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脳内の生理活性物質を対象とするキャピラリー電気化学センサーの創案

研究課題

研究課題/領域番号 12440210
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 分離・精製・検出法
研究機関日本大学

研究代表者

菅原 正雄  日本大学, 文理学部, 教授 (50002176)

研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
2002年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2001年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2000年度: 9,100千円 (直接経費: 9,100千円)
キーワードL-グルタミン酸 / 酵素センサー / アラキドン酸 / 脂質二分子膜 / 生体膜センサー / 海馬 / 神経伝達物質 / 超微小センサ / ガラスキャピラリー / 超微小電極 / マウス脳海馬 / グラミシジン / 平面脂質二分子膜 / 電気分析法 / 動電的イオンサンプリング能
研究概要

本研究の成果の概要は以下のとおりである.
1.導電的サンプリング能(先端径数μm)および毛管現象に基づくサンプリング能(10μm程度)のガラスキャピラリーを用い,内部溶液として酵素GluOx及びアスコルビン酸オキシダーゼを含む溶液を入れたL-グルタミン酸センサーを開発した.このセンサーを用いてマウス脳スライス内より放出されるL-グルタミン酸の定量を行った.
2.逆行性神経伝達物質の候補のひとつであるアラキドン酸が脂質二分子膜において選択的なイオン輸送(チャンネル型)を引き起こすことを見出した.アラキドン酸のイオン輸送に基づくイオン電流は,アラキドン酸センサーの信号として有用なことを示した.
3.目的物質のレセプターによる認識が,独立に存在するチャンネル分子の活性化を引き起こすという新しい作動機構に基づく微小脂質二分子膜センサーを,レセプターとしてビオチン化脂質およびジニトロフェニル(DNP)修飾リン脂質,情報変換素子としてのグラミシジン単一チャンネルを用いて開発した.このセンサーの原理が一般的に成り立つことを示した.
4.ガラスキャピラリー先端に作成した脂質二分子膜にグルタミン酸レセプターチャンネル分子種を包埋したシングルチャンネルセンサーを作成、イオン透過性に基づく新しいアゴニスト選択性評価法を提案した。本センサを用いて評価した選択性は、結合能に基づく選択性とはパラレルでないことをしめした。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (31件)

