| 研究課題/領域番号 |
10557006
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
環境生理学(含体力医学・栄養生理学)
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
清水 宣明 金沢大学, 工学部, 教授 (50019634)
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| 研究分担者 |
中村 静夫 石川県工業試験場, 化学食品部, 研究主幹
川西 琢也 金沢大学, 自然科学研究科, 助教授 (80234087)
林 良茂 金沢大学, 工学部, 教授 (60019750)
高木 厚司 九州大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (30243934)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| キーワード | バイオセンサ / 水晶振動子 / 微小透析 / グルコース酸化酵素 / 免疫センサ / 固定化酵素 / IgG / 生物親和力 |
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| 研究概要 |
1.微小透析バイオセンサの開発
(1)酸化電流値のグルコース濃度依存性
グルコース濃度依存性を調べた結果、酸化電流値はグルコース濃度に比例して増加した。検出限界濃度は0.01mMであり、また5mM以上では直線性が認められなくなった。酵素固定化型の電極と比較して電流値の再現性は優れていた。
(2)溶存酸素依存性と電子メディエータの導入
グルコースオキシダーゼはその反応過程で酸素を必要とする。したがって低溶存酸素の状態では、センサの感度が低下する可能性がある。予め窒素ガスをバブリングすることで溶存酸素濃度を低下させた場合、感度の低下と応答時間に対する時定数の増加が見られた。フェロセンを電子メディエータとして白金電極とグルコースオキシダーゼの間に介在させることで、低溶存酸素領域でもセンサの感度を維持することができた。
(3)pHの影響
酵素には至適pHがあり、センサの識別素子として用いる場合にはpHの影響を調べる必要がある。そこでグルコースオキシダーゼ溶液をpH=5.6、試料溶液のグルコース濃度を1.0mMに設定し、溶液中のリン酸緩衝液のpH5.6〜8.0まで変化させ、試料溶液中のpHの影響を調べた。その結果、pH5.6から7.5の範囲において試料溶液中のpHの影響を受けないことが明らかとなった。これは、酵素が透析膜によって外液のpH変化から保護されているためと考えられる。
2.水晶振動子を用いた免疫センサの開発
AT-cutの水晶板上に金を蒸着し、ピエゾ圧電効果を利用した超微小量質量測定センサを作製し、電極表面にヤギ抗ヒトIgGを固定化し、IgGの測定について検討した。抗体は金電極表面上にチラミンを電解重合後、チラミン-グルタルアルデヒドー抗体のアミノ基間にシッフ塩を形成させることにより安定に固定化することができた。このセンサの電極質量変化と基本振動数との間には比例関係が成立し、その感度は1ng/Hzであった。各種濃度のヒトIgG溶液に対する免疫センサ応答の経時的変化を調べた結果、IgG投与によって振動数が極めてゆっくりとした時間経過で変化し、IgG50μg/ml投与では約20分後に最大振動数変化が200Hzに達した。
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