電気化学発光を応用した人工膵島用高感度型グルコ-スセンサの開発

• Project/Area Number: 03650781
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 化学工学
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 酒井 清孝 早稲田大学, 理工学部, 教授 (00063727)
• Project Period (FY): 1991 – 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1991)
• Budget Amount: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 1991: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: 過酸化水素 / ルミノ-ル / グルコ-ス / 電気化学発光 / グルコ-スオキシダ-ゼ / 溶存酸素 / グルコ-スセンサ

Research Abstract

1.連続供給される過酸化水素ールミノ-ル混合液をポテンシオスタットによってー定電位に保たれた透明電極と接触させ、生じる電気化学発光の強度を光電子増培管で測定する装置を作製し、該装置の過酸化水素定量性を調べた。その結果、該装置の過酸化水素検出限界濃度は0.1μM程度である。したがって、本装置による過酸化水素定量法の感度は、従来の化学発光法と同程度である。
2.該装置による過酸化水素定量を安定して操作するための、透明電極至適電位は0.40V vs.SCEであることが判明した。また過酸化水素濃度が0の場合でも、溶存酸素とルミノ-ルの反応によって発光する(バックグラウンド発光)。安定性の良い過酸化水素定量を行うためには、このバックグラウンド発光を排除することが望ましいと考え、オンラインデガッサ-で、試験液中の溶存酸素を除去し、バックグラウンド発光の排除を試みた。しかし、この装置でパックグラウンド発光を十分に排除することは不可能であった。むしろ、試験液の溶存酸素濃度を高く保ち、バックグラウンド発光強度を飽和させ、変動を小さくさせる方が、安定した過酸化水素濃度測定に有利であることが判明した。
3.該装置を、グルコ-スを過酸化水素に変換する固定化酵素カラムと連結し、グルコ-スの定量装置を作製した。その結果、この定量装置によって測定可能なグルコ-ス濃度範囲は0.1〜1.1mg/dlである。この濃度範囲は、汗のグルコ-ス濃度範囲を包含している。したがって、このグルコ-ス定量装置で、汗のグルコ-ス濃度を測定し、その値から間接的に血糖値を推算することにより、血糖値の非侵襲的測定が可能になることが示唆された。