Design of nanostructured carbon film electrode for developing drug metabolizing screening chip

用于药物代谢筛选芯片开发的纳米结构碳膜电极设计

• 批准号: 23350038
• 负责人: NIWA Osamu
• 金额: $ 12.23万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23350038/
• 关键词: ナノバイオテクノロジー; 電気化学; カーボン材料; 酵素センサ; 薬剤代謝; 代謝; 阻害剤; 薬物代謝; チトクロームP450; カーボンナノファイバー; 酸化錫; 酸化インジウム; スクリーニング; カーボン薄膜; ナノ構造体; 酵素; UVオゾン処理; UV/オゾンプロセス

Electrochemical biosensors consisting of cytochrome P450 modified electrodes have been developed for screening the metabolism of a drug and its inhibitor by using nanostructured carbon materials. First, we developed nanostructured carbon film electrode by UV/ozone treatment of sputtered carbon film. This electrode is suitable for efficient direct electron transfer with small enzymes such as bilirubin oxidase but not good for cytochrome P450(CYP) which is well known drug metabolism enzyme. Then, carbon nanofiber(CNF) modified and CYP modified electrode was applied for drug metabolism and inhibitor screening. DET between CYP and CNF was observed at -0.302V. The electrocatalytic reduction current increased with the addition of drugs. In contrast, the current was greatly reduced in the presence of inhibitor. Recently, we found that polycrystalline ITO electrode with rough surface structure is suitable as drug metabolism and inhibitor screening sensor even with CYP microsome.

利用纳米结构碳材料制备了细胞色素P450修饰电极电化学生物传感器，用于药物代谢及其抑制剂的筛选。首先，我们开发了纳米结构的碳膜电极的溅射碳膜的UV/臭氧处理。该电极适用于与胆红素氧化酶等小分子酶进行有效的直接电子转移，但对众所周知的药物代谢酶细胞色素P450（CYP 450）不好。然后将碳纳米管（CNF）修饰电极和碳纳米管修饰电极应用于药物代谢和抑制剂筛选。在-0.302V处观察到了ERF和CNF之间的DET。随着药物的加入，电催化还原电流增大。相反，在抑制剂的存在下，电流大大降低。最近，我们发现具有粗糙表面结构的多晶ITO电极适合作为药物代谢和抑制剂筛选传感器，即使是微粒子。

项目成果

Cytochrome P450 modified polycrystalline indium tin oxide film as a drug metabolizing electrochemical biosensor with a simple configuration.

• DOI: 10.1021/ac402661w
• 发表时间: 2013-10
• 期刊: Analytical chemistry
• 影响因子: 7.4
• 作者: K. Yoshioka;Dai Kato;Tomoyuki Kamata;O. Niwa

チトクロームP450固定化ITO薄膜電極を用いた薬物代謝反応の電気化学センシング

使用细胞色素 P450 固定 ITO 薄膜电极电化学传感药物代谢反应

• 发表时间: 2013
• 作者: 吉岡恭子;加藤 大;鎌田智之;丹羽 修
• 通讯作者: 丹羽 修

酵素の直接電子移動を目的としたグラフェン修飾電極の作製

用于酶直接电子转移的石墨烯修饰电极的制备

• 发表时间: 2012
• 作者: 井上淳司;加藤大;鎌田智之;丹羽修 （丹羽修）
• 通讯作者: 丹羽修 （丹羽修）

Top down surface nanofabricated device for soft/bio interface based biosensor

用于基于软/生物界面的生物传感器的自上而下表面纳米制造装置

• 发表时间: 2012
• 作者: 丹羽修;中元浩平;上田晃生;加藤大;栗田僚二
• 通讯作者: 栗田僚二

Direct electron transfer with enzyme in nano-structured carbon film Fabricated with maskless top-down

纳米结构碳膜中酶的直接电子转移 无掩模自上而下制造

• 发表时间: 2011
• 作者: 丹羽修;井ノ口裕朗;加藤大;上田晃生;鎌田智之;廣野滋
• 通讯作者: 廣野滋