  • [文献書誌] K.Nakajima: "A glass capillary microelectrode based on capillarity and its application to the detection of L-glutamate release from mouse brain slices"Anal.Sci.. 19. 55-60 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirano: "Arachidonic acid-induced channel-and carrier-type ion transport across planar bilayer lipid membranes"Anal.Sci.. 19. 191-197 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 菅原正雄: "キャピラリー電気化学センサーの開発と応用"分析化学. 51. 1121-1133 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirano: "A single-channel sensor based on gramicidin controlled by molecular recognition at bilayer lipid membranes containing receptor"Biosensors and Bioelectronics. (In press). (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 菅原正雄: "キャピラリー電気化学センサーの開発と応用"分析化学(総合論文). 51. 1121-1133 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Sugawara: "Design and Application of Ion-Channel Sensors Based on Biological and Artificial Receptors"Bull.Chem.Soc.Jp.(accounts). 75. 1187-201 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirano: "A glass capillary ultramicroelectrode with an electrokinetic sampling ability"Anal.Sci.. 17. 37-43 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Shimokawa: "An Ion-Channel Sensot for Abasic Sites in DNA"Anal.Sci.. 17. i1379-i1382 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirano: "Evaluation of agonist selectivity for the NMDA receptor ion channel in bilayer lipid membranes based on integrated single-channel currents"Biosensors & Bioelectronic. 15. 173-181 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirano: "Evaluation and comparison of ion permeation and agonist selectivities for N-methyl-D-aspartate receptor channels with different subunit compositions in bilayer lipid membranes based on integrated single-channel currents"Anal.Biochem.. 283. 258-265 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Wakabayashi: "A single-channel method for evaluation of very magnitudes of Ca^<2+> ion fluxes through ε4/ζ1 N-methyl-D-aspartate receptor channels in bilayer lipid membranes"J.Pharm.Biomed.Anal.. 24. 453-460 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Hirano, M. Wakabayashi, Y. Matsuno, M. Sugawara: "A Single-Channel Sensor Based on Gramicidin Controlled by Molecular Recognition at Bilayer Lipid Membranes Containing Receptor"Biosensors & Bioelectronics. in press. (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Hirano, Y. Namatame, E. Wakaizumi, Y. Matsuno, M. Sugawara: "Arachidonic Acid-Induced Channel and Carrier-Type Ion transport across Planar Bilayer Lipid Membranes"Anal. Sci.. 19. 191-197 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nakajima, T. Yamagiwa, A. Hirano, M. Sugawara: "A Glass Capillary Microelectrode Based on Capillarity and Its Application to the Detection of L-glutamate Release from Mouse Brain Slices"Anal. Sci.. 19. 55-60 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Sugawara, A. Hirano: "Development and Applications of Capillary electrochemical sensors"Bunseki Kagaku. 51. 1121-1133 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Sugawara, A. Hirano, P. Buhlmann, Y. Umezawa: "Design and Application of Ion-Channel Sensors Based on Biological and Artificial Receptors"Bull. Chem. Soc. Jp. (accounts). 75. 187-201 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Hirano, M. Kanai, T. Nara, M. Sugawara: "A Glass Capillary Ultramicroelectrode with an Electrokinetic Sampling Ability"Anal. Sci.. 17. 37-43 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Shimokawa, A. Hirano, M. Sugawara: "An Ion-Channel Sensor for Abasic Sites in DNA"Anal. Sci.. 17. i1379-i1382 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Hirano, M. Sugawara, Y. Umezawa, S. Uchino, S. Nakajima-Iijima: "Evaluation of Agonist Selectivity for the NMDA Receptor Ion Channel in Bilayer Lipid Membranes Based on Integrated Single-Channel Currents"Biosensors & Bioelectronics. 15. 173-181 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Hirano, M. Wakabayashi, M. Sugawara, S. Uchino, S. Nakajima-Iijima: "Evaluation and comparison of Ion Permeation and Agonist Selectivities for N-methyl-D-Aspartate Receptor Channels with Different Subunit Compositions in Bilayer Lipid Membranes Based on Integrated Single-Channel Currents"Anal. Biochem.. 283. 258-265 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Wakabayashi, A. Hirano, M. Sugawara, S. Uchino, S. Nakajima-Iijima: "A Single-Channel Method for Evaluation of Very Magnitudes of Ca^<2+> Ion Fluxes through ε4/ζ1 N-methyl-D-Aspartate Receptor Channels in Bilayer Lipid Membranes"J. Pharm. Biomed. Anal.. 24. 453-460 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nakajima: "A glass capillary microelectrode based on capillarity and its application to the detection of L-glutamate release from mouse brain slices"Anal. Sci.. 19. 55-60 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirano.: "Arachidonic acid-induced channel-and carrier-type ion transport across planar bilayer lipid membranes"Anal. Sci. 19. 191-197 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 菅原正雄: "キャピラリー電気化学センサーの開発と応用"分析化学. 51. 1121-1133 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirano: "A single-channel sensor based on gramicidin controlled by molecular recognition at bilayer lipid membranes containing receptor"Biosensors and Bioelectronics. (In press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Sugawara: "Design and Application of Ion-Channel Sensors Based on Biological and Artificial Receptors"Bull.Chem.Soc.Jp. 75. 187-201 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] N.Shimokawa: "An Ion-Channel Sensor for Abasic Sites in DNA"Anal.Sci.. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirano: "Evaluation of Agonist Selectivity for the NMDA Receptor Ion Channel in Bilayer Lipid Membranes Based on Integrated Single-Channel Currents."Biosensors & Bioelectronics. 15. 173-181 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirano : "Evaluation and Comparison of Ion Permeation and Agonist Selectivities for N-Methyl-D-Aspartate Receptor Channels with Different Subunit Compositions in Bilayer Lipid Membranes Based on Integrated Single-Channel Currents."Analytical Biochemistry. 283. 258-265 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Wakabayashi: "A Single-Channel Method for Evaluation of Very Magnitudes of Ca^<2+> Ion Fluxes through ε4/ζ1 N-Methyl-D-Aspartate Receptors in Bilayer Lipid Membranes."J.Pharm.Biomed.Anal.. 24. 453-460 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirano: "A Glass Capillary Ultramicroelectrode with an Electrokinetic Sampling Ability."Analytical Sciences. 17. 37-43 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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