| 研究課題/領域番号 |
17550089
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
分析化学
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
中林 安雄 関西大学, 工学部, 助教授 (70172385)
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| 研究分担者 |
山内 脩 関西大学, 工学部, 教授 (70029643)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2006年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 血糖値センサ / ルテニウム錯体 / 発色剤 / 吸光度検出 / メディエータ / π-πスタッキング / アンテナ効果 / 吸光度測定 / π-πスタッキキング / バイオセンサ |
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| 研究概要 |
1.ルテニウム錯体の合成
吸光度検出型血糖値(グルコース)センサの発色剤として用いるために、ルテニウム(III/II)錯体[Ru(NH_3)_5(L^*)]^<4*/3*>(L^*:4,4'-ビピリジニウムイオン)を合成し、それらの分光化学的性質を調べた。[Ru^<II>(NH_3)_5(L^+)]3^*は580-680nmにモル吸光係数が10^4 M^<-1>cm^<-1>オーダーの電荷移動吸収帯を有するのに対して、[Ru^<III>(NH_3)_5(L^+)]^<4+>は可視部に吸収をもたないことがわかった。
2.血糖値(グルコース)センサへの適用
[Ru^<III>(NH_3)_5(L^+)]^<4+>が有用な発色剤として作用するためには、還元型グルコースオキシダーゼとの反応が速く、瞬時に[Ru^<II>(NH_3)_5(L^+)]^<3+>となり発色する必要がある。そこで、GOx_<red>+2Ru(III)→GOx_<ox>+2Ru(II)+2H^+の電子移動反応速度定数を求めた。その結果、L^+の違いにより、5.7×10^6-1.7×10^7 M^<-1>s^<-1>となり、オスミウム錯体よりも大きな値を示した。これは、ルテニウム錯体とGOx_<ox>間に静電的相互作用があり、さらにL^+とGOx_<ox>の補酵素であるFADのイソアロキサジン環との間にπ-πスタッキングがあることを、^1HNMRと蛍光スペクトルから明らかにした。このような弱い非共有性相互作用の存在により、大きな電子移動速度定数をもつことを解明した。
ルテニウム(III)錯体とGOx_<ox>を含む中性溶液(pH7.0)中にグルコースを添加すると、瞬時に無色から青色に発色した。この際、1cmセルを用いて測定を行ったところ、すべてのL^+において650-750nmの測定波長で5-45μMのグルコース濃度で検量線が直線となり、ヘモグロビンの影響を受けることなくグルコース検出が可能であることが示唆された。
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