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

Research Project

Project/Area Number 19550091
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Analytical chemistry
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

JUNKO Motonaka  The University of Tokushima, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (40035811)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) TOSHIHISA Ohshima  九州大学, 大学院・農学研究科, 教授 (10093345)
HARUHIKO Sakuraba  香川大学, 農学部, 教授 (90205823)
TOMOKI Yabutani  徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 講師 (80335786)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsアミノ酸 / 耐熱性酵素 / 酵素センサ / 寒天 / カーボンナノチューブ / 超好熱菌 / D-アミノ酸
Research Abstract

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。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • Research Products

    (15 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] Development of a D-amino acids electrochemical sensor based on immobilization of thermostable D-Proline dehydrogenase within agar gel membrane2008

    • Author(s)
      Y. Tani, K. Tanaka, T. Yabutani, Y. Mishima, H. Sakuraba, T. Ohshima, and J. Motonaka
    • Journal Title

      Anal. Chim. Acta 619

      Pages: 215-220

    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Journal Article] Developnient of a D-amino acids electrochemical sensor based on immobilization of thermostable D-Proline dehydrogenase within agar gel membrane2008

    • Author(s)
      Y. Tani
    • Journal Title

      Analytica Chimica Acta 615

      Pages: 215-220

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Electrochemical Behavior of Direct Oxidation of Amino Acids on Various Electrodes2008

    • Author(s)
      Y. Shoda, Y. Tani, T. Yabutani, Y. Hayashi and J. Motonaka
    • Organizer
      Chemistry and the Bioshpere Conference
    • Place of Presentation
      Dunedin
    • Year and Date
      2008-12-01
    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Presentation] Electrochemical Behavior of Direct Oxidation of Amino Acids on Various Electrodes2008

    • Author(s)
      Y. Shoda
    • Organizer
      Chemistry and the Bioshpere Conference
    • Place of Presentation
      Dunedin (New Zealand)
    • Year and Date
      2008-12-01
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Bacillus Subtilis 由来 CotA のバイオセンサーへの利用2008

    • Author(s)
      山田洋平, 和田知賀博, 谷裕児, 林由佳子, 薮谷智規, 本仲純子, 酒瀬川信一,櫻庭春彦, 大島敏久
    • Organizer
      2008 年日本化学会西日本大会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2008-11-15
    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Presentation] Bacillus Subtilis 由来 CotAのバイオセンサーへの利用2008

    • Author(s)
      山田 洋平
    • Organizer
      2008年日本化学会西日本大会
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      2008-11-15
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Electrochemical Characterization of biosensors based on immobililzation of enzyme in amino acid N-substituted polypyrrole formed by electropolymerization2008

    • Author(s)
      J. Motonaka, T. Yabutani, H. Murotani, A. Sano, Y. Tani, Y. Hayashi and M. Yasuzawa
    • Organizer
      AMDP 2008 (International Conference on Advanced Materials, Development and Performance 2008)
    • Place of Presentation
      Beijing
    • Year and Date
      2008-10-15
    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Presentation] Characterization and application of thermostable D-proline dehydrogenase and carbon nanotube gel immobilized electrode2008

    • Author(s)
      Y. Tani, K. Nishi, C. Wada, Y. Shoda, T. Watanabe, H. Sakuraba, T. Ohshima, Y. Hayashi, T. Yabutani and J. Motonaka
    • Organizer
      AMDP 2008 (International Conference on Advanced Materials, Development and Performance 2008)
    • Place of Presentation
      Beijing
    • Year and Date
      2008-10-15
    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Presentation] Characterization and application of thermostable D-proline dehydrogenase and carbon nanotube gel immobilized electrode2008

    • Author(s)
      Y. Tani
    • Organizer
      International Conference on Advanced Materials, Development and Performance 2008
    • Place of Presentation
      Beijing(China)
    • Year and Date
      2008-10-15
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Electrochemical Characterization of biosensors based on immobililzation of enzyme in amino acid N-substituted poly pyrrole formed by electropolymerization2008

    • Author(s)
      J. Motonaka
    • Organizer
      International Conference on Advanced Materials, Development and Performance 2008
    • Place of Presentation
      Beijing(China)
    • Year and Date
      2008-10-15
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 耐熱性ジアホラーゼ固定化電極の作製とそのNAD 依存性酵素センサーへの応用2007

    • Author(s)
      田中勝人, 谷祐児, 薮谷智規, 三島有二, 櫻庭春彦, 大島敏久, 本仲純子
    • Organizer
      第53回ポーラログラフィー及び電気分析化学討論会,
    • Place of Presentation
      神戸大学
    • Year and Date
      2007-11-25
    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Presentation] 高感度-Reagentless センサーのためのカーボンナノチューブ/イオン性液体ゲルを用いたメディエーター/酵素固定化電極の作製2007

    • Author(s)
      和田知賀博 ; 田中勝人 ; 谷祐児 ; 薮谷智規 ; 本仲純子
    • Organizer
      2007 年日本化学会西日本大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2007-11-10
    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Presentation] Electrochemical characterization of a thermostable D-prolinedehydrogenase immobilized electrode under aqueous and alcohol solvents2007

    • Author(s)
      Y. Tani ; T. Yabutani ; Y. Mishima ; H. Sakuraba ; T. Ohshima ; J. Motonaka
    • Organizer
      The 9th Asian Conference on Analytical Chemistry
    • Place of Presentation
      Jeju
    • Year and Date
      2007-11-05
    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Presentation] カーボンナノチューブ/イオン性液体ゲルを用いた酵素固定化電極の作製2007

    • Author(s)
      和田知賀博, 田中勝人, 谷祐児, 薮谷智規, 本仲純子
    • Organizer
      第13回日本分析化学会中国四国支部若手セミナー
    • Place of Presentation
      玉野市
    • Year and Date
      2007-08-17
    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Presentation] NAD 依存性酵素センシングのための耐熱性ジアホラーゼ固定化電極の作製とその応用

    • Author(s)
      田中勝人・谷祐児・薮谷智規・三島有二・櫻庭春彦・大島敏久・本仲純子
    • Organizer
      日本分析化学会第56 年会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Related Report
      2008 Final Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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