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Evaluation of species specific elemental quota using new trace element analysis methods for individual microalgal cell

使用新的微藻细胞微量元素分析方法评估物种特定元素配额

基本信息

批准号：
21H03585
负责人：
板井啓明
金额：
$ 11.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題では、微細藻類の個体別微量元素分析法の開発を目的に、研究を実施してきた。これまでに、(i)μXRFを用いた個体別微量元素濃度/化学形態分析法の開発、(ii) 様々な湖沼の微細藻類化学組成解析とデータベース化について、実績が得られている。(i)に関しては、高エネルギー加速器研究機構, フォトンファクトリーBL4A, BL15AおよびSPring-8BL37XUにおいて分析条件の最適化を実施した。生物組織認証物質のXRFスペクトルを、pyMCAを用いて解析し、Fe, Mn, Cu, Znなどの生体必須微量元素について、妥当な濃度が得られることを確認した。3箇所の富栄養型湖沼で採取した珪藻類の分析から、個体中Fe, Zn, Cu濃度が、細胞密度に反比例して減少する傾向を確認することができた。また、BL15Aでは、当技術とμXAFS法を併用し、微小生物の表面に付着した鉱物粒子の洗浄法について、同一個体の元素分布を洗浄前後で比較する研究を実施し、最適な固定法や洗浄法に関して知見を得た。これらの研究成果については、日本地球惑星科学合同大会での招待講演、国際メタロミクスシンポジウムでの講演などで公表し、原著論文を作成している。複数湖沼の調査については、山梨県（山中湖・河口湖・西湖・精進湖・本栖湖）、長野県（青木湖・中綱湖・木崎湖・野尻湖）、福島県（桧原湖・小野川湖）の計11湖沼について、季節別の調査を完遂し、水質データ、環境DNAデータに基づき、その多様性評価が進んでおり、藻類データの分析は今年度末まで継続予定である。

The purpose of this study is to develop and research microalgae individual trace element analysis method. These include: (i) development of microelement concentration/chemical speciation analysis using μXRF;(ii) analysis of microalgae chemical composition in lakes; and (iii) results obtained. (i)The optimization of analytical conditions for BL-4A, BL-15A and SPring-8BL-37XU was carried out by the High Speed Accelerator Research Institute. Bio-tissue certification substances XRF, pyMCA, Fe, Mn, Cu, Zn, etc. are used for analysis and confirmation of trace elements necessary for living organisms. Analysis of algae collected from three eutrophic lakes confirmed that Fe, Zn and Cu concentrations in individuals tended to decrease inversely with cell density. In addition, BL15A, when the technology and μXAFS method are used together, the washing method of particles on the surface of small organisms, the comparison of the distribution of elements in the same individual before and after washing, and the optimal fixation method and washing method are obtained. The research results are presented at the reception of the Japan Earth Science Contract Conference, at the presentation of the international conference, and at the preparation of the original paper. 11 lake surveys in Yamanaka Lake, Kawaguchi Lake, West Lake, Seijin Lake and Honsu Lake, Nagano Prefecture (Lake Aoki, Lake Nakata, Lake Kisaki and Lake Nojiri), Fukushima Prefecture (Lake Hihara and Lake Onogawa), completion of seasonal surveys, water quality monitoring, environmental DNA testing, diversity assessment, algae testing and analysis are scheduled for the end of the year.