内分泌攪乱化学物質のスクリーニングを目的とした電気化学的センサーの開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02J07481
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 倉光 英樹 東京大学, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(PD)
• キーワード: EDCs / アビジン-ビオチン / 17β-エストラジオール / 電気化学的バインディングアッセイ / 分光電気化学的バインディングアッセイ / 選択性膜 / ナイルブルーA / 酸化重合

研究概要

外因性内分泌撹乱物質(EDCs)と性ホルモンレセプターとの相互作用をモニタリングするための電気化学的バインディングアッセイ法の開発を達成するため、アビジン-ビオチンをモデルタンパク質-リガンドとして、また17β-エストラジオール-エストラジオール抗体に着目し、電気化学的、分光電気化学的バインディングアッセイの開発を行った。電気化学的手法に関しては、リガンドであるビオチンまたは17β-エストラジオールを固定化した電極を導電性高分子の電気化学的酸化重合法、または自己集積単分子膜法により作成し、アビジン、またはエスとジオール抗体の電極表面への特異的な相互作用をバルク中に添加した電極活性マーカーイオン(または分子)の電極応答変化から評価した。また、電極表面のリガンドとバルク中のリガンドとのタンパク質に対する競合反応を利用して、それらのタンパク質-リガンド間相互作用の電気化学的評価を達成した。得られたデータはELISA法と比較され本法の信頼性が確かめられた。得られた成果は、AnalystとElectroanalysis誌に掲載した。分光電気化学的手法に関しては、極めて選択性の高いバインディングアッセイの開発を目的とし、米国のHeineman教授と共同で行われた。そのコンセプトは電極表面に修飾した選択性膜と、電気化学的に誘引された分光応答の変化から被検体を選択的に検出しようというものであり、将来的に共存阻害物質を多く含む環境サンプルの評価を達成するために重要な知見となる。この手法を確立するため、いくつかの化学選択性膜の調整を検討し、いくつかのラベル化剤候補分子の分光電気化学的挙動を詳細に調査した。現在までに、ナイルブルーAをラベルとして用いることによりアビジンービオチン、17β-エストラジオール-エストラジオール抗体の結合イベントの分光電気化学的検出が達成され、得られた成果の1部はPITTOCON2003で発表された。
また、フェノール誘導体等の環境汚染物質を取り扱うにあたって、それらの電極挙動を詳細に調査した結果、これらの化学物質が広い濃度範囲で電気化学的に酸化重合することを見い出し、この現象を利用した新しい水処理技術の開発も達成し、論文として報告した。

研究成果

• [文献書誌] H.Kuramitz, M.Matsuda, J.H.Thomas, K.Sugawara, S.Tanaka: "Electrochemical immunoassay at a 17β-estradiol self-assembled monolayer electrode using a redox marker"Analyst. 128. 182 (2003)
• [文献書誌] H.Kuramitz, M.Matsuda, K.Sugawara, S.Tanaka: "Electrochemical evaluation of the interaction between avidin and biotin at a biotinylated polypyrrole electrode using a redox marker"Electroanalysis. 15. 225 (2003)
• [文献書誌] K.Sugawara, R.Kato, T.Shirotori, H.Kuramitz, S.Tanaka: "Voltammetric behavior of avidin-biotin interaction at a biotin/thionine modified Au electrode"Journal of Electroanalytical Chemistry. 536. 93 (2002)
• [文献書誌] H.Kuramitz, J.Saitoh, T.Hattori, S.Tanaka: "Electrochemical removal of p-nonylphenol from dilute solutions using a carbon fiber anode"Water Research. 36. 3323 (2002)