植物由来型酵素を用いた化学発光反応実験教材の開発

本研究は、ルミノールの化学発光反応の触媒として身近にある植物由来のペルオキシダーゼを用い、小学生向けの演示実験教材を開発することを目的とした。大根ペルオキシダーゼを用いた場合の、暗所で確認できる程度の発光強度を確保するための反応条件は、0.03%過酸化水素溶液、2.0×10^<-4>Mルミノール溶液、すりおろした直後の大根を用いた場合で、この条件で十分な発光を確認することができた。また、その際の反応溶液のpHは8.5であった。上記と同じ条件で米を触媒とした場合では、暗所で発光を確認することができなかった。これについて、浜松ホトニクス製の微弱発光計数装置C9692-02で発光強度を測定したところ、発光は確認され、新米(2009年産)と古米(2008年産)ではおよそ7倍程度に新米の発光強度が高くなった。より高い発光強度を確保するために新米を用いて、試薬の濃度やpHを変化させて測定を行ったが、暗所で発光が確認できる段階には至らなかった。現状で演示実験教材として利用可能であるのは、反応性の面からいって大根ペルオキシダーゼを用いた場合の化学発光反応実験であるが、実際に小学生が参加する科学イベントで演示実験を行ったところ、興味は引くものの、内容の説明で、十分に理解が得られたのかは疑問が残った。このテーマを実験教材として用いるとしたら、対象を小学校高学年から中学生というように限定して行う必要性があると感じた。また、米を触媒とした化学発光反応の反応サイクルの活発化のために、今後は活性化剤を添加した場合の発光強度の測定や、反応温度について検討したい。

本研究は、ルミノールの化学発光反応の触媒として身近にある植物由来のペルオキシダーゼを用い、小学生向けの演示実験教材を開発することを目的とした。大根ペルオキシダーゼを用いた場合の、暗所で確認できる程度の発光強度を確保するための反応条件は、0.03%過酸化水素溶液、2.0×10^<-4>Mルミノール溶液、すりおろした直後の大根を用いた場合で、この条件で十分な発光を確認することができた。また、その際の反応溶液のpHは8.5であった。上記と同じ条件で米を触媒とした場合では、暗所で発光を確認することができなかった。これについて、浜松ホトニクス製の微弱発光計数装置C9692-02で発光強度を測定したところ、発光は確認され、新米(2009年産)と古米(2008年産)ではおよそ7倍程度に新米の発光強度が高くなった。より高い発光強度を確保するために新米を用いて、試薬の濃度やpHを変化させて測定を行ったが、暗所で発光が確認できる段階には至らなかった。現状で演示実験教材として利用可能であるのは、反応性の面からいって大根ペルオキシダーゼを用いた場合の化学発光反応実験であるが、実際に小学生が参加する科学イベントで演示実験を行ったところ、興味は引くものの、内容の説明で、十分に理解が得られたのかは疑問が残った。このテーマを実験教材として用いるとしたら、対象を小学校高学年から中学生というように限定して行う必要性があると感じた。また、米を触媒とした化学発光反応の反応サイクルの活発化のために、今後は活性化剤を添加した場合の発光強度の測定や、反応温度について検討したい。