スパーオキシドイオンの電子移動反応とin vivo検出法に関する研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05453117
• 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): 北村 房男 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 助手 (00224973) ; 岡島 武義 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 助手 (70194347) ; 徳田 耕一 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 教授 (40016548)
• Keywords: スパーオキシドイオン / 電子移動反応 / 分子修飾電極 / 活性酸素種 / 酸素 / スーパーオキシドジスムターゼ / ポリエチレンオキシド

Research Abstract

本研究は,生命現象の根幹に深く関係し,生体内において極めて重要な化学種である活性酸素種の中で最も根源的なスーパーオキシドイオン(O^-_2^-)のin vivo電気化学センサの実用化のための基礎研究を行うことを目的として行われ,本年度は次の成果を得た
1.キノリンのメチル及びフェニル誘導体界面活性剤(2-,4-,6-.7-及び8-メチルキノリン,2-フェニルキノリンなど)を含むアルカリ性水溶液中に,水銀吊り下げ電極(HMDE)を侵すと,電極表面上に“quasi-liquid"な疎水生マトリックス層が形成され,しかも酸素を溶解させ電解還元を行うと,O^-_2への1電子還元反応が起こることを見い出し,その確証実験を行った。
2.O^-_2の電解生成効率とその安定性(不均化反応のしにくさ)は,界面活性剤の濃度やメチル基及びフェニル基のキノリン環への導入位置に著しく依存し,O^-_2の安定性と電極/膜界面の電気二層容量との間に相関性が成り立つことを明らかにした。
3.O_2やO^-_2の溶存状態の濃度と拡散係数をそれぞれ独立にしかも同時に評価することが可能な方法として,“Hydrodynamic Chronocoulometry"の理論式を導き,実際の系に適用した。

Research Products

• [Publications] Hai-Tao XU: "Simultaneous Determination of Dopamine and Ascorbic Acid with Poly(3-methylthiophene)/Polypyrrale Bilayer-Coated Carbon Fiber Electrodes" Anal.Sci.10. 399-404 (1994)
• [Publications] Fusao KITAMURA: "FT-IRAS Study of p-Cyanobenzoate Adsorption on a Polycrystalline Gold Electrode" Denki Kagaku. 62. 532-533 (1994)
• [Publications] Chi-Woo LEE: "In Situ Electrochemical Quartz Crystal Microbalance Studies of Selfassembled N-Docosyl-N'-Methyl Viologen Films at Gold Electrodes" Bull.Korean Chem.Soc.15. 190-191 (1994)
• [Publications] Takeo OHSAKA: "Electrogeneration of Superoxide Ion in Aqueous Media" J.Deuterium Sci.4. 44-47 (1994)
• [Publications] Takeo OHSAKA: "Diffusion Coefficients of Superoxide Ion in Variaus Media" Denki Kagaku. 62. 1300-1303 (1994)
• [Publications] Hideharu SATOH: "A Study on Diffusional Behavior of Propyl Viologen in Polycethylone oxide Polymer Solvents" Electrochim.Acta. 39. 2261-2270 (1994)
• [Publications] Manabu TSUSHIMA: "Use of Hydrodynamic Chronoconlometry for Simultaneous Determination of Diffusion Coefficients and Concentrations of Diexygen in Various Media" Anal.Chem.66. 4551-4556 (1994)
• [Publications] 大坂武男: "電気分解で金属やポリマーをつくる." 現代化学. 8. 51-55 (1994)
• [Publications] Fusao KITAMURA: "Effect of Complexation by Cyclodextrin on the Voltammetric Characteristic of Viologen Adsorbed on an HMDE" J.Electroanal.Chem.368. 281-288 (1994)
• [Publications] Takeo OHSAKA: "Mediated Electron Transfer of Polyethylene oxide-Modified Superoxide Dismutase by Methyl Viologen" Bioelectrochem.& Bioenery. 32(発表予定). (1995)
• [Publications] Hideharu SATOH: "Obsernation of Intermolecular Charge-Transfer Spectra for Propyl Viologen Dihalides in a Series of Polyeher Media" J.Chem.Soc.Chem.Commun. (発表予定). (1995)
• [Publications] Hideharu SATOH: "DSC Studies of Poly(ethylene oxide)Polymer Electrolytes Completed with LiClO_4 and Alkyl Viologens" Macromolecules. 28(発表予定). (1995)
• [Publications] Takeo OHSAKA(分担): "Frontiers of Reactive Oxygen Species in Biology and Medicine" Elsevier Science, 578 (1994)
• [Publications] 徳田耕一(分担): "先端電気化学" 丸善, 398 (1994)