2種酵素積層膜修飾電極によるセンシングの高性能化

使用双酶层压膜修饰电极提高传感性能

• 批准号: 11118212
• 负责人: 安斉 順一
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11118212/
• 关键词: 2種酵素; 修飾電極; センシング; 酵素積層膜

アビジンとビオチン標識グルコースオキシダーゼ(GCx)およびガラクトシダーゼ(GAL)を同時に固定化した乳糖計測用センサーを作製し、酵素膜の構造制御に基づく性能の最適化を検討した。電極状に10層のGoxを固定化し、その表面にさらにGAL累積膜を層数を変えて被覆した。GALの触媒反応により生成したグルコースはGoxにより酸化されたH_2O_2が生成するが、その際のセンサーの最大電流と見かけのミカエリス定数を測定したところ、GAL層数に依存して最大電流が増加した。センサーの最大電流は酵素膜中の酵素活性に依存するので、GAL層数の増大とともに応答電流も増大したと考えられる。また、見かけのミカエリス定数はGAL層数には依存しなかった。これは、固定化されたGALがすべて同一の特性を示していることを示している。センサー応答速度はGAL層数に依存せず、10秒程度と速いことから、乳糖やグルコースは膜内を迅速に拡散していると推定される。またGoxとGALの酵素膜中での累積順序をかえて異なる構造の酵素膜を作製し、乳糖センサーの応答の最適化を検討した。(1)5層Gox+5層GAL、(2)5層GAL+5層Gox、および(3)交互にGoxとGALを各5層、の3種類の酵素膜を作製した。その結果、最大応答電流は、(1)が18nA、(2)が15nA、および(3)が30nAとなり、(3)の膜が最も活性が大きいことが明かになった。膜内で2種類の酵素が最も均一に分布している場合に、酵素の逐次反応が効率よく進行することを示している。また、(2)の膜ではミカエリス定数が大きくなる傾向が認められた。以上の結果より、2種類の異なる酵素を積層膜として電極に修飾すると、センシングの高性能化に有効であることが明かになった。

To optimize the performance of enzyme membrane structure and substrate, the enzyme membrane was immobilized simultaneously with GCx and GAL. The electrode has 10 layers of Gox immobilized on it, and the surface has 10 layers of GAL accumulated on it. The maximum current of GAL is determined according to the number of GAL layers. The maximum current depends on the enzyme activity in the membrane, and the number of GAL layers increases. The number of GAL layers depends on the number of layers. This is the first time I've ever seen a person who's been immobilized. The speed of the reaction depends on the number of layers in the membrane. The accumulation sequence of Gox and GAL in the enzyme membrane is discussed. (1)5 Layer Gox+5 Layer GAL,(2)5 Layer GAL+5 Layer Gox,(3) 5 Layer Gox + GAL, and 3 Types of Enzyme Membrane The maximum response current is (1) 18nA,(2) 15nA,(3) 30nA,(3) the maximum membrane activity. The two kinds of enzymes in the membrane are most uniformly distributed, and the enzyme reaction rate is gradually increased. (2) The film is not easy to identify. As a result, the two kinds of enzymes are deposited on the electrode, and the performance of the electrode is improved.

项目成果

Hoshi Tomonori: "Enzyme coupled lactate sensors based on bienzyme membrane prepared by an avidin/biotin method"電気学会論文誌E. 119・11. 576-580 (1999)

Hoshi Tomonori：“基于亲和素/生物素方法制备的双酶膜的酶偶联乳酸传感器”IEEJ Transactions E. 119・11 (1999)。