酵素増幅サイクルを利用する超微量菌数センサーの開発

利用酶放大循环开发超痕量细菌计数传感器

• 批准号: 06772109
• 负责人: 長谷部 靖
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Saitama Institute of Technology
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06772109/
• 关键词: 菌数計測; 酵素; 化学増幅; 大腸菌

[概要]微生物がその増殖課程で産生する代謝生成物(カテコール、L-チロシン、乳酸)を等研究室で考案した酵素/化学増幅型バイオセンサで高感度に測定することにより、10^5個ml^<-1>以下の超微量菌数を比較的短時間でモニターできる高感度菌数計測システムを確立することを目的として、以下の実験を行った。1)大腸菌計測システム 大腸菌をサリチル酸を含む液体培地で培養し、代謝生成するカテコールをチロシナーゼとL-アスコルビン酸を組み合せた化学増幅型バイオセンサで測定した。培養液グルコース濃度10mM、pH6.5、L-アスコルビン酸濃度5mMにおいて、大腸菌数(10^4個〜10^6個ml^<-1>)とセンサの電流値との間に有意な相関関係が認められた。さらに、河川中や排水中の大腸菌モニタリングの観点から、チロシナーゼリアクターと酸素電極検出器から構成されるフローインジェクション分析(FIA)システムによる大腸菌数の連続測定を試みた。その結果、1〜2時間の培養時間で培養液中の大腸菌濃度に依存したピーク電流が得られ、10^4個ml^<-1>までの大腸菌数計測用フローシステムが確立できた。2)枯草菌計測システム 枯草菌の分泌酵素であるペプチダーゼ活性とL-チロシンの化学増幅サイクル反応を利用する枯草菌数センサは、測定および培養条件による電流値のばらつきが大きく、菌濃度とセンサシグナルには有意な相関が得られなかった。3)乳酸菌計測システム 乳酸オキシダーゼを用いた基質リサイクリング反応に基づく化学増幅型乳酸センサを用いると、10^<-8>Mオーダーの高感度な乳酸の定量が可能であることから、同様の測定原理で乳酸菌の低濃度定量が期待でき、現在検討している。

[Summary] Metabolic products produced by microorganisms in the growth process (such as glucose, L-glucose, lactic acid) were tested in the laboratory. Enzyme/chemical amplification type was tested in the laboratory. Measurement of high sensitivity was performed in a <-1>short time to compare the number of ultra-micro bacteria below 10^5 ml. 1)Coliform measurement Coliform measurement The correlation between the concentration of culture medium and the current value was found when the concentration of culture medium was 10mM, pH 6.5, L-arginine acid concentration was 5mM, the number of coliform bacteria (10^4 ~ 10^6 ml^<-1>) and the current value of culture medium. In addition, in the river and drainage of Escherichia coli, the number of Escherichia coli in the water and acid electrode detector composition was determined by FIA. The results showed that the concentration of coliform in the culture medium was dependent on the culture time of 1 ~ 2 hours, and the current was determined by <-1>the method for measuring the number of coliform bacteria in 10^4 ml. 2)Subtractive bacteria measurement Subtractive bacteria secretion enzyme activity L-cell chemical amplification reaction utilization Subtractive bacteria count measurement Current value measurement under culture conditions 3)The <-8>measurement of lactic acid bacteria is based on the matrix, substrate and chemical amplitude-increasing lactic acid. The measurement of lactic acid bacteria is based on the principle of high sensitivity and low concentration.

项目成果

Y.Hasebe et al.: "Determination of catecholamines and uric acid in biological fluids without pretreatment,using chemically amplified biosensors"" Sensors and Actuators B. (印刷中).

Y. Hasebe 等人：“使用化学放大生物传感器测定生物体液中的儿茶酚胺和尿酸，无需预处理”“传感器和执行器 B.（印刷中）。

Y.Hasebe et al.: "Chemically amplified xanthine and hypoxanthine sensors based on substrate recycling between the enzyme-substrate complex and substrate" Analytica Chimica Acta. 302. 21-27 (1995)

Y.Hasebe 等人：“基于酶-底物复合物和底物之间的底物循环的化学放大黄嘌呤和次黄嘌呤传感器”Analytica Chimica Acta。

Y.Hasebe et al.: "Highly amplified spectrophotometry of polyphenols based on a cyclic reaction between polyphenols and o-quinone compounds using tyrosinase and L-ascorbic acid" Analytical Letters. 27. 41-53 (1994)

Y.Hasebe 等人：“使用酪氨酸酶和 L-抗坏血酸，基于多酚和邻醌化合物之间的循环反应，对多酚进行高度放大的分光光度法”分析快报。