中島 一紀 (ナカシマ カズノリ)

工学研究院 環境循環システム部門 地圏循環工学分野教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士(工学), 九州大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
J-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • タンパク質機能化
  • バイオ界面
  • バイオマス
  • レアメタル
  • 酵素工学
  • バイオミネラリゼーション
研究分野
  • 環境・農学, 環境材料、リサイクル技術
  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学), バイオ機能応用、バイオプロセス工学
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2024年04月 - 現在
    北海道大学, 大学院工学研究院 環境循環システム部門, 教授
  • 2014年10月 - 2024年03月
    北海道大学, 大学院工学研究院 環境循環システム部門, 准教授
  • 2011年04月 - 2014年09月
    東北大学, 大学院工学研究科化学工学専攻, 助教
  • 2009年01月 - 2011年03月
    神戸大学, 自然科学系先端融合研究環, 助教
  • 2008年04月 - 2008年12月
    九州大学グローバルCOE 学術研究員
  • 2007年04月 - 2008年03月
    日本学術振興会特別研究員(PD)
学歴
  • 2004年04月 - 2007年03月, 九州大学大学院工学府化学システム工学専攻博士課程, Graduate School of Engineering, Chemical Systems and Engineering
  • 2001年04月 - 2003年03月, 九州大学大学院工学府化学システム工学専攻修士課程, Graduate School of Engineering, Chemical Systems and Engineering
  • 1997年04月 - 2001年03月, 九州大学工学部物質科学工学科, School of Engineering, Department of Materials Science and Engineering

