Development of an amino acids electrochemical sensor based on immobilization of thermostable enzymes

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アミノ酸と健康との関わりは深く、生体内アミノ酸濃度が肝炎などの指標として利用されている。酵素を電極上に固定化した酵素電極は小型かつ簡易に選択的な分析が可能である。酵素固定電極は高価な酵素を繰り返し利用可能であり、基質を添加するのみで分析できる。しかし、一般的に常温菌由来の酵素は環境変化に弱く、電極作製過程、長期使用時などの酵素の失活が問題となる。近年では酵素電極の耐久性の向上を目的とした研究が行われており、極限環境微生物 (超好熱菌、超好酸菌、超好アルカリ菌など)由来の酵素を識別素子として酵素電極に適用する試みが行われている。これらの極限環境微生物由来の酵素は環境の変化に対して耐性があり、センサの利用可能環境の拡張が可能となるため、非常に注目されている。そこで、耐熱性酵素を用いたD-アミノ酸の高選択性を有する長期安定な酵素センサーの構築を行った。Pyrobaculum islandicum 由来のD-プロリン脱水素酵素(D-Proline dehydogenase ; D-Pro DH)を寒天で固定した電極を作製した。その結果、尿中のD-アミノ酸の定量に成功した。さらに、感度向上を目指して、電極固定剤にカーボンナノチューブゲルを利用したセンサを試作した。その結果、感度が10倍向上した。