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電気刺激薬物放出チップの開発と生体センサを組み合わせた放出制御への展開

研究課題

研究課題/領域番号 15590035
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物理系薬学
研究機関東北大学

研究代表者

柏木 良友  東北大学, 大学院・薬学研究科, 助手 (50204384)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2003年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワードドラックデリバリーシステム / 電気信号 / 薬物放出制御 / マイクロチップ / 生体センサ / ドラッグデリバリーシステム
研究概要

本研究は、電気刺激薬物放出チップの開発と生体センサを組み合わせた放出制御に関する研究を行った。電極との直接反応により薬物を放出することが可能な素子は、基板電極上にナフィオンを被覆した後、表面キャスト法によりカチオン性薬物を静電的相互作用を利用し基板上に固定化することにより作製できた。一方、間接電気反応型の素子は、放出薬物を対イオンとして持つビピリジニウム塩を置換したピロール誘導体を創製し、電気化学的重合反応により基板上へ固定化することにより作製できた。これら作製された何れの素子においても定電位電解法では、印加電位を制御することにより、固定されている薬物の放出量を徐放制御できた。一方、定電流電解法では設定電位を制御することにより、固定されている薬物の放出量を徐放制御できた。さらに、設定電流を微小化にすることにより、固定されている薬物の放出開始を遅延化できた。
次に、電気刺激薬物放出チップと生体センサとの一元化に関する研究を行った。まず、薬物放出素子とグルコースセンサとを組み合わせ、経時的にモニタリングを行いながら糖尿病治療薬であるインスリンの放出制御を試みたところ、治療域に達したとき薬物放出素子よりインスリンが放出された。また、長時間周期で薬物送達が可能な素子の開発を目指し、基板にシリコンを用い、マイクロインジェクション等の技術を駆使し、少量を正確に充填できるよう貯蔵庫をピラミッド状にし、その表面を酸素や塩素イオン等による腐食を防ぐことが可能な金膜で覆い陽極と、陰極もまた腐食を防ぐためシリコンジオキシフィルムで覆った。この素子の陽極上に、電気刺激により薬物が放出する機能性材料を固定化し、生体内での腐食性を調査した。その結果、生体内と同様な成分の溶液中ではなんら影響を受けずに腐食されず、本電気刺激薬物放出チップが長時間周期で薬物送達が可能である知見を得た。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (16件) 図書 (2件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] Organic Electrocatalysis2005

    • 著者名/発表者名
      Theodore Kuwana et al.
    • 雑誌名

      Encyclopedia of Electrochemistry(eds.by Allen J.Bard and Martin Stratmann)(Wiley-VCH, Weinheim, Berlin) Vol.10(in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Amperometric Determination of Optical Active 1-Phenylethanol Using Chiral Nitroxyl Radical-modified polypyrrole Films Prepared by Electrochemical Polymerization2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshitomo Kashiwagi et al.
    • 雑誌名

      Journal of Electroanalytical Chemistry 566

      ページ: 257-262

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Voltammetric Response of Phenylboronic Acid Monolayer-modified Gold Electrode to Sugar2004

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Takahashi et al.
    • 雑誌名

      Analytical Science 20

      ページ: 757-759

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] One-Pot Assembly of Tricyclo[6.2.1.0^<1,6>]undecan-4-one and Related Polycyclic Compounds by Tandem Electroreductive Cyclization2004

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Toyota et al.
    • 雑誌名

      Organic Letters 6

      ページ: 3629-3632

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The Electrochemistry and Determination of Ligustrazine Hydrochloride2004

    • 著者名/発表者名
      Ziyi Sun et al.
    • 雑誌名

      Analytical Bioanalytical Chemistry 380

      ページ: 545-550

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Voltammetric Behavior of Mediator Modified Electrode by Electrochemical Polymerization of Nitroxyl Radical Precursors Containing Pyrrole Side Chain2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshitomo Kashiwagi et al.
    • 雑誌名

      Synlett 14

      ページ: 2513-2516

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Amperometric Determination of Optical Active 1-Phenylethanol Using Chiral Nitroxyl Radical-modified polypyrrole Films Prepared by Electrochemical Polymerization.2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshitomo Kashiwagi et al.
    • 雑誌名

      Journal of Electroanalytical Chemistry 566

      ページ: 257-262

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Voltammetric Response of Phenylboronic Acid Monolayer-modified Gold Electrode to Sugar.2004

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Takahashi et al.
    • 雑誌名

      Analytical Science 20

      ページ: 757-759

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] One-Pot Assembly of Tricyclo[6.2.1.0^<1,6>]undecan-4-one and Related Polycyclic Compounds by Tandem Electroreductive Cyclization.2004

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Toyota et al.
    • 雑誌名

      Organic Letters 6

      ページ: 3629-3632

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The Electrochemistry and Determination of Ligustrazine Hydrochloride.2004

    • 著者名/発表者名
      Ziyi Sun et al.
    • 雑誌名

      Analytical Bioanalytical Chemistry 380

      ページ: 545-550

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Voltammetric Behavior of Mediator Modified Electrode by Electrochemical Polymerization of Nitroxyl Radical Precursors Containing Pyrrole Side Chain.2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshitomo Kashiwagi et al.
    • 雑誌名

      Synlett 14

      ページ: 2513-2516

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Polypyrrole-supported Graphite Felt for Acetylene Coupling Reaction in Solid Phase2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshitomo Kashiwagi et al.
    • 雑誌名

      Synlett 14

      ページ: 2513-2516

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Polyelectrolyte Multilayer Films Containing Ferrocene : Effects of Polyelectrolyte Type and Ferrocene Contents in the Film on the Redox Properties2003

    • 著者名/発表者名
      Aihua Liu et al.
    • 雑誌名

      Electroanalysis 15

      ページ: 1139-1142

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Oxidation of Alcohols with Nitroxyl Radical under Polymer-supported Two Phase Conditions2003

    • 著者名/発表者名
      Yoshitomo Kashiwagi et al.
    • 雑誌名

      New Journal Chemistry 27

      ページ: 1545-1549

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Polyelectrolyte Multilayer Films Containing Ferrocene : Effects of Polyelectrolyte Type and Ferrocene Contents in the Film on the Redox Properties.2003

    • 著者名/発表者名
      Aihua Liu et al.
    • 雑誌名

      Electroanalysis 15

      ページ: 1139-1142

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Oxidation of Alcohols with Nitroxyl Radical under Polymer-supported Two Phase Conditions.2003

    • 著者名/発表者名
      Yoshitomo Kashiwagi et al.
    • 雑誌名

      New Journal Chemistry 27

      ページ: 1545-1549

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Encyclopedia of Electrochemistry, Vol.10

    • 著者名/発表者名
      Theodore Kuwana et al.
    • 出版者
      Wiley-VCH(印刷中)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Encyclopedia of Electrochemistry, Vol.10

    • 著者名/発表者名
      Theodore Kuwana et al.
    • 出版者
      Wiley-VCH(印刷中)
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Aihua Liu: "Polyelectrolyte Multilayer Films Containing Ferrocene : Effect of Polyelectrolyte Type and Ferrocene Contents in the Film on the Redox Properties"Electroanalysis. 15. 1139-1142 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshitomo Kashiwagi: "Oxidation of Alcohols with Nitroxyl Radical under Polymer-supported Two Phase Conditions"New Journal Chemistry. 27. 1545-1549 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 日本化学会生体機能関連化学部会: "生体機能関連化学実験法"化学同人. 233 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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