2017 Fiscal Year Annual Research Report
IoT技術の基盤となるDNAアプタマーを用いた網羅的水質センサの開発
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17H03328
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐藤 久 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (80326636)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
羽深 昭 中央大学, 理工学部, 助教 (30735353)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | センサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒ素(As)は人体に有害な金属の一つであるが，世界各地の土壌に存在するため地下水や表流水に広く検出される．Asの形態にはAs(III)，As(V)，有機態Asがあり，このうちAs(III)は最も毒性が高いと言われている．また，還元状態にある地下水中ではAsは主にAs(III)として存在する．本年度は，簡易As(III)分析法を開発することを試みた．
以下に簡易As(III)分析法の具体的な手順を示す．33 μLの10 mM MOPSバッファー中にArs-3（濃度100 nM）を5 μL添加し，これにサンプルを20 μL添加した．15分静置後，AuNPs溶液（平均粒径10 nm）を40 μL添加し，40分静置した．その後，3 M NaCl溶液を2 μL添加した．NaCl添加から20分後に吸収スペクトルを測定した．
まずNaCl最終濃度とMOPSバッファーのpHを検討した．NaCl最終濃度が30 mMから90 mMの間でAs(III)の有無（100 μMおよび0 μM）における吸光度比の差が大きくなった．また，バッファーのpHが6.5から7.3に増加するにつれて検量線の傾きが増大したが，pH7.3以上では検量線の傾きが低下した．以上の結果より，NaCl最終濃度を60 mM，バッファーのpHを7.3と決定した．以上の条件で検量線を作成した．As(III)濃度が0 μMから0.5 μMに増加 するに従い600nmの吸光度と520nmの吸光度比（A600/A520）の値は増加し，As(III)濃度が0.5 μMより高濃度になると，A600/A520の値はほとんど変化しなかった．また，As(III)濃度が0.1 μMでは，サンプルごとの吸収スペクトルがばらつき，標準偏差が大きくなった．この検量線から検出限界値は0.14 μM（10.2 μg/L）と算出された．本法で地下水中のAs(III)濃度を測定した．本法で求めたAs(III)濃度は添加したAs(III)濃度と概ね一致することが明らかとなり，地下水中のAs(III)分析に本手法が適用できることが明らかとなった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
申請時、一年目にはセンサ開発を行い、水質分析は二年目の中間までに終わらせる予定であったが、研究が予想以上に進展し、一年目で水質分析を終わらせることができたため、このように判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はさらに研究の進捗を早め、申請時の計画以上の結果を残せるように全力を尽くす。具体的には国内外の研究者と協力し、様々な環境サンプルに本法を適用し、本法の適用可能性を明らかにする。
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