酵素固定化電極を用いたスーパーオキシドセンサの開発

酶固定电极超氧化物传感器的研制

• 批准号: 13878188
• 负责人: 酒井 清孝
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13878188/
• 关键词: スーパーオキシド; 酵素固定化電極; SOD; 高血圧; 虚血再潅流; 活性酸素; 中空糸透析膜

活性酸素は様々な生理現象と密接に関わっており、生体内での産生、消去のバランスが崩れると、様々な障害が発生する。当該研究では、活性酸素種の1つであるスーパーオキシドに着目し、スーパーオキシドの消去剤であるスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)をPt電極表面に固定化し、その酸化電流からスーパーオキシドを検出する電気化学測定法を考案した。この方法は、操作が簡便で、選択性にも優れている。この特性を活かし、水溶液、血漿、血液系のみならず、医用材料や生体組織などの固体試料での測定法の確立を目指した。本研究により開発したスーパーオキシドセンサは、水溶液系では非常に高い感度、精度、安定性を示した。このセンサについて、中空糸透析膜のスーパーオキシド消去活性測定や、ラット摘出臓器におけるスーパーオキシド生成測定への利用法を検討した。中空糸透析膜のスーパーオキシド消去活性測定については、透析器ミニモジュールを作成し、水溶液系において生成したスーパーオキシドの消去率の膜素材および膜表面へのビタミンE修飾・未修飾による違いを評価した。これにより、中空糸透析膜表面へ修飾されたビタミンEにより、モジュール内で生成したスーパーオキシドが20%程度消去されることが確認され、また、膜素材によってスーパーオキシドの中空糸膜透過率が異なることを認めた。ラット摘出臓器におけるスーパーオキシド生成測定では、高血圧モデルラットにおいて、腎臓でのスーパーオキシド生成量が著しく増加した。また、ランゲンドルフ外部潅流装置を用い、摘出心臓での虚血再潅流時のスーパーオキシド生成量変化を測定したところ、再潅流時にスーパーオキシドの生成亢進が確認された。以上、本研究により開発したスーパーオキシドセンサは、医療機器の性能評価や生理学的な利用など、幅広い用途に応用できる。

Active acids are related to physiological phenomena, production, elimination, and development of disorders in vivo. In this study, the electrochemistry method for detecting the active acid species immobilized on Pt electrode surface and the acidification current was investigated. The method is simple to operate and selective. This article describes the establishment of methods for the determination of these properties in aqueous solutions, plasma, blood systems, medical materials, biological tissues, and solid samples. This study shows that aqueous solution system has high sensitivity, precision and stability. This paper discusses the method of using this method to determine the activity of hollow dialysis membrane and the formation of hollow dialysis membrane. Determination of the removal activity of the hollow dialysis membrane, preparation of the dialyzer membrane, evaluation of the removal rate of the membrane material and the surface modification of the membrane in aqueous solution The membrane material was modified to a degree of 20%. The membrane material was modified to a degree of 20%. In addition, the amount of blood pressure and kidney oil produced by the extractor increased significantly. To determine the amount of blood loss generated during the operation of the external flow device and to determine the amount of blood loss generated during the operation of the external flow device. The above research is aimed at exploring the potential applications of medical equipment, performance evaluation and physiological applications.

项目成果

遠藤恒介, 宮坂武寛, 望月精一, 小堀深, 辻岡克彦, 酒井清孝: "スーパーオキサイドセンサー"Medical Science Digest. Vol.29, No.14. 558-561 (2003)

Kosuke Endo、Takehiro Miyasaka、Seiichi Mochizuki、Fuka Kobori、Katsuhiko Tsujioka、Kiyotaka Sakai：“超氧化物传感器”《医学科学文摘》第 29 卷，第 558-561 期。

Endo K., Miyasaka T., Mochizuki S et al.: "Development of a superoxide sensor by immobilization of superoxide dismutase"Sensors & Actuators B. 83. 30-34 (2002)

Endo K.、Miyasaka T.、Mochizuki S 等人：“通过固定超氧化物歧化酶开发超氧化物传感器”

宮坂武寛, 遠藤恒介, 望月精一 他: "生体計測用スーパーオキサイドセンサ"医工学治療. 14. 158-161 (2002)

Takehiro Miyasaka、Kosuke Endo、Seiichi Mochizuki 等人：“用于生物测量的超氧化物传感器”《生物医学工程与治疗》14. 158-161 (2002)。

K.Endo, T.Miyasaka, S.Mochizuki, S.Aoyagi, N.Himi, H.Asahara, K.Tsujioka, K.Sakal: "Development of a superoxide sensor by immobilization of superoxide dismutase"Sensors & Actuators B. (掲載決定).

K.Endo、T.Miyasaka、S.Mochizuki、S.Aoyagi、N.Himi、H.Asahara、K.Tsujioka、K.Sakal：“通过固定超氧化物歧化酶开发超氧化物传感器”传感器和执行器 B.（出版决定）。