生体模倣によるバイオセンサー,駆動・物質・信号輸送システムの研究

利用仿生学研究生物传感器、驱动/材料/信号传输系统

• 批准号: 02F00825
• 负责人: 金藤 敬一
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00825/
• 关键词: バイオセンサー; 酵素センサー; フェノールセンサー; チロシナーゼ酵素; 導電性高分子; 酵素固定; サイクリックボルタモグラム; フェロシアン化カリウム

フェノールは化学生成物の中でも生産量が多くまたその用途も多様である。特に大気や水中および土壌に多く存在しており、人体に容易に吸収され有毒性が問題となっている。有害物質として環境に存在するフェノールの検出や計測が重要課題となっている。特に、フェノールの高感度検出と簡便で安価な計測方法の開発が急務となっている。本研究ではフェノールの存在を敏感に感知するチロシナーゼ酵素の酸化・還元挙動に注目し、そのバイオセンサーを開発することを目的に研究を行った。チロセナーゼ酵素の固定化と検知効率を高めるため、フェロシアン化イオンをドープした導電性高分子ポリピロールを透明電極(ITO)に電解重合し、その活性電極にチロシナーゼ酵素を物理吸着させフェノールのバイオセンサーを作成した。導電性高分子は容易に酸化重合で薄膜化することが可能で、また、高い伝導性を有するため高感度応答が期待できる。チロシナーゼ酵素被覆した導電性高分子バイオセンサーの表面形態観測を走査電子顕微鏡により観察し、電気化学活性をサイクリックボルタモグラムにより調べ、フェノールのセンシング挙動を明らかにした。センサー表面は塊粒径が1μm以下のフェロシアン錯体が散在していることが分かった。還元電流の大きさとフェノール濃度が2-100μMの間でよい直線性があり、その応答時間は40秒と短いことが明らかになった。また、チロシナーゼ酵素の導電性高分子薄膜への物理吸着は、4℃で10週間も安定であることが分かった。今後、更に高感度化と高速応答化を目的に研究を推進する。とことで初年度の本研究は、実質的に4ヶ月しかたっておらず、今後残りの9ヶ月で更に研究を推進する予定である。

The production of chemical products varies from one application to another. There is a lot of toxicity in the water, and the human body is easy to absorb. The detection and measurement of hazardous substances in the environment is an important issue. The development of high sensitivity detection method is urgent and simple. This study is aimed at detecting the presence of the enzyme in the cell, detecting the activity of the enzyme, and detecting the activity of the enzyme in the cell. The immobilization and detection efficiency of the enzyme is high, and the enzyme is prepared by electrolytic recombination of conductive polymer groups and transparent electrodes (ITO), and physical adsorption of the enzyme on active electrodes. Conductive polymers are easy to acidify, thin film, and highly conductive. The surface morphology of conductive polymers coated with enzymes was investigated by electron microscopy, and the electrochemical activity was detected by electron microscopy. The particle size of the particles on the surface of the film is less than 1μm, and the particles are scattered. The high and low concentration of the return current is between 2-100μM, but the linearity is not obvious, and the response time is 40 seconds and short. Physical adsorption of conductive polymer film with enzyme at 4℃ for 10 weeks In the future, more sensitive and high-speed response research will be carried out. This study is expected to advance in April and September.