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酵素固定化電極を用いたスーパーオキシドセンサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 13878188
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関早稲田大学

研究代表者

酒井 清孝  早稲田大学, 理工学部, 教授 (00063727)

研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2003年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2002年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2001年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードスーパーオキシド / 酵素固定化電極 / SOD / 高血圧 / 虚血再潅流 / 活性酸素 / 中空糸透析膜
研究概要

活性酸素は様々な生理現象と密接に関わっており、生体内での産生、消去のバランスが崩れると、様々な障害が発生する。当該研究では、活性酸素種の1つであるスーパーオキシドに着目し、スーパーオキシドの消去剤であるスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)をPt電極表面に固定化し、その酸化電流からスーパーオキシドを検出する電気化学測定法を考案した。この方法は、操作が簡便で、選択性にも優れている。この特性を活かし、水溶液、血漿、血液系のみならず、医用材料や生体組織などの固体試料での測定法の確立を目指した。本研究により開発したスーパーオキシドセンサは、水溶液系では非常に高い感度、精度、安定性を示した。このセンサについて、中空糸透析膜のスーパーオキシド消去活性測定や、ラット摘出臓器におけるスーパーオキシド生成測定への利用法を検討した。中空糸透析膜のスーパーオキシド消去活性測定については、透析器ミニモジュールを作成し、水溶液系において生成したスーパーオキシドの消去率の膜素材および膜表面へのビタミンE修飾・未修飾による違いを評価した。これにより、中空糸透析膜表面へ修飾されたビタミンEにより、モジュール内で生成したスーパーオキシドが20%程度消去されることが確認され、また、膜素材によってスーパーオキシドの中空糸膜透過率が異なることを認めた。ラット摘出臓器におけるスーパーオキシド生成測定では、高血圧モデルラットにおいて、腎臓でのスーパーオキシド生成量が著しく増加した。また、ランゲンドルフ外部潅流装置を用い、摘出心臓での虚血再潅流時のスーパーオキシド生成量変化を測定したところ、再潅流時にスーパーオキシドの生成亢進が確認された。
以上、本研究により開発したスーパーオキシドセンサは、医療機器の性能評価や生理学的な利用など、幅広い用途に応用できる。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (4件)

  • [文献書誌] 遠藤恒介, 宮坂武寛, 望月精一, 小堀深, 辻岡克彦, 酒井清孝: "スーパーオキサイドセンサー"Medical Science Digest. Vol.29, No.14. 558-561 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Endo K., Miyasaka T., Mochizuki S et al.: "Development of a superoxide sensor by immobilization of superoxide dismutase"Sensors & Actuators B. 83. 30-34 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 宮坂武寛, 遠藤恒介, 望月精一 他: "生体計測用スーパーオキサイドセンサ"医工学治療. 14. 158-161 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Endo, T.Miyasaka, S.Mochizuki, S.Aoyagi, N.Himi, H.Asahara, K.Tsujioka, K.Sakal: "Development of a superoxide sensor by immobilization of superoxide dismutase"Sensors & Actuators B. (掲載決定).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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