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企業の技術・ノウハウ

天然素材による各種ハイドロゲルの創出技術とその産業応用

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天然素材による各種ハイドロゲルの創出技術とその産業応用

組織名 合同会社ゲルバイオ
技術分野 医工連携/ライフサイエンス、環境/有機化学/無機化学
概要  合同会社ゲルバイオは、広島大学発ベンチャー企業です。持続可能な循環型低炭素社会の確立のためには、地球の環境に優しい天然由来の素材を活用し我々の生活に役立つ製品を創出することが大切です。弊社は、これまで寒天ゲルに代表される各種のハイドロゲル(HG)の創出のための基礎技術について研究開発を行ってきました。その成果として、柔軟でしなやかなHGの開発に成功し、スキンケアや創傷治療への応用、DNA分離担体としての応用、さらには重金属汚染水の減容への利用が可能になりました。本技術の活用に関心のある企業や研究機関等を歓迎します。
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【簡略図】
 弊社独自のハイドロゲル技術の研究・開発により、曲げても破断しない新規ゲルの開発に成功しました(下図)。この技術はさらに、4つのシーズの創出につながりました。これらのシーズは、例えば、ゲルパック化粧品や皮膚老化促進剤の吸着除去シートの開発による健康で潤いに富んだスキンケアへの応用や(シーズ1、2)、一般的なDNA解析やゲノム編集技術で作出されたゲノム生物の遺伝子DNAの研究への応用(シーズ3)、さらには地下水や土壌水で金属汚染された水の除去処理等(シーズ4)、広範な分野への利用が期待されます。

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【背景】
 2015年末のNature誌 (2015-12-10) doi:10 1038/528171a)は、寒天の原料となる海藻の収穫量が減少し、食品分野や、細菌学や分子遺伝学等の基礎的なバイオ分野の研究に資する寒天の生産が危機的状態に陥っていると記している。実際、寒天価格は高騰を続け、2018年の財務省貿易統計にある輸入原藻の平均価格は2015年を機に急騰している。一方、基盤素材である寒天を多用するバイオ産業は、年々拡大成長しており世界のバイオ市場予測は2030年に約1.6兆ドルと予測されている(平成26年経済産業省商務情報政策局)。このような状況にあって、寒天の不足がバイオ産業の発展を阻害しないためには、寒天の代替素材の開発が喫緊の課題です。
 このような背景のもと、寒天を原料とするアガロースも高騰してきました。アガロースは基礎的な生命科学分野や各種のDNA分析には必須の資材であり、財政的な点から研究環境に与える影響は大きいものです。弊社は生体高分子間相互作用の研究経験を基礎にこの問題の解決に取組み、新規のDNA分離向上剤の開発に成功しました。その結果、使用するアガロース量を格段に節約し、しかもDNA分離能を格段に改善することに成功しました。この過程で修得したノウハウをもとに本事業のシーズが誕生しました。
 本事業の活用に関心のある企業・研究機関等を歓迎します。

【技術内容】
 天然由来の各種HG素材を単独もしくは複数用い、その構成比を様々に変化させることにより、しなやかで柔軟性に富んだゲルから、より堅いゲル迄、多彩なゲルを作出する技術です。様々な用途に活用できます。 

 シーズ-1:しなやかなゲル素材であり、吸着性の固体粉末を混合しても破断することのない極細径のゲル糸を形成できます。このことにより、吸着面積を格段に拡大でき標的物質の吸着の増大が実現できます。

 シーズ-2:皮膚親和性に富んだしなやかなゲル素材であり、うすく広く任意の形状を作出できます。ゲルパックや創傷被覆材としての製品化が期待されます。

 シーズ-3:容易に破断されない新素材の特性を生かし、これまで不可能であった垂直型アガロース電気泳動法が実現できます。従来法のサブマリン型電気泳動法より、サンプルローヂングが容易でありしかも薄いゲル厚の担体が作製できます。多検体の自動分離ゲルやプレキャストゲルとして種々の応用が期待できます。

 シーズ-4:各種の金属イオン依存的に固化するゲル素材を用いた技術です。土壌粒子を含む高濃度の金属イオンにも応用が可能であり、金属汚染土壌(水)の処理に活用できる技術です。また、ゲルを乾燥させることにより画期的な減容が実現します。

【技術・ノウハウの強み(新規性、優位性、有用性)】
 曲がるアガロースゲルの作製、及びシーズ-1からシーズ4に関する基本特許については、既に大学発明として特許申請(出願人:広島大学、発明人:小原政信、現)弊社代表社員)が済んでいるものであり、技術・ノウハウの新規性、進歩性、優位性、及び有用性については、既に認知されたものです。
 また、様々な創意工夫により、将来にわたって多様な製品が創出できる可能性がある素材であることから、多くの方々と共同研究の余地が多いにあると期待しています。

【連携企業のイメージ】

 独自の製品化に向けて興味をもっておられる企業や研究機関等に、多彩な特性をもつゲル素材の提供を行います。少量のサンプルレベルから、先方の依頼に応じた容量までご提供します。その過程での応用に関し、特許を共同出願する計画です。また、各企業や研究機関等での課題も共同して解決するためのコンサルティング業務も担います。具体的な連携企業としては、化粧品会社や製薬会社、DNA解析を行う理化機器メーカー、食品会社、食品開発企業等が対象となりうると考えます。

 

【技術・ノウハウの活用シーン(イメージ)】
シーズ-1:ゲル糸に緑色素もしくは吸着剤を含ませたゲル糸を混合する()と色素がゲルから容易に漏出し(中央)、吸着剤に吸着されること()が判ります。

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シーズ-2:しなやかな円形ゲルに白や黒の吸着剤を添加することにより皮膚老廃物を除去することができる。
また、火傷による創傷部位を湿式素材として被覆できます。

シーズ-3:蛋白質の解析で多用されている垂直型アガロース電気泳動法DNA解析でも可能となります。

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シーズ-4:金属イオンと微細粒子を含む土壌水を簡単に固化できます。

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【技術・ノウハウの活用の流れ】
本技術の活用にご興味があればお気軽にお問合せください。

 

【専門用語の解説】
ハイドロゲル:ハイドロゲル(HG)とは、熱処理によりゾル状の高分子物質が冷却されていく過程で、水の中に構築される不溶性の3次元構造物のことであり、生体高分子が自己組織化する性質を利用している。HG分子は1000倍以上の水分子を結合できる。天然のHGの代表的なものは寒天ゲルやアガロースゲルである。

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