irradiation from a black-light fluorescent lamp in the presence of glucose or ethanol as a model impurity. In the absence of impurity, the semi-logarithmic plot of relative phage titer decreased linearly obeying a first-order reaction, while the addition of glucose or ethanol gave plots with curved profiles of decreasing phage titer. These results suggest that the presence of organic impurity changes the kinetics of the photocatalytic phage inactivation. The profiles of phage titer during the photoreaction could be kinetically analyzed by applying a series-event model. Estimating the kinetic parameters (lethal number, <i>n</i>, and apparent inactivation rate constant, <i>k</i>′) obtained from the applied model, it was found that an increase in the concentration of organic impurity resulted in an increase in <i>n</i> value and a decrease in <i>k</i>′ value. It was considered that the organic molecules are adsorbed on the surfaces of phage particles and function as scavengers of oxidative radicals (OX), and as protectors for the phage surfaces against oxidation by OX. This consideration was supported by the finding that an elevation of reaction temperature (<i>T</i>=283–313 K) in the presence of glucose resulted in reduction of <i>n</i> value as well as enhancement of <i>k</i>′ value.

Journal

  • KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU

    KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU 32(3), 288-292, 2006-05-20

    The Society of Chemical Engineers, Japan

References:  11

Cited by:  2

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    10017582010
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN00037234
  • Text Lang
    JPN
  • Article Type
    Journal Article
  • ISSN
    0386216X
  • NDL Article ID
    7971024
  • NDL Source Classification
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL Call No.
    Z17-725
  • Data Source
    CJP  CJPref  NDL  J-STAGE 
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