金属イオン検出用ナノザイム

大規模な採掘、製造、地下水の取水、地下水枯渇、ならびに産業廃棄物の無秩序な排出により、世界の環境における重金属イオン汚染は深刻化しています。したがって、これら有害金属イオンの迅速検出は喫緊の課題です。しかし、従来の検出法は高度な機器と熟練した要員を要するため、現場条件下での運用は困難です。近年、ナノザイム（nanozyme）を用いたアッセイは、携帯性、簡便性、および金属イオン濃度に対する高感度を有することから、従来法に代替し得る手法として注目されています。

ナノザイムに基づく重金属イオン検出システムは、簡易な機器で迅速かつ低コストのスクリーニングを可能にします。そのため、特に世界の遠隔地域におけるフィールド運用に適しています。Creative Enzymes は、金属イオン検出用のナノザイムおよび検出スキームを提供しています。

ナノザイムによる Ag⁺ の解析

• Creative Enzymes は、ペルオキシダーゼ様活性を有する白金ナノザイムを設計しています。Ag⁺ が表面活性部位に吸着することにより擬似酵素活性が減衰し、H₂O₂-TMB 発色反応の進行度が低下することを利用して、水中の Ag⁺ を検出する比色センサーを構築しました。
• 高感度、迅速応答、ならびに高い耐干渉性という利点を有し、水道水中の Ag 検出ニーズに対応可能です。

図1　Ag⁺ の比色検出における Pt ナノザイムアッセイ原理の模式図。

• また、アミノ酸を用いて Pd ナノザイムのペルオキシダーゼ様活性を制御しています。アミノ酸により修飾された酵素は、粒径が小さく、含有量が高く、親水性が向上するため、H₂O₂-TMB 比色反応に対する触媒能が有意に改善されます。ナノザイムにより、水中の Ag⁺ を高精度かつ高特異的に定量できます。

ナノザイムによる Hg²⁺ の解析

• Hg²⁺ とシステインの相互作用に基づき、ペルオキシダーゼ模倣酵素として機能するカーボンドットを用いた比色センサーを開発しています。システインはカチオンラジカルの生成を阻害し、基質 TMB の青色酸化生成物の発現を抑制します。一方、Hg²⁺ はシステインに対して強い親和性を有するため、青色カチオンの発色生成物が正常に形成され、Hg²⁺ 濃度の増加に伴い発色強度が増大します。
• Hg²⁺ は、凝集誘起によりキトサン修飾 Au ナノザイムのペルオキシダーゼ活性を増強します。これにより、標識不要（ラベルフリー）で簡便かつ迅速な Hg²⁺ の目視検出法を確立しています。

ナノザイムによる Fe²⁺ の解析

• Fe²⁺ は人体に必須の金属イオンである一方、過剰摂取は健康に重大なリスクをもたらします。したがって、健康保護の観点から、本イオンの迅速測定法を確立することが重要です。
• 先行研究により、Fe²⁺ が MoS₂ ナノザイムの活性を有意に増強し得ることが示されています。この相乗的な増強効果に基づき、水中の Fe²⁺ 定量のためのラベルフリー比色センサーおよび蛍光センサーを構築しています。

Creative Enzymes は、世界中のお客様に対し、短納期・高品質のサービスを競争力のある価格で提供しています。当社の先進的な技術プラットフォームは、長年の経験に基づき、お客様の研究において直面し得る課題の解決を支援します。サービスにご関心がある場合、またはご不明点がございましたら、どうぞお気軽に お問い合わせ いただくか、オンラインでのお問い合わせ をご利用ください。