| 研究概要 |
微生物細胞や植物細胞は外界から生体必須金属の一つである鉄イオンを取り込むために,シデロフォアと呼ばれる低分子量の鉄キレート剤を産出することが知られている.本研究はこのシデロフォアと細胞表面のレセプターあるいは結合タンパク質との相互作用を利用し,微生物細胞の吸着・検出が可能な材料・装置の開発を目指したものである.
天然の鉄キレート剤の一つであるヒドロキサム酸型シデロフォアを模倣した人工シデロフォア分子を合成し,その鉄錯体を電極材料表面に修飾した.電極表面に修飾された人工シデロフォア鉄錯体は上記に示した微生物細胞表面のレセプター等との相互作用よって選択的に認識・捕捉された.これにより微生物を選択的に吸着することが可能な基板材料を制作することに成功した.微生物細胞吸着の様子は光学顕微鏡あるいはSEM, AFMなどにより直接観測することができた.またこの人工シデロフォア鉄錯体を水晶振動子上に化学修飾することにより,水晶振動子マイクロバランス法(QCM)により,微生物の吸着挙動を基板表面の微量な重量変化をモニターすることが可能な装置を開発した.
またこの人工シデロフォア鉄錯体を磁性微粒子表面に修飾した材料の合成に成功した.磁性微粒子材料としては強磁性体であるマグネタイト(Fe_3O_4)及び軟磁性を示すコアーシェル型の磁性微粒子を用いた.この人工シデロフォア鉄錯体修飾磁性微粒子は微生物細胞表面に上記と同様の相互作用により吸着させることで,外部からの磁場掃引により微生物細胞を捕集・濃縮することができた.実際に微生物細胞表面に磁性微粒子が吸着している様子や外部磁場掃引による微生物細胞の捕集の様子はAFMや光学顕微鏡により観測された.
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