2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of enzymatic sensor and drug release system based on BSA gel and lipid bilayers
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17K19022
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
山口 央 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (10359531)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 酵素センサー / BSAゲル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，BSAヒドロゲルと脂質二分子膜の特性を組み合わせた『高感度・高ダイナミックレンジな酵素センサー』を新たに設計し，次世代の非侵襲的酵素センサー開発を第一の目的として研究を行っている。さらに，設計するセンサー系を応用し，新しい『基質応答型の薬物放出システム』の創出を第二の目標としている。令和元年度においては，以下の研究項目を遂行した。
（１）高感度・高ダイナミックレンジなグルコース計測用GODセンサー：センサー応用として適切なBSAゲルの作製条件を精査した。特に，ゲル作製時のBSA濃度について，グルコースの取込として適切なゲルの膨潤・収縮が可能となる濃度領域があることを明かとした。また，GODを細孔内に導入したGOD固定化メソポーラスシリカ粒子を作製し，BSAゲルを組み合わせたグルコースセンサーを設計・試作した。その結果，直線性に優れ，目的とするだ液や尿中グルコース計測が可能な検出限界，繰り返し再現性を持つセンサー開発に成功した。
(2) グルコース応答型の薬物放出システム開発：BSAゲルを被覆したナノ多孔粒子の合成条件を精査した。その結果，目的とするゲル被覆を可能とする条件を見いだしたため，薬剤放出に関する実験を行った。ここでは，観察しやすいポルフィリン系物質の薬剤導入・放出について検証した。BSAゲル被覆ナノ多孔粒子を純水中に分散させたところ，温度と薬剤（還元性物質）に応答して鋭敏に薬剤放出するシステムとなることを確認した。一方，生理食塩水中に分散させた系では，イオン強度に依存した薬剤放出が観察された。そこで，BSAゲル被覆ナノ多孔粒子の作製条件を再検討し，生理食塩水中においても温度と薬剤（還元性物質）に応答して鋭敏に薬剤放出するシステムとなることが分かった。
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