シアン計測用バイオセンサーの開発

青色测量生物传感器的开发

基本信息

批准号：
08780496
负责人：
池袋一典
金额：
$ 0.7万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

酸素電極上に微生物固定化膜を装置することにより、微生物の呼吸活性を測定することが可能である。シアンは猛毒であり、生物の呼吸を阻害する。従ってシアンの添加によって微生物の呼吸活性が阻害され、その結果微生物膜上で消費される酸素量が減少し溶存酸素量が増加する。この溶存酸素量の変化を酸素電極で測定することによってシアンの計測が可能となる。本研究は将来、河川においてのオンライン計測に応用できる微生物センサーの開発を目的とした。1.分子認識素子として用いる微生物の選択グルコースを栄養源として最も呼吸活性が高く、かつシアンに対する応答の高い微生物の選択を行った結果、パン酵母であるSaccharomyces cerevisiaeがセンサーの分子認識素子として適当であった。2.センサーの形状の検討電極型、フロー型、リアクター型などの形状のものを作成しセンサーの特性を比較検討した結果、センサーの応答の安定性の面からリアクター型が最適であると考えられた。3.測定の最適条件の検討、特性の評価測定の最適条件を調べたところ、流速4.5ml/min、温度30℃、グルコース濃度150mg/lであった。この最適条件において同様にシアン化カリウム濃度0.0〜1.0ppm溶液の電流値変化を調べたところ、0.04〜1.0ppm(0.60〜15μM)の範囲で応答が確認された。またセンサーは固定化後9日間シアンに対して安定な応答を示した。4.共存物質の影響金属イオン、塩化物イオン、硫化物イオンなどの河川水中に存在する様々な物質がセンサーの応答に与える影響を検討した結果、河川水中の濃度では影響はあまりないことが明らかになった。5.構築したセンサーの河川水への適用構築したセンサーを用いて実際に6カ所の河川水のシアン濃度を測定した結果、十分シアンが測定できることが確認できた。

通过在氧电极上使用微生物固定的膜，可以测量微生物的呼吸活性。青色是极具毒性的，并抑制了生物的呼吸。因此，添加青色抑制微生物的呼吸活性，从而导致微生物膜上消耗的氧气量减少，并增加溶解的氧气量。通过用氧电极测量溶解的氧气变化，可以测量青色。这项研究旨在开发微生物传感器，这些传感器将来可以应用于河流的在线测量。 1。选择用作分子识别元件的微生物的选择。我们选择了使用葡萄糖作为营养来源的呼吸活性最高的微生物，对氰基的反应高。酿酒酵母是贝克的酵母，是传感器的合适分子识别元素。 2。研究传感器的形状，我们创建了电极类型，流动类型，反应器类型等，并比较了传感器的特性，并且人们认为反应器类型在传感器响应中的稳定性方面是最好的。 3。调查最佳测量条件和特征评估。当检查最佳条件时，流速为4.5 mL/min，温度为30°C，葡萄糖浓度为150 mg/l。同样，在这些最佳条件下检查了氰化钾浓度溶液的电流值的变化，并在0.04-1.0 ppm（0.60-15μm）的范围内确认了反应。固定后的9天，该传感器还显示出对青色的稳定反应。 4。共存物质的影响，我们研究了河水中存在的各种物质的影响，例如金属离子，氯离子和硫化物离子对传感器响应的影响，并且发现对河水的浓度几乎没有影响。 5。构造传感器在河水中的应用实际使用构造的传感器测量了六个河水的青色浓度，并证实可以测量足够的青色。