UC-II® 未変性II型コラーゲンの機能性食品および飲料加工中の保持に関する研究 学術背景 コラーゲンは、食品および飲料業界で広く使用され、製品の栄養価と健康効果を向上させるために利用されています。特に、UC-II®未変性II型コラーゲンは、関節健康への潜在的な利点から注目を集めています。しかし、食品および飲料の加工過程は通常、高温、酸性またはアルカリ性環境を含み、これらの条件はコラーゲンの品質と生体活性に影響を与える可能性があります。したがって、異なる加工条件下での未変性II型コラーゲンの安定性を理解することは、機能性食品および飲料の開発を最適化する上で非常に重要です。 この研究では、UC-II®未変性II型コラーゲンが様々な機能性食品および飲料プロトタイプの加工中にどの程度保持されるか...

リチウム金属電池における圧力効果：治具設計による電池性能の最適化 学術的背景 電気自動車（EV）や再生可能エネルギーの急速な発展に伴い、高エネルギー密度電池に対する需要が高まっています。リチウム金属電池は、その高理論容量（3860 mAh/g）と低電極電位（-3.04 V vs. SHE）から、次世代電池技術の有力な候補とされています。しかし、リチウム金属電池の商業化には、リチウムデンドライトの成長、固体電解質界面（SEI）の不均一な形成、電解質の消耗といった多くの課題があります。これらの問題は、特に大規模な電池において顕著であり、電池のサイクル寿命と安全性を低下させます。 これらの問題を解決するために、研究者たちは外部圧力がリチウム金属電池の性能に与える影響を探求し始めています。外部圧力を...

磁気駆動カプセルにおける自己展開シートを用いたターゲット薬物送達 背景紹介 消化器（Gastrointestinal, GI）疾患、例えば炎症性腸疾患、消化管出血、癌などは、世界的に見ても重要な健康問題です。従来の治療法、例えば内視鏡検査や経口薬物療法は一定の効果がありますが、多くの制約があります。例えば、内視鏡検査は術者の技術に依存し、一度の検査で消化管全体をカバーすることは困難です。経口薬物は消化管内での分解や吸収の制限に直面しています。 これらの問題を解決するために、近年、カプセル内視鏡や薬物送達システムが注目されています。しかし、既存のカプセルシステムは複数の病変のターゲット治療や能動的な移動能力においてまだ不十分です。これに対し、Leeらは2025年に『Device』誌に掲載された...

好み予測に基づく進化的多目的最適化を用いたガソリン調合スケジューリング 背景紹介 世界エネルギー市場の変化が続く中、ガソリンの生産および調合プロセスは、ますます多くの課題に直面している。ガソリンは石油産業の重要な製品であり、その調合とスケジューリングプロセスは、製品の品質および生産効率に直接影響を与える。ガソリン調合では、製品の仕様および性能要件に基づき、複数の成分を異なる比率で混合して、さまざまなグレードのガソリンを製造する必要がある。この過程では、オクタン価（Octane Number, ON）、リード蒸気圧（Reid Vapor Pressure, RVP）、鉛含有量、硫黄含有量、引火点など、複数の性能指標を満たす必要がある。これにより、厳格な品質管理が求められるだけでなく、ますます厳...

体積積層造形（VAM）における細胞印刷への応用 学術的背景 体積積層造形（Volumetric Additive Manufacturing, VAM）は、複雑な3D構造を迅速に作成できる革新的な3Dプリント技術であり、特に細胞印刷の分野において、天然組織の構造を模倣することが可能です。これにより、再生医療や組織工学に新たな可能性をもたらしています。しかし、VAM技術には大きな可能性がある一方で、産業応用や規制遵守の面で多くの課題が残されています。特にバイオプリンティングの分野では、印刷された組織の安全性や有効性、さらには大規模生産をどのように確保するかが未解決の問題です。さらに、VAM技術の規制フレームワークや知的財産保護に関して、国や地域によって異なる状況があり、技術の普及と応用にさらな...

