人工シデロフォアを利用した高感度・高効率微生物デバイスの開発

• Project/Area Number: 18750116
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Functional materials chemistry
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 猪股 智彦 Nagoya Institute of Technology, 工学研究科, プロジェクト研究員 (40397493)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000); Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2006: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
• Keywords: 生体機能利用 / 自己組織化 / 菌類 / 走査型プローブ顕微鏡 / 水晶振動子マイクロバランス法 / 磁性微粒子

Research Abstract

昨年度より引き続き,人工シデロフォア鉄錯体を修飾したQCM基板,磁性微粒子の開発を行った.更に本年度は従来のヒドロキサム酸型人工シデロフォアに加え,大腸菌が産出するカテコール型天然シデロフォアを模倣した人工シデロフォア鉄錯体の合成を行い,その基板への修飾と大腸菌の吸着挙動に関する測定も行った.結果としては,カテコール型人工シデロフォア鉄錯体を修飾した基板では,有意な大腸菌の吸着挙動は観測できなかった.この原因としてはヒドロキサム酸型人工シデロフォアに対し,カテコール型の人工シデロフォアはその鉄錯体が高い負電荷(3-)を有し,静電反撥等の寄与を無視できなくなること,更には大腸菌自体の高い運動性により,基板吸着が阻害されることなどが挙げられる.この結果を元に,人工シデロフォア錯体の基板への修飾方法に検討を加えた.またQCM以外の検出法を検討するために,人工シデロフォア錯体を修飾した石英基板を用い,エバネッセント場を利用した分光法による微生物検出を試みた.結果としては現在のシステムでのQCM感度に比べて1桁高い感度での測定が可能であった.これにより目的とする微生物検出レベル(実用化レベル)に,あと2桁程度まで迫ることができた.更に磁性微粒子により濃縮した微生物を検出するための手段として,蛍光性ナノ微粒子(CdS)表面への人工シデロフォア鉄錯体の修飾を行った.人工シデロフォア錯体をAu基板への修飾法と同様の方法により,別途合成したCdSナノ微粒子上へ化学修飾することができた.

Research Products

• [Journal Article] Adsorption of microorganisms using the Fe^<III>-artificial siderophore-modified Au electrode surface (2007)
  • Author(s): T. Inomata, H. Eguchi, Y. Funahashi, T. Ozawa, H. Masuda
  • Journal Title: Trans. Mater. Res. Soc. Jpn 32 Pages: 563-566
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Adsorption of microorganisms onto an artificial siderophore-modified Au substrate (2007)
  • Author(s): T. Inomata. H. Eguchi, K. Matsumoto, Y. Funahashi, T. Ozawa, H. Masuda
  • Journal Title: Biosensors. Bioelectrn. 23 Pages: 751-755
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective adsorption of microorganisms onto artificial siderophore-modified glass surface (2006)
  • Author(s): T.Inomata, K.Matsumoto, Y.Funahashi, T.Ozawa, H.Masuda
  • Journal Title: Advanced Materials Research 11-12 Pages: 251-254
• [Journal Article] 人エシデロフォアを利用した微生物固定化素子 (2006)
  • Author(s): 猪股 智彦, 増田 秀樹
  • Journal Title: 現代科学 425 Pages: 14-20
• [Presentation] Adsorption and sensing microbes: artificial siderophore-modified gold substrate (2008)
  • Author(s): H. Tanabashi, T. Inomata, H. Eguchi, Y. Funahashi, T. Ozawa, H. Masuda
  • Organizer: Global COE in Chemistry, Nagoya Special Symposium on Dioxygen Activation by Metalloenzymes and Models
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] Self-assembled monolayer of artificial siderophore with catechol arms: toward microorganism sensors (2008)
  • Author(s): H. Tanabashi, T. Inomata. Y. Funahashi, T. Ozawa, H. Masuda
  • Organizer: BMMP-8
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] Adsorption and sensing microorganisms: artificial siderophore-modified Au substrate (2008)
  • Author(s): T. Inomata, H. Eguchi, Y. Funahashi, T. Ozawa, H. Masuda
  • Organizer: BMMP-8
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] Self-assembled monolayer of Fe(III)-artificial siderophore complexes: Adsorption and detection of microorganisms (2007)
  • Author(s): T. Inomata, H. Eguchi, Y. Funahashi, T. Ozawa, H. Masuda
  • Organizer: ICBIC XIII
  • Place of Presentation: ウィーン大学(オーストリア)
• [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞固定化剤 (2004)
  • Inventor(s): 増田秀樹, 猪股智彦, 舩橋靖博, 松本健司, 小澤智宏, 実川浩一郎
  • Industrial Property Rights Holder: 名古屋工業大学
  • Patent Publication Number: 2006-124346
  • Filing Date: 2004-10-29
  • Acquisition Date: 2006-05-18