ゾル-ゲル生体機能性薄膜に基づくマイクロアレイバイオセンサーの研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09640732
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 八尾 俊男 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (50081310)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安部 巌 大阪府立大学, 工学部, 講師 (60081311)
• Keywords: バイオセンサー / グルコース酵素電極 / マイクロアレイ電極 / ゾル-ゲル法 / ビオチン-アビジン反応

Research Abstract

本研究では,ガラスやセラミクスの低温合成法として知られているゾル-ゲル法により,生体機能性分子(酵素など)を包括した薄膜をマイクロアレイ電極に作製する方法について検討し,以下の結果が得られた.
オルトケイ酸メチル(TMOS)など種々のケイ素化合物を用い,ゾル-ゲル反応の速度とpHとの関係などについて検討し,バイオセンサー作製のためのゾル-ゲル反応の作製条件を明らかにした.センサーはTMOSと酵素のリン酸緩衝液(10mM,pH5.5)のゾル溶液に,白金ファイバー電極の先端部を浸して引き上げた後,グルタルアルデヒド蒸気の中で2日間乾燥させて作製した.得られたグルコースセンサー,コレステロールセンサー,ガラクトースセンサーの応答時間は数秒と早く,感度も良好であった.さらに,ビオチン標識酵素とアビジンとの生物親和力による複合体をゾル-ゲル法によりトラップした薄膜は長期にわたり良好な安定性を示した.しかし,これらのセンサーは対応する基質に対して高い感度を示したが,通常の試料中に含まれるL-アスコルビン酸や尿酸などの被酸化性物質とタンパク質による妨害を受けた.そこで,ゾル-ゲル酵素薄膜に分子ふるい薄膜をハイブリッド化し,酵素反応で生成した過酸化水素だけを透過する薄膜について検討した.種々のフェノールとアニリンの誘導体の電解酸化重合膜の分子ふるい機能について検討した結果,1,2-ジアミノベンゼンの電解重合膜は,分子量100以上の化合物をほとんど透過せず,過酸化水素を選択的に透過できることが分かった.そこで,ゾル-ゲル薄膜にこの電解重合膜をハイブリッド化したセンサーを作製したところ,対応する基質に対して特異的に応答することが分かった.

Research Products

• [Publications] Toshio Yao et.al.: "Microdialysis Fiber El ; ectrodes for Glucose with Soluble and Immobilized Glucose Oxidase" ANALYTICAL SCIENCES. 13(8). 665-667 (1997)
• [Publications] Toshio Yao et.al.: "Microdialysis Fiber Enzyme Electrode Involving Amplification by Substrate Recycling" Electroanalysis. 12(9). 950-951 (1997)