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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03585/
• 关键词: 微量元素; 蛍光X線分析; 微細藻類; ICP-MS; 湖沼; 藻類; μXRF; シングルセル分析; 淡水; シングルセル; マイクロビーム; 一次生産; 一細胞分析

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。

在这一主题中，进行了研究，目的是开发一种单独分析微藻的方法。到目前为止，我们已经在（i）使用μXRF开发单个痕量元素浓度/化学形态分析方法的结果，（ii）分析各个湖泊和沼泽地中的微藻化学成分。关于（i），美国国家高能加速器研究所，Photon Factory BL4A，BL15A和Spring-8BL37XU优化了分析条件。使用PYMCA分析了生物组织认证的物质的XRF光谱，以确认获得了Fe，Mn，Cu和Zn等生物符号痕量元素的合理浓度。对在三个富营养化湖泊中收集的硅藻的分析表明，个体中Fe，Zn和Cu的浓度随细胞密度成反比。此外，在BL15A中，我们使用了这种技术和μXAF​​S方法来进行清洁清洁前后附着在微生物表面上的矿物颗粒的研究，并比较清洁前后相同个体的元素分布，并获得有关最佳固定方法和清洁方法的知识。这些研究结果已在日本地球与行星科学联合会议上以及国际金属学研讨会上发表在受邀的讲座上，并撰写了原始论文。关于多个湖泊和沼泽的调查，我们已经完成了在Yamanashi县（Yamanaka Lake，Kawaguchi Lake，Nishi Lake，Nishi Lake，Shoji Lake，Motosu Lake，Motosu Lake）的11个湖泊和沼泽的季节性调查Onogawa Lake），根据水质数据和环境DNA数据进行多样性评估，藻类数据分析计划持续到本财年结束。

项目成果

Variation of trace element level in diatom cells from Japanese eutrophic lakes using synchrotron radiation microbeam X-ray fluorescence spectrometry

使用同步辐射微束X射线荧光光谱法研究日本富营养化湖泊硅藻细胞中微量元素水平的变化

• 发表时间: 2022
• 作者: Takaaki Itai;Kazusa Tamura;Yoshio Takahashi
• 通讯作者: Yoshio Takahashi

Broadband high-energy resolution hard x-ray spectroscopy using transition edge sensors at SPring-8

使用 SPring-8 的过渡边缘传感器进行宽带高能分辨率硬 X 射线光谱

• DOI: 10.1063/5.0020642
• 发表时间: 2021
• 期刊: Review of Scientific Instruments
• 影响因子: 1.6
• 作者: Yamada Shinya;Ichinohe Yuto;et al.
• 通讯作者: et al.

富士五湖、仁科三湖、裏磐梯三湖におけるケイ素動態の解析

富士五湖、仁科三湖、里磐梯三湖硅动态分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 田柳紗英;板井啓明;石水浩喜;高橋嘉夫
• 通讯作者: 高橋嘉夫

分子地球化学

分子地球化学

• 发表时间: 2021
• 作者: 高橋 嘉夫;福士 圭介;田中 雅人;柏原 輝彦;関根 康人;板井 啓明
• 通讯作者: 板井 啓明

Cellular level elemental analysis of freshwater diatom using microbeam X-ray fluorescence spectrometry

使用微束 X 射线荧光光谱法对淡水硅藻进行细胞水平元素分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Xinxin Mo;Yoshio Takahashi;Matthew G. Siebecker;Wenxian Gou;Zhao Wang;and Wei Li;Akiko Yamaguchi and Yoshio Takahashi;板井啓明・田村一紗・高橋嘉夫
• 通讯作者: 板井啓明・田村一紗・高橋嘉夫