2016 Fiscal Year Annual Research Report
放射性核種移行挙動に対する微生物影響因子の分子科学的研究
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16H04634
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
宇都宮 聡 九州大学, 理学研究院, 准教授 (40452792)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大貫 敏彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 上級研究主席 (20354904)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | EPS / Colloid stabiilty |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では微生物由来のES，PS及びSSの性質を理解し，さらにこれらの物質のCeNPへの吸着プロセス，表面特性の変化，及び凝集および沈降に対するこれら効果、pH依存性を定量的に評価することを目的とした。
S. cerevisiae由来ESはタンパク質や多糖類、リン酸、有機リン酸等様々な物質を含有しており、吸着実験後のCeNPsにはアミド結合やリン酸基を持つ物質が優先的に吸着していた。1 kDa透析で分離したPSとSSは分子量に関わらず含有している官能基はESとほぼ同じで、CeNPsへ吸着した物質も同様であった。ES、PS、SS水溶液中におけるCeNPsのζ電位pH依存性はPSのみの場合と一致し、高分子物質の表面電荷が系全体のゼータ電位を決定していた。また実験系のCeNPs凝集体の粒子径はζ電位の絶対値が大きいほど小さく、ゼロに近いほど大きいという結果から、CeNPsの凝集挙動は凝集体のζ電位が制御していることが分かった。以上のことからES、PS、SSに含まれる高分子物質の吸着はCeNPsの表面特性を変えて多様なpH条件下での凝集体の分散性を高めることが分かった。しかし、SSはPSと比べ分子サイズが小さいため立体障壁の効果が小さく凝集体のζ電位がほぼゼロの条件下ではPSほどの凝集抑制効果は見られなかった。PSとSSを含むES溶液では、等電点の異なる小さい分子が存在することから、PS + SSを含むESの吸着はPSのみの場合よりも広いpH領域にわたってCeNPの凝集を抑制することができると考えられる。以上のことから微生物の細胞外放出物に含まれる高分子に加えて、これまで過小評価されてきた比較的小さい分子も環境ナノ粒子の凝集挙動に同様の効果を与えることが分かり、水圏環境中におけるCeNPsの移行挙動に影響を与えることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでに予定していたタスクはすべて遂行できた。そのため、おおむね順調な研究進捗といえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、酵母から他の地圏微生物に拡張し、その細胞外放出物の解析とその二酸化セリウムナノ粒子への吸着、表面特性の変化、凝集特性の変化を実験的に解明する。さらに、これまでに得られた実験室の結果をもとにして、天然の場での微生物が及ぼす影響に対して、EPS特性、ナノ粒子生成、凝集、移行プロセスに注目した研究に方向性を見出す。
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