光電気化学－水晶発振子マイクロバランス同時計測法による光合成タンパク質の機能解析

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K21077
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 近藤 政晴 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20571219)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: タンパク質 / 生体関連高分子 / 光合成 / 水晶発振子マイクロバランス法 / 同時計測

Outline of Annual Research Achievements

生物が行なう光合成反応では、光エネルギーを利用して電子を移動させる(光誘起電流を発生させる)反応中心タンパク質(RC)が、電子受容体・供与体のタンパク質と協同的にはたらくことで、高効率の光誘起電子移動を実現している。本研究では、RCもしくはコアアンテナタンパク質(LH1)とRCの複合体(LH1-RC)を水晶発振子上へ分子配向を制御し、活性を保ったまま固定化し、電気化学計測による光誘起電流と水晶発振子マイクロバランス法(QCM)の同時計測により基板上に固定化されたRC、LH1-RCの機能・物性の評価を行なう。この評価で得られた知見から、生体高分子を用いた光水素生産デバイスの構築を目指す。
平成27年度では、電気化学計測が可能なQCM装置の機種選定を進めた。QCM装置によりタンパク質の金基板(金をコートした水晶発振子)への固定量を求めることができた。しかしながら、QCM装置から電気化学計測器へノイズが大きく入り、光照射時にサンプルから発生する電流の変化が微少であったため同時計測まで至らなかった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

QCM装置から電気化学計測器へノイズが大きく入り、光照射時にサンプルから発生する電流の変化が微少であったため同時計測まで至らなかった。装置電源、装置配置、電極サンプルの配線などを工夫することで電流ノイズは低減したが、光照射時に観測される電流値の変化はナノアンペアレベルと微少であるので、変化する電流値を上げる、電流のノイズの更なる低減などの必要がある。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度のQCM装置のデモ測定で明らかになったQCM装置から電気化学計測器へノイズに関して、装置電源、装置配置、電極サンプルの配線などを工夫することで電流ノイズは低減させる。また、光照射時に観測される電流値の変化はナノアンペアレベルと微少であるので、変化する電流値を上げる試みを電子受容体・供与体を変えるなどして進める。

Causes of Carryover

本研究で進める光電気化学と水晶発振子マイクロバランス(QCM)法の同時計測系の構築を進めているが、研究実施者が使用している既存の光電気化学計測系ではデモ測定を実施した市販QCMからのノイズが入ってしまうので、昨年度の平成27年度に予定していたQCMの購入を見合わせている。本年度、平成28年度では、デモ測定を利用しノイズの低減手法を試し、装置の機種選定を進める。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成28年度では、デモ測定を利用しノイズの低減手法を試し、装置の機種選定を進める。