Development of non-enzymatic biosensors using track-etched membrane electrodes

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本研究は，非酵素型の微粒子触媒とトラックエッチ膜フィルター電極システムを組み合わせて，安価で長期安定性に優れ，かつ目的の分子に対する選択性を有するバイオセンサの開発を目的としている。本年度は，まず，尿酸に対する優れた活性を示すアセチレンブラック微粒子で修飾したトラックエッチ膜フィルター電極の作製方法について検討した。アセチレンブラックは，水に分散させたのちに，上澄み液を当該フィルター電極へろ過するように通すことで導入した。アセチレンブラックは複数個の微粒子が融着した複雑な凝集構造をもつ。これによりフィルターを目詰まりさせることなく，また，フィルター電極から脱落することなくフィルター電極上に導入することができた。この電極は尿酸に対する優れた検出感度を持つ電極となる。一方，尿酸に対する選択性を確保するために，本研究では，トラックエッチ膜フィルター電極を積層させた構造を採用した。すなわち，尿酸の検出において妨害となるL-アスコルビン酸を効率よく電解除去できるフィルター電極を，上記のアセチレンブラック修飾型電極の上流に配置する。ここでは，トラックエッチ膜フィルターに金をスパッタリングし，さらに表面をアミノエタンチオールで修飾した電極を作製した。この電極は中性条件でL-アスコルビン酸に対して優れた活性を示した。本研究では，これらの電極を積層させて電極システムとし，フロースルー型の電解セルに搭載した。その結果，L-アスコルビン酸を電解除去しつつ，尿酸を高感度に検出できる，非酵素型センサの構築に成功した。この成果は，今後の非酵素型触媒を用いるバイオセンサの重要なモデルケースとなるものである。