Development of non-enzymatic biosensors using track-etched membrane electrodes
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22K05172
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
水口 仁志 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (30333991)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | トラックエッチドメンブレン / バイオセンサ / 酵素 / 電極触媒 / 生体関連物質 / 尿酸 / アセチレンブラック / アミノエタンチオール |
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| Outline of Research at the Start |
非天然酵素型の触媒を用いるバイオセンサは，高価で長期安定性に難のある天然酵素の弱点を克服するものとして有望である一方，目的分子に対する選択性に劣るという欠点を持っていた。本研究は，これまで代表者が独自に開発してきた積層型のトラックエッチ膜フィルター電極システムを用いて，共存物質の妨害を除去しつつ目的成分を選択的に検出できる新しいバイオセンサを開発する。本研究の成果は，非酵素型バイオセンサのひとつの重要なモデルケースとなる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要に示した通り，本研究で提案する非酵素型バイオセンサの基本的な設計戦略とそれに基づいたフロー型尿酸センサを実証した。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降は，さらに尿酸以外の物質を対象として，金属酸化物，窒化物，硫化物等の難溶性塩の微粒子を触媒として用いるトラックエッチ膜フィルター電極の作製と，それを用いる非酵素型バイオセンサの開発を行う予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
