2014 Fiscal Year Research-status Report
ペプチドを介した配位子固定化金ナノ粒子のワンポット合成と有害金属の高感度比色検出
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25410161
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
下条 晃司郎 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力基礎工学研究センター, 研究副主幹 (50414587)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 金ナノ粒子 / ペプチド / 配位子 / 有害金属 / 比色センサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では有害金属イオンに特異的に結合する配位子を金ナノ粒子に固定化し、有害金属イオンを選択的かつ高感度に検出する比色センサーの開発を目的としている。前年度はジグリコールアミド酸（DGAA）と金結合性ペプチドを融合した新規配位子を用いて、金ナノ粒子の合成と配位子の固定化を同時に行うことに成功し、DGAA固定化金ナノ粒子をワンポットで合成する手法を確立した。
本年度は、DGAA固定化金ナノ粒子を用いて有害金属イオンに応答する高感度比色センサーの開発について検討を重ね、以下のような成果が得られた。
１．DGAA固定化金ナノ粒子はTEM測定により粒子径が約13 nmであり、水溶液は赤色をしていた。これにHg(II)を加えると、水溶液の色が青紫色へと変化し、凝集した金ナノ粒子がTEMおよびDLSにより観察された。一方、コントロール実験として、DGAA未修飾の金結合性ペプチドを固定化した金ナノ粒子では、Hg(II)の添加による色の変化は示さなかった。従って、このHg(II)に応答した色変化はDGAA部位とHg(II)の結合を介して金ナノ粒子の凝集が誘発されたことに起因することが示された。
２．Hg(II)応答性の経時変化を測定し、2分間で反応が完了することが明らかとなった。
３．Hg(II)以外の金属イオンとして、Li(I), Na(I), K(I), Ca(II), Mg(II), Mn(II), Co(II), Ni(II), Zn(II), Cd(II), Pb(II), Cu(II), Cr(III)を用いて同様の実験を行った場合、DGAA固定化金ナノ粒子の色の変化は起こらなかった。一方、Hg(II)と他金属を共存させた場合は、色の変化が起こり、本システムがHg(II)に対して高い選択性を示し、他金属イオンによる阻害・干渉も起こさないことを明らかにした。
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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
本年度はDGAA固定化金ナノ粒子を用いることでHg(II)に対して高い選択性と応答性を示す比色センサーの開発に成功した。研究計画時に提案した研究項目において、おおよそ計画どおりに研究が遂行できており、ほぼ目標が達成された。次年度はHg(II)応答性に関する検出限界を明らかにし、検出感度の向上と実サンプルを用いた応用へと展開したい。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度はDGAA固定化金ナノ粒子のHg(II)に対する検出感度について詳細に検討を行う。検出感度は金ナノ粒子の粒子径に大きく依存することが予想されるため、様々な粒子径をもつ金ナノ粒子を作製し、Hg(II)に対する検出限界を算出する。金ナノ粒子が大きいほど、検出感度が向上すると考えられるが、逆に、金ナノ粒子自体の安定性が低下し、測定誤差も大きくなるので、最適な粒子径を決定する。また、金ナノ粒子の濃度も検出感度の重要なファクターであるので、濃度の最適化も検討する。目標値として、従来のジチゾン比色検出法によるHg(II)の検出限界(20 ppb)を超えることを目指す。また、本手法の応用に向けて、水道水や環境試料のような実サンプルを溶媒として同様のセンシング実験を行い、実用性について評価する。さらにHg(II)の体内蓄積メカニズムを解明するために、細胞内に取り込まれたHg(II)をDGAA固定化金ナノ粒子でマーキングし、その光応答性を観察することで細胞内のHg(II)の動態挙動を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
参加を計画していた学会に都合により行けなくなったため、その分が次年度使用額として生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額の分は物品費として執行予定である。
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Research Products
(4 results)