研究活動情報

■ 受賞
  • 2022年, 第45回生物工学奨励賞(照井賞)
    有機–無機界面に着目した複合バイオ材料の創製に関する生物化学工学的研究
  • 2012年, 平成23年度化学工学会研究奨励賞(實吉雅郎記念賞)
    日本国
  • 2009年, Best Presentation Award, APBioChEC'09
    日本国
  • 2006年, Best Ph.D student oral presentation, YABEC 2006 Symposium
  • 2005年, 第12回日本生物工学会九州支部佐賀大会 学生賞(博士の部)
    日本国
■ 論文
■ その他活動・業績
■ 書籍等出版物
  • エコバイオリファイナリー―脱石油社会へ移行するための環境ものづくり戦略―
    シーエムシー出版, 2010年
  • 酵素利用技術大系
    エヌ・ティー・エス, 2010年
  • エコバイオリファイナリー―脱石油社会へ移行するための環境ものづくり戦略―
    シーエムシー出版, 2010年
  • 酵素利用技術大系
    エヌ・ティー・エス, 2010年
■ 主な担当授業
  • 資源生物工学, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 資源生物工学, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 資源生物工学特論, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 資源生物工学特論, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 資源生物工学特論, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 資源生物工学特論, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 資源循環システム実験Ⅰ, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 資源循環システム実験Ⅲ, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 化学Ⅱ, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 微生物工学, 2024年, 学士課程, 工学部
■ 所属学協会
  • 資源・素材学会
  • 日本生物工学会
  • 化学工学会
  • 日本化学会
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 酵素誘発析出ミネラルによる多孔質岩盤遮水性改善法の開発
    科学研究費助成事業
    2024年04月01日 - 2027年03月31日
    佐藤 晃; 中島 一紀; 才ノ木 敦士; 伊藤 紘晃
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 熊本大学, 24K01421
  • 生物機能を駆使した選択的インテリジェント凝集システムの開発
    科学研究費助成事業
    2024年04月01日 - 2027年03月31日
    中島 一紀; 廣吉 直樹; 五十嵐 健輔; 高野 力
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 24K03104
  • 天然および人工の有機・無機接着界面から発想する新たなバイオベース固化技術の創出
    科学研究費助成事業
    2021年04月01日 - 2024年03月31日
    中島 一紀; 川崎 了; 五十嵐 健輔
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 21H03627
  • デザイン可能なバイオベースの貴金属吸着剤の創製
    科学研究費助成事業
    2020年07月30日 - 2023年03月31日
    中島 一紀
    本研究では,バイオマスとタンパク質を組み合わせることで都市鉱山からの貴金属の回収が可能なバイオベースの金属イオン吸着剤を開発する。
    昨年度の研究において,金結合タンパク質(AuBP)と多糖結合モジュール(CBM)を融合した融合タンパク質AuBP-CBMを作製し,そのAu3+吸着機能が確認された。そこで本年度は,様々な融合タンパク質のラインナップを作製し,そのセルロース吸着機能および金属吸着機能を調査した。融合タンパク質の作製の過程において,遺伝子構築およびタンパク質発現に成功したものを用いてその後の実験を行った。AuBP-CBMをベースタンパク質として,CBMのN末端およびC末端の両方にAuBPを配置したAuBP両端型,AuBP-CBM を2つ連結したCBMタンデム型を作製した。これら3つの融合タンパク質のセルロース吸着性および金属結合性はそれぞれ異なったが,最終的な効率を示すセルロースあたりのAu3+回収率はAuBP両端型が最も高かった。また,X線光電子分光法(XPS)により,セルロース上に吸着したAuがAu(0)であることを確認した。AuBP両端型を固定化したセルロースは,白金族および遷移金属(Au, Pt, Pd, Cu, Co, Ni, Zn)を含む溶液中からAuを高選択的に回収することが可能であり,セルロース上のAuはチオ尿素を用いて89%脱着することができた。この際,AuはAu+に酸化され,チオ尿素と錯体を形成したと考えられる。
    また,ろ紙以外のセルロース材料として,高機能性材料として注目を集めているセルロースナノファイバーの利用を検討した。タンパク質の吸着性について調査したところ,ろ紙よりも3倍以上の高い吸着性を示すことが明らかとなった。
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 20K21853
  • バイオセメントと木質バイオマスを利用した重金属汚染の統合バイオレメディエーション
    科学研究費助成事業
    2018年04月01日 - 2021年03月31日
    中島 一紀; 川崎 了
    本研究では,高濃度の重金属で汚染された土壌をバイオセメント技術により封じ込めを行い,そこから流出した低濃度の重金属汚染水を重金属結合性バイオマスにより完全浄化することが可能なシステムの開発を目的とする。尿素分解酵素を分泌する微生物を用いたCaCO3析出により,モデル汚染土壌および実サンプルの固化と重金属の固定化に成功した。さらに,有機ポリマーを組み合わせたバイオセメントを開発し,さらなる強度の増大を達成した。また,タンパク質と天然高分子を用いた新規の重金属吸着剤を開発し,連続吸着システムを構築した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 18H03395
  • 自発的に無機材料とハイブリッド化する微生物細胞の創製と微生物燃料電池への応用
    科学研究費助成事業
    2015年04月01日 - 2017年03月31日
    中島 一紀
    本研究では,大腸菌E.coliで発現したシリカテインの凝集性について検討を行った。コールドショック発現系を用いることで,シリカテインの発現に成功した。タンパク質は不溶性として得られたが,リフォールディング操作により可溶化した。リフォールディングしたシリカテインを用いて凝集性を調査したところ,シリカテインはバッファー中では自己集合により凝集体を形成したが,尿素存在下では凝集が抑制された。シリカテインを細胞表層に配向させるために,Pseudomonas syringae由来InaK,およびE.coli由来OmpAを用いて細胞表層提示系を構築した。また,微生物燃料電池の基本システムを作製した。
    日本学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, 15K18273
  • 油糧バイオマスから健康機能物質とバイオ燃料の同時製造を実現する新反応・分離技術
    科学研究費助成事業
    2012年04月01日 - 2015年03月31日
    米本 年邦; 北川 尚美; 中島 一紀
    油糧バイオマスに含まれる抗酸化活性の高いビタミンE類(トコトリエノール、トコフェロール)や血中コレステロール濃度を下げる植物ステロールなどの脂溶性健康機能物質を選択的に回収すると同時に、軽油代替燃料となる高品質脂肪酸エステルを製造する独創的な反応・分離技術を開発した。溶媒との親和性に応じて大きく膨潤・収縮するイオン交換樹脂を充填する際に有効な容量可変式反応器を考案、油分を転化率100%で脂肪酸エステルに変換したところ、溶解度の低下によってステロールが室温で結晶化し、容易に回収できることを見出した。また、トコフェロールの回収率100%達成、トコトリエノールの高収率回収に世界に先駆け成功した。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 東北大学, 24246127
  • 米糠残渣油からのトコトリエノール回収とバイオディーゼル燃料合成
    科学研究費助成事業
    2009年 - 2011年
    米本 年邦; 北川 尚美; 久保 正樹; 中島 一紀
    本研究では、米糠から食用油を製造する工程で副生する残渣油(脱臭スカム油)から、健康機能物質トコトリエノールの回収と環境調和型バイオディーゼル燃料の生産を行う新規な反応・分離プロセスを構築することを目的とした。まず、回分系において、陽イオン交換樹脂を触媒とする遊離脂肪酸のエステル化、陰イオン交換樹脂を吸着剤とするトコトリエノールを含むビタミンE類の吸脱着による回収、陰イオン交換樹脂を触媒とするトリグリセリドのエステル交換を段階的に行った。そして、各反応や吸着挙動に及ぼす操作因子の影響を検討することで、各段階での目的に応じた適切な操作条件を明らかにした。この結果に基づき、樹脂を充填したカラム型反応器を作製し、各段階の連続プロセス化を行った。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 東北大学, 21360373

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