補酵素類縁体による電極界面の分子修飾とレドックス触媒能の速度論的評加

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05235214
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 大坂 武男 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (80152099)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 明良 成蹊大学, 工学部, 助教授 (00167339)
• Keywords: 分子修飾電極 / 補酵素 / レドックス触媒能 / 電子移動反応 / スーパーオキシドイオン / 酸素 / 電解重合膜 / 電気化学

Research Abstract

本研究は,レドックス補酵素や活性酸素種が関与する生体内電子移動反応を解明するためのモデル反応場の構築に,“電極界面修飾"の概念を適用し,さらにこれら修飾電極のレドックス触媒能を速度論的に解明することを目的として行われ,次の成果を得た。
1.様々なヘテロ環芳香族化合物修飾電極によるニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NADH)の電極触媒酸化を評価した。特に,電解重合で作製したポリ(チオニン)薄膜修飾電極がNADHの酸化を著しく触媒することを見い出した。また,これらの修飾電極は,NADHのフローインジェクション分析における電気化学検出素子として有用であることを明らかにした。
2.1,4-ジアジン環を含むラダー構造高分子薄膜修飾電極を,電解酸化重合により作製した。これらのフラビン類縁体高分子薄膜電極は,酸素の過酸化水素への還元を著しく触媒することを見い出し,また触媒反応の各素過程の速度の定量的評価に基づいて、反応メカニズムを明らかにした。
3.種々の非プロトン性有機溶媒中で,O_2/スーパーオキシドイオン(O_2^-)レドックス対の式量酸化還元電位の温度依存性を解析することによって,O_2+e^-(〕 SY.dblarw. 〔)O_2^-に対する反応エントロピー変化を評価し,各種溶媒パラメータとの相関性を明らかにした。

Research Products

• [Publications] Takeo OHSAKA: "Reaction Entropies for O_2/O_2^- Redox Couple in Aprotic Solvents" Bioelectrochem.and Bioenergetics. 31. 289-300 (1993)
• [Publications] Takeo OHSAKA: "Electrocatalysis of Poly(thionine)-modified Electrodes for Oxidation of Reduced Nicotinamide Adenine Dinucleotide" J.Chem.Soc.Chem.Commun.222-224 (1993)
• [Publications] Takeo OHSAKA: "One-and Two-Electron Reduction of Molecular Oxygen Based on Electrode Surface Modification in Alkaline Aqueous Media" Denki Kagaku. 61. 763-766 (1993)
• [Publications] Takeo OHSAKA: "Electronic Chemistry of Molecular Oxygen and Active Oxygen Species" J.Deuterium Science. 3. 47-54 (1993)
• [Publications] Takeyoshi OKAJIMA: "Electrical Equivalent Circuit Parameters for Montmorillonite Clay Film-Coated Quartz Crystal Oscillators" Electrochim.Acta. 38. 747-756 (1993)
• [Publications] Koichiro TANAKA: "An Excellent Electrocatalysis of Poly(phenosafranine)-modified Electrode for Oxidation of Reduced β-Nicotinamide Adenine Dinucleotide" J.Chem.Soc.Chem.Commun.1770-1772 (1993)
• [Publications] Koichiro TANAKA: "Preparation of Poly(thionine)-modified Electrode and Its Application to an Electrochemical Detector for Flow-Injection Analysis of NADH" Anal.Sci.9. 783-789 (1993)
• [Publications] Fusao KITAMURA: "Adsorption Behavior of Viologen Derivatives on Hanging Mercury Electrode Surfaces" J.Electroanal.Chem.347. 371-381 (1993)
• [Publications] Fusao KITAMURA: "In Situ Infrared Reflection Absorption Spectra of Heptylviologen Adsorbed on a Mercury Electrode Surface" J.Electroanal.Chem.353. 323-328 (1993)
• [Publications] Chokto HARNOODE: "The Third Oxidation Potentials and the Third Reduction Potentials of Bis(phthalocyaninato)lanthanide Complexes" Denki Kagaku. 61. 767-769 (1993)
• [Publications] 徳田耕一: "回転リング・ディスク電極" 電気化学. 61. 193-197 (1993)