2023 Fiscal Year Annual Research Report
高機能化液化色素ナノ油滴に基づく超高感度1ステップ診断デバイスの新原理創発
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21K18986
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
久本 秀明 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (00286642)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | イオン液体 / 色素液体 / アルカリフォスファターゼ / ナノエマルション / フェルスター共鳴エネルギー移動 / 化学センサー / 機能性色素 / マイクロ分析デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はこれまでに，固体色素自身を液状化させた色素液体の開発によって，色素の極限濃度化を達成した酵素応答性色素液体ナノエマルション(NE)型オプトードを開発し，高感度な酵素応答を実現した．しかし，酵素応答性色素液体NEでは，一分子中に酵素基質部位と蛍光部位をもつ蛍光基質を用いるため，さらなる高感度化に有効と考えられる基質部位・蛍光部位の比率の検討は原理的に困難であった．本研究では，一般的な蛍光基質を用いずに基質部位と蛍光部位を分子として独立させた全く新しい応答機構の酵素応答性NE型オプトードの提案・実証を行った．はじめに，新しい応答機構の酵素応答性NEに用いるリン酸化合物(naphthol AS-TR phosphate)がALPと油水界面酵素反応を起こすことを確認した．次に，基質部位と蛍光部位を分子として独立させた全く新しい応答機構の酵素応答性NE型オプトードのALP応答評価を行い，ALP試料混和時の蛍光強度が時間とともに低下することが確認できた．これはNE中のnaphthol AS-TR phosphateが油水界面での酵素反応により脱リン酸化された際，NE中の電荷バランスを保つためにカチオン性色素であるAOがNEのバルクから油水界面へ移動したためと考えられる．このことから，基質部位・蛍光部位を分子として独立させた新しい応答機構のALP応答性NEが実現できることを実証した．さらに色素の疎水性がALP応答性に寄与することや，NE中の色素比率の検討により濃度消光を抑え、ALP応答性を向上できることがわかった．
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