高機能センサ素子に関する研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63108001
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 南原 利夫 東北大学, 薬学部, 教授 (30004534)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 四ツ柳 隆夫 東北大学, 工学部, 教授 (00001199) ; 柳田 博明 東京大学, 工学部, 教授 (20010754) ; 波多野 博行 京都大学, 理学部, 名誉教授 (00025222) ; 左右田 健次 京都大学, 化学研究所, 教授 (30027023) ; 荒井 弘通 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (10011024)
• Keywords: 特異抗体 / 耐熱性酵素 / バクテリオロドプシン / 人工二分子膜 / シクロデキストリン / 走査トンネル顕微鏡 / セラミックス半導体 / ペロブスカイト型酸化物電極 / 金属イオンセンサ / PHセンサ / ガスセンサ

Research Abstract

まずイムノセンサの設計指針の一つである抗体の特異性とハプテン構造との関係を、モデルにエストロゲンを用いて検討し、ハプテン化のデザイン上有用な知見を得た。さらに生体内アフィニティ物質の分子識別素子を外的因子に対し安定な酵素を産生する好熱菌に求め、遺伝子組換え技術などを駆使して高収率供給への道を開いた。また光電変換機能を有するバクテリオロドプシンの安定性を解明するため、ハロロドプシンを取り上げpH並びに温度依存性などについて両者を比較検討し、三次構造の観点からの考察を行った。一方、生体膜をモデルとする人工機能性膜の開発を進め、二分子膜組織体の金属イオン添加による膜電位応答、化学受容による物理化学的特性の変化などの利用を追求した。包接化合物を形成するシクロデキストリンの薄膜化を考案し、作成した修飾電極の応答機能を検討した。ついてオプトロッド型センサへの適用を目標に、光吸収効率の高いポルフィリンをセンシング機能物質とするシステムの設定、応答速度改善のための基礎研究を展開した。また電極表面の修飾手段としてのLB法に注目し、酵素、クラウンエーテルのLB膜被覆センサの実現を図り好成績を収めた。化学発光を利用する水中残留塩素センサ素子の開発、12-モリブドリン酸-塩化ビニル重合体を用いる水素イオン濃度感応電極の試作にも新たな進展を示した。これらセンサ膜の表面構造を精緻に観測するために走査トンネル顕微鏡を試作し、技術適用の可能性とその問題点を明らかにした。化学的耐久性に優れるセラミックスにセンサ機能を付与した材料の探索を進め、セラミックス半導体のヘテロ結合・接触系に卓越した分子識別能を見い出した。つぎにペロブスカイト型の酸化物電極を用い低温作動化を目指すと共に電極反応の機構についても検討し、有用な知見を蓄積した。さらに直鎖アルキル基で4級化したDABCO塩の相転移現象についても考察した。

Research Products

• [Publications] OHKUBO,T: Chem.Pharm.Bull.36. 419 (1988)
• [Publications] HOSODA,H.: Chem.Pharm.Bull. 36. 1808 (1988)
• [Publications] OHKUBO,T.: Chem.Pharm.Bull.36. 3519 (1988)
• [Publications] HOSODA,H.: Chem.Pharm.Bull.36. 3525 (1988)
• [Publications] OHKUBO,T.: Jpn.J.Chem.17. 1 (1988)
• [Publications] INOUE,T.: Chem.Lett.1988. 1939 (1988)
• [Publications] SUNG M.H.: Agric.Biol.Chem.52. 269 (1988)
• [Publications] TANIZAWA,K.: Biochemistry. 27. 1311 (1988)
• [Publications] CHOU,H.-Y.: J.Biochem.103. 622 (1988)
• [Publications] NAGATA,S.: Biochemistry. 27. 9056 (1988)
• [Publications] OKAZAKI,S.: Mikrochim.Acta [Wien]. in press.
• [Publications] HATANO,H.: 40th Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry ＆ Applied Spectroscopy. No.634. (1989)
• [Publications] YAMADA,M.: Anal.Lett.21. 1887 (1988)
• [Publications] 長島珍男: 分析化学. 37. 207 (1988)
• [Publications] 長島珍男: 分析化学. 37. 400 (1988)
• [Publications] 中村吉伸: 日化. 1987. 477 (1987)
• [Publications] NAKAMURA,Y.: 日本セラミックス協会学術論文誌. 96. 958 (1988)
• [Publications] NAKAMURA,Y.: Jpn.Sens.Newslett.2. 15 (1988)
• [Publications] IGARASHI,S.: Proceedings of Symposium on Solvent Extraction. 1988. 175 (1988)
• [Publications] KAWAMURA.K.: Anal.Sci.4. 175 (1988)
• [Publications] KANEKO,E.: Mikrochim.Acta [Wien]. III. 333-340 (1988)
• [Publications] TAKIZAWA,A.: Colloid Polym.Sci.265. 31 (1987)
• [Publications] HIGUCHI,M.: Macromolecules. 20. 2888 (1987)
• [Publications] SATO,M.: Macromolecules. 21. 1612 (1988)
• [Publications] SATO,M.: Polymer J.20. 729 (1988)
• [Publications] MIYANAGA,T.: Bull.Chem.Soc.Jpn.
• [Publications] YOKOI,K.: Polyhedron.
• [Publications] KOMIYAMA,M.: Angew.Makromol.Chem.163. 205 (1988)
• [Publications] KOMIYAMA,M.: J.Amer.Chem.Soc.
• [Publications] IWASA,T.: Biochemistry. 27. 2416 (1988)
• [Publications] KATAOKA,M.: J.Appl.Crystal.21. 355 (1988)
• [Publications] TOKUNAGA,F.: KENS Report. VII. 109 (1987/1988)
• [Publications] 中嶋直敏: Molecular Design. 9. 2 (1988)
• [Publications] 中嶋直敏: 膜. 13. 335 (1988)
• [Publications] DOHTSU,K.: Anal.Sci.4. 251 (1988)
• [Publications] HAYASHI,K.: Sensors ＆ Acuators. 16. 25 (1989)
• [Publications] TERADA,T.: Bull.Chem.Soc.Jpn.62. 5 (1989)
• [Publications] NAKAYAMA,H.: Bull.Chem.Soc.Jpn.
• [Publications] OKAWA,Y.: Bull.Chem.Soc.Jpn.61. 1175 (1988)
• [Publications] TSUZUKI,H.: Chem.Lett.1988. 1265 (1988)
• [Publications] WATANABE,T.: Chem.Lett.1988. 1183 (1988)