研究課題
基盤研究(C)
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。
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Encyclopedia of Electrochemistry(eds.by Allen J.Bard and Martin Stratmann)(Wiley-VCH, Weinheim, Berlin) Vol.10(in press)
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