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2019 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

Research Project

Project/Area Number 17H03328
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

佐藤 久  北海道大学, 工学研究院, 教授 (80326636)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 羽深 昭  国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 特別研究員 (30735353)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsセンサ
Outline of Annual Research Achievements

カドミウムイオン(Cd2+)は人体にとって有害なイオンであり,簡易分析法の開発が望まれている。本年度は簡易蛍光Cd2+分析法を開発した。本法はCd2+に特異的に結合するDNAアプタマー(Cd-4),これに相補的な塩基配列を持つDNA(c-Cd-4),二本鎖DNAに特異的に結合し蛍光を発する分子(インタカレーター,SYBR Green I)を用いたバイオセンサー(アプタセンサー)で構成される。最初に,Cd-4やc-Cd-4の円偏光二色性スペクトルと融解曲線を解析することで,本法で見られる結果が検出原理で説明できることを確認した。これらの結果から,Cd-4はCd2+と結合してCd2+・DNA複合体を形成し,c-Cd-4とはハイブリダイズしないことがわかった。次に分析条件を最適化した。Cd-4とCd2+との最適反応時間は20分であること,Cd-4とc-Cd-4の最適濃度は10 nMであること,プローブ溶液とサンプルの体積比を1:1とすると分析感度が向上することがわかった。最後にこの条件を用いて水中のCd2+濃度の検量線を作成することに成功した。
さらに,分析コストを削減するため,プローブ溶液とサンプル溶液の体積比を検討した。全ての条件においてプローブ溶液中のCd-4アプタマーとc-Cd-4濃度は10 nMに,SGI濃度は1xに統一した。プローブ溶液量に対するサンプル量の比率を高めると,アプタセンサーで検出されるCd2+量が相対的に高くなるので,検量線の勾配が急になる,すなわちアプタセンサーの感度が高くなると予想した。しかしながら,予想に反して,プローブ溶液量に対するサンプル量の比率が最も低い1:1の時に勾配はもっとも急になった。これはサンプル量が増えるとCd-4アプタマーやc-Cd-4の濃度が低下するためと考えられる。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2020 2019 Other

All Presentation (10 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] 酸化セリウムナノ粒子を用いた簡易ヒ素(V)検出法の開発2020

    • Author(s)
      松永 光司・平野 麗子・佐藤 久
    • Organizer
      第54回日本水環境学会年会
  • [Presentation] ヒ素(III)用アプタマーを用いた簡易蛍光ヒ素分析法の開発2020

    • Author(s)
      小野寺 岳史郎・平野 麗子・佐藤 久
    • Organizer
      第54回日本水環境学会年会
  • [Presentation] DNAとナノ粒子を用いた簡易ヒ素(V)検出法の開発2020

    • Author(s)
      松永 光司・平野 麗子・佐藤 久
    • Organizer
      化学系学協会北海道支部2020年冬季研究発表会
  • [Presentation] DNAアプタマーの立体構造変化を利用した蛍光ヒ素(III)センサの開発2019

    • Author(s)
      小野寺 岳史郎・平野 麗子・佐藤 久
    • Organizer
      第56回環境工学研究フォーラム
  • [Presentation] DNAアプタマーを用いた簡易蛍光ヒ素(III)分析法の開発2019

    • Author(s)
      佐藤 久・小野寺 岳史郎・中原 禎仁
    • Organizer
      水道研究発表会
  • [Presentation] DNAアプタマーを用いた簡易蛍光ヒ素測定法の開発2019

    • Author(s)
      佐藤 久・小野寺 岳史郎・松永 光司・平野 麗子・中原 禎仁
    • Organizer
      地下水・土壌汚染とその防止対策に関する研究集会
  • [Presentation] 蛍光色素修飾DNAと酸化セリウムナノ粒子を用いた簡易ヒ素(V)検出法の開発2019

    • Author(s)
      松永 光司・平野 麗子・岡部 聡・佐藤 久
    • Organizer
      日本分析化学会第68年会
  • [Presentation] DNAアプタマーの立体構造変化を利用した蛍光ヒ素(III)センサの開発2019

    • Author(s)
      小野寺 岳史郎・平野 麗子・佐藤 久
    • Organizer
      日本分析化学会第68年会
  • [Presentation] Development of a Simple Analytical Method for Determination of Arsenite Using a DNA Aptamer and Gold Nanoparticles2019

    • Author(s)
      K. Matsunaga, Y. Okuyama, R. Hirano, S. Okabe, H. Satoh
    • Organizer
      IWA Water and Development Congress & Exhibition 2019
  • [Presentation] Development of a Simple Analytical Method for Determination of Arsenite Using a DNA Aptamer and Gold Nanoparticles2019

    • Author(s)
      K. Matsunaga, Y. Okuyama, S. Okabe, M. Takahashi, H. Satoh
    • Organizer
      IWA the 9th International Young Water Professionals Conference (IYWPC 2019)
  • [Remarks] 佐藤久研究グループWebsite

    • URL

      https://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/aqua/contents/HisashiSatoh/index-HisashiSatoh.html

URL: 

Published: 2021-01-27  

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