1992 Fiscal Year Annual Research Report
高配向脂質膜を用いた高識別能力を持つ化学感覚認識システムの開発
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03555085
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| Research Institution | KYUSHU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
山藤 馨 九州大学, 工学部, 教授 (90037721)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池崎 秀和 アンリツ(株)研究所, 第3研究部, 研究員
林 健司 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (50202263)
荒木 啓二郎 九州大学, 工学部, 助教授 (40117057)
都甲 潔 九州大学, 工学部, 助教授 (50136529)
末崎 幸生 佐賀医科大学, 教授 (80069484)
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| Keywords | LB膜 / 脂質膜 / 化学物質 / 化学感覚 / 化学センサ |
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| Research Abstract |
本研究では,申請設備備品のラングミューア・プロジェクト膜作製装置を用いて,配向性が優れた脂質膜(LB膜)を貼り,この電極の特性を調べた。脂質材料としてリン酸ジヘキサデシルを用い,以下の事実を明らかにした。
1)膜の層数5以上の層をもつLB膜では,膜抵抗や膜電位は層数への依存性は見られなかった。膜抵抗も数GΩ・cm^2とかなり高く,よく知られた黒膜(BLM)と同程度であった。水溶液中での安定性もかなり良好であった。
2)5種類の味物質に対する膜電位の応答は明瞭に異なっており,この結果から,5つの味をLB膜で識別できうることがわかった。
3)応答の閾値も,苦味や酸味物質では約1μM,塩味物質では約0.1mM,甘味物質では約1mM,うま味物質では10μMであり,これは生体系よりもかなり低い濃度であった。つまり,LB膜を受容部に用いた味覚センサは,人よりも高い感度を持ちうることが示された。
4)非電解質である甘味物質に対しても,1mMという低い濃度から応答が得られ,LB膜が非電解質に鋭敏に応答することが示された。
以上の結果から,高配向LB膜は当初の目的どおり,味物質検出に高感度を有することが判明した。さらに本研究では,感覚認識システムのソフト部としてカオスを利用することを試み,カオスアトラクタの変化は各味質に固有であり,味の認識方法として有望であることが示された。また化学物質の中でも,麻酔薬はその作用が可逆的であるという特徴をもつが,麻酔薬についても脂質膜の電気的特性の変化を用いて,その相互作用メカニズムが調べられた。その結果,脂質膜は麻酔薬にも生体系と類似の応答をすることが判明した。
以上のように本研究は,化学感覚を代行する認識システムのハード面・ソフト面の両方において,実用化レベルにほぼ達することができた。
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[Publications] Y.Saida: "Taste sensing by analyzing chaotic dynamics in on excitable libid membrane" Technical Digest of the 11th Sensor Symposium. 201-204 (1992)
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[Publications] Y.Saida: "Taste detection using chaos in excitable lipid membrare" Sensors and Materials. 4. 135-144 (1992)
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[Publications] S.Iiyama: "Cutoff effect of n-alkanols in an excitable model membrane composed of dioleyl phosphate" Biophysical Chemistry. 45. 91-100 (1992)
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[Publications] S.Iiyama: "Electric excitation in an artificial lipid membrane" Trends in Physical Chemistry. 1. 121-132 (1992)
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[Publications] A.Suganuma: "Application of a neural network to human tasting" Proceedings of the 16th Annual International Computer Software & Applications. 277-282 (1992)
