Study on Contribution of Protein and Tannin to Tryptophan-like Component in Excitation-Emission Matrix Fluorescence Spectroscopy

激发发射矩阵荧光光谱中蛋白质和单宁对类色氨酸成分的贡献研究

• 批准号: 22K04388
• 负责人: 池田 和弘
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Center for Environmental Science in Saitama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04388/
• 关键词: 三次元励起蛍光スペクトル; トリプトファン様ピーク; タンパク質; タンニン; 指標; アミノ酸; 三次元励起蛍光スペクトル法; 河川

三次元励起蛍光スペクトル法による水質評価が常法となりつつあり、河川等の水質評価に実務的に使用されつつある。検出されるトリプトファン様ピークはタンパク質の量の指標となると信じられており、藻類あるいは生活排水の河川への混入の指標として使用されている。一方、天然有機物であるタンニンが共存する場合、ピーク位置がトリプトファン様ピークと重なるため、指標性に疑義が生じる。本研究では、トリプトファン様ピークが真にタンパク質の指標となるか、河川水や下水を対象に検証し、特にタンニンの影響について解明する。指標となる場合の条件や環境を整理する。初年度である令和４年度は、まず、河川水の蛍光分析を河川38地点で月１回実施し、トリプトファン様ピークの蛍光強度データを取得し、地域や月間変動特性を把握した。蛍光強度の平均値は0.28±0.33 RUであった。下水処理場の直下で水が滞留しやすい地点で最大値を確認した。この地点では蛍光強度は基本的にBODと連動していたが、BODと比較して異常に強度の高い月も確認された。同じくタンパク質の指標として使用されるチロシン様ピーク強度はBODとよく連動していることから、トリプトファン様ピークへのタンパク質以外の成分の寄与が強く疑われる例を確認できた。次に溶存タンパク質濃度を、酸加水分解後に測定した15種類のアミノ酸濃度の和（DTAA）を算出することで評価した。下水流入水の調査を２回実施し、DTAAは、29μMおよび18μMであった。その試料のトリプトファンピークの蛍光強度は6.8 RUおよび4.6 RUであり、タンパク質濃度と連動していた。一方、河川水中のDTAA濃度は低く、定量には濃縮が必要であったが、その場合、還元剤を添加し脱気しても酸分解の過程でいくつかのアミノ酸が消失することが分かった。次年度は膜濃縮でタンパク質を選択的に濃縮して定量を実施する予定である。

使用三维激发荧光光谱的水质评估正在成为一种常见方法，并且实际上被用于河流中的水质评估等。被检测到的类似色氨酸的峰被认为是蛋白质含量的指标，并用作藻类或家用含水量的河流污染物的指标。另一方面，当天然有机物的单宁共存时，峰位置与色氨酸样峰重叠，这会引起对索引性的怀疑。在这项研究中，我们将检查色氨酸样峰是否是真正的蛋白质指标，我们将特别研究单宁蛋白的作用。组织用作指标的条件和环境。在2022财政年度的第一年，每月在38河上进行一次河水荧光分析，并获得了色氨酸样峰的荧光强度数据，以了解区域和每月波动特征。平均荧光强度为0.28±0.33 RU。在污水处理厂的水很可能直接积聚的地方确认了最大值。在这一点上，荧光强度基本上与BOD相关，但是与BOD相比，一个月的强度异常高。酪氨酸样峰强度也被用作蛋白质指数，与BOD密切相关，因此，人们强烈怀疑非蛋白质成分对色氨酸样峰的贡献。接下来，通过计算酸水解后测得的15个氨基酸浓度的总和来评估溶解蛋白的浓度。污水流入调查是两次，DTAA为29μm和18μm。样品中色氨酸峰的荧光强度为6.8 ru和4.6 ru，与蛋白质浓度有关。另一方面，河水中DTAA的浓度较低，定量需要浓度，但是在这种情况下，发现即使添加并脱气并脱气，在酸分解过程中，一些氨基酸也消失了。在第二年，我们计划通过膜浓度和定量选择性地浓缩蛋白质。