Development of a highly sensitive uric acid biosensor using copper-containing nanofibers for simple measurement of uric acid level in blood

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本研究課題は、血中尿酸値を簡易的に計測することを可能とする血中尿酸値バイオセンサシステムの開発を目的とした。本年度は、当初計画３、４年目に行う予定であった「分子ふるい機能を付与した銅含有ナノファイバー膜の作成条件検討」について検証した。血液中に含まれる血球は96%が赤血球である。赤血球の直径は6.0-9.0μmであるため、本研究では、孔サイズが直径6μm前後のナノファイバー膜を作製し、大まかに赤血球を分離する分子ふるい機能ナノファイバー膜を目指した。分子ふるい機能ナノファイバー膜は、ポリウレタンを用いて作成した。ポリウレタンをDMF/THF混合溶媒に10 %となるよう加え、一晩撹拌し、溶解させた。ナノファイバー膜は、エレクトロスピニング法により作製した。エレクトロスピニング法は、ポリマー溶液に高電圧を印加した状態で一定速度で噴霧させることにより、ナノファイバーを作製する方法である。本研究で溶解させたポリウレタン溶液をエレクトロスピニング法により噴霧させ、膜を形成させた。作製した10%ポリウレタン膜はSEM観察により孔サイズを確認した。その結果、10%ポリウレタン膜の孔サイズは1-10μm程度の孔を多数有していることを確認した。PFC電極に10%ポリウレタン膜を被膜し、6μmマイクロビーズ（血球のモデルビーズ）含有下において、前年度条件を確定させたダブルパルスポテンシャルステップ法により尿酸計測を行った。その結果、ナノファイバー膜を被覆していないPFC電極を用いた場合、マイクロビーズ含有量の増加に依存し、電流応答値が減少した。一方で被膜したPFC電極を用いた場合、マイクロビーズ含有量に関わらず、応答電流値が増減せず安定した。以上の結果から、本年度は上記手法により、物理的阻害物である血球の影響を受けず、尿酸を選択的に計測することが可能であることを示唆した。