微生物酵素機能電極に基礎を置く各種センサー及びリアクターの開発

基于微生物酶功能电极的各类传感器和反应器的开发

• 批准号: 07750920
• 负责人: 高山 勝巳
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Fukui National College 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750920/
• 关键词: 酵素機能電極; 微生物; シュウ-ドモナス・フルオレセンスTN5; ニコチン酸; センサー; メディエーター

シュウドモナスフルオレセンスTN5菌体をメディエーターを練りこんだカーボンペースト電極上に固定した微生物固定酵素機能電極は、微生物の資化因子であるニコチン酸に応答を示す。これは、メディエーターを介した菌体内酵素と電極間の電子移動が行われていることを意味する。使用するメディエーターとして、幾つかのベンゾキノン誘導体について比較検討した結果、2、6メチル置換ベンゾキノンが有効であることがわかった。しかし、限界電流値は、ベンゾキノンに比較しておよそ1.2倍程度であり、置換による顕著な効果はみられなかった。そこで、メディエーターには安価なベンゾキノンを用いることとし、カーボンペーストに練り込む量ならびに固定する菌体の必要量を見積もった。これらの値は用いる電極の形状や面積等に依存するが、本研究に用いた電極(幾何面積0.09cm^2)において、メディエーター含有量は3%(w/w)以上であればよく、菌体は60μg以上(乾燥重量)固定すればよいことがわかった。以下に、バッチセル方式にて、本電極の応答時間、選択性、最適温度、最適pH、安定性の評価を行った結果について簡単に報告する。1)応答時間と測定範囲:80秒程度(但し、電極の安定化等にかかる時間を含めると1行程あたり20分程度)、2)選択性:ニコチン酸に極めてよい選択性をもつ。(グルコース、エタノール、リンゴ酸、ニコチン酸類似化合物等に応答を示さない)3)最適温度:40℃(但し、45℃において失活)4)最適pH:pH8(但し、pH4以下、pH9以上において失活)5)2週間程度本電極は長期安定性の面で問題が残るが、選択性に優れており、分析時間も比較的短時間で済むという利点がある。今後は、本電極のフローシステムへの適用を考えたい。

シュウドモナスフルオレセンスTN5 Bacteria をメディエーターを Practice りこんだカーボンペースト电The functional electrode for fixing microorganisms and enzymes on the top of the pole, and the chemical factors for microorganisms to be immobilized are shown in the figure.これは、メディエーターを开 したThe enzyme in the bacteria and the movement of electrons between the electrodes が行われていることをmeans する. Comparison using the するメディエーターとして and the several つかのベンゾキノン inducer についてThe result of 検曰した, 2, 6 メチル substitution ベンゾキノンがeffective であることがわかった.しかし, limiting current limit, ベンゾキノンに comparison しておよそ1.2 times degree であり, replacement による顕与なeffect はみられなかった.そこで、メディエーターには安価なベンゾキノンを用いることとし、カーThe necessary amount of ボンペーストに practice り込むならびに to fix the する bacterial cells を见 accumulate もった. The shape and area of the これらの値は depend on the shape and area of the いる electrode. This study used いた electrode (geometric area 0.09cm^2) において, メデThe ィエーター content is 3% or more (w/w), and the bacterial cells are 60 μg or more (dry weight). The following is a summary of the results of the evaluation of the バッチセル method, the electrode's response time, selectivity, optimal temperature, optimal pH, and stability. 1) Response time and measurement range: about 80 seconds (but the time required for stabilization of electrodes, etc. is not included)と1 stroke is about 20 minutes), 2) choose 択性: ニコチン acid に extremely めてよい choose 択性 をもつ. (Compounds similar to グルコース, エタノール, リンゴ acid, ニコチン acid, etc.) 3) Optimum temperature: 40℃ (but し、45℃ will cause deactivation) 4) Optimum pH: pH8 (but し、 There is no problem with the long-term stability of this electrode at pH 4 or above and deactivation at pH 9 or above) 5) 2 weeks The question is incomplete, the selection is excellent, and the analysis time is relatively short-term. From now on, this electrode will be used for the test.