生体内の一酸化窒素をin situ計測するための電気化学センサーシステムの開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555302
• Research Institution: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 三宅 幹夫 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 教授 (80112019)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木村 恵一 和歌山大学, システム工学部, 教授 (50107140) ; 大和谷 厚 大阪大学, 医学部, 教授 (30116123) ; 池田 修 金沢大学, 理学部, 教授 (60089878) ; 山口 千春 大阪ガス(株), 基盤研究所, 副課長
• Keywords: 一酸化窒素 / 電気化学センサー / 電極触媒 / 電極被覆材 / 活性炭素繊維

Research Abstract

生体内一酸化窒素(NO)を高感度かつ高選択的に計測するための電気化学センサーシステムの開発を目的とし、以下の成果を得た。
(1)微小電極基材として有用な多様な炭素繊維、黒煙繊維、活性炭素繊維を開発した(山口)。
(2)ストリッピングボルタンメトリーの概念を導入して、中性の小分子であるNOのみを選択的に吸着して電極近傍で濃縮させるα-水酸化鉄をナフィオン膜中に添加すると、10nM以下のNOが検出できることを見いだした(三宅)。
(3)ナフィオン膜内に種々の金属ポルフィリンをドープした三層膜被覆電極のNO酸化特性を評価した結果、Fe(III)(TPFPP)Clが優れた電極触媒特性を示し、その触媒作用機構を明らかにした(池田)。
(4)NO検出感度および選択性の向上を計るため、NOの包接が期待できるカリクスアレン誘導体を合成し、NOとの相互作用について検討した結果、スルホン酸基を有する誘導体が優れた特性を示すことが分った(木村)。
(5)ナフィオンおよびポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロライド)を被覆した二層膜被覆電極を用いると、アセチルコリンの添加により24nMのにNOに対応する酸化電流が検出され、L-NAME添加により酸化電流が消失する電極応答を示すことを明らかにした(大和谷)。

Research Products

• [Publications] J.Chen: "Redox Mechanism of No in Water-soluble Iron Porphyrin"Electroanalysis. (印刷中). (2001)
• [Publications] A.Kitajima: "Detection of Nitric Oxide on Carbon Electrode Madified with Ionic Polymers and α-Cyclodextrin"Electrochemistry. 69・1. 16-20 (2001)
• [Publications] T.Teranishi: "Self-Organization of Au Namoparticles Protected by 2,6-Bis (1'-(8-thiooctyl) benzimidazal-2-yl) pyridine"J.Am.Chem.Soc.. 122. 4237-4238 (2000)
• [Publications] K.Kimura: "Metal-Ion Complexation and Photochromism of Triphenylmethane Dye Derivatives Incorporating Monoaza-15-crown-5 Moieties"J.Am.Chem.Soc.. 122. 5448-5454 (2000)
• [Publications] K.Kimura: "Supported Sol-Gel Derived Membranes for Neutral-Carrier-Type Ion-Selective Electrodes"J.Mater.Chem.. 10・8. 1819-1823 (2000)
• [Publications] T.Morimoto: "Leptin Facilitates Histamine Release from the Hypothalamus in rats"Brain Res.. 868・2. 367-369 (2000)