生体分子との相互作用を利用した環境汚染物質の電気化学的検出と制御

利用与生物分子的相互作用对环境污染物进行电化学检测和控制

• 批准号: 07J05339
• 负责人: 松本 優子
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J05339/
• 关键词: DNA; インターカレーション; グルーブバインダー; 電気分析化学; 環境汚染物質

本研究では、生体内における分子認識能力に着目し、DNAへの平面構造を有する物質のインターカレーションやグルーブ結合を利用して、有害化学物質の電気化学的検出について検討した。はじめに紫外線照射によりDNAをフィルムとして電極上に作製し、電極活性な臭化エチジウム(EtBr)をインターカレートさせた時のサイクリックボルタモグラムを測定し、EtBrのDNAフィルムへの集積挙動について検討を行った。そして本法をダイオキシンの骨格物質でもあるジベンゾフラン(DBF)の検出に応用した。DBFは他の多くの有害物質と同様に電極不活性物質ということが知られているが、EtBrとDBFをDNAに対して競争反応させることで、そのとき得られるEtBrの電極応答の変化からDBFの集積について検討が可能であることが確認された。これはDNAへの結合サイトに対する競争反応によりDBFのような電極不活性物質であっても、電気化学的検出が可能であることを示唆した。さらに、このDNAフィルム電極をエストロゲン物質に応用した。合成女性ホルモンのDESを用いて検討を行った結果、DESの明らかな電極応答が確認され、走引速度依存性も確認された。そこで、DESとDNAとの相互作用における、その結合様式を明らかにするため、代表的なインターカレーターとグルーブバインダーとを用いることで、DESとDNAとの相互作用について電気化学的に検討した。結果、この相互作用はグループ結合の寄与が大きいことが示唆された。以上から、DNA-インターカレーター、あるいはグルーブバインダーの結合サイトとの強い相互作用を利用することで、有害物質の検出の可能性が示唆された。今後このような分子認識能およびその反応を利用することで、環境汚染物質の定期的なモニタリング法の1つとしての利用も期待される。

This study focuses on molecular recognition in vivo, the use of molecular binding in the planar structure of DNA, and the electrochemical detection of harmful chemicals. In the case of ultraviolet irradiation, DNA was detected on the electrode, electrode activity was detected on the electrode, and DNA aggregation in EtBr was investigated. This method is based on the analysis of the structure of the material. DBF has a lot of harmful substances and the same kind of electrode inactive substances. It is possible to investigate the accumulation of DBF in EtBr and DBF. The DNA binding mechanism is a competitive reaction between DBF and the electrode inactive substance, and the electrochemical reaction mechanism is possible. In addition, the use of DNA as an electrode for the treatment of diseases The results of the investigation of DES application, the identification of DES electrode response, and the identification of travel speed dependence were analyzed. The interaction between DES and DNA is discussed in detail. As a result, the interaction between the two groups is very complicated. The possibility of detection of harmful substances is demonstrated by the use of strong interactions between DNA and DNA. In the future, the molecular recognition and utilization of environmental pollutants are expected to be carried out regularly.