乳がんへの遺伝子送達を強化する効率的なsiRNA負荷とpH応答性の小細胞外小胞 学術的背景 近年、小細胞外小胞（small extracellular vesicles, sEVs）は、その天然由来と固有のホーミング特性から、薬物送達分野で注目を集めています。sEVsは、ほとんどの真核細胞から分泌される脂質ナノ粒子で、直径は通常50〜150ナノメートルです。これらはさまざまな生物分子を運び、細胞間コミュニケーションを通じて情報を伝達し、体内で良好な構造的および生理的安定性を示します。これらの特性により、sEVsは特に薬物送達分野において、さまざまな疾患の治療に大きな可能性を秘めています。 しかし、sEVsが薬物送達において広範な可能性を示しているにもかかわらず、その臨床応用にはまだ多くの課題...

電極呼吸するGeobacter sulfurreducensバイオフィルムによるパラジウムナノ粒子の合成 研究背景 現代の産業および環境科学において、パラジウム（Pd）は重要な触媒として、製薬、農業、化学工業などで広く利用されています。しかし、従来のパラジウムナノ粒子（Pd NPs）の合成方法は、高エネルギーを消費する化学的および固相合成技術に依存しており、これらの方法はコストが高く、有害な化学廃棄物を生成するという問題があります。そのため、より持続可能で環境に優しいパラジウムナノ粒子の合成方法の開発が重要な研究課題となっています。 近年、電活性微生物（例えばGeobacter sulfurreducens）は、有機電子供体を酸化し、外部の固体鉱物や電極表面に電子を伝達する能力があるため、注...

三モード熱エネルギー貯蔵材料の再生可能エネルギー応用における画期的な研究 学術的背景 化石燃料への依存を減らす世界的な目標のため、再生可能エネルギーの広範な利用が将来のエネルギー開発の鍵となっています。しかし、再生可能エネルギーの間欠性と不安定性により、効率的で低コストかつ持続可能なエネルギー貯蔵技術が緊急の課題となっています。熱エネルギー貯蔵材料（Thermal Energy Storage Materials, TESMs）とカルノーバッテリー（Carnot Battery）の組み合わせは、エネルギー貯蔵分野を革新する可能性があるとされています。しかし、安定性が高く、低コストでエネルギー密度の高い熱エネルギー貯蔵材料の不足が、この技術の進展を妨げています。 熱エネルギー貯蔵材料は主に三つ...

軟らかい楕円体マイクロゲルの気-水界面における毛細管駆動自己組織化 研究背景 流体界面（例えば気-水界面）において、コロイド粒子の吸着は界面変形を引き起こし、異方性の界面媒介相互作用を生み出し、超構造を形成します。特に、軟らかい楕円体マイクロゲルは、その調整可能なアスペクト比、制御可能な機能性、および柔軟性のため、自発的な毛細管駆動自己組織化を研究するための理想的なモデルです。マイクロゲルは通常、ポリスチレン（PS）コアと架橋された蛍光標識ポリ（N-イソプロピルメタクリルアミド）（PNIPMAM）シェルで構成されています。ポリビニルアルコール（PVA）フィルムに埋め込まれた粒子を一軸延伸することで、アスペクト比（aspect ratio, ）を微調整できます。研究によると、アスペクト比は1...

研究背景 葉緑素及びその誘導体は医学、食品、エネルギー、材料分野において広く応用されているが、これらの化合物の効率的な生産には大きな課題がある。研究者は紫色非硫光合成細菌 Rhodobacter sphaeroides を効果的な細胞工場として利用し、酵素触媒と代謝工学を組み合わせて葉緑素化合物を生産した。 研究過程 プロセス設計 研究プロセスには遺伝子編集、発酵の促進、代謝調節および酵素催化のステップが含まれる。 遺伝子編集 研究チームはCRISPRiスクリーニングを通じて R. sphaeroides 内でターゲット遺伝子heMNを特定し、これによりcoproporphyrin III（CPIII）生産の改善が可能となった。 発酵の促進 PrrAB二成分系の時間調節と連続バッチ発酵戦略の...