| 研究概要 |
本研究は, デヒドロゲナーゼ酵素を電極表面に固定して, 酵素反応と電極反応が共役応答を示すような電極, 酵素機能電極, を構成することを目的としたものである. まず細菌細胞由来のD-グルコン酸デヒドロゲナーゼを代表酵素として選び詳細な検討を加えた. 本酵素は各種電極表面に, その酵素活性う保持した状態で吸着固定できることがわかった. 電極基材としてカーボンペーストを用い, ペースト中にin vivoで本酵素の電子受容体を考えられているユビキノンを共存させておくと, このユビキノンを介して酵素と電極との間の電子伝達共役を実現できることを見出した. その動的挙動を理論的考察に基づいて詳細に解析した. この結果をふまえて, センサーへの応用をめざした研究を行なった. その結果, より安価なP-ベンゾキノンがユビキノンの代わりに使用できることを見出し, また電極の酵素表面に更に透析膜などの半透膜で覆うことによって, 基質(グルコン酸)の濃度に対する直線応答の範囲が広がり, より再現性の良い応答を示す電極を作成することができた. 詳しい検討の結果本電極は, アンペロメトリック測定によるD-グルコン酸センサーとして十分実用に耐えることが示された. 基質に対してより高感度応答を得る新しい方法を検討した. サンプル液中電極を一定時間静置し, この間の酵素反応によって還元型メディエータを蓄積, その後リニアスイープボルタメトリーで一気に電解する方法である. この方法の有用性を実験的に示した. グルコン酸デヒドロゲナーゼ以外にも例えば, オリゴン糖デヒドロゲナーゼ, ポリアミンデヒドロゲナーゼなど用いて, 同様なデヒドロゲナーゼ電極を作成できることを示し, これらの電極がそれぞれの基質に対するセンサーとして利用できることを示した.
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