2016 Fiscal Year Annual Research Report
High sensitive bio-fluorometric gas sensors using NADH-dependent enzymes catalyzing odorous chemicals
| Project/Area Number |
26280053
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
|---|
Principal Investigator |
三林 浩二 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (40307236)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒川 貴博 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 講師 (50409637)
當麻 浩司 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (40732269)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 生化学式蛍光ガスセンサ / NADH / 還元酵素 / 光計測 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、多様な匂い成分の認識素子として利用が可能な各種の脱水素酵素や還元酵素での補酵素であるNADH（又はNADPH）について、その蛍光の蛍光計測系を構築し、高感度フォトマルチプライアや自家蛍光を抑制した高分子を独自に合成し酵素の固定化に用いることで、高感度な匂い成分モニタリングが可能な新規な人工嗅覚を開発することである。
28年度（最終年度）では、酸化還元酵素による計測対象を増加させると共に、27年度までに構築した高感度な蛍光式匂いセンサシステムについて、計測条件の最適化を実施した。実験の結果、代表的な揮発性有機化合物(VOC)の一種として知られ、国際がん研究機関において「発がん性が認められるグループ1」に分類されている「ホルムアルデヒド」について、UV-LEDを用いた光学系とホルムアルデヒド脱水素酵素（FALDH）を隔膜とするフローセルを組み合わせることで、sub-pptである0.75 ppbから10 ppmの濃度範囲でホルムアルデヒドガスの定量を可能とし、当初の目標と達成した。なお高感度化を図るため、センサ用の気液セルに送液する緩衝液の作製のため、超純水製造装置を導入した。次に多様な匂い成分が混合した複合臭気でのセンサ特性（選択性）評価を実施した結果、酵素の基質特異性に基づき、極めて高いガス選択性でホルムアルデヒドガスを検知かつ連続モニタリングできることを確認した。また多様な酸化還元酵素の正反応・逆反応を利用することで、ホルムアルデヒド、エタノール、アセトアルデヒド、アセトン、イソプロパノール、ノネナールなどの光学連続計測を可能として計測対象を増加させることに成功し、酵素の種類を変更することで多様な揮発性成分の計測が可能であることを見出し、新規な人工嗅覚の構築の可能性を示すことができた。
|
| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
