酵素累積膜修飾電極におけるメディエーター反応

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乳酸酸化酵素(ラクテートオキシダーゼ、LOx)を常法によりビオチンで修飾し、アビジン・ビオチン法により白金電極上に累積膜とした。フェロセン誘導体を電子メディエーターとしてこのLOx累積膜修飾電極での酵素メディエーター反応を検討した。LOxの特異基質である乳酸が存在すると電子メディエーター機能が良好に発現することを確認した。触媒電流の値が、電極上に固定化されたLOx累積膜の層数(1〜10層)にほぼ直線的に依存することから、本法により調製したLOx累積膜はほぼ完全に触媒活性を保持していることが示唆された。また、この結果は予期したように定序的な累積膜構造が形成されていることを示すものである。さらに、電極上のLOx層数が多い場合にも電気化学応答が非常に速いことから、フェロセンはLOx累積膜中を迅速に拡散して、酵素と電極間の電子授受を仲介していることが明らかになった。次に、電子メディエーターを電極上の酵素累積膜中に固定化することを検討した。はじめに、グルコース酸化酵素(GOx)累積膜修飾電極を作製後に反応性フェロセンを反応させることによって、累積膜中にフェロセンを導入する方法を試みた。しかし、この方法で得た修飾電極は電子メディエーター機能を示さなかった。一方、あらかじめフェロセンで化学修飾したアビジンを用いてGOx累積膜修飾電極を調製し、グルコース存在下の電子メディエーター機能を検討したところ、予期したように触媒電流が観察された。触媒電流の値はGOx累積膜層数に依存して増加した。しかし、電流値は充分ではなく、今後フェロセンの固定化法の改善等が必要である。