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

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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。