2023 Fiscal Year Annual Research Report
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20K06984
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| Research Institution | Tohoku Medical and Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
佐藤 勝彦 東北医科薬科大学, 薬学部, 准教授 (80400266)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ナノポア / イオン電流 / TDM / ニトロキシルラジカル / フェニルボロン酸 / バンコマイシン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
先端径がナノメートルサイズのナノポアピペット先端に種々の機能性分子の修飾を行い、イオン電流変化を指標とした医薬品センシングシステムを確立することを目的に研究を行った。イオン電流計測は、検出原理としてピペット先端の電気的および物理的変化を鋭敏にとらえ電気化学信号に変換することができる。これまでの電気化学センサは分析対象を電気化学的に酸化および還元するときに得られるファラデー電流より計測を行う。このため、分析対象は電極と電子授受する化合物に限られ適用範囲は狭い。一方、イオン電流計測ではさまざまな分子間相互作用が利用可能であり、検出対象となる分子種が飛躍的に増加する。さらに、ナノピペットにおいては電極の微小化がシグナル減少とはならず、微小量分析にも有用である。本年度は、研究期間を１年延長し下記について研究を行った。
まず、前年度に引き続き分子認識素子として、フェニルボロン（PBA）酸誘導体をSAM結合によりナノポアに固定化しバンコマイシン（VCM）計測に応用することを検討した。VCM結合時のPBAの構造変化を利用する。その結果、0.01-1 mMの範囲においてVCM濃度依存的なイオン電流応答が見られ計測に成功した。この研究に関して論文投稿を行った。
また、加水分解酵素であるリパーゼをLayer-by-layer（LbL）法にてナノポア表面に修飾した。トリアシルグリセロールはリパーゼにより加水分解れグリセロールと３分子の脂肪酸を生成する。このナノポア中のイオン濃度変化をイオン電流から計測することで脂質の定量を試みた。LbL膜中のリパーゼは活性を有するものの、イオン電流計測の再現性に乏しく、ナノポア微小空間へのこのような修飾操作が困難であることが分かった。
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