表面増強ラマン散乱の生体内分子への適用法の開発とそれを用いた微生物代謝機能解明

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K14327
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 土木環境システム
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 久保田 健吾 東北大学, 工学研究科, 准教授 (80455807)
• 研究協力者: 羽鳥 伸吾
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 微生物代謝解析

研究成果の概要

本研究では微生物代謝解明のためにラマン散乱光を利用する方法に着目し、重水素を用いた培養によるC-D結合に基づいた代謝解明とそのピークを表面増強ラマン散乱 (SERS: Surface Enhanced Raman Scattering) により高感度化する技術開発について検討した。その結果、過剰な金ナノ粒子の洗浄後、エンハンサーを加えて金増感反応を行ったところ、SERS効果によるC-D結合由来のラマンスペクトルが増強された。一方で、金ナノ粒子の発光による大腸菌細胞由来のラマンスペクトルの消失も見られたため、実験プロトコルのさらなる最適化が必要である。

自由記述の分野

環境工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

微生物の大部分の機能や代謝は未解明であり、特に原位置かつ細胞レベルでの振る舞いは分かっていない。本研究では、ゲノム解析やトランスクリプトーム解析などによる遺伝子レベルでの解析では理解できない実際の環境におけるシングルセルレベルでの微生物の代謝を解明するための新規技術の開発に取り組んだものである。技術的課題は残るものの、今後の環境微生物生態解析において次の展開につながる新たな知見が得られた。