| 研究課題/領域番号 |
21K18092
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| 研究機関 | 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター |
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研究代表者 |
月精 智子 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 事業化支援本部技術開発支援部計測分析技術グループ, 主任研究員 (80520220)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 金属有機構造体 / バイオセンサ |
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| 研究実績の概要 |
金属有機構造体（MOF）は、金属イオンと有機リガンドが配位結合を介してネットワーク構造を形成する多孔質材料であり、ガス吸着特性などで近年注目されている。また、MOFは酵素の担持材料としても注目され、酵素を内包させることにより、酵素の安定性や耐久性が向上することが報告されている。さらに、均一な細孔を有するMOFは、分子ふるいとしても有用であることが報告されている。本研究では、生体内代謝において重要なバイオマーカーである尿酸をターゲットとし、酵素担持MOFの基本特性を調査し、センサ材料としてのMOFの優位性を見出し、尿酸値を電気化学的に計測する簡便なセンサを開発することを目的としている。本研究は、①尿酸計測に適した酵素担持MOFの作製検討・基本特性の評価、②①で作製した酵素担持MOFを用いた尿酸センサの作製・評価、の２つのフェーズに分けて研究を実施する計画となっている。
2021年度は、①のうち、代表的なMOFによる尿酸オキシターゼ（ウリカーゼ）担持MOFを作製し、XRDによる結晶構造解析、SEMによる形状観察、BETによる比表面積測定を実施し、作製したウリカーゼ担持MOFの基本特性について評価した。その結果、純粋なMOF同様の多面体構造の結晶、およびXRDスペクトルが確認された。また、BETによる比表面積測定では、ウリカーゼ担持MOFは純粋なMOFと比較して比表面積が小さくなる傾向がみられ、MOFに酵素が担持された影響と考えられた。また、作製したウリカーゼ担持MOFの吸着実験を実施し、尿酸に対する吸着特性について評価した。Langmuirの吸着等温式に当てはめたところ線形性が得られ、作製したウリカーゼ担持MOFに尿酸に対する吸着性能があることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究計画における、①尿酸計測に適した酵素担持MOFの作製検討・基本特性の評価、について、ウリカーゼ担持MOFを予定通り作製し、その特性について想定通りの結果が得られたため、（2）おおむね順調に進展している、と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
①尿酸計測に適した酵素担持MOFの作製検討・基本特性の評価、については、作製したウリカーゼ担持MOFについてより多面的な評価を実施するため、蛍光標識した酵素を用いた構造評価や、蛍光法による酵素活性試験等を実施する予定である。また、②①で作製した酵素担持MOFを用いた尿酸センサの作製・評価、については、ウリカーゼの反応により生成する過酸化水素を検出する過酸化水素電極を作製する。また、電極表面への酵素担持MOFの固定化方法の１つとして、QCM-Dを用いた交互浸漬法による酵素担持MOFの作製方法についても検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度は、先行研究で使用していた試薬等を代用して実験を遂行したため、予定していた物品費が抑えられた。また、参加した学会が新型コロナウィルス感染症の流行によりオンライン開催となったため、予定していた旅費が抑えられた。次年度は、酵素担持MOFの基本特性評価に使用する試薬、尿酸センサを作製するための電極、酵素担持MOFの固定化方法の検討に使用するQCM-Dのセンサなど、物品費を中心に使用する予定である。また、研究成果発表および情報収集のため、国内学会への参加を予定している。
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