情報変換物質を含む新規な異方性超薄膜の合成の研究

• Project/Area Number: 60211027
• Research Category: Grant-in-Aid for Special Project Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Meiji University
• Principal Investigator: 仲川 勤 明治大学, 工, 教授 (60139459)
• Project Period (FY): 1985
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1985)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 1985: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: 異方性膜 / 膜センサ / 酵素固定

Research Abstract

情報変換物質を含む機能性膜が高効率で機能するためには、(1)情報を捕える側の界面に情報を得る物質が高濃度で存在する方が、同量の物質が均一に膜内に存在するより好ましい。すなわち、"異方性"膜構造であること、(2)同時に情報変換され計測さるべき物質が気体や低分子量物質の場合には、拡散が容易な膜構造であること、(3)機能性膜の情報を捕える活性層はできるだけ薄膜(<1μm以下)であること、であり、このような形態の膜合成には、高分子溶液さえ得られれば、溶媒の種類によらない製膜法としてスピンキャスト法が適することを期待して本研究を行なった。
情報変換物質の1種としてグルコースオキシダーゼを用い、異方性複合膜として、高速透過膜であるPMSP,TPX,含水ゲル膜としてポリ(α-アミノ酸)、この含水ゲル膜の表面にグルコースオキシダーゼを含む三相構造膜を合成した。ポリ(α-アミノ酸)には酵素の担特性と酸素透過性の高いL-ロイシン-L-カルボベンゾキシ-L-リジンを常法により合成した。この2種のアミノ酸の割合を9:1〜7:3とした。まず、PMSP,TPXの50μm厚の支持膜を作り、この上に、酵素を含むポリ(α-アミノ酸)溶液を、スピンナーにかけ薄膜を形成させ、前述の三相構造膜を得た。
得られた異方性の複合膜を酸素電極に固定し、グルコース溶液に浸漬、応答としての電流、定常状態に至る時間を測定した。本研究で得られた膜では、電流減少値2.5μA、定常状態に至る時間32秒、酸素の透過速度20.6×【10^(-8)】cm/sec.が得られた。これらの結果は市販されている酵素センサの応答性より秀れているが酵素の分布状態を解析し、さらに膜性能を改良する余地が残されている。