2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Ion-sensing Membranes Modified Chemically with Biocompatible Materials for Analysis of Biological Samples
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18K05172
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| Research Institution | Wakayama University |
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Principal Investigator |
矢嶋 摂子 和歌山大学, システム工学部, 教授 (80272350)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | イオン感応膜 / 生体適合性 / 化学修飾 / スルホベタイン誘導体 / センサー性能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イオンセンサーは，目的イオンを高選択的に検出可能な分析装置であり，臨床分析に適している。しかし，従来のイオンセンサーの感応部位は生体適合性に乏しい材料で作製されているため，長期間，継続的に生体試料を測定すると，膜表面に生体試料由来のタンパク質などが付着し，センサー性能が低下する。そこで，本研究では，生体試料の測定を長期的に行えるイオンセンサーの開発を目指し，従来のイオン感応膜に生体適合性材料を化学結合することで，高い生体適合性を付与したイオンセンサーの開発を行うことを目的とした。
平成30年度，令和元年度で，末端に炭素-炭素三重結合を導入した，異なるアルキル鎖長を有するスルホベタイン誘導体を設計・合成し，支持体としてアジ化ポリ塩化ビニル，イオノフォアとしてカリウムイオン選択性のバリノマイシンを用いて作製したイオン感応膜表面にヒュスゲン環化反応により化学修飾し，その修飾量とイオンセンサー性能を検討した。膜材料の元素分析値とイオン感応膜のIRスペクトル（全反射法）測定の結果を組み合わせることで膜表面の修飾量を見積もることができた。また，センサー性能を調べたところ，感応膜表面に修飾したスルホベタイン誘導体がセンサー性能にほとんど影響を及ぼしていないことがわかった。
令和2年度は，令和元年度に引き続いて，生体適合性材料としてホスホリルコリン誘導体の合成を行ったが，目的物の単離は困難であった。さらに，令和元年度に得られた知見をもとに，実験動物の血液を用いた生体適合性試験を実施した。試験条件の最適化をした後，イオン感応膜に付着した血小板を電子顕微鏡で観察し，その数を計測して定量的に評価することを試みた。膜へのスルホベタイン誘導体の修飾の有無により，血小板の付着量に差が見られたものの，誤差が大きく，計測するためのデータの取扱いについて，さらに検討が必要であると思われた。
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