酸化触媒反応による抗生物質及び抗菌剤の分解と抗菌活性に及ぼす腐植物質の影響

氧化催化反应分解抗生素和抗菌剂及腐殖质对抗菌活性的影响

• 批准号: 16H01785
• 负责人: 福嶋 正巳
• 金额: $ 17.14万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16H01785/
• 关键词: 汚染質除去技術; 抗菌剤; 酸素ドナー; 大腸菌アッセイ; 抗菌活性; 超分子化学; 環境材料; 水質汚濁・土壌汚染防止・浄化; 触媒・化学プロセス; 生体機能利用

鉄(Ⅲ)へム触媒の光増感SMMXの酸化分解能を明らがにするために、4種のCu錯体(Cu-BPAC, Cu-MPAC, Cu-PHAC, Cu-MPHAC)、フタロシアニン錯体およひ鉄ポルフィリン、マンガンポルフィリンについて検討した結果、鉄ポルフィリン錯体が最も活性が高いことが明らかになった(分解率74%)。また、非ヘム、ラッカーゼモデル触媒における活性種と考えられるヒドロキシラジカルおよび一重項酸素の検出に関して、ヒドロキシラジカル測定はDMPOによるスピントラップ法を採用し、ESRの基本測定条件を設定した。また、一重項酸素の検出は2,2,6,6-テトラメチルピペリジンの酸化反応により安定なニトロオキシラジカル量から一重項酸素を求める方法について検討中である。PPCPsの酸化生成物の解析ピリジル基を含む環状窒素で形成された非ヘム錯体の2,4,6tnbromophenol(TrBP)酸化に対する触媒活性を常温、常圧条件下で検討したところ、ピリジン配位子の数が多い非ヘム錯体Fe(tpa)とターピリジン誘導体を配位子とした非ヘム錯体Fe(terpy)は、TrBPの分解に対して高い触媒活性を示した。GC/MSおよびLC/MSによる分析の結果、酸性条件(pH4-7)において100%に近い分解率と70%以上の脱臭素率をそれぞれ示した。しかしながら、TrBPの分解率と脱臭素率は、塩基条件になるにつれ減少し、pH9よりも高い条件になるとTrBPの分解はほとんど確認されなかった。大腸菌アッセイによる抗菌活性の評価抗生物質の毒性を評価するための電気化学バイオアッセイを開発した。これは, 大腸菌の呼吸鎖活性に関してフェリシアン化カリウムを電子伝達メディエーターからの電流応答から評価する方法である。大腸菌を懸濁させた数十マイクロリットルの液滴は回転ディスク電極を用いて高速かく拌させ, そこにメディエーターを添加することで高い触媒電流値が得られることを見出した。さらに, 開発した試験法でテトラサイクリン誘導体3種とアンピシリンの毒性をサブマイクロモーラーレベルで評価可能であることを確認した。

为了阐明光敏化SMMX的氧化分解能力，铁(III)血红素催化剂、四种类型的Cu络合物(Cu-BPAC、Cu-MPAC、Cu-PHAC、Cu-MPHAC)、酞菁络合物和对铁卟啉和锰卟啉进行检测，发现铁卟啉络合物的活性最高（降解率为74%）。此外，对于非血红素和漆酶模型催化剂中被认为是活性物质的羟基自由基和单线态氧的检测，采用使用DMPO的自旋捕获法来测量羟基自由基，并设定了ESR的基本测量条件。此外，我们目前正在研究一种通过2,2,6,6-四甲基哌啶的氧化反应从稳定硝氧基自由基的量检测单线态氧的方法。 PPCPs氧化产物的分析在室温和常压条件下研究了含有吡啶基的环状氮形成的非血红素络合物对2,4,6三溴苯酚(TrBP)氧化的催化活性。数量丰富的tpa和以三联吡啶衍生物为配体的非血红素复合物Fe(terpy)对TrBP的分解表现出较高的催化活性。 GC/MS和LC/MS分析表明，在酸性条件下（pH 4-7），分解率接近100%，脱溴率超过70%。然而，随着条件变得更加碱性，TrBP的分解率和脱溴率下降，并且在pH高于9的条件下几乎没有观察到TrBP的分解。通过大肠杆菌测定评估抗菌活性我们开发了一种电化学生物测定法来评估抗生素的毒性。这是一种根据电子转移介体的电流响应，使用铁氰化钾评估大肠杆菌呼吸链活性的方法。我们发现，通过使用旋转盘电极高速搅拌数十微升含有悬浮大肠杆菌的液滴，并向其中添加介体，可以获得高催化电流值。此外，我们证实所开发的测试方法可以在亚微摩尔水平上评估三种四环素衍生物和氨苄西林的毒性。

项目成果

Development of an electrochemical bioassay based on the alkaline phosphatase activity of Chlamydomonas reinhardtii to assess the toxicity of heavy metals

开发基于莱茵衣藻碱性磷酸酶活性的电化学生物测定法来评估重金属的毒性

• DOI: 10.20964/2016.06.65
• 发表时间: 2016
• 期刊: Int Journal of Electrochemical Science
• 作者: H. Jiang;Md. S. Islam;K. Sazawa;N. Hata;S. Taguchi;S. Nakamura;K. Sugawara;H. Kuramitz
• 通讯作者: H. Kuramitz

非ヘム錯体による2,4,6トリブロモフェノールの酸化に及ぼすピリジル基の影響

吡啶基对非血红素配合物氧化2,4,6-三溴苯酚的影响

• 发表时间: 2016
• 作者: 小田光希;五十嵐真美;田中俊逸;福嶋正巳
• 通讯作者: 福嶋正巳