生体金属ニッケルの安定同位体比を用いたメタン生成菌探査への挑戦

使用生物金属镍的稳定同位素比检测产甲烷菌的挑战

• 批准号: 22K14136
• 负责人: 宮嶋 佑典
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14136/
• 关键词: ニッケル; 安定同位体; メタン生成菌; バイオマーカー

2022年度は、①メタン生成菌の培養テストと②Ni安定同位体比の分析体制の整備を行った。①では、代表的なメタン生成菌2種を水素資化型・メチル基栄養型の2つの経路で培養した。培養後の菌体を培地から遠心分離したのち、繰り返し酸加熱処理を行うことで分解し、菌体に含まれるNi濃度をICP-MSで測定した。菌体の乾燥重量とNi濃度をもとに、同位体比分析に必要な菌体量を見積もった。培地にNiを添加することで、メタン生成速度や菌体中のNi濃度が増加することが確かめられ、かつ同位体比分析に十分な菌体量を得ることができた。②では、分析前処理としてキレート抽出法による遷移金属の抽出と、陰イオン交換法によるNiの分離精製を習得し、多元素標準溶液を用いてテストを行った。Ni同位体比測定に必要な国際標準物質および同位体スパイクを入手して酸分解し、標準溶液を作成した。2種類の同位体スパイクを混合し、分析時の同位体分別を補正するためのダブルスパイクの調合を行った。今後は、実試料（菌体・培地）と近い組成をもつ標準物質を用いて前処理と同位体比分析をテストしたうえで、実試料の分析を行う。メタン生成菌によるNi同位体分別機構解明のための第1段階として、酢酸発酵型を含む3つのメタン生成経路すべてについて分析を行い、経路の違いによるNi同位体分別の違いを明らかにする。また、同位体分別係数を精確に算出するため、培地と菌体のNi濃度・同位体比の時系列変化を調べる。

In 2022, the preparation of the analytical system for Ni stable isotope ratio was carried out. 1. Two kinds of bacteria, namely, water element type, basic type and two kinds of culture route, are represented. After culture, the cells were isolated from the soil and then heated in acid. The Ni concentration in the cells was measured by ICP-MS. The dry weight of the cell and the concentration of Ni are the main factors for the determination of the total cell mass. The growth rate of Ni in culture medium and the concentration of Ni in cell medium increased. (2) Extraction of migration metals, separation and purification of Ni by anion exchange method, and application of multi-element standard solution Ni isotope ratio determination is necessary for the preparation of international standard materials and isotope solutions. 2. Isotope mixing, iso-analysis, and adjustment In the future, the composition of the sample (bacteria and culture) and the analysis of the sample will be carried out before the standard material is used. The first order of the mechanism of Ni isotope formation was analyzed in the first step of the analysis, and the third step of the mechanism of Ni isotope formation was analyzed in the second step of the analysis. Accurate calculation of isotope separation coefficient, time series adjustment of isotope ratio and Ni concentration in culture medium