センサマトリックスの創製とその細胞バイオセンシングへの応用

本研究は、分子選択性、分子トランスデュース機能など用途に合わせたセンサ機能を分子設計により付与できるセンサマトリックスを開発し、細胞バイオセンシングへ応用することを目的とした。前年度までに、細胞接着機能を付与したセンサマトリックスを設計・合成し、細胞シグナル分子である一酸化窒素(NO)検出特性に関する評価を行った。本年度は、センサマトリックス内の活性中心構造についてラマン分光法および電子スピン共鳴による解析を実施した。さらに細胞接着性センサマトリックスを用いて細胞/NOセンサー体型の細胞バイオセンサを構築した。得られた成果は、以下の通りである。1)ポリ-L-ヒスチジン、Cuイオンおよびポリスチレンスルホン酸が自己配位集積により形成するセンサマトリックスは、無水リン酸結合を有する生体分子の脱リン酸反応を触媒することを明らかにした。この構造解析の結果、このセンサマトリックスは4Nもしくは2N20の平面4配位構造を有するCu配位座を高密度に保持することを明らかにした。この高密度に集積されたCu錯体が脱リン酸反応を触媒することが示唆される。2)細胞接着性センサマトリックスを介して血管内皮細胞とNOセンサを一体化した細胞バイオセンサデバイスを構築した。細胞/NOセンサ一体型デバイスは、血管内皮細胞から放出されたNO分子を直ちにNOセンサマトリックスに取り込むSeamless signal transductionを実現し、細胞表層の高濃度NOのモニタリングが可能となった。

本研究は、分子選択性、分子トランスデュース機能など用途に合わせたセンサ機能を分子設計により付与できるセンサマトリックスを開発し、細胞バイオセンシングへ応用することを目的とした。前年度までに、細胞接着機能を付与したセンサマトリックスを設計・合成し、細胞シグナル分子である一酸化窒素(NO)検出特性に関する評価を行った。本年度は、センサマトリックス内の活性中心構造についてラマン分光法および電子スピン共鳴による解析を実施した。さらに細胞接着性センサマトリックスを用いて細胞/NOセンサー体型の細胞バイオセンサを構築した。得られた成果は、以下の通りである。1)ポリ-L-ヒスチジン、Cuイオンおよびポリスチレンスルホン酸が自己配位集積により形成するセンサマトリックスは、無水リン酸結合を有する生体分子の脱リン酸反応を触媒することを明らかにした。この構造解析の結果、このセンサマトリックスは4Nもしくは2N20の平面4配位構造を有するCu配位座を高密度に保持することを明らかにした。この高密度に集積されたCu錯体が脱リン酸反応を触媒することが示唆される。2)細胞接着性センサマトリックスを介して血管内皮細胞とNOセンサを一体化した細胞バイオセンサデバイスを構築した。細胞/NOセンサ一体型デバイスは、血管内皮細胞から放出されたNO分子を直ちにNOセンサマトリックスに取り込むSeamless signal transductionを実現し、細胞表層の高濃度NOのモニタリングが可能となった。