2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of on-site, real-time, multi-analytical technology of heavy metals in the environment based on optical waveguide spectroscopy
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26289178
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐藤 久 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80326636)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 幸司 北海道大学, 地球環境科学研究科(研究院), 准教授 (30348825)
山村 寛 中央大学, 理工学部, 准教授 (40515334)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | DNAアプタマー / 重金属 / 簡易分析 / 廃水 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はカドミウム分析システムを開発した．平成26年度にはナノマテリアルを用いたカドミウム分析システムを開発したが，ナノマテリアルの合成には多大な労力を要するため，本年度はDNAアプタマーを用いることとした．DNAアプタマーとは，医学生理学分野で癌マーカー分子の早期発見などに使われている，抗体のように特定の物質に高い親和性と選択性で結合する一本鎖DNA分子のことである．本研究ではWuらが2014年に開発したCdイオン特異的DNAアプタマー（Cd-4）を用いた．
本研究では2本鎖DNAにインターカレートし蛍光を示すSYBR Green I(SG)を用いてCdを測定した．10 mM MOPSバッファーにCd-4とSGを加えた．Cd標準溶液を加え，10分静置した．Cd-4と相補的なDNA（c-Cd-4）を加え，30分静置した．499 nmの励起光を照射し，波長510-800 nmの範囲で蛍光スペクトルを測定した．サンプルにCdが含まれていない場合はCd-4とc-Cd-4はハイブリダイゼーションし，SGが蛍光を示す．一方，サンプルにCdが含まれている場合，CdとCd-4が複合体を形成し，Cd-4とc-Cd-4は2本鎖を形成しないためSGは蛍光を示さない．この蛍光強度の差を利用して，Cd濃度による検量線を作成した．
Cd濃度が0μMの場合，波長524 nmにおいて蛍光強度は最大となった．Cd濃度が1μMの場合，この蛍光強度ピーク値は低下した．Cd濃度が高まるにつれてさらに蛍光強度ピーク値は低下した．波長524nmでの蛍光強度ピーク値を使って検量線を作成した．Cd濃度が0から1μMの間では検量線の傾きは急であり，1μM以上では緩やかであった．このことから，Cd濃度1μMで測定溶液中のCdはほぼ飽和状態になっていたと考えられた．
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] 光学式重金属センサの開発2016
Author(s)
山口 拓郎・高橋 正宏・岡部 聡・佐藤 久
Organizer
第53回環境工学研究フォーラム
Place of Presentation
北九州国際会議場（北九州市）
Year and Date
2016-12-06 – 2016-12-08
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