51探花

【本学研究者情报】

〇材料科学高等研究所／多元物质科学研究所　教授　西原洋知

【発表のポイント】

• 従来の作用极で用いられていた白金电极をPB/G/PSS电极で代替
• 血中の溶存酸素やビタミンC（アスコルビン酸）などの夹雑物の影响を受けずにグルコースを测定可能
• グルコースセンサーの构造の简略化で、血液ガス分析装置の小型化および低コスト化に贡献

【概要】

国立研究開発法人 産業技術総合研究所（以下「産総研」という）化学プロセス研究部門 伊藤徹二 主任研究員、長谷川泰久 副研究部門長らは、株式会社テクノメディカ 吉田朗子 主任、国立大学法人 東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）西原洋知 教授（多元物質科学研究所、環境科学研究科 兼務）、富士シリシア化学株式会社 井澤謙一 研究開発グループ リーダー、日本電子株式会社 作田裕介 副主査らと共同で、貴金属を使わない電極を用いて、血液中の夹雑物(きょうざつぶつ)を除去することなく血糖値（グルコース浓度）を测定できる小型センサーを开発しました。

血糖値は、グルコースが酵素（グルコースオキシダーゼ：GOx）によって酸化される过程で生成される过酸化水素（H₂O₂）を白金（Pt）の作用极で分解し、その际に生じた电流をグルコース浓度に対応させることで电気化学的に测定できます。しかし、H₂O₂の検出に适した分解电位は、血液中の溶存酸素やビタミンC（アスコルビン酸）などの分解電位と重なるため、正確に測定するには、これらの夹雑物をあらかじめ除去する必要がありました。従来のPt电极を使用したセンサーでは、溶存酸素の影响を受けない分解电位でH₂O₂を分解し、ビタミンCは夹雑物除去膜で除去する方法がよく利用されています。本研究では、グラフェン（G）でコーティングした多孔质シリカ球（PSS）に、H₂O₂と反応するプルシアンブルー（PB）を付着させたPB/G/PSSを作用极とすることで、溶存酸素およびビタミンCの分解電位をシフトし、これら夹雑物の影響を受けずにH₂O₂を测定可能なセンサーを开発しました。开発したグルコースセンサーは、空腹时の血糖値（グルコース浓度：70～100 mg/dL）の浓度范囲を含み、より広范囲の0～270 mg/dLにおいて血中グルコース浓度を测定できます。さらに、作用极と参照极の両方にPB/G/PSSを用いた场合にも同様の性能を示すことを确认しました。

今回開発した夹雑物除去機構不要のグルコースセンサーは、近年需要が高まっている血糖値や乳酸値の測定が可能な血液ガス分析装置の小型化を促進します。また、Ptなどの贵金属を使用しないため、安定供给や製造コストの低减にも贡献します。

この技术の详细は2025年5月12日に「ACS Electrochemistry」に掲载され、表纸（Supplementary Journal Cover）にも掲载されます。

开発したグルコースセンサーの概要

【论文情报】

掲載誌：ACS Electrochemistry
論文タイトル：Environmentally Sustainable, Noble-Metal-free Enzyme Sensors Capable of Functioning in the Presence of Ascorbic Acid
著者：Akiko Yoshida, Zheng-Ze Pan, Mutsuhiro Ito, Kenichi Izawa, Yuka Minegishi, Yusuke Sakuda, Yukinori Noguchi, Yasuhisa Hasegawa, Tetsuji Itoh, and Hirotomo Nishihara
顿翱滨：10.1021/补肠蝉别濒别肠迟谤辞肠丑别尘.5肠00045

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

国立大学法人东北大学
材料科学高等研究所（WPI-AIMR） 広報戦略室　
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