バイオエレクトロニクス電極の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14657568
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 安齋 順一 東北大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (40159520)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 星 友典 東北大学, 大学院・薬学研究科, 助手 (50302170)
• Keywords: バイオエレクトロニクス / インターフェイス / オスミウムポリマー / 酸化還元 / ポリアミン / ポリピリジン

Research Abstract

ポリアミン類やポリピリジンなどの側鎖に酸化還元活性な金属錯体を結合した高分子インターフェイスの開発と、それらを用いたバイオエレクトロニクス電極の機能開発を実施した。フェロセンを共有結合で導入したポリエチレンイミンは、前年に開発したポリアリルアミン誘導体とほぼ同様の性質を有する事がわかった。また、ポリピリジンの側鎖にジメチルフェナンスロリンをリガンドとしたオスミウム錯体を導入した高分子インターフェイスを合成し酸化還元特性を検討するとともに、DNA検出を目的としたバイオエレクトロニクス電極の酸化還元インジケーターとしての性能を検討した。
このオスミウムポリマーは、未修飾の金電極および一本鎖DNAを表面に修飾した金電極を用いると良好な可逆的な酸化還元特性を示すことが判明した。さらに、金電極表面に固定化した一本鎖DNAに相補的な塩基配列を有するDNA鎖が結合して二本鎖DNAを形成すると、このポリマーのオスミウム錯体部位が二本鎖DNAにインターカレートして強固に結合するために、酸化還元による電流が著しく増強される事がわかった。このため、従来の電極より約1000倍高感度に二本鎖DNAの形成を検出するバイオエレクトロニクス電極の開発することができた。また、この電極は高温の緩衝液で短時間処理することにより、電極表面から二本鎖DNAやオスミウムポリマーを除去することが可能であり、くり返して使用する事が可能であった。

Research Products

• [Publications] Aihua Liu: "A poly(4-vinylpyridine) derivative bearing Os(5,6-dmphen)_2Cl ( 5,6-dmphen = 5,6-dimethyl-1,10-phenanthroline) : a novel electrochemical indicator for detecting DNA hybridization"Materials Science & Engineering C. 24(印刷中). (2004)